DE4022469A1

DE4022469A1 - Filtriervorrichtung

Info

Publication number: DE4022469A1
Application number: DE4022469A
Authority: DE
Inventors: Henri Gerhard Willem Pierson
Original assignee: D and C Ltd; D&C Ltd
Current assignee: D and C Ltd; D&C Ltd
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1990-07-14
Publication date: 1991-01-31
Also published as: JPH03137911A; GB2234188A; GB8917073D0; GB2234188B; JPH0736881B2; US5130021A; GB9014191D0

Description

Bei schubweise durchgeführten Verfahren sind sogenannte "Nutsch"-Filter oder "Kasten"-Filter oder "Pfannen"-Filter noch weitverbreitet. Diese Filter umfassen alle einen kreisförmigen oder häufiger einen quadratischen oder rechteckigen Kasten, der einen Entwässerungsboden, welcher gegebenenfalls mit einem Filtertuch ausgerüstet sein kann, und Seitenwände zum Zurückhalten der zu filternden Suspension aufweist. Der Entwässerungsboden ist mit einer Saugvorrichtung, wie einer Vakuumpumpe oder Kreiselpumpe, verbunden. Nach dem Filtrieren und/oder Waschen des Kuchens werden die Filter von Hand ausgeräumt.

Abgesehen von dem hohen Arbeitsaufwand und dem häufigen Beschädigen jeglichen Filtertuchs besteht ein großer Nachteil dieser Filter darin, daß der Filterkuchen durch die sich aus dem Schrumpfen des Kuchens nach dem Trocknen ergebende Rißbildung dazu neigt, schweren Schaden zu nehmen.

Alternative mechanisch betätigte Maschinen existieren, sind jedoch so kompliziert und teuer, daß in vielen Fällen die Vorteile der Arbeitsersparnis keine ausreichende Kompensation für das eingesetzte Kapital sind.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine einfache, zuverlässige und nicht teure Maschine vorzuschlagen, welche die meiste, wenn nicht die ganze Arbeit einspart, die Möglichkeit bietet, unter Vakuum oder unter Druck zu filtern, die Bildung eines Kuchens ermöglicht, der in den meisten Fällen frei von Rissen ist, und einen Wiederaufschlämmungs- sowie einen Trocknungsvorgang ermöglicht, sollte dies für das Verfahren von Vorteil sein.

Erfindungsgemäß wird eine Filtriervorrichtung vorgeschlagen, die gekrümmte Filtermittel umfaßt, die innerhalb eines drehbaren oder schwenkbaren Gehäuses angeordnet sind und einen Auslaß des Gehäuses überlagern, durch den Filtrat abgelassen werden kann, wobei das Gehäuse auch Einlässe hat, wodurch zu filterndes Material dem Filterelement zugeführt werden kann, und Mittel zum Drehen oder Schwenken des Gehäuses wechselweise in entgegengesetzte Richtungen.

Für die vakuumgestütze Filtration kann eine Vakuumquelle mit mindestens einem Auslaß des Gehäuses verbunden werden.

Für die druckgestützte Filtration (mit oder ohne Vakuumanlegung) wird das Gehäuse vorzugsweise im wesentlichen geschlossen, so daß eine Quelle für ein Druckmittel, wie Druckluft, mit dem Gehäuse verbunden werden und Druck auf das Material, das gefiltert wird, und den entstehenden Kuchen ausüben kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Gehäuse zylindrisch, während die Filtermittel teilzylindrisch sind (d. h. halbkreisförmig im Querschnitt).

In einer Ausführungsform ist das Gehäuse vorteilhafterweise auf Rollen, Rädern oder anderen Drehlagern angebracht, um seine eigene Dreh- oder Schwenkbewegung zu erleichtern.

Die Drehbewegung des Gehäuses kann vorteilhafterweise vermittels Riemen, Ketten oder Seilen bewirkt werden. Diese können rund um das Gehäuse geführt und an ihm und an einem anderen Element befestigt werden, das auf einem geradlinigen Weg vermittels eines Kolbens oder Stößels eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders bewegbar ist. Die Dreh- oder Schwenkbewegung kann jedoch im Rahmen der Erfindung durch zahlreiche andere mechanische Anordnungen herbeigeführt werden, wie das Schwenken des Gehäuses durch Schwenkarme oder durch Drehlager, die direkt auf den Gehäuseumfang oder auf eine Welle wirken, worauf das Gehäuse axial oder auf andere Weise angebracht ist, oder durch Kulissen und Ritzel.

Eine besondere praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Stirnansicht dieser Ausführungsform;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Mittel zum Drehen des Gehäuses der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 3 eine vergrößerte Vorderansicht einer Endplatte des Gehäuses der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen Teilquerschnitt der Endplatte gemäß Fig. 3 nach der Linie IV-IV;

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 6 einen Profilschnitt des Gehäuses nach der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 einen im Vergleich zu Fig. 6 vergrößerten Querschnitt, um weitere Einzelheiten des Filterelements zu zeigen;

Fig. 8 eine Seitenansicht nur des Gehäuses und

Fig. 9 einen Längsschnitt des Gehäuses nach der Linie VIII-VIII in Fig. 6.

Die dargestellte Vorrichtung umfaßt ein zylindrisches Filtergehäuse 10 mit einer im allgemeinen horizontalen Achse und gleichfalls mit einer Anzahl von Einlaß-/Auslaßöffnungen (11, 12, 13) in einer Reihe entlang seines Oberteils und eine einzige Auslaßöffnung 14 an seinem Boden unterhalb von gekrümmten Filtermitteln 15 von annähernd halbkreisförmigem Querschnitt.

Die Filtermittel 15 umfassen ein Tragwerk 60, ein Entwässerungsgitter 61, ein Filtertuch 62 und einen Befestigungsrahmen 63 (siehe Fig. 7). Das Tragwerk 60 ist an die Innenseite des Gehäuses 10 angeschweißt und besteht aus halbkreisförmigen Endelementen, deren Enden durch Längselemente verbunden sind, die sich axial zum Gehäuse 10 auf entgegengesetzten Seiten davon erstrecken. Das Entwässerungsgitter ist halbkreisförmig und auf dem Tragwerk 60 abnehmbar angebracht. Es trägt das darüberliegende Filtertuch 62, und dieses wird durch den Befestigungsrahmen 63 gehalten, der mit Bolzen an dem festen Tragwerk 60 befestigt ist.

Das zylindrische Gehäuse 10 wird außen durch drei Paare von sich im Abstand zueinander befindlichen Rippen umringt, die Laufbahnen 21, 22, 23 definieren, die als Führungen für Räder 30 dienen, auf denen das Gehäuse 10 in der vollmontierten Vorrichtung (siehe Fig. 1 und 5) angebracht ist. Zwischen den Laufbahnen 21 und 22 befindet sich zusätzlich ein Außenwulst 64, der sich nur um einen Teil des Gehäuseumfangs erstreckt.

Die Enden des Gehäuses 10 werden jeweils durch passende Abdeckungen 31, 32 (Fig. 3, 4 und 5) geschlossen, die daran peripher verschraubt oder anderweitig befestigt sind. Jede Abdeckung 31, 32 ist mit einer zur Hauptachse des Gehäuses 10 versetzten Hauptöffnung 33 versehen.

Das Gehäuse 10 ist drehbar auf drei Paaren von Walzen 30 (Fig. 1) angebracht, wobei jedes Paar in eine entsprechende Laufbahn 21, 22, 23 eingreift. Die Räder 30 selbst sind in Lagerböcken 35 auf einem Tragwerk 36 von rechteckiger Form angebracht.

Seile 40, 41 sind teilweise um das Gehäuse 10 zwischen den Laufbahnen 21 und 22 in der Nähe der Mitte des Gehäuses 10 geschlungen. Diese Seile 40, 41 sind an ihren Enden 42, 43 an eng benachbarten Punkten auf dem Außenwulst 64 befestigt, der dazu dient, einen übermäßigen Verschleiß der Seile 40, 41 während der Bewegung zu verhindern. Die Seile 40, 41 erstrecken sich danach in entgegengesetzten Richtungen rund um das Gehäuse 10 (siehe insbesondere Fig. 2). Jedes Seil 40, 41 geht vom Gehäuse tangential ab und wird um untere und obere Rollen 44, 45 geführt, die in fester Position in einem benachbarten Hilfsrahmen 37 angebracht sind. Die Seile 40, 41 verlaufen dann gegeneinander und um benachbarte Rollen 46, 47, die auf einem Schlitten 48 angebracht sind, und werden dann zu Befestigungspunkten 49, 50 auf dem Hilfsrahmen 37 zurück geführt. Der Schlitten 48 ist über einen Seilzug 65 mit einem Zylinder 66 verbunden, der vertikal auf dem Hilfsrahmen 37 angeordnet ist und pneumatisch oder hydraulisch betrieben wird. Der Schlitten 48 ist zwischen einem oder mehreren Sätzen von Endschaltern bewegbar, so daß er durch abwechselnde Hübe des Zylinders 66 hin- und herbewegt wird, was zu einer Hin- und Herdrehung des Gehäuses 10 durch die Seile 40, 41 führt.

Beim Betrieb ist die Auslaßöffnung 14 des Filterbereichs über ein Drehgelenk mit einem elastischen Schlauch oder einem starren Leitungssystem und von dort mit einer Vakuumquelle verbunden. Die Öffnungen 33 der Endabdeckungen können alternativ mit einer Druckmittelquelle, wie Druckluft, verbunden werden.

Nachdem das Gehäuse 10 über mindestens eine der Öffnungen 11 bis 13 mit der zu filternden Suspension 70 (Fig. 6) gefüllt ist, wird die Vakuumquelle oder Druckquelle eingeschaltet und das Gehäuse 10 hin- und hergedreht, so daß der Mittelpunkt des Filterelements 15 sich zwischen Uhrzeitzeigerstellungen von 10⁰⁰- und 2⁰⁰-Positionen bewegt. Infolge der gekrümmten Oberfläche der Filtermittel 15 hat der Kuchen nach dem Schrumpfen eine Neigung, sich gegen den Boden zurückzubilden, d. h. daß die Mitte praktisch zusammen"stürzt", während die Drehbewegung einen uneinheitlichen Aufbau des Kuchens verhindert. Nach dem Filtrieren können (nicht dargestellte) Waschsprays verwendet werden, um den Kuchen zu waschen, der sich noch in Kippbewegung befindet.

Wenn die gründliche Mischung des Kuchens mit einer anderen Flüssigkeit wünschenswert ist, kann ein zusätzlicher Satz von Endschaltern vorgesehen werden, um dem Filter 15 zu erlauben, von z. B. einer 6⁰⁰-Zeigerposition zu einer 12⁰⁰-Zeigerposition über einen 180°-Bogen in jeder Richtung zu schwenken.

Nachdem ein Kuchen gebildet und gewaschen worden ist, kann heißes Gas entweder durch die Druckeinlässe 33 in den Endabdeckungen 31, 32 oder durch den Flüssigkeitsauslaß 14 eingeführt werden. Auf diese Weise kann eine knochentrockene feste Masse erzielt werden.

Um den getrockneten und/oder gewaschenen Filterkuchen abzuführen, wird das Gehäuse 10 so gedreht, daß der Filter 15 über einen Bogen von ca. 150° schwenkt und die ursprünglichen Einlaßöffnungen 11, 12, 13 als Auslaßöffnungen benutzt werden.

Natürlich ist das Vorstehende eine reine Erläuterung und keine Beschränkung der Erfindung. Viele Variationen in den Konstruktionseinzelheiten sind bei anderen Ausführungsformen möglich. Zum Beispiel kann die Schwenkbewegung durch verschiedene mechanische Mittel bewirkt werden, und das Gehäuse braucht kein Zylinder zu sein. Außerdem ist eine weitere Automatisierung möglich, z. B. durch die Einführung von Programmreglern, so daß die Vorrichtung während einer vorbestimmten Zeit filtert, dann wiederaufschlämmt, dann trocknet und schließlich abführt.

Claims

1. Filtriervorrichtung, umfassend gekrümmte Filtermittel (15), die innerhalb eines Gehäuses (10) angebracht sind und einen Auslaß (14) des Gehäuses überlagern, durch den Filtrat abgelassen werden kann, wobei das Gehäuse (10) gleichfalls Einlaßmittel (11 bis 13) hat, wodurch zu filterndes Material den Filtermitteln zugeführt werden kann, und Mittel (30, 30 bis 49) zum Drehen oder Schwenken des Gehäuses (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vakuumquelle mit mindestens einem Auslaß (14) des Gehäuses (10) für die vakuumgestützte Filtration verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) im wesentlichen geschlossen ist, so daß eine Quelle für ein Druckmittel, wie Druckluft, mit dem Gehäuse verbunden werden kann, um Druck auf das Material, das gefiltert wird, und den entstehenden Kuchen auszuüben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) zylindrisch ausgebildet ist und die Filtermittel (15) teilzylindrisch ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) auf Rollen, Rädern (30) oder anderen Drehlagern angebracht ist, um seine Dreh- oder Schwenkbewegung zu erleichtern.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Drehen oder Schwenken des Gehäuses (10) zumindest einen Riemen, eine Kette oder ein Seil (40, 41) einschließen, womit das Gehäuse (10), woran das Mittel befestigt ist, umschlungen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (40, 41) an einem Element (48) befestigt sind, das auf einem geradlinigen Weg mittels eines Kolbens oder Stößels eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders (66) bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Drehen oder Schwenken des Gehäuses (10) Schwenkarme einschließen, die am Gehäuse (10) zum Schwingen des Gehäuses befestigt sind.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Drehen oder Schwenken des Gehäuses (10) Drehgetriebe einschließen, die auf das Gehäuse (10) oder auf eine Welle wirken, auf der das Gehäuse angebracht ist.