DE2744454C2 - Filtriervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flltriervorrich-

tung, mit einem mittels aus Ihren jeweiligen Ruhelagen durch Verstellung auswandernden Walzen intermittierend angetriebenen Trum eines Fllterbandes, welches innerhalb eines horizontalen Abschnittes in einer Rinne läuft und mit unterhalb des horizontalen Abschnittes des Fllterbandes angeordneten Saugwannen, welche durch eine Steuereinheit während des Stillstands des horizontalen Abschnitts des Fllterbandes mit einer Saugquelle und während der Vorwärtsbewegung des horizontalen Abschnitts des Fllterbandes mit der Atmo-

Sphäre verbindbar ist.

Als Stand der Technik Ist bereits eine derartige Filtriervorrichtung «bekannt, bei welcher das umlaufende Endlosband durch vor- und rückwärts laufende Walzen taktweise bewegt wird (US-PS 38 70 641). Die Band geschwindigkeit ergibt sich hierbei aus der Anzahl und der Länge der Hübe. Während des Bandstillstands wird über Vakuumschalen gleichzeitig die Suspension getrennt und der Filterkuchen gewaschen sowie getrocknet. Die Vakuumschalen sind über Abscheider mit dem Vakuumsystem verbunden.

Nachdem der Filterkuchen die einzelnen Stationen durchlaufen hat, wird er Ober eine Abnahmewalze während des Bandrücklaufs abgeworfen. Diese bekannte Konstruktion we'-st den Nachteil auf, daß oftmals eine zu große Restfeuchte in dem Filterkuchen verblieb, was zusätzliche und kostenaufwendige Trocknungsanlagen erfordert.

Als Stand der Technik 1st weiterhin ein sogenannter Chargenfilter bekannt, welcher zur Filtration einer rohen Flüssigkeit dient (DE-AS 20 43 156). Hierbei wird die zu filtrierende Flüssigkeit In einem mit Filtertuch ausgekleideten Raum unter Druck eingepreßt. Dabei fließt die Flüssigkeit durch das Tuch ab, die Feststoffe bleiben zurück.

Sobald sich ein dickerer Filterkuchen aufgebaut hat,

sinkt nachtelllgerwelse der Wirkungsgrad der Filtration.

Dann wird die Zufuhr abgesperrt und der Filterkuchen

durch Aufblasen einer Gummiblase welter ausgepreßt.

Zum Stand der Technik zählt außerdem eine Fllter-

presse, welche ähnlich Im Aufbau 1st wie die vorgenannte Konstruktion (DE-OS 17 86 571). Hierbei werden Abflußkanäle durch In der Membrandicke ausgesparte Rillen gebildet. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung bleibt eine zu große Restfeuchte In dem Filterkuchen, wodurch wiederum zusätzliche Trocknungsanlagen erforderlich sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist es, eine Filtriervorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine kostspielige Nachentfeuchtung des Filterkuchens außerhalb der Filtrieranlage entfällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß sich Im Bereich der Saugwannen mindestens ein über dem Filterband angeordnetes Druckkissen mit

gasdurchlässigem, absattweise transportiertem PreBband zur Druckbeaufschlagung eines auf dem horizontalen Abschnitt des Filterbandes lagernden Filterkuchens befindet, daß das Druckkissen an der Unterseite eines mit einem Querträger verbundenen Stützkörpers angeordnet und nur In Richtung Filterkuchen durch den Innendruck aufblähbar 1st und daß das Druckkissen über mit der Steuerelnheh verbundenen Verstellmittel betätigbar ist.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, da3 die Restfeuchtigkeit von mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Filterkuchen wesentlich geringer ist als diejenige bei Filterkuchen nach dem bekannten Stand der Technik. Die Presse ise ein integrierter Bestandteil der Gesamtvorrichtung, so daß keine zusätzilchen und kostenaufwendigen Einrichtungen zur Herabsetzung der Restfeuchte nachgeschaltet werden müssen.

Durch das Pressen des Filterkuchens noch auf dem Filterband selbst wird eias Entstehen von Rissen verhindert und das Hohlraurrivolumen bzw. die Porosität und PorengEöße des Fllterkachens verringert. Dabei wird eLn großer Teil der Flüssigkeit bereits durch des Pressen aus dem Filterkuchen entfernt.

Die gasdurchlässige Ausbildung des Preßbandes schafft eine Zutrittsmöglichkeit von Gas oder Luft zur Filterkuchenoberfläche auch während des Pressens und erlaubt dadurch gleichzeitig, zu Pressen und zu Saugen. Durch das Pressen werden wiederum optimale Voraussetzungen für das Saugen geschaffen, da sich in der durch das Pressen rißfreien und relativ kleinporigen Filterkuchenschicht eine Art Kolbenströmung ausbilden kann. Mit Fortschreiten des Aussaugens der Poren erhöht sich die Geschwindigkeit des durch den Filterkuchen gesaugten Gas- bzw. Luftstroms, und die Strömung nimmt dann auch den an den Poren- bzw. Zellwänden haftenden Flüssigkeitsfilm zum größten Teil rnlt. Auf diese Weise Ist die Restfeuchtigkeit von mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Filterkuchen wesentlich geringer als bisher, so daß sich eine Nachentfetchtung überhaupt erübrigt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich der Filterkuchen wesentlich leichter und praktisch rückstandfrei vom Filterband abnehmen läßt. Damit ergibt sich eine größere Wirtschaftlichkeit und eine geringere Belastung des Abwassers.

Die erfliidungsgernälte Filtrlervof'ichtung Ist Im übrigen besonders gut geeignet zur Ausstattung mit einer vorgeschalteten Aufschlemmvorrlchtung für den Filterkuchen. Die Kombination - Aufschlemmung am Filterband selbst und anschießende großflächige Verdichtung gemäß der Erfindung - führt für die Erzeugung qualitativ hochwertiger Filterkuchen zu folgenden Vorteilen:

Reduktion der Wäischflüsslgkeltsmenge bis zu 50% gründlichere Auswaschung des Filterkuchens (u. a. neutrale Reaktion des Kuchens auch nach dem Trocknen)

Herabsetzung der Restfeuchte um Ί 0-30%
- Volumenverminderung des Filterkuchens (Erhöhung des Schüttgewichts um ca. 25%)
bessere Ablösung des Kuchens vom Filtertuch, dadurch Herabsetzung der Kuchenverluste Im Wasch wasser des Tuches

Verhinderung der Rißentstehung Im Kuchen, dadurch gleichmäßige Kuchenentfeuchtung
kürzere Waschzorc (um ca. 1,5 bis 2 Mal)
mögliche Behandlung von dickeren Kuchenschichten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fit. 1 eine Prinzipansicht einer Filtriervorrichtung;
Flg. 2 eine detaillierte Schnittdarstellung entsprechend einem Schnitt nach der Linie II-II in Fig. I;
Fig. 3 eine Detail Variante entsprechend einem

Schnitt nach der Linie III-I1I in Fig. 4;

Flg. 4 dieselbe Detailvariante in einer Schnittdarstellung analog Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Bandfiltriervorrichtung umfaßt ein endloses Filterband 1, welches über Walzen 2 bis 9 geführt ist. Die Walzen, mit Ausnahme der Walze 9, 1st als eine tuchformende Stange ausgebildet ist, sind in einem Maschinengestell, von welchem der Einfachheit halber nur eine Schiene 10 dargestellt ist, drehbar gelagert. Die Walze 4 Ist von einem nicht

dargestellten Antriebsmotor angetrieben. Die Walzen 2 und 7 sind in Richtung der Pfeile F über einen ebenfalls nicht dargestellten Pneumatlkryüivier verstellbar. Eine Steuerung 11 steuert den Antrieb der Walze 4 und die Verstellung der Walzen 2 und 7 derart, daß sich das obere Trum des Filterbands Intermittierend um jeweils fine bestimmte Wegstrecke weiterbewegt.

Unterhalb des sich zwischen den Walzen 9 und 2 befindlichen horizontalen Abschnitts des Filterbands ist eine Reihe von Saugwannen 12 angeordnet, welche über Leitungen 13 und ein ebenfalls von der Steuerung 11 gesteuertes Ventil 14 an eine nicht dargestellte Unierdruch- bzw. Saugquelle angeschlossen sind. Die Saugwannen 12 sind nur während des Stillstands des oberen Trumes des Filterbandes 1 mit Unterdruck beaufschlagt bzw. aktiviert. Während der Vorwärtsbewegung des oberen Trumes sind sie mit der Atmosphäre verbunden. Im Bereich zwischen den Walzen 9 und 2 läuft das Filterband In an sich bekannter Weise in einer Rinne 12a (Fig. 2).

An den Unterseiten der Saugwanne 12 sind untere Querträger 15 befestigt, weiche sich quer zur Längsrichtung des Filterbands 1 erstrecken und dieses bzw. die Saugwannen 12 seitlich überragen. Diese Querträger 15 tragen an ihren Enden je einen über das Niveau des

Filterbands 1 hinausragenden Steher 16, welche ihrerseits wieder durch obere Querträger 17 verbunden sind. Die oberen und unteren Querträger und die Steher umschließen das Filterband tunnelartig (Flg. 2) und bilden das Gestell der schon erwähnten Presse. An den

so Unterselten der oberen Querträger 17 Ist ein langgestreckter Stützkörpnr 18 mit einer ebenen horizontalen Unterseite befestigt. An dieser wiederum sind drei an Ihren Unterseiten strukturierte (Fig. 2) Druckkissen 19 flxie.t. Diese sind mittels Leitungen 20 und über ein Ventil 21 an eine nicht dargestellte Druck- und an eine Saugquelle angeschlossen. Das Ventil 21 wird automatisch von der Steuerung 11 betätigt, und zwar derart, daß die Druckkissen mit Druck beaufschlagt werden, wenn das obere Trum des Fllterbandes still steht und die Saugwannen aktiviert sind, und mit Unterdruck beaufschlagt oder belüftet werden, wenn die Saugwannen belüftet werden und sich das Trum des Filterbandes vorwärts bewegt. Als Steuerung 11 lsi jede beliebig« Steuerschaltung geeignet, welche die hler und welter unten beschriebenen Funktions- und Bewegungsabläufe gewährleistet.

Die praktische Realisierung einer solchen Steuerung liegt im Bereich des Könnens des Fachmanns und

braucht daher hler nicht näher erläutert zu werden.

An den oberhalb des Filterbands 1 verlaufenden Schienen 10 des Maschinengestells sind vor und nach dem Pressengestell je zwei Schwenkhebel 22 angedeutet, welche zwischen sich je eine Walze 23 drehbar lagern. Um diese Walzen 23 Ist ein endloses Band 24 aus luft- bzw. gasdurchlässigem Material geführt und über an den Schwenkhebeln 22 angreifende Zugfedern 26 gespannt. Das obere Trum dieses Bands 24 verläuft In einer auf den oberen Querträgern 17 angebrachten Führungsrinne 25. während das untere Trum an den Druckkissen 19 anliegt und diese über deren gesamte Breite abdeckt. Das luftdurchlässige Band 24 Ist über eine der beiden Walzen 23 von einem Antriebsmotor 28 angetrieben. Die Verbindung von Motor 28 und Walze 23 erfolgt über einen Kellrlmen 29 und eine auf der Walzenachse drehfest angeordneten Riemenscheibe 30. Der Motor 28 ist von der Steuerung 11 derart angesteuert, daß er das luftdurchlässige Band 24 immer dann, wenn die Druckkissen 19 drucklos sind, um etwa die Gesamtlänge der Presse vorschiebt und dann stoppt. Dabei wird das Band 24 an Reinigungsmittel z. B. in Form eines Schabers 27 vorbeigeführt und von allenfalls anhaftenden Filterkuchenresten gesäubert.

Die Funktionswelse der vorstehend beschriebenen Filtervorrichtung Ist wie folgt: Die zu filtrierende Suspension wird mittels einer beweglichen Verteilerdüse 31 In der Nähe der Walze 9 auf das stehende Trum des Filterbandes aufgebracht und annähernd gleichmäßig verteilt. Gleichzeitig werden über die Steuerung 11 die Saugwannen 12 aktiviert und die Druckkissen 19 unter Druck gesetzt. Aufgrund der Saugwirkung einerseits und des von den Druckkissen auf den Filterkuchen 32 ausgeübten Preßdrucks wird dabei das obere Trum des Filterbandes 1 blockiert, und die Walzen 2 und 7 wandern aus ihren Ruhelagen aus. Wenn die Walzen ihre Endstellungen erreicht haben, werden die Saugwannen 12 und die Druckkissen 19 entlüftet. Dadurch wird das obere Trum des Filterbandes 1 freigegeben und um eine bestimmte Strecke vorgeschoben. Gleichzeitig wird das gasdurchlässige Band 24 weitertransportiert. Danach kann ein neuer Filtrierzyklus beginnen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die dem Filterkuchen zugewandte Unterseite der Druckkissen 19 mit Kanellerungen oder dergleichen versehen, so daß auch während des Pressens Luft zur gesamten Fllterkuchenoberfläche Zutritt hat und damit das Trockensaugen nicht behindert wird. Anstelle der strukturierten Ausbildung der Druckkissen 19 selbst kann mit Vorteil auch, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ein strukturiertes Korrosionsschutzband 33 vorgesehen sein. Dabei kann für jedes Druckkissen 19' ein eigenes oder darstellungsgemäß (Fig.4) ein allen Druckkissen 19' gemeinsames Band vorgesehen sein. Dieses ist über am Stützkörper 18 und an den oberen Querträgern 17 befestigte Führungsbleche 34 geführt und durch Spannfedern 35 gespannt. Die Strukturtiefe beträgt vorzugsweise 2-10 mm. Die übrige Ausbildung der Pressenvariante gemäß Fig. 3 und 4 entspricht der gemäß F i g. 1 und 2, und einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der Vorteil der Ausbildung gemäß Flg. 3 und 4 besteht darin, daß für das bzw. die Druckkissen 19' optimal an die jeweiligen Elastizitätserfordernisse angepaßtes Material und handelsübliche Druckkissen ohne &S Strukturierung verwendet werden können.

Korroslonsprobleme können durch entsprechende Wahl des Schutzbandmaterial ohne besondere Rücksicht auf dessen Elastizität gleichfalls optimal gelöst werden. Für die Druckkissen kann gummlelastlschcr und für das Schutzband hartelastischer Werkstoff verwendet werden. Als Material für die Druckkissen hat sich beispielsweise beidseitig mit synthetischem Kautschuk beschichtetes Nylongewebe bewährt. Die Stirnflächen der Druckkissen und das diese kontaktlcrende Band 24 bzw. 33 sind materialmäßig bzw. in Ihren Oberfiächenelgenschaften so aufeinander abgestimmt, daß sie ausreichende Gleiteigenschaften besitzen. Als Material für das luftdurchlässige Band 24 hat sich Kunststoff, Propylen, Polyester oder Polyamid bewährt. Das Schutzband 33 wird aus Gummi, PoIytetrafluoräthylen oder dergleichen gefertigt.

Selbstverständlich liegt es auch Im Rahmen der Erfindung, das Im Ausführungsbeispiel unstrukturlertc gasdurchlässige Band 24 auf seiner Innenfläche zu strukturleren. Dies würde dann die Verwendung von handelsüblichen an ihrer Sirinfiäche unstrukturleriRn Druckkissen (19') und eines ebenfalls unstrukturierten Schutzband (33) ermöglichen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Flltriervorrichtung, mit einem mittels aus Ihren jeweiligen Ruhelagen durch Verstellung auswandernden Walzen Intermittierend angetriebenen Trum eines Filterbandes, welches innerhalb eines horizontalen Abschnitts in einer Rinne läuft und mit unterhalb des horizontalen Abschnitts des Filterbandes angeordneten Saugwannen, welche durch eine Steuereinheit während des Stillstands des horizontalen Abschnitts des Filterbandes mit einer Saugquelle und während der Vorwärtsbewegung des horizontalen Abschnitts des Filterbandes mit der Atmosphäre verbindbar Ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich Im Bereich der Saugwannen (12) mindestens ein über dem Filterband (1) angeordnetes Druckkissen (19, 19') mit gasdurchlässigem, absatzweise transportiertem Preßband (24) zur Druckbeaufschlagung eines auf dem horizontalen Abschnitt des Filterbandes (1) lagernden Flherkuchens befindet, daß das Druckkissen (19, 190 an der Unterseite eines mit einem Querträger Cl 7) verbundenen Stützkörpers (18) angeordnet und nur In Richtung Filterkuchen durch den Innendruck aufblähbar 1st, und daß das Druckkissen (19, 19'} über mit der Steuereinheit (11) verbundene Verstellmittel (21) betätigbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des bzw. jedes Preßbakkens eine etliche offene Struktur von vorzugsweise 2 bis 10, Insbesondere 3 bis ^s mm Höhe bzw. Tiefe aufweist und daß sich auf den im wesentlichen In einer Ebene liegenden Vorsprangen dieser Struktur eine gasdurchlässige Schicht abstützt.

3. Vorrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des bzw. jedes Preßbakkens durch eine Schicht aus korroslons- Insbesondere säurefestem Material abgedeckt Ist, deren fllterseltlge Fläche eine offene Struktur von vorzugsweise 2 bis 10 mm, insbesondere 3 bis 5 mm Höhe bzw. Tiefe aufweist, und daß sich auf den Im wesentlichen In einer Ebene liegenden Vorsprüngen dieser Struktur eine gasdurchlässige Schicht abstutzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdurchlässige Schicht durch ein endloses, um freilaufende Walzen geführtes gasdurchlässiges Band gebildet Ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die korrosionsfeste Schicht durch ein an mindestens einem seiner beiden Enden federnd gehaltenes Schutzband gebildet Ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere. Insbesondere alle Preßbacken durch ein gemeinsames Schutzband abgedeckt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren. Insbesondere allen Preßbakken ein gemeinsames gasdurchlässiges Band zugeordnet Ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der das gasdurchlässige Band führenden Walzen als Bandspannwalze ausgebildet Ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Reinigungsmittel für das endlose gasdurchlässige Band sowie einen Antrieb, um das Band abschnittsweise durch den Wirkungsbereich der Reinigungsmittel zu bewegen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Preßbacken durch mindestens ein Druckkissen von Im wesentlichen räumlich rechteckiger Form gebildet ist, welches an eine pneumatische oder hydraulische Druckmittelquelle anschließbar 1st.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen wahlweise an eine Unterdruckquelie anschließbar sind.