DE4243038A1 - Horizontalbandfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Horizontalbandfilter, das als Filtervorrichtung definiert werden kann, welches ein endloses Filterband (manchmal als Tuch bezeichnet) umfaßt, das so geführt ist, daß es einen im wesentlichen horizontalen oberen Lauf und einen unteren Rücklauf schafft. Im Betrieb wird das Filterband entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich vorwärtsbewegt, wobei der obere Lauf sich von einem oberstromigen Anfang, wo das Filterband mit zu filternder Suspension beschickt wird, zu einem unterstromigen Ende bewegt, wo der Filterkuchen entladen wird. Die Filtration durch das Band in seinem oberen Lauf kann schwerkraft- oder vakuumgestützt erfolgen.

Während des Betriebs einer solchen Filtervorrichtung ist es erforderlich, für kontinuierliche Säuberung des Filterbandes nach dem Entladen des Filterkuchens zu sorgen, d. h. im unteren Lauf des Filterbandes. Der Reinigungszweck ist zweifach. Erstens ist es erforderlich, von der Oberfläche des Filterbandes alle anhaftenden Partikel zu entfernen, die sich sonst auf Walzen oder anderen Elementen, um die das Filterband geführt wird, anhäufen und die Vorwärtsbewegung des Filterbandes beeinträchtigen. Zweitens ist es erforderlich, jedes Material zu entfernen, das sich im Gewebe des Filterbandes abgelagert hat und sonst die Porosität des Filterbandes vermindern und die Filtrationsleistung beeinträchtigen würde.

Die traditionelle Methode zur Reinigung des Bandes ist, Waschflüssigkeit bei hohem oder mittlerem Druck auf eine oder beide Oberflächen des Filterbandes im unteren Lauf aufzusprühen und die Waschflüssigkeit in einem Gefäß aufzufangen. Bestimmte Substanzen lassen sich jedoch nicht einfach mit einem Hochdrucksprühen entfernen und erfordern eine bestimmte Verweilzeit in einem geeigneten Lösungsmittel. In solchen Fällen wird das Filterband durch einen Behälter geführt, der ein geeignetes Lösungsmittel enthält, um das Filterband für eine kurze Zeit einzuweichen. Die Führung des Filterbandes durch den Behälter wird dadurch bewerkstelligt, daß zusätzliche feste Führungswalzen das Filterband nach unten in die Flüssigkeit und anschließend daraus wieder nach oben umlenken, um es daraus austreten zu lassen.

Eine solche Anordnung weist neben ihrer Unhandlichkeit bestimmte ernste Nachteile auf. Durch die zusätzlichen Führungswalzen erfährt das Filterband einen zusätzlichen Reibungswiderstand, was seine Lebensdauer verkürzt. Viele der verwendeten Lösungsmittel sind entweder in ihrem Wesen nach aggressiv (z. B. Säure) oder entfettend (z. B. Kohlenwasserstofflösungsmittel). In jedem Fall ist die Auswahl geeigneter Lager für die Führungsrollen, die darin eingetaucht werden müssen, sehr begrenzt, und sie führen zu zusätzlicher Reibungsbelastung des Filterbandes. Wenn der alternative Verlauf, die Führungsrollenlager außerhalb des Einweichbehälters anzuordnen, gewählt wird, ist es erforderlich, jede Walze mit Stopfbüchsen oder mechanischen Dichtungen auszurüsten. Das bedeutet, daß der Einweichbehälter mit großer Präzision herzustellen ist, um geeignete Anbringungsflächen für solche Dichtungen und Lager zu schaffen.

Es hat sich jedenfalls herausgestellt, daß ein einfacher Einweichvorgang gewöhnlich nicht ausreicht, um kleine Kristalle zu entfernen, die sich im Gewebe des Filterbandes abgelagert haben oder darin gewachsen sind, insbesondere da die Verweilzeit jedes Teils des Filterbandes im Lösungsmittel notwendigerweise auf weniger als eine Minute während jedes Bandumlaufs begrenzt ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine strukturell einfache Art der effektiveren Reinigung des Filterbandes in einer Vorrichtung der vorbeschriebenen Art zu schaffen.

Im älteren Patent GB 2030465 desselben Erfinders ist ein Horizontalbandfilter offenbart, bei dem das Filterband durch eine alternierende stufenweise Bewegung des oberen Laufs und des unteren Laufs vorwärtsbewegt wird. Eine horizontal hin- und hergehende Antriebswalze am unterstromigen Ende des oberen Laufs dient dazu, den oberen Lauf vorwärtszubewegen, während eine auf den unteren Lauf wirkende Einwegvorrichtung eine Rückwärtsbewegung des unteren Laufs verhindert. Eine in einer Schleife des unteren Laufs zwischen der Einwegvorrichtung und dem oberstromigen Anfang des oberen Laufs angeordnete Spannwalze bewegt sich jeweils nach oben und unten, so wie die Antriebsrolle sich vor- und rückwärtsbewegt. Die Spannwalze wirkt effektiv wie ein zweites Antriebsmittel für das Filterband, so wie das Gewicht dieser Walze dazu dient, den unteren Lauf durch die Einwegvorrichtung zu ziehen und jedesmal beim Zurückziehen der Hauptantriebswalze losen Durchhang aufzunehmen.

Das Waschen des Filterbandes durch Drucksprays oder die Bewegung durch einen Einweichbehälter, wie vorerwähnt, werden in konventioneller Weise bei einer solchen Anordnung im unteren Lauf in der Nähe des unterstromigen Endes des oberen Laufs durchgeführt.

Um die Wirksamkeit der Bandwäsche zu verbessern (was wiederum die Filtrationsleistung verbessert und die Betriebslebensdauer des Filterbandes erhöht), ist irgendeine Form mechanischen Eingriffs sowie eine Verweilzeit in einer geeigneten Waschflüssigkeit oder einem Lösungsmittel erforderlich.

Erfindungsgemäß wird das bei einem diskontinuierlich bewegbaren Horizontalbandfilter dadurch erreicht, daß eine Walze, die dazu dient, losen Durchgang im unteren Lauf aufzunehmen, in einer Schleife des Filterbandes innerhalb eines Waschflüssigkeitsbehälters nach oben und unten bewegt wird.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Horizontalbandfilter mit einem endlosen, so geführten Filterband, daß es einen im wesentlichen horizontalen oberen Lauf und einen unteren Rücklauf schafft,
mit Mitteln zur Vorwärtsbewegung des Filterbandes durch alternierende stufenweise Bewegung des oberen Laufs und des unteren Laufs, wobei der obere Lauf sich von seinem oberstromigen Anfang zu seinem unterstromigen Ende bewegt und die Vorwärtsbewegungsmittel ein hin- und herbewegbares Führungselement am unterstromigen Ende des oberen Laufs umfaßt, und mit einer Einwegvorrichtung und Spannmitteln, die beide auf den unteren Lauf des Filterbandes wirken,
mit Zuführmitteln zur Zuführung von zu filternder Suspension auf den oberen Lauf
und mit einem Waschflüssigkeitsbehälter und Führungsmitteln, die einen Teil des unteren Laufs des Filterbandes durch den Waschflüssigkeitsbehälter führen, um das Filterband nach dem Entladen des Filterkuchens auf dem unterstromigen Ende des oberen Laufes zu waschen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel eine Walze einschließen, die im Waschflüssigkeitsbehälter nach oben und unten bewegbar und in einer Schleife des Filterbandes zwischen der Einwegvorrichtung und dem oberstromigen Anfang des oberen Laufs angeordnet ist und als Spannmittel dient, um den unteren Lauf des Filterbandes zu spannen.

Diese Walze führt das Filterband ohne die Probleme erhöhter Reibung und Abdichtung von mit zusätzlichen festen Führungswalzen verbundenen Lagern durch die Waschflüssigkeit. Gleichzeitig bewirkt das Drehen der Walze beim Verkürzen und Verlängern der Schleife, daß das Filterband gerieben und Flüssigkeit dadurchgedrückt wird, so daß darin befindliches Material entfernt oder gelöst wird. Diese Verbesserung beim Waschen des Filterbandes wird ohne Einsatz irgendwelcher zusätzlicher Waschflüssigkeit erreicht. Zusätzlich können die erforderliche Spannung, die Durchhangsaufnahme und das Durchziehen des unteren Laufs nach Rückziehung des sich auf- und abbewegenden Führungselements am unterstromigen Ende des oberen Laufes durch die Walze ohne das Erfordernis zusätzlicher Mittel erzielt werden. In einigen Fallen jedoch, z. B. wenn das Filterband sehr breit oder sehr lang ist und daher schwer ist, können zusätzliche Spann- oder Antriebsmittel, die auf den unteren Lauf wirken, vorgesehen werden.

Die Erfindung wird durch begleitende Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert, und auf zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung wird während ihrer Beschreibung Bezug genommen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung alternativer Bandantriebsmittel am unterstromigen Ende des oberen Laufs;

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung eines Waschflüssigkeitsbehälters einer anderen Ausführungsform mit zwei Walzen und

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 3 mit der Darstellung von Führungsmitteln für eine der Walzen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt eine praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ein endloses Filterband 10, das um Führungswalzen 12 bis 24 geführt wird, um einen im wesentlichen horizontalen oberen Lauf 30 zu schaffen, der sich zwischen oberstromigen und unterstromigen Führungsrollen 24, 12 und einem unteren Rücklauf 40 erstreckt. Die Führungswalze 12 am unterstromigen Ende des oberen Laufs ist eine Hauptantriebswalze, die durch einen pneumatischen Lagerbock 26 in die mit gestrichelten Linien dargestellte Position ausgefahren werden kann, um den oberen Lauf 30 in die durch den Pfeil 32 angegebene Richtung vorwärtszubewegen. Im unteren Lauf 40 besitzt die Führungswalze 16 einen Einwegmechanismus in Form eines auf einem ihrer Enden angebrachten Sperrades 36 und einer damit verbundenen Sperrklinke 38. Beim Zusammenwirken mit dem Sperrad 36 erlaubt die Sperrklinke 38 die Bewegung der Walze 16 und damit des unteren Laufs 40 des Bandes 10 nur in eine Richtung von links nach rechts, wie in Fig. 1 gezeigt. Das Ausfahren des Lagerbocks 26 und die Vorwärtsbewegung der Antriebswalze 12 bewegen folglich den oberen Lauf 30 vorwärts, ohne daß Bandmaterial sich vom unteren Lauf rückwärts bewegt.

Eine Walze 28 iar durch ihr Eigengewicht innerhalb einer Schleife 42 des unteren Laufs 40 zwischen der Führungswalze 16 mit dem Einwegmechanismus 36, 38 und der nachfolgenden Führungswalze 18 gehalten. Auf diese Weise bewegt sich die Walze 28 innerhalb eines Waschflüssigkeitstanks 34 nach oben und unten zwischen den mit gestrichelten Linien und durchgezogenen Linien in Fig. 1 dargestellten Positionen. Die in gestrichelten Linien dargestellte Position stellt sich ein, wenn die Antriebswalze 12 in ihrer Vorwärtsposition ist (gleichfalls in gestrichelten Linien dargestellt), so wie die Walze 12 den oberen Lauf vorwärtsbewegt hat, indem sie Bandmaterial um die Walzen 18, 20, 22 und 24 in den oberen Lauf zieht. Der pneumatische Lagerbock 26 wird intermittierend ausgefahren. Wenn er ausgeschaltet ist, bewegt sich die Antriebswalze 12 in ihre mit durchgezogenen Linien dargestellte Position, wobei das Gewicht der Walze 28 Bandmaterial um die Walzen 14 und 16 zieht und den Durchhang aufnimmt, indem sie die Schleife 42 vergrößert und sich nach unten in ihre in durchgezogenen Linien dargestellte Position bewegt.

Mehrere Vakuumkästen 44 sind unterhalb des oberen Laufs 30 angeordnet und über Flüssigkeitskanäle 45 mit Flüssigkeitssammelbehältern 46 verbunden, die weiterhin mit Pumpen 48 verbunden sind. Zuführmittel 50 sind vorgesehen, um Suspension auf die obere Flasche des oberen Laufes 30 zu transportieren, und Mittel 52 sind angegeben, um Waschflüssigkeit auf den oberen Lauf 30 zum Waschen des darauf gebildeten Filterkuchens zu sprühen.

Beim Betrieb wird der obere Lauf 30 alternierend durch das Ausfahren der Antriebswalze 12 bewegt und steht dann still. Zu filternde Suspension wird durch die Zuführmittel 50 zugeführt, und Waschflüssigkeit wird jedesmal, wenn das Band vorwärtsbewegt wird, durch die Mittel 52 zugeführt. Während der alternierenden stationären Phasen wird ein Vakuum an die untere Fläche des oberen Laufs 30 über die Vakuumkasten 44 angelegt, um Flüssigkeit dadurch in die Sammelbehälter 46 zu ziehen. Die Betätigung des pneumatischen Lagerbocks 26 zur Vorwärtsbewegung des oberen Laufs 30 wird mit der Betätigung des Ventilmechanismus 41, 43 synchronisiert, so daß die Flüssigkeitskanäle 45 belüftet (über Ventile 43 mit der Atmosphäre verbunden) werden, und das Vakuum auf das Band wird jedesmal aufgehoben, wenn der obere Lauf 30 sich vorwärtsbewegt.

Auf den oberen Lauf 30 aufgebrachte Suspension wird entwässert, so wie sie die Vakuumkästen 44 passiert, und der sich ergebende Filterkuchen wird am oder knapp hinter der unterstromigen Walze 12 durch Abfallen davon oder mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Abstreifers entladen.

Jedesmal, wenn die Hauptantriebswalze 12 durch den Lagerbock 26 nach vorn gedrückt wird, wird die Walze 28 innerhalb des Waschflüssigkeitstanks 34 intensiv nach oben gedrückt. So wie die Schleife 42 gekürzt wird, wird die Walze 28 dazu gebracht, sich ziemlich schnell zu drehen, wobei sie sich durch die Waschflüssigkeit aufwärts erhebt, und sie übt dadurch eine starke Reibwirkung auf die Bandoberfläche aus und drückt gleichfalls Waschflüssigkeit durch das Band. Diese Wirkung ähnelt der bei einem Waschvorgang. Alle feinen Partikel des Filterkuchens, die noch am Band anhaften und sich im Gewebe des Bandes verfangen haben, werden in der sie umgebenden Flüssigkeit entfernt und/oder gelöst. Wenn die Antriebswalze 12 sich zurückbewegt, senkt sich die Walze 28 sanfter ab, wobei sie die Schleife 42 verlängert, aber es findet wieder eine Rollwirkung und folglich ein Reiben des Bandes statt. Diese Reibwirkung macht das Bandmaterial geschmeidig und öffnet es für das Einweichen vor dem stärkeren Reiben und dem Durchpressen der Waschflüssigkeit bei der nachfolgenden Aufwärtsbewegung der Walze 28, wenn die Schleife 42 während der nächsten Vorwärtsbewegung des oberen Laufs 30 gekürzt wird.

Fig. 2 zeigt eine alternative Art der Hin- und Herbewegung der Antriebswalzen zur Vorwärtsbewegung des oberen Laufs 30. In diesem Fall ist die Antriebswalze 12 auf einem Paar Arme 70 angebracht, die bei 72 auf der Achse einer Führungswalze 76 schwenkbar gelagert sind. Diese Arme 70 werden durch einen schwenkbar angebrachten pneumatischen Lagerbock 74 vor- und zurückgeschwenkt. Für die anderen Teile, die denen im ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, sind dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 benutzt worden.

Die Walze 28 kann gewichtsbelastet sein und besteht typischerweise aus einem Hohlrohr, das mit undurchlässigem Material, wie Kunststoff oder Gummi, ummantelt sein kann. Alternativ kann sie aus Stahl gefertigt werden. Die Oberfläche der Walze oder ihre eventuelle Ummantelungen kann durch eine Vielzahl von darin gebildeten Vertiefungen und/oder Vorsprüngen profiliert sein. Das kann die Reibwirkung der Walze 28 auf das Band 10 vorteilhaft unterstützen, wenn sie sich in der Schleife auf- und abbewegt.

Obwohl in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt, können die Enden der Walze 28 durch Hilfsführungsmittel geführt werden, die im Waschflüssigkeitsbehälter vorgesehen sind. Solche Führungsmittel definieren typischerweise Führungsbahnen, in denen Enden der Walze oder an den Enden der Walze vorgesehene Stümpfe oder Wellen geführt werden. Bei genügend Abstand zwischen der Walze 28 oder ihren Stümpfen und Wellen und der Bahn kann die Reibung minimiert werden.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der zwei Walzen 56, 58 in aufeinanderfolgenden Schleifen 52, 53 im unteren Lauf eines Filterbandes 60 jeweils zwischen Paaren konventioneller Führungswalzen 61, 62 und 62, 63 getragen werden. Beide Schleifen werden durch ihre Walzen 56, 58 jeweils in einen gemeinsamen Behälter 54 mit Waschflüssigkeit eingetaucht. Die Verwendung von zwei oder mehr Walzen in entsprechenden Schleifen des unteren Laufs des Bandes erlaubt die Aufnahme von zusätzlichem Durchhang und hat den zusätzlichen Vorteil, die Verweilzeit des Filterbandes in der Waschflüssigkeit zu verlängern, während sie die erforderlichen Dimensionen des Behälters und das Volumen der verwendeten Waschflüssigkeit minimiert. In anderen Ausführungsformen können entsprechende Walzen in separaten Waschflüssigkeitsbehältern angeordnet werden. Im dargestellten Beispiel haben die gezeigten Walzen 56, 58 Stümpfe, die in entsprechenden vertikalen Führungsbahnen 51, 55 geführt sind.

In anderen Ausführungsbeispielen, bei denen Führungsbahnen oder andere Führungsmittel für die Walzen vorgesehen sind, müssen diese nicht vertikal angeordnet sein. Schräg verlaufende Führungsbahnen können bestimmte Vorteile haben, z. B. Verbesserung der Reibwirkung der Walzen auf das Filterband.

Die Erfindung ist nicht auf die genauen Einzelheiten beschränkt, wie sie in bezug auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel erläutert oder erwähnt worden sind. Insbesondere braucht die Einwegvorrichtung keinen Sperrad/-klinken-Mechanismus zu haben und kann z. B. eine Friktionsvorrichtung umfassen. Alternative Methoden zur Hin- und Herbewegung der Antriebswalze können verwendet werden. Die Antriebsmittel brauchen auch keine Walze zu umfassen. Ein fester Stab kann gleich gut funktionieren. Weiterhin kann es möglich sein, der Walze Gewicht hinzuzufügen, um ihre Funktion zu verbessern, Durchhang im unteren Lauf des Bandes aufzunehmen. Wenn die Walze hohl ist, könnten auch zusätzliche Gewichte in ihren Innenraum eingesetzt werden.

Die Erfindung schließt die Verwendung von zusätzlichen Spannmitteln oder zusätzlichen Antriebsmitteln nicht aus, die auf den unteren Lauf des Bandes wirken, sollten die Umstände dies erfordern.

Claims (9)

1. Horizontalbandfilter, umfassend:

• - ein endloses Filterband (10), das so geführt ist, daß es einen im wesentlichen horizontalen oberen Lauf (30) und einen unteren Rücklauf (40; 60) schafft,
• - Vorwärtsbewegungsmittel zur Vorwärtsbewegung des Filterbandes (10) durch alternierende stufenweise Bewegung des oberen Laufs (30) und des unteren Laufs (40; 60) wobei der obere Lauf (30) sich von seinem oberstromigen Anfang zu seinem unterstromigen Ende bewegt und die Vorwärtsbewegungsmittel ein hin- und herbewegbares Führungselement (26; 70-74) am unterstromigen Ende des oberen Laufs (30) und eine Einwegvorrichtung (36, 38) und Spannmittel (28; 56, 58) umfassen, die beide auf den unteren Lauf (40; 60) des Filterbandes (10) wirken,
• - Zuführungsmittel (50) zur Zuführung von zu filternder Suspension auf den oberen Lauf (30) und
• - einen Waschflüssigkeitsbehälter (34; 54) und Führungsmittel (16, 18, 28; 56, 58, 61-63) zur Führung eines Teils des unteren Laufs (40; 60) des Filterbandes (10) durch den Waschflüssigkeitsbehälter (34; 54), um das Filterband (10) nach dem Entladen des Filterkuchens am unterstromigen Ende des oberen Laufs (30) zu waschen,
• - dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel eine Walze (28; 56, 58) umfassen, die innerhalb des Waschflüssigkeitsbehalters (34; 54) in einer zwischen der Einwegvorrichtung (36, 38) und dem oberstromigen Anfang des oberen Laufs (30) angeordneten Schleife (42; 52, 53) des Filterbandes (10) auf- und abbewegbar ist und als Spannmittel zum Spannen des unteren Laufs (40; 60) des Filterbandes (10) dient.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf- und abbewegbare Walze (56, 58) an ihren Enden durch im Waschflüssigkeitsbehälter (54) vorgesehene Hilfsführungsmittel (51, 55) geführt wird.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsführungsmittel im Waschflüssigkeitsbehälter (54) Führungsbahnen (51, 55) definieren, in denen Enden der Walze (56, 58) angeordnet sind.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen (51, 55) im wesentlichen vertikal verlaufen.

5. Filter nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (56, 58) an jedem Ende mit Stümpfen oder Wellen reduzierten Durchmessers versehen ist, die mit den Hilfsführungsmitteln in Eingriff sind.

6. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (28; 56, 58) aus einem Hohlrohr gebildet ist.

7. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (28; 56, 58) mit einer Ummantelung aus undurchlässigem Material versehen ist.

8. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Walze (28; 56, 58) Vertiefungen und/oder Vorsprünge gebildet sind.

9. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Walzen (56, 58) die in aufeinanderfolgenden Schleifen (52, 53) des Filterbandes (10) innerhalb des Waschflüssigkeitsbehälters (54) auf- und abwegbar sind.