EP1412047A1

EP1412047A1 - Filterpresse

Info

Publication number: EP1412047A1
Application number: EP01998387A
Authority: EP
Inventors: Bernd Böhnke
Original assignee: Outokumpu Oyj
Current assignee: Outokumpu Oyj
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2004-04-28
Also published as: CA2429984A1; WO2002043830A1; BR0115773A; AU2002219118A1; CN1477988A; RU2003119436A; ZA200304261B; US20040011719A1

Abstract

Eine Filterpresse (1) zur Filtration von Suspensionen weist ein Paket von plattenförmigen Filterelementen (5) auf, die in einer Filtrationsstellung in paralleler horizontaler Anordnung dichtend gegeneinander pressbar sind. Dabei schließen die Filterelemente (5) jeweils paarweise eine Filterkammer ein, die zumindest einseitig von einem flächigen Filtermedium begrenzt wird. Des weiteren sind die Filterelemente (5) in eine Entleerungsstellung überführbar, in der benachbarte Filterelemente (5) einen Abstand zueinander aufweisen, der ein Entfernen des Filterkuchens aus der Filterkammer erlaubt. Um die Bauhöhe einer derartigen Filterpresse (1) zu reduzieren bzw. bei unveränderter Bauhöhe die Filterfläche zu vergrößern wird vorgeschlagen, daß die Filterelemente (5) in der Entleerungsstellung abwechselnd in entgegengesetzte Richtung zueinander geneigt sind, so daß der Abstand zwischen benachbarten Filterelementen (5) in Austragsrichtung des Filterkuchens zunimmt.

Description

Filterpresse

Die Erfindung betrifft eine Filterpresse zur Filtration von Suspensionen, mit einem Paket von plattenförmigen Filterelementen, die in einer Filtrationsstellung in paralleler horizontaler Anordnung dichtend gegeneinander pressbar sind und dabei jeweils paarweise eine Filterkammer einschließen, die zumindest einseitig von einem flächigen Filtermedium begrenzt wird, wobei die Filterelemente in eine Entleerungsstellung überführbar sind, in der benachbarte Filterelemente einen Abstand zueinander aufweisen, der ein Entfernen des Filterkuchens aus den Filterkammern erlaubt.

Derartige Filterpressen sind als sogenannte Pressfilterautomaten allgemein bekannt. So ist in der DE-OS 19 61 061 beispielsweise eine Hängevorrichtung für liegende Filterplatten beschrieben, die in einer stehenden Filterpresse horizontal übereinander angeordnet sind. Zum Öffnen werden die Filterplatten in senkrechter Richtung nach oben bzw. und/oder nach unten bewegt, um sämtliche Füterplatten nacheinander auf einen gleichen Abstand zueinander zu bringen. Das Filtermedium ist als endloses, im Zickzack durch das Plattenpaket geführtes Filterband ausgeführt, auf dem sich am Ende des Filtrationsvorgangs der Filterkuchen angesammelt hat. In Folge einer Vorschubbewegung des Filterbandes wird der an dem Filtertuch haftende Filterkuchen aus benachbarten Filterkammern jeweils in entgegengesetzte Richtung ausgetragen. Die Kopplung benachbarter Filterplatten erfolgt bei der vorbekannten Filterpresse mit Hilfe von hakenförmigen Verbindungslaschen, die an seitlich über die Filterplatten vorstehenden Tragzapfen gelagert sind und mit dem Tragzapfen der jeweils darunter angeordneten Filterplatte in Eingriff bringbar sind.

Auch wenn sich derartige Filterpressen seit vielen Jahren recht gut bewährt haben, ist ein gewisser Nachteil darin zu sehen, daß der Platzbedarf, der beim Überführen des Plattenpakets in die Entleerungsstellung erforderlich ist, vergleichsweise groß ist, was insbesondere bei einer großen Anzahl von Filterplatten, d. h. auch einer großen Summe der einzelnen Entleerungsabstände zutrifft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterpresse zur Filtration von Suspensionen vorzuschlagen, bei der der im Entleerungszustand des Filterplattenpakets erforderliche Raumbedarf reduziert wird bzw. bei der bei gleichem Raumbedarf eine größere Filterfläche zur Verfügung steht. Ausgehend von einer Filterpresse der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filterelemente in der Entleerungsstellung abwechselnd in entgegengesetzte Richtung zueinander geneigt sind, so daß der Abstand zwischen benachbarten Filterelementen in Austragsrichtung des Filterkuchens zunimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Filterpresse wird auf diese Weise der Raumbedarf in der

Entleerungsstellung nicht unbeträchtlich gesenkt, da der Abstand benachbarter Filterelemente auf der Seite, auf der das Filtermedium in den Raum zwischen den Filterplatten eintritt, wesentlich geringer als der zum Austrag des Filterkuchens einer bestimmten Dicke erforderliche Abstand auf der gegenüberliegenden Seite der Filterplatte ist, auf der der Filterkuchen in der Regel mit Hilfe des dort aus der Kammer heraus bewegten Filtermediums ausgetragen wird. Da die Filterelemente abwechselnd eine entgegengesetzte Neigung zueinander aufweisen, erhält das Filterplattenpaket auch in Entleerungsstellung eine insgesamt quaderförmige, das heißt vertikale Stapelung. Insbesondere bei Filterpressen mit einer großen Anzahl von Filterplatten kann die in Entleerungsstellung erforderliche Bauhöhe reduziert werden bzw. bei einer Beibehaltung einer gegebenen maximal möglichen Bauhöhe läßt sich die Zahl der unterzubringenden Filterplatten und damit die nutzbare Filterfläche erhöhen.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Filterpresse wird vorgeschlagen, daß der Abstand zwischen den Filterelementen an der dem Austritt des Filterkuchens abgewandten Seite gerade so groß ist, daß das Filtermedium durch den entstehenden Spalt bewegbar ist. Hierdurch wird die erforderliche Bauhöhe weiter reduziert, wobei der Spalt in seiner Höhe gerade so bemessen sein sollte, daß ein Verschleiß des Filtertuchs durch unnötigen Kontakt mit den Filterelementen vermieden wird. Ein für die Praxis geeigneter Wert beträgt ca. 5 mm.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Filterelemente jeweils aus einer Filterplatte und einem diese umgebenden und Umlenkeinrichtungen für das bahnförmige Filtermedium tragenden Rahmen zusammengesetzt sind, wobei die Filterplatten mit Spiel derart in dem Rahmen gelagert sind, daß unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen der Filterplatte und dem Rahmen kompensierbar sind. In diesem Fall lassen sich die Filterplatten und der Rahmen aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten herstellen. Vorzugsweise ist der als Rahmen das für die

Festigkeit der Filterplattenanordnung sowie die Genauigkeit der Führung des Filtermediums verantwortliche Bauteil aus Stahl und die Filterplatte aus Gewichtsgründen aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen, hergestellt. Die Kopplung der Filterelemente erfolgt in diesem Fall über die Kopplung der Rahmen miteinander, wohingegen die Filterplatten über geeignete Verbindungsglieder innerhalb des Rahmens gelagert sind.

Eine bevorzugte Möglichkeit der Kopplung der Filterelemente miteinander ist darin zu sehen, daß benachbarte Filterelemente über Verbindungslaschen miteinander gekoppelt sind, wobei die Verbmdungslaschen auf der dem Austritt des Filtertuchs abgewandten Seite mit jeweils einer Nut versehen sind, deren Länge den Durchmesser eines von der Nut aufgenommenen Bolzens eines benachbarten Filterelements nur geringfügig übersteigt. Diese auf Zugkraft belasteten Kopplungselemente in Form von Verbindungslaschen ermöglichen es, den Abstand der Filterplatten an unterschiedlichen Stellen auf einfache Weise unterschiedlich groß zu wählen. Auch ist bei einer derartigen Ausgestaltung der Aufwand zur Umkonstruktion bekannter Filterpressen mit einer stets parallelen Ausrichtung der Filterelemente zueinander besonders gering.

Um auch bei Filterelementen mit einer großen Erstreckung in Transportrichtung des Filtermediums eine hinreichend sichere Abstützung im Entleerungszustand zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß entlang der Länge jedes Filterelements drei oder mehr

Verbindungslaschen in vorzugsweise etwa gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, die jeweils mit den Verbindungslaschen der benachbarten Filterelemente in vertikalen Reihen angeordnet sind, wobei jeder an einem Filterelement befestigte Bolzen zum einen in eine Nut einer Verbindungslasche, die an dem darüber angeordneten Filterelement gelagert ist, eingreift, und zum anderen einen Lagerzapfen für die Verbindungslasche zur Ankopplung des darunter angeordneten Filterelements bildet.

Eine geschuppte, d.h. geneigt überlappende, Anordnung der übereinander angeordneten Verbindungslaschen läßt sich vermeiden, indem die Verbindungslaschen einer Reihe abwechselnd in zwei parallel zur Austragungsrichtung des Filterkuchens verlaufenden vertikalen Ebenen angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Filterpresse, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt eine Seitenansicht einer Filterpresse in Form eines sogenannten Pressfilterautomaten, bei dem fünf obere Filterelemente in der Entleerungsstellung gezeigt sind, wohingegen sich fünf darunter angeordnete Filterelemente in der Schließstellung befinden. Die nur ausschnittsweise in schematischer Darstellung gezeigte Filterpresse 1 weist ein Pressengestell 2 auf, das aus vier vertikal angeordneten Stutzen 3 (die zwei hinteren Stutzen 3 sind nicht sichtbar) und zwei horizontal verlaufenden Längsträgern 4 (der hintere Längsträger 4 ist ebenfalls nicht sichtbar) sowie ebenfalls nicht sichtbaren, senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden Querträgern besteht. Innerhalb dieses auf entsprechenden Fundamenten gelagerten Gestells 2 befindet sich ein Paket aus einer Vielzahl von übereinander angeordneten plattenförmigen Filterelementen 5. Die Filterelemente 5 bestehen jeweils aus einem rechteckförmigen umlaufenden Rahmen 6, von dem jeweils nur eine Längsseite sichtbar ist, und einer darin angeordneten Filterplatte 7, von der jeweils nur der untere Randstreifen, der in vertikale Richtung über den Rahmen 6 vorsteht, sichtbar ist.

In einer Filtrationsstellung sind sämtliche Filterelemente 5 mit Hilfe einer nicht dargestellten, sich am unteren Ende des Filterplattenpakets befindlichen hydraulischen Schließeinrichtung gegeneinander gepreßt, so daß die zwischen benachbarten Filterplatten befindlichen Filterkammern abgedichtet sind und der Filtrationsvorgang darin ablaufen kann. Zu diesem Zweck wird unter Druck stehende Suspension über nicht dargestellte Zuführleitungen in die Filterkammern eingeleitet. Unter Abscheidung der sich in der Suspension befindlichen Partikel tritt die Flüssigkeit, das sogenannte Filtrat, durch das Filtermedium hindurch und verläßt die Filterpresse 1 über ebenfalls nicht näher dargestellte Filtratsammelleitungen. Sobald sich eine entsprechende Menge an Feststoffen abgeschieden hat und einen Filterkuchen gebildet hat, wird das Plattenpaket durch Zurückfahren der hydraulischen Schließeinrichtung entlastet.

Das obere Filterelement 5' ist gestellfest gelagert, wohingegen die weiteren Filterelemente 5 - im vorliegenden Fall an den umlaufenden Rahmen 6 -über Verbindungslaschen 8, 9, 10 und 11 miteinander gekoppelt sind. Während die Verbindungslaschen 8 eine Nut 12 besitzen, die lediglich geringfügig länger ist als der Durchmesser eines Bolzens 16, der an den jeweils darunter angeordneten Rahmen 6 befestigt ist, weist die Nut 14 in der Verbindungslasche 10 eine derartige Länge auf, daß im Bereich der Verbindungslasche 10 ein derartiger Abstand 17 zwischen zwei benachbarten Filterelementen 5 auftritt, daß durch den sich ergebenden Spalt der Filterkuchen zusammen mit dem nicht dargestellten, über Umlenkwalzen geführten Filtertuch, aus-tragbar ist.

Bei der dargestellten Filterpresse 1 weisen somit benachbarte Filterelemente 5 in der Entleerungsstellung abwechselnd eine entgegengesetzte Neigung auf, so daß keilförmige Zwischenräume zwischen den Filterplatten 6 entstehen, die auf der Seite der Verbindungslaschen 8 einen Minimalabstand zur möglichst reibungsfreien Durchführung des Filtertuchs aufweisen und auf der dem Kuchenaustrag gegenüberliegenden Seite einen hinreichend großen Abstand besitzen, der zumindest der Filterkuchendicke entspricht.

Die in einer mittleren Reihe II abwechselnd angeordneten Verbindungslaschen 9 und 11 weisen Nuten 13 und 15 auf, die so bemessen sind, daß sie eine zusätzliche Abstützung der Filterelemente 5 im Mittelbereich bewirken. In den jeweils randseitig angeordneten Reihen I und III wechseln sich jeweils die Verbindungslaschen 8 und 10 ab, so daß - in Anpassung an den zickzackförmigen Verlauf des Filtertuchs - der Abstand zwischen benachbarten Filterelementen 5 jeweils unterschiedlich groß ist.

In sämtlichen Reihen I, II und III sind die Verbindungslaschen 8 und 10 bzw. 9 und 11 in zwei parallel zu einander verlaufenden versetzten Ebenen angeordnet. In der Reihe I befinden sich die Verbindungslaschen 10 in einer vorderen und die Verbindungslaschen 8 in einer hinteren Ebene. Bei der Reihe III sind die Verhältnisse genau anders herum. In der mittleren Reihe II liegen die Verbindungslaschen 11 in einer vorderen und die Verbindungslaschen 9 in einer hinteren Ebene.

Claims

Patentansprüche:

1. Filterpresse (1) zur Filtration von Suspensionen mit einem Paket von plattenf orangen Filterelementen (5), die in einer Filtrationsstellung in paralleler horizontaler Anordnung dichtend gegeneinander pressbar sind und dabei jeweils paarweise eine Filterkammer einschließen, die zumindest einseitig von einem flächigen Filtermedium begrenzt wird, wobei die Filterelemente (5) in eine Entleerungsstellung überführbar sind, in der benachbarte Filterelemente (5) einen Abstand zueinander aufweisen, der eine Entfernung des Filterkuchens aus den Filterkammern erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (5) in der Entleerungsstellung abwechselnd in entgegengesetzte

Richtung zueinander geneigt sind, so daß der Abstand zwischen benachbarten Filterelementen (5) in Austragsrichtung des Filterkuchens zunimmt.

2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Filterelementen (5) an der dem Austritt des Filterkuchens abgewandten Seite gerade so groß ist, daß das Filtermedium durch den entsprechenden Spalt bewegbar ist.

3. Filterpresse nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (5) jeweils aus einer Filterplatte (7) und einem diese umgebenden und die Umlenkeinrichtungen (18) für das bahnförmige Filtermedium tragenden Rahmen (6) zusammengesetzt sind, wobei die Filterplatte (7) mit Spiel derart in dem Rahmen (6) gelagert ist, daß unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen der Filterplatte (7) und dem Rahmen (6) kompensierbar sind.

4. Filterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Filterelemente (5) über Verbindungslaschen (8, 9, 10, 11) miteinander gekoppelt sind, wobei die Verbindungslaschen (8) auf der dem Austritt des Filterkuchens abgewandten Seite der Filterelemente (5) mit jeweils einer Nut (12) versehen sind, deren Länge den Durchmesser eines von der Nut aufgenommenen Bolzens (16) eines benachbarten Filterelements (5) nur geringfügig übersteigt.

5. Filterpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Länge jedes Filterelements (5) drei oder mehr Verbindungslaschen (8, 9, 10, 11) in vorzugsweise etwa gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, die jeweils mit den Verbindungslaschen (8, 9, 10, 11) der benachbarten Filterelemente (5) in vertikalen Reihen (I, II, III) angeordnet sind, wobei jeder an einem Filterelement (5) befestigte Bolzen (16) zum einen in eine Nut (12, 13, 14, 15) einer Verbindungslasche (8, 9, 10, 11), die an dem darüber angeordneten Filterelement (5) gelagert ist, eingreift, und zum anderen einen Lagerzapfen für die Verbindungslaschen (8, 9, 10, 11) zur Ankopplung des darunter angeordneten Filterelements (5) bildet.

6. Filterelement nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslaschen (8, 9, 10, 11) einer Reihe (I, II, III) abwechselnd in zwei parallel zu der Austragsrichtung des Filterkuchens verlaufenden vertikalen Ebenen angeordnet sind.