AT395380B - Drehfilter - Google Patents

Description

AT 395 380 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehfilter, insbesondere Scheiben- bzw. Trommelfilter zur Entwässerung von Suspensionen, bei welchem auf einer angetriebenen Filterwelle mehrere jeweils eine Anzahl von Filterzellen bzw. Filtersegmenten umfassende Filterscheiben ungeordnet sind, die über Filtratrohre zur Abführung des Filtrats bzw. Filtrat-Gasgemisches und zur Zuführung eines Druckluftrückstoßes mittels außen am Umfang der Filterwelle 5 angeordneten Filtratrohren miteinander verbunden sind.

Wie bekannt, wird bei Diehfiltem, insbesondere Scheiben- bzw. Trommelfiltrationsanlagen, im kontinuierlichen Betrieb das bei der Kuchenbildungs- und Entfeuchtungsphase entstehende Filtrat bzw. Filtrat-Gasgemisch in den am Umfang der Filterwelle angeordneten Filtratrohren über den Steuerkopf in den Abscheidebehälter geleitet Bei Mehrscheibenfiltem bzw. Trommelfiltem mit mehreren Zonen müssen nun die in den vom Steuerkopf weit»: weg 10 befindlichen Filterzellen anfallenden Filtratmengen bis nach der Steuerscheibe einen längeren Weg zurücklegen. Am

Ende des Trockenblasens wird die Strömung des Filtrat-Gasgemisches durch die Steuerscheibe unterbrochen und ein Drucklufirückstoß zum Filterkuchenabwurf in Gegenrichtung zur Filtratströmung in die Filterzellen geschickt Die dabei noch in den Filtratrohren befindliche Restmenge an Filtrat wird durch diesen Druckluftrückstoß in die am Ende des Filtratrohres angeordnete Zelle geschleudert und verursacht die sogenannte Rückbefeuchtung des bereits im IS Abwurfbefindlichen entfeuchteten Filterkuchens. Dies tritt vor allem bei höheren Filterdrehzahlen auf. Des weiteren ist bei mehreren Ausblasstellen eine vollkommen gleichmäßige Verteilung der Druckwelle physikalisch nicht möglich, welche einen schlechteren Kuchenabwurf bei der ersten Scheibe nach dem Steuerkopf zur Folge hat. Dadurch erfolgtnureine teilweise Kuchenabnahme undsomit für einen weiterenFiltrationszyklus des Filterelements (Filterzelle) eine ungünstigere Ausgangsposition. Außerdem »gibt sich dadurcheinegeringereFilterdurchsatzleistung. 20 ZielderErfmdungistes,diesenNachteilzubeheben.DieswirdbeidemeingangsnäherbeschriebenenDrehfilter, insbesondere Scheiben- bzw. Trommelfilter, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur gleichmäßigen Druck-aufteilung des Druckluftrückstoßes auf die einzelnen Filterscheiben bzw. Filterzellen in den Filtratrohren querschnittsverengende Einbauten vorgesehen sind bzw.die Filtratrohre selbst in an sich bekannter Weise einen sich verjüngenden Querschnittaufweisen. Dabei istesbesonders vorteilhaft, wenn diequerschnittsverengendenEinbauten 25 in den Filtratrohren Keile sind, deren Form dem gewünschten Druckverlauf in den Filtratrohren angepaßt ist und die vorzugsweise auswechselbar sind. Zweckmäßigerweise ist auch die Form des sich verjüngenden Querschnitts der Filtratrohredem gewünschten Druckverlauf in denFiltratrohren angepaßt. Gemäß einerzweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung können die Keile an ihrer dem Druckluftrückstoß zugewandten Seite mit einer gerundeten Oberfläche versehen sein. Im Falle sich verjüngender Filtratrohre kann auch deren Querschnittsform zumindest teilweise 30 gerundet sein. Die Keile können weiters einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Filtratrohren außer den Keilen weitere Querschnittsverenger in Form von Schikanen vorgesehen sind. Von Vorteil ist es auch, wenn die Anschlußöffnungen der Filterzellen am Filtratrohr mit Einströmkrümmem oder Einströmblechen versehen sind.

Es werden somit, um zunächst eine raschere Ableitung des Filtrat-Gasgemisches in der Entfeuchtungsphase zu 35 erreichen, in den Filtratrohren Keile eingebaut bzw. Filtratrohre verwendet, die selbst einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen und zwar so, daß die Ausströmrichtung geneigt und gegebenenfalls die filtratführende Oberfläche der Keüe bzw. der sich verjüngenden Filtratrohre ausgerundet ist. Weiters sind in bestimmten Abständen am Keil einseitig, entgegen der Fließrichtung des Druckluftrückstoßes schräggestellte Schikanen angeordnet, die einerseits die Aufgabe haben, während des Druckluftrückstoßes das im Filtratrohr verbliebeneFiltratam Rückfließen 40 zu hindern und damit die Rückbefeuchtung zu reduzieren, anderseits aber die Ableitung des anfallenden Filtrats in der Kuchenbildungsphase nicht zu behindern. Die durch den Keil erzwungene zunehmende Volumsverkleinerung in Richtung des Filtratrohrendes bewirkt einen effizienteren Ablauf der Gaskinetik, d. h. der Druckaufbau im System erfolgt rascher, die dadurch entstehende größere Energie kann in Form einer stärkeren Rückprallwelle für einen gleichmäßigeren, wirksameren Kuchenabwurf an der benachteiligten ersten Scheibe nach dem Steuerkopf genutzt 45 werden.

Ein zusätzlicher Vorteil bei Verwendung dieser Keile liegt in der höheren Standzeit der eigentlichen Filtratrohre, die normalerweise durch das Aufprallen der beschleunigten, feststoffbeladenen, abrasiven Filtratströmung von den Zellen auf die Grundfläche des Filtratrohres frühzeitig verschleißen. Die Wahl eines gegen Abrasion bewährten Keilmaterials (Gummi, Kunststoff, Keramik, beschichtetes Leichtmetall) verhindert somit vorzeitigen Verschleiß 50 der Stahlrohre. Der Keil als sogenannter Verschleißteil ist austauschbar ausgeführt.

Auch bei der alternativen Verwendung von Filtratrohren, die selbst einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen, kann ein Belag zum Schutz gegen Abrasion auf der Innenseite der Filtratrohre aufgebracht weiden.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigen: Fig. 1 eine Querschnitts-Gesamtansicht eines Drehfilters, insbesondere Scheibenfilters, 55 Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Filterwelle für ein solches Scheibenfilter, Fig. 3 den Schnitt längs der Linie (ΙΠ-ΙΠ) in Fig. 2, Fig. 4 den vergrößerten Schnitt längs der Linie (IV-IV) in Fig. 2, Fig. 5 den vergrößerten Schnitt längs der Linie (V*V) in Fig. 2, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine zweite -2-

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Ausführungsform ein»* Filterwelle für ein solches Scheibenfilter, Fig. 7 den Schnitt längs der Linie (νΠ-ΥΠ) in Fig. 6, Fig. 8 den vergrößerten Schnitt längs der Linie (ΥΠΙ-ΥΙΠ) in Fig. 6, Fig. 9 den vergrößerten Schnitt längs der Linie (IX-IX) in Fig. 6, Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Filterwelle für ein solches Scheibenfilter, Fig. 11 den Schnitt längs der Linie (XI-XI) inFig. 10,Fig. 12 das Detail aus dem Kreis (ΧΠ) 5 in Fig. 10 in vergrößertem Maßstab, Fig. 13 den Schnitt längs der Linie (ΧΠΙ·ΧΙΠ) in Fig. 12, Fig. 14 die Ansicht gemäß dem Pfeil (XIV) in Fig. 10, Fig. 15 den Schnitt längs der Linie (XV-XV) in Fig. 10, Fig. 16 eine Schrägriß-Darstellung der Schikane gemäß den Fig. 10, 14 und 15, Fig. 17 die zugehörige Grundriß-Darstellung etwa entsprechend Fig. 15, Fig. 18 einen Längsschnitt durch eine alternative Ausführungsform einer Filterwelle für ein solches Scheibenfilter, Fig. 19 den Schnitt längs der Linie (XIX-XIX) in Fig. 18, Fig. 20 den vergrößerten Schnitt 10 längs der Linie (XX-XX) in Fig. 18 und Fig. 21 den vergrößerten Schnitt längs der Linie (XXI-XXI) in Fig. 18.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Drehfilter, insbesondere Scheibenfilter. Es handelt sich dabei um ein Filter mit mehreren Filterscheiben (3), die auf einer Filterwelle (5) befestigt sind. Mit (1) ist hiebei der Filterantrieb (Motor) bezeichnet. Die sogenannten Steuerköpfe, durch die das Filtrat abgeleitet bzw. die Druckluft für den Filterkuchenabwurf eingeblasen wird, sind mit (2) bezeichnet Eine Filterscheibe (3) besteht aus mehreren Filter-15 zellen bzw. Filtersegmenten (8) (vgl. Fig. 3). Diese sind einerseits mit den an der Außenseite der Filterwelle (5) befestigten Filtratrohren (4), andererseits mit derFilterwelle (5) verbunden. DieFilterwelle (5) istan ihrenEndbereichen drehbar gelagert, wobei die bzw. eine zusätzliche Lagerung wie in den Fig. 2,6 und 10 dargestellt auch innerhalb des Steuerkopfes (2) angebracht sein kann und hier mit (6) bezeichnet ist Die Hiterzellen (8) werden während eines Filtrationszyklusses innerhalb eines Filtertroges (7) (Fig. 1) hindurchgedreht 20 Fig. 2 zeigt nun eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Filterwelle eines Scheibenfilters gemäß

Fig. 1. Es sind hierin alle für die Filtrat- bzw. Luftführung wesentlichen Teile des Filters dargestellt Die Filterwelle (5) ist hier innerhalb des Steuerkopfes (2), der stationär ist, mittels der Lagerung (6) drehbar gelagert. Mit dem feststehenden Steuerkopf (2) ist die sogenannte Steuerscheibe (9) fix verbunden. Die Dichtscheibe (10) ist wiederum mit der drehbaren Filterwelle (5) und den Filtratrohren (4) fix verbunden. Steuerscheibe (9) und Dichtscheibe (10) 25 gleiten nun während des Betriebes an der Dicht- und Gleitfläche (11), aneinander vorbei. In Fig. 2 sind ebenfalls die

Filterscheiben (3) dargestellt. Das Filtrat, das aus der Feststoffsuspension äbgetrennt wird, tritt hiebei an der Oberfläche der Filterzellen bzw. Filtersegmente (8) der Filterscheiben (3) in deren Hohlraum und wird über den Anschluß und das Filtratrohr (4) durch die Dichtscheibe (10), Steuerscheibe (9) in den Steuerkopf (2) abgeleitet. Anschließend wird es in einen Abscheidebehälter, der nicht dargestellt ist, geführt. Für den Abwurf des sich auf der 30 Filterzelle (8) bildenden Filterkuchens wird nach Filtratabfuhr in die entgegengesetzte Richtung Druckluft vom Steueikopf (2) in die Filtratrohre (4) eingeblasen.

Innerhalb des Filtratrohres (4) sind nun Filtratrohrkeile (12) angeordnet. Durch diese Keile (12) wird der Querschnitt des Filtratrohres (4) verengt und entsprechend den abfließenden Filtratmengen bzw. den zuströmenden Luftmengen angepaßt. Dadurch werden Ungleichmäßigkeiten in der Filtratabführung bzw. im Filterkuchenabwurf 35 durch den sogenannten Druckluftrückstoß zwischen der ersten und der letzten auf dem Filtratrohr (4) sitzenden Filterscheibe (3) minimiert.

Fig. 3 stellt den Schnitt (ΠΙ-ΙΠ) aus Fig. 2 dar. Es ist hier speziell die Anbringung der einzelnen Filterzellen (8) über dem Umfang der Filterscheibe (3) erkennbar. Weiters ist hier die sogenannte Kuchenabwurfposition (13) dargestellt, in welcher durch den Druckluftrückstoß der Filteikuchen von der Filteizelle (8) abgeblasen wird. Die 40 Filterscheibe (3) ist hier nur teilweise dargestellt; sie umfaßt beispielsweise (20) über ihren Umfang verteilte Filterzellen bzw. Filtersegmente (8).

Der Schnitt (IV-IV) aus Fig. 2 ist in größerem Maßstab in Fig. 4 dargestellt und zeigt speziell eine Ausgestaltungsform des Filtratrohres (4) mit eingelegtem Filtratrohikeil (12). Der Filtratrohrkeil (12) hat in dieser Ausführungsform einen dreieckigen Querschnitt und nimmt · wie aus Fig. 2 ersichtlich ist - von der Dichtscheibe 45 (10), d. h. von links in Fig. 2, bis zum Ende des Filtratrohres (4) etwa in der Mitte (M) des Scheibenfilters im

Querschnitt zu. Das in Fig. 2 dargestellte zweiseitige Scheibenfilter ist bezüglich der Mitte (M) spiegelbildlich symmetrisch ausgebildet.

Die Fig. 5 zeigt in vergrößerter Darstellung den Schnitt längs der Linie (V-V) in Fig. 2 mit dem Filtratrohr (4) und dem Filtratrohrkeil (12) mit Dreieck-Querschnitt. 50 In Fig. 6 ist in analoger Darstellungsweise wie in Fig. 2 eine zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung einer

Filterwelle eines Scheibenfilters gemäß Fig. 1 gezeigt. Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugsziffem wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2-5 bezeichnet; gegenüber der zuletztgenannten Ausführungsform unterscheidet sich die Ausgestaltung gemäß den Fig. 6-9 durch einen etwas anders geformten Filtratrohikeil (12') und die Anordnung eines Einlaufkrümmers (14) bzw. eines Rohrbogens an der Anschlußöffnung jeder Filterzelle bzw. jedes 55 Filtersegmentes (8).

Die Einlaufkrümmer (14) sind auch in den Fig. 7,8 und 9 ersichtlich, die Schnitte (Fig. 8 und 9 vergrößert) längs der Linien (VII-VII, Vm-VM) und (IX-IX) in Fig. 6 darstellen. -3-

Claims (8)

1. AT395 380 B Der Querschnitt des Filtratrohrkeils (12') ist aus Fig. 8 gut ersichtlich; er weist im wesentlichen einen Rechteckquerschnitt auf und liegt am Grunde desFiltratrohres(4). An seiner Oberseite weistderFiltratrohrkeil (12') einekonkav gerundeteOberfläche (17) auf. DieseOberflächekönnteauch eben ausgebildet sein. Der QuerschnittdesFiltratrohrkeils (12') nimmt - wie aus Fig. 6 ersichtlich ist - analog zur Ausführungsform gemäß Fig.
2. 2 von der Dichtscheibe (10), S d. h. von links in Fig. 6, bis zum Ende des Filtratrohres (4) etwa in der Mitte (M) des Scheibenfilters zu. Mit dem Pfeil (D) ist in Fig. 6 die Richtung des Druckluftrückstoßes zum Filterkuchenabwurf angedeutet; die Filtratströmung verläuft dazu in Gegenrichtung. In Fig. 10 ist in analoger Darstellungsweise wie in Fig. 2 eine dritte erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Filterwelle eines Scheibenfilters gemäß Fig. 1 gezeigt. Gleiche Bauteile sind wieder mit denselben Bezugsziffem wie 10 bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2-5 bezeichnet; gegenüber der zuletzt genannten Ausführungsform unterscheidet sich die Ausgestaltung gemäß den Fig. 10-15 durch einen etwas anders geformten Filtratrohrkeil (12'), der im wesentlichen die gleiche Form wie jene gemäß den Fig. 6-9 aufweist, und weiters durch die Anordnung eines Einströmblechs (14') (ähnlich dem Einströmkriimmer bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 6-9) an den letzten Filterzellen bzw. Filtersegmenten (8) vor der Mitte (M) des Dreh- bzw. Scheibenfilters und schließlich durch den IS zusätzlichen Einbau von Schikanen (15) im Filtratrohr (4), die zur zusätzlichen Beeinflussung der Strömungsverhältnisse dienen. Diese Schikanen (15) weisen in Abflußrichtung des Filtrates (entgegen der Pfeilrichtung (XIV) in Fig. 10) einen geringeren Stiömungswiderstand auf als in der Gegenrichtung, d. h. der Richtung des Druckluftrückstoßes zum Filterkuchenabwurf. Die Schikane (15) engt somit den Querschnitt des Filtratrohres (4) für die Filtratführung bzw. Druckluftführung weiterein. Die Länge und der Winkel der Schikane (15) werden entsprechend 20 dem Filtratdurchsatz gewählt. Die Fig. 11 zeigt den Schnitt längs der Linie (XI-XI) in Fig. 10 und die Fig. 12 das vergrößerte Detail aus dem Kreis (ΧΠ) in Fig. 10, wobei hier das Einstiömblech (14') deutlicher zu sehen ist. Dieses Einströmblech (14') in Strömungsrichtung gesehen ist nochmals aus Fig. 13 ersichtlich, die den Schnitt längs der Linie (ΧΠΙ-ΧΠΙ) in Fig. 12 zeigt 25 Fig. 14 stellt eine vergrößerte Ansicht längs des Pfeiles (XIV) in Fig. 10 dar, wobei eine Schikane (15) gezeigt und die Umrahmung bzw. das Filtratrohr (4) weggelassen ist. Fig. 15 ist der vergrößerte Schnitt längs der Linie (XV-XV) in Fig. 10 und zeigt eine Schikane (15) von oben. In Fig. 16 ist eine Schikane (15) in stark vergrößerter Schrägriß-Darstellung wiedergegeben, wobei der beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 10-15 verwendete Filtratrohrkeil (12') mit gerundeter Oberfläche (17) 30 vorgesehen ist. Fig. 17 zeigt in einer Grundriß-Darstellung, wie in den Filtratrohrkeil (12') ein Schlitz (16) eingefräst worden ist, in welchen die Schikane (15) dann gemäß Fig. 16 eingelegt wird. InFig. 18 ist nun in analoger Darstellungsweise wie in den Fig. 2,6 und 10 eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher anstelle der querschnittsverengenden Einbauten in den Filtratrohren (4) diese Filtratrohre selbst einen sich veijüngenden Querschnitt aufweisen. Dabei entspricht die aus den Fig. 19-21 35 entnehmbare Querschnittsform der Filtratrohre (4) im wesentlichen jenem freien Querschnitt, der bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 6-9 vom Filtratrohr (4) samt eingebautem Filtratrohrkeil (12') begrenzt wird. Gleiche Teile sind in den Fig. 18-21 mit gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 6-9 bezeichnet. 40 PATENTANSPRÜCHE 45 1. Drehfilter, insbesondere Scheiben- bzw. Trommelfilter zur Entwässerung von Suspensionen, bei welchem auf einer angetriebenen Filterwelle mehrere jeweils eine Anzahl von Filterzellen bzw. Filtersegmenten umfassende Filterscheiben angeordnet sind, die über Filtratrohre zur Abführung des Filtrats bzw. Filtrat-Gasgemisches und zur ^ Zuführung eines Druckluftrückstoßes mittels außen am Umfang der Filterwelleangeordneten Filtratrohren miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichmäßigen Druckaufteilung des Druckluftrückstoßes (Pfeil (D), Fig. 6) auf die einzelnen Filterscheiben (3) bzw. Filterzellen (8) in den Filtratrohren (4) querschnittsverengende Einbauten (12,12', 15) vorgesehen sind bzw. die Filtratrohre (4) selbst in an sich bekannter Weise einen sich veijüngenden Querschnitt aufweisen. ^ 2. Drehfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die querschnittsverengenden Einbauten in den Filtratrohren (4) Keile (12,12') sind, deren Form dem gewünschten Druckverlauf in den Filtratrohren (4) angepaßt ist und die vorzugsweise auswechselbar sind. -4- AT 395 380 B
3. 3. Drehfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des sich verjüngenden Querschnitts der Filtratrohre (4) dem gewünschten Druckverlauf in den Filtratrohren (4) angepaßt ist.
4. 4. Drehfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (12') an ihrer dem Druckluftrückstoß zu-5 gewandten Seite mit einer gerundeten Oberfläche (17) versehen sind.
5. 5. Drehfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieQuerschnittsform der sich veijüngendenFiltratrohre zumindest teilweise gerundet ist.
6. 6. Drehfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (12) einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen (Fig. 2 bis 5).
7. 7. Drehfilter nach einem der Ansprüche 2,4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Filtratrohren (4) außer den Keilen (12,12') weitere Querschnittsverenger in Form von Schikanen (15) vorgesehen sind (Fig. 10 bis 17). 15
8. 8. Drehfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnungen der Filterzellen (8) am Filtratrohr (4) mit Einströmkrümmem (14) oder Einströmblechen (14’) versehen sind. 20 Hiezu 6 Blatt Zeichnungen 25 30 35 40 45 50 -5- 55