CN102844088A - 过滤装置 - Google Patents

Abstract

一种过滤装置，其包括一个在含有液浴的池槽（1）中可围绕水平轴线（5）旋转驱动的转子系统（2），该转子系统例如包括三个组合体（15），所述组合体分别包括套装在一个平行于轴线（5）、由此偏心延伸的管状圆筒（17）上的滤片。所述管状圆筒（17）与一个用于支承转子系统（2）的、在轴线（5）的方向上延伸的空心轴（18）处于固定连接中，所述空心轴在两侧支承在设计为滑动轴承的轴承单元（6、7）中，所述轴承单元能够三维地平衡空心轴（18）的轴线的角度偏差。每个滤片由多个分段组成，所述分段由塑料制成并且在注塑工艺中制造成与联接件一体的成型件，由此各滤片的在轴向上对齐的分段在套装到管状圆筒（17）上的状态中构成连续的滤液集流管（23）。在此形成转子系统（2）的结构更加简单的且能够低成本地制造的构造。

Description

过滤装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的过滤装置。

背景技术

这种过滤装置用于净化含有不溶性污物成分的液体、尤其是废水，以便获得可重新使用的滤液。但这种装置一般也可用于将固液混合物分为固相和液相。

已知这种装置例如是旋转吸滤器的形式，其中，在液浴中作为片状的、在内侧被加载负压的过滤元件的支承体的转子系统可围绕水平轴线旋转驱动地支承。

DE 102004063879A1公开了一种这样的过滤装置，其中，在液浴中转子系统可围绕水平轴线旋转地支承并且与电动机围绕该轴线处于传动连接中。转子系统包括一个支承盘，在其上支承多个由片状的、堆叠并排固定的过滤元件构成的组合体，每个组合体包围空腔，各个组合体的空腔通过在径向外侧连接的集流管汇合并且所有组合体的集流管聚集在中央。各组合体包围同轴于支承盘轴线的空间，用于导入洗涤用空气的喷管伸入该空间中。另一在需要时可接通的同样用于导入洗涤用空气的喷管位于转子系统下方的底侧。过滤元件包括多个分段，它们在组装的状态中构成圆盘形状并且这些分段分别在中间设有垫片的情况下保持在连续的、与支承盘连接的杆形支承体上。在该过滤装置中未设置能承载的、可整体操作的滤片，并且因此各分段的固定结构相对复杂。这表示滤片或分段的安装及拆卸基于分段的单独固定相对复杂。汇合各个过滤元件的滤液所需措施的花费也很大。

另一可与之比较的过滤装置由文件EP 1149619A1公开。在此，在液浴中也设置一个可围绕水平轴线旋转支承的、包括一个同轴于该轴线延伸的支承盘的转子系统，所述支承盘在轴向上与支承法兰间隔开地相对置，在支承盘和支承法兰之间设置圆形滤片，所述滤片借助间隔垫片以定义的均匀的间距被彼此固定。每个滤片包括八个扇形的、包围一个中心空腔的分段，并且通过杆件将包括滤片、支承盘以及支承法兰的整个系统固定在一起，所述杆件分别穿过在轴向上依次设置的分段并且固定在支承盘或支承法兰上。滤片包围一个中心的、与液浴连通的空腔，待过滤的液体通过该空腔进入滤片的间隙中。不存在至少可整体操作的滤片，因此分段的安装及拆卸始终需要完全分解转子系统。

文件DE 2635460A1公开了一种用于净化液体的装置，其中，在圆柱形的容器中支承一叠可围绕垂直轴线旋转驱动的滤片。待净化的液体在中心在滤片叠的轴向上被输入容器中，其中一部分通过滤片之间的间隙被径向向外引导，在外侧通过膜限定并且分别包围空腔的滤片内获得滤液并且滤液被径向排出滤片，剩余的液体作为浓缩物聚集在间隙中并被排出。圆环形的并且在圆周方向上不分段地构造的滤片可通过毂部彼此插接并且在轴向上固定在两个彼此螺纹连接的端板之间。无论是安装还是拆卸各个滤片都不得不完全分解滤片叠。

文件DE 2651151A1公开了另一种旋转吸滤器，其中，在储箱中设置一个可围绕水平轴线旋转驱动的转子系统。该转子系统包括一个中心轴，该中心轴具有八个轴线平行的与真空泵连接的纵向通道，每个纵向通道通过径向孔与过滤器分段处于连续的连接中。这些孔在轴向上成组地轴向间隔开地设置，使得与这些孔连接的过滤器分段沿轴构成多个彼此间隔开的滤片式结构。为了将过滤器分段连接在孔上，分别设置特殊的连接元件，它们与轴进行螺纹连接。

上述实施方式的缺点在于结构相对复杂，因为需要专门构造的、具有纵向通道的且配有特殊连接元件的轴，该轴配有需要单独安装或拆卸的过滤器分段。

因此该现有技术的缺点总体上在于，构造支承滤片的转子系统的结构成本相对大。

发明内容

本发明的任务在于在更加简单的结构方面、尤其是在被分段的滤片的安装操作方面改进开头所提类型的过滤装置。该任务在这种过滤装置中通过权利要求1的特征部分特征得以解决。

对本发明而言重点的是，每个滤片的各分段彼此这样连接，使得在没有附加措施的情况下形成能承载的结构。如此构造的滤片可进行整体操作，即它可作为一个单元被安装和拆卸。滤片的分段可在圆周区域中例如形锁合地彼此连接并且可附加地进行螺纹连接或铆接。在此可使用任何对技术人员而言常用的连接技术。

另外对本发明而言重要的是，如此设计的滤片可作为组合体套装在一个中心的管状支承体上，由此由一叠滤片构成的组合体的固定在一起可仅通过该支承体来实现，因此与开头所提现有技术相反，并非每个单独的分段为了安装均需单独与转子系统的特定支承结构连接。

总之通过这种方式形成一种转子系统，其特点是结构相对简单。

权利要求2和3的特征涉及滤片的更详细构造。无论如何，所述滤片包围空腔，一个组合体的所有滤片的空腔配有可彼此插接的联接件，这些联接件在彼此插接的状态中构成连续的滤液集流管。分段优选由塑料制成并且可在注塑工艺中低成本地制造成与所述联接件一体的成型件。通过这种方式形成的滤液集流管在一个组合体中连接所有在轴向上彼此对齐的分段。

权利要求4至6的特征涉及不同的转子系统，它们区别在于所支承的组合体的数量。对于转子系统包括两个或更多个组合体的情况，组合体的支承体——滤片可套装到该支承体上——分别由一个管状圆筒构成，该管状圆筒平行于转子系统的轴线但偏心于该轴线地延伸。管状圆筒与空心轴处于固定连接中，转子系统可围绕该空心轴的轴线旋转驱动。如转子系统仅包括一个组合体，则上述支承体直接由转子系统的空心轴构成。

根据权利要求7和8特征，一个组合体的各滤片在它们的安装位置中在轴向上弹性可缩地夹紧在两个支撑结构之间，其中一个支撑结构设置成可克服弹簧元件的力移动。通过这种方式，滤片组可在支承体上无间隙地并且允许滤片组和空心轴之间的轴向补偿运动地定位。

权利要求9和10的特征涉及一个组合体的各滤片的相互固定。为了避免基于一方面优选由塑料制成的滤片和另一方面通常由金属制成的连接元件例如螺栓的与材料有关的不同热膨胀特性而产生的应力状态，根据权利要求9和10的特征建议，仅一部分、例如两个在轴向上直接相邻的滤片借助连接元件在圆周和中间相互固定在一起，从而避免使用长的连续的连接元件。附加地，在轴向上依次设置的一部分滤片的各连接元件可在圆周方向上错开地设置。通过这种方式将与材料有关的不同热膨胀特性的影响保持在一定限度内。

权利要求11和12的特征涉及用于将待过滤的液体导入液浴中的分配管的空间布置。所述分配管位于转子系统的中心区域中、靠近转子系统的轴线并且在转子系统的整个长度上延伸。分配管也可设置在组合体的中心区域中、靠近组合体的轴线、平行于该轴线且在该组合体的整个长度上延伸并且穿过各滤片的凹口。

权利要求13和14的特征涉及转子系统的支承结构。优选使用滑动轴承，其能够三维地平衡被接纳的支承转子系统的空心轴的角度偏差。通过该措施避免机架的否则可能由于这些偏差而产生的应力。

通过为轴承、尤其是其滑动面加载始终从轴承流出并流入到液浴中的封闭液体，可避免液浴中的杂质、尤其是起研磨作用的物质进入到轴承中。

根据权利要求15和16的特征，可将转子系统的起支承作用的结构元件用作介质管道、在此为滤液管道。通过这种方式可省略否则将要铺设的昂贵且易受干扰的软管。为此原则上适用空心型材。

类似成立的是，根据权利要求17的特征，在液浴内的底侧上的管道网络的压缩空气供应。据此，压缩空气输入可通过支承该管道网络的机架的部件进行。

附图说明

下面参考附图所示的实施例详细说明本发明。附图如下：

图1为按本发明的过滤装置的局部垂直剖面图；

图2为图1所示过滤装置沿剖面II-II的局部图；

图3为图1所示过滤装置沿剖面III-III的局部图；

图4为图1细部IV的局部放大图；

图5为图1细部V的局部放大图；

图6为图1细部VI的局部放大透视图；

图7为滤片的单独的俯视图；

图8为三个依次设置的滤片的分段的边缘固定的示意性透视图；

图9为依次设置的滤片的分段的中间固定的简化的局部平面图；

图10为按本发明的转子系统的端部区域的局部放大剖面图。

具体实施方式

图1所示过滤装置包括一个在上侧开口的用于接纳待过滤的液体的池槽1和一个固定安装在池槽内底侧上的、下面还将详细说明的转子系统2。转子系统2在装置运行期间位于池槽1中的液位3下方。

在所有附图中，一致的功能元件使用一致的附图标记。

转子系统2在安装在池槽1内的底侧上的机架4中可围绕水平轴线5旋转地支承并且通过牵引元件传动装置6例如齿带传动装置与设置在池槽1上方的、在附图中未示出的电动机处于传动连接中。机架4包括两个设计基本上彼此相同的、在转子系统2的端部上接纳轴承单元6、7的、分别具有三个构成一个三角形支撑结构的元件的轴承支撑座8、9，所述轴承支撑座经由在底侧上延伸的纵向支杆10彼此处于连接中。轴承支撑座8、9以相同的方式固定在池槽1的底部11上并且例如可与底部建立螺纹连接。有利的是这样设计轴承单元6、7，使得转子系统2能够作为整体的组件从池槽1中简单地取出并且可简单地重新装入池槽1中。由此简化了转子系统2的维护工作。

如图4和5可见，两个轴承单元6、7的每一个的特点在于球壳形的支承体47，其接纳在相应的球壳形的支承窝48中。通过这种方式，即使在倾斜安装以及因动态载荷而产生振动时也可实现三维的平衡运动和由此机架4的无应力状态。

标记49表示两个轴承单元6、7的每一个的接头49，其用于将封闭液体导入支承窝48和支承体47的可彼此相对滑动的表面之间。通过处于压力之下的、无固体的封闭液体可靠避免了杂质进入所述表面之间的空间中和与此有关的磨损。例如通过过滤过程所获得的滤液可用作封闭液体。

转子系统2例如包括三个分别保持在彼此平行且平行于轴线5延伸的轴线12、13、14上的由各个滤片16构成的组合体15。每个组合体15包括一个中心的同轴于相应轴线12、13、14延伸的管状圆筒17，所述管状圆筒17在端侧经由一个在垂直于轴线12、13、14的平面中延伸的星形的组合体支撑，该星形的组合体包括多个在中心的、支承转子系统2的、可围绕轴线5旋转支承的空心轴18上构成能承载的框架结构的管状圆筒19，所述管状圆筒19同时用作所获得的滤液的集流管。以三角形方式设置在转子系统2端部上的节点支杆20用于稳定。

组合体15优选这样保持在转子系统2中，使得在需要时可作为组件被简单地拆卸或安装。

滤片16在留下相对小的间隙21的情况下紧密堆叠地设置在构成支承结构的管状圆筒17上并且通过设置在近轴区域中的、彼此可紧密地插接的、在组装状态中构成管段的联接件22这样相互连接，使得联接件22整体构成滤液集流管23。间隙例如可设计为8mm。

每个滤片16包括四个优选由塑料制成的分段32，它们在圆周区域中彼此连接、例如彼此铆接。但也可考虑其它对技术人员而言常用的连接方式。在组装状态中，各分段32构成一个可整体操作的、在此为八边形的、设有中心孔的滤片16，其可套装在管状圆筒17上。

每个分段32设有至少一个在图9示出的联接件22，因此在轴向上依次设置在管状圆筒17上的分段32构成至少一个滤液集流管23。

分段32可由在注塑工艺中制造的框架状或栅格状成型件构成，其平坦的上侧和下侧铺有滤布或膜。无论如何形成空腔，其在两侧由滤布限定并且用于通过滤液集流管排出滤液。

在所示情况下，相应于四个分段32设置四个滤液集流管23。

三个组合体15中的每一个组合体的滤片16彼此连接，而且在边缘侧上彼此连接，如图7中示例性借助一个组合体15中的三个在轴向上依次设置的分段33、34、35之间的连接所说明的那样。

金属连接元件例如螺栓、铆钉或类似物在位置36上仅连接第一分段33与第二分段34，而不连接第三分段35。相反，在位置37上以相同的方式连接第二分段34与第三分段35，而不连接第一分段33。由于放弃了连续的、即穿过所有在轴向上依次设置的分段并且将它们均匀地相对固定的连接元件，所以一方面所述金属连接元件和另一方面由塑料制成的滤片16的与热有关的不同膨胀的影响被保持在窄的、尤其是可容许的限度内。

如图8所示，一个组合体15的各滤片16在中间、即在紧邻管状圆筒17的区域中这样连接，使得在直径方向上彼此相对的位置38、39上使用连接元件，通过它们相互固定两个在轴向上在管状圆筒17上彼此紧靠地设置的滤片16。相反，在相对于位置38、39在圆周方向上错开90°的位置40、41上所设置的、与相邻滤片的孔对齐的孔用于接纳这种连接元件，通过它们使得在轴向上与所示滤片16相邻的第二和第三滤片彼此连接。由于使用的连接元件的固定作用仅包括两个在轴向上彼此相邻的滤片或者说分段，所以即使在温度升高或波动的情况下，组合体15的滤片组仍可处于不会卡死的状态。

此外在组合体15的滤片16之间仅设置间隔垫片50，由此通过所述间隔垫片和上述连接元件的共同作用实现组合体15的一种能结构简单地构成的、满足所有工作要求、机械稳定的结构方式。

套装在空心轴18上的、在图1左侧贴靠在滤液接纳室24上的滤片16的组在右侧——如图5放大所示——在轴向上被弹性支撑。

为此目的，可在空心轴18上、即在图1右侧端部上轴向固定一个法兰环42，在该法兰环上通过多个在圆周上均匀分布的、平行于轴线5延伸的螺栓43轴向支撑一个可滑动地设置在空心轴18上的环形法兰44，该法兰环44以其一侧贴靠在由滤片16构成的组上。可以看出，所述组弹性夹紧在固定设置的滤液接纳室24和环形法兰44之间。

每个组合体17的所有滤液集流管23整体与滤液接纳室24处于连续的连接中，所有滤液接纳室24本身经由连接段25和管状圆筒19汇集到由空心轴18的一个区段构成的集流室26中。通过附图中未示出的管道，滤液可从该集流室26排出。

待过滤的、含有杂质的液体首先经由一个附图中未示出的管道进入与空心轴18处于固定连接的输入室27中并且从该输入室经由圆周上的开口28进入环形围绕的第一分配室29中，所述第一分配室在外侧构成牵引元件传动装置6的一部分。

在空心轴18之外设置一系列在转子系统2的整个轴向长度上延伸的分配管30，它们连接在分配室29外侧——而且优选以均匀的圆周分布——并且平行于轴线5延伸。分配管30在圆周侧设有孔30，这些孔用于将待过滤的液体从分配管导入到池槽1中。

其它分配管可设置用于各个组合体15的管状圆筒17，这些分配管也以附图中未示出的方式与分配室29连接。为此目的，分段32如图6和7所示设有彼此对齐的凹口46，在这些凹口中可固定分配管。

作为替换方案，一方面配置给管状圆筒17的分配管和另一方面配置给空心轴18的分配管30也可在中间设有由技术人员已知的关断机构的情况下被加载待过滤的液体。

标记31表示设置在池槽1内的底侧上、在转子系统2下方的管道网络，其例如可支承在纵向支杆10上并且可通过均匀分布的孔将压缩空气导入池槽1中的液浴中。管道网络31和所述孔这样布置，使得在滤片16之间的间隙21的区域中气泡以均匀的分布上升，所述气泡形成向上定向的流场并且在滤片的过滤表面上产生以去除沉积物为目的的净化作用。

在实践中，管道网络31的管道可由穿孔的支承管构成，每个支承管覆盖有一层套在其上的、穿孔的、软管状的例如由弹性体材料制成的膜。在导入压缩空气时所述膜发生与压力有关的扩张并且与此相关气泡进入液浴中。

在工作期间，污水、例如含有固体的废水被输入过滤装置的输入室27中。污水随后经由分配室29和分配管30进入池槽1的液浴中。在池槽1中转子系统2围绕轴线5旋转，由该旋转运动引起的液浴运动基于从管道网络31升起的气泡被叠加向上定向的流动。

附图标记列表

1   池槽            26  集流室

2   转子系统        27  输入室

3   液位            28  开口

4   机架            29  分配室

5   轴线            30  分配管

6   轴承单元        31  管道网络

7   轴承单元        32  分段

8   轴承支撑座      33  分段

9   轴承支撑座      34  分段

10  纵向支杆        35  分段

11  底部            36  位置

12  轴线            37  位置

13  轴线            38  位置

14  轴线            39  位置

15  组合体          40  位置

16  滤片            41  位置

17  管状圆筒        42  法兰环

18  空心轴          43  螺栓

19  管状圆筒        44  环形法兰

20  节点支杆        45  弹簧元件

21  间隙            46  凹口

22  联接件          47  支承体

23  滤液集流管      48  支承窝

24  滤液接纳室      49  接头

25  连接段          50  间隔垫片

Claims (17)

1.过滤装置，其包括转子系统（2）以及用于输入待过滤液体和用于排出滤液的管道，所述转子系统在池槽（1）中围绕水平轴线（5）在由待过滤液体构成的液浴中能被旋转驱动，并且所述转子系统支承至少一个由并排设置的滤片（16）构成的组合体（15），每个滤片（16）由多个面状的分段（32）组成，其特征在于，每个滤片（16）的各分段（32）彼此连接以构成一个能承载的、能整体操作的结构，并且每个组合体（15）的各滤片（16）能套装到一个中心的管状的支承体上。

2.根据权利要求1的过滤装置，其特征在于，在滤片（16）的轴向方向上彼此对齐定位的分段（32）通过一体成型的联接件（22）构成连续的滤液集流管（23）。

3.根据权利要求2的过滤装置，其特征在于，组合体（15）的轴向相邻滤片（16）的联接件（22）能彼此插接。

4.根据权利要求1至3之一的过滤装置，其特征在于，转子系统（2）的多个组合体（15）中的每一个组合体包括平行于转子系统的轴线（5）延伸的、支承滤片（16）的、构成所述支承体的管状圆筒（17）。

5.根据权利要求4的过滤装置，其特征在于，所述多个组合体（15）中的每一个组合体的管状圆筒（17）与一个中心的、用于支承转子系统（2）的空心轴（18）连接，与该空心轴一起旋转。

6.根据权利要求1至3之一的过滤装置，其特征在于，在仅一个组合体（15）的情况下，该组合体的轴线在用于支承转子系统（2）的、构成所述支承体的空心轴（18）的轴线（5）的方向上延伸。

7.根据权利要求1至6之一的过滤装置，其特征在于，所述滤片（16）在弹性预紧的情况下固定在所述支承体上。

8.根据权利要求7的过滤装置，其特征在于，所述过滤装置具有与支承体固定连接的支撑结构以及能克服至少一个弹簧元件（45）的力轴向移动的支撑结构，每个组合体（15）的滤片（16）轴向夹紧在这些支撑结构之间。

9.根据权利要求1至8之一的过滤装置，其特征在于，在一个组合体（15）的（N）个滤片（16）的范围中，每（n）个在轴向上直接依次设置的滤片（16）通过设置在中间和/或圆周上的连接元件彼此连接，其中，(n)＜(N)。

10.根据权利要求9的过滤装置，其特征在于，每（n）个在轴向上依次设置的滤片（16）的、设置在中间和/或圆周上的连接元件在圆周方向上彼此错开地设置。

11.根据权利要求1至10之一的过滤装置，其特征在于，所述过滤装置具有至少一个用于将待过滤的液体导入到液浴中的、在转子系统（2）的近轴区域中平行于转子系统延伸的分配管（30）。

12.根据权利要求1至11之一的过滤装置，其特征在于，所述过滤装置具有至少一个用于将待过滤的液体导入液浴中的、设置在组合体（15）的近轴区域中的、平行于该组合体（15）延伸且保持在滤片（16）的凹口（46）中的分配管。

13.根据权利要求1至12之一的过滤装置，其特征在于，所述转子系统（2）在两个端部上通过轴承单元（6、7）保持在液浴中，吸收相对于轴线（5）的角度偏差的轴承安装在轴承单元中。

14.根据权利要求13的过滤装置，其特征在于，所述轴承构造为滑动轴承，该滑动轴承具有被加载封闭液体的球壳形的支承面。

15.根据权利要求2至14之一的过滤装置，其特征在于，每个滤液集流管（23）通过转子系统（2）的起支承作用的结构元件与用于排出滤液的集流室（26）处于连续的连接中。

16.根据权利要求15过滤装置，其特征在于，所述集流室（26）由空心轴（18）的一个区段构成。

17.根据权利要求1至16之一的过滤装置，其特征在于，所述过滤装置具有一个设置在池槽（1）内的底侧上的、由用于将气泡导入液浴中的管道构成的管道网络（31）和一个用于支承转子系统（2）的机架（4），所述机架（4）的部件用作用于向管道网络（31）供应压缩空气的管道。

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