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Vorrichtung zum Filtrieren von Maischen und organischen Feststoff-Flüssigkeitsgemischen
ähnlicher Konsistenz Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zur Ausführung
des Verfahrens zum Filtrieren von Maischen und organischen Feststoff-Flüssigkeitsgemischen
ähnlicher Konsistenz nach Patent 871 735.
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Die bekannten Vorrichtungen dieser Art weisen als Nachteil einen großen
Preßwasserverbrauch auf, und ihre Betätigung ist mit beträchtlichem Kraftaufwand
verbunden. Außerdem erfordert das Öffnen der Vorrichtung zum Ausstoßen des Preßkuchens
und das darauffolgende Schließen derselben viel Zeit, die als Totzeit zu betrachten
ist. Durch zweckmäßige Vorfülleinrichtungen kann dieses Übel zwar teilweise gemildert
werden, eine Herabsetzung jedoch auf ein für den. Betrieb erforderliches Zeitminimum
war bisher unmöglich. Schließlich sind Filterpressen bekanntgeworden, welche für
einen ununterbrochenen Betrieb gedacht waren und hierzu aus mehreren, mit nur je
einem beweglichen Kolben ausgerüstetenZylindern
bestanden, wobei
alle Kolben mechanisch angetrieben wurden. Ein vollkommenes und gleichmäßiges Auspressen
von Gemischen aus- Stoffen verschiedenen Feuchtigkeitsgehaltes war mit diesen Pressen
nicht möglich. -Zur Verhinderung aller Nachteile und, zum Erzielen besonders günstiger
Preßvorgänge sind erfindungsgemäß- die Räume hinter den Preßkolben zur Erzielung
eines Druckausgleiches dauernd, beipielsweise durch eine Rohrleitung, miteinander
verbunden und bei jeder beliebigen Lage der Preßkolben vollständig mit Druckflüssigkeit
gefüllt..
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, deren jeder Preßkolben in bekannter
Weise mit einem Hilfskolben in Verbindung steht, wird in vorteilhafter Weise so
ausgeführt; daß die Druckflüssigkeitsablaßleitungen ,der Haupt- und Hilfszylinder
über Ventile in .direkter Verbindung mit einem beispielsweise luftbelasteten Druckakkumulator
stehen, welcher die Flüssigkeit mit Überdruck in die Saugrohre der hydraulischen
Preßpumpen und/oder in die Druckräume der Hilfszylinder drückt, wobei der Druck
im Akkumulator -so hoch gehalten wird, daß der vom Hilfszylinder ausgehende Druck
immer entsprechend größer ist als der Druck im Akkumulator. Hierbei werden die zum
Druckflüssigkeits.ablaß vorgesehenen Leitungen auch als Rücklauf- oder Umlaufleitungen
verwendet. Die Anordnung des Akkumulators erübrigt jede Vorfülleinrichtung für 'die
hydraulische Preßpumpe. Die vorteilhafte Ausbildung der beiden Hauptzylinder mit
einem sie verbindenden Rohr ergibt unter anderem den Vorteil, daß bei der Bewegung
eines der beiden Preßkolben der andere zwangs-. weise mitgenommen wird, -da die
- Druckflüssigkeit über die Verbindungsleitung vom Raum hinter dem einen Preßkolben
in den Raum hinter dem anderen gedrängt wird. Vor dieser Funktion wird durch ein-
Ablaßventil mit angeschlossenem überdruckventil die während der hydraulischen Pressung
zusätzlich in die Hauptzylinder gedrückte Druckflüssigkeit dem Akkumulator zugeführt.
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Durch die ständige Druckwirkung des Akkumulators auf die Druckflüssigkeit
werden für die jeweiligen Vorgänge vorteilhaft große Flüssigkeitsgeschwindigkeiten
erreicht, so daß die Verschiebung aller betätigten Kolben des Preßfilters mit besonders
hoher -Geschwindigkeit erfolgt und die Druckflüssigkeit den hydraulischen Preßpumpen
bereits unter Druck zugeführt wird. Dadurch ergeben sich für das Preßfilter besonders
kurze Öffnungs- und Schließzeiten, die nur .einige Sekunden betragen. Diese Vorteile
treffen auch bei Filtern großer Dimensionen zu, ohne daß deshalb eine größere Preßpumpe
oder ein Hochdruckakkumulator erforderlich wäre.
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Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Preßfiltereinrichtung werden
an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher ein Ausführungsbeispiel :dargestellt
ist. Es zeigt Fig. i einen Axialschnitt durch das Preßfilter mit schematisch dargestellten
Verbindungsleitungen und Steuerventilen und -Fig.2 einen Schnitt durch die Dichtung
zwischen Deckelkolben und, Preßzylinder.-Das Preßfilter besteht aus den Zylindern
i und 2, die miteinander über ein Rohr 3 verbünden sind. In dem Zylinder :2 befindet
sich der Deckelkolben 4 und im' Zylinder i der hydraulische Preßkolben 5, die beide
den gleichen Durchmesser und die gleichen Filterflächen aufweisen und mit Rohren
6 ausgestattet sind, durch die die ausgepreßte Flüssigkeit in den Behälter i9 abfließt.
Zwischen den Kolben 4 und 5. befindet sich die Preßkarnmer i i, welche von dem Gehäuse
i i' gebildet ist. Dieses und der Preßzylinder i sind getrennt hergestellte Teile,
um dadurch zu ermöglichen, den. Zylinder, welcher mit dem Preßgut nicht in Berührung
kommt, aus einem billigeren Material herzustellen als das Preßkammergehäuse, welches
den korrodierenden Einflüssen des Preßgutes ausgesetzt.ist.
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Das Rohstoffgemisch wird von einer Förderpumpe 8 einem druckbelasteten
Vorratsbehälter ao zugeführt. Der Vorratsbehälter 2o hat vorteilhafterweise seinen
urfiteren Teil konisch ausgebildet und weist innen eine der Form der Außenwand entsprechende
Zwischenwand 21 in Abstand von -der Außenwand auf. In.den von den Wänden 2o und
oi gebildeten Raum wird nun das Rohstoffgemisch von der Pumpe her gedrückt und somit
nach oben abgelenkt, von wo es durch die Einwirkung .des Druckes dem Ventil i3:
zufli.eßt. Die vorteilhafte- Ausbildung des Druckbehälters hat eine dauernde Umwälzung
des zum Pressen bestimmten Gemisches zur Folge, wodurch sicher vermieden wird, daß
Teile des Preßgutes längere Zeit im Vorratsbehälter verbleiben, sich zersetzen und
schädlichen Einfluß auf die übrige Rohstoffmenge ausüben können.
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Vom Ventil 13- gelangt das Rohstoffgemisch in die ringfbrmige Kammer
12 des Preßkammer-, gehäuses i.i', von wo es durch die Schlitze g in die Preßkammer
vi tritt. Die ringförmige Kammer 12 weist ein nach außen führendes Ventil 14 auf.
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Am Rand des Bodens des Deckelkolbens 4 oder an der Stirnfläche des
Preßkammergehäuses ist -eine selbstdichtende Manschette io aus Leder, Gummi od.
dgl. vorgesehen, welche mit der Wand der Preßkammer bzw. des Deckelkolbens zusammenwirkt.
Zum Bewegen der Kolben-4,5 beim Öffnen bzw. Schließen der Preßkammer i i sind an
die Hauptzyliirder 1, 2 die Hilfszylinder 24, 28 angeschlossen. Der Hilfszylinder
28 drückt außerdem während' des Füll- und Preßvorganges den Kolben 4 mit ausreichender
Kraft an das Preßkammergehäuse an, um den für die Abdichtung durch die Manschette
io zusätzlich erforderlichen Druck zu erzeugen. An das Rohr 3 schließen die Ventile
38', 37, 15; 16 und 38 mit dem RAckschlagventil 37, die Druckleitung 17 und die
Ablaßleitung 18' an. Vor der Zuleitung 18 in die hydraulische Pumpe ist am Ende
der Ablaßleitung i8' ein Akkumulator 18" eingebaut, welcher die von den Zylindern
zurückfließende Druckflüssigkeit aufnimmt und einerseits in die Saugrohre der
hydraulischen
Pumpe drückt und andererseits im Bedarfsfall den Hilfszylindern 24 und 28 zuführt.
Dem Ventil 15 ist ;ein einstellbares Druckventil 16 vorgeschaltet. Die nichtdargestellte
hydraulische Pumpe liefert über die Leitungen 17 und 39 die zur Hauptpressung
bzw. Vorpressung erforderliche Druckflüssigkeit. Das Rohr 3 ist über ein Ventil
38 und ein diesem vorgeschaltetes Rückschlagventil 37 'an die Leitung 39 angeschlossen,
welche von der nicht dargestellten Mitteldruckstufe der hydraulischen Pumpe gespeist
wird. Die Räume vor und hinter dem Kolben 29 des Hilfszylinders 28 und der preßkolbenseitige
Raum des Hilfszylinders 24 sind jeweils über einen Dreiweghahn 35, 36 bzw. 27 einerseits
mit der Druckflüssigkeitsablaßleitung i8' und andererseits mit der Druckleitung
17 verbunden.
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Die Wirkungsweise des Preßfilters wird im folgenden an Hand eines
Ausführüngsbeispieles beschrieben.
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Zu Beginn des Arbeitsspieles befinden sich die Kolben4, 5 in -der
in Fig. i dargestellten Lage. Durch das Ventil: 131 wird in die Preßkammer i i das
zu pressende Gemisch eingeführt. Wie bereits in der Patentschrift 871 735 beschrieben
wurde, besteht der Arbeitsvorgang aus dem Vor- und dem Fertigfiltrieren. Beim Vorfiltrierert
wird in bekannter Weise durch Unterdruckwirkung in der Preßkammer i i bereits ein
Teil der im Gemisch enthaltenen Flüssigkeit durch die Rohre 6 in den Behälter i9
abgeführt. Beim darauffolgenden Fertigfiltrieren, welches unter Druckwirkung auf
die Kalben 4, 5 vor sich geht, wird das Rohr 3 über das Venil 38 und das Rückschlagventil
37 mit dem Rohr 39, welches zur Niederdruckstufe führt, verbunden. Hierbei sind
die Ventile 38' und 15 geschlossen und die Kammern der Hilfszylinder 24 und
28 über die Dreiweghähne 27, 36 und 35 mit den Druckflüssigkeitsablaßleitungen 18'
verbunden. Durch den Teil der Ablaßleitungen i8', welcher den Dreiweghahn 35 mit
der Rohrleitung 3 verbindet, wird im deckelseitigen Raum des Hilfszylinders 28 der
gleiche Druck, wie er hinter den Preßkolben herrscht, hergestellt. Hierauf wird
das Ventil 38' geöffnet und die Leitung 3 mit der Hochdruckstufe verbunden. Das
Rückschlagventil 37 verhindert das Eindringen der unter Hochdruck stehenden Druckflüssigkeit
in die Mitteld'ruckleitung 39. Der @erforderliche Anpreßdruck für die Dichtungsmanschette
io zur Abdichtung der Preßkammer i i nach außen wird dadurch erzeugt, daß die Flächenpressung
auf den Hilfskolben 29 sich jener auf den Preßkolben 4 addiert, so daß die auf .den
Preßkolben 4 ausgeübte Kraft größer ist, als die auf den Kolben 5 wirkende. Die
Differenz dieser beiden Kräfte ergibt somit den Anpreßdruck für die Dichtungsmanschette
io.
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Wie in Fig.2 dargestellt, besteht eine Verbindung zwischen der Preßkammer
i i und der spaltförmigen Aüsnehmung io' der Manschette io, wodurch die Manschette
von innen her unter Druck gesetzt wird und ein sattes Anliegen der Manschette am
Widerlager gesichert ist. Nach Durchführung des Preßvorganges wird über dlie Leitung
7 Druckluft in die Preßkammer a i eingeführt, um die an den Wänden der Preßkolben
haftenden Flüssigkeitsreste zu entfernen und in die Leitung 6 zu bringen. Sodann
werden die Ventile 38 und 38' geschlossen und das Ventil i 5 geöffnet, wodurch die
zum Pressen zusätzlich eingeführte Druckflüssigkeit bis zur Herstellung des gleichen
Druckes, wie er in der Ablaßleitung 18' herrscht, abfließt. Die preßkolbenseitige
Kammer des Hilfszylinders 28 wird über den Dreiweghahn 36 mit der Hochdruckleitung
17 verbunden, die Dreiweghähne 35 und 27 verbinden die zugehörigen Kammern der Hilfszylinder
mit der Ablaßleitung i8'.
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Hierbei wird der Kolben 29 nach rechts geschoben, nimmt den Preßkolben
4 mit und öffnet so die Preßkammer i i. Die vom Kolben 4 verdrängte Druckflüssigkeit
strömt durch das Rohr 3 hinter den Kolben 5, treibt diesen ebenfalls nach rechts
und schiebt den Preßkuchen aus der Preßkammer i i unter die nicht dargestellte Ausstoßvorrichtung.
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Um nach dem Entlasten der Preßkolben zu verhindern, daß Flüssigkeit
aus dem nicht gefilterten Rohstoffgemisch in der Kammer 12 in den bereits gefilterten
Preßkuchen in der Preßkammer i i eindringt, wird gleichzeitig mit dem Entlasten
der Räume hinter dem Preßkolben das Ventil 14 zum Druckausgleich der Kammer 12 nach
außen ge-
öffnet.
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Nach dem Ausstoßen des Preßkuchens wird die preßkolbenseitige Kammer
des Hilfszylinders 24 über den Dreiweghahn 27 mit der Hochdruckleitung
17 und,die Kammern des Hilfszylinders 28 über die Dreiweghähne 35 und 36
mit der Ablaßleitung 18' verbunden. Der Preßkolben 5 wird nun nach links geschoben,
drängt über die Leitung 3 Druckflüssigkeit hinter den Preßkolben 4, wodurch dieser
ebenfalls in. die Ausgangslage zurückkehr :. Hierauf wiederholt sich das Arbeitsspiel
von neuem. Die beschriebene Einrichtung kann natürlich auch unter Vornahme anderer,
sinngemäßer Einstellungen der Dreiweghähne 27, 36 und 35 betätigt werden.