DE1786467A1

DE1786467A1 - Filterpresse und Filterverfahren

Info

Publication number: DE1786467A1
Application number: DE19661786467
Authority: DE
Inventors: Adam Dipl-Ing Dr Juhasz; Attila Dipl-Ing Mahig
Original assignee: Chemokomplex Vegyipari Gep es Berendezes Export Import Vallalat
Current assignee: Chemokomplex Vegyipari Gep es Berendezes Export Import Vallalat
Priority date: 1966-01-08
Filing date: 1966-12-29
Publication date: 1972-03-30
Also published as: FR1507614A; DE1786467C3; DE1786467B2; AT273169B; DE1536764B1; US3503326A; CH468203A; GB1118383A

Description

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH . TELEFON 02102-61701 ■ TELEX 8585166

D 5 - 29

CHEMOKOMPLEX Vegyipary Gep- es 3erendeze*s Export-Import Vällalat, Budapest VI, Nepköztarsasäg u. 64, Ungarn

Filterpresse und Filterverfahren

Die Erfindung betrifft eine Filterpresse, deren Filterkammern beidseitig von undurchlässigen, mit Filtermitteln und Abstandhaltern belegten elastischen Wänden begrenzt sind, die zum Zwecke des Nachpressens des Filterkuchens im Sinne einer Verkleinerung des Innenraumes der Filterkamraer elastisch verformbar sind, und ein Filterverfahren unter Verwendung einer derartigen Filterpresse. Nach dem Stand der Technik sind Filterpressen bekannt, die als Plattenfilter ausgebildet sind, wobei jeweils eine oder beide einander zugewandten Filterplattenwände mit verschiebbaren Auswurfplatten versehen sind, die nach Öffnen der Presse zum Auswerfen der Filterkuchen dienen. Zum gleichen Zweck ist es bei Plattenfiltern mit zwischen den Filterplatten angeordneten, aufblähbaren, in Rahmen angeordneten elastischen Blasen bekannt, die Filtertücher beweglich zu befestigen, so daß durch Bewegung der Filtertücher die Filterkuchen ausgeworfen werden können. Weiterhin ist es bei Plattenfiltern bekannt, an den die gegenüberliegenden Filterkammerwände bildenden Plattenwänden als Ausräumer dienende grobmaschige Netze zu befestigen, die bei geschlossener Presse die Kammerwände lose durchhängend verbinden. Während des Filtervorganges werden diese Wetze in den sich in den Filterkammern ausbildenden Filterkuchen angebettet. Beim Offnen der Presse und Auseinanderziehen der Kammerwände werden die an

2098U/0390

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · T^t-£X fSt

ihnen befestigten Netze gestrafft, wodurch eine Relativverschiebung zwischen Netz und Filterkuchen eintritt und der Filterkuchen in Stücke zerbrochen wird.

Die an letzter Stelle genannte Vorrichtung zum Entfernen des Filterkuchens hat den Nachteil, daß der Filterkuchen beim öffnen der Presse lediglich zerbrochen wird, und nicht von der gesamten Oberfläche des Filtertuches abgelöst wird. Außerdem sind die lose durchängenden Netze bei Bildung von sehr dünnen Filterkuchenschichten wirkungslos. Bei sämtlichen vorbekannten Auswurfvorrichtungen ist eine Ablösung des Filterkuchens von den Filtertüchern außerdem nur bei geöffneter Presse möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Filterpresse der eingangs genannten Art mit einer Vorrichtung zum Auswerfen des Filterkuchens zu versehen, durch die die Filterkuchen von den Filtertüchern über die gesamte Fläche der Filtertücher abgelöst werden können und durch die darüber hinaus das Ablösen des Filterkuchens von den Filtertüchern auch bei geschlossener Filterpresse möglich ist. Durch die erfindungsgemäße Filterpresse soll gleichzeitig ein wesentlich verbessertes Verfahren zum Filtern von Trüben oder Suspensionen möglich gemacht werden, die sich aufgrund der schlechten Permeabilität des sich bildenden Filterkuchens mit den bisher bekannten Pressen nur sehr schwer filtern lassen.

Gegenstand der Erfindung ist einerseits eine Filterpresse, deren Filterkammern beidseitig von undurchlässigen, mit Filtermitteln und Abstandhaltern belegten ,elastischen Wänden begrenzt sind, die zum Zwecke des Nachpressens des Filterkuchens im Sinne einer Verkleinerung des Innenraumes der

209811/0390

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH . TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

Filterkanuner elastisch verformbar sind, wobei sich diese Filterpresse dadurch kennzeichnet, daß in der Filterkanuner zwischen beiden elastischen Wänden und im wesentlichen parallel zu diesen ein Netz straff ausgespannt ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung des Netzes in der Kammer parallel zu den Kammerwänden ermöglicht es, beim Nachpressen des Filterkuchens die an den gegenüberliegenden Kammerwänden gebildeten Filterkuchen von beiden Seiten her gegen das Netz anzupressen. Durch die Öffnungen oder Maschen des Netzes hindurch treten die beiden gegenüberliegenden Filterkuchen in Kontakt miteinander, wobei die zwischen den Filterkuchenschichten auftretenden Kohäsionskräfte größer als die Adhäsionskräfte zwischen dem Filterkuchen und den Kammerwänden sind. Infolgedessen bleibt der Filterkuchen an dem Netz haften und löst sich über seine gesamte Fläche von den Filtertüchern ab, wenn diese durch Verformen der elastischen Wände oder Auseinanderziehen der Filterrahmen von dem am Netz anhaftenden Filterkuchen abgehoben werden. Das Ablösen des Filterkuchens von den Filtertüchern kann ohne weiteres bei geschlossener Filterpresse erfolgen.

Gemäß einer besonders bevorzugten AusfUhrungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß das Netz aus zwei Lagen besteht und mit einer Vorrichtung zum Spreizen der beiden Netzlagen bei geöffneter Filterpresse verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, den am Netz anhaftenden Filterkuchen bei geöffneter Presse in zwei Teile aufzuspalten und zum Abfallen von dem Netz zu bringen.

Die Erfindung hat weiterhin ein Verfahren zum Filtern mit einer Filterpresse der obengenannten Art zum Gegenstand, das

2098U/0390

sich dadurch kennzeichnet, daß das öffnen der Filterpresse und das Auswerfen des Filterkuchens jeweils nach Durchführung eines Filtervorganges erfolgt, der aus mehreren Filter- und Nachpressperiodeη besteht.

Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, mit relativ geringem Zeit- und Arbeitsaufwand Suspensionen zu filtern, die schon nach kurzer Zeit auf den Filtertüchern einen nahezu undurchlässigen dünnen Filterkuchen bilden. Bei der jeweils auf die Filterperiode folgenden Nachpreftperiode werden die dünnen Filterkuchen in der oben beschriebenen Art und Weise von beiden Seiten her gegen das Netz bzw. gegen die bereite am Netz anhaftenden Filterkuchenschichten angepreßt, wodurch die Filtertücher von dem anhaftenden Filterkuchen befreit werden, so daß sich in der nachfolgenden Filterperiode an den Filtertüchern erneut Filterkuchenschichten bilden können. Auf diese Weise entsteht bei dem erfindungegemäßen Verfahren an dem Netz ein Schicht um Schicht dicker werdender Filterkuchen, der von Zeit zu Zeit nach Offnen der Presse auegeworfen werden kann. Die Zeit- und Arbeitsersparnis ergibt sich vor allem daraus, daß die Presse zum Ablösen der dünnen Filterkuchen von den Filtertüchern nicht geöffnet zu werden braucht.

Eine beispielsweise Ausführungsform einer Filterpresse gemäß der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 einen Längsschnitt durch zwei benachbarte

Filterrahmen der Filterpresse bei geschlossener Presse und

2098U/0390

PATENTANWALT BODE . 4033 HDSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

Fig. 2 einen Längsschnitt durch zwei benachbarte

Filterrahmen der Filterpresse bei geöffneter Presse zeigt*

Da es zum Verständnis der Funktion der Filterpresse gemäß der Erfindung ausreicht, sind in den Figuren 1 und 2 jeweils nur zwei benachbarte Filterrahmen dargestellt. Tatsächlich enthält die Filterpresse gemäß der Erfindung jedoch eine beliebige Anzahl derartiger Filterrahmen, die von zwei an sich bekannten Preßköpfen zusammengehalten werden. Die Filterrahmen sind dabei in einer ebenfalls nicht dargestellten Weise in der Filterpresse waagerecht beweglich angeordnet. Sie können z.B. kreisförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Beim dargestellten Ausführungsbexspxel bestehen die Filterrahmen der Filterpresse aus einer äußeren Rahmen 1 , einem inneren Rahmen 14 und einer Stegplatte 2, welche die beiden Rahmen miteinander verbindet. Die Stegplatte 2 kann dabei das von den beiden Rahmen umgrenzte ganze Feld oder auch nur einen Teil desselben ausfüllen. Im letzteren Falle ist die Stegplatte perforiert oder mit Speichen versehen.

Die Filterrahmen 1, 14 sind beidseitig mit elastischen Membranen 3 belegt, auf denen Filtertücher 4 unter Zwischenschaltung von Abstandhaltern 5 angeordnet sind. Zwischen den Filtertüchern 4 benachbarter Filterrahmen 1, 14 befinden sich die Filterkaramern 10.

Die inneren Rahmen 14 umschließen beim dargestellten Ausführungsbexspxel jeweils einen Durchlaß 15, der mit zwei hohlen Kernen 6 verschraubt ist* Auf diese Weise entsteht bei geschlossener Presse ein durchgehender Kanal 7, der zum Zuführen der Suspension oder Trübe dient und die Presse in

2098U/O390

PATENTANWALT BODE . 4033 HÖSEL · POSTFACH . TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

axialer Richtung durchsetzt.

Die zugeführte Trübe oder Suspension fließt durch radiale Kanäle 8 in die Filterkammern 10. Die Kerne 6 dienen auch dazu, die Membranen und die Filtertücher t mit den dazwischen liegenden Abstandhaltern 5 an der Stirnfläche des inneren Rahmens m zu befestigten, was dadurch erfolgt, daß die Teile 3, H, 5 durch die Flansche der Kerne 6 in der dargestellten Weise eingespannt sind.

Der äußere Rahmen 1, der innere Rahmen 11 und die beiderseitig auf dem Filterrahmen 1, lh aufliegenden Membranen 3 umschließen einen Raum 13, in dem sich die Stegplatte 2 befindet und der Ober einen Kanal 11 mit einer außenliegenden, nicht dargestellten Druckmittelquelle verbunden werden kann. Die Druckmittelzufuhr zu den Räumen 13 kann über ebenfalls nicht dargestellte Steuerorgane gesteuert werden. Wie ersichtlich, sind die Membranen 3 und die Filtertücher Ί mit den dazwischen liegenden Abstandhaltern 5 nur in ihrer Mitte am Filterrahmen Ι,ΙΛ befestigt. Die Befestigung an ihrem Umfang ist dagegen dadurch gesichert, daß die Filterrahmen, Membranen und Filtertücher durch die Preßköpfe zusammengehalten werden.

Die Abstandhalter 5 dienen dazu, den zum Abführen des Filtrates notwendige Zwischenraum zwischen den elastischen Membranen 3 und den Filtertüchern 1 offenzuhalten. Der erwähnte Zwischenraum steht in nicht näher dargestellter Weise mit Abflußkanälen für das Filtrat in Verbindung.

Zur Entfernung des sich in der Filterkammer 10 bildenden Filterkuchens 33 aus der Filterpresse ist in der Mitte der

— 7 —

2098U/0390

V/86467

PATENTANWALT BODE ■ 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

Kammer ein Netz 36 im wesentlichen parallel zu den elastisch verformbaren Membranen 3 ausgespannt. Dieses zwei Netzlagen aufweisende Netz 36 ist aus Metall oder einem synthetischen Material hergestellt und an zwei Flacheisen 38 und 43 oberhalb und unterhalb der Filterrahmen derartig befestigt, daß seine beiden Lagen durch Drehen der Flacheisen 38 bzw. t 3 um waagerecht verlaufende Achsen 39 bzw. tt bei geöffneter Presse, d.h. wenn die Filterrahmen 1, It auseinandergezogen sind, voneinander getrennt werden können. Bei geschlossener Presse dagegen werden die beiden Flacheisen 38 und 13 derart verschwenkt, daß beide Netzlagen aufeinander aufliegen. Die oberen Flacheisen 38 sind an Vorspannfedern ti befestigt durch die die Netze 36 ständig unter Spannung gehalten werden. Die Federn ti werden durch Stäbe to gehaltert, die ihrerseits am Ständer der Filterpresse befestigt sind. In ähnlicher Weise sind die unteren Flacheisen t3 mittels Armen tS an Tragstangen t6 befestigt, die ebenfalls in nicht dargestellter Weise durch den Ständer der Filterpresse getragen werden. Die Verschwenkung der Flacheisen 38 und t3 erfolgt in Richtung von Pfeilen t2 bzw. t7 (Fig. 1) um ihre Achsen 39 bzw. tt, und zwar jeweils um einen Winkel von 90 . Auf diese Weise wird die spannende Wirkung der Federn ti auch während und nach der Verschwenkung aufrechterhalten. Dort, wo das Netz 36 bei zusammengepreßter Betriebslage der Filterrahmen 1, It zwischen den benachbarten Filterrahmen eingeklemmt ist, ist das Netz mit Abdichtungseleraenten 37 versehen, die z.B. als Kunststoffüberzug des Netzes ausgebildet sein können und verhindern, daß die Trübe oder Suspension aus den Filterkammern 10 entlang der Netze 36 entweicht, während der Filtervorgang und der NachpreßVorgang durchgeführt werden.

2098U/0390

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

Die in der Zeichnung dargestellte Filterpresse arbeitet wie folgt:

Zunächst wird die Filterpresse in ihre Betriebslage gebracht, indem sämtliche Filterrahmen 1, 14 der Presse mit Hilfe der nicht dargestellten Preßköpfe gegeneinander gepreßt werden. Dann wird die Trübe oder Suspension über den axialen Kanal 7 und die radialen Kanäle 8 in die Filterkammern 10 eingeleitet. Unter dem Speisedrück werden dabei die elastischen Membranen 3 eingebaucht, wodurch der Raum 13 zwischen den Membranen 3 eines Filterrahmens verkleinert wird. Das Volumen der Filterkammern 10 dagegen vergrößert sich, bis die Membranen 3 an den Stegplatten 2 anliegen und der zwischen den Membranen 3 eines Filterrahmens 1, IH vorhandene Raum 13 fast ganzlich von der Stegplatte 2 ausgefüllt wird. Diese Betriebslage der Presse ist in Fig.l dargestellt.

Der Speisedruck bewirkt, daß die flüssige Phase der Trübe oder Suspension durch die Filtertücher H hindurchsickert und als Filtrat über den von den Abstandhaltern 5 offengehaltenen Zwischenraum zwischen den Filtertüchern 1 und den elastischen Membranen 3 abfließt. Die Filterkammern 10 dagegen füllen sich allmählich mit einem Filterkuchen 33 an, der in der Zeichnung durch eine Kreuzschraffur dargestellt ist.

Vor dem Nachpressen der in den Filterkammern 10 befindlichen Filterkuchen 33 wird die Zufuhr von Trübe oder Suspension unterbrochen. Dann werden über die Kanäle 11 die zwischen den e1atisehen Membranen 3 eines Filterrahmens 1, 14 befindlichen Kammern 13 mit einem Druckmittel beaufschlagt. Unter der Wirkung des Druckes des zugeführten Druckmittels verformen eich die elastischen Membranen 3 derart, daß sich das Volumen

2098U/0390

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166

der Kammern 13 wieder vergrößert, während sich das Volumen der Filterkammern 10 verkleinert. Infolgedessen werden die in den Filterkammern 16 befindlichen Filterkuchen 33 zusammengepreßt, wodurch ihr Feuchtigkeitsgehalt weiter abnimmt.

«fahrend des gesamten Filter- und Nachpreßvorganges verbleiben die in der Mitte der Filterkammern 10 ausgespannten Netze 36 in ihrer Lage etwa parallel zu den elastischen Membranen 3. Infolge einer entsprechenden Stellung der Flacheisen 38 bzw. 43 und der Anordnung des Netzes 36 zwischen den zusammengepreßten Stirnflächen der benachbarten Filterrahmen 1, 14 liegen die beiden Netzlagen aufeinander auf. Das Netz 36 wird normalerweise schon während des Filtervorganges direkt in den sich bildenden Filterkuchen 33 eingebettet. Ist der Filterkuchen 33 jedoch dünner, so daß er nicht bis in die Kammermitte reicht, so werden die an den gegenüberliegenden Filtertüchern 4 gebildeten Filterkuchen 33 während des Nachpreßvorganges von beiden Säten her gegen das Netz angepreßt. Die beiden Filterkuchenhälften 33a und 33b stehen durch die Offnungen oder Maschen des Netzes 36 miteinander in Kontakt. Da die Adhäsionskräfte, mit denen die Filterkuchen an den Filtertüchern 4 anhaften, kleiner sind, als die Kohäsionskräfte, durch die die beiden Filterkuchenhälften 33a und 33b durch die äffnungen oder Maschen des Netzes 36 hindurch zusammengehalten werden, bleiben die beiden nachgepreßten Filterkuchenhälften 33a und 33b in jedem Falle an dem Netz hängen, wenn die mit den Filtertüchern 4 belegten elastischen Membranen 3 von den Filterkuchen 33 abgehoben werden. Dies kann einerseits dann der Fall sein, wenn die Presse zum Zwecke des Entleerens geöffnet wird oder wenn die Filterkammer 10 erneut mit Trübe oder Suspension angefüllt wird.

- 10 -

2098U/0390

PATENTANWALT BODE · 4033 HOSEL . POSTFACH . TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

- 10 -

Die zuletzt genannten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Filterpresse ermöglichen ein neuartiges Verfahren zu» Filtern von Trüben oder Suspensionen, die «it den bisher bekannten Filterpressen nur sehr schwierig su filtern wären. Es handelt sich dabei um Trüben oder Suspensionen, die beim Filtern Filterkuchen bilden, die eine sehr schlechte Permeabilität haben. Bei derartigen Suspensionen setzt sich bein Filtern am Filtertuch ein wenige Millimeter dicker Filterkuchen ab, der ein weiteres Durchsickern der flüssigen Phase der Suspension verhindert. Bei den bisher bekannten Filterpressen mußte der Filtervorgang jeweils nach Ausbildung des dünnen Filterkuchens abgebrochen werden und der Filterkuchen aus der Presse entfernt werden, bevor der Filterpresse erneut Suspension zugeführt werden konnte. Die Filterpresse gemäß der Erfindung ermöglicht jedoch ein neuartiges Filterverfahren, bei dem ein Offnen der Filterpresse zum Zwecke der Entfernung des gebildeten dünnwandigen Filterkuchens von den Filtertüchern überflüssig ist.

Bei diesem Verfahren wird den Filterkaamern 10 zunächst,wie oben beschrieben, Suspension zugeführt. Unter den Speisedruck findet in den Kammern 10 der oben beschriebene Filtervorgang statt, bis sich auf.den Filtertüchern * ein dünner, praktisch undurchlässiger Filterkuchen gebildet hat. Dann wird durch Beaufschlagen der Kammern 13 mit Druckmittel der oben beschriebene Nachpreßvorgang eingeleitet, bei dem die gebildeten Filterkuchen von beiden Seiten her gegen das Nets 36 angepreßt werden und an dem Netz 36 in der oben beschriebenen Meise hängenbleiben. Anschließend wird der Filterkam—r 10 erneut Suspension zugeführt und der Filtervorgang an den nunmehr vom Filterkuchen befreiten Filtertüchern H erneut aufgenommen.

- ii -

209814/0390

PATENTANWALT BODE · 4033 HÖSEL · POSTFACH · TELEFON 02102-61701 . TELEX 8585166

- 11 -

Nach Bildung eines neuen Filterkuchens wird der Nachpreßvorgang wiederholt und dieser neue Filterkuchen von beiden Seiten her gegen das Netz 36 bzw. gegen den an diesem bereits anhaftenden Filterkuchen angepreßt. Es konnte festgestellt werden, daß die in den aufeinanderfolgenden Filterperioden gebildeten Filterkuchenschichten beim jeweiligen Nachpressen miteinander in Kohäsion treten, wobei die auftretenden Kohäsionskräfte jeweils größer sind als die Adhäsionskräfte zwischen den Filterkuchen und den Filtertüchern. Somit kann das Filtern und Anpressen der entstehenden Filterkuchenschichten an das Netz beliebig oft wiederholt werden, ohne daß die Filterpresse zum Ablösen der Filterkuchen von den Filtertüchern geöffnet werden müßte.

Wenn in entsprechend vielen aufeinanderfolgenden Filter- und Nachpreßperioden ein hinreichend dicker, am Netz 36 anhaftender Filterkuchen gebildet ist, wird die Filterpresse durch Auseinanderziehen der Filterrahmen geöffnet. Das in den Filterkuchen 33 eingebettete Netz 38 hält den Filterkuchen 33 dabei zunächst zwischen beiden auseinandergezogenen Rahmen fest. Die das Netz 36 tragenden Flacheisen 38 und 43 werden sodann um einen Winkel von 90° verschwenkt, wobei die beiden Netzlagen des Netzes 36 gespreizt werden und der Filterkuchen 33 in die beiden Teile 33a und 33b gespalten wird. Die Teile 33a und 33b fallen dann unter ihrem Eigengewicht von dem Netz 36 ab, wie dies in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist.

Patentansprüche:

- 12 -

2098U/0390

Claims

PATENTANWALT BODE . 4033 HÖSEL · POSTFACH . TELEFON 02102-61701 · TELEX 8585166 - 12 - D 5 - 29 Patentansprüche:

1. Filterpresse, deren Filterkammern beidseitig von undurchlässigen, mit Filtermitteln und Abstandhaltern belegten elastischen Wänden begrenzt sind, die zum Zwecke des Nachpressens des Filterkuchens im Sinne einer Verkleinerung des Innenraumes der Filterkammer elastisch verformbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filterkammer ClO) zwischen beiden elastischen Wänden (3) und im wesentlichen parallel zu diesen ein Netz (36) straff ausgespannt ist.

2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß das Netz (36) aus zwei Lagen besteht und mit einer Vorrichtung (38 ,39 ,»»O,»*i,«»2,*m,»i5 ,56) zum Spreizen der beiden Netzlagen bei geöffneter Filter» presse verbunden ist.

3. Verfahren zum Filtern mittels einer Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Offnen der Filterpresse und das Auswerfen des Filterkuchens jeweils nach Durchführung eines Filtervorganges erfolgt, der aus mehreren Filter- und Nachpreßperioden besteht.

II/Bo

2098U/0390

Leerseite