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Title:
DEVICE FOR DETACHING FILTER CAKES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/030476
Kind Code:
A1
Abstract:
A device (1) for detaching filter cakes which adheres to a filter cloth (4) of a filter press has at least two deviating bodies (2, 3) over which the filter cloth (4) runs in an S-shape and which can be moved in an approximately vertical direction so that the S-shaped deviation brushes essentially completely over the adhering area of the filter cake. According to the invention, the filter cloth (4) performs a relative, sliding movement between the filter cake and the deviating bodies (2, 3) over a surface of a deviating body (3) and has a bend (8) in its course on a longitudinal edge (7) of the deviating body (3) to ensure that the filter cake can be detached completely even when it is not completely filtered out.

Inventors:
CLAESSEN WILHELM (DE)
GRAFEN KARL (DE)
WESP MANFRED (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/003576
Publication Date:
May 03, 2001
Filing Date:
October 11, 2000
Export Citation:
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Assignee:
OUTOKUMPU TECHNOLOGY GMBH (DE)
CLAESSEN WILHELM (DE)
GRAFEN KARL (DE)
WESP MANFRED (DE)
International Classes:
B01D25/12; B01D25/127; B01D25/32; (IPC1-7): B01D25/127; B01D25/172; B01D25/34; B01D25/38
Foreign References:
GB2114908A1983-09-01
US5804070A1998-09-08
EP0718020A11996-06-26
DE19745289C11998-12-17
Attorney, Agent or Firm:
Bauer, Dirk (Am Keilbusch 4 Aachen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Einrichtung (1) zur Ablösung von Filterkuchen, der an einem Filtertuch (4) einer Filter presse anhaftet, mit mindestens zwei Umlenkkörpem (2,3), um die das Filtertuch (4) S formig verläuft und die in ungefähr vertikaler Richtung bewegbar sind, so daß die S formige Umlenkung den Anhaftbereich des Filterkuchens im wesentlichen vollständig überstreicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtertuch (4) bei einer Relativbewegung zwischen diesem und den Umlenkkörpem (2,3) über eine Oberfläche mindestens eines Umlenkkörpers (3) gleitend verläuft und an einer Längskante (7) dieses Umlenkkörpers (3) einen Knick (8) in seinem Verlauf aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Ablösevorgang in Bewegungsrichtung des Filtertuchs zweite Umlenkkörper (3) mit einer den Knick (8) bewirkenden Längskante (7) versehen ist, die dem ersten Umlenkkörper (2) zugewandt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dal3 der Umlenkkörper (3) ein in seinem Endabschnitt im Querschnitt Cförmiges Schaberblech ist, das einen von seiner Längskante (7) ausgehenden Keilwinkel (9) im Bereich zwischen 45° und 90° aufweist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter tuch (4) im Bereich der Längskante (7) um einen Winkel (12) zwischen 2° und 20° ab gelenkt wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlin gungswinkel (13) des Filtertuchs (4) um das Schaberblech zwischen 60° und 120° be trägt.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Scha berblech in einem an die Längskante (7) anschließenden Bereich einen Dickenbereich zwischen 1 mm und 8 mm aufweist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Um lenkkörper (2,3) über beidseitig neben der zugeordneten Filterplatte angeordnete Kopp lungselemente (18) starr miteinander verbunden sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Stirnseite jeder zweiten Filterplatte (5) jeweils zwei Kopplungselemente (18) gelenkig miteinander ver bunden und gemeinsam mit der Hubeinrichtung in Eingriff bringbar sind.
Description:
Einrichtung zur Ablösung von Filterkuchen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ablösung von Filterkuchen, der an einem Filter- tuch einer Filterpresse anhaftet, mit mindestens zwei Umlenkkörpern, um die das Filtertuch S-förmig verläuft und die in ungefähr vertikale Richtung bewegbar sind, so daß die S-förmige Umlenkung den Anhaftbereich des Filterkuchens im wesentlichen vollständig überstreicht.

Eine derartige Einrichtung ist bereits bei der aus der EP 0 718 020 A1 bekannten Filterpresse zur Filtration von Suspensionen verwirklicht. Die Umlenkkörper sind hierbei als zwei hori- zontal ausgerichtete Walzen ausgebildet, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Filter- tuchs befinden und einen horizontalen sowie vertikalen Versatz ihrer Drehachsen aufweisen.

Beide Walzen sind über Kopplungselemente zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die mit seitlich vorstehenden Mitnehmerzapfen versehen ist, mit deren Hilfe sämtliche Walzenpaare gleichzeitig mit einer vertikal verfahrbaren Hubeinrichtung in Eingriff bringbar und damit auf-und abbewegbar sind.

Während die Walzenpaare sich im zusammengepreßten Zustand des Filterplattenpakets, d. h. während des eigentlichen Filtrationsvorgangs, unterhalb der Filterplatten befinden, erfolgt die Auf-und Abwärtsbewegung der Walzenpaare und damit die Ablösung des Filterkuchens nach Beendigung des Filtrationsvorgangs und der horizontalen Entfernung benachbarter Filterplat- ten auf den sogenannten Entleerungsabstand.

Eine Weiterentwicklung der aus der EP 0 718 020 AI bekannten Filterpresse ist in der DE 197 45 289 C1 beschrieben. Um das gleichzeitige Anheben und Absenken sämtlicher Wal- zenpaare zu vermeiden, ist die sich über die gesamte Länge der Filterpresse erstreckende Hubeinrichtung mit in Längsrichtung der Filterpresse verfahrbaren und lediglich mit einer kleinen Anzahl von Filterplatten in Eingriff bringbaren Mitnehmerwagen versehen. Es lassen sich somit jeweils lediglich die Walzenpaare der zuvor auf den Entleerungsabstand zueinan- der entfernten Filterplatten anheben. Das Prinzip der S-förmigen Umlenkung des Filtertuchs mit Hilfe zweier Walzen ist hierbei jedoch unverändert geblieben.

Bei Einsatz des bekannten Prinzips der Filterkuchenablösung kann es insbesondere bei nicht vollständig ausfiltriertem oder klebrigem Filterkuchen dazu kommen, daß Teile des Kuchens sich trotz der vergleichsweise starken Umlenkung im Bereich der Walzen nicht von dem Fil- tertuch ablösen, wodurch bei einem nachfolgenden Filtra-tionsvorgang der Aufbau eines ho- mogenen Filterkuchens beeinträchtigt werden kann. Des weiteren steigt durch die unter Um-

ständen unvollständige Ablösung des Filterkuchens der Verschmutzungsgrad der Filtertücher, was den häufigeren Einsatz einer speziellen Reinigungseinrichtung unter Verwendung einer unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit erforderlich macht.

Darüber hinaus werden die auf dem Filtertuch haftenden Kuchenreste beim Anheben und Ab- senken der Walzenpaare auf den Walzenmantel der innenliegenden Rolle aufgetragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Ablöseeinrichtung so weiterzuent- wickeln, daß ein Anhaften von Kuchenresten auf dem Filtertuch sowie auf den Umlenkkör- pern vermieden wird.

Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art, wird diese Aufgabe erfin- dungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filtertuch bei einer Relativbewegung zwischen diesem und den Umlenkkörpern über eine Oberfläche mindestens eines Umlenkkörpers gleitend ver- läuft und an einer Längskante dieses Umlenkkörpers einen Knick in seinem Verlauf aufweist.

Gemäß der Erfindung wird somit mindestens ein Umlenkkörper so ausgestaltet, daß es so- wohl die Funktion der Umlenkung des Filtertuchs als auch die Funktion eines über die Filter- tuchoberfläche streichenden Schabers erfüllt. Durch den Knick im Verlauf des Filtertuchs wird gewährleistet, daß das Filtertuch sicher an der die Schaberfunktion ausübenden Längs- kante des Umlenkkörpers anliegt. Das Gleiten des Filtertuchs über den nicht rotierenden er- findungsgemäßen Umlenkkörper stellt eine Relativbewegung zwischen der Schaberkante und dem Tuch sicher, die eine Grundvoraussetzung für die Erzielung des Schabereffekts darstellt.

Durch die erfindungsgemäße Schaffung eines kombinierten Schaber-und Umlenkelements zeichnet sich die Konstruktion durch geringe Herstellkosten aus, insbesondere im Vergleich zu einer Lösung, bei der zwischen den zwei Walzen eine Schabereinrichtung als Zusatzbauteil angeordnet ist. Außerdem ist der Raumbedarf für die Ablöseeinrichtung gemäß der Erfindung geringer als bei einer Konstruktion mit einer zusätzlichen Schabereinrichtung.

Vorteilhafterweise ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der beim Ablösevorgang in Bewegungsrichtung des Tuchs zweite Umlenkkörper mit einer den Knick bewirkenden Längskante versehen, die dem ersten Umlenkkörper zugewandt ist.

Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Abschabeeffekt unmittelbar nach einer Ablösung des Hauptteils des Filterkuchens an dem ersten Umlenkkörper erfolgt. Diese Restablösung

mit Hilfe des Schabers geschieht zu einem Zeitpunkt, bevor das Filtertuch mit seiner dem Filterkuchen zugewandten Seite mit den Umlenkflächen des zweiten Umlenkkörpers in Be- rührung kommt, so daß deren Verschmutzung minimiert wird.

Aus fertigungstechnischer Sicht besonders vorteilhaft ist es, wenn der Umlenkkörper ein in seinem Endabschnitt im Querschnitt C-förmiges Schaberblech ist, das einen von seiner Längskante ausgehenden Keilwinkel im Bereich zwischen 45° und 90° aufweist.

Die C-Form des Schaberblechs ermöglicht in Verbindung mit dem spitzen Keilwinkel des Klingenbereichs eine sichere Aufnahme und Umlenkung der abgeschabten Kuchenreste. Der spitze Keilwinkel stellt in diesem Zusammenhang eine hohe Wirksamkeit des Schabereffekts sicher.

Die Erfindung weiter ausgestaltend, ist vorgesehen, daß das Filtertuch im Bereich der Längs- kante um einen Winkel zwischen 2° und 20° abgelenkt wird. Hierdurch kann eine hinreichend zuverlässige Anlage des Filtertuchs an der Längskante und dennoch eine Schonung des Filter- tuchmaterials gewährleistet werden.

Des weiteren ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, wenn der Umschlingungswinkel des Filtertuchs um das Schaberblech zwischen 60° und 120° beträgt und das Schaberblech in ei- nem an die Längskante anschließenden Bereich eine Dicke im Bereich zwischen 1 mm und 8 mm aufweist.

Ferner ist gemäß der Erfindung noch vorgesehen, daß beide Umlenkkörper über Kopplungs- elemente starr miteinander verbunden sind und somit zwangssynchronisiert mit Hilfe einer Hubeinrichtung anhebbar und wieder absenkbar sind.

Die Ablöseeinrichtung ist nur auf der Filterplattenseite angeordnet, auf der der Filterkuchen am Filtertuch anhaften bleibt. Dies ist erfahrungsgemäß bei der Kammerfilterplatte der Fall.

Schließlich besteht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ein- richtung darin, daß auf jeder Stirnseite jeder zweiten Filterplatte jeweils zwei Kopplungsele- mente gelenkig miteinander verbunden und gemeinsam mit der Hubeinrichtung in Eingriff bringbar sind.

Auf diese Weise erfaßt die Hubeinrichtung über einen einzigen Mitnehmerzapfen auf jeder Seite der Filterplatte gleichzeitig zwei Kopplungselemente und bewirkt somit die Kuchenab- lösung eines gemeinsamen Filtertuchs auf beiden Seiten einer Kammerplatte. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, daß die Membranplatten mit Ablöseeinrichtungen versehen sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Ablöseeinrichtung, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigt : Fig. 1 einen Querschnitt durch die Einrichtung in einer Position unterhalb der zu- gehörigen Filterplatte, Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch in der oberen Umkehrposition und Fig. 3 eine Ausschnitt-Vergrößerung der Umlenkkörper auf einer Plattenseite.

Eine Ablöseeinrichtung 1 umfaßt zwei Umlenkkörper 2 und 3, von denen der Umlenkkörper 2 als Walze, die sich über die gesamte Breite des Filtertuchs 4 erstreckt, und der Umlenkkörper 3 als Schaberblech ausgebildet ist.

Das Filtertuch 4 verläuft S-förmig zwischen den beiden Umlenkkörpem 2 und 3. Oberhalb und unterhalb der Ablöseeinrichtung 1 verläuft das Filtertuch 4 ungefähr parallel zu der Ebe- ne einer Filterplatte 5, der die Ablöseeinrichtung 1 zugeordnet ist und bei der es sich um eine sogenannte Kammerplatte (ohne Preßmembran) handelt. Das Filterplattenpaket besteht aus abwechselnd hintereinander angeordneten Kammer-und Membranplatten, die zwischen sich jeweils eine Filterkammer einschließen.

Die Drehachse der Walze und das Schaberblech sind über später näher erläuterte stirnseitige Kopplungselemente 18 starr miteinander verbunden. Dies erlaubt eine zwangssynchronisierte Auf-und Abwärtsbewegung beider Umlenkkörper 2 und 3 beispielsweise mit Hilfe jeweils eines einzigen Mitnehmerzapfens auf jeder Stirnseite, die an den Kopplungselementen 18 -nach außen vorstehend-vorhanden sind.

Im Bereich der den oberen Umlenkkörper 2 bildenden Walze kommt es zu einer ersten unge- fähren 90°-Umlenkung des Filtertuchs 4 in Richtung auf die Filterplatte 5, wobei der Krüm- mungsradius 6 etwa 20 mm beträgt. Diese Umlenkung ist hinreichend scharf, um im Normal- fall eines in bezug auf die Ablösung"unkritischen"Filterkuchens dessen vollständiges Ablö-

sen vom Filtertuch 4 zu gewährleisten. Im Falle nicht vollständig ausfiltrierter bzw. klebriger Filterkuchen kann es dazu kommen, daß im Bereich des Umlenkkörpers 2 keine vollständige Ablösung auftritt, sondern daß Kuchenreste am Filtertuch 4 haftenbleiben.

Im Bereich der vorderen Längskante 7 des als Schaberblech ausgebildeten Umlenkkörpers 3 erfährt das Filtertuch 4 in seinem Verlauf einen Knick 8, durch den es stets sicher an der Längskante 7 anliegt. Diese wirkt in Verbindung mit einem von ihr ausgehenden Keilwinkel 9 wie eine Schaberklinge, die an dem Filtertuch 4 anhaftende Kuchenreste sicher entfernt.

Das Schaberblech besitzt in seinem dem Umlenkkörper 2 zugewandten Endabschnitt im Querschnitt eine C-Form, die es in Verbindung mit seiner vergleichsweise geringen Dicke 10 im Bereich von etwa 4 mm gestattet, daß der abgelöste Filterkuchen in das Innere des C ein- dringt und von dort über einen Flächenabschnitt 11 wieder abgeleitet wird. Das Filtertuch 4 wird an der Längskante 7 des Schaberblechs um einen Winkel 12 von ca. 15° scharfkantig umgelenkt und umschlingt das Schaberblech mit einem Umschlingungswinkel 13 von ca. 90°.

Mit der nicht näher dargestellten Hubeinrichtung vertikal verfahrbar ist des weiteren eine Reinigungseinrichtung 14, die mit Spritzdüsen 15 ausgestattet ist, mit denen das Tuch bzw. die Innenseite des C-förmigen Schaberblechs von anhaftenden Filterresten gereinigt werden kann.

Während die Ablöseeinrichtung 1 im eigentlichen Filterbetrieb der Filterpresse unterhalb der zugeordneten Filterplatte 5, und zwar im wesentlichen innerhalb deren vertikaler Projektion, angeordnet ist (Fig. 1), erfolgt nach Entfernung benachbarter Filterplatten 5 auf den Entlee- rungsabstand eine Auf-und Abwärtsbewegung der miteinander gekoppelten Umlenkelemente 2 und 3, um eine Ablösung des Filterkuchens und/oder eine Reinigung mittels der Reini- gungseinrichtung 14 durchzuführen.

Von der in Fig. 1 dargestellten unteren Totpunktlage bewegt sich die Einrichtung 1 infolge der Aufwärtsbewegung der Hubeinrichtung schräg nach oben, wobei sich ein Krümmungsbe- reich 16 des Schaberblechs auf einer Anlaufschräge 17 unterhalb der eigentlichen Filterplatte 5 abstützt. Im Verlauf der Aufwärtsbewegung schwenkt der als Schaberblech ausgeformte Umlenkkörper 3 zusammen mit dem nach Art eines Schwinghebels ausgebildeten Kopp- lungselement 18 nach außen, so daß sich der Krümmungsbereich 16 auf der Plattenoberfläche abstützt. Zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Filterplatte 5 angeordnete Kopplungsele- mente 18 sind über eine in der Symmetrieachse der Filterplatte 5 gelegene Drehachse 19 ge-

lenkig miteinander verbunden. Eine derartige Einheit aus zwei Kopplungselementen 18 ist mit Hilfe beispielsweise eines einzigen Mitnehmerzapfens, der mit der Hubeinrichtung kop- pelbar ist, anhebbar. Aufgrund der rampenförmig auf Null abnehmenden Dicke der Filterplat- te 5 im Bereich der Anlaufschräge 17 liegen beide Abschnitte des mit Hilfe eines Gewichts 20 nach unten gespannten und auf die andere Filterplattenseite umgelenkten Filtertuchs 4 unmit- telbar zwischen den beiden Schaberblechen gegenüberliegender Seiten der Filterplatte 5. Die maximale Aufweitung des von beiden Kopplungselementen 18 gebildeten, auf dem Kopf ste- henden V tritt ein, sobald das Schaberblech die Anlaufschräge 17 verlassen hat.

In Fig. 2 hat die Einrichtung 1 ihre obere Umkehrstellung erreicht, in der im wesentlichen der gesamte Filterspiegel der Filterplatte 5 von den Umlenkkörpem 2 und 3 überstrichen wurde.

Das Filtertuch 4 ist an der oberen Stirnseite 21 der Filterplatte 5 befestigt.