Vorrichtung zum Filtrieren von organischen Feststoff-Flüssigkeitsgemischen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtrieren von organisehen Feststoff Flüssigkeitsgemischen, z. B. von Maischen, die eine Filterkammer mit während eines Teils des Filtervorganges sich durez hydraulischen Druck annähernden, von einem Press-und einem Deekelkolben getragenen Filterflächen aufweist, wobei Press-und Deckelkolben mit je einem IIilfskolben verbunden ist.
Die bekannten Vorrichtungen dieser Art erweisen als Nachteil einen grossen Presswasserverbraueh, und ihre Betätigung ist mit beträchtlichem Kraftaufwand verbunden.
Ausserdem erfordert das Offnen der Vorrich- tung zum Ausstossen des Presskuchens und das darauffolgende Schliessen derselben viel Zeit, die als Totzeit zu betrachten ist. Durch zweck mässige Vorfülleinrichtungen kann dieses rbel zwar teilweise gemildert werden, eine lIerabsetzung jedoeh auf ein für den Betrieb erforderliches Zeitminimum war bisher unmöglich.
Zur Verhinderung dieser Nachteile sind erfindungsgemäss die Räume hinter den Kolben zur Erzielung eines Druckausgleiches dauernd miteinander verbunden.
In der Zeiehnung ist ein Ausführungsbei- spiel der erfindungsgemässen Pressfilterein rielltung sehematiseh dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Axialsehnitt durch das Pressfilter mit schematisch dargestellten Verbindungs- leitungen und Steuerventilen und Fig. 2 einen Selmitt dureh die Dichtung zwischen Deckelkolben und Presszylinder.
Das Pressfilter besitzt die Zylinder 1 und 2, die miteinander über ein Rohr 3 verbunden sind. In dem Zylinder 2 befindet sich der Deckelkolben 4 und im Zylinder 1 der hydrau- lische Presskolben 5, die beide den gleichen Durchmesser und die gleichen Filterflächen aufweisen und mit Rohren 6 ausgestattet sind, durch die die ausgepresste Flüssigkeit in den Behälter 19 abfliesst. Zwischen den Kolben 4 und 5 befindet sich die Presskammer 11, welche von dem Gehäuse 11' gebildet ist. Dieses und der Pre¯zylinder 1 sind getrennt hergestellte Teile, um dadurch zu ermöglichen, den Zylinder, welcher mit dem Pressgut nicht in Berührung kommt, aus einem billigeren Material herzustellen als das Presskammergehäuse, welches den korrodierenden Einflüs- sen des Pressgutes ausgesetzt ist.
Das Rohstoffgemisch wird von einer För- derpumpe 8 einem druckbelasteten Vorratsbehälter 20 zugef hrt. Der Vorratsbehälter 20 rat seinen untern Teil konisch ausgebildet und weist innen eine der Form der Aussenwand entsprechende Zwischenwand 21 in Abstand von der Aussenwand auf. In den von den Wänden 20 und 21 gebildeten Raum wird nun das Rohstoffgemisch von der Pumpe her gedrüekt und somit nach oben abgelenkt, von wo es durch die Einwirkung des Druckes dem Ventil 13 zufliesst.
Diese Ausbildung des Druckbehälters hat eine dauernde Umwälzung des zum Pressen bestimmten Gemisches zur Folge, wodurch sicher vermieden wird, da¯ Teile des Pressgutes lÏngere Zeit im Vorratsbehälter verbleiben, sieh zersetzen und schäd lichen Einfluss auf die übrige Rohstoffmenge ausiiben können.
Vom Ventil 13 gelangt das Rohstoffgemiseh in die ringförmige Kammer 12 des Presskam- mergehäuses 11', von wo es durch die Schlitze 9 in die Presskammer 11 tritt. Die ringf¯rmige Kammer 12 weist ein nach aussen führendes Ventil 14 auf.
Am Rande des Bodens des Deekelkolbens 4 oder an der Stirnfläehe des Presskammer- gehäuses ist eine selbstdichtende Mansehette 10 aus Leder, Gummi oder dergleichen vorgesehen, welche mit der Wand der Presskammer bzw. des Deckelkolbens zusammenwirkt. Zum Bewegen der Kolben 4, 5 beim Öffnen bzw.
Sehliessen der Presskammer 11 sind an die Hauptzylinder 1, 2 die Hilfszylinder 24, 28 angeschlossen. Der Hilfszylinder 28 dr ckt ausserdem wÏhrend des F ll- und Pressvorgan- ges den Kolben 4 mit ausreiehender Kraft an das Presskammergehäuse an, um den f r die Abdichtung durch die Manschette 10 erforderlichen Druck zu erzeugen. An das Rohr 3 sehliessen die Ventile 38', 37, 15, 16 und 38 mit dem R ckschlagventil 37, die Drueklei- tung 17 und die Ablassleitung 18'an.
Vor der Zuleitung 18 in die hydraulische Pumpe ist am Ende der Ablassleitung 18'ein luftbelasteter Druekakkumulator 18". eingebaut, weleher die von den Zylindern zur ckflie¯ende Druckflüssigkeit aufnimmt und einerseits in die Saugrohre der hydraulischen Pumpe dr ckt und anderseits. im Bedarfsfalle den Hilfszylindern 24 und 28 zuführt. Dem Ven- til 15 ist ein einstellbares Druckventil 16 vorgesehaltet. Die nieht dargestellte hydrau- lische Pumpe liefert ber die Leitungen 17 und 39 die zur Hauptpressung bzw. Vorpressung erforderliche Druckflüssigkeit.
Das Rohr 3 ist iiber ein Ventil 38 und ein diesem vorgeschaltetes R ckschlagventil 37 an die Leitung 39 angesehlossen, welche von der nicht dargestellten Mitteldruckstufe der hydrau- lischen Pumpe gespeist wird. Die Rhume VOl und hinter dem Kolben 29 des Ililfszylinders 28 und der presskolbenseitige Raum des Hilfszylinders 24 sind jeweils über einen Dreiweg- hahn 35, 36 bzw. 27 einerseits mit der Druckfl ssigkeitabla¯leitung 18' und anderseits mit der Druckleitung 17 verbunden.
Die Wirkungsweise des Pre¯filters wird im folgenden an Hand eines Arbeitsspiels beschrieben.
Zu Beginn des Arbeitsspiels befinden sich die Kolben 4, 5 in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Durez das Ventil 13 wird in die Pre¯ kammcr 11 das zu pressende Gemisch einge- führt. Zunäehst findet ein Vorfiltrieren statt, wobei dureh Unterdruckwirkung in der Presskammer 11 ein Teil der im Gemisch enthal- tenen Flüssigkeit dureli die Robre 6 in den Behälter19abgeführtwird. Beim daraul- folgenden Fertigfiltrieren, welches unter Druckwirkung auf die Kolben 4, 5 vor sich geht, wird das Rohr 3 über das Ventil 38 und das R ckschlagventil 37 mit dem Rohr 39, welches zur Mitteldruckstufe f hrt,
verbunden. Hierbei sind die Ventile 38' und 15 gesehlossen und die Kammern der Hilfszylinder 24 und 28 über die DreiweghÏhne 27, 36 und 35 mit den Druckfl ssigkeits-Abla¯leitungen 18' verbunden. Durch den Teil der Abla¯leitungen 18', welcher den Dreiweghahn 35 mit der Rohrleitung 3 verbindet, wird im deekelseitigen Raum des Hilfszylinders 28 der gleiche Druck, wie er hinter den Presskolben herrscht, hergestellt. Hierauf wird das Ventil 38'geöffnet und die Leitung 3 mit cler Hoeh- druekstufe verbunden. Das R ckschlagventil 37 verhindert das Eindringen der unter Hochdruck stehenden Druckflüssigkeit in die Alit- teldruckleitung 39.
Der erforderliche Anpre¯druek für die Dichtungsmansehette 10 zur Abdichtung der Presskammer 11 nach au¯en wird dadurch erzeugt, da¯ die Fläehenpressung auf den Hilfskolben 29 sich jener auf den Pre¯kolben 4 addiert, so class die auf den Presskolben 4 ausge bte Kraft gr¯¯er ist als die auf den Kolben5wirkende. Die Differenz dieser beiden Kräfte ergibt somit den Anpressdruck für die Dichtungsmanschette 10.
Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht eine Verbindung zwischen der Presskammer 11 und der spaltf¯rmigen Ausnehmung 10'der Mansehette 10, wodurch die Manchette von innen her unter Druck gesetzt wird und ein sattes der Manschette am Widerlager ge- sichert ist.
Nach Durchführung des Pressvorganges wird ber die Leitungen 7 Druekluft in die Presskammer 11 eingeführt, um die an den Wänden der Presskolben haftenden Flüssig kcitsreste zu entfernen und in die Leitung 6 zu bringen. Sodann werden die Ventile 38 und 38'geschlossen und das Ventil 15 geöffnet, wo durci die zum Pressen zusätzlich eingeführte Druckfl ssigkeit bis zur Herstellung des glei- chen Druckes, wie er in der Ablassleitung 18' herrscht, abfliesst. Die presskolbenseitige Kammer des Hilfszylinders 28 wird ber den Dreiweghahn 36 mit der Hochdruckleitung 17 verbunden, die DreiweghÏhne 35 und 27 verbinden die zugehörigen Kammern der Hilfszylin- der mit der Ablassleitung 18'.
Ilierbei wird der Kolben 29 nach rechts @ geschoben, nimmt den Presskolben 4 mit und ¯ffnet so die Presskammer 11. Die vom Kolben 4 4 verdrÏngte Druckfl ssigkeit str¯mt durch das Rohr 3 hinter den Kolben 5, treibt diesen ebenfalls nach rechts und schiebt den Presskuchen aus der Presskammer 11 unter die nicht dargestellte Aussto¯vorrichtung.
Um naeli dem Entlasten der Presskolben zit verhindern, dass Flüssigkeit aus dem nicht gefilterten Rohstoffgemisch in der Kammer 12 in den bereits gefilterten Presskuchen in der Pre¯kammer 11 eindringt, wird gleichzeitig mit dem Entlasten der RÏume hinter dem Presskolben das Ventil 14 zum Druckausgleich der Kammer 12 nach au¯en ge¯ffnet.
Nach dem Ausstossen des Presskuchens wird die presskolbenseitige Kammer des Hilfszylinders 24 ber dem Dreiweghahn 27 mit der Hochdruckleitung 17 und die Kammern des Hilfszylinders 28 ber die Dreiweghähne 35 und 36 mit der Ablassleitung 18'verbunden.
I) er Presskolben 5 wird nun nach links geschoben, drÏngt ber die Leitung 3 Druckflüssigkeit hinter den Presskolben 4, wodurch dieser ebenfalls in die Ausgangslage zur ckkehrt. Hierauf wiederholt sich das Arbeitsspiel von neuem.
Device for filtering organic solid-liquid mixtures
The invention relates to a device for filtering organic solid liquid mixtures, e.g. B. of mash, which has a filter chamber with filter surfaces approaching hydraulic pressure during part of the filtering process, carried by a press and a decal piston, the press and cover piston being connected to an auxiliary piston each.
The known devices of this type have the disadvantage that they consume a large amount of press water, and their actuation is associated with considerable effort.
In addition, the opening of the device for ejecting the press cake and the subsequent closing of the same require a lot of time, which is to be regarded as dead time. This problem can be partially alleviated by means of suitable pre-filling devices, but a reduction to the minimum time required for operation has so far been impossible.
To prevent these disadvantages, according to the invention, the spaces behind the pistons are permanently connected to one another in order to achieve pressure equalization.
In the drawing, an exemplary embodiment of the press filter device according to the invention is shown schematically. 1 shows an axial section through the press filter with connection lines and control valves shown schematically, and FIG. 2 shows a Selmitt through the seal between the cover piston and press cylinder.
The press filter has cylinders 1 and 2, which are connected to one another via a pipe 3. The cylinder 2 contains the cover piston 4 and the cylinder 1 contains the hydraulic plunger 5, both of which have the same diameter and the same filter surfaces and are equipped with tubes 6 through which the liquid that is pressed out flows into the container 19. The pressing chamber 11, which is formed by the housing 11 ', is located between the pistons 4 and 5. This and the pre-cylinder 1 are separately manufactured parts in order to make it possible to manufacture the cylinder, which does not come into contact with the pressed material, from a cheaper material than the pressing chamber housing, which is exposed to the corrosive influences of the pressed material.
The raw material mixture is fed by a feed pump 8 to a pressurized storage container 20. The storage container 20 rat its lower part is conical and has on the inside an intermediate wall 21 corresponding to the shape of the outer wall at a distance from the outer wall. In the space formed by the walls 20 and 21, the raw material mixture is now pressed by the pump and thus deflected upwards, from where it flows to the valve 13 under the action of the pressure.
This design of the pressure vessel results in constant circulation of the mixture intended for pressing, which reliably prevents parts of the pressed material from remaining in the storage vessel for a long time, decomposing and having a harmful effect on the remaining amount of raw material.
From the valve 13, the raw material mix passes into the annular chamber 12 of the pressing chamber housing 11 ′, from where it passes through the slots 9 into the pressing chamber 11. The annular chamber 12 has a valve 14 leading to the outside.
A self-sealing sleeve 10 made of leather, rubber or the like, which interacts with the wall of the pressing chamber or of the cover piston, is provided on the edge of the bottom of the decal piston 4 or on the end face of the pressing chamber housing. To move the pistons 4, 5 when opening or
Closing the pressing chamber 11, the auxiliary cylinders 24, 28 are connected to the main cylinders 1, 2. The auxiliary cylinder 28 also presses the piston 4 against the press chamber housing with sufficient force during the filling and pressing process in order to generate the pressure required for the sealing by the cuff 10. The valves 38 ', 37, 15, 16 and 38 with the check valve 37, the pressure line 17 and the discharge line 18' connect to the pipe 3.
Upstream of the supply line 18 into the hydraulic pump, an air-loaded pressure accumulator 18 "is installed at the end of the discharge line 18 ', which takes up the pressure fluid flowing back from the cylinders and presses it into the suction pipes of the hydraulic pump on the one hand and, if necessary, on the other Auxiliary cylinders 24 and 28. An adjustable pressure valve 16 is provided in front of the valve 15. The hydraulic pump, not shown, delivers the hydraulic fluid required for the main compression or pre-compression via the lines 17 and 39.
The pipe 3 is connected to the line 39 via a valve 38 and a check valve 37 connected upstream of it, which is fed by the medium pressure stage, not shown, of the hydraulic pump. The spaces VO1 and behind the piston 29 of the auxiliary cylinder 28 and the space of the auxiliary cylinder 24 on the plunger side are each connected via a three-way valve 35, 36 and 27, on the one hand, to the pressure fluid discharge line 18 'and, on the other hand, to the pressure line 17.
The mode of operation of the pre-filter is described below using a working cycle.
At the beginning of the working cycle, the pistons 4, 5 are in the position shown in FIG. 1. Through the valve 13, the mixture to be pressed is introduced into the pre-chamber 11. First of all, a pre-filtering takes place, with part of the liquid contained in the mixture being discharged through the tube 6 into the container 19 by the effect of negative pressure in the pressing chamber 11. During the subsequent final filtration, which takes place under pressure on the pistons 4, 5, the pipe 3 is connected via the valve 38 and the non-return valve 37 to the pipe 39, which leads to the medium pressure stage,
connected. In this case, the valves 38 'and 15 are closed and the chambers of the auxiliary cylinders 24 and 28 are connected to the pressure fluid discharge lines 18' via the three-way cocks 27, 36 and 35. The part of the drain lines 18 'which connects the three-way cock 35 with the pipeline 3 produces the same pressure in the deekel-side space of the auxiliary cylinder 28 as is behind the plunger. The valve 38 ′ is then opened and the line 3 is connected to the high pressure stage. The check valve 37 prevents the pressurized fluid under high pressure from penetrating into the aluminum pressure line 39.
The required pressure for the sealing mane cap 10 for sealing the pressing chamber 11 to the outside is generated by the fact that the surface pressure on the auxiliary piston 29 is added to that on the pre-piston 4, so the force exerted on the press piston 4 is greater than that acting on the piston. The difference between these two forces thus results in the contact pressure for the sealing collar 10.
As shown in FIG. 2, there is a connection between the pressing chamber 11 and the gap-shaped recess 10 'of the sleeve 10, as a result of which the sleeve is pressurized from the inside and a tight fit of the sleeve is secured on the abutment.
After the pressing process has been carried out, compressed air is introduced into the pressing chamber 11 via the lines 7 in order to remove the liquid residue adhering to the walls of the plunger and to bring it into the line 6. Then the valves 38 and 38 'are closed and the valve 15 is opened, where the pressure fluid additionally introduced for pressing flows off until the same pressure as prevails in the discharge line 18' is established. The plunger-side chamber of the auxiliary cylinder 28 is connected to the high-pressure line 17 via the three-way cock 36, the three-way cocks 35 and 27 connect the associated chambers of the auxiliary cylinder to the drain line 18 '.
In doing so, the piston 29 is pushed to the right @, takes the plunger 4 with it and thus opens the press chamber 11. The pressure fluid displaced by the piston 4 4 flows through the pipe 3 behind the piston 5, also drives it to the right and pushes it the press cake from the press chamber 11 under the Ausstōvorrichtung, not shown.
In order to prevent the liquid from the unfiltered raw material mixture in chamber 12 from penetrating into the already filtered press cake in pre-chamber 11 after relieving the pressure on the plunger, the valve 14 for pressure equalization of the chamber is opened at the same time as the pressure in the spaces behind the plunger is relieved 12 opened to the outside.
After the press cake has been ejected, the plunger-side chamber of the auxiliary cylinder 24 is connected via the three-way valve 27 to the high-pressure line 17 and the chambers of the auxiliary cylinder 28 via the three-way valves 35 and 36 to the discharge line 18 ′.
I) the plunger 5 is now pushed to the left, pressurized fluid through the line 3 pushes behind the plunger 4, which also returns to the starting position. The work cycle is then repeated again.