Filterpresse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterpresse mit mindestens einer waagrecht angeordneten, einen in Ablaufrichtung geneigten Boden aufweisenden Filterplatte, mit ausserhalb der Filterfläche vorgesehenen Zu- und Abflusskanälen, mit einer als auf Stützen ruhende Tragplatte ausgebildeten Bodenplatte und mit einem Deckel.
Derartige Filtervorrichtungen werden für die Filtration von Flüssigkeiten allgemein, die Feinstfiltration, z. B. von chemischen Flüssigkeiten und Lösungen, Lack, Ö1, Sirup, Bier usw., im besonderen benutzt und weiterhin für die Gewinnung von Feststoffen aus Suspensionen.
Filter mit horizontalen Filterflächen werden im wesentlichen in zwei verschiedenen Ausführungsarten benutzt.
Bei der einen Art verläuft die Trübe von aussen her zur Mitte des in einem Behälter befindlichen Plattensatzes und wird zentral als Filtrat abgeleitet. Bei diesem System bringt die Entlüftung der Klarseite meist Schwierigkeiten mit sich. Auch wird die in den Tank eintretende Strömung bei der starken Querschnittsveränderung vom Zuleitungsrohr zum Tank sehr stark abgebremst, so dass oft kaum noch ausreichende kinetische Energie zur Verfügung steht, um schwerere Teilchen in der Flüssigkeit so lange in Schwebe zu halten, bis sie auf die Filterplatten gelangen.
Das andere System arbeitet mit umgekehrter Strömungsrichtung, wobei die Rohflüssigkeit zentral in den Plattensatz eingeleitet wird, um dann von innen radial in die einzelnen Platten einzutreten und nach Passieren der filtrierenden Flächen am Umfang des Plattensatzes in den umgebenden Behälter einzutreten. Hierbei kann eine Entlüftung der Trübenseite praktisch nicht erfolgen, woraus ungleichmässige Strömungsverhältnisse resultieren. Gleichmä ssige Strömungsverhältnisse sind aber Voraussetzung für den Aufbau einer gleichmässigen Filterschicht.
Weiterhin ist bei diesem System nachteilig, dass die Eintrittsquerschnitte im Bereich der zentralen Zuführung auf die Platten sehr begrenzt sind, was relativ hohe Eintrittsgeschwindigkeit bedingt, die zu Auswaschungen des Filterkuchens führen. Man muss aus diesem Grunde mit ausreichend starken, vorfabrizierten Filterschichten arbeiten, die erheblich höhere Kosten als einfaches Filterpapier bedingen.
Ferner ist beiden Systemen von Horizontalplattenfiltern gemeinsam, dass Spannelemente, wie Spannschrauben, Traversen usw., also Teile mit Gewinden oder ähnlich aufeinander arbeitenden Flächen im Flüssigkeitsraum untergebracht werden müssen. Das hat bekanntlich erhebliche Nachteile in bezug auf Korrosion usw.
Demgemäss ist Zweck der Erfindung, eine Filter presse zu schaffen, die die bekannten Nachteile nicht mehr aufweist.
Die erfindungsgemässe Filterpresse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filterplatte einen Ringrahmen aufweist, in dem die Filterfläche mit dem Zwischenboden und von diesen durch Wandteile getrennte, diametral gegenüberliegende Zu- und Ablaufkanäle vorgesehen sind, wobei die Wandteile jeweils mindestens je eine mit dem Zu- bzw. Ablaufkanal in Verbindung stehende Einlauf- bzw. Auslauföffnung aufweisen, dass im Deckel ein dem Zulaufkanal ensprechender Zulauf und in der Bodenplatte ein dem Ablaufkanal entsprechender Ablauf vorgesehen ist, und dass die Filterplatte gegenüber dem Deckel und der Bodenplatte ausschliesslich durch das Filtermaterial abgedichtet ist.
Vorzugsweise sind auf den Zwischenböden kleine Nocken angeordnet, die ein Siebblech tragen, auf das das Filtermaterial, beispielsweise Filterpapier, gelegt wird.
Diese derart ausgebildeten Filterplatten werden zweckmässig mit einer Boden- und Deckplatte mit äusseren Spannelementen zu einer Filtervorrichtung zusammengespannt, die folgende Vorteile bietet:
Optimale Strömungsverhältnisse dadurch, dass auf eine Strömungsführung in radialer Richtung verzichtet ist, wobei die Filterflüssigkeit vorzugsweise das Filtermaterial einmal passiert und dann über leicht geneigte Zwischenböden unmittelbar zum Abfluss gelangt.
Vorteilhafte Führung der Strömung an den Zuströmöffnungen derart, dass die Anschwemmung in diesem Bereich nicht gestört wird, wobei die Zuströmöffnung zweckmässig so gestaltet ist, dass bei Beendigung des Filterns die noch über dem Filtermaterial befindliche Trübe weitestgehend zurückflie ssen kann. In vorteilhafter Weise wird das Filterpapier gleichzeitig als Abdichtung zwischen den Platten nach aussen mit herangezogen, wobei auch die Zu- und Abfluss querschnitte mit abgedichtet werden; demgemäss hat das Filterpapier zweckmässig den gleichen Querschnitt wie die Platten. Die offenen Kanalquerschnitte sind dabei im Filterpapier ausgespart.
Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Filterpresse wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Gesamtfilter, teilweise im Schnitt und Ansicht,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Filterplatte,
Fig. 3 einen Schnitt durch Filterplatten mit Einzelauslauf,
Fig. 4 einen Schnitt durch Filterplatten, von denen eine als Umlenkplatte ausgebildet ist,
Fig. 5 einen Schnitt durch Filterplatten, von denen die letzte über der Bodenplatte einen separaten Auslauf hat, und
Fig. 6 einen Schnitt durch Filterplatten, von denen die letzte einen absperrbaren Zulauf und die Bodenplatte einen getrennten Ablauf hat.
Die vorliegende Filterpresse besteht aus mehreren Filterplatten 1, die zusammen mit Bodenplatte 2 und Deckel 3 mittels Spannelemente 4 zu einem geschlossenen Filter zusammengefasst werden. Die Filterflächen haben flüssigkeitsdichte Zwischenböden 1', auf denen perforierte Tragplatten 5 ruhen, die auf Stützerhebungen 6 aufliegen, welche auf der Klarseite der Zwischenböden 1' sitzen. Die Filterplatten 1 besitzen am Umfang Zulauf 7 und Ablaufkanalöffnungen 8, die geschlossene Kanäle durch das Zusammenfassen der Filterplatten ergeben. Als Dichtungen werden jeweils zwischen die Filterplatten 1 Filtermaterialien 9, wie Filterpapier, auf die perforierten Tragplatten gelegt. Dieses Filterpapier hat die gleiche Form wie die Platten 1 (siehe Fig. 2) und ist im Bereich der Öffnungen 7, 8 entsprechend ausgeschnitten.
Je nach benötigter Grösse des Gesamtfilters werden es je eine oder mehrere Filterplatten 1 sein, die zwischen Deckel 3 und Bodenplatte 2 eingeschaltet werden. Zu den Platten 1 und dem Deckel 3 strömt die Rohflüssigkeit und verlässt die Filterplatten 1 durch Austrittsöffnungen 11. Eintritts- 10 und Austrittsöffnungen 11 haben jeweils etwa gleich grosse Querschnitte. Für die Filtration niedrig viskoser Flüssigkeiten und bei besonders hohen Flächenleistungen können Leitvorrichtungen 12 hinter den Eintrittsöffnungen 10 entweder fest oder herausnehmbar angebracht werden, so dass Beeinflussungen, wie z. B. Auswaschungen der filtrierenden Schicht, unterbleiben.
Zweckmässig ist eine der Eintrittsöffnungen, nämlich 10', als senkrecht stehendes Langloch ausgebildet, dessen untere Kante bis knapp über das Filterpapier 9 reicht, so dass bei Beendigung des Filtervorganges verbliebene Rohflüssigkeit gut zurückströmen kann.
Die Rohflüssigkeit wird über einen Ein- oder Mehrwegehahn 13 und eine Leitung 14 mit Schauglas 14' in die Zulaufkanäle 7 geleitet, und zwar je nach den Erfordernissen der Filtrationsaufgabe, entweder in die Bodenplatte 2 von der Seite oder von unten her oder in den Deckel von der Seite oder von oben her oder als weitere Möglichkeit in eine der Filterplatten 1 von der Seite her. Dargestellt ist in Fig. 1 die Zuführung seitlich in die Bodenplatte 2 als Beispiel.
Die vor Beginn der Filtration im Filter befindliche Luft wird sowohl rohseitig wie auch klarseitig durch Entlüftungsventile 15 bzw. 16 vollständig abgelassen. Ebenso tritt nach der Filtration der umgekehrte Vorgang ein, indem die Flüssigkeit mittels Gasdruck durch die Entlüftungsventile, und zwar hauptsächlich durch das rohseitige Entlüftungsventil 15, nach unten aus dem Filter gedrückt wird. In vielen Fällen genügt auch eine drucklose Belüftung durch diese Ventile, um das Filter zu entleeren.
Am Deckel 3 ist zweckmässig noch ein Manometer 15' mit Entlüftungs- 16' und Sicherheitsventil 16" vorgesehen.
Das Filtrat sammelt sich nach Passieren der filtrierenden Flächen 9 und der perforierten Tragplatten 5 auf den Zwischenböden 1' der Filterplatten 1 und gelangt durch die Austrittsöffnungen 11 in die Ablaufkanäle 8 und dann in eine Sammelleitung 17 mit einem Ein- oder Mehrwegehahn 18 zur weiteren Verwendung.
Ebenso wie die Leitung 14 am Zulauf, kann auch die Sammelleitung 17 den Erfordernissen entsprechend an der Bodenplatte 2 oder am Deckel 3 oder auch an einer Filterplatte 1 angeschlossen werden. Sofern die Anschlüsse nicht an der Bodenplatte vorgesehen werden, kommen zweckmässig flexible Anschlüsse zur Anwendung.
Besondere Filteraufgaben, z. B. in der Zuckerindustrie oder in der Erprobung verschiedener Filtermaterialien unter gleichen Zulaufbedingungen, erfordern einzelne Austritte der Filterplatten, was durch einen, für jede Filterplatte abgeschlossenen Ablauf kanal mit Einzelaustritt und Absperrorgan 19 gemäss Fig. 3 erreicht wird.
Bei manchen Filtrationen, z. B. mit höherem Gehalt an Feststoffen, oder einer besonderen Struktur derselben ist eine zweimalige Filtration unter jeweils besonderen Bedingungen nötig oder erwünscht. Die in Fig. 4 gezeigte Umleitplatte 20, die an entsprechender Stelle in den normalen Filterplattensatz eingefügt werden kann, ermöglicht diese zweistufige Filtration, wobei ein Anschluss 21 für die Zudosierung von Filterhilfsmitteln und ein Entlüftungsventil 22 für die Klarseite der zweiten Filtrationsstufe vorgesehen sind. Entsprechend dem verschiedenen Gehalt an Feststoffen für die Rohflüssigkeiten wird ein unterschiedliches Volumen über den Filterplatten benötigt, weshalb die lichte Höhe auf der Unterseite der Filterplatten verschieden gewählt werden kann.
Bei der zweistufigen Filtration können beispielsweise für die zweite Stufe flachere Filterplatten verwandt werden.
Für Filtrationen, bei denen es darauf ankommt, den letzten Rest der Flüssigkeit ohne Verdünnung klar zu gewinnen, oder wenn der Feststoff trocken oder halbtrocken gewonnen werden soll, kann das Filter pneumatisch über eine Zusammenstellung von Entleerungsplatten, im unteren Teil des Filters, leer gedrückt werden. In Fig. 5 ist eine Zusammenstellung von Entleerungsplatten 23 und 24 gezeichnet, die zulaufseitig dauernd an den Rohflüssigkeitsraum des Filters angeschlossen ist. Die Filterplatte 23 hat einen nach unten abgeschlossenen Ablaufkanal 8 und einen seitlichen Anschluss für den Hauptablauf 27 des Filtrates. Die Bodenplatte 24 hat nach oben hin einen geschlossenen Zulaufkanal 7 und tiefliegende Anschlüsse 28 für die Ableitung des Restfiltrates.
Die Fig. 6 zeigt eine Zusammenstellung von Entleerungsplatten 24, 25, 26, deren Zulauf 29 und Ablauf 28 absperrbar sind. Die Filterplatte 25 hat nach unten einen geschlossenen Zulaufkanal und darüber Anschlüsse für flexible und absperrbare Zulaufleitungen 29 zur Entleerungsplatte 26. Die Filterplatte 26 ist wie die Filterplatte 23 beschaffen, hat jedoch einen Anschluss für die Anbringung der Zulaufleitung 29. Die Bodenplatte 24 ist wie oben beschrieben ausgerüstet. Bei Herstellung der Voranschwemmung werden die beschriebenen Entleerungsplatten parallel zu den normalen Filterplatten 1 betrieben, wobei der Anschluss 28 in die Hauptableitung des Filtrats 27 mündet. Während der Filtration werden die Entleerungsplatten abgesperrt und dadurch für den Entleerungsvorgang in Reserve gehalten.
Die Filterplatten und der Deckel haben zur leichteren Handhabung und Aufhängung in zerlegtem Zustand seitliche Zapfen 30 und ausserdem je ein Paar Passstifte 31 zur Zentrierung beim Zusammenbau.
Filter press
The present invention relates to a filter press with at least one horizontally arranged filter plate with a bottom inclined in the drainage direction, with inflow and outflow channels provided outside the filter surface, with a base plate designed as a support plate resting on supports and with a cover.
Such filter devices are generally used for the filtration of liquids, the ultra-fine filtration, e.g. B. of chemical liquids and solutions, paint, oil, syrup, beer, etc., used in particular and continue to be used for the extraction of solids from suspensions.
Filters with horizontal filter surfaces are essentially used in two different designs.
In one type, the pulp runs from the outside to the center of the set of plates in a container and is drained off centrally as a filtrate. With this system, venting the clear side usually causes difficulties. The flow entering the tank is also slowed down very strongly when there is a large change in cross section from the supply pipe to the tank, so that there is often hardly enough kinetic energy available to keep heavier particles in suspension in the liquid until they hit the filter plates reach.
The other system works with the opposite direction of flow, with the raw liquid being introduced centrally into the plate set in order to then enter the individual plates radially from the inside and, after passing through the filtering surfaces on the circumference of the plate set, enter the surrounding container. In this case, it is practically impossible to ventilate the turbid side, which results in uneven flow conditions. Uniform flow conditions are a prerequisite for building a uniform filter layer.
A further disadvantage of this system is that the inlet cross-sections in the area of the central feed to the plates are very limited, which results in relatively high inlet speeds which lead to the filter cake being washed out. For this reason, you have to work with sufficiently strong, prefabricated filter layers, which are considerably more expensive than simple filter paper.
Furthermore, both systems of horizontal plate filters have in common that tensioning elements, such as tensioning screws, cross members, etc., that is, parts with threads or similar surfaces that work on one another, must be accommodated in the liquid space. As is well known, this has considerable disadvantages in terms of corrosion, etc.
Accordingly, the purpose of the invention is to create a filter press that no longer has the known disadvantages.
The filter press according to the invention is characterized in that the filter plate has an annular frame in which the filter surface is provided with the intermediate floor and diametrically opposite inlet and outlet channels separated from it by wall parts, the wall parts each having at least one with the inlet and outlet. Have an inlet or outlet opening connected to the outlet channel, that an inlet corresponding to the inlet channel is provided in the cover and an outlet corresponding to the outlet channel is provided in the base plate, and that the filter plate is sealed off from the cover and the base plate exclusively by the filter material.
Preferably, small cams are arranged on the intermediate floors which carry a sieve plate on which the filter material, for example filter paper, is placed.
These filter plates designed in this way are expediently clamped together with a base and cover plate with external clamping elements to form a filter device, which offers the following advantages:
Optimal flow conditions due to the fact that flow guidance in the radial direction is dispensed with, the filter liquid preferably passing through the filter material once and then flowing directly to the drain via slightly inclined intermediate floors.
Advantageous guidance of the flow at the inflow openings in such a way that the precoat in this area is not disturbed, the inflow opening being expediently designed in such a way that the sludge still above the filter material can largely flow back when the filtering is finished. Advantageously, the filter paper is also used as a seal between the plates to the outside, the inflow and outflow cross-sections also being sealed off; accordingly, the filter paper expediently has the same cross-section as the plates. The open channel cross-sections are cut out in the filter paper.
An example embodiment of the filter press according to the invention is explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
1 shows the overall filter, partly in section and view,
2 shows a plan view of a filter plate,
3 shows a section through filter plates with a single outlet,
4 shows a section through filter plates, one of which is designed as a deflection plate,
5 shows a section through filter plates, the last of which has a separate outlet above the base plate, and
6 shows a section through filter plates, the last of which has a lockable inlet and the base plate has a separate outlet.
The present filter press consists of several filter plates 1, which are combined with the base plate 2 and cover 3 by means of clamping elements 4 to form a closed filter. The filter surfaces have liquid-tight intermediate floors 1 'on which perforated support plates 5 rest, which rest on support elevations 6, which sit on the clear side of the intermediate floors 1'. The filter plates 1 have inlet 7 and outlet channel openings 8 on the circumference, which result in closed channels by combining the filter plates. Filter materials 9, such as filter paper, are placed on the perforated support plates as seals between the filter plates 1. This filter paper has the same shape as the plates 1 (see FIG. 2) and is cut out accordingly in the area of the openings 7, 8.
Depending on the required size of the overall filter, there will be one or more filter plates 1 that are inserted between cover 3 and base plate 2. The raw liquid flows to the plates 1 and the cover 3 and leaves the filter plates 1 through outlet openings 11. Inlet 10 and outlet openings 11 each have approximately the same cross-sections. For the filtration of low-viscosity liquids and with particularly high area outputs, guide devices 12 can be attached behind the inlet openings 10 either permanently or removably, so that influences such as e.g. B. washouts of the filtering layer are omitted.
One of the inlet openings, namely 10 ', is expediently designed as a vertical elongated hole, the lower edge of which extends just above the filter paper 9, so that any remaining raw liquid can flow back well when the filtering process is completed.
The raw liquid is fed into the inlet channels 7 via a one-way or multi-way valve 13 and a line 14 with a sight glass 14 ', depending on the requirements of the filtration task, either into the base plate 2 from the side or from below or into the cover from from the side or from above or, as a further option, into one of the filter plates 1 from the side. The feed laterally into the base plate 2 is shown in FIG. 1 as an example.
The air in the filter before the start of the filtration is completely discharged through vent valves 15 and 16 on both the raw side and the clear side. Likewise, the reverse process occurs after the filtration, in that the liquid is pressed downward out of the filter by means of gas pressure through the vent valves, namely mainly through the raw-side vent valve 15. In many cases, pressureless ventilation through these valves is sufficient to empty the filter.
A manometer 15 'with a vent 16' and safety valve 16 "is expediently provided on the cover 3.
After passing through the filtering surfaces 9 and the perforated support plates 5, the filtrate collects on the intermediate floors 1 'of the filter plates 1 and passes through the outlet openings 11 into the drainage channels 8 and then into a collecting line 17 with a one-way or multi-way valve 18 for further use.
Just like the line 14 at the inlet, the collecting line 17 can also be connected to the base plate 2 or to the cover 3 or also to a filter plate 1 as required. If the connections are not provided on the base plate, flexible connections are expediently used.
Special filter tasks, e.g. B. in the sugar industry or in the testing of different filter materials under the same inlet conditions, require individual exits of the filter plates, which is achieved through a closed drain channel for each filter plate with a single outlet and shut-off device 19 according to FIG.
In some filtrations, e.g. B. with a higher content of solids, or a special structure of the same, a double filtration is necessary or desired under particular conditions. The diversion plate 20 shown in Fig. 4, which can be inserted at the appropriate point in the normal filter plate set, enables this two-stage filtration, with a connection 21 for the metering in of filter aids and a vent valve 22 for the clear side of the second filtration stage. Depending on the different solids content for the raw liquids, a different volume is required above the filter plates, which is why the clear height on the underside of the filter plates can be selected differently.
With two-stage filtration, for example, flatter filter plates can be used for the second stage.
For filtrations in which it is important to obtain the last remainder of the liquid clearly without dilution, or if the solid is to be collected dry or semi-dry, the filter can be pneumatically emptied using a set of drainage plates in the lower part of the filter . In Fig. 5, a set of drainage plates 23 and 24 is drawn, which is permanently connected on the inlet side to the raw liquid space of the filter. The filter plate 23 has an outflow channel 8 closed at the bottom and a side connection for the main outflow 27 of the filtrate. The bottom plate 24 has a closed inlet channel 7 at the top and deep connections 28 for the discharge of the residual filtrate.
FIG. 6 shows a compilation of emptying plates 24, 25, 26, the inlet 29 and outlet 28 of which can be shut off. The filter plate 25 has a closed inlet channel downwards and above it connections for flexible and lockable inlet lines 29 to the emptying plate 26. The filter plate 26 is designed like the filter plate 23, but has a connection for attaching the inlet line 29. The base plate 24 is as described above equipped. When the precoat is established, the emptying plates described are operated parallel to the normal filter plates 1, the connection 28 opening into the main discharge of the filtrate 27. During the filtration, the discharge plates are shut off and thus kept in reserve for the discharge process.
The filter plates and the cover have lateral pins 30 for easier handling and suspension in the disassembled state and, in addition, each have a pair of dowel pins 31 for centering during assembly.