CH669738A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Auspressfilter für Suspensionen mit einem kesseiförmigen Aussenmantel, mit einem den Aussenmantel an seiner offenen Stirnseite lösbar verschliessenden Deckel, mit einem vom Deckel koaxial zur Achse des Aussenmantels abstehenden, rohrförmigen Filterelement, mit einer koaxial zwischen dem Aussenmantel und dem Filterelement angeordneten, flexiblen, schlauchförmigen Membran, die an ihrem einen Rand mit der offenen Stirnseite des Aussenmantels und an ihrem anderen Rand mit der dem Deckel abgewandten, freien Stirnseite des Filterelements derart verbunden ist, dass sie sich bei koaxialer Abnahme des Deckels vom Aussenmantel umstülpt, mit einem Saug-und Druckstutzen am Aussenmantel, mit einem Zulaufstutzen für die Suspension und mit einem Ablaufstutzen für das Filtrat, wobei diese Stutzen am Deckel vorgesehen sind.

Bei bekannten Auspressfiltern dieser Art (DE-PS 2 549 040) ist entweder der Aussenmantel oder der Deckel ortsfest angeordnet und diese beiden Teile können nur in Richtung ihrer gemeinsamen Achse linear hin- und herbewegt werden, um das Filter zu öffnen oder zu schliessen. Im geschlossenen Zustand des Filters ist die gesamte Anordnung ortsfest. Dies führt bei der Filtrierung rasch sedimen-tierender Suspensionen dazu, dass sich der Filterkuchen un-gleichmässig auf dem Filterelement absetzt und sich insbesondere überwiegend an dessen Unterseite ansammelt. Weiterhin ist es im geöffneten Zustand des bekannten Auspressfilters erforderlich, den Filterkuchen von der obenliegenden Seite des Filterelements manuell oder mit Hilfe besonderer Vorrichtungen zu entfernen, wodurch der automatische Betrieb eines solchen Filters sehr erschwert, wenn nicht gar unmöglich gemacht ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Filtriervorgang bei einem gattungsgemässen Auspressfilter weitgehend zu automatisieren, wobei insbesondere im geschlossenen Zustand des Filters eine gleichmässige Ansammlung des Filterkuchens auf der gesamten Umfangsfläche des Filterelements erreicht werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im geschlossenen Zustand des Auspressfilters der Aussenmantel, die Membran und das Filterelement als Einheit um ihre gemeinsame Achse schwenk- oder drehbar sind.

Um auch im geöffneten Zustand des Auspressfilters eine automatische Abtrennung des Filterkuchens vom Filterelement zu bewirken, ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ferner vorgesehen, dass im geöffneten Zustand des Auspressfilters bei feststehendem Aussenmantel das Filterelement unter Verschränkung der Membran schwenk- oder drehbar ist.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Auspressfilter mit umstülpbarer Membran in geschlossenem Zustand;

Fig. 2 das Filter aus Fig. 1 in geöffnetem Zustand;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3—3 in Fig. 1 bei geöffnetem Filter und

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4—4 in Fig. 1.

Das auf der Zeichnung dargestellte Auspressfilter um-fasst einen kesseiförmigen Aussenmantel 1 mit kreisrundem Querschnitt, der an seiner einen Seite (in Fig. 1 und 2 links) offen ist und dort einen aus zwei Teilen 2,3 bestehenden Umfangsflansch trägt. Der Teil 2 ist fest mit dem Aussenmantel 1 verbunden, der Teil 3 ist lösbar, z.B. durch Schraubbolzen, am Teil 2 befestigt. Der Aussenmantel 1 weist einen in seinen Innenraum führenden Saug- und Druckstutzen 4 auf. Von der Oberseite des Aussenmantels 1 stehen radial zwei Laschen 5, 6 ab, die rechtwinklig zu ihnen gerichtete Verbindungsstifte 7 tragen. Mit diesen Stiften 7 ist der Aussenmantel 1 von einer Seite her (in Fig. 3 von links) lösbar in entsprechende Öffnungen 8 an vertikal verlaufenden Tragarmen 9 eingehängt. Die Tragarme 9 sind starr mit quer verlaufenden Streben 11 (Fig. 3) verbunden, die ihrerseits mit ihren Enden an Laufbuchsen 12,13 befestigt sind. Die Laufbuchsen 12,13 sind auf geraden Führungsstangen 14,15 verschieblich. Somit ist auch der gesamte Aussenmantel 1 auf den Führungsstangen 14,15 linear verschieblich. Die Führungsstangen 14,15 sind in einem ortsfesten, nur teilweise dargestellten Maschinengestell 16 fest angeordnet.

Im Maschinengestell 16 ist in einer Nut 20 drehbar ein Deckel 17 zum lösbaren Verschliessen der offenen Stirnseite des Aussenmantels gelagert. Die Verdrehung oder Ver-schwenkung des Deckels 17 erfolgt in Richtung des Doppel-

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pfeils P. Die Anordnung kann so getroffen sein, dass der Deckel 17 frei tragend an einer drehbaren Welle 18 befestigt ist. Die Abdichtung zwischen dem sich drehenden Deckel 17 und dem Maschinengestell 16 erfolgt über einen axial vom Deckel vorstehenden Flansch 19, der in eine entsprechende Nut 20 des Maschinengestells 16 eingreift. Das Verdrehen oder Verschwenken des Deckels 17 erfolgt unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Getriebes über einen Elektromotor.

Von der dem Aussenmantel 1 zugewandten Innenseite des Deckels 17 steht ein starres Rohr 21 ab. Dieses trägt an seinem freien Ende einen Stirnflansch, der ähnlich wie der Flansch an der Öffnung des Aussenmantels 1 aus zwei Teilen 22,23 besteht. Der Teil 22 ist fest mit dem Rohr 21 verbunden, der Teil 23 kann, z.B. über Schraubbolzen am Teil 22 befestigt werden. Zwischen der Innenseite des Deckels 17 und dem Flanschteil 22 erstreckt sich ein rohrförmiges Filterelement 24, beispielsweise in Gestalt eines mit einem Filtertuch belegten Siebzylinders. Das Filterelement 24 liegt dabei abgedichtet an der Innenseite des Deckels 17 bzw. am Flanschteil 22 an.

Zwischen die Flanschteile 2, 3 des Aussenmantels und die Flanschteile 22,23 des mit dem Deckel 17 verbundenen Rohres 21 ist jeweils der eine Rand einer elastischen, flexiblen, schlauchförmigen Membran 25 fest eingespannt. Diese Membran erstreckt sich im geschlossenen Zustand des Auspressfilters (Fig. 1) koaxial zwischen Innenseite des Aussenmantels 1 und Aussenseite des Filterelements 24. Im geöffneten Zustand des Auspressfilters (Fig. 2) hat sich die Membran 25 gegenüber Fig. 1 umgestülpt, so dass ihre Innenseite nunmehr zur Aussenseite geworden ist. In diesem Zustand erstreckt sich die Membran 25 zwischen dem Rohr 21 und dem Aussenmantel 1 (Fig. 2).

Von der (in Fig. 1 und 2 rechts gelegenen) Stirnseite des Aussenmantels 1 steht koaxial nach einwärts ein starrer Verschlussarm 26 ab. Dieser Arm trägt an seinem freien, konisch ausgebildeten Ende im gegenseitigen Abstand zwei Zahnkränze 27,28 mit radial gerichteten Zähnen. Im Innern des Rohres 21 sind drehbar zwei miteinander verbundene Innenzahnkränze 29, 31 gelagert. Der Abstand der beiden Innenzahnkränze 29, 31 entspricht der axialen Dicke des am Arm 26 fest angeordneten Zahnkranzes 27. Es sind (der Einfachheit halber nicht dargestellte) Mittel vorgesehen, um die beiden starr miteinander verbundenen Innenzahnkränze 29, 31 relativ zum Rohr 21 zu verdrehen, beispielsweise in Gestalt eines durch den Deckel 17 und die Welle 18 herausgeführten, drehbaren Rohres, welches das freie Ende des Armes 26 umschliesst und mit den beiden Zahnkränzen 29, 31 formschlüssig verbunden ist, oder auch in Gestalt eines im Inneren des Rohres 21 fest angeordneten, ferngesteuerten Stellmotors.

Die feste Verbindung zwischen dem Aussenmantel 1 und dem Deckel 17 erfolgt ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Position in folgender Weise: Der Aussenmantel 1 wird mit Hilfe der Laufbuchsen 12,13 nach links verschoben. Die beiden Innenzahnkränze 29, 31 nehmen eine solche Position ein, dass die Lücken zwischen ihren Zähnen mit den Zähnen der am Arm 26 angeordneten Zahnkränze 27,28 ausgefluchtet sind. Somit kann das freie Ende des Armes 26 so weit durch die Innenzahnkränze 29, 31 hindurchgeschoben werden, dass sich der Innenzahnkranz 31 zwischen den Aussenzahnkränzen 27, 28 befindet. Werden nunmehr die beiden starr miteinander verbundenen Innenzahnkränze 29, 31 relativ zu dem drehfest gehaltenen Aussenmantel 1 verdreht, und zwar um ein Winkelmass, das etwa einer Zahnbreite entspricht. So entsteht eine feste, in axialer Richtung wirkende Verriegelung zwischen dem Aussenmantel 1 und dem Deckel 17 nach Art eines Bajonettverschlusses. Die Verriegelung ist dabei derart, dass eine drehfeste Verbindung zwischen dem Aussenmantel 1 und dem Deckel 17 hergestellt ist. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, sind am Deckel Dichtringe 32, 33 vorgesehen, die mit dem Flanschteil 3 am Aussenmantel 1 zusammenwirken, so dass die stirnseitige Öffnung des Aussenmantels 1 durch den Deckel 17 flüssigkeitsdicht verschlossen werden kann.

Am Deckel 17 ist ein ihn durchdringender, mit einem Schlauch verbindbarer Zulaufstutzen 34 für zu filtrierende Suspension vorgesehen. Ein den Deckel 17 ebenfalls durchdringender Ablaufstutzen 35, der ebenfalls mit einem Schlauch verbunden werden kann, dient der Abführung des Filtrats.

In der geschlossenen Position des Auspressfilters gemäss Fig. 1 wird über eine nicht dargestellte Leitung zunächst ein Unterdruck an den Stutzen 4 des Aussenmantels 1 angelegt. Somit hebt sich die normalerweise dicht am Filterelement 24 anliegende Membran 25 radial nach aussen ab. Dieser Zustand ist in Fig. 1 dargestellt. Nunmehr wird über den Zulaufstutzen 34 zu filtrierende Suspension in den Raum zwischen Filterelement 24 und Membran 25 eingebracht. Hierauf wird der Deckel 17 und der drehfest mit ihm verbundene Aussenmantel 1 in Richtung des Doppelpfeiles P (vergleiche auch Fig. 3) über einen Winkel von 180° hin- und herver-schwenkt. Hierdurch setzt sich die feste Substanz in der Suspension in Form eines Filterkuchens gleichmässig über den gesamten Umfang des Filterelements auf diesem ab. Da der Aussenmantel 1 in diesem Betriebszustand fest mit dem Deckel verbunden ist, löst sich bei jedem Schwenkvorgang — vergleiche Fig. 3 — der Verschlussstift 7 vom Arm 9 ab bzw. verbindet sich wieder mit diesem. Während des Schwenkens wird dabei der Aussenmantel 1 ausschliesslich vom Deckel 17 getragen, wobei der Arm 26 in der Nähe seines von Zahnkränzen 27,28 abgekehrten Endes zusätzlich von den beiden Flanschteilen 22,23 abgestützt ist. Diese Flansche 22,23 sind an ihren Innenseiten selbstverständlich ebenfalls gezahnt, um die Zahnkränze 27,28 passieren zu lassen. Das vom Filterkuchen abgetrennte Filtrat fliesst aus dem Raum zwischen Innenseite des Filterelements 24 und Aussenseite des Rohres 21 über den Ablaufstutzen 35 ab.

Nach Abschluss des Filtriervorganges, wenn also der flüssige Bestandteil der Suspension als Filtrat vollständig über den Ablaufstutzen 35 abgeflossen und die Aussenseite des Filterelements mit festem Filterkuchen gleichmässig bedeckt ist, wird die Anordnung zunächst in die in Fig. 3 dargestellte Position gebracht, in welcher der Verbindungsstift 7 wieder in den Arm 9 eingreift, also eine tragfähige Verbindung zwischen den Laufbuchsen 12,13 und dem Aussenmantel 1 hergestellt ist. In dieser Stellung werden die Drehkränze 29, 31 ferngesteuert so verstellt, dass ihre Zahnlücken wieder mit Zähnen der Aussenzahnkränze 27,28 ausgerichtet sind. Nunmehr kann durch Verschieben der Buchsen 12, 13 auf den Führungsstangen 14,15 der Aussenmantel 1 vom Deckel 17 abgeschoben und das Auspressfilter in den geöffneten Zustand gemäss Fig. 2 überführt werden. In diesem Zustand liegt die bis dahin innenliegende Seite der Membran 25 aussen. Die den Filterkuchen tragende Aussenseite des Filterelements 24 ist frei zugänglich. In diesem Zustand wird nun bei fest und unverdrehbar an den Buchsen 12,13 hängendem Aussenmantel 1 der Deckel 17 wiederum hin- und herverschwenkt, und zwar auf einem Winkelweg, der dem in Fig. 4 eingezeichneten Doppelpfeil R entspricht. Hierdurch gelangt die zunächst obenliegende Seite des Filterelements 24 periodisch nach unten, so dass der Filterkuchen unter Schwerkraftwirkung selbsttätig abfällt und das Filterelement wieder frei wird. Zur Unterstützung des Filterkuchenab-wurfs kann über den Ablaufstutzen 35 periodisch Druckluft

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oder ein anderes unter Druck stehendes Gas zugeführt werden.

Während, wie Fig. 3 zeigt, die Schwenkbewegung im geschlossenen Zustand des Filters zwischen der «Null-Uhrstel-lung» und der «Sechs-Uhrstellung» erfolgt, vollzieht sich die Schwenkbewegung im geöffneten Zustand gemäss Fig. 4 zwischen der «Drei- und Neun-Uhrstellung». Die Relativverdrehung zwischen dem drehfest gehaltenen Aussenmantel 1 und dem verschwenkten Filterelement 24 wird dabei von der flexiblen Membran, die aus einem elastomeren Werkstoff besteht, aufgenommen, wobei sich die Membran nach der einen und anderen Richtung hin um jeweils 90° verschränkt. Es wurde gefunden, dass diese Beanspruchung von der Membran 25 ohne Beschädigimg aufgenommen werden kann.

Nunmehr kann die Anordnung wieder in die geschlossene Stellung gemäss Fig. 1 überführt werden, worauf über den Ablaufstutzen 35 eine Waschflüssigkeit zur Rückspü-lung des Filterelements 24 eingebracht werden kann. Der Wasch- und Rückspülvorgang vollzieht sich ebenfalls wieder unter gleichzeitigem Verschwenken des Aussenmantels 1 und des Deckels 17.

Bei der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Deckel 17 relativ zum Aussenmantel 1 axial unverschieblich angenommen. Bei einer anderen Ausführungsform könnte entsprechend auch der Aussenmantel 1 unverschieblich und der Deckel 17 mit dem Filterelement 24 in entsprechender Weise axial beweglich sein. An der grundsätzlichen Wirkungsweise des Auspressfilters würde sich hierdurch nichts ändern.

Die gemeinsame Achse A von Aussenmantel 1, Deckel 17, Rohr 21, Filterelement 24, Membran 25 und Arm 26, welche im übrigen auch die Drehachse des Auspressfilters ist, verläuft in der Praxis nicht streng horizontal, sondern (in

Fig. 1 und 2 nach links hin) leicht geneigt, so dass das Filtrat restlos durch den Ablaufstutzen 35 ausströmen kann.

Anstatt das Auspressfilter in seiner geschlossenen Stellung gemäss Fig. 1 entlang des Doppelpfeils P um etwa 180° hin- und herzuschwenken, kann auch eine Verschwenkung über einen grösseren Winkel und in bestimmten Fällen auch eine Rotation über mehr als 360° vorgesehen werden. In all diesen Fällen ergibt sich immer ein gleichmässiger Kuchenaufbau auf dem Filterelement 24. Da die flexible Membran 25 nur in begrenztem Masse verschwenkt werden kann, erfolgt die Schwenkbewegung bei geöffnetem Auspressfilter am besten nur über 180° im Sinne des Doppelpfeils R (Fig. 4).

Das gesamte Auspressfilter, so wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, kann in der Praxis insgesamt von einem Gehäuse hermetisch umschlossen sein, da ein Zugriff zu den Teilen des Auspressfilters weder in der Position gemäss Fig. 1 noch in der Position gemäss Fig. 2 erforderlich ist und sämtliche Vorgänge selbsttätig ablaufen.

Der beschriebene, durch das Rohr 21, den Arm 26 und die Zahnkränze 27 bis 31 vermittelte Bajonettverschluss ist deshalb besonders vorteilhaft, weil die eigentliche Verschlussstelle durch das Rohr 21 und die Membran 25 vollständig abgedeckt ist und somit keine Verschmutzung durch Suspensionsbestandteile erfahrt. Das Rohr 21 wirkt somit gleichzeitig auch als Schutz- oder Abdeckrohr für den beschriebenen Bajonettverschluss zwischen Aussenmantel 1 und Deckel 17.

Nach Abschluss des eigentlichen Filtriervorgangs, der in der geschlossenen Position gemäss Fig. 1 durchgeführt wird, kann durch Einbringen eines Überdrucks über den Saug-und Druckstutzen 4 am Aussenmantel 1 die flexible Membran 25 ringsum auf den am Filterelement 24 abgesetzten Filterkuchen aufgedrückt werden, um so Restflüssigkeit weitgehend auszupressen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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1. Auspressfilter für Suspensionen mit einem kesseiförmigen Aussenmantel, mit einem den Aussenmantel an seiner offenen Stirnseite lösbar verschliessenden Deckel, mit einem vom Deckel koaxial zur Achse des Aussenmantels abstehenden, rohrförmigen Filterelement, mit einer koaxial zwischen dem Aussenmantel und dem Filterelement angeordneten, flexiblen, schlauchförmigen Membran, die an ihrem einen Rand mit der offenen Stirnseite des Aussenmantels und an ihrem anderen Rand mit der dem Deckel abgewandten, freien Stirnseite des Filterelements derart verbunden ist, dass sie sich bei koaxialer Abnahme des Deckels vom Aussenmantel umstülpt, mit einem Saug- und Druckstutzen am Aussenmantel, mit einem Zulaufstutzen für die Suspension und mit einem Ablaufstutzen für das Filtrat, wobei diese Stutzen am Deckel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im geschlossenen Zustand des Auspressfilters der Aussenmantel (1), die Membran (25) und das Filterelement (24) als Einheit um ihre gemeinsame Achse (A) schwenk-oder drehbar sind.

2. Auspressfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im geöffneten Zustand des Auspressfilters bei feststehendem Aussenmantel (1) das Filterelement (24) unter Verschränkung der Membran (25) schwenk- oder drehbar ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Auspressfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Aussenmantel (1) und Deckel (17) an einer Gleitführung (12,13,14,15) parallel zu ihrer gemeinsamen Achse relativ zueinander gleitverschieblich sind und zwischen Aussenmantel oder Deckel und Gleitführung eine lösbare Verbindung (5, 6,7, 8,9) vorgesehen ist.

4. Auspressfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (17) in einem ortsfesten Maschinengestell (16) schwenk- oder drehbar gelagert und der Aussenmantel (1) mit dem Deckel verbindbar ist.

5. Auspressfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung des Aussenmantels (1) mit dem Deckel (17) ein Bajonettverschluss (Zahnkränze 27,28; 29, 31) vorgesehen ist, der durch die Membran (25) und ein von der Innenseite des Deckels abstehendes Schutzrohr (21) abgedeckt ist, welches mit seinem freien Ende (22,23) gleichzeitig der Abstützung eines in das Innere des Aussenmantels (1) vorstehenden, Bajonettverschlussteile (Zahnkränze 27,28) tragenden Armes (26) dient.

6. Auspressfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Achse von Aussenmantel, Membran und Filterelement leicht schräg nach unten zum Deckel (17) hin geneigt ist.