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Die
Erfindung betrifft zum Einen ein Verfahren zum Abführen eines
Filterkuchens von einem Filterband, das an einer Durchlassöffnung einen Schmutztank
mit einer Reinigungslösung,
die mit einer im Wesentlichen aus Fetten bestehenden Schmutzfracht
kontaminiert ist, von einem Reintank trennt und das endlos umlaufend
von der Durchlassöffnung
zu einer Blasdüse
und von dieser wieder zu der Durchlassöffnung geführt ist, wobei die Schmutzfracht
sich, während
die Reinigungslösung
durch das Filterband hindurch als Filtrat gereinigt in den Reintank
strömt
und der Filterkuchen von dem Filterband kontinuierlich mittels aus
der Blasdüse
ausströmender
Blasluft in einen Absetzbehälter
abgeblasen und aus diesem abgeführt
wird, als Filterkuchen auf dem Filterband absetzt und zum Andern
eine Vorrichtung zum Reinigen einer Reinigungslösung, die mit einer im Wesentlichen
aus Fetten bestehenden Schmutzfracht kontaminiert ist, mit einem
Filterband, das an einer Durchlassöffnung einen Schmutztank für die kontaminierte
Reinigungslösung
von einem Reintank trennt, das endlos von der Durchlassöffnung zu
einer Blasdüse
und von dieser wieder zu der Durchlassöffnung geführt ist und das derart antreibbar
ist, dass die Schmutzfracht, während
die Reinigungslösung durch
das Filterband hindurch als Filtrat gereinigt in den Reintank strömt, als
auf dem Filterband abgesetzter Filterkuchen kontinuierlich von der
Durchlassöffnung
zu der Blasdüse
geführt
wird, wobei der Filterkuchen von dem Filterband kontinuierlich mittels aus
der Blasdüse
ausströmender
Blasluft in einen Absetzbehälter
abblasbar und aus dem Absetzbehälter
abführbar
ist.
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Allgemein
bekannte Verfahren und Vorrichtungen der vorgenannten Art, wie offenbart
in
WO 01/56681 A1 ,
kommen beispielsweise im Rahmen der Reinigung von Teilen von Eisenbahnwaggons
im Rahmen von Instandsetzungsarbeiten zum Einsatz. Insbesondere
im Bereich der Puffer und der Kupplungen und auf den Drehgestellen
bildet sich im Betrieb von Eisenbahnwaggons ein stark haftender
Belag, der zu etwa 95% aus beispielsweise lithiumverseiften Schmierstoffen
(Ölen und
Fetten) und ansonsten aus Stahl- und Gummiabrieb und anderen Verunreinigungen,
insbesondere durch Schwebstoffe aus der Umgebungsluft besteht. Diese
Beläge
werden im Rahmen regelmäßiger Reinigungs-
und Wartungsarbeiten in spezialisierten Reinigungsvorrichtungen
unter Einsatz einer wasserbasierten, 50 bis 85°C heißen Reinigungslösung abgespült, die
anschließend
zusammen mit der aus diesen Belägen
bestehenden Schmutzfracht über
einen Sammler abläuft
und aus diesem in eine – nach
der typischen Anordnung zumeist als „Behältervorbau" bezeichnete – Filtervorrichtung geleitet,
dort gefiltert und anschließend
in den Kreislauf zurückgeführt wird.
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Die
bekannten Filtervorrichtungen bestehen im Wesentlichen aus einen
strömungsberuhigten
Absetzbehälter,
in den die Reinigungslösung
mit ihrer Schmutzfracht einläuft.
In dem Absetzbehälter
soll sich die Schmutzfracht durch den Auftrieb des hohen Fettanteils
an der Oberfläche
absetzen und wird mit so genannten „Skimmern" von der Oberfläche abgetragen. Bei der spezifischen
Zusammensetzung der Verschmutzung von Eisenbahnwaggons wird jedoch ein
Teil der Schmutzfracht unter der hohen Prozesstemperatur und durch
die verwendeten Zusätze
in der Reinigungslösung
chemisch umgesetzt und verbleibt in Form von Schwebstoffen in der
Reinigungslösung
oder fällt
als Schlamm zum Boden des Absetzbehälters aus und kann von dort
mittels einer Trogkette ausgetragen werden. In einer bekannten Filtervorrichtung übernimmt
eine speziell gestaltete Wabenkette die Funktionen sowohl der Trogkette
als auch des Skimmers. Das aus dem Absetzbehälter ausströmende Filtrat weist typischer
Weise noch etwa fünf
bis zehn Prozent der ursprünglichen Schmutzfracht
auf und ist damit ohne einen weiteren Filterschritt nur bedingt
zur Wiederverwendung geeignet. Zur Nachreinigung des Filtrats kommen
in bekannten Filtervorrichtungen beispielsweise Stecksiebe mit etwa
2 mm Maschenweite zum Einsatz. Diese Stecksiebe müssen nach
wenigen Betriebsstunden ausgewechselt werden, weil sich die Maschen
mit den schwebenden Teilchen zusetzen.
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Eine
weitere für
derartige Filteraufgaben typische Technik ist die Verwendung eines
endlos umlaufenden Filterbandes, eines so genannten „Endlosbandfilters". Die Reinigungslösung läuft durch
eine Durchlassöffnung
aus einem Schmutztank über
dieses Filterband in einen Reintank, wobei die Schmutzfracht sich
als Filterkuchen auf dem Filterband absetzt. Das aus einem Edelstahlgewebe
mit einer Maschenweite von 0,2 bis 0,5 mm bestehende Filterband
wird kontinuierlich oder getaktet aus dem Bereich der Durchlassöffnung abgezogen
und seinerseits mittels einer geeigneten Einrichtung von dem Filterkuchen
befreit. Die aufgrund des hohen Fettanteils stark haftende Schmutzfracht
lagert sich an den Filterbändern
(ebenso wie an Skimmer- und Trogketten und an Stecksieben) ab und
muss von diesen wiederum entfernt werden. Da Abstreifer – an denen sich
die Schmutzfracht wieder anlagern würde – zu diesem Zweck kaum geeignet
sind, wird der Filterkuchen beispielsweise mittels Druckluft durch
das Filterband hindurch in einen Absetzbehälter abgeblasen und (abhängig von
den anfallenden Mengen wiederum kontinuierlich oder getaktet) zur
weiteren Behandlung oder zur Entsorgung abgeführt.
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Als
Filterkuchen wird im Rahmen dieser Anmeldung insbesondere auch auf
dem Filterband in Form einzelner Flocken abgelagerte Schmutzfracht verstanden,
die keine zusammenhängende
Masse bilden.
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Im
weiteren Umfeld der Erfindung offenbart
CH 206 169 ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Abführen
eines Filterkuchens, der beim Herausfiltern einer Faserfracht aus
einer Flüssigkeit
entsteht.
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Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontamination der Umgebung
des Absetzbehälters
zu minimieren.
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Lösung
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Ausgehend
von den bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen,
dass aus dem Absetzbehälter
abgesaugte Abluft als Blasluft durch das Filterband in den Absetzbehälter gesaugt wird.
Eine solche Umluftführung
der Blasluft erfordert gegenüber
der bekannten Verwendung von – extern zugeführter – Druckluft
als Blasluft technisch weniger Aufwand und ist damit insbesondere
preisgünstiger auszuführen. Durch
das Ansaugen der Abluft werden Nebenströme durch von dem Filterband
und von dem Filterkuchen abgelenkte Blasluft sowie eine Kontamination
der unmittelbaren Umgebung der Blasdüse durch seitlich wegspritzende
Bestandteile des Filterkuchens wirksam vermieden.
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Bevorzugt
steht im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfabrens der Absetzbehälter gegenüber der
aus der Blasdüse
ausströmenden
Blasluft unter einem Unterdruck von 40 bis 50 mbar. Diese vergleichsweise
geringe, gleichwohl zur Vermeidung von Nebenströmen ausreichende Druckdifferenz
kann bereits mit einfachen Ventilatoren erzeugt werden. Die Verwendung
energie- und wartungsaufwändiger
Pumpensysteme ist damit nicht erforderlich. Da der Absetzbehälter prinzipiell
in Verbindung mit der Umgebungsluft steht, weist die in ihm enthaltene
Luft im Wesentlichen den Umgebungsdruck auf.
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Besonders
bevorzugt wird hierbei ein betragsmäßig gleicher Massenstrom dem
Absetzbehälter
als Abluft abgesaugt und als Blasluft zugeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren
kann dann ohne Luftaustausch mit der Umgebung ausgeführt werden. Ein
Kontamination der den Absetzbehälter
umgebenden Umgebungsluft mit Partikeln der Schmutzfracht wird so
auch ohne aufwändige
Abdichtungsmaßnahmen
und – durch
die Vermeidung von Abluftströmen – ohne aufwändige Luftfiltration
sehr weitgehend vermieden.
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Alternativ
kann auch ein höherer
Massenstrom als Abluft abgesaugt und der gegenüber der Blasluft überschüssige Differenzstrom
neben der Blasdüse
geführt
werden. So wird neben der Blasdüse
gezielt ein Nebenstrom mit geringerer Strömungsgeschwindigkeit in den
Absetzbehälter
induziert, der – ähnlich dem
Prinzip des „Luftvorhangs" an Gebäudeeingängen – den Blasluftstrom
wirksam von der Umgebung trennt.
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In
einer besonders vorteilhaften Gestaltung eines solchen Reinigungsverfahrens
wird der Filterkuchen bis zum Abführen aus dem Absetzbehälter auf
der Temperatur der Reinigungslösung – insbesondere
etwa 50 bis 85°C – gehalten.
Der Filterkuchen behält
bei dieser Temperatur aufgrund seines hohen Fettanteils eine zumindest
zähflüssige bis
cremige Konsistenz und kann mittels einer Membranpumpe aus dem Absetzbehälter abgesaugt
werden. Vorzugsweise kommt hierbei eine für Störungen nur wenig anfällige Teflonmembranpumpe
zum Einsatz.
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Ausgehend
von den bekannten Vorrichtungen wird erfindungsgemäß zunächst vorgeschlagen, dass
die Vorrichtung eine Fördereinrichtung
aufweist, mittels derer Abluft aus dem Absetzbehälter absaugbar und als Blasluft
zu der Blasdüse
führbar
ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
die Durchführung
des oben erläuterten
erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Bevorzugt
ist in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
eine äußere Wandung
des Absetzbehälters
zumindest abschnittsweise von der Reinigungslösung umspülbar. So wird ein Abkühlen des
Filterkuchens in dem Absetzbehälter
auf besonders einfache Weise wirksam vermieden. Insbesondere kann
der Absetzbehälter
in dem Reintank angeordnet werden. Alternativ kann der Absetzbehälter auch
als mittels einer Trennwand von dem Reintank abgeteilte Kammer gestaltet
werden, wobei der in den Absetzbehälter abgeblasene Filterkuchen
durch die Trennwand hindurch von der Reinigungslösung geheizt wird.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist vorzugsweise eine Absaugeinrichtung auf, mittels derer der
Filterkuchen aus dem Absetzbehälter
abführbar
ist. So kann der Filterkuchen insbesondere automatisiert aus dem
Absetzbehälter
abgeführt
werden. Alternativ kann der Filterkuchen – insbesondere wenn der Absetzbehälter eine
von der Außenseite der
Vorrichtung zugängliche
Wandung aufweist – auch über ein
Ablassventil oder durch eine Klappe manuell aus dem Absetzbehälter entnommen
werden.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es
zeigen
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1 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung und
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2 eine
Detail dieser Vorrichtung.
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Die
in 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist
als L-förmiger „Behältervorbau" Teil einer nicht
weiter dargestellten Anlage zur Reinigung von Teilen von Eisenbahnwaggons.
Die im Betrieb der Anlage mit einer Temperatur von 70 bis 85°C anfallende,
mit einer Schmutzfracht im Wesentlichen aus lithiumverseiften Ölen und
Fetten und verschiedenen Verunreinigungen belastete Reinigungslösung 2 läuft über einen
nicht dargestellten Sammler und einen Vorbau 3 in einen
Schmutztank 4. Der Schmutztank 4 ist in einem
Gehäuse 5 der
Vorrichtung 1 mittels einer gegenüber der Vertikalen 6 um
50° geneigten
Trennwand 7 und einem ausgerundeten Boden 8 von
einem Reintank 9 abgeteilt. Das Gehäuse 5 weist eine Tiefe 10 von
2000 mm, über
dem Schmutztank 4 eine Höhe 11 von 1000 mm
und über
dem Reintank 9 eine Höhe 12 von
1600 mm auf. Die Vorrichtung 1 ist durch zwei Wartungsöffnungen 13 bei
Bedarf von oben begehbar.
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Aus
dem Schmutztank 4 fließt
die Reinigungslösung 2 in
einer nicht dargestellten Durchlassöffnung in der Trennwand 7 durch
ein Filterband 14 als gereinigtes Filtrat 15 in den
Reintank 9, wobei sich die Schmutzfracht als Filterkuchen 16 auf
dem Filterband 14 absetzt. Das Filterband 14 besteht
aus einem Edelstahlgewebe mit einer Breite von 500 mm und einer
Maschenweite von etwa 0,2 mm und ist endlos umlaufend über eine
untere Umlenktrommel 17, die unterhalb des Bodens 8 des
Schmutztanks 4 in dem Reintank 9 angeordnet ist
und eine obere Umlenktrommel 18 oberhalb des Spiegels 19 des
Filtrats 15 geführt.
Für andere
Anwendungen können
basierend auf demselben Prinzip auch Filtergewebe mit Maschenweiten
zwischen 0,05 und 0,3 mm zum Einsatz kommen. Die Reinigungslösung 2 steht
in dem Schmutztank 4 auf eine Länge 20 von 622 mm auf dem Obertrum 21 des
Filterbands 14 an, der Untertrum 22 läuft zwischen
den Umlenktrommeln 17, 18 in dem Reintank 9 zurück. Um ein
erneutes Durchströmen
des Filterbands 14 im Untertrum 22 zu vermeiden,
weist eine seitlich an dem Filterband 14 zwischen den Umlenktrommeln 17, 18 angeordnete Stützkonstruktion 23 Durchtrittsöffnungen 24 für das Filtrat 15 auf.
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Das
Filterband 14 weist einen nicht dargestellten Antrieb auf,
so dass der auf dem Obertrum 21 abgelagerte Filterkuchen 16 kontinuierlich
aus der Durchlassöffnung
zu der oberen Umlenktrommel 18 abgeführt wird. Unmittelbar nach
der Umlenkung des Filterbands 14 um die obere Umlenktrommel 18 wird der
Filterkuchen 16 mittels aus einer Blasdüse 25 durch das Filterband 14 strömender Blasluft
von dem Filterband 14 abgeblasen. Die Blasdüse 25 weist
ein fünfeckiges
Profil auf, das zu einem quer zu dem Filterband 14 zwischen
Obertrum 21 und Untertrum 22 angeordneten Austrittsspalt 26 leicht
konisch zuläuft. Sie
wird über
einen den Obertrum 21 zangenförmig umgreifenden Luftkasten 27,
der über
einen Anschlussstutzen 28 mit einer Rohrleitung 29 verbunden
ist, von beiden Seiten 30 gleichmäßig mit unter einem Überdruck
von 40 bis 50 mbar stehender Blasluft beaufschlagt. Die Anordnung
der Blasdüse 25 und
des Luftkastens 27 ist in 2 im Detail
in einem Schnitt quer zu dem Filterband 14 dargestellt.
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Der
von dem Filterband 14 abgeblasene Filterkuchen 16 fällt in einen
unterhalb der Blasdüse 25 in
dem Reintank 9 angeordneten Absetzbehälter 31, der zu einem
Ablassstutzen 32 nach unten trichterförmig zuläuft. Der Filterkuchen 16,
der in dem Absetzbehälter 31 durch
das umgebende Filtrat 15 auf dessen Temperatur gehalten
wird, wird kontinuierlich durch den Ablassstutzen 32 mittels
einer Teflonmembranpumpe 33 zur Entsorgung abgesaugt. Der
Absetzbehälter 31 ist – abgesehen
von einer Öffnung 34 unter
der Blasdüse 25 – oberhalb
des Spiegels 19 des Filtrats 15 mittels eines
Deckels 35 nach oben verschlossen. Durch den Deckel 35 und
einen diesem vorgelagerten Luftfilter 36 wird Abluft mittels
eines Radialventilators 37 mit einer Nennleistung von 1 kW
aus dem Absetzbehälter 31 abgesaugt
und über die
Rohrleitung 29 als Blasluft der Blasdüse 25 zugeführt.
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Durch
die Verwendung von ausschließlich systemeigener
Umluft, nämlich
der Abluft aus dem Absetzbehälter 31 als
Blasluft zum Abblasen des Filterkuchens 16 wird nicht nur
die Umgebung mit dieser hochgradig verschmutzten Luft nicht belastet. Auch
die in dieser Umluft aus dem Filterkuchen 16 aufgenommene
Heizenergie verbleibt im System. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 erfordert
einen einzigen elektrischen Anschluss für den Antrieb sowohl des Filterbands 14 als
auch der Teflonmembranpumpe 33 und des Radialventilators 37,
insbesondere aber weder einen Druckluft-, noch einen Abluftanschluss
und weist als lufttechnisch im Wesentlichen geschlossenes System
gegenüber
den bekannten Vorrichtungen eine geringere Belastung der Umgebung,
einen geringeren Energiebedarf und geringere Anforderungen an Ver-
und Entsorgungsanschlüsse
auf.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Reinigungslösung
- 3
- Vorbau
- 4
- Schmutztank
- 5
- Gehäuse
- 6
- Vertikale
- 7
- Trennwand
- 8
- Boden
- 9
- Reintank
- 10
- Tiefe
- 11
- Höhe
- 12
- Höhe
- 13
- Wartungsöffnung
- 14
- Filterband
- 15
- Filtrat
- 16
- Filterkuchen
- 17
- untere
Umlenktrommel
- 18
- obere
Umlenktrommel
- 19
- Spiegel
- 20
- Länge
- 21
- Obertrum
- 22
- Untertrum
- 23
- Stützkonstruktion
- 24
- Durchtrittsöffnung
- 25
- Blasdüse
- 26
- Austrittsspalt
- 27
- Luftkasten
- 28
- Anschlussstutzen
- 29
- Rohrleitung
- 30
- Seite
- 31
- Absetzbehälter
- 32
- Ablassstutzen
- 33
- Teflonmembranpumpe
- 34
- Öffnung
- 35
- Deckel
- 36
- Luftfilter
- 37
- Radialventilator