-
Vakuumfilter Die Erfindung betrifft Vakuumfilter für flüssige, pastöse
bis körnige Medien und insbesondere ein Vakuumfilter mit einem Gehäuse und einem
Vorratsbehälter, einem einen Teil des Gehäuses abschließenden Filtereinsatz und
Mitteln zum Anlegen eines Unterdrucks an den durch den Filtereinsatz abgeschlossenen
Gehäuseteil. Das neue Vakuumfilter eignet sich auf Grund seines Aufbaus und seiner
Wirkungsweise für einen kontinuierlichen Betrieb von beliebig langer Dauer.
-
Für ununterbrochenen Betrieb sind bereits Preßfilter bekannt, bei
denen in einem Gehäuse bewegliche Kolben den Preßvorgang ausführen. Diese bekannten
Preßfilter haben den Nachteil, daß zu ihrem Betrieb je eine Unterdruckquelle und
eine tXberdruckquelle erforderlich sind.
-
Bisher bekannte Vakuumfilter haben den Nachteil, daß sie im allgemeinen
nicht kontinuierlich betrieben werden können, da das Filter, d. h. der Filtereinsatz,
sich nach einiger Zeit durch die Rückstände immer mehr verstopft, so daß der Filtriervorgang
immer langsamer vor sich geht und endlich bei einem durch Rückstände völlig verstopften
Filter zum Reinigen und Auswechseln des Filters unterbrochen werden muß.
-
Außerdem haben bisher bekannte Vakuumfilter den Nachteil, daß das
Filtrat unterhalb des Filtereinsatzes in einem abgeschlossenen Raum in Behältern
aufgefangen und daß der Betrieb zum Entleeren dieser Behälter ebenfalls unterbrochen
werden muß.
-
Weiterhin sind bei den bisher bekannten Vakuumfiltern besondere Vakuumerzeuger,
wie z. B. Vakuumpumpen und Ventile oder Schieber, erforderlich, so daß solche Vakuumfilteranlagen
immer von dem Vorhandensein zusätzlicher Einrichtungen, die mit dem Filter unmittelbar
nichts zu tun haben, abhängen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vakuumfilter für kontinuierlichen
Betrieb von beliebig langer Dauer zu schaffen, das jedoch keine besonderen Vakuumanlagen
benötigt.
-
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einem in
an sich bei Preßfiltern bekannter Weise mit in einem Gehäuse beweglichen Kolben
ausgestatteten Vakuumfilter zum Erzeugen eines hohen Unterdrucks in dem Innenraum
des abgeschlossenen Gehäuseteils nur ein abgedichteter, hin- und herbewegbarer Kolben
vorgesehen ist und daß etwa in der Mitte zwischen den beiden Totpunktlagen des Kolbens
in einer Gehäusewand eine Auslauföffnung vorgesehen ist, in die ein Ablaufrohr mündet.
-
Zweckmäßigerweise ist dabei die Oberfläche des Kolbens gegen die
durch die Einspannfläche des Fil-
ters definierte Ebene geneigt. Von besonderem Vorteil
ist es, wenn die Neigung der Kolbenoberfläche in Richtung auf die Ablauföffnung
verläuft.
-
Die Erfindung wird besser verständlich an Hand der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist.
-
Das in der Zeichnung dargestellte Vakuumfilter besteht aus einem
Gehäuse 1 mit einem Gehäuseoberteil 2, an dessen unterem Ende ein Flansch 3 angebracht
ist. Das Gehäuseunterteil 4, das an seinem oberen Ende einen Flansch 5 zum Flansch
3 passend aufweist, bildet einen Zylinder für einen dann geführten Kolben 8. Die
beiden Gehäuseteile sind an den Flanschen 3 und 5 mit Hilfe von Schrauben 6 fest
verbunden. In das Gehäuseoberteil ist ein Filter oder Sieb 7 eingesetzt, das in
dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Flachsieb oder Flachfilter gezeigt ist.
Selbstverständlich können auch gewölbte Filter oder Siebe bzw. kegelförmige Filter
oder Siebe verwendet werden, um die Filteroberfläche bei gegebenem Querschnitt der
Vorrichtung zu erhöhen.
-
Im Gehäuseunterteil, das einen Zylinder bildet, ist der Kolben 8
untergebracht, der aus einer oberen tellerförmigen oder scheibenförmigen Abschlußplatte
9 und einer unteren tellerförmigen oder scheibenförmigen Abschlußplatte 10 sowie
einem Hohlzylinder 11 besteht, der zwischen diese beiden Platten eingespannt ist.
Dieser Hohlzylinder ist an seinem oberen und unteren Ende je mit einer Abdeckplatte
12 bzw. 13 verschlossen. Jede dieser Abdeckplatten weist eine Bohrung 14 bzw. 15
auf, in die ein zylinderförmiger Zapfen 16 der oberen tellerförmigen Abschlußplatte
9 bzw. ein gleichartiger Zapfen 17 der unteren tellerförmigen Abdeckplatte eingepaßt
sind. Vorzugsweise sind die Zapfen etwas länger ausgeführt, so daß sich zwischen
der Unterfläche der jeweiligen Abschlußplatte 9 bzw.
-
10 der entsprechenden gegenüberliegenden Oberfläche der jeweiligen
den Hohlzylinder abschließenden Abdeckplatte 11 bzw. 12 und den jeweiligen Zapfen
16 bzw. 17 je ein ringförmiger Raum oder eine ringförmige Nut 18 bzw. 19 entsteht,
in die je ein Dichtungsring 20 bzw. 21 eingesetzt ist. Die Einzelteile des Kolbens
sind dann mit Hilfe von Schrauben22 miteinander verschraubt. Am unteren Ende des
Kolbens befindet sich dann eine Kolbenstange 23, über die dem Kolben eine hin- und
hergehende Bewegung erteilt werden kann. Selbstverständlich können die Abschlußplatten
und die Abdeckplatten auch glatt aufeinander liegen.
-
In diesem Fall müßten in den Außenflächen der tellerförmigen oder
scheibenförmigenAbschlußplatten ringförmige Nuten vorgesehen sein, in die dann Dichtungsringe
eingelegt werden können. Bei der hier dargestellten Ausführungsform des Kolbens
empfiehlt es sich, dem Hohlzylinder 11 einen etwas geringeren Außendurchmesser zu
geben, als der Innendurchmesser des Zylinders 4 beträgt.
-
Wie dargestellt, ist die Oberfläche der oberen tellerförmigen oder
scheibenförmigen Abschlußplatte 9 in der Figur nach links geneigt. In der linken
Seitenwand des Gehäuseunterteils 4 ist ungefähr in der Mitte zwischen den beiden
Totpunktlagen des Kolbens 8 eine vorzugsweise rechteckige Auslauföffnung 25 angebracht,
an die sich ein Auslaufrohr 26 anschließt.
-
Selbstverständlich ist es auch möglich, den Kolben aus einem Stück,
beispielsweise durch Gießen oder Spritzen, insbesondere aus Leichtmetallspritzguß,
herzustellen. Wesentlich ist es, daß man dem Kolben etwa die in der Zeichnung dargestellte
äußere Form gibt, d. h. eine Neigung der Kolbenoberfläche in Richtung auf die Auslauföffnung
und, wenn möglich, eine mehrfache Abdichtung des Kolbens durch eingelegte Dichtungsringe.
-
Es leuchtet selbstverständlich ein, daß die hier dargestellte Ausführungsform
rein schematisch der Erläuterung des Prinzips des neuen Vakuumfilters dient.
-
Der Einlauf in das Filter und der Auslauf aus dem Filter muß je nach
dem zu filtrierenden oder zu siebenden Medium, das, wie eingangs angegeben, gasförmig,
flüssig, pastös oder körnig sein kann, gestaltet werden. Insbesondere müssen natürlich
bei Verwendung der neuen Vakuumfiltervorrichtung zum Filtrieren von Gasen oder zum
Ausfiltrieren von Abgasen aus der Luft die Zufuhr- und Abfuhrkanäle gasdicht ausgeführt
sein. Die Wirkungsweise dieser neuen Vakuumfiltervorrichtung, die sich grundsätzlich
für gasförmige, flüssige, pastöse bis körnige Medien eignet, ist dabei wie folgt:
Das zu filtrierende oder zu siebende Medium wird aus einem (nicht dargestellten)
Vorratsbehälter über einen (ebenfalls nicht gezeigten) Zulauf in den Raum oberhalb
des Filters gebracht. Beim Saughub des Kolbens, d. h. bei der Abwärtsbewegung des
Kolbens entsteht in dem Raum unter dem Filter ein sehr hoher Unterdruck, so daß
das Medium auf Grund dieses Vakuums durch das Filter gesaugt wird. Etwa in der Mitte
des Saughubes ist die rechteckige Auslaßöffnung 25 angeordnet. In diesem Augenblick
kann ein Teil des auf der Kolbenoberfläche befindlichen Filtrats durch das Auslaufrohr
26 ablaufen. Der bis zur unteren Totpunktlage fortgesetzte Saughub bewirkt, daß
auch mit geringer werdendem Unterdruck immer noch Filtrat durch das Filter hindurchtritt
und durch das Auslaufrohr ausläuft. Gleichzeitig tritt ebenfalls durch das Auslaufrohr
Luft in der Weise in den Raum unter-
halb des Filters und oberhalb des Kolbens ein,
daß das Filtrat etwa auf dem Boden des Auslaufrohres 26 ausläuft, während die eingesaugte
Luft darüber hinwegstreichend in den Innenraum des Vakuumfilters gelangt.
-
Der erste Teil des Druckhubes, d. h. in der Zeichnung die Aufwärtsbewegung
des Kolbens 8 bewirkt, daß das zwischen dem Filter und der Kolbenoberfläche befindliche
Filtrat weiter durch die rechteckige Auslauföffnung und das Auslaufrohr hinausgepreßt
wird. In der Mitte des Druckhubes wird jedoch die Auslauföffnung durch den Kolben
verschlossen. Die zwischen dem Filter und dem Kolben befindliche Luft wird im zweiten
Teil des Druckhubes durch das Filter gepreßt. Dadurch wird erreicht, daß das Filter
von darin festsitzenden Rückständen gesäubert wird. Weiterhin erreicht man damit,
daß das zu filtrierende Medium, was für flüssige, pastöse oder körnige Medien von
wesentlicher Bedeutung ist, durch die unter Druck durch das Filter gepreßte Luft
kräftig durchgerührt und aufgelockert wird. Dabei ergibt sich durch die durchperlenden
Luftblasen auch ein Durchmischen des zu filtrierenden Mediums. Damit ist das Filter
am Ende des Druckhubes praktisch von den Rückständen befreit, so daß beim Beginn
des nächsten Saughubes die Filterwirkung nicht durch Filterrückstände behindert
wird.
-
Bei einer solchen Vakuumfiltervorrichtung ist es dann von ganz besonderem
Vorteil, wenn das Filter nicht flach, sondern etwa in Form einer Kugelkalotte oder
aber in Form eines Rotationsparaboloids ausgeführt ist. In diesem Fall können die
beim Druckhub herausgespülten Rückstände sich etwa am Fußpunkt des Filters, d. h.
in einer gegebenenfalls um den Rand des Filters herum angeordneten Rinne, sammeln.
-
Wesentlich an dem neuen Vakuumfilter ist es, daß keinerlei Ventile,
Absperrorgane oder Schieber erforderlich sind und daß das Filter bei jedem Druckhub
durch die von unten hindurchgepreßte Luft gereinigt d. h. von Rückständen befreit
wird. Die Höhe des erzielbaren Vakuums hängt in dieser neuen Vorrichtung von dem
Abstand zwischen der Unterfläche des Filters und der Oberfläche des Kolbens ab.
Demgemäß hat man es auch in der Hand, die Größe des beim Saughub erzielbaren Vakuums
oder Unterdrucks dadurch an die Verhältnisse anzupassen, daß man die Lage des Filters
in bezug auf die obere Totpunktlage des Kolbens entsprechend den jeweiligen Verhältnissen
anpaßt. Zu diesem Zweck kann man eine Reihe von Filtereinsätzen für die verschiedensten
Zwecke vorsehen die so ausgebildet sind, daß deren Abstände von der Kolbenoberfläche
verschieden groß sind. Dabei wird man entsprechende Einsätze oder Stützrahmen vorsehen,
die in das Gehäuseoberteil eingesetzt werden können. Je nach der Art des zu siebenden
oder zu filternden Mediums, d. h. je nachdem, ob dieses Medium gasförmig, flüssig,
pastös oder körnig ist, müssen selbstverständlich auch die Filtereinsätze gewählt
werden. Die Form des Gehäuseoberteils ist an sich beliebig und wird dem jeweiligen
Verwendungszweck angepaßt.
-
Der Antrieb des Filters kann an sich in völlig beliebiger Weise an
der Kolbenstange 23 erfolgen. In der einfachsten Ausführungsform kann man zu diesem
Zweck ein fuß- oder handbetätigtes System, beispielsweise ein Kniehebelsystem oder
ein anderes Hebelsystem, verwenden. Für größere Leistungen oder Dauerbetrieb ist
es zweckmäßig, den Kolben über
einen der üblichen, dem Kolben eine
hin- und hergehende Bewegung erteilenden Kraftantrieb anzutreiben.
-
In der Zeichnung ist eine in vertikaler Lage angeordnete Ausführungsform
der neuen Vakuumfiltervorrichtung gezeigt. Selbstverständlich kann die Vakuumffltervorrichtung
gemäß der Erfindung in völlig beliebiger Lage, vor allen Dingen auch in waagerechter
Lage betrieben werden und kann in dieser Form beispielsweise zum Filtrieren von
Wasser Verwendung finden.