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Vorrichtung zur Abnahme des Filterkuchens von Drehfiltern aller Art.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Abnahme des Filterkuchens von Drehfiltern, bei der ein in dünner Schicht auf dem Filtertuch liegender Kuchen durch eine mit bereits gefiltertem
Gut belegte Walze abgehoben wird, die an der Abnahmestelle auf dem Filter abrollt.
Es ist bekannt, dass der durch Filterung gewonnene Kuchen vieler Stoffe plastisch ist und dass die einzelnen Teilchen dieser Stoffe zueinander ein grösseres Haftvermögen haben als zu dem Filtertuch.
Zur Ausnutzung dieser Eigenschaft für die Abnahme von Filterkuchen von Drehfiltern sind bereits über Walzen laufende Bänder bekannt, die derart als Materialträger dienen, dass Filterkuchen in ihre Oberfläche eingebettet ist. Durch diese Bänder wird der auf ihnen schon haftende Stoff mit dem neuen vom Drehfilter abzuhebenden Filterkuchen in Berührung gebracht.
Weiter sind auch Abnahmewalzen mit rauher Oberfläche bekannte mit denen der Filterkuchen vom Filter abgenommen werden soll, von denen er dann durch Schaber entfernt wird, oder auch hohle Abnahmewalzen mit durchbrochenem Mantel, deren in Zellen eingeteiltes Innere unter Vakuum steht und deren Mantel mit einem Tuch überspannt ist. Von diesen wird der abgenommene auf dem Tuch befindliche Kuchen abgestrichen oder durch Überdruck von innen nach aussen abgeblasen.
Abnahmebänder, die von dem Filterkuchen in ihrer ganzen Stärke durchsetzt sind, müssen über nicht klebende, z. B. dampfbeheizte Walzen geführt werden. Dadurch erhärtet der in dem Band eingebettete Kuchen, so dass sein Haftvermögen aufhört.
Auch bei den Abnahmebändern, ie nur einseitig mit Vertiefungen zur Aufnahme des Filterkuchens versehen sind, verliert das in den Vertiefungen eingebettete Gut allmählich die Eigenschaft, weiteren Kuchen durch Anhaften abzuheben, da es sich nicht erneuern kann. Ausserdem bildet der Stoff bei diesen Einrichtungen auch nur einen Teil der Oberfläche, nämlich soweit er in den Vertiefungen liegt, der andere Teil der Oberfläche wird von Erhebungen oder Teilen des Bandes gebildet, die nicht mit Stoff belegt sind, also auch keinen Kuchen abheben können. Diese bekannten Bänder haben zudem nur einen geringen Achsenabstand und eine grosse Breite, sie lassen sich schwer führen und sind auch in der Herstellung teuer.
Die bekannten Walzen mit rauher Oberfläche haben zum Filterkuchen ein geringeres Haftvermögen als die Teilchen des Stoffes zueinander, und es ist deshalb praktisch nicht durchführbar, die obere Schicht des vom Filter auf die Walzen übertragenen Stoffes durch einen Schaber abzuheben und einen andern Teil auf der Walze zu lassen.
Von diesen bekannten Einrichtungen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand grundsätzlich dadurch, dass der vom Filter abzuhebende Filterkuchen mit sich laufend erneuerndem Stoff in Berührung gebracht wird, so dass das Anhaften des abrollenden Stoffes bei der Berührung mit dem Filterkuchen an der Abnahmestelle auch bei Dauerbetrieb unverändert erhalten bleibt.
Die Verwirklichung dieses Gedankens kann in verschiedener Weise erreicht werden.
Als Grundform dient die in den Fig. 1 und 2 schematisch gezeichnete Vorrichtung, die ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes für Saugzellentrommeldrehfilter darstellt. Die Fig. 1 zeigt ein solches Filter mit Abnahmewalze in Seitenansicht, Fig. 2 in Vorderansicht, wobei die Abnahmewalze im Schnitt dargestellt ist.
Die Filtertrommel 1 taucht in den Trog 2, aus dem der zu entwässernde Schlamm auf die Trommeloberfläche aufgesaugt und auf der. oberen Hälfte so weit entwässert wird, dass er plastisch wird. An dem
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in der Drehrichtung der Trommel absteigenden Teil befindet sich die Abnahmewalze 3, die etwa durch einen Kettenantrieb mit zur Trommel übereinstimmender Umfangsgeschwindigkeit gedreht oder aber auch nur von der Trommel durch Haftreibung mitgenommen wird. Die Walze 3 ist hohl und ihr Mantel mit Durchbrechungen versehen, z. B. gelocht.
Während des Betriebes bildet sich auf der Walze in bekannter Weise eine Kuchenschicht, deren Stärke von dem Abstand bzw. von dem Auflagedruck der Walze gegen die Trommel abhängt, die etwa durch Federn 5, Gewichte 6, Druckschrauben 7 od. dgl. eingeregelt bzw. begrenzt werden können. Ein Teil des Kuchens wird hiebei in die Durchbrechungen hineingedrückt.
Diese Arbeitsweise hat gegenüber den bekannten Abnahmewalzen mit rauher Oberfläche, z. B. mit Vertiefungen, àén Vorteil, dass der Kuchen in die Durchbrechungen des Mantels eindringen kann, ohne einen Widerstand durch Luftpolster zu finden.
Die auf der Walze befindliche Kuchenschicht wird auf 'der Walze nicht nur durch das gegenseitige Haftvermögen zwischen Walze und Kuchen, sondern auch dadurch festgehalten, dass der erneut abgenommene Kuchen in das Innere der Walze eintritt und dort auf der Innenseite-der Walze eine Kuchenschicht bildet.
Der fortlaufend in das Innere der Walze eindringende Kuchen wird schliesslich durch eine Räum- vorrichtung, z. B. die Schaufelwelle 8, so weit abgestrichen und aus der Walze entfernt, dass eine bestimmte
Kuchenstärke auf der Innenseite des Mantels erhalten bleibt. Der abgestrichen Kuchen wird hiezu durch die Schaufeln nach einer oder beiden Seiten der Walze und durch die Löcher 9 ins Freie gefördert. Die Fördergeschwindigkeit der Masse innerhalb der Walze kann hiebei grösser sein als die Durchtrittsgeschwin- digkeit in den Durchbrechungen der Walze, damit der Kuchen nicht wieder nach aussen gedrückt wird.
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auch andere Räumvorrichtungen, z. B. Stossstangen, mit Kratzern zum Entfernen der Kuchenmasse aus dem Innern der Abnahmewalze dienen.
Eine besonders zweckmässige und einfache Räumvorrichtung ist in den Fig. 3 und 4 in Seitenansicht und im Längsschnitt durch die Abnahmewalze und einen Teil des Filters dargestellt.
Um die gelochte Abnahmewalze 3 hat sich die vom Filter 1 abgehobene Kuchenschicht 10 gelegt.
Nach Erzeugung dieser Schicht muss der weiter abgenommene Kuchen an der Berührungsstelle zwischen Walze und Trommel in das Innere der Walze hindurchtreten und bildet dort die Kuchenschicht 11. Etwa im oberen Scheitel der Hohlwalze ist in geringem Abstand vom Mantel ein Draht 12 gespannt, der die Umdrehungen der Walze nicht mitmacht. Die Walze ist daher beiderseits offen. Der Draht teilt die Kuchenschicht, das abgeteilte Gut fällt zum Teil ab, zum Teil hängt es als Fladen vom Draht nach unten, bis es unten die sich drehende Kuchenschicht wieder erreicht und sich infolge der Drehbewegung zu einer Wurst 13 aufrollt, die sich nach den Seiten streckt und schliesslich aus der Walze ins Freie fällt.
Zur Unterstützung dieser Förderung des Kuchens nach einer Seite kann man Filter und Walze geringfügig neigen. Einfacher ist die Lösung, den als Abstreicher wirkenden Draht derart zu neigen, dass sein Abstand vom Walzenmantel an der Austragsöffnung am kleinsten ist. Diese Bauart ist in der Fig. 4 gezeigt, in der die Neigung des Drahtes je nach Art und Menge des Kuchens dadurch geändert werden kann, dass der Draht beispielsweise an einer Seite in einem Langloch verschiebbar befestigt wird.
Der Kuchen 11 erhält dadurch kegelige Gestalt, und die Kuchenwurst rollt beschleunigt aus der Walze.
Um die Schneidefähigkeit des Drahtes zu erhöhen, kann es zweckmässig sein, ihn in der Spannrichtung in Schwingungen zu versetzen.
In manchen Fällen kann man auf eine besondere Räum-oder Austragsvorrichtung aber auch vollständig verzichten, da mancher Kuchen sich bei Nachdringen weiterer Kuchenmasse in das Innere der Walze dort von selbst ablöst und zu einer Wurst formt.
Die beschriebenen Abnahmevorrichtungen eignen sich in gleicher Weise für Saug-oder Druckfilter, für Trommel-, Plan-oder Scheibenfilter. Bei den letzteren ist die Abnahmewalze naturgemäss ein kegelstumpfförmiger Körper, dessen Spitze im Drehpunkt der Scheibe liegt. Die Austragung des Kuchens aus den Scheibenfiltern kann dadurch noch erleichtert werden, dass die Achse der Hohlwalze von der Spitze des Kegelstumpfes aus zur Waagerechten schwach geneigt liegt. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art für Scheibenfilter ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt, in denen die Neigung der Hohlwalzenachse 14 zu erkennen ist. Die übrigen Bezeichnungen entsprechen denen der Fig. l bis 4.
Um die Haftfähigkeit der Kuchenschicht auf der Walzenoberfläche zu erhöhen, können die Durchbrechungen des Walzenmantels unterschnitten sein. Eine derartige Oberfläche kann sehr billig durch ein um die Walze gelegtes Gewebe oder auch um die Walze gewickelte Schnüre oder Drähte hergestellt werden. Sowohl die Oberfläche der Walze als auch die Auflage kann aus beliebigem Werkstoff, je nach der Anforderung, die der Filterkuchen stellt, angefertigt sein. Bei dieser Bauart braucht die Walze selbst nicht mehr mit Durchbrechungen versehen sein, da diese durch das Gewebe od. dgl. gebildet werden.
Zur Entfernung des Kuchens von der Abnahmewalze, aus. den Vertiefungen und aus dem Raum zwischen Gewebe und der ungelochten Tragwalze sieht die Erfindung dann eine Gegenwalze vor, die ihn abquetscht, so dass stets die bestimmte für die Haftwirkung erforderliche Kuchenstärke auf der Abnahmewalze gewährleistet ist und auch der Kuchen sich in den Vertiefungen laufend erneuert. Dabei muss die Gegenwalze so eingerichtet sein, dass der Kuchen nicht kleben bleibt, was sehr einfach durch Beheizung, durch Befeuchtung oder durch einen besonderen Überzug zu erreichen ist.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen eine beispielsweise Ausführungsform hiefür im Quer-und Längsschnitt.
Der Filterkuchen 15 wird von der Filtertromml durch die Abnahmewalze 16 abgenommen. Der Mantel der Walze 16 ist in dieser Zeichnung mit einem Drahtgeflecht 17 überzogen, so dass sich der Filterkuchen in und unter den Maschen festsetzen kann.
Die Gegenwalze 18, die für Beheizung eingerichtet ist, arbeitet im bestimmten Abstand parallel zur Walze 16, so dass für den Kuchen 19 nur ein Durchtrittsspalt verbleibt, der gleich der gewünschten, dauernd auf der Oberfläche der Walze 16 vorhandenen Kuchenschicht ist. Der übrige Kuchen fällt bei 20 unterhalb des Spalts ab.
Abnahmewalze 16 und Gegenwalze 18 können angetrieben werden. Der Antrieb erfolgt durch das Kettenrad 21 und durch die Zahnräder 22 und 23.
Der Zweck der Gegenwalze ist jedoch nicht nur derjenige einer Räumvorrichtung. Es wurde schon beschrieben, dass bei den bisher geschilderten Abnahmewalzen der von der Filterfläche abge- nommenekuchen keilförmig zwischen Filterfläche und Abnahmewalze hineingezogen wird und dabei einen Teil in das Innere der Abnahmewalze verdrängt.
Bei verschiedenen Filterkuchenarten wird hiebei der Druck auf das Filtertuch an der Berührungsstelle zwischen Filter und Walze sehr gross, so dass starke Filtertücher erforderlich sind, die aber dazu neigen, sich zu verstopfen. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es deshalb von Vorteil, wenn die Verschiebung des Kuchens durch die Löcher des Mantels in das Innere der hohlen Abnahmewalze nicht durch die Filterfläche, z. B. Filtertrommel, sondern durch die als Presswalze ausgebildete Gegenwalze vorgenommen wird, die auf der Abnahmewalze abrollt.
Auch mit dieser Vorrichtung wird erreicht, dass die Abnahmewalze ständig mit einer gleichmässigen Kuchenschicht bedeckt ist. Der Druck der Presswalze gegen die Filtertrommel ist dann nur so gross zu bemessen, dass der abzuhebende Kuchen an dem Kuchen auf der Abnahmewalze haften bleibt.
Die Wirkung ist aber nur zu erreichen, wenn die Filtertrommel vollkommen zylindrisch ist. Bei vielen Filtertrommel ist das nicht der Fall, z. B. wenn der Mantel der Filtertrommel aus Holz oder Blech hergestellt ist und nicht abgedreht werden kann. Der Mantel hat dann Einbuchtungen und Erhebungen.
Die Abnahmewalze mit der auf ihr befindlichen Kuchenschicht muss dann immer noch so stark gegen die Filtertrommel gepresst werden, dass die Kuchenschicht auf der Abnahmewalze den Kuchen auf der Filtertrommel auch an den Einbuchtungen berührt. Anderseits wird eine Kuchenansammlung und damit Verschiebung immer an den Stellen eintreten, an denen die Filtertrommel Erhebungen aufweist.
Um auch diesem Umstand Rechnung zu tragen, wird die Filterkuchenoberfläche auf der Abnahmewalze mit Einschnitten oder Erhebungen versehen, die zur Übertragung des Filterkuchens von der Filtertrommel auf die Abnahmewalze genügen. Hiedurch wird eine Kuchenansammlung zwischen der Filtertrommel und der Abnahmewalze trotz der Unebenheit des Filtertrommelmantels vermieden. Dort, wo die Filtertrommel Erhebungen hat, drücken sich die Erhebungen des Kuchens in die Einschnitte desselben, so dass sich kein Kuchenwulst bilden kann. Dadurch wird der unzulässige Druck auf das Filtertuch vermindert, es können mithin dünne Filtertücher verwendet werden, die sich nicht verstopfen.
Die Erhebungen auf der Kuchenschicht der Abnahmewalze können auf verschiedene Weise hergestellt werden, entweder wird die auf der Abnahmewalze abrollende Presswalze mit Erhebungen oder Vertiefungen versehen, durch die das Gegenbild in dem Kuchen auf der Abnahmewalze hergestellt wird, oder die Presswalze ist glatt und drückt den Kuchen in das Innere der Abnahmewalze, aus dem er durch eine zweite an Stelle einer Fördervorrichtung im Innern angeordnete Presswalze derart herausgepresst wird, dass sich warzenartige Kuchenstränge an der Oberfläche der Abnahmewalze bilden.
Die Fig 9 bis 12 bringen hiefür zwei Ausführungsbeispiele.
Die Fig. 9 und 10 zeigen je einen Quer-und Längsschnitt durch die Filtertrommel J mit dem Kuchen 15, die hohle Abnahmewalze 3, deren Mantel mit Durchtrittsöffnungen versehen ist, auf der die Presswalze 18 im Abstand der Kuchenstärke abrollt. Die Oberfläche der Walze 18 ist glatt oder hat Erhebungen, z. B. in Gestalt von Rillen 24. Die Abnahmewalze 3 und die Presswalze 18 oder nur eine von ihnen sind wieder derart angetrieben, dass ihre Umfangsgeschwindigkeit annähernd gleich der der Filtertrommel ist. Die mittels der Presswalze 18 durch die Löcher in die Hohlwalze 3 gepresste Kuchenmasse tritt seitlich aus der Abnahmewalze 3 aus.
Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigen die Fig. 11 und 12 ebenfalls im Schnitt. Hier ist ausser der Presswalze 18 im Innern der Abnahmewalze 3 noch eine zweite Presswalze 25 exzentrisch nach der Filtertrommel1 zu gelagert. Der sichelförmige Hohlraum zwischen den Walzen 3 und 25 wird durch die Pressung der Walze 18 mit Filterkuchen gefüllt. Bei der Drehung der Walze 3
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heben. Der abgehobene Filterkuchen sammelt sich schliesslich an der Berührungsstelle 28 der Walzen 3 und 18 an und fällt dort ab.
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Der Antrieb der Walze 3 erfolgt beispielsweise von einem Vorgelege mittels Ketten auf das Kettenrad 29, die Walze 25 wird von der Walze 3 durch einen Zapfen 30 mitgenommen, der in einem länglichen Schlitz 31 in der Stirnwand der Innenwalze 3 eingreift. Die Walze 18 wird von der Walze 3 mittels Zahnrädern 32 angetrieben.
Die Wirkungsweise der letzten Vorrichtung ist etwa folgende : Angenommen, der Querschnitt der Löcher im Mantel der Walze 3 beträgt 40% der gesamten Walzenfläche und die warzenartigen Erhebungen haben eine Höhe von 10 mm, die Kuchenstärke auf der Filtertrommel sei 0'5 mm. Die Innenwalze habe an der Kuchenabnahmestelle 2"1 einen Abstand von 2 mm und an der gegenüberliegenden Pressstelle 28 einen Abstand von 6 mm von dem Innenmantel der Hohlwalze 3. Während des Betriebes wird die Abnahmewalze mit einem solchen Druck gegen die Filtertrommel gepresst, dass die warzenartigen Erhebungen auf 4 mm zusammengedrfickt werden, dann bilden sie eine in sich geschlossene konzentrische Kuchenschicht, auf welcher der neuabgenommene Filterkuchen von 0'5 mm haftet.
Die konzentrische Schicht ist also 4'5 mm stark. An der Pressstelle 28 zwischen der Hohlwalze 3 und der Presswalze 18 wird so viel Kuchenmasse in das Innere der Hohlwalze gepresst, wie Raum im Innern der Hohlwalze vorhanden ist, d. h. 6-2 =4mm der Aussenschicht können eintreten, für die hinzugekommene 0'5 nun Kuchenschicht ist kein Raum vorhanden. Diese Menge muss sich daher an der Pressstelle 28 aussen ansammeln, bis sie in grösseren Klumpen abfällt.
Im Betrieb wird nun die Hohlwalze nicht so weit an die Filtertrommel herangedrückt, dass sich wieder eine in sich geschlossene konzentrische Kuchenschicht bildet, sondern man berücksichtigt, dass die FiItertrommel nicht vollkommen zylindrisch ist, so dass nur an den Stellen, wo Ausbuchtungen der Filtertrommel vorhanden sind, die Kuchenwarzen vollständig zusammengedrückt werden. Dadurch wird vermieden, dass sich eine Kuchenwulst an der Abnahmestelle bildet. Die warzenartigen Erhebungen bilden aber nur etwa die Hälfte der Walzenoberfläche, mit welcher der abzuhebende Kuchen auf der Filtertrommel in Berührung kommt, so dass bei sehr dünner Kuchenschicht auf der Filtertrommel 1 die Gefahr besteht, dass diese Schicht nicht restlos abgenommen wird.
Um dem entgegenzuwirken, wird die Vorrichtung nach Fig. 11 und 12 gemäss dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel, das einen Teil der Filtertrommel 1 an der Abnahmestelle mit der Abnahmewalze und den Gegendruckwalzen 18 und 25 im senkrechten Schnitt zur Trommelachse darstellt, derart geändert, dass die innere Presswalze 23 exzentrisch nach der Aussenpresswalze-M hin gelagert ist. Hiedurch wird in Verbindung mit der entsprechend der Abnahmesehichtdicke auf der Walze 3 in Abstand von dieser angeordneten Aussenpresswalze 18 ununterbrochen eine zusammenhängende Abnahmeschicht auf der Walze 3 gebildet. Diese Kuchenschicht ist mit den Kuchenteilen in den Durchtrittsöffnungen der Walze 3 innig verbunden.
Auch diese Durchtrittsöffnungen sind in ihrem Durchmesser, ihrer Tiefe und Anzahl derart gewählt, dass sie dem Durchtritt des Kuchens nur wenig Widerstand bieten, der aber dennoch so gross sein muss, dass die in den Durchtrittsöffnungen sitzende Kuchenmasse nicht durch das An- haften an der Oberfläche der Innenwalze 25 aus den Durchtrittsoffnungen herausgezogen wird. Gegebenenfalls kann auch diese innere Walze ebenso wie die äussere Walze 18 zur Verminderung des Haftvermögens beheizt werden.
Bei dem Erfindungsgegenstand ist jetzt zwischen den Walzen 3 und 25 an der Abnahmestelle des Kuchens von der Filtertrommel j ! ein Hohlraum 33 geschaffen, nach welchem der Kuchen ausweichen kann, wenn die Filtertrommel unrund ist, oder Ein-und Ausbuchtungen aufweist, so dass eine Kuchenansammlung zwischen der Trommel 1 und der Walze 3 nicht stattfinden kann. Dadurch wird die Beanspruchung des Filtertuches auf ein Mindestmass verringert. Die Gegenwalze-M braucht nicht unbedingt diametral gegenüber der Abnahmestelle gelagert zu sein. Die Lage entspricht dann den Anforderungen, wenn an der Abnahmestelle der Hohlraum 33 vorhanden ist.
Mit dieser Vorrichtung wird eine sich stets gleichbleibende hohe Leistung erreicht, die in erster Linie durch die Verwendung dünner Filtertücher und die Abnahme des Filterkuchens von der Trommel in möglichst dünner Schicht verbürgt ist.
Je nach Art und Zusammensetzung des Filterkuchens und je nachdem, ob die Filtertrommel mehr oder weniger unrund ist, ist es erforderlich, die Kuchenstärke auf der Walze 3 mittels der Aussenpresswalze 18 einzustellen. Hiedurch ist es auch möglich, die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 3 in geringen Grenzen zu verändern und mit der Umfangsgeschwindigkeit der Filtertrommel in Einklang zu bringen, ohne dass der Antrieb geändert werden muss.
Vorstehende Einrichtung ist auch für Siebtrommeln zum Entwässern von Papier-und Holzschliff- wässern oder-brei zu verwenden. Bei diesen Drehfiltern wurde die feine Filtersiebbespannung durch die harten mit Filz überzogenen Abnahmewalzen bisher sehr leicht zerstört. Durch die Verwendung des Erfindungsgegenstandes für solche Trommelfilter wird dieser Übelstand nunmehr beseitigt.
Die gleichmässige Kuchenabnahme auch von unrunden od. dgl. Filterflächen kann nun insbesondere bei Trommelfiltern bis zu 5 m Breite noch dadurch unterstützt werden, dass die Abnahmewalze in ihrer Achsenausdehnung aus mehreren Teilen hergestellt ist, die nebeneinander auf dem Filter abrollen und derart gelagert sind, dass sie sich den Unebenheiten der. Filterfläche in der Achsenrichtung anschmiegen. In den Fig. 14 und 15 besteht beispielsweise die Abnahmewalze aus sechs Einzelwalzen 34, die zwischen
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Dann entstehen auf der Oberfläche der Abnahmewalze, die wieder mit Schnüren, Bändern oder einem Sieb bespannt sein kann, Filterkuehenringe, die sich bei der Berührung mit der Filterfläche mehr oder weniger zusammendrücken je nach dem Auflagedruck und der Unebenheit der Filterfläche.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Abnahme des Filterkuchens von Drehfiltern aller Art durch die auf einer Abnahmewalze dauernd vorhandene Kuchenschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der hohl ausgebildeten Walze mit Durchtrittsöffnungen für den Kuchen versehen ist.
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Device for removing the filter cake from rotary filters of all kinds.
The invention relates to a device for removing the filter cake from rotary filters, in which a cake lying in a thin layer on the filter cloth is replaced by a cake that has already been filtered
Well-covered roller is lifted, which rolls off at the take-off point on the filter.
It is known that the cake of many substances obtained by filtering is plastic and that the individual particles of these substances have greater adhesion to one another than to the filter cloth.
In order to utilize this property for the removal of filter cakes from rotary filters, belts running over rollers are known which serve as material carriers in such a way that filter cakes are embedded in their surface. By means of these bands, the substance already adhering to them is brought into contact with the new filter cake to be lifted off the rotary filter.
Furthermore, take-off rollers with a rough surface are known with which the filter cake is to be removed from the filter, from which it is then removed by scrapers, or hollow take-off rollers with a perforated jacket whose interior is divided into cells is under vacuum and whose jacket is covered with a cloth is. From these, the removed cake on the cloth is wiped off or blown off from the inside to the outside by overpressure.
Removal tapes, which are penetrated by the filter cake in all their strength, must have non-sticky, z. B. steam-heated rollers are performed. This hardens the cake embedded in the tape, so that its adhesiveness ceases.
Even with the removal tapes, which are only provided with depressions on one side for receiving the filter cake, the material embedded in the depressions gradually loses the property of lifting further cakes by sticking, since they cannot be renewed. In addition, the fabric forms only part of the surface in these devices, namely as far as it lies in the depressions, the other part of the surface is formed by elevations or parts of the tape that are not covered with fabric, so also cannot lift a cake. These known tapes also have only a small axial distance and a large width, they are difficult to guide and are also expensive to produce.
The known rollers with a rough surface have a lower adhesion to the filter cake than the particles of the substance to each other, and it is therefore not practically feasible to lift off the upper layer of the substance transferred from the filter to the rollers by a scraper and to put another part on the roller to let.
The subject matter of the invention differs from these known devices fundamentally in that the filter cake to be lifted off the filter is brought into contact with continuously renewing substance, so that the adherence of the rolling substance remains unchanged when it comes into contact with the filter cake at the removal point, even during continuous operation.
The realization of this idea can be achieved in several ways.
The device shown schematically in FIGS. 1 and 2, which represents an embodiment of the subject matter of the invention for rotary suction cell drum filters, serves as the basic form. FIG. 1 shows such a filter with a take-off roller in a side view, FIG. 2 in a front view, the take-off roller being shown in section.
The filter drum 1 dips into the trough 2, from which the sludge to be dewatered is sucked onto the drum surface and on the. the upper half is drained so far that it becomes plastic. To the
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in the direction of rotation of the drum descending part is the take-off roller 3, which is rotated for example by a chain drive at a peripheral speed that corresponds to the drum, or it is only carried along by the drum by static friction. The roller 3 is hollow and its jacket is provided with openings, e.g. B. perforated.
During operation, a cake layer is formed on the roller in a known manner, the thickness of which depends on the distance or on the contact pressure of the roller against the drum, which is regulated or limited by springs 5, weights 6, pressure screws 7 or the like can be. Part of the cake is pressed into the perforations.
This mode of operation has compared to the known take-off rollers with a rough surface, z. B. with depressions, àén advantage that the cake can penetrate the openings in the jacket without encountering any resistance from air cushions.
The cake layer on the roller is not only held on the roller by the mutual adhesion between roller and cake, but also by the fact that the newly removed cake enters the inside of the roller and forms a cake layer there on the inside of the roller.
The cake, which continuously penetrates the inside of the roller, is finally cleaned by a clearing device, e.g. B. the blade shaft 8, so far scraped and removed from the roller that a certain
Cake starch is retained on the inside of the jacket. For this purpose, the scraped cake is conveyed through the blades to one or both sides of the roller and through the holes 9 into the open air. The speed at which the mass is conveyed inside the roller can be greater than the speed at which it passes through the openings in the roller, so that the cake is not pushed outwards again.
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also other clearing devices, e.g. B. bumpers, with scratches to remove the cake mass from the inside of the take-off roller.
A particularly useful and simple clearing device is shown in FIGS. 3 and 4 in side view and in longitudinal section through the take-off roller and part of the filter.
The cake layer 10 lifted off the filter 1 has placed itself around the perforated take-off roller 3.
After this layer has been created, the cake that has been removed must pass into the interior of the roller at the point of contact between the roller and the drum, where it forms the cake layer 11. Approximately in the upper apex of the hollow roller, a wire 12 is stretched at a small distance from the jacket, which rotates the Roller does not participate. The roller is therefore open on both sides. The wire divides the cake layer, some of the divided goods fall off, and some of it hangs down from the wire as a flatbread until it reaches the rotating cake layer again and, as a result of the rotating movement, rolls up to form a sausage 13 that turns to the sides stretches and finally falls out of the roller into the open.
The filter and roller can be tilted slightly to support this promotion of the cake to one side. A simpler solution is to incline the wire acting as a scraper in such a way that its distance from the roller shell at the discharge opening is the smallest. This type of construction is shown in FIG. 4, in which the inclination of the wire can be changed depending on the type and quantity of the cake in that the wire is slidably fastened, for example, on one side in an elongated hole.
The cake 11 is given a conical shape, and the cake sausage rolls accelerated from the roller.
In order to increase the cutting ability of the wire, it can be useful to make it vibrate in the tensioning direction.
In some cases, however, a special clearing or discharge device can also be completely dispensed with, since some cakes detach themselves there by themselves when further cake mass penetrates into the interior of the roller and forms a sausage.
The removal devices described are suitable in the same way for suction or pressure filters, for drum, plane or disc filters. In the case of the latter, the take-off roller is naturally a truncated cone-shaped body, the tip of which lies at the pivot point of the disk. The discharge of the cake from the disc filters can be made even easier by the fact that the axis of the hollow roller is slightly inclined to the horizontal from the tip of the truncated cone. An embodiment of this type for disc filters is shown in FIGS. 5 and 6, in which the inclination of the hollow roller axis 14 can be seen. The other designations correspond to those of FIGS. 1 to 4.
In order to increase the adhesion of the cake layer to the roll surface, the openings in the roll shell can be undercut. Such a surface can be produced very cheaply by a fabric placed around the roller or by cords or wires wound around the roller. Both the surface of the roller and the support can be made of any material, depending on the requirements of the filter cake. With this type of construction, the roller itself no longer needs to be provided with perforations, since these are formed by the fabric or the like.
For removing the cake from the take-off roller. the wells and from the space between the fabric and the unperforated support roller, the invention then provides a counter roller that squeezes it, so that the specific cake thickness required for the adhesive effect is always guaranteed on the take-off roller and the cake is constantly renewed in the wells. The counter roller must be set up so that the cake does not stick, which can be achieved very easily by heating, by moistening or by a special coating.
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7 and 8 show an exemplary embodiment for this in transverse and longitudinal section.
The filter cake 15 is removed from the filter drum by the removal roller 16. In this drawing, the jacket of the roller 16 is covered with a wire mesh 17 so that the filter cake can get stuck in and under the mesh.
The counter roller 18, which is set up for heating, works parallel to the roller 16 at a certain distance, so that only a passage gap remains for the cake 19, which is the same as the desired cake layer that is permanently present on the surface of the roller 16. The remainder of the cake drops below the gap at 20.
Take-off roller 16 and counter roller 18 can be driven. It is driven by the chain wheel 21 and by the gear wheels 22 and 23.
However, the purpose of the counter roll is not only that of a clearing device. It has already been described that with the take-off rollers described so far, the cake removed from the filter surface is drawn in wedge-shaped between the filter surface and the take-off roller and thereby displaces a part into the interior of the take-off roller.
With different types of filter cake, the pressure on the filter cloth at the point of contact between the filter and the roller is very high, so that strong filter cloths are required which, however, tend to become clogged. In a further embodiment of the invention, it is therefore advantageous if the displacement of the cake through the holes in the shell into the interior of the hollow take-off roller is not carried out by the filter surface, e.g. B. filter drum, but is made by the counter roller designed as a press roller, which rolls on the take-off roller.
This device also ensures that the take-off roller is constantly covered with an even layer of cake. The pressure of the press roller against the filter drum is then only to be dimensioned so great that the cake to be lifted off sticks to the cake on the take-off roller.
The effect can only be achieved if the filter drum is completely cylindrical. This is not the case with many filter drums, e.g. B. if the jacket of the filter drum is made of wood or sheet metal and cannot be turned off. The coat then has indentations and elevations.
The take-off roller with the cake layer on it must then still be pressed against the filter drum so strongly that the cake layer on the take-off roller also touches the cakes on the filter drum at the indentations. On the other hand, cake accumulation and thus displacement will always occur at the points where the filter drum has elevations.
In order to take this fact into account, the filter cake surface on the take-off roller is provided with incisions or elevations which are sufficient for transferring the filter cake from the filter drum to the take-off roller. As a result, cake accumulation between the filter drum and the take-off roller is avoided despite the unevenness of the filter drum jacket. Where the filter drum has elevations, the elevations of the cake press into the incisions of the same, so that no cake bulge can form. This reduces the inadmissible pressure on the filter cloth, so thin filter cloths can be used that do not clog.
The elevations on the cake layer of the take-off roller can be produced in various ways, either the press roller rolling on the take-off roller is provided with elevations or depressions, through which the counter-image is produced in the cake on the take-off roller, or the press roller is smooth and presses the cake into the interior of the take-off roller, from which it is pressed out by a second press roller arranged inside instead of a conveying device in such a way that wart-like cake strands are formed on the surface of the take-off roller.
FIGS. 9 to 12 show two exemplary embodiments for this.
9 and 10 each show a transverse and longitudinal section through the filter drum J with the cake 15, the hollow take-off roller 3, the jacket of which is provided with passage openings on which the press roller 18 rolls at a distance of the cake thickness. The surface of the roller 18 is smooth or has elevations, e.g. B. in the form of grooves 24. The take-off roller 3 and the press roller 18 or only one of them are driven again in such a way that their peripheral speed is approximately the same as that of the filter drum. The cake mass pressed through the holes into the hollow roller 3 by means of the press roller 18 emerges laterally from the take-off roller 3.
Another embodiment of the subject matter of the invention is shown in FIGS. 11 and 12, likewise in section. In addition to the press roller 18 inside the take-off roller 3, a second press roller 25 is also to be mounted eccentrically after the filter drum 1. The crescent-shaped cavity between the rollers 3 and 25 is filled with filter cake by the pressing of the roller 18. When rotating the roller 3
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to lift. The lifted filter cake finally collects at the contact point 28 of the rollers 3 and 18 and falls off there.
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The roller 3 is driven, for example, by a back gear by means of chains on the sprocket 29; the roller 25 is carried along by the roller 3 by a pin 30 which engages in an elongated slot 31 in the end wall of the inner roller 3. The roller 18 is driven by the roller 3 by means of gear wheels 32.
The last device works as follows: Assume that the cross-section of the holes in the jacket of the roller 3 is 40% of the total roller surface and that the wart-like elevations are 10 mm high, and the cake thickness on the filter drum is 0.5 mm. The inner roller has a distance of 2 mm at the cake removal point 2 "1 and a distance of 6 mm from the inner surface of the hollow roller 3 at the press point 28 opposite. During operation, the removal roller is pressed against the filter drum with such a pressure that the wart-like Elevations are compressed to 4 mm, then they form a self-contained concentric cake layer on which the newly removed filter cake of 0.5 mm adheres.
The concentric layer is therefore 4'5 mm thick. At the pressing point 28 between the hollow roller 3 and the pressing roller 18, as much cake mass is pressed into the interior of the hollow roller as there is space inside the hollow roller, i.e. H. 6-2 = 4mm of the outer layer can enter, there is no room for the added 0'5 cake layer. This amount must therefore accumulate on the outside of the pressing point 28 until it falls off in larger lumps.
In operation, the hollow roller is not pressed so far against the filter drum that a self-contained concentric cake layer is formed again, but it is taken into account that the filter drum is not completely cylindrical, so that only at the points where the filter drum bulges are present who have favourited cake warts are completely compressed. This prevents a cake bead from forming at the take-off point. The wart-like elevations form only about half of the roller surface with which the cake to be lifted comes into contact on the filter drum, so that if the cake layer is very thin on the filter drum 1, there is a risk that this layer will not be removed completely.
In order to counteract this, the device according to FIGS. 11 and 12 is modified according to the exemplary embodiment shown in FIG. 13, which represents part of the filter drum 1 at the take-off point with the take-off roller and the counter-pressure rollers 18 and 25 in a perpendicular section to the drum axis, that the inner press roll 23 is mounted eccentrically towards the outer press roll-M. As a result, in connection with the external press roll 18 arranged at a distance from it in accordance with the removal layer thickness on the roller 3, a continuous removal layer is formed on the roller 3. This cake layer is intimately connected to the cake parts in the through openings of the roller 3.
These passage openings are also selected in terms of their diameter, their depth and number such that they offer little resistance to the passage of the cake, which nevertheless has to be large enough that the cake mass sitting in the passage openings does not adhere to the surface the inner roller 25 is pulled out of the passage openings. If necessary, this inner roller, like the outer roller 18, can also be heated to reduce the adhesion.
In the subject of the invention is now between the rollers 3 and 25 at the point where the cake is taken from the filter drum j! a cavity 33 is created, to which the cake can escape if the filter drum is out of round or has indentations and bulges so that cake cannot accumulate between the drum 1 and the roller 3. This reduces the strain on the filter cloth to a minimum. The counter roller M does not necessarily have to be mounted diametrically opposite the take-off point. The position then corresponds to the requirements when the cavity 33 is present at the acceptance point.
With this device, a consistently high performance is achieved, which is primarily guaranteed by the use of thin filter cloths and the removal of the filter cake from the drum in the thinnest possible layer.
Depending on the type and composition of the filter cake and depending on whether the filter drum is more or less out of round, it is necessary to adjust the cake thickness on the roller 3 by means of the external press roller 18. This also makes it possible to change the circumferential speed of the roller 3 within small limits and to bring it into line with the circumferential speed of the filter drum without the drive having to be changed.
The above device can also be used for sieve drums for dewatering paper and wood pulp water or pulp. In the case of these rotary filters, the fine filter screen covering was very easily destroyed by the hard felt-covered take-off rollers. By using the subject matter of the invention for such drum filters, this disadvantage is now eliminated.
The even cake removal even from non-circular or similar filter surfaces can now be supported, especially with drum filters up to 5 m wide, that the axis extension of the take-off roller is made of several parts that roll next to one another on the filter and are mounted in such a way that the bumps of the. Fit the filter surface in the axial direction. In FIGS. 14 and 15, for example, the take-off roller consists of six individual rollers 34 which are between
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Then on the surface of the take-off roller, which can again be covered with cords, ribbons or a sieve, filter cow rings are created, which more or less compress when they come into contact with the filter surface, depending on the contact pressure and the unevenness of the filter surface.
PATENT CLAIMS:
1. Device for removing the filter cake from rotary filters of all kinds through the cake layer which is permanently present on a removal roller, characterized in that the surface of the hollow roller is provided with through openings for the cake.