<Desc/Clms Page number 1>
Fliehkraftfilter
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftfilter mit einer im Unterbau angeordneten Antriebswelle und einem mit dieser verbundenen drehbaren Filterteil.
Bei den bisher bekannten Filtern dieser Art bestanden Schwierigkeiten in der Beherrschung der Wirksamkeit der Filtration, da viele Filter nur den statischen Filterdruck im rechten Winkel zur Filteroberfläche ausnutzen und der so aus der Flüssigkeit abgeschiedene Filterkuchen sehr oft die Maschen des Materials an der Filterfläche durch Ablagerung verstopft. Die Filtration verschlechtert sich daher rasch, so dass sich ein nach und nach ungünstigerer Wechsel im Charakter der Filtration ergibt. Um eine gute Filtration zu bekommen, war es erforderlich, ein Filtermaterial grosser Dicke vorzusehen und das Verstopfen der Wandöffnungen zu verhindern, da der Vorgang gewöhnlich unter vermindertem Druck vorgenommen wird. Dies hat sich als unvorteilhaft erwiesen, weil dadurch die Filtrieroperation unwirksam wird.
Darüber hinaus war es nicht einfach, die Kuchen von der Oberfläche abzulösen und es war nicht möglich, eine Verbesserung der Wirksamkeit durch hohe Umdrehungsgeschwindigkeit zu bewirken.
Gemäss der Erfindung werden die Nachteile der bisher bekannten Fliehkraftfilter dadurch vermieden, dass eine in Lagern laufende und mit Flüssigkeitskanälen ausgestattete Hohlwelle, mindestens eine über die Flüssigkeitskanäle mit der Hohlwelle verbundene Flüssigkeitskammer und mindestens eine Filtratkammer mit einem Filtratauslass vorgesehen sind, wobei zwischen der Flüssigkeitskammer und der Filtratkammer ein Filtermedium angeordnet ist und eine Halteeinrichtung für mindestens ein Paarvon Flüssigkeitskammern, an deren Umfang sich der Filterkuchen ablagert, und Filtratkammern vorgesehen sind.
Durch die Erfindung wird ein Fliehkraftfilter geschaffen, welches unter dem Filterdruck der Zentrifugalkraft arbeitet und bei welchem die Ablagerungen an der Filteroberfläche durch den Flüssigkeitsstrom abgewaschen werden.
Ferner wird durch das erfindungsgemässe Fliehkraftfilter der Vorteil erzielt, dass es bei Verwendung von dünnem Filtermaterial die Filtration rasch auszuführen erlaubt und dass der gewünschte Filtrationsgrad dauernd beibehalten bleibt.
Ein weiterer Vorteil besteht schliesslich darin, dass das erfindungsgemässe Fliehkraftfilter eine viel grössere Filtrationsfläche besitzt als die bisher bekannten Filter.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, welche Ausführungsformen gemäss der Erfindung zeigen.
In den Zeichnungen bedeuten die Fig. l einen Aufriss eines Fliehkraftfilters gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen Seitenriss, teilweise im Schnitt, Fig. 3 eine Einzelheit je zur Hälfte in Ansicht und Längsschnitt. Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3. Fig. 5 zeigt eine untere, Fig. 6 eine mittlere und Fig. 7 eine obere Trennplatte. Fig. 8 zeigt eine Ansicht eines Halteteiles im Grundriss. Fig. 9 zeigt, teilweise im Schnitt, den Aufriss einer andern Ausführungsform der Erfindung. Fig. 10 einen Teil eines Trichters in Seitenansicht, Fig. 11 zeigt eine Draufsicht einer mittleren Trennplatte im Grundriss und Fig. 12 einen teilweisen Querschnitt einer solchen Platte. Fig. 13 ist die Ansicht eines Filtrierpapiers gemäss der Erfindung.
<Desc/Clms Page number 2>
An einem Unterbau 11 sind Lager 12 für eine Welle 14 befestigt, welche mit der Welle eines Motors 13 verbunden ist. An diesem Unterbau 11 ist ausserdem eine Grundplatte 16 befestigt, welche Gummifüsse 15 an der Unterseite aufweist. Mit der Welle 14 ist eine Hohlwelle 21 verbunden, welche mit einer unteren Trennplatte 22, einer Anzahl mittlerer Trennplatten 23 und einer oberen Trennplatte 24 zusammengebaut ist, wobei die erwähnten Platten so übereinander angeordnet sind, dass sich zwischen ihnen je eine Lage Filterpapier befindet.
Die obere Trennplatte 24 ist so angeordnet, dass sie durch den Schub eines Halteteiles 25, welcher auf die hohle Welle 21 aufgeschraubt ist, unter Druck gesetzt werden kann, indem zwischen der oberen Trennplatte 24 und dem Halteteil 25 eine Feder 26 und ein Federdrücker 27 eingeschaltet sind, wobei der Schub durch die Schubstücke 25a und die Gewichte 29 bewirkt wird. Der Unterbau 11 ist mit einem Gehäuse 31 verbunden, an dessen Boden ein Abflussrohr 32 vorgesehen ist. Ein Deckel 34, welcher mittels Spannhaken 35 mit dem Gehäuse 31 verbunden ist, weist ein Lager 33 auf, welches zwischen dem Deckel und einer an der Hohlwelle 21 montierten, verschiebbaren Lagerbüchse 28 angeordnet ist.
Die Hohlwelle 21 steht über einen Hahn 45 in Verbindung mit einem Flüssigkeitsbehälter 42, der an dem Deckel 34 mittels eines Stöpsels 41 befestigt ist und ist auch mit den oben erwähnten Trennplatten durch Nuten 21a (s. Fig. 3 und 4) verbunden. Die untere Trennplatte 22 ist an ihrer Oberseite mit einer Anzahl Verbindungsnuten 22a, 22b, welche in Richtung konzentrischer Kreise sowie auch in radialer Richtung verlaufen, ausgestattet und ausserdem besitzt sie Auslass- öffnungen 22c, welche mit oben am Umfang der Platte verlaufenden Nuten in Verbindung stehen (s. Fig. 5).
Die mittleren Trennplatten 23 sind mit Spiralnuten 23a an der Rückseite und Verbindungsnuten an der Oberseite, ähnlich jenen an der Oberseite der unteren Trennplatte 22, ausgestattet. Die obere Trennplatte 24 ist an ihrer Unterseite mit Spiralnuten ausgestattet, welche jenen an den mittlerenTrennplatten 23 ähnlich sind und an der Oberseite derselben sind Befestigungsteile 24a für die Gewichte 29 vorgesehen. Ein solches Gewicht 29 ist an dem Befestigungsteil mittels eines Bolzens 29a montiert und liegt mit einem Ende auf dem Halteteil 25 auf.
Der Halteteil 25 besitzt Ausnehmungen 25b, welche für mit einem exzentrischen Teil versehene Spannvorrichtungen 25a passen, und weist Gewindeteile 25c auf, welche in die Hohlwelle 21 eingreifen ; diese Gewindeteile sind teilweise ausgeschnitten, so dass sie ausser Eingriff kommen, wenn der Halteteil um 900 gedreht wird.
Der Trichter 42 besteht aus einem Einschubrohrteil 43, einem Hahnteil 45, der einen Hahnkörper 44 besitzt und einem Behälterteil 46 für die Flüssigkeit. Der Hahnteil 44 ist mit einem Hauptdurchlass 44a versehen, welcher den Einschubrohrteil 43 und den Behälterteil 46 verbindet, und besitzt ausserdem einen Durchlass 44b, der auf den Hauptdurchlass senkrecht steht und mit diesem kommuniziert. Dieser Durchlass 44b steht in Verbindung mit dem Einschubrohrteil 43, wenn die Verbindung des Einschubrohrteiles 43 mit dem Behälterteil 46 abgesperrt ist. Der Hahnteil 45 ist mit einer Verbindungsbohrung 45a ausgestattet, so dass der Hauptdurchlass 44a mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht werden kann.
Wenn die Flüssigkeitszufuhr durch den Hahnkörper 44 abgesperrt wird, verdreht sich der Hauptdurchlass 44a, welcher den Behälterteil 46 mit dem Einschubrohrteil 43 verbindet, derart, dass er mit der Bohrung 45a kommuniziert, so dass auf diese Weise der Durchlass 44b mit dem Einschubrohrteil 43 verbunden wird. Dadurch wird erreicht, dass die Flüssigkeit nicht durch den Einfluss des Atmosphärendruckes in dem Einschubrohrteil 43 stehen bleibt.
Am Unterbau ist ausserdem noch der Motor 13 montiert, an welchem die Grundplatte 51 einer Bremse befestigt ist. Ein Ende des Bandes 53, welches die an der Motorwelle befestigte Bremstrommel 52 umgibt, ist an einem Bandwiderlager an dieser Grundplatte befestigt und das andere Ende ist fest mit einem drehbar gelagerten Hebel 55 verbunden, dessen freier Arm durch einen Elektromagnet 56 angezogen werden kann. Dieser Hebel 55 ist mit einer Feder versehen, die so angeordnet ist, dass die Bremsung durch das Drücken des Bandes 53 auf die Bremstrommel 52 unter der Wir- kung der Federkraft dieser Federbewirktwird.
Da der Elektromagnet 56 während des Laufens des Motors 13 von Strom durchflossen wird, und der Hebel 55 entgegen dem Druck der Feder angezogen wird, liegt das Band 53 nicht dicht an der Bremstrommel 52 an und der Motor kann frei weiterlaufen. Wenn die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen wird, wird der Elektromagnet 56 nicht mehr von Strom durchflossen und das Band 53 presst sich unter der Wirkung der Kraft der Feder an die Bremstrommel 52, wodurch der Motor 13 und demgemäss die Hauptwelle gebremst wird.
Der Betrieb des Fliehkraftfilters gemäss der Erfindung erfolgt in folgender Weise :
<Desc/Clms Page number 3>
Wenn sich der Motor 13 dreht und die Flüssigkeit vom Trichter 42 zuläuft, fliesst die Flüssigkeit in die sich drehende Hohlwelle 21 und gelangt durch deren Nuten 21a in die Spiralnuten der Trennplatten. Dann durchdringt die Flüssigkeit das Filterpapier, fliesst in die Verbindungsnuten und läuft schliesslich in den Abflussauslass und bleibt im Gehäuse 31 stehen, wenn das Auslassrohr 32 geschlossen ist. Dabei bewegt sich das Gewicht umso mehr nach aussen, je mehr die Umdrehungsgeschwindigkeit wächst.
Da sich das Gewicht 29 mit einem Ansatz am Halteteil 25 abstützt, wird infolge der Hebelwirkung des im Punkt 29a angelenkten Gewichtes 29 die obere Trennplatte zufolge der auf das Gewicht wirkenden Fliehkraft nach unten gedrückt, wodurch der Kontakt der Trennplatten unter- einander verstärkt und das Austreten von Flüssigkeit zwischen denselben verhindert wird, wodurch sich eine hohe Wirksamkeit bei hoher Geschwindigkeit ergibt. Die im Gehäuse 31 sich ansammelnde Flüssigkeit wird durch das Rohr 32 nach aussen abgeleitet. Die Dispersion der abgetrennten Flüssigkeit wird innerhalb der Flüssigkeit vorgenommen, um ungünstige Zustände, wie Verdampfung und Schäumen, zu vermeiden.
Das abgeschiedene Material erhält man durch Lösen der Befestigungsmittel 35, Abnehmen des Deckels 34 und durch Lösen der Schubstücke 25a vom Halteteil 25, Entfernen des Federschiebers 27, der Feder 26, der oberen Trennplatte 24, der mittleren Trennplatten 23 und der unteren Trennplatte 22 nacheinander in der angegebenen Reihenfolge.
In den Fig. 9 - 13 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. An einem Unterbau 61 ist ein Lager 62 für die Welle 64 einer Riemenscheibe 63 vorgesehen. EineHohlwelle 71, die mit der genannten Welle 64 verbunden ist, ist mit einer unteren Trennplatte 72, mittleren Trennplatten 73 und einer oberen Trennplatte 74, welche entlang der Verbindungsnuten 71a angeordnet sind, zusammengesetzt. Auf jeder Platte liegt ein Filterpapier, und es werden entsprechend grosse Hohlräume 73a zwischen je zwei benachbarten Platten gebildet. Zwischen dem oberen Halter 74a und dem unteren Halter 72a werden diese Platten zusammengehalten und die obere Trennplatte 74 steht unter dem Druck des an der Hohlwelle 71 verschraubten Halteteiles 75.
Zwischen dem oberen Halter 74a und dem Halteteil 75 ist eine Feder 76 und ein Federdrücker 77 eingeschaltet, so dass der Nocken der Druckvorrichtung 75a dem Halteteil 75 zugekehrt und befähigt ist, auf den Federdrücker 77 zu drücken und weiters zu bewirken, dass das am oberen Halter 74a vorgesehene Gewicht 78 infolge der Zentrifugalkraft der Umdrehung auf den Halteteil 75 drückt. Das Mantelgehäuse 81, welches sämtliche oben erwähnten Teile umschliesst und welches an seinem unteren Ende geöffnet ist, ist mit dem Unterbau 61 durch Befestigungsmittel 65 verbunden, die vom Unterbau getragen sind. Am oberen Teil des Gehäuses 81 ist die Hohlwelle 71 in einem Lager 82 gelagert. Auf dem Gehäuse 81 ist ein Flüssigkeitsbehälter 92 montiert, wobei in der Verbindungsleitung eine Absperrvorrichtung 91, welche vier Durchlässe aufweist, vorgesehen ist.
Der Hahn 93 der Absperrvorrichtung 91 ist so angeordnet, dass eine Verbindung für die Flüssigkeit vom Flüssigkeitsbehälter ins Innere des Filters, vom Inneren zum Äusseren des Filters und auch vom Flüssigkeitsbehälter ins Innere des Filters jeweils durch Drehen des Hebels nach rechts, nach links oder in eine Mittelstellung hergestellt werden kann.
Was die Trennplatten betrifft, so ist die obere Fläche der unteren Trennplatte 72, die Ober- und die Unterseite der mittleren Platten 73 und die untere Fläche der oberen Trennplatte 74 ganz in der gleichen Weise ausgebildet, so dass nur die Darstellung einer mittleren Trennplatte 73 erforderlich ist (Fig. 11 bzw. 12). An der oberen Fläche der mittleren Trennplatte 73 sind eine zentrale Boh- rung für den Durchlass der Hohlwelle 71 in der Mitte der Platte, eine Anzahl kommunizierender Boh- rungen A am Umfang der Platte, eine Anzahl kommunizierender Nuten bezin der Mitte der Platte, und weitere ringförmige Nuten C, die mit den kommunizierenden Nuten B in Verbindung stehen sowie Verbindungsbohrungen D der ringförmigen Nuten C und der kommunizierenden Bohrungen A vorgesehen.
Die Verbindungsbohrungen D bestehen aus Perforationen am Umfang der mittleren Trennplatte 73 und sind mit Ausnahme der unteren Trennplatte 74 durch Pfropfen in ihren Öffnungen verstopft. Das geräumige Gehäuse 73a und das Filterpapier sind an den entsprechenden Stellen der kommunizierenden Bohrungen A perforiert, so dass ein am Umfang jeder Trennplatte vorgesehener, die vorstehenden Teile E aufweisender Passteil genau in die Passteile oder Löcher des Ge- häuses 73a passt, wobei Stellungen eingenommen werden, bei welchen die Verbindung aller kommu- nizierender Bohrungen gesichert ist.
Da die kommunizierenden Bohrungen der unteren Trennplatte 72 aus den Löchern, die der Peripherie zugewandt sind, abgeschiedene Flüssigkeit austreten lassen, sind Auslassrohre 66 vorgesehen, welche ringförmige Teile besitzen, die die erwähnten Löcher umgeben, und an dem Unterbau 61 befestigt sind. Die Stellung des Ablassrohres 66 kann je nach dem Erfor-
<Desc/Clms Page number 4>
dernis verändert werden. Bei Benutzung dieses Fliehkraftfilters wird die Riemenscheibe 63 gedreht und die Flüssigkeit läuft aus dem Flüssigkeitstank 92 bei der Stellung des Hebels des Hahnes 93 in vertikaler Richtung zu. Bei weiterer Behandlung der Flüssigkeit in grosser Menge wird der Hebel des Hahnes 93 nach rechts gedreht, um die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank einzulassen.
Die Flüssigkeit gelangt in die sich drehende Hohlwelle 71, fliesst durch die kommunizierenden Nuten 71a in das geräumige Gehäuse 73a und wird durch das Filterpapier filtriert. Sie fliesst längs der kommunizierenden Nuten der Trennplatte und nach unten durch die kommunizierenden Bohrungen und wird durch den ringförmigen Teil des Ablassrohres 66 und die Öffnung der unteren Trennplatte abgeleitet. Je grösser die Umdrehungsgeschwindigkeit, desto weiter bewegt sich das Gewicht 78 nach aussen, und da ein Ende des Gewichtes auf dem Halteteil 75 auflastet, wird der obere Träger 74a durch die Wirkung der Gewichte auf die Hebel heftig nach unten gepresst. Der so auf die Trennplatten ausgeübte Druck wird dadurch noch weiter verstärkt und ein Durchtreten der Flüssigkeit infolge Undichtheit wird weitgehend vermieden.
Am Ende des Filtrierprozesses wird das Innere und das Äussere des Filters durch Drehen des Hebels nach links miteinander verbunden und die Flüssigkeit wird vollständig abgezogen. Wenn der Lauf der Riemenscheibe 63 am Schluss der Operation gestoppt wird und die Befestigungsmittel 65 gelöst sind, kann das Gehäuse 81 samt darauf befestigter Absperrvorrichtung und damitverbundenem Trich- ter 92. abgenommen und weggestellt werden. Nach Lösen der Druckvorrichtungen 75a kann der Halteteil 75 von der Hohlwelle 71 abgenommen werden und das geräumige Gehäuse 73a, welches den abfiltrierten Schlamm enthält, wird aus dem Filter samt den Trennplatten und dem Filterpapier ausgebaut.
Durch die Anordnung der kommunizierenden Bohrungen am Umfang der Trennplatten wird unerwünschtes Schäumen der abgetrennten Flüssigkeit verhindert und eine direkte Berührung des Mantelgehäuses mit der abgeschiedenen Flüssigkeit vermieden, so dass es nicht notwendig ist, für die Herstellung des Mantelgehäuses chemisch widerstandsfähiges Material zu verwenden. Ausserdem ist es leicht, die Kuchen von den Oberflächen zu entfernen und es ist auch möglich, eine Erhöhung der Wirksamkeit durch hohe Umdrehungsgeschwindigkeit zu erreichen.
Wenn auch nur bestimmte spezielle Ausführungsformen des erfindungsgemässen Fliehkraftfilters beschrieben wurden, ist dem Sachkundigen klar, dass verschiedene Änderungen, Zusätze, Auswechslungen und Weglassungen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch vom Erfindungsgedanken abgewichen wird. Zum Beispiel kann dem Gehäuse die Form eines Käfigs zur Dispersion des Filtrats gegeben werden, wenn es sich darum handelt, Wasser od. dgl. zu reinigen, und es könnte die hohle Welle auch durch eine Welle mit Nuten ersetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fliehkraftfilter mit einer imUnterbau angeordnetenAntriebswelle und einem mit dieser verbundenen, drehbaren Filterteil, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Lagern (33,82) laufende und mit Flüssigkeitskanälen (21a, 71a) ausgestattete Hohlwelle (21,71) mindestens eine über die Flüssigkeitskanäle (21a, 71a) mit der Hohlwelle (21, 71) verbundene Flüssigkeitskammer (23a, 73a) und mindestens eine Filtratkammer (22a, 22b, B) mit einem Filtratauslass (22c, A) vorgesehen sind, wobei zwischen der Flüssigkeitskammer und der Filtratkammer ein Filtermedium angeordnet ist und eine Halteeinrichtung (25,75) für mindestens ein Paar von Flüssigkeitskammern, an deren Umfang sich der Filterkuchen ablagert, und Filtratkammern vorgesehen sind.