DE3533038A1 - Nutschenfilter - Google Patents
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Nutschenfilter zur Filtration
aufgeschwemmter Flüssigkeiten mit einem Gehäuse mit einer
Einlaßöffnung, mit einem Bodendeckel, mit einer über dem
Bodendeckel liegenden Filterplatte, mit einem über der Fil
terplatte drehbar angeordneten Rührwerk, das mit Austrags
gliedern versehen ist, die den Filterkuchen in den Bereich
der Mitte der Filterplatte transportieren und mit einer zen
tralen Auslaßöffnung und Auslaßleitung im Bodendeckel, die
mit einer Absperreinrichtung versehen ist.
Bekannte Nutschenfilter besitzen eine Austragsöffnung in der
Umfangswand des Gehäuses, welches sich oberhalb der Filter
platte befindet. Dabei schälen Austragsglieder an dem Rühr
werk nach Beendigung des Arbeitsvorganges den Filterkuchen
nach außen und schieben ihn über die Austragsöffnung aus.
Nachteilig dabei ist jedoch, daß die Öffnung mindestens so
hoch sein muß wie die Filterkuchenhöhe, d.h. sie muß relativ
groß sein, was bei kleineren Durchmessern des Gehäuses zu
Problemen führt. So kann sich während der Schweißarbeiten
das Gehäuse verziehen, so daß es nicht mehr exakt rund ist.
Dies bedeutet, daß in den Rändern des Behälters Filterkuchen
reste verbleiben, da die Rührwerksflügel nicht exakt bis zum
Rand gelangen können. Weiterhin ist von Nachteil, daß bei
dieser Ausgestaltung der Behälterboden auf umständliche
Weise mit dem Gehäuse verbunden werden muß. Dabei besteht
die Gefahr, daß Reste zurückbleiben, welche dann zwischen
dem Bodendeckel und dem Gehäuse eingeklemmt werden.
Aus diesem Grunde ist es bereits bekannt unter der Filter
platte im zentralen Bereich, d.h. in der Längsachse des
Nutschenfilters eine Auslaßöffnung und eine Auslaßleitung
anzuordnen. In der DE-PS 12 98 081 ist ein derartiger Nut
schenfilter beschrieben, wobei der Transport des Filterku
chens zur Auslaßöffnung hin über ein Rohr mit einer Förder
schnecke erfolgt. Das Rohr läuft dabei als Balken um und
fördert zum Zentrum. Im Zentrum befindet sich ein Teleskop
rohr. Nachteilig dabei ist jedoch, daß der Behälter ständig
über die Auslaufleitung offen ist und entsprechend abgedich
tet werden muß. Dies bedeutet einen hohen Aufwand, insbeson
dere auch deshalb, weil in einem derartigen Nutschenfilter
häufig hochkorrosive und toxische Mittel behandelt werden
und aus diesem Grunde hochwertige und teure Werkstoffe not
wendig sind. Von Nachteil ist auch, daß durch diese Austrags
einrichtung wertvoller Filtrierraum, d.h. Raum zur Aufnahme
des Filterkuchens, verloren ist. Außerdem befinden sich ein
Getriebe u.a. Verschleißteile im Produktraum, wodurch die
Vorrichtung störanfällig wird und der Wartungsaufwand für
diesen komplizierten Aufbau relativ hoch ist.
In der DE-OS 31 36 773 ist bereits eine Filter- und Trock
nungseinrichtung beschrieben, welche eine Absperreinrichtung
in der Auslaßöffnung, bzw. Auslaßleitung besitzt. Nachteilig
dabei ist jedoch, daß hier entweder ebenfalls ein entspre
chender Raum für den Filterkuchen verloren ist, oder zur Ein
leitung des Austragens des Filterkuchens über die zentrale
Auslaßöffnung eine hohe Druckdifferenz erforderlich ist, um
einen Abtransport zu sichern, denn der Filterkuchen liegt
als feste Masse über der Austragsöffnung. Auch bei dieser
Vorrichtung ist der Austrag des Filterkuchens relativ aufwen
dig und unbefriedigend.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde
einen Nutschenfilter der eingangs erwähnten Art zu schaffen,
bei dem ein zentraler Austrag des Filterkuchens auf einfache
Weise und ohne wesentliche Reduzierung der Filtrierfläche
bei einfachem Aufbau möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in
dem Gehäuse oder in der Auslaßleitung eine höhenverstellbare
Bohreinrichtung angeordnet ist, die in ausgefahrener Posi
tion bis in den Bereich der Auslaßöffnung bzw. bis in den
Bereich der Oberkante des Filterkuchens reicht.
Durch die erfindungsgemäße Lösung steht für die Filtrierung
nahezu die gesamte Querschnittfläche des Gehäuses zur Ver
fügung. Zum Austragen des Filterkuchens nach einer entspre
chenden Trocknung ist es lediglich erforderlich die Bohrein
richtung entsprechend zu betätigen. Durch die Bohreinrich
tung wird eine Öffnung durch den Filterkuchen gebohrt, und
zwar je nach Anordnung der Bohreinrichtung von oben oder von
unten her. Durch die dabei entstandene Öffnung kann an
schließend über die Austragsglieder der Filterkuchen auf
einfache Weise ausgetragen werden.
Die Bohreinrichtung kann dabei um die Rührwerkswelle oder in
dessem Inneren angeordnet und höhenverstellbar mit der Rühr
werkswelle verbunden sein.
Auf diese Weise kann die Bohrerwelle für die Bohreinrichtung
auf einfache Weise geführt und gelagert sein. Die Relativbe
wegung zwischen der Rührwerkswelle und der Bohreinrichtung
ist erforderlich, weil sich zu Beginn der Austragung des
Filterkuchens die Rührwerkswelle mit ihren Rührbalken über,
bzw. auf der Oberfläche des Filterkuchens befindet und erst
durch die Bohreinrichtung ein Loch gebohrt werden muß. Erst
danach wird das Rührwerk unter fortwährendem Drehen zum
Austragen des Filterkuchens langsam abgesenkt.
Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann
darin bestehen, daß die Bohreinrichtung bzw. die Bohrerwelle
radial unverdrehbar mit der Rührwerkswelle verbunden ist.
Auf diese Weise wird eine gesonderte Antriebseinrichtung für
die Bohreinrichtung vermieden. Zum Bohren wird gleichzeitig
die Antriebseinrichtung für das Rührwerk verwendet. Selbst
verständlich ist im Rahmen der Erfindung jedoch auch ein
gesonderter Antrieb möglich.
In einfacher Weise kann die Rührwerkswelle als Hohlwelle aus
gebildet sein, wobei sich die Bohrerwelle für die Bohrein
richtung im Inneren der Hohlwelle befindet.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, daß die Bohrer
welle für die Bohreinrichtung in der hydraulischen Hebe- und
Senkeinrichtung für die Rührwerkswelle gelagert ist.
Die hydraulische Hebe- und Senkeinrichtung weist im allgemei
nen Hydraulikzylinder auf, die neben einem Hauptquerbalken
angeordnet sind, der die beiden Hydraulikzylinder miteinan
der verbindet und in dem die Rührwerkswelle gelagert ist.
Aus diesem Grunde kann in einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung vorgesehen sein, daß an dem Hauptquerbalken eine
Höhenverstelleinrichtung für die Bohreinrichtung, bzw. die
Bohrerwelle für die Bohreinrichtung angeordnet ist.
Die Höhenverstelleinrichtung kann dabei ebenfalls Hydraulik
zylinder aufweisen, welche ebenfalls über einen Querbalken
miteinander verbunden sind, der wiederum mit der Achse der
Bohrerwelle verbunden ist. Diese Betätigungs- und Lagerungs
art ist jedoch nur beispielsweise genannt. Selbstver
ständlich sind im Rahmen der Erfindung auch noch andere Be
tätigungs- und Lagerarten möglich.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorge
sehen sein, daß die Bohreinrichtung zusammen mit ihrer An
triebseinrichtung in der Auslaßleitung angeordnet ist, wobei
die Antriebseinrichtung über Halteglieder an der Innenwand
der Auslaßleitung befestigt ist.
Eine dritte Ausführungsform kann darin bestehen, daß die
Auslaßleitung mit einem Rohrknie versehen ist, die eine Öff
nung in der Umfangswand aufweist, deren Achse koaxial zur
Achse der Auslaßöffnung liegt, und daß durch die Öffnung die
Bohrerwelle mit dem Bohrglied gesteckt ist.
Im Unterschied zu dem vorstehend genannten Ausführungsbei
spiel ist hier die Antriebseinrichtung außerhalb der Aus
tragsleitung angeordnet und kann damit leichter mit einer
entsprechenden Antriebsenergie versorgt werden. Demgegenüber
hat die vorstehend genannte Lösung den Vorteil, daß das Pro
dukt nicht durch einen Rohrkrümmer umgelenkt werden muß und
damit eine Verstopfungsgefahr verringt wird.
Das Rührwerk selbst kann von beliebiger Ausgestaltung sein.
Es ist lediglich erforderlich, daß es Austragsglieder auf
weist, bzw. derart ausgestaltet ist, daß der abzuschälende
Filterkuchen zur Gehäusemitte transportiert wird. Hierzu
kann das Rührwerk mit Rührbalken in Spiralform versehen
sein, die in eine Drehrichtung über die Oberfläche des Fil
terkuchens streichen und die in der anderen Drehrichtung den
Filterkuchen in Richtung auf die zentrale Auslaßöffnung
fördern.
Die Absperreinrichtung kann in einfacher Weise ein Absperr
ventil, z.B. ein Kugelhahn, sein. Bei einfachem Aufbau steht
damit ein großer Öffnungsquerschnitt zur Verfügung. Außerdem
ist ein Kugelhahn selbstreinigend und bedarf damit keiner
Wartung.
Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele
der Erfindung, aus denen weitere erfindungsemäße Merkmale
und Vorteile hervorgehen, prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1: einen schematischen Längsschnitt durch den
erfindungsgemäßen Nutschenfilter vor Beginn
des Filterkuchenaustrages;
Fig. 2: einen Längsschnitt in einer um 90° gedreh
ten Lage gegenüber dem Schnitt nach der Fig.
1, wobei die Bohreinrichtung in Funktion ist;
Fig. 3: einen Schnitt entsprechend dem wie in der
Fig. 2, wobei das Rührwerk bereits den Fil
terkuchen abschält und zur Austragsöffnung
transportiert;
Fig. 4: den unteren Bereich eines Nutschenfilters
mit einer anderen Bohreinrichtung;
Fig. 5: ebenfalls den unteren Bereich eines Nut
schenfilters mit einer weiteren alterna
tiven Lösung für eine Bohreinrichtung;
Fig. 6: eine Prinzipdarstellung der Rührbalkengeo
metrie des Rührwerkes;
Fig. 7: einen vergrößerten Querschnitt durch einen
Rührbalken beim Streichen der Oberfläche
des Filterkuchens;
Fig. 8: einen Querschnitt durch einen Rührbalken
beim Abschälen des Filterkuchens in Gegen
richtung.
Der Nutschenfilter ist grundsätzlich von bekannter Bauart
und Funktionsweise, weshalb nachfolgend nur die für die
Erfindung wesentlichen Teile näher beschrieben werden.
Der Nutschenfilter weist ein rotationssymmetrisches Gehäuse
1 auf, mit einem unteren Bodendeckel 2, der auf beliebige
Weise, z.B. über Klammerschrauben 3 mit dem Gehäuse
verbunden ist. Über dem Bodendeckel 2 liegt auf
Abstandsglieder 4 eine Filterplatte 5.
Über einen Zulauf 6 wird die zu behandelnde Flüssigkeit in
das Innere des Gehäuses 1 eingebracht. Ausgepreßte Flüssig
keit verläßt über einen Auslaß 7 in dem Bodendeckel 2 das
Gehäuse.
Koaxial zur Längsachse des Gehäuses 1 befindet sich eine
Rührwerkswelle 8 mit Querbalken 9 am unteren Ende. Die Rühr
werkswelle 8 ist in einer Laterne 10 auf dem Gehäuse 1 ge
lagert und befestigt. Zu dessen Höhenverstellung dienen
Hydraulikzylinder 11, welche seitlich angeordnet sind und
über einen Hauptquerbalken 12 miteinander verbunden sind.
Die Rührwerkswelle 8 ist als Hohlwelle ausgebildet. In ihrem
Inneren ist eine Bohrerwelle 13 geführt und gelagert, welche
am oberen Ende ebenfalls in einem Querbalken 14 gelagert
ist. An beiden Seiten des Querbalken 14 greifen Kolbenstan
gen 15 von Hydraulikzylindern 28 an. Die Hydraulikzylinder
28 sind an bzw. in dem Hauptquerbalken 12 befestigt. Die
Rührwerkswelle wird in bekannter Weise durch einen Motor 17
in Drehung versetzt.
Am unteren Ende trägt die Bohrerwelle 13 als Bohreinrichtung
16 einen bügelförmigen Bohrer 18. Die Form des Bohrers 18
ist aus der Fig. 2 deutlich ersichtlich. In der Fig. 1 ist
der Bohrer kaum erkennbar, weil er um 90° versetzt zwischen
den Rührbalken 9 liegt. Zur besseren Verdeutlichung der Er
findung ist ein Bügel des Bohrers 18 in der Fig. 1 jedoch
gestrichelt angedeutet. Grundsätzlich ist die Form des Boh
rers jedoch beliebig. Maßgeblich ist lediglich, daß er so
ausgestaltet ist, daß er entsprechend rotierend den Filter
kuchen 19 durchbohrt. Hierzu liegt er ebenfalls koaxial zur
Längsachse und koaxial zu einer zentralen Auslaßöffnung 20
im Bodendeckel 2. An die zentrale Auslaßöffnung schließt
sich eine Auslaßleitung 21 an, welche durch eine Absperrein
richtung 22 absperrbar ist. Die Absperreinrichtung kann in
einfacher Weise ein Kugelhahn sein.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Lösung funktioniert
nun auf folgende Weise.
Nach Beendigung der Behandlung, wie z.B. Reinigen, Waschen,
Filtern und Trocknen liegt auf der Filterplatte 5 ein Filter
kuchen in einer Höhe von im allgemeinen 400-500 mm. Die Höhe
des Filterkuchens erstreckt sich dabei im allgemeinen nahezu
gleichmäßig über den ganzen Querschnitt des Gehäuses 1, was
auch durch den Glattstreichvorgang mit den Rührbalken sicher
gestellt ist. Diese Position ist in der Fig. 1 dargestellt.
Dabei überstreicht das Rührwerk mit den Rührbalken die Ober
fläche des Filterkuchens. In dieser Stellung wird dann die
Bohreinrichtung 16 mit dem Bohrer 18 abgesenkt, wozu ent
sprechend die Rührwerkswelle 8 weiter rotiert. Aufgrund
einer radialen Verbindung zwischen der Bohrerwelle 13 und
der Rührwerkswelle 8 rotiert damit auch der Bohrer 18, wobei
er gleichzeitig durch die Höhenverstelleinrichtung 28 nach
unten bewegt wird. Die radiale Verbindung zwischen der
Bohrerwelle 13 und der Rührwerkswelle 8 kann auf beliebige
Weise hergestellt werden und ist hier beispielsweise im
Prinzip dargestellt. Hierzu besitzt die Rührwerkswelle 8 auf
ihrer Unterseite zwei über den Umfang herausragende An
schläge 29 (s. Fig. 3) zwischen denen der Bohrer 18, welcher
mit der Bohrerwelle 13 verbunden ist, liegt. Durch die Dre
hung der Rührwerkswelle 8 wird damit auch der Bohrer 18 mit
genommen. Zur Absenkung der Bohrerwelle 13 und damit auch
des Bohrers 18 werden die Kolben 15 der Hydraulikzylinder 28
entsprechend eingefahren. In der Fig. 2 ist die Position
dargestellt, die der Bohrer einnimmt, wenn er ein Loch durch
den Filterkuchen 19 gebohrt hat. Während dieser Zeit ver
bleibt das Rührwerk mit den Rührbalken 9 noch in seiner obe
ren Position auf dem Filtekuchen 19. Der Bohrer 18 kann im
Bedarfsfalle auch noch weiter nach unten bis in den Bereich
der Auslaßleitung 21 bzw. des Kugelhahnes 22 abgesenkt wer
den. In dieser Position stört er den Abtransport der abge
schälten Filterkuchenteile nicht. Weiterhin kann während der
Weiterrotation des Bohrers auch das Loch auf einfache Weise
offengehalten werden.
In der Fig. 3 ist eine Position dargestellt, in der das
Rührwerk mit den Rührbalken 9 bereits teilweise abgesenkt
ist und durch eine Umkehrung der Bewegungsrichtung Filter
kuchenteile zum zentralen Bereich fördert, von wo aus diese
in die Auslaßleitung fallen.
In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei
dem die Bohreinrichtung 16 mit dem Bohrer 18 einen gesonder
ten Antrieb aufweist. Wie ersichtlich, weist die Auslaßlei
tung 21 ein Rohrknie 23 auf. Das Rohrknie 23 ist am Umfang
mit einer Öffnung 24 versehen, deren Achse koaxial zur Achse
der Auslaßöffnung 20 und damit auch koaxial zur Drehachse
des Rührwerkes 8 und der Längsachse des Gehäuses 1 liegt.
Durch die Öffnung 24 ist die Bohrerwelle 13 für den Bohrer
18 gesteckt. Eine Antriebseinheit 26 für die Bohreinrichtung
16 befindet sich außerhalb des Rohrknies 23. Die Öffnung 24
ist entsprechend abzudichten.
Wie in der Fig. 4 gestrichelt dargestellt ist, wird zum Ein
bringen eines Loches in den Filterkuchen 19 die Bohrerwelle
13 des Bohrers 18 entsprechend axial nach oben geschoben,
bis der Bohrer 18 bis zur Oberfläche des Filterkuchens 19
gelangt ist. Die axiale Verschiebung der Bohrerwelle 13 kann
auf beliebige Weise, z.B. mechanisch, hydraulisch oder elek
trisch erfolgen.
In der Fig. 5 ist eine Alternative zu der Fig. 4 darge
stellt, wobei die Antriebseinrichtung 26 für den Bohrer 18
im Inneren der Auslaßleitung 21 angeordnet ist. Über Halte
glieder 27 ist die Antriebseinrichtung 26 an der Auslaßlei
tung 21 befestigt. Auch in diesem Falle ist die Bohrerwelle
13 axial in der Längsachse des Gehäuses 1 nach oben bei ge
öffnetem Kugelhahn 22 verschiebbar und stellt damit eben
falls ein Loch in dem Filterkuchen 19 her.
In der Fig. 6 ist beispielsweise die Geometrie der Rührbal
ken 9 dargestellt. Wie ersichtlich weisen sie eine Spiral
form auf. Statt der dargestellten beiden einzelnen Balkentei
le können selbstverständlich in einer ähnlichen Spiralform
auch noch mehrere Rührbalken 9 angeordnet sein. Mit dieser
speziellen Spiralform können die abgeschälten Filterkuchen
teile nach innen transportiert werden.
Die Form der Rührbalken 9 ist in den Fig. 7 und 8 darge
stellt. Wie ersichtlich findet bei einer Drehrichtung der
Rührbalken 9 in der in der Fig. 7 dargestellten Pfeilrich
tung ein Glätten des Filterkuchens statt, wozu die Rührbal
ken entsprechend an dem in dieser Bewegungsrichtung vorderen
Ende abgerundet sind.
Wird die Drehrichtung der Rührwerkswelle 8 und damit auch
der Rührbalken 9 umgekehrt, so findet ein Abschaben von Fil
terkuchenteilen statt, wobei aufgrund der Spiralform ein
Transport nach innen in Richtung auf die zentrale Öffnung
hin stattfindet. Hierzu besitzen die Rührbalken 9 entspre
chend an diesem Ende messerartige Kanten.
Während der Abschälbewegung wird die Rührwerkswelle 8 nach
unten verschoben, wodurch der gesamte Filterkuchen ab- und
ausgetragen wird.
Claims (9)
1. Nutschenfilter zur Filtration aufgeschwemmter Flüssigkei
ten mit einem Gehäuse mit einer Einlaßöffnung, mit einem
Bodendeckel, mit einer über dem Bodendeckel liegenden Filter
platte, mit einem über der Filterplatte drehbar angeordneten
Rührwerk, das mit Austragsgliedern versehen ist, die den Fil
terkuchen in den Bereich der Mitte der Filterplatte transpor
tieren und mit einer zentralen Auslaßöffnung und Auslaßlei
tung im Bodendeckel, die mit einer Absperreinrichtung ver
sehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Gehäuse (1) oder in der Auslaßleitung (21) eine
höhenverstellbare Bohreinrichtung (16) angeordnet ist, die
in ausgefahrener Position bis in den Bereich der Auslaßöff
nung bzw. bis in den Bereich der Oberkante des Filterkuchens
reicht.
2. Nutschenfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bohreinrichtung (16) um die Rührwerkswelle (8) oder in
derem Inneren angeordnet ist, wobei die Bohreinrichtung (16)
höhenverstellbar zur Rührwerkswelle (8) ist.
3. Nutschenfilter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bohreinrichtung radial unverdrehbar mit der Rührwerks
welle (8) verbunden ist.
4. Nutschenfilter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Rührwerkswelle (8) als Hohlwelle ausgebildet ist, und
daß die Bohrerwelle (13) für die Bohreinrichtung (16) im
Inneren der Rührwerkswelle angeordnet ist.
5. Nutschenfilter nach einem der Ansprüche 2-4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bohrerwelle (13) für die Bohreinrichtung (16) in der
hydraulischen Hebe- und Senkeinrichtung (11, 12) für die Rühr
werkswelle (8) gelagert ist.
6. Nutschenfilter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die hydraulische Hebe- und Senkeinrichtung durch einen Haupt
querbalken (12) miteinander verbundene Hydraulikzylinder
(11) aufweist, und daß die Bohrerwelle (13) für die Bohr
einrichtung (16) zusammen mit einer Höhenverstelleinrichtung
(15, 16) in dem Hauptquerbalken (12) gelagert ist.
7. Nutschenfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bohreinrichtung (16) zusammen mit ihrer Antriebseinrich
tung (26) in der Auslaßleitung (21) angeordnet ist, wobei
die Antriebseinrichtung über Halteglieder (27) an der Innen
wand der Auslaßleitung (21) befestigt ist.
8. Nutschenfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auslaßleitung (21) mit einem Rohrknie (23) versehen ist,
das eine Öffnung (24) in der Umfangswand aufweist, deren
Achse koaxial zur Achse der Auslaßöffnung (20) liegt, und
daß durch die Öffnung die Bohrerwelle (13) mit dem Bohrglied
(18) gesteckt ist.
9. Nutschenfilter nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Rührwerk (8) mit Rührbalken (9) in Spiralform versehen
ist, die so ausgebildet sind, daß sie in einer Drehrichtung
über die Oberfläche des Filterkuchens streichen und in der
anderen Drehrichtung den Filterkuchen in Richtung auf die
zentrale Auslaßöffnung (20) fördern.
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