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DE3641952A1 - Prozessfilter - Google Patents

Prozessfilter

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Publication number
DE3641952A1
DE3641952A1 DE19863641952 DE3641952A DE3641952A1 DE 3641952 A1 DE3641952 A1 DE 3641952A1 DE 19863641952 DE19863641952 DE 19863641952 DE 3641952 A DE3641952 A DE 3641952A DE 3641952 A1 DE3641952 A1 DE 3641952A1
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DE
Germany
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filter according
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container
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DE19863641952
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English (en)
Inventor
Wolfgang Ing Grad Diemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schenk Filterbau GmbH
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Schenk Filterbau GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft einen Prozeßfilter mit einem beheizba­ ren und in einem Rahmen kippbar gelagerten rotationssymmetri­ schen Behälter, mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Filter­ boden, mit einer in Behälterlängsrichtung angeordneten, in axialer Richtung über eine Hubeinrichtung verstellbaren und mit einer Antriebseinrichtung versehenen Rührwerkswelle an der ein Rührbalken mit Rührorganen befestigt ist, wobei die Rührwerkswelle über einen nach innen gezogenen Behälterhals in das Behälterinnere eingeführt ist.
Ein Prozeßfilter dieser Art ist z.B. in der DE-PS 30 22 644 beschrieben. Mit dieser Vorrichtung können verschiedene Produkte, insbesondere der chemischen und pharmazeutischen Industrie, gemischt, gefiltert, gewaschen und getrocknet wer­ den. Zur Beheizung für den Trocknungsvorgang ist die Behäl­ terwand mit einem Heizmantel versehen. Zur Erhöhung der Heiz­ leistung ist bei dem Prozeßfilter nach der DE-PS 30 22 644 auch der Behälterhals doppelwandig ausgeführt, so daß das Produkt auch durch eine Wärmeabgabe des Behälterhalses be­ heizt werden kann.
Die Erhöhung der Heizfläche und damit die zusätzliche Heiz­ wirkung ist jedoch aufgrund der relativ kleinen Oberfläche des Behälterhalses beschränkt. In der Praxis hat sich weiter­ hin herausgestellt, daß bei der Verarbeitung von temperatur­ empfindlichen Produkten, wie es häufig in der pharmazeuti­ schen Industrie der Fall ist, Probleme bezüglich Überhitzun­ gen auftreten können. Bei der bekannten Heizung besteht die Gefahr von Überhitzungen, worunter das Produkt leiden kann, bzw. sogar verdorben werden kann. Es bildet sich eine Kruste am Behälterhals, welche überhitzt wird und darüber hinaus wärmeisolierend wirkt. Durch die Ausbildung der Kruste als Trennschicht sinkt auch die Heizleistung. Fällt die Kruste in das Produkt, so wird dieses entsprechend verunreinigt. Im Unterschied zur Beheizung der Behälterwand selbst kann somit die Kruste ein Problem darstellen. Dadurch, daß bei einer Beheizung des Behälterhalses die Zentrifugalwirkung im Gegen­ satz zur Behälterinnenwand negativ auf die Heizfläche wirkt, wird das Produkt, welches im Spalt zwischen Heizfläche und Rührorgan ist nicht umgeschichtet. Im Behälterhals bildet sich somit eine Kruste auf der Heizfläche, welche auf der üb­ rigen Heizfläche der Behälterinnenwand nicht entstehen kann.
Nachteilig ist auch, daß durch die Aufheizung des Behälter­ halses Führungsungenauigkeiten durch Materialdehnungen be­ rücksichtigt werden müssen. Dies bedeutet, mit den Rührorga­ nen müssen größere Abstände von der Behälterwand eingehalten werden, damit keine Berührungen auftreten. Durch die einzu­ haltenden größeren Abstände wird das Produkt bei der Trock­ nung nicht vollständig umgeschichtet und beim Entleeren nicht vollständig ausgetragen. Der daraus resultierende Wir­ kungsgradverlust ist sehr schwerwiegend, weil es sich fast ausschließlich um sehr teure Produkte handelt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Prozeßfilter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der besser beheizbar ist, wobei gleichzeitig auch Überhitzun­ gen und Wirkungsgradverluste weitgehend vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rührwerkswelle als Hohlwelle ausgebildet ist, mit einer Zu­ leitung und einer Rückleitung für ein Heizmittel, und daß der Rührbalken und die Rührorgane im Inneren Heizkanäle auf­ weisen, die mit der Zuleitung und der Ableitung in der Hohl­ welle verbunden sind.
Durch die Beheizung des Rührbalkens und der Rührorgane er­ hält man eine deutlich größere Heizfläche, wobei hinzukommt, daß diese direkt im Produkt zur Auswirkung kommt. Aufgrund einer ständigen Relativbewegung zwischen den Rührorganen und dem Produkt findet ein deutlich besserer Wärmeaustausch statt.
Dadurch, daß die Rührorgane mit dem Rührbalken durch die heb- und senkbare Rührwerkswelle in ihren Höhenlagen einstellbar sind, kann in das Produkt stufenweise oder kontinuierlich eingefahren werden. Auf diese Weise läßt sich je nach Bedarf die Heiz- bzw. Kontaktfläche ändern, wodurch systematisch ein Kuchen aufschälbar ist. Durch die ständige Bewegung und den Temperaturaustausch werden deutliche Überhitzungen ver­ mieden. Gleiches gilt für Anbackungen.
Da der Hals nicht mehr so hoch temperaturbelastet ist, stellt sich damit auch das Problem von Führungsungenauigkei­ ten nicht. Weiterhin werden Wärmeverluste durch den Hals oder zusätzliche Isolierungen vermieden, die bei dessen Be­ heizung über einen Doppelmantel aufgetreten sind.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgese­ hen sein, daß die Zuleitung im Bereich des unteren Endes der Hohlwelle in einen in Längsrichtung des Rührbalkens verlau­ fenden Heizkanal mündet, der mit Heizkanälen in den Rührorga­ nen verbunden ist, deren Ausgänge mit der Rückleitung verbun­ den sind.
Durch diese Ausgestaltung wird auf einfache Weise eine Zir­ kulation des Heizmittels und dessen Rückführung erreicht.
Für die Zuleitung und die Rückleitung in der hohlen Rühr­ werkswelle sind verschiedene Lösungen möglich. In einfacher Weise kann hierzu die Zuleitung als feststehendes zentrales Innenrohr und die Rückleitung als Ringleitung, die zwischen dem Innenrohr und der Innenwand der Hohlwelle angeordnet ist, ausgebildet sein. Dabei ist lediglich dafür zu sorgen, daß zwischen dem feststehenden Innenrohr und der rotierenden Rührwerkswelle entsprechende Dichtungen angeordnet sind bzw. daß eine Trennung zwischen der Rückleitung und der Zuleitung vorhanden ist.
Hierzu kann vorgesehen sein, daß das Innenrohr auf der Ober­ seite mit einem Dichtkopf versehen ist, der die Abdichtung für die Zuleitung und die Rückleitung bildet, wobei der Dichtkopf auf der Rührwerkswelle gelagert sein kann.
Am unteren Ende des Innenrohres kann eine Spaltdichtung, z.B. eine Labyrinthdichtung, vorgesehen sein, um eine Tren­ nung zwischen dem Zulauf des Heizmittels und dem Rücklauf zu erreichen.
Die Rückleitung des Heizmediums von den Rührorganen zu der Rührwerkswelle kann auf beliebige Weise erfolgen. Hierzu kann z.B. in einfacher Weise vorgesehen sein, daß an den Rührorganen an deren von der Zulaßseite abgewandten Enden Querrohre angeordnet sind, die in die Rücklaufleitung münden.
Eine andere Möglichkeit, durch die weniger Stör- und Ablage­ rungsstellen entstehen, kann darin bestehen, daß die Rühror­ gane mit ihren inneren Enden in eine Befestigungsnabe für den Rührbalken münden und daß die Befestigungsnabe Durch­ gangsbohrungen aufweist, die in die Rücklaufleitung münden.
Auf diese Weise wird ein zusätzliches Zwischenstück zur Rück­ leitung vermieden. Vielmehr wird für diesen Zweck die Befe­ stigungsnabe herangezogen, wobei es im Unterschied zu der bekannten Befestigungsart der Enden der Rührwerksorgane auf dem Rührbalken lediglich erforderlich ist, die Enden mit der Befestigungsnabe zu verbinden.
In vorteilhafter Weise können die Rührorgane wendelförmig gebogene Arme aufweisen, wie an sich bekannt, wodurch das Produkt nicht nur geschoben, sondern regelrecht umgepflügt wird.
Eine einfache und sehr wirksame Form für die Umwälzung und Abschabung des Produktes besteht für den Rührbalken darin, daß er im Querschnitt gesehen wenigstens annähernd eine Drei­ ecksform besitzt.
Die Rührorgane können als Rohre ausgebildet sein, an die seitlich flache Schaber angesetzt sind, durch die das Pro­ dukt von den Wänden des Behälters und dem Behälterhals abge­ schabt wird.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1. einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Prozeßfilter in Grundstellung,
Fig. 2. einen Längsschnitt durch den Prozeßfilter nach der Fig. 1 im geschwenkten Zustand für den Trocknungsvorgang
Fig. 3. einen Längsschnitt durch den unteren Bereich der Rührwerkswelle mit dem Rührwerksbalken in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4. einen Längsschnitt, ähnlich dem in der Fig. 3, mit einer anderen Anschlußart für die Rühr­ organe
Fig. 5. einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1,
Fig. 6. einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 1,
Fig. 7. einen Längsschnitt durch den oberen Bereich der Rührwerkswelle mit dem Anschluß des Innenrohres.
Aufbau und Wirkungsweise des Prozeßfilters sind grundsätz­ lich von bekannter Art, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher eingegangen wird.
In der Position gemäß Fig. 1 wird das zu behandelnde Produkt gefiltert. Der Behälter 1 ist mit einem Heizmantel 2 verse­ hen; d.h. er besitzt einen Doppelmantel. Im Inneren des Be­ hälters befindet sich im unteren Bereich ein flüssigkeits­ durchlässiger Filterboden 3, hinter dem sich eine Abzugsöff­ nung 4 befindet.
Von der dem Filterboden 3 gegenüberliegenden Behälterwand aus ragt eine Rührwerkswelle 5 in das Behälterinnere. Der Behälter ist an dieser Stelle mit einem nach innen gerichte­ ten Behälterhals 6 versehen. Am unteren Ende des Behälter­ halses 6 befindet sich ein Führungslager 7 für die Rührwerks­ welle 5. Die Rührwerkswelle 5 selbst und die dazugehörigen Antriebseinrichtung, sowie eine nicht dargestellte Hub-Ein­ richtung sind über einen Flansch 8 direkt auf dem Behälter abgestützt.
Über eine Befestigungsnabe 9 ist ein Rührbalken 10 mit dem unteren Ende der Rührwerkswelle verbunden. Von dem Rührbal­ ken 10 aus zweigen Rührorgane in Form von gewendelten oder spiralförmig verwundenen Rührarme 11 ab.
Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, weisen der Rührbal­ ken 10 und die Rührarme 11 Heizungskanäle 12 und 13 auf. Der Rührbalken 10 besitzt hierzu eine Dreiecksform, die aus drei Flacheisen gebildet ist. Die Rührarme 11 weisen hingegen eine Rohrform auf, an die seitlich in der Richtung auf die Innenwand des Behälters 1 und den Behälterhals 6 gerichtete Flachteile 14 als Schaber angeschweißt sind.
Für den Trocknungsvorgang wird der Prozeßfilter in die in der Fig. 2 dargestellte Lage geschwenkt, welche im Bedarfs­ falle bis 180 Grad im Vergleich zu der in der Fig. 1 darge­ stellten Position gehen kann. Gleichzeitig wird die Rühr­ werkswelle 5 in den Behälterhals 6 eingeschoben. Das Niveau des zu trocknenden Produktes kann beliebig hoch eingestellt werden. In den Fig. 1 und 2 ist es durch die gewellte Linie 15 angedeutet.
In den Fig. 3, 4 und 7 ist die Zu- und Ableitung des Heiz­ mediums deutlicher dargestellt.
Die als Hohlwelle ausgebildete Rührwerkswelle 5 ist in ihrem Inneren mit einem zentralen Innenrohr 16 versehen, das am oberen Ende in einem Dichtkopf 17 befestigt ist. Von dem Dichtkopf 16 führt ein Rohrkrümmer 18 zu einer nicht darge­ stellten Heizquelle. Der Dichtkopf 17 ist weiterhin mit einer Auslaßöffnung 19 für den Rücklauf des Heizmediums ver­ sehen. Zwischen der Innenwand des rotationssymmetrischen Dichtkopfes 17 und der Außenwand der Rührwerkswelle 5 befin­ det sich ein Lager 20.
Am unteren Ende liegt zwischen dem Innenrohr 16 und der In­ nenwand der Rührwerkswelle eine Spaltdichtung 21 vor, durch die eine Abdichtung zwischen dem Zulauf des Heizmittels und dem Rücklauf geschaffen wird. Der Rücklauf des Heizmittels erfolgt durch eine Ringleitung 22, die durch die Außenwand des Innenrohres 16 und die auf Abstand davon liegende Innen­ wand der Rührwerkswelle 5 gebildet ist.
Die Rührwerkswelle besitzt eine untere Öffnung 23 in Verlän­ gerung des Innenrohres 16, das in den Heizungskanal 12 mün­ det, der im Inneren des Rührbalkens 10 in dessen Längsrich­ tung, d.h. radial, verläuft und damit praktisch aus zwei Lei­ tungen besteht. Im äußeren Bereich des Rührbalkens 10 sind die Rührarme 11 mit einem Ende angeflanscht, wobei eine Ver­ bindung mit den Heizkanälen 12 des Rührbalkens und den Heiz­ kanälen 13 der Rührarme 11 besteht. Die Zirkulation des Heiz­ mittels erfolgt durch die Rührarme von außen nach innen. Selbstverständlich ist jedoch auch die umgekehrte Richtung möglich, d.h. daß der Zulauf über die Ringleitung 22 und der Rücklauf über das Innenrohr 16 erfolgt.
Gemäß Fig. 3 sind die inneren Enden der Rührarme 11, welche geschlossen sind, auf den Rührbalken 10 befestigt und ein kurzes Querrohr 24 zweigt im Endbereich in radialer Richtung nach innen ab. Über die Querohre 24 und damit fluchtende Boh­ rungen 25 in der Umfangswand der Rührwerkswelle 5 erfolgt die Verbindung zu der Ringleitung 22 und damit zur Abfuhr des Heizmittels und dessen Ableitung über die Auslaßöffnung 19 in dem Dichtkopf 17.
Statt einer Verbindung der Heizungskanäle 13 mit der Ringlei­ tung 22 über die Querrohre 24 kann nach der in der Fig. 4 dargestellten Ausgestaltung hierzu auch die Befestigungsnabe 9 verwendet werden. Wie ersichtlich sind dabei die in diesem Falle offenen Enden der Rührarme 11 mit der Befestigungsnabe 9 verbunden wozu diese eine Schrägfläche für eine gute Anla­ ge aufweist. Über Schrägbohrungen 26 in der Befestigungsnabe 9 und Querbohrungen 27 in der Rührwerkswelle 5 erfolgt wie­ derum eine Verbindung mit der Ringleitung 22.

Claims (10)

1. Prozeßfilter mit einem beheizbaren und in einem Rahmen kippbar gelagerten rotationssymmetrischen Behälter, mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Filterboden, mit einer in Behälterlängsrichtung angeordneten, in axialer Richtung über eine Hubeinrichtung verstellbaren und mit einer Antriebsein­ richtung versehenen Rührwerkswelle an der ein Rührbalken mit Rührorganen befestigt ist, wobei die Rührwerkswelle über ei­ nen nach innen gezogenen Behälterhals in das Behälterinnere eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle als Hohlwelle (5) ausgebildet ist, mit einer Zuleitung (16) und einer Rückleitung (22) für ein Heiz­ mittel, und daß der Rührbalken (10) und die Rührorgane (11) im Inneren Heizkanäle (12, 13) aufweisen die mit der Zulei­ tung und der Ableitung in der Hohlwelle (5) verbunden sind.
2. Prozeßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (16) im Bereich des unteren Endes der Hohl­ welle in einen in Längsrichtung des Rührbalkens (10) verlau­ fenden Heizkanal (12) mündet, der mit Heizkanälen (13) in den Rührorganen (11) verbunden ist, deren Ausgänge mit der Rückleitung (22) verbunden sind.
3. Prozeßfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung als feststehendes zentrales Innenrohr (16) und die Rückleitung als Ringleitung (22), die in dem Zwischen­ raum zwischen dem Innenrohr (16) und der Innenwand der Hohl­ welle (5) verläuft, ausgebildet ist.
4. Prozeßfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (16) auf der Oberseite mit einem Dichtkopf (17) versehen ist, der die Abdichtung für die Zuleitung und die Rückleitung bildet.
5. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Innenrohrs (16) zwischen der Innenwand der Rührwerkswelle (5) und dem Innenrohr eine Spaltdichtung (21) angeordnet ist.
6. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rührorganen (11) an deren von der Zulaßseite abgewand­ ten Enden Querrohre (24) angeordnet sind, die in die Rück­ laufleitung (22) münden.
7. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührorgane (11) mit ihren inneren Enden in eine Befesti­ gungsnabe (9) für den Rührbalken (5) münden und daß die Be­ festigungsnabe Durchgangsbohrungen (26) aufweist, die in die Rücklaufleitung (22) münden.
8. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührorgane (11) wendelförmig ausgebildet sind.
9. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührbalken (5) im Querschnitt gesehen wenigstens annä­ hernd eine Dreiecksform aufweist.
10. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührorgane (11) rohrförmig ausgebildet sind mit seitlich angesetzten Flachschabern (14).
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