DE1517924A1 - Elektrostatischer Fluessigkeitsfilter - Google Patents

Description

-ι. v^asοό

Hydromatic« Engineering Company München, 24. November 1966 Livonia« Michigan / USA (Anwaltaakte: 16 898)

Elektrostatischer PlÜßsigiceitsfilter

Sie Erfindung betrifft Flüssigkeitsfilter und im besonderen Flüssigkeitsfilter, did Feststoffe aus einer Feststoffauf" achlüramung elektrisch ausscheiden.

Gewisse Festetoffaufschlämraungen können mit bekannten Flüesigkeitsfiltern nicht wirksam gefiltert werden, ε.B. Ol mit fein verteilen Partikeln, so daß cieh dafür eine elektrisehe Reinigung anbietet. Auch in Zieh* und Reibaehleifereln koromen solche feinen Feststoffaufschiftmmungen noch vor. Ee hat sich In diesen Fällen nun herausgestellt, dafi DurehfluB-geschwindigkeit durch ein Filteraedlua so gering 1st, daß das Filtern unwirksam oder unwirtschaftlich wird. In einigen Fällen sind die Schmuteteilehen so fein, daÄ ein her* kcSimnliohes Filtern unmöglich 1st.

Die Erfindung hat 3ieh deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung sua Filtrieren von Flüssigkeit vorzusehen, das unabhängig von dem Durchfluß durch ein Filter»

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medium arbeitet, und die Vorrichtung von lelt au Zelt se* reinigt werde* kann« Anden die Peetatoffpartikeln entfernt werden.

Die Aufgabe wird erftndwgagMriCB dadurch geltet, «ei eine erete Elektrode mit einer ausgedehnten Oberfläche und Btthrere zweite Punktelektreden alt Φίχ&τ in einer Bete täede Aufsehllnmung in Kontakt gebraeht werdenj wobei die SIeto· troden unter Spaxmimg eteheii und twieefeen Jeder Punktelektrode und der ausgedehnten Oberfläche ein wlrfcMaes elefctrlsetsee Feld besteht Wenn aXe PlQe*lgi»lt, in der die

Partikel aufgeaohlttRMt elnd_# bele^Ulewelee Ol «It »einer beaen DurolMOfelagsfestletotlt verwendet wird* können hohe Spannungen, belepleleweiee bis zu 25*000 V, angelegt werden. WJQsrend ihres Pluflee Icoewt die FeetWfeT>eriaif»ohie»-' mung in aufeinanderfolgende Oebiete hoher FelöetBrke, wo» bei dia Partikel zu der enegedehnten Blektrodeooberfläche wandern und auf dieser niedergeeehlagen »erden. Dl« Zelle lcann periodisch erneuert werden, in den die Feststoffe von der ausgedehnten Oberfläche entfernt werden« was beispielsweise durch die Vibration der Elektroden in geeigneter Flüssigkeit erfolgen kann.

Als Vorteil ergibt sieh «efeit* dafl das Elektrefilterver^ fahren eine Möglichkeit eohafft, äußerst feine Partikel

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einer FeststoffaufschlBeBung WirtschaftIioh xu entfernen.

Veltere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines Ausföhrungsbelspielee in Verbindung ■1t den Zeichnungen hervor· Ss zeigen»

Flg. 1 ein Schena eines erfindungsgeaftfien ölfliters nit Kennzeichnung der Verfahrensschritte»

Flg. 2 eine Seltenansicht des ElektroflUssigkeitsfliters, Flg. 3 eine Seitenansicht von Fig. 2,

Fig. 4 eine Aufsicht des Elektroflitesigkeitsfilters von Fig. 2 und

Fig. 5 aln Vakt' ?*diagraan, da^ did Kräfte veranschaulicht, dif auf ein Partikel in den Filter wirken.

Vor der Beerhreibung der Enfindung wird festgestellt., öaß »ndere Ausführungen der Erfindxing möglich sind ohne der Rahiren der Erfindung zu verlas«.in.

zu Aus Fig. 1 3.3t zu ersehen, daß die/fi3ternde FfHtRtoffeuf

schläaeiung in den Behälter 10 durch einen Einle3 „2 rij 3ßt

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und dann in perall·» StrOae aufgeteilt wird» dia Bwiachen und vm die in da« Behälter angebrachten Plattenelektroden 14 itrbfren. Die Plattenelektroden sind parallel und im Abstand aneinander angeordnet» entsprechend dar Figur 1, während dia Punktelektroden 16 in Reihe auf beiden Seiten Jeder Plattenelektrode 14 angeordnet sind. Jede Reihe von Punktelekroden besteht aus einer Anzahl Leitern die entlang einer dar parallelen FlleAbaimen derart Ui Abstand zueinander angeordnet sind* daB der Flüssigkeitsstrom durch den Behälter die Leitern nacheinander berührt· Nach den Hlndurchströ-■en zwischen den Elektroden verlast die Flüssigkeit den Behälter 10 durch den Auslafi 20.

Zwischen den PunkteXektroden 16 und den diesen benachbarten Plattenelektroden besteht ein elektrisches Feld*wobei entsprechend der Figur 1 der Pluspol der Stromquelle l8 an die geerdetenPlattenelelctroden 14 angeschlossen ist» und der Minuspol der StroMqueile an die Punktelektroden angeschlossen 1st. Die besten Ergebnisse wurden mit negativer Ladung der Punktelektroden relativ zu den Plattenelektroden erzielt (siehe Figur 1) aber selbstverständlich können sie auch positiv geladen werden. Gebräuchlich ist ein mit 25 000 T aufgebautes sehr starkes Feld. Trotz der hohen Feldstärke wurde kein XurzschluS beobachted. Selbst nicht nach einen

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•erklioh dicken überzug, der »loh auf den Elektroden gebildet hat· Dieses Ergebnis 1st wenigstens teilweise durob dl· hohe Durchschlagefestigkeit der su filternden Flüssigkeit Yeraalaftt.

1st BÖglioh, dad die Partikel kein» Ladung aufnehmen, aber hftuflg SU Dipole werden« die. sieh In dea elektrischen fteld aus* richten und zu den Plattenelektroden 14 wandern, an deren ausgedehnter Oberfläche sie niedergeschlagen werden. OleiohgOltig, ob die Partikel eine Netsladung e«pfangen oder einfach wie 01· pole wirken, auf jeden Fall ist das elektrische Feld wirksaa, u· die Pestetoffpartikel der Peetetaffaufschlfteeung an den Elektrodenplatten niederzuschlagen. Bs ist Möglich» dal sieh FeststoffnledersehlMge auf dec Leitern 16 bilden, aber !■ Vergleich tu den Platten 14 ist die Material»enge auf den Leitern gering, well diese eine su kleine Oberfläche, heben.

Die Art, in welcher ein gegebenes Teilchen su einer Plattenelektrode wandert, und dabei eine Ansah! von Punktelektroden passiert, wurde in den Figuren 1 und 5 dureh Sektoren dargestellt. Während ein Teilchen an der as BInIaB 12 nieteten Punktelektrode vorbei fließt, wirkt eine Kraft auf das Teilchend lunge seiner Bahn, die durch die Puepe ausgeübt wird, welche dl« Aufsehlttanung In FIuB hält, und eine andere Kraft, verursacht durch das Feld, wirkt quer su dieser

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BauptstrSmung. Di· Kräfte, dunii dl· Pfeile In den figuren 1 und 5 dargestellt, wirken auf da« Teilchen xu Jeder Zelt, wenn dieses an einer der Punktelektroden vorbeifttrOat, höchst wirksam ein· DL· resultierende Kraft, dargestellt duroh den Diagonalpfeil in Figur 5, ist zur Plattenelektrode ti gerichtet und der Orund, lieshalb das feilohen zu dieser Platte wandert· Auf diese Weise 1st das Teilchen Jederzeit sinea Impuls unterworen, der dlesss einer Punktelektrode nsner bringt, und deren Impuls das Telloben sur Elektrode 14 treibt. Da das Teilchen sich bei seiner Bewegung Immer mehr der Elektrodenplatt« l4 nähert, während es duroh den Behälter etrönt, schlägt es sieh sohliefllioh auf der Platte 14 nieder. Auf diese Weise bildet sieh «in überzug solcher Teilchen auf Jeder Plattenelektrode. Natürlich ist die Zunahm· von Teilehen auf eine« speziellen Teil der Klektrodenplatte 14 ein statistie Phänomen, das bei der Erfindung berücksichtigt werde wad durch dl· Tatsache gekennzeichnet/ daß sich «ine erstaunlich gleichmäßige Schicht von Teilchen auf der gesamten fliehe ' der Elektrode 14 niedergeschlagen hat.

Die figuren 2, 3 und 4 zeigen die Konstruktion «Ines findungsgsmxeen Elektroflüssigkeitsfilter·. Wegen der

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Oberaleht ist der BAIlttr In diesen Zeichnungen

rrmltn«*u^>· Assam, von Mettenelektroden 26 let wf sin— Bahnen *nfjsbr*0ht»dSF ans den Stangen 28, 3O_# 32 und 34 gebildet wird, wobei dl· letitere in d«n i!t«uria nieht mtobtOmt iat* Xwlsoheö «in·· Pur benachbarter WUAtm 26 tat . «ine B^ht Leitern 36 angeordnet von denen 19 In den ent epr e abend en Daretellunsen «ind« Auf dieew Weis· bet Jedes benachbarte Plat- «in· Belhe Leitern · »cepe «Ich und es können •φτίβΐ· Plattenpaer« und Leitern angeordnet werden «i· parallele i titei* eewUnseht

Jede Leitungsreih· 36 wird durch «inen Bahnen 44 (figur 3) getragen, der due 4rei senkrechten Stangen 46 vnd drei waage-

rtehten Stengjen 48 besteht, verschwelet, wie nit der Bezugsziffer 50 angedeutet, ta. «inen rechteckigen Bahnen mit lnne-.ren Qqerstreben zu bilden, Die Leitern 36 sind vm die waagerechten Stangen 48 gelegt und zwischen diesen gespannt, so daß sich die bereits rrend beschriebenen· Leitern bilden.

Die elektrischen Anschlüsse 38 für die Leitern sind durch Isolatoren 40 von den Platten elektrisch isoliert. Ent-

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sprechend den Figuren sind die Isolatoren 40 und die Anschlüsse 38 oben an der Filteranlage befestigt, so daS auf diese Weise diese über dem höchsten Flüssigkeitsstand des Beh&lters in welche« die Elektroden angeordnet sind, gehalten werden. Die Hauptströmungsrich« tung ist durch den Pfeil A in den Figuren 3 und 4 gekennzeichnet.

Wenn der Oberzug auf den Elektrodenplatten 14 zu außergewöhnlicher Dicke angewachsen ist, dann wird der Filter durch die Vlbration der Elektrodenplatten erneuert, während diese, in Ol eintauchen. Das kann durchgeführt werden,während der Filter in einer Leitung eingebaut und in Betrieb iafc. Von Zeit au Zelt muß aber öle Einheit aus der Leitung ausgebaut und erneuert werden. Für diesen Zweck .iat der Behälter 10 (Figur 1) einen Ablauf an seinen Boden, Ein Vibrator* llvd.ru mV: Car Platte und den Ionisierungselektrode, entsprechend der Figur 1, verbunden. Die Feststoff auf achlämnr.<ng wird eodani teilweise von de» BehKlt.«r IO abgezogen, wobsi ..ber die Platten 14 und die Leitern 16 eir.iietaueht bli-it^n* Die Elektroden werden dann s »lange eiusr Vlbra ic* unterworfen, wie für ihre Reinigung erforderlich ist,wobei sie auch in der Praxis i:a relativ Jcurzer Zi?it er-

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neuert werden können· Die von den Platten entfernten Partikel setzen sieh auf dem Behälterboden ab« Nach einer Erneuerung der Elektroden kann die verbleibende Aufschlämmung aus den Behälter abgelassen werden, bevor dieser in die Leitung wie·* der eingebaut wird» Der erfindun-gsgeeäße Filter und das Filterverfahren verbessern das Filtern von Flüssigkeiten, die extrem feine Partikel enthalten»die gewöhnliche Filtermedien schnell verstopfen würden.

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Claims (1)

1. AO

   Livonia. MlitMran/ttffA Μ· Weitab** 1966

   16 #98)

   t. Bin Verfahren rar elektrischen Abscheidung von Feststoffteilchen «us Flüssigkeiten alt hoher ti Durchschlagsfestigkeit» In <Wr 41m« verteilt siispensiert sind» dadurch ct» daft 41· StrOMtng der Pcttitoffaufaohl liimg In Bahnen gefOhrijifird, daß eine Tllohenelektrode und eehrere Punktelektroden to in Abstand sueinender angeordnet werden» daft von der Btrdwmden feitatoffauftiohl Biing jede Elektrode berührt wird» daA ein elektrleehee feld switoben jeder Punktelektrode und der Flächenelektrode angelegt wird, ua die Feststoffe ans der FestatoffaufsehliMwng an der Flächenelektrode nledersusehlagen*

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft das niedergeschlagene Material von der Flächenelektrode su deren Erneuerung für weitere Filtrationen entfernt wird·

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   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dl· BntJteraang des Feststoffes von der Blektrodenfläche dadureh erfolgt, daft dl·»· In einer Flüssigkeit, dl· dl· gelösten Viederschläge abführt, bewegt wird.

   4« Verfahren naoh Anspruch 3, dadurch gelcmmseiohnet, daß dl· Elektroden In der Flüsigkeit einer Vibration tmtenrorfen werden.

   5· Verfahren naoh ·1η·κ der vorhergehenden AneprOche, dadurch gekennzeichnet, daft die Flüssigkeit Kohlenwasserstoffe, wie 01, enthalt.

   6. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennxelehnet, daft die FläQhenelektroden aus Platten und die Punktelektroden aus Drähten bestehen, die entlar.g'lm Abstand xu den Platten angeordnet sind.

   7· Verfahren nach-Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte in den StrÖmungsbahnon der Aufschlämmung anseordnet werden und diese: nacheinander Bereiche hoher Feldstärke durchströmt.

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   8. Verfahren nach Ansprach 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Strfaungebahn aus nehreren paralleler Strömungebahnen zwischen mehreren parleller und im wesentlichen gleich großer Elektrodenplatten gebildet wird, wobei zwischen jedem benachbarten Elektrodenplattenpaar eine Reihe Drahtelektroden ungeordnet wird.

   9* Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß e.'Ln elektrisches Feld die Teilchen, während Festetoffaufschlämmung durch dieses hindurchströmt, rur Flächen«Iektrede hin verschiebt.

   Io. Ein ElektroflüsslgkeitefiltiHr, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einem Flüssiijkei-«behälter, in dem wenigstens eine Flächenelektrode angebracht ist, aus einer Anzahl Punktelektrode η im Abstand εueinander und hintereinander im Behäll;c-r angeordnet, di-s mJ.t im wesentlichen gleichem Abstand von der Flächenelektrode and dieser benach1)£irt·. angeordncfc siad, aus Anschlu&nitteln der Elektro<iien, um oln elektrisches Feld «wischen diesen aufzubiiven und <?us einem Ελη- und • Auslaß des Behälters, um cl:»e SOrösutüg durch diesen EU ermöglichen, die dabei g<ifiltert -.eirä, hefc^:;5l·,·;.

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   11. Vorrichtung naoh Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, da* der AueIaA bsw. der Einlad so konstruiert ist, da· sieh parallele Streuungen swisehen den Plattenelektroden ausbilden.

   12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß Isolationsmittel oben an den Elektroden Ober dem höchsten im Betrieb EU erreichenden Flflsslgkeltsniveau des Behälters angebracht sind, die Isolatoren swisehen den Draht« elektroden, dem Behälter und den Plattenelektroden befestigt sind und die Drahtelektroden von den Plattenelektroden elektrisch isolieren.

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