CN1442028A - 过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过滤器(1)，其包括许多旋转的过滤盘(3)，这些过滤盘布置在一根轴(2)上并备有多孔过滤介质。本发明的特征在于，利用弹性体元件(8，8’)作为分隔件并将其布置在轴(2)上的每个单独的过滤盘(3)之间。本发明还涉及供一个这种过滤器(1)使用的过滤盘(3)。

Description

过滤器

本发明涉及一种过滤器，该过滤器带有几个安装在轴上的旋转过滤盘，这些过滤盘备有多孔过滤介质。

从AT 406936(AT-A 155/99)中获知一个这类的过滤器。它的问题是在一根轴上使用了大量的过滤盘，这些过滤盘要与其它轴上的过滤盘重叠。为保持在选择盘支撑件时的灵活性和能够使用陶瓷元件，例如，推荐在轴和盘之间进行摩擦连接。在这里必须由一个密封元件构成这个摩擦连接。这些情况必然产生下列的危险和问题：

制造公差(盘，轴和分隔件)和密封元件的可压缩性的影响可能积累，其结果是不能保持希望的盘间距。在极端情况下，由于盘相互直接接触，可能造成损坏。

特别是在启动过程中，如果摩擦连接不足够，那么由于过滤盘的惯性可能产生滑动。这导致密封元件严重磨损。

本发明的目的是允许在简单的过滤器制造过程的情况下进行可靠的操作。

因此，本发明的特征在于，弹性体元件安装在这根轴上，作为单个过滤盘之间的分隔件。由于弹性体元件用作单个过滤盘和空心轴之间的密封材料，所以在盘和空心轴之间不需要形状连接的扭矩传递。

本发明另一个有利改进方案的特征在于，这些弹性体元件做成整体的。这有利于制造，特别在过滤盘之间间隔窄的情况下。

本发明另一个有利替代改进方案的特征在于，布置了与金属分隔件交替的多个弹性体分隔件。如果这些金属衬套是插入的(特别是如果过滤盘之间存在较大的间隔)，可获得更好的稳定性。

本发明的有利构造的特征在于，多个过滤盘和弹性体元件一起轴向预压，其中5到20个，最好10到15个过滤盘可压在一起。由于过滤盘和弹性体元件是预压的，所以以简单的方式使过滤盘对于空心轴的密封以及良好地调节过滤盘之间间隔得以实现，同时补偿制造过程中产生的盘厚度公差，密封元件的可压缩性，等等。由于多个过滤盘可预压在一起，在各种情况下在一个短的路径上可以补偿任何不均匀性，并且消除了当所有过滤器元件仅从一侧压紧时产生的间隔不均匀问题。

本发明的另一个有利改进方案的特征在于，多个带有过滤器元件的轴布置在一个平面上，并例如通过皮带一起驱动。如果例如过滤器元件水平布置，则所有并排安装的轴可仅用一个驱动装置一起驱动，其中在重叠区域中过滤盘以相反方向旋转，从而改善了表面上的紊流并以此提供了更好的清洁效果。

本发明的一个有利构造的特征在于，布置了多个平面的带过滤盘的轴，其中这些平面在一个共同的壳体中通过布置有适当开口的分隔壁彼此隔开。通过这种方式在一个外壳内可附加地实现多个压力级，其中由于分隔壁也使外壳稳定了。此外，可通过适当的导流措施以避免短路流动。

本发明的另一个有利改进方案的特征在于，布置内配件，此内配件匹配于过滤盘的轮廓，并且减少了外壳中的空腔。由于这些内配件延伸到过滤盘之间的楔形空间中，所以显著减少了内部的自由容积和无效空间，这是特别有利的，尤其是在成批地高度浓缩固体悬浮液时。

本发明的一个有利构造的特征在于，一个滤液接收器布置在轴的一端，并且所有的空心轴都向该滤液接收器排放，接收器最好是设计成耐压的。如果使用这种类型的接收器，就不需要回转接头，否则在空心轴和输送管之间需要回转接头，它会占据大量的空间。通过耐压设计，就可以施加供反洗用的过压，以及用于增加横跨膜的压力的负压。

本发明的另一个有利改进方案的特征在于，原始介质与过滤盘相切地送入。通过这个导流措施可实现良好的横流过滤，在这里也不会干扰入口附近盘上的过滤，并且还避免了盘的磨损。

本发明的一个有利构造的特征在于，布置有过滤盘的轴的转速是可以控制的。这样，可根据给定的要求相应地调整过滤盘之间的紊流，特别是在更换介质成份的情况下或浓度差别特别大时，而不必改变整个流动通路和/或过滤压力。

本发明的另一个有利改进方案的特征在于，布置一个装置，以便在起动或停止时使过滤器慢慢地加速或减速，其中可布置带有变频器的马达或者布置一个涡轮耦合器。其结果是，在起动和停止时可避免过滤盘的任何滑动。由于通过弹性体环轴向预压，所以这对摩擦连接特别有利。

本发明的另一个构造是供根据本发明的过滤器使用的一个过滤盘，其特征在于，一个支撑体上安装了过滤介质(丝网，羊毛毡，箔膜或类似物)。这样可提供具有相应低成本箔膜的适当底架以适合各种过滤器应用。

本发明的另一个有利改进方案的特征在于，这个支撑体是用带孔板，烧结金属，陶瓷或多孔塑料制造的。

本发明的一个有利构造的特征在于，箔膜是陶瓷或聚合物材料的。

本发明的另一个有利改进方案的特征在于，过滤介质是通过编织塑料或金属丝制造的丝网，或者通过在塑料箔或金属板上钻孔制造的滤网。

本发明的另一个有利的改进方案的特征在于，箔膜通过焊接或粘在支撑体上。这样可以低成本制造合适的过滤盘。

本发明的有利构造的特征在于，在过滤盘的外边缘上做出一个凸起，该凸起例如用弹性聚合物材料制造。这使从盘表面流出的介质流偏转，从而避免了盘的磨损。

本发明的另一个特别有利的改进方案的特征在于，这个支撑体是用例如陶瓷材料铸造的，其中排放通道是通过一个插入的型芯而产生，型芯在燃烧时完全烧掉，不留任何残余物。这种制造方法允许简单且成本低地制造过滤盘，其中与目前使用的具有多层的制造方法比，这种整体过滤盘类型还具有长得多的使用寿命。

下面根据附图用实例描述本发明，其中图1示出了现有技术的过滤器，图2示出了本发明的示意图，图3示出了本发明的另一种实施类型，图4展示了本发明的另一种类型的示意图，图5示出了一种轴的布置方式，图6示出了外壳的一种特殊设计，图7是这种过滤器的示图，图8示出了一个根据本发明的过滤盘，图9为根据本发明的过滤盘的一种实施类型的剖视图，图10示出了根据本发明的过滤盘的另一种实施类型。

图1示出了现有技术的过滤组件1。多个薄膜盘3固定在每个空心轴2，2’上。待过滤液体/悬浮液通过管5流入箱体4内。这里所示为封闭箱体4。这个箱体也可以是开口的，在这种情况下薄膜浸入在液体中。这里薄膜盘3具有圆柱形横截面。滤液穿过薄膜进入中空盘体3并通过渗透被导入盘中心，然后穿过空心轴2，2’和管6流出过滤器。被清除下来的浓缩物可在以后通过管7排出。薄膜组件1既可通过浓缩侧的过压操作，也可以通过渗透侧的负压操作。相应地，组件1可装入封闭的壳体或者用作被浸入的薄膜。过压可高达10-14巴。

薄膜盘3可由无机体，以及带有过滤介质的支撑体(丝网，羊毛毡，聚合物膜)所组成。这种结构既适合于在操作中化学清洁过滤介质，例如膜，也适合于完全自动的渗透反洗。根据使用的过滤介质，过滤组件1可用于在饮用水处理，生产用水处理，城市和工业废水处理，以及产品过滤过程中所进行的去除固体的通常过滤过程，用于微量过滤(例如从约0.3微米起)，超滤，毫微过滤(可达约4000道尔顿)直到反向渗透。

图2提供了根据本发明的过滤器的剖视图，其中仅示出了带有单独过滤盘3的一个轴2。在单独过滤盘3之间，用作分隔件的弹性体元件8总是安装在空心轴2上。该示图示出了用于保持过滤盘3之间小间距的整体弹性体元件8。该示图还示出了带螺纹销9的固定轴环，用于将过滤盘3和弹性体元件8固定在轴2上。

图3示出了分隔件的一个变型，其中紧接着每个过滤盘3都布置了一个弹性体元件8’。过滤盘3之间较大的距离是通过分隔件10实现的，分隔件10最好用金属制造，布置在相应弹性体元件8’之间。

图4示出了多个过滤盘3和弹性体元件8的组件，其中带螺纹销9的固定轴环布置在这种组件的前端和后端，并通过预压将组件保持在一起，包括过滤盘3和弹性体元件8，或者还包括弹性体元件8’和插入其间的金属分隔件10。其结果是，易于安装其它的组件，并且可以适当的精度将过滤盘3定位。这是特别重要的，因为另外轴2’的过滤盘3应以或多或少的恒定间隔定位并无接触地抓嵌入间隔中。由于这样实现的重叠，产生了紊流，有效清洁了过滤盘3的表面。

图5示出了本发明的一个变型，其中多个带过滤盘3的轴2彼此相邻水平布置，两个这样的平面，一个在另一个上方。原则上可以布置多个上下布置的平面。这些平面通过安装在壳体11内部的带开口13的分隔壁12隔开。其结果是，在一个外壳内可实现不同压力比的不同浓缩等级，从而获得高浓缩作用的最佳效率。有利的是壳体11在轴的中心轴线上分开，这也使得易于用起重机装配和拆卸轴。通过对于一个平面的这种布置方式，可通过一个单独的驱动轴15利用皮带14，14’一起驱动轴2。如果分隔壁12上的开口13相对悬浮液入口和出口位于适当的位置，则可避免短路流动。这样，还可实现希望的功率。

图6示出了一种与图5类似的布置方式，但仅有一个平面的轴2。这里示出了用于减少外壳11内空腔的附加的内配件16，这些内配件与过滤盘3的轮廓匹配并固定在壳体壁上。原则上，也可以设想使壳体的外形与这个过滤盘轮廓匹配，但这会使壳体的制造更复杂。

图7示出了装配好的过滤器1，它具有壳体11和带有驱动轴15的驱动装置17和皮带14。此外，该图示出了沿切线方向面置的原料送料口18和出口19。水平延伸的空心轴2都向滤液收集箱20排放。该滤液收集箱是耐压设计的，所以悬浮液还可以在负压下供给和排放，这允许通过设置背压控制过滤效率。如果使用真空，则最大过滤生产率就高些。另外，如果应用了较高的压力，滤液可用于反洗，这加强了对表面的清洁，并延长了化学清洁过程之间的间隔。

图8中示出了根据本发明的过滤盘3。该盘在其中心平面上具有通道21和板条22，这样过滤出来的液体(滤液)可根据需要输送，并随后排放到空心轴内。

如图9中所示，在过滤盘3的表面上可施加过滤介质，如箔膜23。如果基架3是用陶瓷材料制造的并且箔膜也是用陶瓷材料制造的，则最好通过烧结进行制造。过滤介质，如膜，也可通过焊接或粘接附着。如果要处理磨损性的介质，为使盘的磨损最小，特别在是盘的外边缘的部位上，应该应用凸起24，它最好是由弹性聚合物材料制造的。凸起在介质流25从过滤盘3上流下时改变了该介质流，这样防止了磨损。

过滤盘3在其平分面内可根据图10设计。该图再次示出了通道21和板条22。为在铸造过程中能够生产出这种形状，本发明建议构造一种型芯，该型芯由蜡或燃烧后不留任何残余物的其它有机材料制造，此型芯具有和通道一样的形状并在铸造过滤盘时插入。这样，将来的通道由该型芯的形状精确地限定。然后燃烧过滤盘3，在该过程中，型芯被完全烧光不留任何残余物，从而形成了通道。所示通道的形状仅是一种可能性，但其它的形式也会产生有利的结果。通过使用根据本发明的型芯，还可以产生用其它方法不能制造的其它有利通道形状。使用的型芯不必仅由一个整块组成，从而允许产生其它的通道形状。本发明不受所示实施形式限制。

Claims (21)

1、带有多个旋转过滤盘的过滤器，其中这些过滤盘安装在一根轴上并备有多孔过滤介质，其特征在于，弹性体元件(8，8’)安装在轴(2)上作为单个过滤盘(3)之间的分隔件。

2、根据权利要求1中所述的过滤器，其特征在于，弹性体元件(8)做成一个整体。

3、根据权利要求1或2中所述的过滤器，其特征在于，布置了与金属分隔件(10)交替的多个弹性体分隔件(8’)。

4、根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器，其特征在于，多个过滤盘(3)和弹性体元件(8，8’)在轴向预压在一起。

5、根据权利要求4中所述的过滤器，其特征在于，5到20个，最好10到15个过滤盘(3)压在一起。

6、根据权利要求1至5中任一项所述的过滤器，其特征在于，多个带过滤盘(3)的轴(2)布置在一个平面上，并全部例如通过皮带(14，14’)一起驱动。

7、根据权利要求6中所述的过滤器，其特征在于，布置了多个具有过滤盘(3)的轴(2)的平面，其中这些平面在共用的外壳(11)中通过分隔壁(12)彼此隔开，这些分隔壁布置有适当的开口(13)。

8、根据权利要求6或7中所述的过滤器，其特征在于，布置了内配件(16)，这些内配件与过滤盘(3)的轮廓匹配，并减少了外壳(11)内的空腔。

9、根据权利要求1至8中任一项所述的过滤器，其特征在于，滤液接收箱(20)位于轴(2)的一端，并且所有的空心轴(2)都向其中排放，滤液接收箱最好设计为耐压的。

10、根据权利要求1至9中任一项所述的过滤器，其特征在于，原料介质沿与过滤盘(3)相切的方向供应到进料口(18)。

11、根据权利要求1至10中任一项所述的过滤器，其特征在于，布置有过滤盘(3)的轴(2)转速是可控制的。

12、根据权利要求1至11中任一项所述的过滤器，其特征在于，布置了一种在起动或停止时使过滤器(1)慢慢加速或减速的装置。

13、根据权利要求11或12中所述的过滤器，其特征在于，布置了一个备有变频器的马达(17)。

14、根据权利要求11或12中所述的过滤器，其特征在于，布置了一个涡轮耦合器。

15、根据权利要求1至14中任一项所述的过滤盘，其特征在于，布置了一个上面安装了过滤介质的支撑体，支撑体最好是丝网或箔膜。

16、根据权利要求15中所述的过滤盘，这个支撑体是用带孔板，烧结金属，陶瓷或多孔塑料制造的。

17、根据权利要求15或16中所述的过滤盘，其特征在于，这种箔膜是陶瓷或聚合物材料的。

18、根据权利要求15至17中任一项所述的过滤盘，其特征在于，这种过滤介质是通过编织塑料或金属丝而制造的丝网，或者通过在塑料箔或板条上钻孔制造的滤网。

19、根据权利要求15至17中任一项所述的过滤盘，其特征在于，过滤介质，例如箔膜，通过焊接或粘接固定在支撑体上。

20、根据权利要求15至18中任一项所述的过滤盘，其特征在于，在过滤盘(3)的外边缘上布置一个凸起，它例如用弹性聚合物材料制造。

21、根据权利要求15至19中任一项所述的过滤盘，其特征在于，这个支撑体是例如用陶瓷材料铸造的，其中排泄通道通过一个插入的型芯而产生，型芯在燃烧时完全烧掉，不留任何残余物。

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