DE4207564C2 - Horizontalplattenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Horizontalplattenfilter zum Filtern von Flüssigkeiten, insbesondere von als Kühl- und Schmiermittel eingesetztem Walzöl, mit in einem Gerüst zu mindestens einem Stapel übereinander angeordneten, trennbar verbundenen Filterplatten mit an gegenüberliegenden Seiten angeordneten Ansätzen mit Durchgangsöffnungen, die bei geschlossenem Plattenstapel einen Ein- und einen Ausgangskanal bilden, die über Verbindungskanäle an die durch die Zwischenböden jeweils zweier Filterplatten gebildeten Filterkammern angeschlossen sind, wobei beim Filtern zwischen den Filterplatten ein Filtervlies abgedichtet eingespannt ist, sowie mit einem neben dem Filterplattenstapel angeordneten Magazin mit mehreren Vorratsrollen für das Filtervliesband und einer Transportvorrichtung für das Filtervliesband (DE 19 49 114 A1).

Durch die DE 33 06 206 C2 bekannte Horizontalfilter, in denen Walzöl unter Zugabe von Filterhilfsmittel gefiltert wird, erfordern einen hohen Montageaufwand, da für den Probelauf im Herstellerwerk die durch jeweils zwei Filterplatten eines Plattenstapels gebildeten einzelnen Filterkammern mittels Schläuchen an Standrohre zur Zuführung des verschmutzten und zur Ableitung des gereinigten Walzöls oder anderer Flüssigkeiten angeschlossen, zum Transport des Filters an den Bestimmungsort die Verbindungsschläuche wieder gelöst und bei der Montage des Filters am Aufstellungsort erneut angeschlossen werden müssen. Ein weiterer Nachteil des Plattenfilters ist in dem verhältnismäßig hohen Druckluftverbrauch und dem entsprechend großen Energieverbrauch beim Trockenvorgang zu sehen, der auf dem verfahrenstechnischen Mangel beruht, daß beim Trockenblasen des auf dem Filtervlies abgelagerten Filterkuchens in den einzelnen Filterkammern der Differenzdruck zwischen der in den Filterkuchen auf dem Filtervlies eintretenden und der aus dem Filterkuchen austretenden Trockenluft mit abnehmendem Feuchtegehalt im Filterkuchen sinkt und daß durch die Parallelschaltung aller Filterkammern sich im Filter ein Vordruck einstellt, der gleich dem Differenzdruck in den Filterkammern mit dem bereits weitgehend getrockneten Filterkuchen ist und der nicht mehr ausreicht, die erforderliche Trockenluft durch die Filterkammern mit auf dem Filtervlies abgelagertem, noch feuchten Filterkuchen zu fördern. Ein wesentlicher Nachteil des bekannten Plattenfilters ist schließlich noch darin zu sehen, daß die Ausziehvorrichtung, deren Spikeleisten die einzelnen Filtervliesbänder durch den geöffneten Filterplattenstapel ziehen, von einer Bedienungsperson überwacht werden muß, damit die Filtervliesbänder den Bereich der Filterplatten nicht verlassen und keine Falten werfen.

Die DE 25 77 233 U1 beschreibt eine Filterpresse mit zwischen einer Druckplatte und einer Stützplatte eingespannten Filterplatten, zwischen denen Bänder aus Filtermaterial angeordnet sind, die von Vorratsrollen ablaufen, sowie mit einer Durchziehvorrichtung für die Filterbänder, die aus Walzenpaaren besteht, deren Walzen eine das Filterband über dessen volle Breite ergreifende Verzahnung aufweisen.

Aus der DE 31 43 825 A1 ist ein mit einem Laserstrahl arbeitendes Flockungstestgerät zur Bestimmung des optimalen Flockungsmittelbedarfs für die Aufbereitung von trübem Wasser bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strömungskanäle für die Flüssigkeit in den Filterplatten des gattungsgemäßen Horizontalplattenfilters zu optimieren.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Horizontalplattenfilter mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen des Horizontalplattenfilters gerichtet.

Für den Horizontalplattenfilter gemäß der Erfindung sind folgende Vorteile anzuführen:

Durch das Gefälle des Zwischenbodens der Filterplatten in Richtung zur Ablaufseite werden eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung der Schmutzflüssigkeit in der Schmutzflüssigkeitskammer jeder Filterkammer über der Oberfläche des Filtervlieses und damit eine gleichmäßige, die Filterleistung verbessernde Ausnutzung des Filtervlieses sowie eine Begünstigung des Ablaufs des Filtrats aus den Filterkammern durch Schwerkraftförderung bei der Reinigung des Horizontalplattenfilters erreicht. Der Einsatz von mit einer Laser-Streulichtmessung arbeitenden Sensoren zur Online- Messung der Beladung der zu filternden Flüssigkeit und auch des Filtrats mit Schmutzpartikeln wie Metallabrieb, Oxide, Pigmente und dgl. unlösliche Verunreinigungen, deren Durchmesser in der Größenordnung der Wellenlänge sichtbaren Lichts liegt, ermöglicht eine genaue Bestimmung der Filterleistung und eine genaue Dosierung der Filterhilfsmittel sowie eine optimale Steuerung des Filterbetriebs in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der zu filternden Flüssigkeit und des Filtrats. Durch den Einbau eines Strömungsbegrenzungsventils in den Be- und Entlüftungskanal jeder Filterplatte wird der unnötige Verbrauch von Druckluft beim Trockenvorgang in Filterkammern mit einem bereits trockenen, auf dem Filtervlies abgelagerten Filterkuchen eingeschränkt und dadurch Energie für die Erzeugung von Druckluft eingespart, und der Trockenvorgang kann verkürzt werden. Schließlich ist durch den formschlüssigen Transport des Filtervliesbandes beim Ausziehen z. B. durch eine Stachelradwalze, deren Stacheln in Lochreihen an den Rändern des Vliesbandes eingreifen, sichergestellt, daß das Vliesband die vorgesehene Laufbahn zwischen den Filterplatten nicht verläßt und keine Falten wirft und somit die Voraussetzungen für einen vollautomatischen Betrieb des Filters geschaffen sind, und es besteht die Möglichkeit, die Länge des von einer Vorratsrolle ablaufenden Filtervliesbandes über den Drehwinkel der mit Stacheln oder Noppen besetzten Antriebswalze der Ausziehvorrichtung zu erfassen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungen eines Horizontalplattenfilters näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Filters mit zwei Filterplattenstapeln und einem Schema der Filteranlage,

Fig. 2 eine Draufsicht zweier aufeinanderliegender Filterplatten,

Fig. 3 eine Seitenansicht zweier aufeinanderliegender Filterplatten und jeweils in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 2,

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 2 und

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 2.

Die Hauptbauteile des Horizontalplattenfilters zum Filtern von großen Flüssigkeitsmengen, z. B. von als Kühl- und Schmiermittel in Walzwerken eingesetztem Walzöl oder von Kühl- und Schmiermitteln für Werkzeugmaschinen und dgl. Bearbeitungsmaschinen, sind der Filterteil 1 mit zwei in Gerüsten 2, 3 untergebrachten Filterplattenstapeln 4, auf den Gerüsten 2, 3 angebrachte Hubzylinder 5 zum Öffnen und Schließen der Plattenstapel 4, ein dem Filterteil 1 vorgeordnetes Magazin 6 mit einer Anzahl von Vorratsrollen 7 mit Filtervliesband 8 z. B. aus Polyester, eine dem Filterteil 1 nachgeordnete Ausziehvorrichtung 9 mit Stachelwalzen 10 zum Transport des Filtervliesbandes 8 sowie ein hinter der Ausziehvorrichtung 9 stehender Aufnahmebehälter 11 für den von den einzelnen Filtervliesbahnen abfallenden, verbrauchten Filterkuchen.

Je zwei Filterplatten 12 bilden eine Filterkammer 13, die durch das zwischen den Platten 12 eingespannte Filtervliesband 8 in eine Schmutzflüssigkeitskammer 13a und eine Filtratkammer 13b unterteilt wird.

Die Filtervliesbahn 8 liegt auf einem Lochblech 14 auf, das sich auf über die gesamte Oberseite eines Zwischenbodens 15 jeder Filterplatte 12 verteilten Noppen 16 abstützt.

Mittig an den beiden Längsseiten der rechteckigen Filterplatten 12 befinden sich Ansätze 17a, 18a mit Durchgangsöffnungen 19, 20, die bei geschlossenem Plattenstapel 4 einen Eingangskanal 21 für die zu filternde Schmutzflüssigkeit, z. B. Walzöl und einen Ausgangskanal 22 für das Filtrat bilden. Von der Durchgangsöffnung 19 in dem Ansatz 17a jeder Filterplatte 12 zur Bildung des Eingangskanals 21 zweigt ein Verbindungskanal 23 ab, der in einem parallel zu der Zulaufseite 24 der Platte 12 geführten Verteilerkanal 25 endet, von dem über dessen gesamte Länge verteilte Eingangsbohrungen 26 in den unter dem Zwischenboden 15 der Platte 12 gelegenen, die Schmutzflüssigkeitskammer 13a über dem Filtervlies 8 bildenden Plattenraum führen.Von der Durchgangsöffnung 20 in dem Ansatz 18a jeder Filterplatte 12 zur Bildung des Ausgangskanals 22 zweigt ein Verbindungskanal 27 ab, der in einen parallel zu der Ablaufseite 28 der Platte 12 verlaufenden Sammelkanal 29 eintritt, von dem über dessen gesamte Länge verteilte Ausgangsbohrungen 30 in den über dem Zwischenboden 15 der Filterplatte 12 gelegenen, die Filtratkammer 13b unter dem Filtervlies 8 bildenden Plattenraum führen.

Der Zwischenboden 15 der Filterplatten 12 ist von der Zulaufseite 24 zur Ablaufseite 28 der Platten zur Filterebene 31-31 geneigt.

In einer abgeänderten Ausführung kann der Zwischenboden 15 in zwei Ebenen geneigt zur Filterebene 31-31 verlaufen.

Auf der Zulaufseite 24 jeder Filterplatte 12 ist zusammen mit dem Ansatz 17a ein weiterer Ansatz 17b mit einer Durchgangsöffnung 32 zur Bildung einer Be- und Entlüftungsbohrung 33 bei geschlossenem Plattenstapel 4 angeordnet, wobei von der Durchgangsöffnung 32 jeder Platte 12 ein Be- und Entlüftungskanal 34 in den die Schmutzflüssigkeitskammer 13a bildenden Plattenraum unter dem Zwischenboden 15 abzweigt. Die Be- und Entlüftungsbohrung 33 jedes Plattenstapels 4 ist über eine Verbindungsleitung 35 an eine Druckluftquelle 36 angeschlossen. In den Be- und Entlüftungskanal 34 jeder Filterplatte 12 ist ein Strömungsbegrenzungsventil 37 eingebaut.

Auf der Ablaufseite 28 jeder Filterplatte 12 ist zusammen mit dem Ansatz 18a ein zweiter Ansatz 18b mit einer Durchgangsöffnung 38 zur Bildung einer Evakuierungsbohrung 39 bei geschlossenem Plattenstapel 4 angeordnet, wobei von der Durchgangsöffnung 38 jeder Platte 12 ein Evakuierungskanal 40 zu einer umlaufenden Dichtungsnut 41 in der Plattenunterseite 42 führt. Die Evakuierungsbohrung 39 jedes Plattenstapels 4 ist über eine Verbindungsleitung 43 an eine Vakuumpumpe 44 angeschlossen.

Die Filterplatten 12 der beiden Plattenstapel 4 sind durch Hängebolzen 45, die an Ansätzen 46 an der Zulaufseite 24 und der Ablaufseite 28 der Platten 12 angreifen, lösbar miteinander verbunden und durch Stangen 47, die die Ansätze 46 durchsetzen, geführt, derart, daß die Filterplatten 12 der Plattenstapel 4 zur Erneuerung des Filtervliesbandes 8 mittels der Hubzylinder 5 voneinander abgehoben werden können.

Das Filtervliesband 8 weist an seinen beiden Längsrändern Lochreihen 48 für den Eingriff einer Stachelwalze 10 der Ausziehvorrichtung 9 auf. Es besteht die Möglichkeit, die Länge der von den Vorratsrollen 7 des Magazins 6 ablaufenden Filtervliesbänder 8 über den Drehwinkel der Stachelwalzen 10 der Ausziehvorrichtung 9 oder einen randseitig auf das Filtervliesband 8 aufgebrachten Strichcode zu erfassen.

In die Zuleitung 49 für die filternde Flüssigkeit zu und die Ableitung 50 für das Filtrat von jedem Filterplattenstapel 4 sind Sensoren 51 eingebaut, die die Schmutzkonzentration der zu filternden Flüssigkeit und des Filtrats mit einem Laser-Streulicht messen.

Nach Beendigung eines Filtrationszyklusses werden die Zuleitungen 49 für die zu filternde Flüssigkeit zu den beiden Plattenstapeln 4 durch Ventile 52 abgesperrt, und nach Öffnen von Ventilen 53 in den Verbindungsleitungen 35 wird Druckluft aus der Druckluftquelle 36 zum Trocknen des Filterkuchens in die einzelnen Filterkammern 13 der beiden Plattenstapel 4 eingeblasen. Nach dem Trockenvorgang werden die einzelnen Filterplatten 12 mittels der Hubzylinder 5 voneinander abgehoben, so daß die verschmutzten Filtervliesbandabschnitte 8 mittels der Ausziehvorrichtung 9 aus den Filterkammern 13 herausgezogen und durch neues, von den Vorratsrollen 7 des Magazins 6 ablaufendes Filtervliesband ersetzt werden können. Der von dem Filtervliesband 8 mit Hilfe von Abquetschrollen, Schabern, Rakeln oder dgl. mechanische Abstreifer entfernte Filterkuchen wird in einem Behälter 11 hinter der Ausziehvorrichtung 9 aufgefangen. Nach dem Schließen der Filterkammern 13 durch Absenken der Filterplatten 12 ist der Horizontalplattenfilter wieder betriebsbereit.

Claims (9)

1. Horizontalplattenfilter zum Filtern von Flüssigkeiten, insbesondere von als Kühl- und Schmiermittel eingesetztem Walzöl, mit in einem Gerüst zu mindestens einem Stapel übereinander angeordneten, trennbar verbundenen Filterplatten mit an gegenüberliegenden Seiten angeordneten Ansätzen mit Durchgangsöffnungen, die bei geschlossenem Plattenstapel einen Ein- und einen Ausgangskanal bilden, die über Verbindungskanäle an die durch die Zwischenböden jeweils zweier Filterplatten gebildeten Filterkammern angeschlossen sind, wobei beim Filtern zwischen den Filterplatten ein Filtervlies abgedichtet eingespannt ist, sowie mit einem neben dem Filterplattenstapel angeordneten Magazin mit mehreren Vorratsrollen für das Filtervliesband und einer Transportvorrichtung für das Filtervliesband, dadurrch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (23), der von der Durchgangsöffnung (19) in dem Ansatz (17a) jeder Filterplatte (12) zur Bildung des Eingangskanals (21) abzweigt, in einem parallel zu der Zulaufseite (24) der Platte (12) geführten Verteilerkanal (25) endet, von dem über dessen gesamte Länge verteilte Eingangsbohrungen (26) in den unter dem Zwischenboden (15) der Filterplatte (12) gelegenen, die Schmutzflüssigkeitskammer (13a) über dem Filtervlies (8) bildenden Plattenraum führen, daß der Verbindungskanal (27), der von der Durchgangsöffnung (20) in dem Ansatz (18a) jeder Filterplatte (12) zur Bildung des Ausgangskanals (22) abzweigt, in einen parallel zu der Ablaufseite (28) der Platte (12) verlaufenden Sammelkanal (29) eintritt, von dem über dessen gesamte Länge verteilte Ausgangsbohrungen (30) in den über dem Zwischenboden (15) der Filterplatte (12) gelegenen, die Filterkammer (13b) unter dem Filtervlies (8) bildenden Plattenraum führen, der Zwischenboden (15) jeder Filterplatte (12) von der Zulaufseite (24) zur Ablaufseite (28) derselben mit einem Gefälle zur Filterebene (31-31) verläuft und daß auf der Oberseite des Zwischenbodens (15) der Filterplatten (12) Noppen (16) zur Abstützung eines Lochbleches (14) als Auflage für das Filtervlies (8) angeordnet sind.

2. Filter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Neigung des Zwischenbodens (15) in zwei Ebenen.

3. Filter nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen auf der Zulauf- (24) oder Ablaufseite (28) jeder Filterplatte (12) zusammen mit dem Ansatz (17a) oder (18a) angeordneten weiteren Ansatz (17b) mit einer Durchgangsöffnung (32) zur Bildung einer Be- und Entlüftungsbohrung (33) bei geschlossenem Plattenstapel (4), wobei von der Durchgangsöffnung (32) jeder Platte (12) ein Be- und Entlüftungskanal (34) in den die Schmutzflüssigkeitskammer (13a) bildenden Plattenraum unter dem Zwischenboden (15) abzweigt.

4. Filter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein in den Be- und Entlüftungskanal (34) jeder Filterplatte (12) eingebautes Strömungsbegrenzungsventil (37).

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen auf der Zulauf- (24) oder Ablaufseite (28) jeder Filterplatte (12) zusammen mit dem Ansatz (17a) oder (18a) angeordneten weiteren Ansatz (18b) mit einer Durchgangsöffnung (38) zur Bildung einer Evakuierungsbohrung (39) bei geschlossenem Stapel (4) zum Anschluß einer Vakuumpumpe (44), wobei von der Durchgangsöffnung (38) jeder Filterplatte (12) ein Evakuierungskanal (40) zu einer umlaufenden Dichtungsnut (41) in der Plattenunterseite (42) führt.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtervlies (8) an seinen beiden Längsrändern Lochreihen (48) für den Eingriff einer Ausziehvorrichtung (9), z. B. einer Stachelwalze (10) aufweist.

7. Filter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Strichcode an einem oder beiden Längsrändern des Filtervlieses (8) als Kennung für die Länge des von einer Vorratsrolle (7) ablaufenden Filtervliesbandes (8).

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch in die Zuleitung (49) zum und die Ableitung (50) vom Filterplattenstapel (4) eingebaute, mit einer Laser- Streulichtmessung arbeitende Sensoren (51) zur Messung der Schmutzkonzentration der zu filternden Flüssigkeit und des Filtrats.

9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Filterplatten (12) aus ölbeständigem Material.