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Ftüssigkeitsfi Iter
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsfilter mit einem
absatzweise zwischen einer Filterhandrolle und einer Abzugsrolle transportierbarem
Band als Filtermedium, wobei das Band unmittelbar nach Abschaben des Filterkuchens
und Durchführung durch eine Regenerierungsvorrichtung erneut in die Filterkammer
zurückführbar ist.
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Von der Industrie werden heutzutage vorwiegend Filteranlagen benötigt,
bei denen das benutzte Filtermedium (z. B. Gewebe, Vlies, Papier) voll automatisch
und in Abhängigkeit des Verstopfungsgrades während eines Dauerbetriebs regeneriert
und erneuert wird, ohne daß dadurch der Fi ltrationszykl us uhterbrochen werden
muß.
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Schwierige Fi Itrationsaufgaben mit einem hohen Grad von Verstopfung
werden zum Teil durch manuell bediente Fi Iterpressen, Schichtenfi lter oder Anschwemmvorbelagfilter
gelöst. Diese Anordnungen sind jedoch entweder wegen der zu hohen Betriebskosten
oder einer zu starken Umweltbelastung aufgrund der abzuspülenden Filterrückstände
kaum mehr einsetzbar.
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Bekannte Vakuum- oder Druckbandfi Iter arbeiten dagegen z. B.
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mit "Permanent"-Endiosbändern oder mit Filterbändern im Rollenformat,
die nach einmaligem Gebrauch entfernt werden.
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Durch den einmaligen Gebrauch der Filtermedien ist der Einsatz dieser
Filter ebenfalls begrenzt, da die Betriebskosten zu hoch liegen.
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Es sind jedoch auch Fi Iteranordnungen bekannt, bei denen die erwähnten
Filterbänder nach Gebrauch wieder verwendet werden, indem man sie reinigt. So ist
der DE-AS 15 84 878 eine Filtervorrichtung zu entnehmen, die als Filtermedium eine
Bespannung aus Synthesefasergewebe im Rollenformat verwendet.
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Nach Gebrauch wird die Bespannung oder das Band von einer Vorratsrolle
diskontinuierlich oder kontinuierlich mittels einer Aufwickelrolle durchgezogen
und wieder aufgewickelt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das einmal verwendete
Band zu regenerieren und die Fi Itrationsrückstände vom Band zu entfernen. Dazu
ist eine Abspritzvorrichtung im Bereich der Aufwickelrolle vorgesehen.
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Zwecks Wiederverwendung wird dann das Filterband nach Abspritzen und
vollständigem Aufwickeln zurück auf die Vorratsrolle gewickelt.
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In der DE-OS 23 24 056 ist eine Vorrichtung beschrieben, in der ein
Filterband absatzweise durch eine Filtervorrichtung mittels einer Aufwickelvorrichtung
durchgezogen und aufgewickelt wird. Um eine Regenerierung und eine Wiederverwendung
des Bandes zu ermöglichen, werden die auf dem Band liegenden FiItrationsrückstände
in üblicher Weise abgeschabt. Nach vollständigem Aufwickeln des gebrauchten, jedoch
regenerlerten Bandes wird ebenfalls ein Wiederaufwickeln auf die Vorratsrolle vorgeschlagen,
um ein erneutes Verwenden des Bandes zu ermöglichen.
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Die erwähnten Vorrichtungen bzw. Anordnungen sind dazu geeignet, Aufgaben
bzgl. Klärschlamm- und Galvanik-Schlamm-Aufbereitung zu lösen, jedoch ist ein erfolgreicher
Einsatz z. B. in der Chemie-, Pharmazie-, Nahrungsmittel-, Getränke-, Zucker-, Metallverarbeitungsindustrie
kaum möglich, da höhere Qualitätsanforderungen im Vergleich zur Klär- und Schlammflitration
gestellt
werden. So können durch Abspritzen und Abschaben die verschiedenen Filterbänder
in der Praxis nicht vollständig gesäubert werden. Trotz geeigneter Regenerierungsmethoden
haften Feststoffe entweder in den Poren oder auf der Oberfläche des Bandes. Nach
Abzug und Aufwickeln des Bandes wird unvermeidlich die saubere Seite des Bandes
verschmiert und Feststoffe werden noch tiefer in die Poren eingedrückt.
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Dies führt nicht nur zu einer verminderten Fi ltratqual ität bei Wiederverwendung
des Bandes, söndern auch zu einer beschleunigten Verstopfung. Hinzu tritt, daß ein
nassesfilierband trotz Einsatz von bekannten Bandführungs- und Bandstreckvorrichtungen
zu starker Faltenbildung neigt, so daß ein mehrmaliges Aufwickeln und damit Verwenden
wegen dieser erwähnten Faltenbildung nicht möglich ist. Die Faltenbildung bewirkt
auP-erdem eine Verringerung der Bandbreite, so daß diese z. B. bei einer Anordnung
gomäß der DE-OS 23 24 056 nicht wieder verwendbar sind.
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Der DE-OS 26 50 623 ist der Vorschlag zu entnehmen, daß ein regeneriertes
Band unmittelbar nach dem Regenerationsprozeß erneut in die Filterkammer zurückgeführt
wird.
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Es Ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flüssigkeitsfilter
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ein einwandfreies Filtern
möglich wird, so daß eine Verwendung z. B. auch in der Chemie-, Pharmazie-, Nahrungsmittel-,
Getränke-, Zucker- und Metal lverarbeitungsindustrie möglich ist, daß eine Verstopfung
des wieder zu verwendenden Bandes nicht erfolgt, daß stets ein gleichbleibender
Durchsatz gewährleistet wird, wodurch möglicherweise besondere Uberwachungseinrichtun-gen
zur Bestimmung des Durchsatzes nicht mehr benötigt werden,
und daß
sichergestellt ist, daß eine Faltenbildung durch Verschieben des Filterbandes in
der Filterkamiilar oder den möylicherweise vorhandenen Ablenkrollen unterbleibt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch der Filterbandrolle
nachgeordnete und der Abzugsrolle vorgeschaltete Pufferzonen weder der wiederverwendbare
Bandabschnitt mit der Abzugsrolle noch der während des Regenerierungsvorgangs in
die Filterkammer beförderte Bandabschnitt mit der Filterbandrolle in Berührung kommt.
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Durch die erfindungsgemäße Lehre wird der sich in Gebrauch befindliche
einzelne Bandabschnitt nur nach vollständigem Verbrauch endgültig aufgewickelt.
Dadurch wird sichergestellt, daß die Poren durch noch vorhandene Rückstände auf
dem Filtermedium durch Aufwickeln das Bandabschnitts und damit bedingter Druckeinwirkung
übermäßig verstopft werden. Die vor der Filterkammer eingebaute Pufferzone stellt
sicher, daß möglicherweise das Bandmaterial, das während des Regenerierungsvorganges
In die Filterkammer eingeführt wird und Schmutz aufnimmt, diesen nicht auf das auf
der Filterbandrolle befindliche Bandmaterial überträgt. Somit ist gewährleistet,
daß das auf der Aufwickelrolle befindliche Fi Itermedlum stets "neu" ist. Die Pufferzonen
selbst können vorzugsweise durch mehrere hintereinander in verschiedenen Ebenen
angeordnete Umlenkrollen gebildet werden. Auch besteht die Möglichkeit, daß die
Pufferzone durch entsprechende Abstände zwischen Filterbandrolle und der dieser
zugewandten Fllterkammerselte bzw. zwischen Abzugsrolle und der Regenerierungsvorrichtung
gebildet werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung wird der regenerierte und wieder zu
verwendende Bandabschnitt nicht vollständig zu der ursprünglichen Stellung zurückgezogen,
sondern vielmehr wird der Bandabschnitt so aufgewickelt, daß stets ein Abschnitt
des neuen Bandes auf
der Filterfläche zu liegen kommt. Dadurch wird
das Band ständig verbraucht und die Durchsatzleistung der Filtereinrichtung konstant
gehalten.Durch diese Art der Verwendung des Bandfilters wird die Möglichkeit eröffnet,
zusätzliche Durchsatz leistungsüberwachungsanordnungen zu umgehen.
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Um das genaue Maß des wieder in die Filterkammer einzubringenden Bandabschnitts
zu erhalten, kann vorzugsweise eine vom Filterband angetriebene Walze mit Zähiwerken
verbunden selh, die als Anzeige für die auszutragende und/oder zurückführbare Bandlänge
dienen. Das Säubern des benutzten Filterbandes kann auf einfache Weise durch einen
als Abschaber ausgebildeten gespannten Draht erfolgen. Dieser Draht ist parallel
und konstant zu einer Umlenkwalze angeordnet. Die Konstanz des Abstandes wird durch
Abstandselemente in Form von z. B. Kreissegmentscheiben erzielt. Die Abstandselemente
mit dem Draht werden von einem Rahmen gehalten, der wiederum schwenkbar am Fi Iterrahmen
selbst angeordnet ist. Gegen Überlastung ist der Rahmen durch Federn oder Gewichte
gesichert.
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Vorzugsweise ist in Ausgestaltung der Erfindung die Achse der Abzugsrolle
schwenkbar mittels eines Stellmotors angeordnet, um eine Ausrichtung des Filterbandes
zu ermögl Ichen. Dadurch ist sichergestellt, daß das Filterband keine Falten schlägt.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgend beschriebenen Zeichnung.
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Es zeigen: Fig. 1. eine schematische Ansicht eines Fliissigkeitsfilters
mit den wesentlichen Bestandteilen,
Fig. 2 eine vergrößerte und
im Ausschnitt wiedergegebene Darstellung eines Flüssigkeitsfilters nach Fig 1, Fig.
3 im Ausschnitt die erfindungsgemäße Anordnung einer Abzugsrolle und Fig. 4 in vergrößerter
Darstellung und im Ausschnitt eine Abschabevorrichtung für den Filterkuchen.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Flüssigkeitsfilter dargestellt, der aus einer
Filterplatte 2 mit eingesenktem Abflußraum und einer oben aufliegenden waagerechten,
gelochten Stützplatte, einem darüber angeordneten Verschlußdeckel 4, der durch Spindeln
oder Druckzylinder 5 betätigbar ist, einem Rahmen 3, einer Vakuumpumpe 10 sowie
nachfolgend noch näher zu bezeichnender Rollen 6, 7, 17 besteht. Auch die weiteren
in der Fig. 1 wiedergegebenen Elemente werden nachfolgend noch eingehender beschrieben.
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Auf der oberen Seite des Deckels 4 befinden sich Anschlüsse fUr die
zu flltrlerende Flüssigkelt 8 und eine Belüftungsleitung 9 mit Absperrvorrichtung
11. Zwei weitere Leitungen 13, 14 verbinden zum einen den Abflußraum der Filterplatte
2 mit der Saugseite der Vakuumpumpe 10 und zum anderen die Druckseite der Pumpe
10 mit einem nicht dargestellten Fi ltrati-onsauffangbehälter.
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Die aufeinander liegenden Kanten des Fi iterdeckels 4 und der Filterplatte
2 dichten einen von der Filterbandrolle 6 kommenden Bandabschnitt 15 ab. Diese Fi
Iterbandrol Je 6 ist an dem Rahmen 3 befestigt. Das Filterband wird mittels der
unten liegenden Abzugsrol Je 7 und einem angeschlossenen Motor 28 über Umienkrollen
16 zwischen Fiiterdeckei 4 und Filterplatte 2 geführt, um über die als Umlenkrolle
ausgebildete Rolle 17 und durch eine Bandregenerierungsvorrichtung f9 geführt zu
werden.
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Zweck der Umlenkrollen 16 und des langen Filterbandweges unterhalb
der Filterplatte 3 besteht darin, daß ein vorzeitiges Verschmutzen und Verstopfen
des noch nicht benutzten Filterbandes auf der Fi Iterbandrol Je 6 verhindert wird.
Außerdem wird dadurch sichergestellt, daß das schon völlig abgenutzte Filterband
auf der Umlenkrolle 7 den regenerierten Bandabschnitt nicht beschmutzt. Weiterhin
wird eine Faltenbildung auf der Filterplatte 2 verhindert.
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Der Motor 28 kann mittels entsprechender Vorrichtungen auch die Filterbandrolle
6 betätigen und das regenerierte Filterband wieder zurück auf die Filterplatte 2
durch Zurückdrehen der Filterbandrolle ziehen.
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Auf der nicht angetriebenen Seite der unteren Abzugsrolle 7 befindet
sich eine Bandführungsvorrichtung 40 (s. Fig. 2) sowie eine Bandtransportbremsvorrichtung
45. Zweck der Bandführungsvorrichtung 40 ist es , einen weitgehenden geraden Bandverlauf
zu gewährleisten. Die bevorzugte Ausführung dieser Vorrichtung besteht im wesentlichen
aus einer Spindel 24, die durch einen an einem Fiiterrahmen 25 schwenkbar befestigten
Motor 20 angetrieben wird. Die Spindel treibt eine Buchse 23, die an der Rollenlagerplatte
27 befestigt ist, an. Die Rollenlagerplatte 27 wird nicht befestigt, sondern liegt
auf einem geschmierten Bett auf dem Fi Iterrahmen und wird waagerecht um eine senkrechte
Achse 36 (s. Fig. 3) versetzt. Eine Drehung um die senkrechte Achse 36 wird mittels
eines entsprechenden Pendel lagers 87 gewährleistet. Zwei verstellbare Endtaster
22 werden an dem Fi iterrahmen befestigt. Der dazwischen angeordnete Anschlagansatz
26 ist an der beweglichen Abzugsrollenpiatte 27 befestigt. Der umpolbare E-Motor
20 wird mittels einer entsprechenden Schaltvorrichtung 21 mit zwei in unmittelbarer
Nähe der Umlenkrolle 70 befindlichen Bandfühlern35 verbunden.
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Die Bremsvorrichtung 45 ist auch auf der nicht angetriebenen Seite
der Abzugsrolle 7 angeordnet. Diese Vorrichtung, die
entweder mechanisch
oder elektromagnetisch betrieben werden kann, wird ebenfalls mittels einer entsprechenden
Halterung an der Abzugsrollenlagerplatte befestigt. Eine weitere ähnliche Bremsvorrichtung
36 befindet sich an einer Seite der feststehenden aber drehbaren Vorratsrolle 6.
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An der vorderen Umlenkrolle 17 befindet sich eine Abschabevorrichtung
85 (Fig. 2 und 4) sowie eine Zähleinrichtung, die aus einem Nockenrad 37 und dem
dazugehörenden Grenztaster oder Impulsgeber 38 besteht.
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Die Abschabevorrichtung 85 besteht im wesentlichen aus einem gespannten
Draht 30, der auf einem Rahmen 32 befestigt ist.
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Abstandselemente in Form von Kurvenscheiben 31, die auf dem Rahmen
32 ebenfalls befestigt sind, sorgen dafür, daß trotz einer unvermeidlichen Verschiebung
des Abschabedrahtes der Abstand des Drahtes von der Umlenkrolle 17 konstant bleibt.
Die ganze Einrichtung wird vorzugsweise schwenkbar am Fi Iterrahmen 3 gelagert und
durch Federn oder verstellbare Gewichte 96 gegen Überlastung gesichert. Eine verstellbare
Schraube 88 mit Anschlag ermöglicht die Einstellung des Abstandes zwischen Draht
30 und Umlenkrolle 17.
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Die Gesamtanordnung arbeitet nun wie folgt: Die Abzugsrolle 7 führt
einen sauberen Bandabschnitt auf die Filterplatte 2. Mittels Spindeln oder Druckzylindern
wird der Fi Iterdeckel 4 auf das saubere Filterband 15 gedrückt und das Filter abgedichtet.
Die Vakuumpumpe 10 schaltet sich ein und die zu filtrierende Flüssigkeit wird aus
einem nicht dargestellten Trübbehälter in die Filterkammer über die Leitung 8 hineingesaugt.
Das Filtrat wird durch das Filterband gesaugt und an den gewünschten Auffangort
befördert. Nach Beendigung des Fi Itrationsvorganges öffnet sich das Belüftungsventil
11
und, nachdem der Rest der zu filtrierenden Flüssigkeit aus der
Filterkammer entleert ist, wird Luft durch die auf dem Band liegende Fitterschicht
gesaugt.
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Nach einem entsprechenden Signal schaltet sich die Vakuumpumpe aus
und der Filterdeckel 4 wird angehoben. Der Bandaustragungsmotor 28 schaltet sich
ein und die Abzugsrolle 7 führt das Filterband samt obenliegender Filterschicht
(Filterkuchen) aus der Kammer heraus.
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Der Fi lterkuchen wird an der Umlenkrolle 17 mittels der Abschabevorrichtung
85 abgestreift und das Band wird anschließend durch die Bandregenerierungsvorrichtung
19 hindurchgeführt.
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Nachdem der benutzte Bandabschnitt gereinigt wurde, führt die Fi Iterbandrol
le 6 mittels eines entsprechenden Getriebes diesen Bandabschnitt in umgekehrter
Richtung wieder auf die Filterplatte 2 zurück. Durch Nockenrad 37, Impulsgeber 38
und zwei nicht dargestellte, auf entsprechende Werte eingestellte Zählwerke wird
die Bahnlänge des ausgetragenen und zurückführbaren Bandabschnittes bestimmt. Im
normalen Betrieb wird der Jeweilig zurückgeführte Bandabschnitt etwas kürzer als
der ausgetragene Bandabschnitt sein. Atf diese Weise wird das Filterband, je nach
dem aufgetretenen Verstop-fungsgrad, ständig verbraucht. Dies hat den Vorteil, daß
eine relativ konstante Durchsatzmenge erzielt wird. Der Arbeitszyklus wird dann
automatisch wiederholt.
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Die Bandführungsvorrichtung 40 zeigt folgende Funktionsweise.
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Der Filterbandabschnitt auf der Filterplatte 2 neigt im Betrieb während
des Bandtransportes entweder nach links oder nach rechts zu wandern. £ei einer Bewegung
nach links berührt die eine Seite des Bandes einen auf der linken Seite des Filters
befindlichen Bandfühier 35. Diese Berührung erzeugt ein elektrisches Signal,
das
wiederum den Motor 20 in Bewegung setzt und zugleich umpolt. Die rechte Seite der
Abzugsrolle 7 wird dadurch in Richtung des Motors 2 gezogen, und zwar so lange,
bis der Anschlagansatz 26 Kontakt mit dem Endtaster 22 hat. Der Teil des Filterbandes
auf der Fi Iterplatte 2 wandert sodann langsam nach rechts. Nach Berührung des Bandes
mit dem Bandfühler auf der rechten Seite wird daraufhin die rechte Seite der Abzugsrolle
7 vom Motor 20 weggeschoben und das Filterband auf der Filterplatte 2 wandert wiederum
nach links. In dieser Weise erfolgt eine gesteuerte Hin- und Herbewegung des Bandes,
die eine Faltenbildung verhindert. Die Größe der seitlichen Bewegung wird so eingestellt,
daß keine negative Wirkung, z. B. Undichtigkeit oder auch Faltenbildung für den
Filtrationsvorgang erfolgt.
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