Filter-Separator zum Auftrennen einer Trübe

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter-Separator zum Auftrennen einer Trübe, die aus einem Feststoffantei le ent¬ haltenden Flüssigkeitsgemisch besteht, in ihre Bestand- tei le.

In der Technik besteht sehr häufig die Aufgabe, Flüssig¬ keiten, die Feststoffantei le und Fluide unterschiedlicher molekularer Struktur enthalten, in ihre Bestandteile auf¬ zuteilen, insbesondere die Feststoffantei le daraus abzu¬ sondern und die Flüssigkeitsanteile voneinander zu trennen. Flüssigkeiten dieser Art fallen beispielsweise aus Abwässern, Klärschlämmen, Mais_chen _t pharmazeutischen Flüssigkeiten, in der Fruchtsaftindustrie und allgemein in der Nahrungsmittel¬ industrie an, sowie als Abwässer in Waschanlagen. Solche Flüssigkeiten enthalten Feststoffe unterschiedlicher Form und Art, künstliche und vegetabilische Fasern und dgl., Ruß, Schmierstoffreste, Toxide, Öle, gelöste Schwermetall¬ strukturen, sowie die bei Waschvorgängen verwendeten Wasch¬ mittel, Tenside usw.. Solche ggf. verschmutzten Flüssig¬ keiten können weder in das Abwasser eingeleitet werden, noch in die Folgeprodukte, sondern erfordern eine Aufbe¬ reitung oder Abtrennung. Dabei besteht oft auch der Wunsch, die anfallenden Fest- und Fluidstoffe für die Wiederver¬ wendung oder Weiterverarbeitung auszuscheiden und die Fest¬ stoffantei Le zur platzsparenden Ablagerung und Entsorgung oder den Produktionserfordernissen entsprechend einzudicken. Dies sollte nach Möglichkeit kontaminationsfrei erfolgen, um ggf. Umweltbelastungen zu Verhindern. Vorrichtungen, die diese Aufgaben erfüllen können und die sich platzsparend unterbringen ^' lassen , beispielsweise in existierenden Ab¬ wasser- oder Kläranlagen, Autowaschanlagen und verschiedenen

Industrieanlagen, und die hohe Produktdurchsatzleistuπgen aufweisen, sind bisher nicht bekanntgeworden. Vielmehr war bislang für die Aufbereitung solcher Flüssigkeiten ein umfangreicher, voluminöser apparativer Aufwand mit ver¬ gleichsweise großen Filterflächen erforderlich, und es mußte mit hohem Pumpdruck der Widerstand von Sedimenten überwunden werden, um ausreichend Klärfiltrate abzutrennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter- Separator der vorgenannten Art anzugeben, der kompakt auf¬ gebaut ist und der in der Lage Ist, aus der Trübenflüssig¬ keit die Feststoffantei le abzutrennen und die flüssigen Bestandteile voneinander zu trennen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Er¬ findung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ermöglicht es, anfallende, Feststoffanteile enthaltende Flüssigkeiten, die selbst aus Fluiden unter¬ schiedler molekularer Struktur zusammengesetzt sind, im Durchlaufbetrieb oder im Chargenbetrieb in ihre Bestand¬ teile aufzutrennen, und sie erreicht dies mit einer Kon¬ struktion, die kompakt aufgebaut und einfach zu warten ist, energiesparend arbeitet und sehr leicht an den jeweiligen Verwendungszweck durch geeignete Größenwahl und geeignete Auswahl der Filtermittel angepaßt werden kann. In dem er¬ findungsgemäßen Filter-Separator erfolgt die Auftrennung der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten in ihre Bestand¬ teile in zwei unterschiedlichen Abschnitten, wobei im ersten Abschnitt die Flüssigkeit hinsichtlich ihrer Fest¬ stoffanteile durch Filtration eingedickt wird, wobei zu¬ gleich auch bei passender Wahl der Filtermittel einer der Flüssigbestandteile zurückgehalten werden ^' kann, und im zwei

ten Abschnitt die im ersten Abschnitt ausgefilterte Flüssig¬ keit in ihre fluiden Bestandteile bzw. die verbliebenen fluiden Bestandteile unterschiedlicher molekularer Struktur aufgetrennt wird.

Die Erfindung sieht vor, daß an den einzelnen Filterflächen des Separators durch Drehzahlregulierung unterschiedlich schnelle Querströmungen erzeugt werden, d.h. Strömungen, die im wesentlichen tangential zur Fläche des betreffenden Filtermediums gerichtet sind und die ein vorzeitiges Zu¬ setzen des Filtermediums mit Fi Itratrückständen vermeiden, sodaß höhere Klärfi ltratdurchsätze, Vervielfachungen der Produktleistung in vergleichsweise kleinen, aber dynamischen Maschinengrößen erfolgen.

Bisher wurden Querströme vergleichsweise mit scheibenförmi¬ gen Rotoren erzielt, wobei die Querstromeffizienz entspre¬ chend der zur Rotormitte abnehmenden Umfangsgeschwindigkeit unterschiedlich schnelle Strömungen über den Filterflächen aufwiesen, während im erfindungsgemäßen Separator in jeder Ringkammer der Filterpresse eine völlig gleichmäßige Strö¬ mungsgeschwindigkeit der Fluide über die gesamte Filter¬ fläche hinweg erzeugt werden kann, welche auch vergleich¬ mäßigte Klärfi ltratströme durch die Filterflächen mit ver¬ gleichsweise gesteigerten Durchsatzraten ermöglicht. Hier¬ durch ist neben den erfindungsgemäßen neuen technologischen Vorteilen hinsichtlich universel lber Trennbarkeit auch ein wesentlicher, wirtschaftlicher Leistungseffekt erzielbar.

Andere, als die vorgenannten Anwendungsfälle, finden sich beispielsweise in der Chemie-, der Pharma-, der Getränke- und der Nahrungsmittelindustrie, bei der Lösungsmittel¬ filtration sowie in der adlgemeinen Abwasseraufbereitung oder der Klärschlammentso ^' rgung.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher er¬ läutert. Es zeigt:

Flg. 1 einen Axialschnitt durch einen Filter-Separator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bestehend aus einer Filterpresse im oberen Abschnitt und einer Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung im unteren Abschnitt, die im dargestellten Beispiel mit der Filterpresse zu einer baulichen Einheit ver¬ bunden ist;

Fig. 2 einen Radialschnitt durch den Filter-Separator nach Fig. 1 längs der Linie II-II von Fig. 1 ;

Fig. 3 im Axialschnitt eine zweite Ausführungsform einer Filterpresse zur Verwendung in einem Filter-Sepa¬ rator;

Fig. 4 einen Radialschnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 3

F ^' ig. 5 eine Ausführungsform einer Filterpresse mit zuein¬ ander gegensinnig umlaufenden Filterelementen;

Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungs¬ form einer Filterpresse, die als Zwillingsausführung mit zwei Rotoren ausgebildet ist;

Fig. 7 eine schematische Axialschnittdarstellung der Filter¬ presse nach Fig. 6, die zeigt, wie diese Filter¬ presse für Wartungszwecke geöffnet werden kann;

Fig. 8 eine Einzelheit aus Fig. 6 im Axialschnitt in ver-

größertem Maßstab, den Aufbau und die Anordnung von Filterelementen zeigend, und zwar mit zwei verschie¬ denen Ausführungsarten von Filterelementen, die als feststehende Filterelemente links und rechts von einem beweglichen Filterelement dargestellt sind;

Fig. 9 eine Einzelheit aus der Filterpresse nach Fig. 6 in radialer Sicht längs der Linie IX - IX von Fig. 8, und

Fig. 10 als Ausschnittsdarstellung in vergrößertem Maßstab einen Radialschnitt längs der Linie X- X von Fig. 8.

Der Separator nach Fig. 1 besteht aus einer insgesamt mit 1 bezeichneten Filterpresse und einer direkt mit dieser ver¬ bundenen, darunter angeordneten Fein- und Ultrafiltrations¬ vorrichtung, die insgesamt mit 2 bezeichnet ist. Im darge¬ stellten Beispiel sind die Filterpresse 1 und die Filtra¬ tionsvorrichtung 2 an einer gemeinsamen Stirnwand 3 mitein¬ ander verbunden, doch ist dies nicht zwingend, sie können auch getrennt voneinander ausgeführt sein, da die von der Filterpresse abgegebenen Produkte fluid sind und daher leicht durch Leitungen gefördert werden können, die die Filterpresse 1 mit einer getrennt davon aufgestellten Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 verbinden. Vorteilhaft ist, wenn die Filterpresse 1 und die Filtrationsvorrichtung 2 mit vertikaler Achse angeordnet sind, da sich in diesem Falle der Abzug der von ihnen abgegebenen Produkte einfacher vollziehen läßt.

Die- Fi Iterpresse 1 umfaßt einen zylindrischen Druckbehälter, der aus einem mit der Stirnwand 3 verbundenen Behälter¬ unterteil 4 und einem daran angeflanschten Oberteil 5 be¬ steht, der mit einer oberen Stirnwand 6 integral ausgebildet

ist. In dem Druckbehälter 4 sind konzentrisch zur Behälter¬ achse 0 mehrere, im vorliegenden Falle drei zyl indermantel- förmige Filterelemente 7 unterschiedlicher Durchmesser ange¬ ordnet, von denen die beiden inneren Filterelemente auf der ersterwähnten Stirnwand 3 abgestützt sind, während das äußere Filterelement an der Innenwand des Behälteroberteils 5 befestigt und zugleich von diesem nach außen begrenzt ist.

In dem Druckbehälter 4,5 befindet sich ein Rotor, der ins¬ gesamt mit 8 bezeichnet ist und aus einer in der Behälter¬ achse 0 verlaufenden Rotorwelle 9, einer sich oberhalb der Filter¬ elemente 7 radial davon erstreckenden Querträgeranordnung 10 und daran befestigten Rotorelementen 11 besteht, die sich von der Querträgeranordnung 10 axial, d.h. parallel zu den Filterelementen 7 erstrecken und deren Filtermedien benachbart sind, die in Fig. 1 mit 12 bezeichnet sind.

Man erkennt, daß die beiden inneren Filterelemente 7 jeweils zwei Filtermedien 12 tragen, während das äußere Filterele¬ ment 7, das an dem Behälteroberteil 5 ausgebildet ist, nur ein Filtermedium 12 aufweist. Die beiden inneren Filter¬ elemente- 7 sind durch Abstandsrohre 13, die sich von ihren unteren Enden erstrecken, an der erstgenannten Stirnwand 3 mit Abstand abgestützt. Das äußere Filterelement, das am Behälteroberteil 5 ausgebildet ist, reicht nur bis zu dem Verbindungsflansch 14 des Gehäuseoberteils. Unterhalb der Filterelemeπte 7 befindet sich ein Rührer 15, der an der Rotorwelle 9 fest angebracht ist. Sein Durchmesser ist kleiner als der Innendurchmesser des Filterelements 7 klein¬ sten Durchmessers.

Die Rotorwelle 9 ist durch die obere Behälterstirnwand 6 mittels einer Gleitringdichtung 15 durchgeführt und von

einem hier nicht dargestellten Elektromotor angetrieben, der an einer Rührlaterne befestigt ist, von der in Fig. 1 nur die an der oberen Gehäusestirnwand angeflanschten Füße 17 zu erkennen sind.

Der Druckbehälter 4,5 ist in seinem Oberteil 5 mit einem Einlaß 18 für die zu filternde Trübe versehen. Das Behälter¬ unterteil 4 ist im unteren Bereich mit einem Auslaß 19 für die eingedickte, d.h. mit Feststoffteilen angereicherte Trübe versehen, wobei ein Schieberventil 20 im Auslaß 19 angeordnet ist.

An jedem Filterelement 7 wird von dem Filtermedium bzw. den Filtermedien 12 eine Fi ltratkammer 21 abgeschlossen, die mit einem der Abstandsrohre 13 bzw., bei dem äußersten Filterelement mit Auslaßrohren 22 verbunden sind. Letztge¬ nannte Auslaßrohre 22 verlaufen an der Wand des Gehäuse¬ unterteils 4 und sind durch den Verbindungsflansch 14 hin¬ durch mit der zugehörigen Filtratkammer 21 des äußersten Filterelements 7 verbunden.

Im dargestellten Beispiel sind die dem Fi Itratauslaß dienen¬ den Rohre 13 und 22 durch die Stirnwand 3 direkt mit der Einlaßkammer einer darunterliegenden ersten Sektion der Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 verbunden, doch können diese Rohre auch mit wenigstens einer nach außen führenden Leitung verbunden sein, wenn beispielsweise die vorgenannte erste Sektion der Fein- und Ultrafiltrations¬ vorrichtung 2 wenigstens teilweise umgangen werden soll.

Die Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 weist im darge¬ stellten Beispiel vier Sektionen 2a, 2b, 2c und 2d auf, die untereinander angeordnet sind und von denen die _. drei oberen Sektionen 2a bis 2c im Durchmesser progressiv abnehmen. Die

Fein- und UTtrafiltrationsvorrichtung 2 hat daher ein Ge¬ häuse 23, das im oberen Abschnitt und im unteren Abschnitt zylindrisch und im dazwischenliegenden Abschnitt konisch ist.

Jede Sektion 2a bis 2d der Fein- und Ultrafiltrationsvor¬ richtung 2 enthält eine Einlaßkammer 24 und eine darunter¬ liegende Filtratkammer 25, wobei jede Einlaßkammer 24 von der Filtratkammer 25 durch ein im wesentlichen kreisschei- beπförmiges Fein- oder Ultrafiltermedium 26 getrennt ist. Diese Filtermedien 26 sind auf plattenförmigen Filterele- meπten 27 aufgespannt, die mit ihren Unterseiten zugleich die Trennwände zwischen den einzelnen Sektionen 2a bis 2d der Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 bilden können. Diese plattenförmigen Filterelemente 27 können einteilig sein, sind jedoch aus später noch zu beschreibenden Gründen vorzugsweise mehrteilig, insbesondere zweiteilig, um ein¬ facher aus der Fi.ltra ionsvorrichtung für den Austausch der Filtermedien entnommen werden zu können.

Aus den Filtratkammern 25 der Fein- und Ultrafiltrations¬ vorrichtung 2 führen Auslässe 28 nach außen, die in Fig. 1 teilweise schematisch mit Pfeilen dargestellt sind.

Die Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 enthält einen insgesamt mit 29 bezeichneten Rotor, bestehend aus einer Rotorwelle 30, die mittels einer Gleitringdichtung 31 durch die untere Gehäusestirnwand 32 der Fein- und Ultrafiltra¬ tionsvorrichtung 2 geführt und von einem hier nicht darge¬ stellten Elektromotor antreibbar ist, der an einer Rühr¬ laterne befestigt ist, von der in Fig. 1 nur die an der unteren _Gehäusestirnwand 32 befestigten Füße 33 zu erkennen sind. Die Rotorwelle 30 ist mittels Gleitringdichtungen 34 durch die Filterelemente 25 geführt und trägt in jeder Ein-

laßka mer 24 ein Rotorelement 35, der aus vorzugsweise mehreren Armen besteht, die sich von der Rotorwelle 30 radial erstrecken und über den Fein- und Ultrafiltermedien 25 angeordnet sind.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Einlaßkammern 24 der einzelnen Sektionen 2a bis 2d der Filtrationsvorrichtung 2 mittels Leitungen 36 miteinander verbunden, in denen sich Schieber¬ ventile 37 befinden. Es ist somit möglich, sämtliche Einla߬ kammern parallel mit der zu filternden Flüssigkeit zu ver¬ sorgen, oder aber es ist möglich, die Versorgung einzelner Einlaßkammern so zu steuern, daß sie mit Flüssigkeit ver¬ sorgt wird, die durch eine Filtration bereits eine gewisse Aufkonzentration erfahren hat. Es ist auch denkbar, den Fil- tratauslaß einer Sektion mit der Einlaßkammer einer nach¬ folgenden Sektion zu verbinden, was jedoch in Fig. 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt einen Radialschnitt durch den Separator nach Fig. 1 längs der Linie II-II von Fig. 1. Man erkennt in ihr insbesondere die Querträgeranordnung 10, die im vorliegenden Falle zweiarmig ausgeführt ist. Sie ist oberhalb der Filter¬ elemente, von denen hier nur die Fi ltratkammern 21 und die Filtermedien dargestellt sind, an der Rotorwelle 9 befestigt Die Querträgeranordnung 10 trägt an jedem Arm insgesamt drei Rotorelemente 11 , von denen die äußeren jeweils zu einer Zwillingsanordnung zusammengefaßt sind, da sie zwei benachbarten Filtermedien zugeordnet sind. Eine weiter¬ gehende Beschreibung der Fig. 2 ist entbehrlich.

In Betrieb wird durch die Einlaßöffnung 18 Trübe in den Innenraum des Druckbehälter 4,5 gegeben. Diese Trübe kann unter einem hydraulischen Druck stehen, um den Filtervorgang zu beschleunigen. Die Trübe kann dem Druckbehälter 4,5

kontinuierlich zugeführt werden. Der Schieber 20 am Aus¬ laß 19 ist verschlossen. Während des Filtervorgangs läuft der Rotor 8 um, wobei die im dargestellten Beispiel leisten- förmigen Rotorelemente 11 zwischen den Filterelementen 7 um¬ laufen und eine intensive Querströmung in der Trübe hervor¬ rufen, die ein vorzeitiges Zusetzen der Filtermedien 12 mit Feststoffrückständen verhindert. Gleichzeitig rotiert der Rührpropeller 15 und erzeugt im unteren Bereich der Filter¬ presse 1 eine Strömung im Gehäuse. Mit Hilfe der Rotorele¬ mente 11 kann in der Trübe außerdem eine heftige Turbulenz hervorgerufen werden, wenn diese mit Durchbrüchen 38 ver¬ sehen sind, in denen ggf. auch Venturidüsen (nicht darge¬ stellt) angeordnet sein können, die die Turbulenzen in der Trübe noch verstärken.

Die Trübenzuführung wird solange aufrechterhalten, bis sich im Trübenraum des Druckbehälters 4,5 eine gewünschte Ein- dickung der Trübe mit Feststoffanteilen eingestellt hat. Das während des Filtervorgangs in den Fi Itratkammern 21 der Filterelemente 7 angesammelte Filtrat wird durch die Rohre 13 und 22 im vorliegenden Falle der Einlaßkammer 24 der obersten Sektion 2a der Fein- und. Ultrafiltrationsvorrich¬ tung 2 zugeführt. Wenn die Trübe in der Filterpresse 1 eine gewünschte Konzentration erreicht hat, wird das Schieber¬ ventil 20 im Auslaß 19 geöffnet und die eingedickte Trübe aus der Filterpresse 1 ausgelassen. Die eingedickte Trübe kann dann einer weiteren Verarbeitung, insbesondere in einer Filterpresse nach dem europäischen Patent 226 659, zugeführt werden.

Gleichzeitig mit dem Betrieb der Filterpresse 1 wird das von ihr abgegebene Filtrat, das vorzugsweise nur mehr flüs¬ sige Anteile enthält, in der Fein- und Ultrafiltrationsvor¬ richtung 2 aufbereitet. Das Filtrat aus der Filterpresse 1

wird im dargestellten Beispiel unmittelbar der obersten ^" Sektion 2a zugeführt, und in dieser werden Flüssigkeitsan¬ teile einer vorgegebenen Molekularstruktur aufgrund geeig¬ neter Wahl des in dieser Sektion 2a verwendeten Filter¬ mediums 26 aus dem Eingangsfi ltrat abfiltriert. In der Einlaßkammer 24 konzentrieren sich daher im Laufe der Zeit die Flüssigkeitsanteile anderer Molekularstrukturen. Diese können, wenn ein gewisser Konzentrationsgrad erreicht ist, durch Öffnen des entsprechenden Schieberventils 37 über die Verbindungsleitung 36 in die Einlaßkammer der darunter¬ liegenden Sektion 2b überführt werden.

In der zweiten Sektion 2b der Fein- und Ultrafiltrationsvor¬ richtung 2 kann dann eine der Behandlung in der Sektion 2a vergleichbare Filtrationsbehandlung der in ihre Einla߬ kammer 24 überführten Flüssigkeit erfolgen. Gleiches gilt für die Sektionen 2c und 2d. Wenn den Einlaßkammern 24 sämt¬ licher Sektionen 2a bis 2d aus der Filterpresse 1 stammen¬ des Filtrat in gleicher Qualität zugeführt werden soll, dann sind die Schieberventile 37 während des Filterbetriebs ständig offen.

Der Rotor 29 in der Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung ist während des Filterbetriebs ständig in Betrieb. Seine armförmigen Rotorelemente 35 erzeugen in den Einlaßkammern 24 Querströmungen, die ein vorzeitiges Zusetzen der Filter¬ mittel 26 verhindern. Dazu können die Arme der Rotorelemente in geeigneter Weise gestaltet sein, insbesondere können sie auch Durchbrüche und Venturidüsen enthalten, um in den Einlaßkammern Turbulenzen zu erzeugen.

Wenn der Separator gewartet werden soll, beispielsweise wenn die ^' Fi ltermedien überprüft und ggf. ausgewechselt werden sollen, dann kann dies bei der Filterpresse 1 dadurch

erfolgen, daß der Behälterflansch 14 am Oberteil 5 des Druckbehälters von seinem darunterliegenden Partner gelöst und das Behälteroberteil 5 mitsamt dem daran angeflanschten Rotor 8 mittels eines Krans vom Behälterunterteil 4 abge¬ hoben wird. Die inneren Filterelemente 7, die an der Stirn¬ wand 3 abgestützt sind, sind dann zur Inspektion und Wartung zugänglich. Es ist günstig, wenn die Filterelemente 7, wie später noch beschrieben, aus mehreren in Umfangsrichtung zu¬ sammengesetzten Segmenten bestehen, weil dies die Inspektion und den Austausch der Filtermedien erleichtert. Das Filter¬ element 7, das an dem Behälteroberteil 5 befestigt ist, läßt sich bei abgehobenem Behälteroberteil ebenfalls leicht inspizieren und auswechseln. Auch dieses sollte aus mehreren Segmenten bestehen, die in Umfangsrichtung aneinanderstoßen .

Zur Inspektion und Wartung der Fein- und Ultrafiltrations¬ vorrichtung 2 ist die obere Stirnwand 3 mitsamt den darauf befindlichen Filterelementen 7 und dem Druckbehälterunter¬ teil 4 vom Gehäuse 23 abzuflanschen . Die Einlaßkammer 24 und das in ihr befindliche Filtermedium 26 der obersten Sektion 2a der Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 sind dann sofort zugänglich. Für den Austausch des Filtermediums 26 wird vorzugsweise das gesamte Filterelement 25 aus der obersten Sektion 2a entnommen. Zu diesem Zweck sollte ent¬ weder die Rotorwelle 30 aus mehreren axial hintereinander angeordneten, aufeinandergesteckten Segmenten bestehen, damit das oberste Rotorelement 35 abgehoben werden kann, oder das Filterelement 25 ist mehrteilig auszuführen, damit seine Einzelteile ohne Demontage des Rotors aus der Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 entnommen werden können. Danach ist dann das Filterelement 25 der darunterliegenden Sektion 2b zugänglich usf..

Die Filtermittel sowohl bei der Filterpresse 1 als auch bei der

Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 sind an den ihnen zugeordneten Filterelementen jeweils vorzugsweise mittels elastischer O-Ringe in dafür in den Filterelementträgern ausgebildeten O-Ringen festgeklemmt, wie später noch be¬ schrieben wird.

Fig. 3 zeigt eine Filterpresse, die zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Separator geeignet ist. Diese Filterpresse besteht aus einem zylindrischen Behälter 40, aus einer zylindrischen Mantelwand 41, die doppelwandig ausgeführt sein kann, um beispielsweise ein Temperiermedium aufzuneh¬ men, wie an sich bekannt und daher nicht gezeigt, und einer oberen Stirnwand 42 sowie einer unteren Stirnwand 43. In dem Behälter 40 ist an der unteren Stirnwand 43 eine Tragstruktur 44 abgestützt, die hohle Streben aufweist, auf denen stationäre Filterelemente 7 zyl indermantelförmiger Gestalt und unterschiedlicher Durchmesser konzentrisch zur Behälterachse 0 befestigt sind. Im vorliegenden Beispiel sind drei solcher Filterelemente 7 dargestellt. Die von ihnen umschlossenen Fi Itratkammern 21 stehen mit dem Innen¬ raum der Streben der Tragstruktur 44 in Verbindung und können durch einen Durchbruch in der unteren Behälterstirn¬ wand 43, was in Fig. 3 rechts unten schematisch dargestellt ist, ihr Filtrat nach außen abgeben.

An der Tragstruktur 44 ist konzentrisch in der Mitte des Be¬ hälters 40 ein Stützrohr 45 befestigt, das der Führung einer Rotorwelle 9 eines Rotors 8 dient. Der Rotor 8 weist eine Querträgeranordnung 10 mit hohlen Querträgern auf. Deren Innenräume sind mit dem Innenraum der im oberen Ab¬ schnitt hohl ausgebildeten Rotorwelle 9 verbunden. Die Rotorwelle 9 ist in der oberen Behälterstirnwand 42 mit einer Gleitringdichtuπg abgedichtet, doch ist dies in Fig. 3 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.

Unter der Tragstruktur 44 befindet sich im unteren Behälter¬ bereich ein Rührer 15, der von einem an der unteren Behälterstirnwand 43 angeflanschten Elektromotor (nicht dar¬ gestellt) antreibbar ist. Die Welle 30 dieses Rührers 15 ist mittels einer Gleitringdichtung durch die untere Be¬ hälterstirnwand 43 geführt.

Bei dieser Ausführungsform sind an der Querträgeranord¬ nung 10 zyl indermantelförmige Filterelemente 46 befestigt, die in die Zwischenräume eintauchen, die zwischen den auf der Tragstruktur 44 befestigten Filterelementen bzw. zwi¬ schen dem innersten derselben und dem Stützrohr 45 ausge¬ bildet sind. Die Filtratkammern bildenden Innenräume dieser Filterelemente 46 sind mit dem hohlen Innenraum der Quer¬ trägeranordnung 10 und über diese mit dem Hohlraum der Rotorwelle 9 verbunden. Weiterhin sind an der Querträger¬ anordnung 10 dieser Ausführungsform leistenförmige Rotor¬ elemente 11 befestigt, die denen nach Fig. 1 hinsichtlich Gestaltung und Aufgabe entsprechen.

In der unteren Behälterstirnwand 43 ist ein Trübeneinlaß 47 und ein verschließbarer Auslaß 48 ausgebildet. Aus Über¬ sichtlichkeitsgründen ist der Verschluß für den Auslaß 48 nicht dargestellt.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Filter¬ presse hat ganz besondere Vorteile in sich. Aufgrund der Tatsache, daß an der Querträgeranordnung 10 ebenfalls Fil¬ terelemente 46 befestigt sind, ist der Raum in der Filter¬ presse optimal ausgenutzt. Bei engem Abstand zwischen den feststehenden Filterelementen 7 und den beweglichen Filter-

elementen 46 kann bei Umlauf der beweglichen Filterelemente 46, die Teil des Rotors 8 bilden, eine Querströmung an allen Filterelementen hervorgerufen werden, die durch die leistenförmigen Rotorelemente 11 noch unterstützt wird. Filtrat kann somit durch die feststehenden Filterelemente 7 als auch durch die rotierenden Filterelemente über die hohl ausgebildete Rotorwelle 9 abgezogen werden. Die eingedickte Trübe kann durch den Auslaß 48 abgezogen werden. Die Quer¬ stromerzeugung in der Filterpresse kann mit Hilfe des Rüh¬ rers 15 noch unterstützt werden. Zur Erhöhung der Turbulenz an der Innenseite des innersten der umlaufenden Filterele¬ mente ist an dem Stützrohr wenigstens ein Leitblech 49 be¬ festigt, das mit Durchbrüchen 50 versehen sein kann.

Diese Ausführungsform einer Filterpresse stellt ein selb¬ ständiges Erfindungse-lement dar, das auch losgelöst von einer Kombination mit einer Fein- und Ultrafiltrationsvor¬ richtung zum Eindicken von Trübe Verwendung finden kann.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Tragstruktur 44 für die Fi lterelemehte 7 an einer Welle 92 befestigt ist, die durch die untere Behälterstirnwand 43 geführt ist und an dieser mit hier nicht gezeigten Dich¬ tungseinrichtungen abgedichtet ist. Die Tragstruktur 44 weist, wie Fig. 5 zeigt, hohle Streben auf, die mit den Filtratkammern der auf ihr befestigten Filterelemente 7 verbunden sind, und die Welle 92 ist hohl ausgeführt, und ihr Innenraum ist mit dem der hohlen Streben der Trag¬ struktur 44 verbunden.

Die Querträgeranordnung 10 trägt, wie im Falle der Aus¬ führungsform nach Fig. 3, als Rotorelemente Zylindermantel för ige Filterelemente 46. Diese sind in die Zwischen¬ räume zwischen den auf der Tragstruktur 44 befestigten Fi lterelemten 7 eingetaucht.

Das Stützrohr 45 der Ausführungsform nach Fig. 3 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 5 mit der Welle 92 fest ver¬ bunden und weist im Innern Führungselemente 93 auf, die die Rotorwelle 9, an der die Querträgeranordnung 10 befestigt ist, konzentrisch führen.

Im Zwischenraum zwischen der Tragstruktur 44 und der unteren Behälterstirnwand 43 ist an der Welle 92 ein Rührer 15 befestigt, der dicht über der unteren Behälterstirnwand 43 verläuft.

Die beiden Wellen 9 und 92 sind mit voneinander unabhängigen Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) verbunden, und sie werden im Betrieb gegenläufig angetrieben. Es ergibt sich dadurch im Trübenraum der Filterpresse an den Filter¬ elementen 7 und 46 zwangsweise eine Querströmung, sodaß es nicht notwendig ist, zusätzlich Strömungserzeugende Ein¬ richtungen an einem der umlaufenden Filterelemente anzu¬ bringen. Hierdurch wird es auch möglich, den Abstand zwi¬ schen den gegenläufigen, zyl indermantelförmigen Filterele¬ menten 7 und 46 relativ klein zu machen, sodaß in einem ge¬ gebenen Behälterraum eine vergrößerte Anzahl von Filter¬ elementen untergebracht werden und somit die Filterfläche erheblich gesteigert werden kann.

Im übrigen entspricht diese Ausführungsform der Erfindung jener nach Fig. 3, jedoch ist, um einen Durchlauf bei kon¬ tinuierlichem Feststoffabzug aus der Auslaßöffnung 48 zu ermöglichen der Trübeneinlaß 47 in der oberen Behälterstirn¬ wand 42 vorgesehen.

Zu Reinigungszwecken sollten die Behälterstirnwände 42 und 43 von der Mantelwand 41 leicht abflanschbar sein, um die Filterelemente zugänglich zu machen.

Auch dieses Erfindungsmerkmal ist ein selbstständiges, los¬ gelöst von einer Kombination mit der Fein- und Ultrafiltra¬ tionsvorrichtung in die Praxis umsetzbares Merkmal.

Fig. 6 zeigt eine Filterpresse derjenigen Art, wie sie in der linken Hälfte in Fig. 3 dargestellt ist, jedoch als eine Zwillingsausführung gestaltet. Diese Filterpresse um¬ faßt einen Druckbehälter 60, der aus einem mittleren, zylin¬ drischen Mantelabschnitt 61 und je einem sich zu beiden axialen Enden daran anschließenden zylindrischen oberen und unteren Mantelabschnitten 62 und 63 sowie oberen und unteren Stirnwänden 64 und 65 besteht. In der oberen Stirnwand 64 ist ein Trübeneinlaß 47 ausgebildet, während sich in der

unteren Stirnwand 65 ein Filterkuchenauslaß 48 befindet. Einlaß und Auslaß 47 bzw. 48 sind durch geeignete, hier nicht dargestellte Einrichtungen verschließbar. Die beiden oberen und unteren zylindrischen Mantelabschnitte 62 und 63 sind an dem mittleren Mantelabschnitt 61 mittels leicht lös¬ barer Flanschverbindungen angeflanscht. Ebenfalls sind die oberen und unteren Stirnwände 64 und 65 an den oberen und unteren zylindrischen Mantelabschnitten 62 und 63 lösbar angeflanscht. ,

Der zylindrische Mantelabschnitt 61 trägt eine zentrale Tragstruktur 44, die wenigstens eine hohl ausgebildete Strebe aufweist, die einen Ausgang 66 in dem zylindrischen Mantelabschnitt 61 für Filtrat aufweist, wie in Fig. 5 links durch Pfeile schematisch dargestellt ist. Die zentrale Tragstruktur 44 trägt, bei senkrechtstehender Behälter¬ achse 0, auf ihrer Oberseite und ihrer Unterseite jeweils mehrere zylindermantelförmlge Filterelemente 7, die wie die feststehenden Filterelemente in Fig. 3 aufgebaut sind und konzentrisch um die Behälterachse 0 angeordnet sind. Die zentrale Tragstruktur ist von einem Stützrohr 25 durch¬ drungen, das an ihr befestigt ist. Oberhalb der oberen Filterelemente 7 und unterhalb der unteren Filterelemente 7 befindet sich jeweils eine hohle Querträgeranordnung 10, die jeweils mit einer Rotorwelle 9 eines Rotors 8 verbunden ist. Die Rotorwellen 9 sind in dem Stützrohr 25 in Lager¬ buchsen geführt. Sie sind in ihren oberen bzw. unteren Ab¬ schnitten hohl ausgeführt und ihr Innenraum ist mit dem hohlen Iπnenraum der zugehörigen Querträgeranordnung 10 ver¬ bunden. An jeder Querträgeranordnung sind mehrere, im vor¬ liegenden Falle jeweils drei zylindermantelförmlge Filter¬ elemente 46 befestigt, deren Filtratkammern mit den Innen¬ räumen der zugehörigen Querträgeranordnungen 10 verbunden sind. Die letztgenannten Filterelemente 46 sind in die Zwi-

schenräu e zwischen den auf der Tragstruktur 44 befestigten Filterelementen 7 bzw. zwischen dem innersten derselben und dem Stützrohr eingefügt. Mit ihnen sind außerdem leisten- förmige Rührelemente 11 vergleichbar der Ausführungsform nach Fig. 3 verbunden.

An der unteren Querträgeranordnung 10 sind unterhalb der¬ selben Rührflügel 15 befestigt, die sich bis dicht an die Innenseite unteren Stirnwand 65 erstrecken.

Die hohlen Abschnitte der Rotorwellen 9 sind durch Gleit¬ lager (nicht dargestellt) durch die benachbarten Behälter¬ stirnwände 64 bzw. 65 geführt und jeweils von einem eigenen, ebenfalls nicht dargestellten Motor unabhängig voneinander angetrieben .

Die Tragstruktur 44 besteht aus mehreren Streben, die wie die Speichen eines Rades angeordnet sind und somit zwischen sich Zwischenräume freilassen.

Der Betrieb der Filterpresse erfolgt völlig vergleichbar der, die in der linken Hälfte in Fig. 3 dargestellt ist. Dabei übernimmt der untere Rotor 8 zugleich die Funktion, während des Filtervorgangs die Trübe im unteren Bereich des Behälters 60 in Bewegung zu halten und beim Entleeren des Behälters dort etwa angesammelte Feststoffrückstände in den Auslaß 48 zu schaufeln. Die Filtervorrichtung wird während des Filterbetriebs bei geschlossenem Auslaß 48 betrieben, wobei im kontinuierlichen Betrieb das Filtrat aus dem Auslaß 66 seitlich im mittleren zylindrischen Behältermantelab¬ schnitt 61 und aus den im Endbereich hohl ausgebildeten Rotorwellen 9 abgezogen wird. Der Filtervorgang wird so lange fortgeführt, bis in dem Druckbehälter 60 die Trübe in gewünschtem Umfang eingedickt ist. Die eingedickte Trübe

wird dann durch den Auslaß 48 ausgelassen. Alternativ ist es auch möglich, auf den Filterelementen 7 und 46 Filter¬ kuchen anwachsen zu lassen, die durch Rückspülung oder, nach öffnen der Filterpresse, auch mittels Werkzeugen abge¬ worfen werden können.

Fig. 7 zeigt schematisch den Aufbau, eines Haltegerüstes, in welchem die einzelnen Teile des Druckbehälters 60 so ge¬ halten sind, daß man die Filterelemente für die Wartung und ggf. Reinigung oder den Austausch von Filtermedien zugäng¬ lich machen kann.

Wie in Fig. 7 erkennbar, ist der mittlere zylindrische Mantelabschnitt 61 an einem Traggestell 70 befestigt, der am Boden abgestützt ist. Von diesem Traggestell ist in Fig. 6 rechts nur ein Standbein dargestellt, die weiteren Stand¬ beine sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt. Die linke Hälfte der Fig. 7 zeigt den Druckbehälter 60 im ge¬ schlossenen Zustand, während die rechte Hälfte der Fig. 7 den Druckbehälter 60 im geöffneten Zustand zeigt. An dem Traggestell sind seitlich Hydraulik-Kolben/Zylinder-Einhei¬ ten geführt, von denen die Zylinder 71 an einem seitlich vorstehenden Flansch der oberen Behälterstirnwand 64 be¬ festigt sind, während die Kolbenstangen an einem seitlich vorstehenden Flansch an der unteren Behäl-terstirnwand 65 befestigt sind. Im zusammengefahrenen Zustand von Zylinder und Kolben nehmen die oberen und unteren Behälterstirnwände 64 bzw. 65 die in Fig. 7 links dargestellte Stellung ein, in denen ihre Flansche auf zugehörigen Flanschen an den oberen und unteren Zylindermantelabschnitten 62 bzw. -63 an¬ liegen und dort mit Schraubbolzen gesichert werden können.

Solange die untere Behälterstirnwand 65 an ihrem benachbar¬ ten zylindrischen Behältermantelabschnitt 63 befestigt ist,

kann nach Lösen der entsprechenden Schrauben die obere Be¬ hälterstirnwand 60 mit dem Hydraulikzylinder 61 in eine Stellung hochgefahren werden, die doppelt so hoch wie die in Fig. 7 dargestellte Stellung ist. Dabei wird die obere Querträgeranordnung 10 mitsamt den daran hängenden Filter¬ elementen 46 nach oben mitgenommen. Alternativ kann in abge¬ senkter Stellung, d.h. wenn die obere Behälterstirnwand 64 auf dem zylindrischen Gehäusemantel aufliegt, nach Lösen der unteren Schraubbolzen, die die untere Behälterstirn¬ wand 65 mit dem unteren zylindrischen Behältermantelab¬ schnitt 63 verbinden, die untere Behälterstirnwand doppelt so tief abgesenkt werden, wie in Fig. 7 dargestellt ist, sofern unter dem Behälter ausreichend Platz ist. Es ist auch möglich, beide Behälterstirnwände 64 und 65 von dem zylindrischen Behältermantel zu entfernen, wie in Fig. ~ dargestellt, wobei ggf. ein Kran zu Hilfe genommen werden kann, wie in Fig. 7 dargestellt. In der gezeigten Stellung s.ind die zylindrischen Gehäuseabschnitte zugänglich, sie können ggf. seitlich demontiert werden, da die Rotorwellen nicht mehr im Wege sind.

Fig. 8 zeigt als Ausschnitt einen Axialschnitt durch eine Filterpresse nach Fig. 3 bzw. 6. Man erkennt in ihr die Tragstruktur 44, auf der die feststehenden Filterelemente 7 befestigt sind. In den Zwischenraum zwischen den feststehen¬ den Filterelementen 7 ist ein drehbares Filterelement 46 eingetaucht, das ähnlich den Filterelementen 7 aufgebaut ist und an einer Querträgeranordnung 10 hängt, von der nur die untere Wand zu sehen ist. Von der Tragstruktur 44 ist nur die obere Wand zu sehen-, Querträgeranordnung 10 und Tragstruktur 44 sind wohl ausgeführt, da sie Abführkanäle für das Filtrat bilden. Die Fig. 8 zeigt zwei verschiedene Ausführungsformen von Filterelementen, die eine, links und in der Mitte dargestellte Ausführungsform besteht aus einem

hohlen, ringförmigen Fuß 81 etwa dreieckigen Querschnitts, an dem ein Ring 82 etwa quadratischen Querschnitts befestigt ist. In axialem Abstand zu dem Ring 82 befindet sich ein zweiter Ring 83 ebenfalls etwa quadratischen Querschnitts, der mit dem erstgenannten Ring 82 über perforierte Stütz¬ platten 84 verbunden ist, die parallel zueinander verlaufen und eine Filtratkammer 21 umschließen, über den perforierten Stützplatten 84, die jeweils zylindrisch sind, befinden sich Filtertücher 85, die mittels elastischer O-Ringe 86 in Nuten in den Ringen 82 und 83 eingeklemmt sind. Die Filtrat¬ kammer 21 steht über einen Durchlaßkanal 87 in dem an dem Fuß 81 befestigten Ring 83 mit dem Innenraum des Fußes 81 in Verbindung, der seinerseits mit dem Hohlraum der Trag¬ struktur 44 verbunden ist. Bezüglich des an der Querträger¬ anordnung 10 befestigten Filterelements 46 gilt prinzipiell das gleiche, nur ist dessen Filtratkammer mit dem Hohlraum der Tragstruktur 10 verbunden. Außerdem sind an dem um¬ laufenden Filterelement 46 zu beiden Seiten an mehreren in Umfangsrichtung verteilten Stellen leistenförmige Rotor¬ elemente 11 befestigt, die in der Trübe beim Umlauf der Querträgeranordnung 10 eine Strömung an den Filtertüchern 85 der feststehenden Filterelemente 7 vorbei hervorrufen.

Rechts in Fig. 8 ist eine zweite Ausführungsform eines Filterelements dargestellt, die sowohl als feststehendes Filterelement 7 als auch als umlaufendes Filterelement 46 Einsatz finden kann. Bei dieser Konstruktion weist der Fuß 81 einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf, und mit ihm ist integral ein zylindermantelförmiger Körper 88 ver¬ bunden, der eine mit Rillen versehene Oberflächenstruktur aufweist und im Innern Durchgangskanäle hat, die mit der Oberflächenstruktur, die von Filtertüchern 85 abgedeckt ist, verbunden sind. Die Filtertücher 85 sind in den axialen Endbereichen des zylindrischen Trägers 88 in vergleichbarer

Weise wie zuvor anhand der Ringe 82 und 83 beschrieben, festgeklemmt.

Für die einfachere Wartung wie auch für die Herstellung und Anbringung der Filtertücher 85 in der Filterpresse 1 ist es günstig, wenn die Filterelemente 7 bzw. 46 aus mehreren Seg¬ menten bestehen, die in Umfangsrichtung aneinanderstoßend befestigt sind. Fig. 9 zeigt eine solche Verbindungsstelle zwischen zwei Filterelementsegmenten 7 ¹ und 7 ' ' .. Diese Segmente sind an ihrem Fuß 81 mittels Schraubbolzen 89 mit¬ einander verbunden. Gleichfalls sind sie an dem dem Fuß 81 abgewandten Ende mit Schraubbolzen 90 miteinander verbunden, Man erkennt ferner, in welcher Weise die Filtertücher 85 mittels O-Ringen 86 auf den Ringen 82 zbw. 83 festgeklemmt sind. Es versteht sich, daß wenn die O-Ringe in der in .Fig. 9 dargestellten Weise verlaufen, in den axial erstreckten Bereichen, die in Fig. 9 senkrecht dargestellt sind, die Ringe 82 und 83, die in diesem Falle aneinanderstoßende Ringsegmente sind,mittels Streben miteinander verbunden sein müssen, in denen Nuten für die Aufnahme der sich axial erstreckenden Abschnitte der O-Ringe 86 vorhanden sein müssen. Der Spalt zwischen zwei benachbarten Segmenten 7' und 7' ' wird zweckmäßigerweise mit Flachleisten 91 ver¬ schlossen, die beiderseits an die Filterelementsegmente 7 ¹ und 7 ¹ ' angeschraubt werden.

Schließlich zeigt Fig. ¹⁰ im Ausschnitt als Radialschnitt zwei feststehende Filterelemente 7 und ein dazwischen um¬ laufendes Filterelement 46. Man erkennt dort insbesondere die Verbindung zweier aneinander anstoßender Filtersegment¬ elemente 7' und 7 ¹ ' mittels der vorerwähnten Leisten 91. Ferner ist zu erkennen, daß das Rotorelement 11 auch in Form einer Art Klinge angestellt sein kann, wie im oberen Abschnitt von Fig.10 dargestellt, um der Trübe im Bereich

des benachbarten Filtertuches 85 auch eine Komponente zu verleihen, die radial gerichtet ist, um Filterrückstand¬ konzentrationen von dort abzuheben. Im übrigen sprechen die Bezugszeichen in Fig.10 für sich selbst, sodaß zur Erläute¬ rung der betreffenden Elemente auf die vorangehende Be¬ schreibung, verwiesen werden kann.

Es sei schließlich erwähnt, daß die Erfindung auf einfache Weise eine modulare Bauweise ermöglicht. So kann beispiels¬ weise der Durchmesser der Filterpresse zwecks Anpassung der Filterfläche an die Bedürfnisse entsprechend angepaßt werden, wobei man entsprechend Filterelemente größeren Durchmessers hinzufügt, bei entsprechend größerem Behälterdurchmesser, oder die Zahl der Filterelemente verringert, bei entspre¬ chend verringertem Behälterdurchmesser. In gleicher Weise kann in der Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung die Filter¬ fläche durch Hinzufügung oder Wegnahme von Sektionen ver¬ größert oder verkleinert _. werden, was besonders dann einfach zu bewerkstelligen ist, wenn auch das Gehäuse dieser Filtra¬ tionsvorrichtung aus Segmenten besteht und, wie bereits erwähnt, die Rotorwelle eine aus axialen Segmenten bestehen¬ de Welle ist, die entsprechend verlängert oder verkürzt werden kann.

Abschließend ist zu erläutern, daß in Abwandlung der Aus¬ führungsform nach Fig. 1 die Wellen 9 und 30 der Filter¬ presse 1 bzw. der Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 durch die gemeinsame Stirnwand 3 hindurch miteinander ver¬ bunden sein können, wenn in der gemeinsamen Stirnwand 3 ein Durchbruch mit Dichtungsanordnung für diesen Zweck vorge¬ sehen ist (nicht dargestellt). Für die Demontage der Filter¬ presse 1 von der Fein- und Ultrafiltrationsvorrichtung 2 ist es in diesem Falle empfehlenswert, wenn die beiden Wellen 9 und 30 im Bereich der gemeinsamen Stirnwand 3

durch eine Steckverbindung miteinander drehfest verbunden sind.

Bei dieser, zeichnerisch nicht dargestellten, aber für den Fachmann anhand der Fig. 1 und aus der vorangehenden Be¬ schreibung vorstellbaren Ausführungsform ist für den An¬ trieb des gesamten Filter-Separators nur ein einziger An¬ triebsmotor erforderlich.