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INTECH GmbH
このタイプのフィルタは、真空下で動作する連続的な装置です。真空フィルタには濾液移動方向が重力方向と一致します。
穿孔ゴムベルトは、駆動キャプスタンにより閉回路で移動されます。濾布の隔膜はローラによりベルトに押し付けられます。懸濁液はトレイから濾布上に供給されます。濾液は、圧力差によりベルトの下に位置する真空チャンバに移動され、次に装置から出力されます。濾布上に形成された沈殿物がノズルから供給される液体で洗浄されます。洗浄液は、他の真空チャンバ内に吸引した後、装置から排出されます。
残渣は真空で乾燥されます。ベルトがローラで曲がり、濾布から外され、その後ホッパーに排出されます。濾布は戻され、ローラ間で回復されます。回復とは機械的なブラシ、洗浄、蒸気処理です。
ベルト真空フィルタの利点は、簡単な構造、分配ヘッドの不搭載、残渣脱水、良好な洗浄条件です。残渣は容易に除去され、および濾布が回復できるため、ベルトフィルターを濾過困難の懸濁液のために使用することがあります。
濾過は、多孔質隔膜を用いて行われます。濾過の間、隔膜の片側で粒子状物質の層（残渣）が蓄積され、反対側で隔膜を通過する濾過された液体（濾液）が蓄積されます。濾過には、懸濁液の圧力が反対側の圧力より高くなることが必要です。このような条件は、ポンプで注入される懸濁液の質量、気体の圧力、隔膜の反対側で真空を作り出すことにより、構成されます。
真空フィルタの構造は、上記の図通りです。中空シャフトにフィルタ布で覆われたセクタ（通常はアルミニウム製）が搭載されます。懸濁液がフィルタ用に供給されるタンクには、ディスク付きシャフトが3回転毎分の速度で回転します。フィルタに接続された真空ポンプにより、ディスク内部ならびにドラム真空フィルタに真空が作成されると、液体がフィルタ布を通過しディスク内に入ります。
各ディスクのフィルタ表面にはペレットの形態で付着した残渣が残ります。そのようなペレットの厚さは、主に残渣の性質によります。
ディスク真空フィルタのサイクルシフトはドラムフィルタと同じです。
ディスク真空フィルタは、回転するディスク（またはドラム）搭載のフィルタリング機器です。その主な役割は、残渣の適度な速度で懸濁液をほぼ同じ大きさの固形粒子と分離することです。
ディスク真空フィルタは、真空濾過の短時間（多くて3分以内）に厚さ8ミリメートル以上の残渣層が形成される場合に、主に使用されます。全量の20％以上を許容する固相の最大の粒子は、18ミリメートル毎秒以下の蓄積速度が必要です。
ディスク真空フィルタにより分離される懸濁液は絶対に安全でなければならず、その液相が真空条件で結晶化してはなりません。真空濾過では、揮発性、可燃性および爆発性だけでなく、毒を含む懸濁液がろ過できません。フィルタ機器で形成された残渣が後で洗浄できません。乾燥時にわずかなひび割れが許容されます。
ディスク真空フィルタは、主に石炭、鉄鉱石、金属などの業界で使用されます。
ディスク真空フィルタは、トラフ、分配ヘッド、回転するセル軸に取り付けられた複数のディスクから構成されます。各ディスクは、フィルタ布またはメッシュで覆われた個別の中空セクターの一定数（18〜12）を有します。セクター自体は、金属またはポリプロピレンから作製されます。中空軸は、軸受に水平に取り付けられ、12〜18本のチャンネル（セル）で繋ぐ2つの壁（外側と内側）を有します。チャネルとセクターの空洞がそれぞれ接続されます。セルは、真空管が接続される4つのチャンバで構成される固定分配ヘッド搭載の中空シャフトにつながります。
ディスク真空フィルタ動作原理
シャフトが回転すると、すべてのセクターは分配ヘッドのチャンバーと伝達し始めます。フィルタゾーンには、ろ液が真空でフィルタ膜を介してセクターに入ります。その後、ろ液は真空ラインと繋がるシャフトのセルとチャンバーを介して機器から排出されます。固形物は、数分で残渣の厚い層を形成し、それによってろ材表面上に蓄積されます。
他の二つの工程（脱水、乾燥）には、残渣から自由液体が吸引され、特別チャンバを介して機器から排出されます。
別のチャンバーから圧縮空気が供給され、壁から残渣が分離され、その後、ナイフで最終的に排出されます。圧縮空気供給弁からパルス状の空気が供給されます。回復工程では、別のチャンバを介して空気または蒸気が供給され、フィルタ布が回復されます。
回復工程は、フィルタ布が残渣で目詰りした場合のみに使用されます。炭素鋼製のフィルタはいくつかのパーツからなる鋳造のセルシャフトを用います。ステンレス製の機器は、個々の全長セクションからなる溶接軸が搭載されます。
ディスク真空フィルタのトラフは、通常、懸濁液の一定レベルを保証するオーバーフローシュートが搭載され、溶接構造を有します。ボルテックスミキサーは、個別のドライブが装備されます。ディスク真空フィルタの分配ヘッドは完全に鋳造で、フィルタゾーンからろ液を除去する金具、 残渣パージおよび濾布回復用の圧縮空気を供給する乾燥ゾーン金具が取り付けられます。
51平方メートルまでの濾過表面積を有する機器は１つの分配ヘッドを搭載し、 それ以上の表面を持つフィルタリング機器は２つの分配ヘッドを搭載します。
この機器を設計する際、すべての主な要素をその強さに基づいて計算する必要があります。端壁とのペアリングピン（計算のためのピン付きドラムは2つの支持体上でのビームとして計算され）、ドラムの端壁（壁の設計方式が半径方向に離間したリブの円板のように見え、中央のピンは集中モーメントを伝え、端壁の外側はピンチとして計算され）、円筒状のドラムのリムは、懸濁液の静水圧に与えられ、残渣回収機構の力とドラムの重力によって生じる曲げモーメントなどを、参考とします。
ドラム真空フィルタは、金属メッシュとそれに付けられたろ布で覆われた回転する円筒状の穴あきドラムです。
化学工業では、外面フィルタを有するドラム真空フィルタが一般的に使用されます。これらのフィルタは、容易な使用、高濾過速度、並びに懸濁液の異なるタイプの処理適性を特徴とします。
懸濁液用のフィルタの計算は二段階で行われます。まず、全ろ過面を測定し、それによってフィルタの数、ならびにサイズが選択されます。次に、特定のろ液の性能、およびフィルタの数が確定されます。
ゾーン１は、濾過工程および残渣の乾燥工程です。セルが真空ラインに接続されます。差圧の作用により濾液が濾布、穴あきドラムとメッシュを介してセルの中を通過します。その後、濾液はパイプから排出されます。この時、濾布外面には残渣が形成されます。セルは懸濁液から出るとき、残渣が部分的に乾燥されます。
ゾーン２は、残渣が洗浄され乾燥される工程です。セルが真空ラインに接続されます。機器は残渣を通過する洗浄液を提供し、その後、パイプで機器から排出されます。液体は流れない所では、残渣が乾燥されます。
ゾーン３は、残渣が除去される工程です。セルが残渣を緩めて除去を容易にするため、圧縮空気ラインに接続されます。その後、ナイフを使用して残渣がろ布の表面から除去されます。
ゾーン４は、圧縮空気を使用して濾布が回復され、前の工程で隔壁上に残された固形物が除去されます。
全段階が完了後、このサイクルは繰り返されます。フィルタのすべての工程が順次動作しますが、工程は互いに独立して動作します。したがって、フィルタリング処理は連続的に行われます。ドラムの回転時には、セルが真空と圧縮ガス源から切断されたデッドゾーンを通ります。
懸濁液用トラフには、重力の影響下で固形微粒子が堆積されます。この過程は、濾液の移動方向と反対方向に行われるため、懸濁液をミキサーで攪拌する必要があります。
フィルタの計算のための初期データとして、濾液の要求性能およびの懸濁液中の固形分の質量濃度、洗浄およびろ過における変圧が使用されます。また実験の際、ろ過後の残渣湿度、残渣と濾布の抵抗率、および残渣の乾燥期間と層圧を計算する必要があります。これらの研究は、実験用セル中で行われます。
技術的なゾーンに分けてフィルタの計算を行う前には、残渣予備乾燥セクタ、デッドゾーン、残渣除去ならびにフィルタ布回復セクタの角度値を設定する必要があります。
フィルタの完全なサイクルの持続時間は、ドラムの回転速度の逆数に等しいです。
τc = 1/n
また、全フィルタ表面を計算するために下記の式が使用されます。
ドラムの回転時には、セルが真空と圧縮ガスの源から切断されるデッドゾーンを通ります。
Fob = (Q·τc)/(υfs·Kс)
Vobは、ろ液に対する能力（㎥/秒）
Ксは、ろ布の繰り返し使用（Kс=0.8）により抵抗が増大するため、フィルタ面を増加させるための必要な補正係数です。Ѵfsは、下記の式で計算されるろ液の比体積です。
Υfs = hос / x0
hосは、フィルタ上の蓄積層の高さ、メートル。
X0は、得られたろ液の体積に対するフィルタにおける残渣の割合。
Fob値が計算された後、カタログからフィルタサイズを選択し、ならびに必要な性能を維持するために必要とされるフィルタの数を決定します。
その後、選定されたフィルタの適合性を確認する必要があります。そのためには、カタログに記載された回転数範囲とドラムの回転数を比較します。また、算出と標準的なろ過セクタの角度を比較します。回転数が記載された範囲よりも高い場合、または濾過角度が基準よりも大きい場合、残渣層の異なる高さを設定して計算しなおす必要があります。
その後、フィルタの修正計算をします。それぞれの技術ゾーンは、カタログに基づいて特定します。ドラムの回転速度としては、以下の式に従って計算されたものの少ないほうを使用します。
n1 = φf / (360·τf)
n2 = (φпр+φс2) / (360·(τпр+τс2))
φf, φпр, φс2は、濾過、洗浄、乾燥セクタの角度です。
τf, τпр, τс2は、濾過、洗浄、乾燥の期間です。
セルが最初の4つの段階では真空ラインに接続され、最後の3段階では圧縮空気ラインと接続されます。
パージの際、濾布がその延長を防止するために、細いスパイラルワイヤーによりドラムの表面に押しつけられます。ある条件では、残渣に亀裂が形成します。それにより残渣層が割れ、空気が亀裂を通って真空が破壊されます。このような場合には、クラックが残渣の表面上で移動するテープでカバーされます。
残渣の構造や厚さに応じてさまざまな方法で除去されます。
細かい懸濁液の分離時、フィルタ材の細孔が速やかに詰まります。そのため、濾布の代わりに50〜75ミリ厚さの沖積粒状隔壁が使用されます。多くの場合、材料として珪藻土の粒子が使用されます。フィルタ処理には、トラフ中に粒子状物質の懸濁液が供給され、取り外し装置をオフにし、30〜60分フィルタを動かします。この時間に必要の厚さの残渣が蓄積されます。さらに、懸濁液がろ過するためにトラフに供給されます。懸濁液を分離するには、残渣が蓄積した沖積層が徐々にナイフで切断されます。ナイフは非常にゆっくりと移動し、ドラムの一回転で約0.01〜0.05ミリに移動します。沖積層の薄膜化により回復されます。
セルドラム真空フィルタの動作面積は50㎡までです。ドラムの直径は4〜1メートル、長さは 0.2〜5メートル、回転速度は0.1〜3回転/分です。ドラム駆動には、0.1〜4.5 kWの電動モータが使用されます。フィルタ材料は、懸濁液の種類に応じて選択されます。
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