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Membranfilterpresse
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranfilterpresse mit mehreren
horizontal übereinander angeordneten Membranfilterplatten zwischen denen ein endloses
Filterband durchgeführt und üder Umlenkrollen umgelenkt ist, wobei jede Membranfilterplatte
mit einem Zulnuf für die zu reinigende Suspension, mit einem Ablauf für das Filtrat
und einer Aussparung zur Aufnahme der Suspension, dem Pressraum mit einer Pressmembrane,
versehen ist.
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Bei derartigen Membranfilterpressen liegen eine Vielzahl von Iembranfilterplatten
horizontal übereinander. Die Separation erfolgt durch ein endloses Filterband, das
jeweils zwischen zwei Filterplatten eingespannt ist. Die übereinander gestapelten
Membranfilterplatten
mit dem dazwischen liegenden.
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endlosen Filterband sind in einem Maschinengestell mit seitlichen
Zugankern untergebracht. Über ein Druckstück, das entweder von unten oder von oben
wirkt, werden die Membranfilterplatten gegen eine Traverse gepresst und abgedichtet.
Die bekannten Membranfilterplatten sind im allgemeinen offene Hohikammern mit einer
Pressmembran, die direkt auf der geschlossenen Plattenfläche plan anliegt, und niet
einem Filterband, das die offene Fläche überspannt. Der Hohlraum dazwischen dient
zur Aufnahme der zu entwässernden Suspension. Die Membranfilterplatten sind dabei
so angeordnet, daß ihre offenen Flächen nach unten gerichtet sind und das Filterband
darunter liegt, damit der ausgepresste Rückstand beim Öffnen des Plattenfilters
auf dem Filterband aufliegend, bei dessen taktweiser Bewegung abtransportiert werden
kann.
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Entsprechend des Membranfilterplattenaufbaues drückt die Pressmembrane,
die an der Plattenfläche der Hohikammer anliegt, nachdem sie von der rückwa#rtiqen
Seite mit einem Pressmedium beaufschlagt worden ist, ballonartig von oben auf die
Suspension und entwässert nach unten durch das Filterband. Das Filterband stützt
sich dabei auf der geschlossenen Oberseite der darunter angeordneten Membranfilterolatte
ab,
wobei das Filtrat in angeordneten Rillen in der geschlossenen Oberseite der Membranfilternlatte
gesammelt und zu einem Sammelabfluß geführt wird.
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Durch das ballonartige Aufblähen der Pressmembran ergibt sich einerseits
der Nachteil, daß die Entwässerung der Suspension ungleichmäßig und somit ungenügend
ist, andererseits wird die Pressmembran an verschiedenen Stellen überdehnt und ist
damit einem schnellen Verschleiß unterworfen.
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Ein weiterer Nachteil dieser Membranfilterpressen ist, daß durch die
einfache tiandführung die Separation relativ lange dauert, wobei zusätzlich hohe
Pressdrücke erforderlich sind.
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Außerdem müssen für große Leistungen entweder sehr hohe Membranfilterpressen
gebaut oder,wo dies durch Raumhöhenbegrenzung nicht mehr möglich ist, mehrere Membranfi1terpres#en
parallel nebeneinander aufgestellt werden. Dies ist teuer und unwirtschaftlich.
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Konstruktionsbedingt erfolqt bei solchen Membranfilterpressen der
Kuchenabwurf beidseitig des Filters, so daß zwei Auffangvorrichtungen notwendig
sind.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Membranfilterpresse
der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß sie bei einfachem Aufbau und niedrigen
Herstellungskosten wirtschaftlich leistungsfähig einsetzbar, zuverlässig in der
Funktion und verschleißarm ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Membranfilterplatte
dreigeteilt ist, und von einer Membrangrundplatte mit einem an deren Umfangsrand
eingepasstem Membranspannrahmen und mit einem darüber angeordnetem Trubrahmen gebildet
ist, die zusammen eine Einheit bilden, wobei zwischen die Membrangrundplatte und
dem Membranspannrahmen die Pressmembrane eingeklemmt ist, wobei das Filterband zwischen
dem Trubrahmen und dem Membranspannrahmen durchgeführt ist, wobei der Trubrahmen
und der Membranspannrahmen zum Entfernen eines Rückstandes trennbar sind, und wobei
zwischen dem Filterband und der Pressmembrane Filtratabläufe angeordnet sind, und
daß zwischen dem Trubrahmen und der über diesem angeordneten folgenden Membranfilterplatte
ebenfalls das Filterband durchgeführt ist, wobei hinter diesem Filterband ein weiterer
Filtratablauf angeordnet ist.
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Durch die er#indungsgemü.ße Dreiteilung der Membranfilterplatte mit
beweglichem Trubrahmen ist es möglich den Pressraum
über der Pressmembrane
anzuordnen, so daß die Presskraft entgegen bisheriger Praktik von unten und nicht
mehr von oben auf die Suspension wirkt, so daß der Pressraum einer Membranfilterplatte
errindungegemäß beiderseits mit dern Filterband bedeckt werden kann und so die doppelte
wirksame Filterfläche geschaffen wird, mit der Folge einer wesentlichen Beschleunigung
des Trennvorganges. Durch die doppelte wirksame Filterfläche erniedrigt sich in
vorteilhafter Weise auch die Bauhöhe der gesamten Maschine, so daß in den meisten
Fällen selbst bei gegebenen Raumhöhen keine Aufstellprobleme mehr auftreten und/oder
die Anschaffung von mehreren Membranfilterpressen entfallen kann In vorteilhafter
Weise kann die Membrangrundplatte an den Rändern im Bereich der Einklemmfläche der
Pressmembrane eine schräg nach außen verlaufende Abschrägung aufweisen, wobei gleichzeitig
korrespondierende Abschrägungen an den Paßstellen an dem Membranspannrahmen angeordnet
sind, so daß die Pressmembrane an ihrem Rand zwischen der Abschrägung und der Membrangrundplatte
und der korrespondierenden Abschrägung des Membranspannrahmens eingeklemmt werden
kann.
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Dabei können die Membrangrundplatte und der Membranspannrahmen mit
Senkachrauben o.ä. fest zusammengehalten sein.
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Auf diese Weise ist die Pressmembrane in der Mernbrangrundplatte so
eingeklemmt, daß sie bei einer späteren Druck~ beaufschlagung sich ganz natürlich
und entsprechend den physikalischen Gesetzen ausdehnen kann, ohne abgeknickt oder
gewalkt zu werden, so daß keine Überdehnungen mehr auftreten können. Dadurch ist
die Lebensdauer der Pressmembrane erheblich gesteigert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die Oberseite
von Pressmembrane und Membranspannrahmen in einer Ebene liegen, so daß das Filterband
reibungslos und frei darüber hinweggeführt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung kann sich der in dem Trubrahmen angeordnete
Pressraum in Richtung auf die der Pressmembrane gegenüberliegenden Seite in seiner
Fläche verkleinern.
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Die Pressraumverkleinerung erfolgt konisch.
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Dies hat zum einen den Vorteil, daß die in den Pressraum ~hinei nwach
sende" Pressmembrane sich an den Trubraumwänden abstützen kann und nicht verbeult,
so daß eine auf der ganzen Pressfläche gleichmäßige Entwässerung sichergestellt
ist, und zwar auch in den Randzonen, wobei das zwischen den Trubraumwänden und der
Pressmembrane dazwischen liegende Filterband als Dränage wirkt.
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Ein weiterer Vorteil der konischen Verengung des Trubraumes beruht
darauf, daß das mit zunehmender Entwässerung sich verkleinernde Suspensionsvolumen
einen geringeren Raum benötigt, dem hiermit Rechnung qetragen ist. Daraus ergibt
sich in vorteilhafter Weise, daß sich bei verkleinerter Pressfläche und gleichbleibendem
Pressdruck eine erhöhte Presswirkung ergibt, um mindestens einen gleich guten Trocknungseffekt
zu erreichen, wie bei Membranfilterpressen mit gleichmäßig gleichbleibenden oder
sich vergrößerndern Trubraum und zusätzlicher Pressdruckerhöhung.
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Gleichzeitig kann sich durch diese Maßnahme die Pressmembrane nicht
mehr,wie bisher,ballonartig ausdehnen.
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In Ausgestaltung der Erfindung können zur Einstellung eines Abstandes
zwischen dem Trubraum und dem Membranspannrahmen Federn angeordnet sein. Dabei können
zwischen dem Trubrahmen und dem Membranspannrahmen und/oder der Membrangrundplatte
Führungen angeordnet sein.
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Die Federn heben in vorteilhafter Weise den Trubrahmen beim Öffnen
der Membranfilterpresse von der Membrangrundplatte ab, so daß das Filterband mit
dem trockenen Filterkuchen herausgeführt werden kann. Die seitlichen Führungen haben
dabei die Funktion, die Hubhöhe des Trubrahmens festzulegen.
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Gleichzeitig sollen sie ein seitliches Auslenken des Trubrahmens von
der Membrangrundplatte verhindern.
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Vorteilhafterweise kann die Abführung des ausgepressten Filtrats an
der Unterseite des Trubrahmens dadurch erfolgen, daß zwischen dem Filterband und
der Pressmembrane Noppen auf der Pressmembranoberseite angeordnet sind, und daß
an der Oberseite des Trubrahmens über dem dort befindlichen Filterband in der Unterseite
der Membrangrundplatte der nächstfolgenden Membranfilterplatte Sammelkanäle angeordnet
sind.
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In weiterer Ausgestaltung können die Filtratabläufe von je zwei Filterbandabsehnitten,
die einen Trubrahmen umschließen, zusammengeführt sein und einen gemeinsamen Filtratablauf
aufweisen. Dabei können die Zusammenführungen innerhalb der Wandungen der Membranfilterplatten
verlaufen.
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Auf diese Weise wird ein unübersichtliches Leitungsgewirr verhindert.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann eine erste Umlenkrolle auch im
seitlichen Abstand neben jeder Membrangrundplatte befestigt sein, wobei auf der
gegenüberliegenden Seite in höhe des Trubrahmens eine zweite Umlenkrolle ehenfalls
im seitlichen Abstand angeordnet sein kann.
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Auf diese vorteilhafte Weise wird die doppelte Filterbandführung innerhalb
der einzelnen Membranfilterkammern erreicht.
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Dabei kann die zweite Umlenkrolle an der unter dem Trubrahmen anqeordneten
Membrangrundplat:#e befestigt sein.
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Dadurch wird verhindert, daß seitliche Zugkräfte beim Transport des
endlosen Filterbandes den Trubrahmen verkanten.
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In vorteilhafter Weiterbildung kann auf der Seite der ersten Umlenkrolle
eine Auffangvorrichtung für den ausgetragenen Rückstand angeordnet sein.
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Aufgrund der doppelten Filterbandführung durch jede Membranfilterplatte
erfolgt entgegen dem bisherigen Stand der Technik der Rückstandsabwurf bzw. Austrag
nur auf einer Seite, so daß auf eine zweite Auffangvorrichtung verzichtet werden
kann, und somit Kosten hierfür entfallen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung können an dem endlos umlaufenden
Filterband Schaber und/oder Bürsten angeordnet sein.
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Beim Transport des endlosen Filterbandes durch die Membranfilter-Dlatten
werden damit ohne zusätzlichen Mehraufwand mögliche Verunreinigungen von den Dichtkanten
an den Membranfilterplatten entfernt In weiterer Ausgestaltung kann das endlos umlaufende
Filterband aus einzelnen Bandsegmenten gebildet sein, wobei die Schaber und/oder
Bürsten quer zur Laufrichtung des Filterbandes sich über die gesamte Breite des
Filterbandes erstrecken, und jeweils zwischen den Bandsegmenten angeordnet sein
können.
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Durch die Aufteilung des Filterbandes in eine Vielzahl von Bandsegmenten
ist in vorteilhafter Weise ein Austausch beschädigter Bandabschnitte sehr einfach
möglich.
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Vorteilhaft lassen sich die Schaber und/oder Bürsten auch sehr leicht
in den Zwischenräumen zwischen den Bandsegmenten unterbringen und verhältnismäßig
leicht befestigen. Ebenso leicht lassen sie sich auch auswechseln.
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Weiter ist von Vorteil, daß durch die Zwischenräume zwischen den Bandsegmenten
die Stelle genau bestimmt ist, an die Schaber und/oder Bürsten angebracht werden
müssen, um bei einem Transporttakt des Filterbandes exakt durch einen Plattenbereich
transportiert werden zu können.
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Nachfolgend ist anhand der Zeichnun(l ein Ausfü#irungsbeispiel der
Erfindung prinzipmäßig beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 Eine Membranfilterpresse in schematischer Darstellung
in Seitenansicht; Fig. 2 Zwei übereinander angeordnete Membranfilterplatten im Längsschnitt;
(aus Übersichtlichkeitsgründen dargestellt ohne Umlenkrollen mit richtungenl.
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Fig. 3 Zwei übereinander angeordnete Membranfilterplatten im Längsschnitt
während eines Pressvorganges; (verkleinert dargestellt).
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Fig. 4 Zwei übereinander angeordnete Membranfilterplatten im Längsschnitt
nach beendetem Pressvorgang und im geöffneten Zustand} Fig. 5 Eine Draufsicht auf
ein Filterband, das aus einzelnen Bandsegmenten zusammengesetzt ist (dargestellt
ist nur ein Bandsegment).
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In einer Membranfilterpresse 1 sind mehrere Membranfilterplatten 2
horizontal übereinander angeordnet. Dazwischen ist ein endloses Filterband 3 hindurchgeführt
und über Clrnlcnkrollen 4 und 5 umgelenkt. Über einen Zulauf 6 wird
die
zu reinigende Suspension in einen Pressraum 7 eingeleitet und das Filtrat über eine
Leitung 8 abgeführt. Die Membranfilterplatte 2 besteht aus einer Membrangrundplatte
9, einem Membranspannrahmen 10 und einem darüber angeordneten Trubrahmen 11. Zwischen
der Membrangrundplatte 9 und dem Membranspannrahmen 10 ist eine Pressmembrane 12
eingeklemmt. Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, ist das Filterband 3 zwischen
dem Trubrahmen 11 und der Membrangrundplatte 9 (Unterseite der darüberliegenden
Membrangrundplatte) durchgeführt und über die Umlenkrolle 5 in Pfeilrichtung umgelenkt,
und weiter in waagerechter Richtung zwischen dem Trubrahmen 11 und dem Membranspannrahmen
10. Im weiteren Verlauf wird das Filterband 3 über die weitere Umlenkt rolle 4 in
die nächstfolgende Membranfilterplatte geführt.
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Die Membrangrundplatte 9 ist im Bereich der Einklemmfläche 13 nach
außen abgeschrägt. Der Membranspannrahmen 10 hat eine der Membrangrundplatte 9 korrespondierende
Abschrägung. In diese korrespondierenden Abschrägungen ist die Pressmembrane 12
eingelegt. Die Membrangrundplatte 9 und der Membranspannrahmen 10 sind mittels Senkschrauben.
14 fest zusammengehalten und klemmen die Pressmembrane 12 fest zwischen sich ein.
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Die Abmessungen zwischen der Membrangrundplatte 9, der Pressmembrane
12 und dem Membranspannrahmen 10 sind so dimensioniert, daß die Oberseite des Membranspannrahmens
10 mit der Oberseite der Pressmembrane 12 eine Ebene bilden (in unbetätigten Zustand
der Pressmembrane).
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Der Trubrahmen 11 ist so ausgebildet, daß der von ihm umgrenzte Pressraum
7 sich in seinem Raum nach oben konisch verjüngt. Der Trubrahmen 11 und der Membranspannrahmen
10 haben korrespondierende Senkbohrungen 15 und 16, in denen eine gemeinsame Feder
17 angeordnet ist. An der Membrangrundplatte 9 sinsl Laschen 18 und an dem Trubrahmen
11 Laschen 19 befestigt, durch deren nicht gezeigte korrespondierende Bohrungen
ein Führungsstab 20, der mit entsprechenden Sicherungen 21 versehen ist, gefüllt
ist.
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Auf der Pressmembrane 12 sind Noppen 22 angebracht, die sich gleichmäßig
über die gesamte Pressfläche der Pressmembrane 12 verteilen. Eine untere Filtratsammelleitung
23 ist mit einer oberen Filtratsammelleitung 24 zusammengeführt und vereinigt sich
zum Filtratauslauf 8 (siehe besonders Fig. 2).
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An jeder Membrangrundplatte 9 sind an seitlichen Befestigungseinrichtungen
25 je eine erste Unlenkrolle 4 befestigt. Die Hefestigung der zweiten Umlenkrollen
5 erfolgt über Einrichtungen 26, die ihrerseits jeweils an der unterhalb des Trubrahmens
11 befindlichen Membrangrundplatte 9 angeordnet sind.
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Auf der Seite der ersten Umlenkrollen 4 ist eine Auffangvorrichtung
27 für den auszutragenden Rückstand angeordnet.
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In Fig. 5 ist ein Bandsegment 28 gezeigt, von denen mehrere aneinandergesetzt
das Filterband bilden. Die Bandsegmente sind jeweils mit einem Zugstab 29 und einem
Querstab 30 verbunden. Der Zugstab 29 ist an beiden Enden mit seitlich verlaufenden
Führungsketten 33 verbunden, während jeweils der Querstab 30 lose geführt ist. Der
Zugstab 29 und der Querstab 30 sind über Federn 31 miteinander verbunden. Zwischen
dem Zugstab 29 und dem Querstab 30 sind über die gesamte Breite des Filterbandes
von der Führungskette 33 zur gegenüberliegenden Führungskette 33 ein Schaber 34
und eine Bürste 35 angeordnet und zwar parallel verlaufend zwischen dem Zugstab
29 und dem gegenüberliegenden Querstab 30.
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In eine geschlossene Nembranfllterpresse 1 wird über die Leitung 6
Suspension in den Pressraum 7 gepumpt. Die darin vorhandene Luft wird über die Leitungen
23a, 23 b und 24 verdrängt. Nach Auffüllen des Pressraumes 7 wird die Suspensionsförderung
abgestellt. Über die Pressluftleitung 36 wird Pressluft in den Raum 37 unter die
Pressmembrane 12 gedrückt; die Pressmembrane 12 dehnt sich aus und presst die im
Pressraum 7 befindliche Suspension zusammen.
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Die entweichende Flüssigkeit passiert den obcrcn tind unteren Filterblndal)schnittB
während die fleststoffanteile zurückgehalten werden. Die nusgepresste Flüssigkeit
gelangt zunächst in die Sammelräume zwischen den Noppen 22 der Pressmembrane 12
einerseits und in die Sammelkanäle 38 der Membrangrundplatte 9, um von dort anschließend
über die Leidungen 23 a, 23 b und 24 zu dem jeweiligen gemeinsamen Filtratauslauf
8 geführt zu werden. Durch diese ausgewählue Führung der Leitungen 23 a, 23 b und
24 kann auf einfache Weise zum Trocknen des Filterkuchens auch in beide Richtungen
Luft durch diese Leitungen drchgeblasen werden.
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Nach beendeter Separation wird die P resslu ftzu fuhr eingestellt
und die Presse geöffnet. Dabei werden die Membranfilterkammern über nicht dargestellte
Einrichtungen voneinander abgehoben. Dabei heben die Federn 17 den Trubrahmen 11,
um die vorgegebene Höhe an, damit das Filterhand mit dem Pressrückstand ausgefahren
werden kann, wobei allerdings noch immer so viel Freiraum zwischen dem Trubrahmen
11 und der darüber angeordneten Membranfilterplatte 2 verbleibt, daß der Filterbandtransport
in der angegebenen Pfeilrichtung erfolgen kann. Über die erste Umlenkrolle 4 wird
der Rückstand vom Filterband 3 durch die Biegung des Bandes 3 von diesem gelöst
und in die Auffangvorrichtung 27 abgeworfen.
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Gleichzeitig mit dem Transport des Filterbandes 3 werden durch die
mitlaufenden Schaber 34 und Bürsten 35 die Dichtkanten von etwa anhaftenden Rückständen
befreit. Nach Beendigung eines Transportaktes des Filterbandes 3 wird die Membranfilterpresse
1 wieder geschlossen und ist für einen neuen Presszyklus wieder einsatzfähig.