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Die Erfindung bezieht sich auf einen Trommelfilter für die Reinigung von Wasser und anderen Flüssigkeiten mit einer Filtertrommel und mit einem Antriebssystem für die Filtertrommel, wobei der Trommelfilter an einen eine Wasserpumpe umfassenden Pumpenkreislauf für das zu reinigende Wasser anschließbar ist.
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Derartige Trommelfilter werden zum Sieben von Fasersuspensionen in der Holz- und Papierindustrie, zum Abtrennen von Schwemmteilen aus Früchte- oder Gemüsesuspensionen in der Lebensmittelindustrie, besonders aber auch zum Reinigen und Klären von Teichwasser größerer Teichanlagen, insbesondere bei Koi-Teichen, eingesetzt.
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In der
AT-PS 376 582 wird eine Filtertrommel beschrieben, die mit einem Filtergewebe oder Filternetz bespannt ist. Da solche Filternetze oder Gewebe keine Eigensteifigkeit besitzen, müssen sie parallel zur Achse der Trommel unterstützt werden, damit sie unter Belastung des Filtrates nicht durchhängen oder einreißen.
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In der
DT 19 15 561 B2 wird eine Filtertrommel zur Konzentration verdünnter Fasersuspensionen beschrieben, die auf ihrer Innenseite längsaxial angeordnete Stützplatten aufweist, die um einen Winkel zwischen 20° und 40° gegen eine durch die Basiskante der Stützplatte verlaufende Axialebene entgegen der Drehrichtung der Trommel rückwärts geneigt ist. Die den Innenseiten des Filtermantels zugekehrten Kanten der Stützplatten sollen in Drehrichtung der Trommel weisend vorwärts abgebogen sein. Hiermit soll erreicht werden, dass die Ablagerungen der Fasern auf der Trommelinnenseite besser bzw. so lange gehalten werden, bis die Trommel eine Drehposition erreicht, bei der die Faserablagerungen in die vorgesehene Ablaufrinne fallen, von wo sie abgeführt werden.
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Die
DE 10 2007 006 448 A1 beschreibt einen Trommelfilter für Teichanlagen, bei dem das schmutzbelastete Wasser über einen Einlaufstutzen direkt in das Innere der Filtertrommel geleitet wird, die gegenüber dem Filtergehäuse abgedichtet ist. Das Wasser kann die Trommel nur durch das Filtersieb verlassen, mit dem die Filtertrommel bespannt ist. Die Schmutzpartikel werden durch das Sieb zurückgehalten, wonach das gereinigte Wasser in den Teich oder in Weiterbehandlungsanlagen geleitet wird. Um zu verhindern, dass mit der Drehung der Trommel ein Teil der Feststoffe innerhalb der Trommel vor dem Austrag in die Ablaufrinne abrutscht, sind an der Filtertrommelinnenwandung lamellenartige, radial einwärts und als Schaufeln ausgebildete Stege angeordnet. Die verwendete Filtertrommel besitzt an den beiden Stirnseiten jeweilig rohrförmig hohle Achsstutzen, die in beidseitigen Gleitlagern geführt sind. Um eine vertretbare Dichtigkeit mit einer geringen Leckascherate zu erreichen sind jedoch eng einzuhaltende Fertigungstoleranzen notwendig, was die Trommelfilterkonstruktion kostspielig macht.
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Ein anderer Filter ist beispielsweise unter www.hydrotech.de beschrieben und wird zum Reinigen/Klären von Teichwasser bei größeren Teichanlagen eingesetzt. Diese Reinigung ist insbesondere bei Koi-Teichanlagen wichtig, da die Haltung dieser Tiere es erfordert, die Teichwasserqualität innerhalb relativ enger Grenzen konstant zu halten.
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Bei den bekannten Trommelfiltern wird das Teichwasser durch eine Pumpe oder durch Schwerkraft zunächst über einen stirnseitigen Zufluss in das Innere einer stirnseitig offenen drehbaren Filtertrommel geleitet und strömt dann radial durch die als Filtermittel ausgeführte Außenwandung des Filters hindurch, so dass sich der Filterkuchen an der Innenumfangswandung der Trommel ausbildet. Das geklärte Filtrat wird dann aus einem die Trommel umgebenden Filtergehäuse abgezogen und beispielsweise einem biologischen Filter zugeführt.
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Bei einem solchen Filter ist es weiterhin erforderlich, dass insbesondere stirnseitig Dichtungseinrichtungen vorgesehen werden müssen, um den Innenraum der Trommel gegenüber dem sie umgebenden Gehäuse abzudichten.
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Trommelfilter bieten nach aktuellem Stand der Technik die beste Möglichkeit, Feststoffe aus dem Wasser oder einer anderen Flüssigkeit zu filtern und gleichzeitig hohe Durchflussraten zu gewährleisten. Die Investitionskosten, also sowohl der Installationsaufwand als auch die Anschaffungskosten, die nicht zuletzt aus dem Antrieb eines solchen Trommelfilters über typischerweise einen Elektromotor und die dadurch notwendigen Abdichtungsmaßnahmen resultieren, liegen für derartige Trommelfilter allerdings relativ hoch, so dass diese für die meisten Verbraucher nicht erschwinglich sind und nur bei großen Teichanlagen eingesetzt werden. Auch können die Reparaturkosten bei Defekt und/oder Ausfall des für den Antrieb notwendigen Elektromotors recht hoch sein. Des Weiteren ist es relativ aufwendig, die Filtertrommel beispielsweise für eine Reinigung aus der Lagerung, die den Antrieb umfasst, herauszulösen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Trommelfilter anzugeben, der die genannten Probleme vermeidet und über einen kostengünstigen Antrieb verfügt sowie eine einfache Entnahme der Filtertrommel ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem das Antriebssystem die Wasserkraft des im Pumpenkreislauf strömenden Wassers zum Antrieb der Filtertrommel ausnutzt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine ohnehin vorhandene Wasserkraft, beispielsweise die über die für einen Rückspülvorgang benötigte Wasserpumpe erzeugte Wasserkraft, auch anderweitig, beispielsweise für einen Antrieb, genutzt werden kann.
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Um die Wasserkraft des im Pumpenkreislauf strömenden Wassers, insbesondere möglichst verlustfrei, nutzen zu können, ist vorteilhafterweise ein Impeller mit einer Anzahl von Impellerflügeln zur Übertragung der Wasserkraft auf ein Zwischengetriebe vorgesehen.
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Um die Drehzahl der Filtertrommel an die eingeleitete Wassermenge und den Verschmutzungsgrad anpassen sowie ein möglichst hohes Drehmoment zum Antreib der Filtertrommel, insbesondere zu einem erneuten Anlaufen nach einem Stillstand der Filtertrommel, zur Verfügung stellen zu können, ist zweckmäßigerweise zwischen dem Impeller und der durch Wasserkraft angetriebenen Filtertrommel ein Zwischengetriebe vorgesehen.
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Damit ein möglichst hoher Nutzungsgrad des im Pumpenkreislauf strömenden Wassers erzielbar und ein erneutes Anlaufen nach einem Stillstand der Filtertrommel sichergestellt ist, wird das Wasser vorteilhafterweise über eine Anzahl von mindestens zwei Düsen druckbeaufschlagt auf die Impellerflügel des Impellers geleitet.
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Um die Filtertrommel einfach und ohne großen Installationsaufwand dem Trommelfilter zu Reinigungszwecken oder ähnlichem entnehmen zu können, ist das Antriebssystem vorteilhafterweise klappbar am Rahmen angeordnet sowie die Filtertrommel zwischen beispielsweise dem Antriebssystem und einer Anzahl von Lagerungsrollen auf der Antriebsseite und zwischen einer Anzahl von Lagerungsrollen auf der dem Antriebssytem gegenüber liegenden Seite gelagert.
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Um die Filtertrommel über ein an dem Zwischengetriebe vorgesehenes Antriebsrad antreiben zu können, weist die Filtertrommel vorteilhafterweise einen umlaufenden Zahnkranz auf, dessen Zahnung mit der Zahnung des Antriebsrades korrespondiert.
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Um eine möglichst schlanke Bauweise des Trommelfilters zu erzielen und eine kostengünstige Fertigung und eine höhere Wartungsfreiheit zu erzielen, weist die Filtertrommel auf der Antriebsseite vorteilhafterweise eine zentrale Drehachse und eine zentrale Lagerung auf.
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Um das Filtermedium von Schmutzpartikeln aus dem durchgeleitenen Schmutzwasser zuverlässig und zur Reduzierung des benötigten Wassers mit dem durch die Wasserpumpe geleiteten Wasser aus dem Rückspülvorgang reinigen zu können, ist vorteilhafterweise eine Anzahl von Düsen zur Reinigung des Filtermediums vorgesehen.
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Um nur die Schmutzpartikel anstelle von schmutzbehaftetem Wassers entsorgen zu können und somit die benötigte Wassermenge gegenüber herkömmlichen Filtern reduzieren zu können, ist ein Auffang- und Ablaufsystem für das Auffangen der vom Filtermedium der Filtertrommel gelösten Schmutzpartikel aus der Reinigung des Filtermediums sowie ein zugeordnetes Ablaufsystem vorgesehen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass auf ein eigenes Antriebssystem für den Trommelfilter, beispielsweise in Form eines Elektromotors, und die damit verbundenen Nachteile sowie auf einen Zugang zur Kanalisation verzichtet werden kann und dass eine kostengünstioge Herstellung soie ein wartungsarmer und somit kostengünstiger Betrieb ermöglicht wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 einen Trommelfilter in dreidimensionaler, frontseitiger perspektivischer Darstellung,
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2. einen Ausschnitt des Trommelfilters in dreidimensionaler, perspektivischer Darstellung,
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3 den Trommelfilter in frontaler Ansicht,
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4 die Filtertrommel mit zentraler Lagerung in perspektivischer, transparenter Ansicht,
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5 das Antriebssystem im Detail als Schnittzeichnung,
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6 das gekapselte Antriebssystem mit der Zwischengetriebaufnahme in seitlicher Draufsicht,
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7 das gekapselte Antriebssystem in seitlicher Draufsicht in dreidimensionaler, perspektivischer Ansicht,
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8 das Antriebssystem mit Impeller in seitlicher schematischer Ansicht, und
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9 die seitliche Draufsicht auf die axial sehr kurze Filtertrommel,
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10 die stirnseitige, zweidimensionale Draufsicht auf die Filtertrommel, und
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11 die Filtertrommel räumlicher Darstellung.
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Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt einen Trommelfilter 1 in dreidimensionaler Darstellung mit einer Filtertrommel 2 sowie einem die Filtertrommel 2 aufnehmenden Rahmen 4. Der Trommelfilter 1 ist für eine Durchleitung von beispielsweise aus einem Teich zugeleiteten Schmutzwassers vorgesehen, wobei das Schmutzwasser in das Innere der Filtertrommel 2 geleitet wird.
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Die Filtertrommel 2 umfasst ein Gewerk aus Rohren und/oder Trägern, deren Gesamtheit die Form eines Zylinders ergibt. Das aufgenommene Wasser kann die im Gewerk vorhandenen Öffnungen durchfließen, wobei ein über die Filtertrommel 2 gespanntes Filtermedium 46, beispielsweise ein Edelstahlgewebe, die Schmutzanteile im Schmutzwasser ausfiltert und im Innern der Filtertrommel 2 zurückbehält. Diese Schmutzpartikel setzen sich auf der Innenseite der Filtertrommel 2 auf dem Filtermedium 46 ab.
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Am Rahmen 4 sind in dieser Ansicht frontseitig die Lagerungsrollen 6 an die das Rahmengrundelement 20 mit dem frontseitigen vertikalen Rahmenelement 16 verbindenden Knotenbleche 8 angeordnet, wobei auf den Lagerungsrollen 6 die Filtertrommel 2 drehbar aufliegt. Die Knotenbleche 8 dienen zum einen der Aufnahme der Lagerungsrollen 6 und zum anderen der Festigkeit des Rahmens 4 und der Fixierung der Position des frontseitigen vertikalen Rahmenelementes 16 zum Rahmengrundelement 20. Bei entprechend steifer und stabiler Ausfertigung des Rahmens 4 sowie anderer geeigneter Aufnahmen für die Lagerungsrollen 6 kann auf die Knotenbleche 8 verzichtet werden.
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Ebenfalls frontseitig an einem Abdeckblech 10 ist ein Wasserablauf 12 angeordnet, dessen hier verdeckter Einlass in Form einer hier nicht dargestellten Auffangrinne auf der Innenseite der Filtertrommel 2 mündet. Zwischen dem die frontseitigen vertikalen Rahmenelemente 16 verbindenden horizontalen Rahmenelement 17 und dem rückseitigen horizontalen Rahmenelement 19 ist ein flüssigkeitsführendes Verteilungselement 40 mit einer Anzahl von Düsen 42 zur Reinigung der Filtertrommel 2 angeordnet. Das in der hier nicht dargestellten Auffangrinne aufgefangene Wasser kann durch den Wasserablauf 12 abgeleitet und einer weiteren Verwendung zugeleitet werden.
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Der Rahmen 4 kann durch diverse Verstärkungsbleche 14 gestützt und versteift werden, die einen rechten Winkel der die Filtertrommel 2 aufnehmenden front- und rückseitigen vertikalen Rahmenelemente 16 und 18 zum Rahmengrundelement 20 sichern und somit eine sichere Lagerung der Filtertrommel 2 im Rahmen 4 ermöglichen. Auf diese Verstärkungsbleche kann analog zu den Knotenblechen 8 bei entsprechend geeigneter Auslegung des Rahmens 4 verzichtet werden.
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An ihrer der Frontseite entgegengesetzten Seite, der Antriebsseite, weist die Filtertrommel 2 einen umlaufenden, fest an der Filtertrommel 2 angeordneten oder mit ihr verbundenen Zahnkranz 22 auf. An der Innenseite des Rahmens 4, in dieser Ausführung mit dem Rahmengrundelement 20 verschraubt oder vernietet oder verschweißt oder anderweitig fest verbunden, sind die Aufnahmen 24 angebracht, an denen wiederum innerhalb des Rahmens 4 liegende Lagerungsrollen 26 angeordnet sind. Die in dieser Darstellung zur rückseitigen Lagerung der Filtertrommel 2 dienende Lagerungsrollen 26 weisen eine zur Verzahnung des Zahnkranzes 22 korrespondierende Verzahnung auf.
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In herkömmlichen Trommelfiltern ist die Filtertrommel ausschließlich zentral gelagert, vergleichbar der Lagerung in einer Waschmaschine. Diese Art der Lagerung bringt große Nachteile für die Wartung des Filters mit sich, was besonders auf die wegen des zentralen Antriebs und die aufgrund des starren Rahmens nur axial mögliche Entnahme aufwendige und schwierige Demontage der Filtertrommel zurückzuführen ist. In dem erfindungsgemäßen Trommelfilter 1 ist die Filtertrommel 2 auf den Lagerrollen 6 und 26 gelagert und frontseitig durch eine Anzahl von oberen Lagerrollen sowie rückseitig durch die Antriebsrolle 30 des Antriebssystems 28 gehalten.
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Die Antriebseinheit 28 kann mit dem Antriebsrad 30, das eine Führungswirkung für die Filtertrommel 2 aufweist, abgeklappt oder hochgeklappt werden, des Weiteren kann die Auffangrinne, in die die durch den Spülvorgang von der Innenseite des Filtermediums 46 der Filtertrommel 2 gelösten Schmutzpartikel fallen, ohne großen Aufwand entfernt werden, so dass die Filtertrommel 2 frei zugängig ist und mühelos entfernt werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft, da eine Reinigung der Filtertrommel 2 von langen Fadenalgen erforderlich werden kann, da diese Fadenalgen innerhalb der Filtertrommel 2 durch die Drehung derselben verschlingen und den einwandfreien Betrieb des Trommelfilters 1 beeinträchtigen können, da sie durch den vorgesehenen Reinigungszyklus nicht zu entfernen sind.
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Der Antrieb der Filtertrommel 2 erfolgt durch ein Antriebssystem 28, das am rückseitigen horizontalen, die vertikalen Rahmenelemente 18 verbindenden Rahmenelement 19 angeordnet ist und im Folgenden detailliert beschrieben wird. Ersichtlich ist in der 1 das Antriebsrad 30 eines Zwischengetriebes, das eine mit dem umlaufenden Zahnkranz 22 korrespondierende Verzahnung aufweist, sowie die Antriebsdüsen 32.
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In der 2 ist der Trommelfilter 1 mit einer perspektivischen Darstellung der Antriebsseite und des Antriebssystems 28 offenbart. Das Antriebssystem 28 umfasst als wesentliche Elemente einen Impeller 34 sowie ein mit dem Impeller 34 verbundenes Zwischengetriebe 36, das wiederum mit dem Antriebsrad 30 verbunden ist. Dieses greift aufgrund seiner Verzahnung in den Zahnkranz 22 ein. Die Filtertrommel 2 ist auf der Antriebsseite zwischen den Lagerungsrollen 26 und dem Antriebsrad 30 des Antriebssystems 28 sowie einer Gegenrolle 27 oder eine Anzahl von Gegenrollen in Position gehalten.
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Um die Filtertrommel 2 in Rotation zu versetzen, ist es erforderlich, dass die Antriebsdüsen 32 jeweils einen Wasserstrahl 38 auf den Impeller 34 schicken. Der Impeller 34 treibt dann über das geeignet ausgelegte Zwischengetriebe 36 das Antriebsrad 30 an und erzeugt dadurch die Rotationsbewegung der Filtertrommel 2.
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Die Funktion des Reinigungssystems für die Filtertrommel 2 ist in dieser Darstellung klar zu erkennen: Es umfasst ein am wasserführenden Rahmen 4 angeordnetes Verteilungselement 40 sowie zugeordnete Düsen 42. Bei einem typischen Reinigungszyklus rotiert die Filtertrommel 2, wobei das Wasser mit einem vorgegebenen Druck in einem gefächerten Wasserstrahl 44 aus den Düsen 42 auf das hier nicht dargestellte Filtermedium 46, also die Bespannung der Filtertrommel 2, gesprüht wird. Dadurch werden die Schmutzpartikel auf der Innenseite des Filtermediums 46 über einer am Rahmen 4 angeordneten Ablaufrinne, die in Strahlrichtung des Wasserstrahls 44 unterhalb desselben angeordnet ist, gelöst und in dieser aufgefangen. Mittels Schwerkraft fließt der Schmutz aus der Filtertrommel 2 über die Ablaufrinne heraus, wobei die Ablaufrinne rahmenaußenseitig in den Wasserablauf 12 mündet.
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Bei herkömmlichen Filtern wird dieses Schmutzwasser in die Kanalisation abgeleitet. Für den Wasserverbrauch und somit die für eine Teichhaltung notwendige Wasserversorgung und die anfallenden Kosten weist dieses Verfahren erhebliche Nachteile auf, da die aus den Reinigungszyklen und Rückspülvorgängen resultierenden Wasserverluste ausgeglichen werden müssen, um den Wasserpegel beispielsweise in einem Teich annähernd konstant zu halten.
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Zudem sind entsprechend ausgelegte Abwasserrohre vorzusehen, die das Schmutzwasser in die Kanalisation leiten. Dazu ist ein für den Transport des Schmutzwassers notwendiges Gefälle vorzusehen oder es sind eigene Pumpen zu installieren, da die Teiche und somit die Filteranlagen für die Teiche anwendungstypischerweise auf der der Kanalisation entgegengesetzten Seite von Häusern, also in Gärten, liegen. Hierfür sind nach dem bisherigen Stand der Technik Installations-, Anschlusss- und Instandhaltungskosten aufzubringen.
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Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, das Schmutzwasser nicht in die Kanalisation abzuleiten, sondern die Feststoffe, also die festen Schmutzpartikel, in einem separaten Filter aufzufangen und das in den Spülvorgang eingeleitete Wasser in den Filter zurückzuleiten, wobei die Rückleitung über eine hier nicht dargestellte Wasserpumpe und über den am Rahmen angeordneten Wasserzulauf 45 erfolgt. Eine direkte Filterung des Schmutzwassers über einen derartigen Filter ist nicht sinnvoll, da mit einer schnellen Verschmutzung und daraus resultierend geringen und mit zunehmender Verschmutzung schnell geringer werdenden Durchflussraten zu rechnen ist.
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Die 3 zeigt in Frontalansicht den Rahmen 4 des Trommelfilters 1 mit der Filtertrommel 2 im Rahmen 4 und den für die Lagerung der Filtertrommel 2 vorgesehenen Lagerungsrollen 6 sowie das Abdeckblech 10 mit dem Wasserablauf 12.
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Die 4 stellt eine Variante des Trommelfilters mit einer zentralen Lagerung auf der Antriebsseite dar. Anstelle der in 1 gezeigten Lagerungsrollen 26, die den Zahnkranz 22 der Filtertrommel 2 aufnehmen, und der oberen Lagerung der Filtertrommel 2 durch das Antriebsrad 30 weist die Filtertrommel 2 eine zentrale Drehachse 47 auf. Diese Drehachse 47 steht stirnseitig über die Filtertrommel 2 hinaus und wird in einer Lagerung aufgenommen, wobei diese Lagerung, wie in der 4 transparent dargestellt, eine geeignete Aufnahme in einem den Rahmen 4 abdeckenden Aufnahmeblech 49, aber auch eine andere am Rahmen 4 angeordnete oder mit diesem verbundene Aufnahme umfassen kann. Im Falle der Aufnahme im Aufnahmeblech 49 kann dieses eine halbrunde oder annähernd halbrunde Ausnehmung im Aufnahmeblech 49 sein, wobei die Drehachse 47 eine umlaufende Nut aufweist, in die das Aufnahmeblech 49 eingreift. Dadurch wird auch ein Halt gegen eine axiale Verschiebung der Filtertrommel 2 sowie eine weitere Versteifung des gesamten Trommelfilters 1 erzielt.
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Wie in der 4 des Weiteren ersichtlich, ist für den Grundaufbau des Trommelfilters 1 und die Aufnahme der Filtertrommel 2 nicht unbedingt ein starrer, aus Rohren gebildeter Rahmen 4 erforderlich; es kann auch ein Rahmen aus einer Anzahl von Blechen, die zweckmäßigerweise versteifende Elemente aufweisen, vorgesehen werden.
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Das erfindungsgemäße Antriebssystem 28 im Detail zeigt die 5 als Schnittzeichnung. Von der Zwischengetriebeaufnahme 50 in dieser Ansicht teilweise verdeckt, ist der Impeller 34 mit einer zentralen Lagerung an der Zwischengetriebeaufnahme 50 angeordnet. Über den Impeller 34 und ein mit ihm fest verbundenes Zahnrad 52 wird ein größeres Zahnrad 54 angetrieben; durch die Wahl der Größen zueinander wird die Umdrehungszahl der vom Impeller 34 auf das größere Zahnrad 54 übertragenen Umdrehungen derart reduziert, dass die über das an dem größeren Zahnrad 54 angeordnete Antriebsrad 30 angetriebene Filtertrommel 2 mit einer geringeren Umdrehungszahl rotiert als der Impeller 34.
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Der Antrieb des Impellers 34 erfolgt aufgrund des Auftreffens des durch die Düsen 32 gerichteten und druckbeaufschlagten Wasserstrahls 44 auf die dem Wasserstrahl 44 zugewandte Aufprallfläche 56 der Impellerflügel 58. Durch den Aufprall wird der Impeller 34 in Rotation versetzt. Es sind mindestens zwei Düsen 32 vorgesehen, deren Wasserstrahl 44 in jeweils unterscheidlichem Winkel auf die Aufprallfläche 56 der Impellerflügel 58 auftrifft, um das Anlaufen des Impellers 34 aus jeder Position sicherzustellen, da bei nur einer Düse 32 die Möglichkeit besteht, dass der Wasserstrahl 44 in einem derart ungünstigen Winkel auf einen der Impellerflügel 58 auftrifft, dass dieser nicht angetrieben werden kann und somit der Impeller 34 nicht in Rotation versetzbar ist. Zudem ist durch die Verwendung von mindestens zwei Düsen 32 ein für den Antrieb und den Betrieb des Trommelfilters 1 ausreichendes Drehmoment zu erzielen.
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Das für den Antrieb des Trommelfilters 1 über den Impeller 34 und die den Impeller 34 mit Wasser versorgenden Düsen 32 benötigte Wasser wird von der Wasserpumpe, die für den Rückspülvorgang nach dem erfolgten Reinigungszyklus ohnehin in oder an der Filteranlage vorzusehen ist.
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Die 6 zeigt das gekapselte Antriebssystem 28 in seitlicher Draufsicht mit der Zwischengetriebaufnahme 50, dem Impeller 34 und dem Antriebsrad 30. Der durch die Düsen 32 gerichtete und druckbeaufschlagte Wasserstrahl 44 trifft in Pfeilrichtung auf die dem Wasserstrahl 44 zugewandte Aufprallfläche 56 der Impellerflügel 58 auf und versetzt dadurch den Impeller 34 in Rotation, in dieser Darstellung entgegen dem Uhrzeigersinn. Durch das hier verdeckt dargestellte Zwischengetriebe 36 des Antriebssystems 28 wird die auf den Impeller einwirkende Kraft auf das Antriebsrad 30 übertragen, welches wiederum in den hier nicht dargestellten Zahnkranz 22 der Filtertrommel 2 eingreift und diese antreibt.
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In der 7 ist das durch das Zwischengetriebegehäuse 60 gekapselte Antriebssystem 28 in seitlicher Draufsicht in dreidimensionaler, perspektivischer Ansicht von der Filtertrommelseite gesehen dargestellt. Am Zwischengetriebegehäuse 60 des Antriebssystems 28 ist ein Verbindungselement 62 zur Befestigung des Antriebssystems 28 am hier nicht dargestellten Rahmen 4 des Trommelfilters 1 angeordnet oder an diesem ausgebildet. Des Weiteren umfasst das Zwischengetriebegehäuse 60 Aussparungen für die Aufnahme der Düsen 32, die das durchgeleitete Wasser als Wasserstrahl 44 gerichtet und druckbeaufschlagt auf den Impeller 34 leiten.
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Mit der Rotation des Impellers 34 wird über das im Zwischengetriebegehäuse 60 untergebrachte Zwischengetriebe 36 das Antriebsrad 30 angetrieben, das wiederum in den Zahnkranz 22 der hier nicht dargestellten Filtertrommel 2 eingreift.
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Die 8 zeigt in seitlicher schematischer Ansicht zusammenfassend die Grundidee des erfindungsgemäßen Antriebs der Filtertrommel 2 im Trommelfilter 1 durch Wasserkraft auf: Der durch die Düsen gerichtete und druckbeaufschlagte Wasserstrahl 44 trifft in Pfeilrichtung auf die dem Wasserstrahl 44 zugewandte Aufprallfläche 56 der Impellerflügel 58 auf und versetzt dadurch den Impeller 34 in Rotation, in dieser Darstellung im Uhrzeigersinn, zur Erzeugung der in das Zwischengetriebe 36 zu leitenden Antriebskraft.
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Die 9 stellt eine Variante des Trommelfilters 1 mit der Filtertrommel 2 in seitlicher Ansicht dar. In dieser Ausführung handelt es sich um eine in der axialen Ausdehnung sehr kurze Filtertrommel 2, die nahezu die Form einer Scheibe aufweist und wobei der Zahnkranz 22 die gesamte oder annähernd gesamte axiale Ausdehnung der Filtertrommel 2 abdeckt. Wie in der 4 für die dort dargestellte Filtertrommel 2 gezeigt, weist auch die in der 9 dargestellte Filtertrommel eine zentrale Drehachse 47 auf, die in dieser Ausführung beidseitig über die axiale Ausdehnung der Filtertrommel 2 hinaussteht und mittels derer die Filtertrommel 2 in einer geeigneten, hier nicht dargestellten Aufnahme gelagert ist, wobei für die Lagerung der Drehachse sowohl filtertrommel- als auch aufnahmeseitig sowohl Gleit- als auch Kugel-, Kegelrollen-, Walzen- und/oder andere Lager vorgesehen sein können.
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Der Antrieb der Filtertrommel 2 erfolgt, wie auch in der 1 und 2 dargestellt, über ein seitlich an der Filtertrommel 2 angekoppeltes Antriebssystem 28 und den Eingriff des Antriebsrades 30 des Antriebssystems 28 in den Zahnkranz 22. Die Herausnahme der Filtertrommel 2 aus dem Trommelfilter 1, beispielsweise zu Reinigungszwecken, erfolgt ebenfalls einfach und ohne Aufwand, wie auch in den anderen Ausführungen, durch ein Wegklappen des Antriebssystems 28 mit anschließendem freiem Zugriff auf die Filtertrommel 2.
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Die 10 zeigt die stirnseitige, zweidimensionale Draufsicht auf die axial sehr kurze Filtertrommel 2. Bedingt durch die sehr geringe axiale Ausdehnung ist das hier nicht dargestellte Filtermedium 46 plan auf die Stirnseiten der Filtertrommel 2 gespannt. Das Schmutzwasser wird in axialer Richtung von einer Seite auf und durch das die die offenen Segmente 66 bedeckende Filtermedium 46, also die nicht durch die Speichen 64 des Rades gebildeten geschlossenen Flächen der Filtertrommel 2, geleitet, wobei die Schmutzpartikel auf dem Filtermedium 46 verbleiben.
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Die 11 zeigt die Filtertrommel 2 des Trommelfilters 1 in räumlicher Darstellung in der in den 9 und 10 beschriebenen Version in der Anwendung. Die Filtertrommel 2 weist eine zentrale Drehachse 47 auf und rotiert um diese, wobei der Antrieb dadurch erfolgt, dass Wasser aus beispielsweise dem Rückspülvorgang und der hier nicht dargestellten Wasserpumpe auf die Düsen 32 geleitet wird. Dort wird es druckbeaufschlagt und als gerichteter Wasserstrahl 44 auf die Impellerflügel 58 des Impellers 34 geleitet, wodurch dieser, in dieser Dastellung im Uhrzeigersinn, angetrieben wird.
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Über das Zwischengetriebe 36 im Zwischengetriebegehäuse 60 wird das hier nicht sichtbare Antriebsrad 30 angetrieben, welches mit seiner Verzahnung in den Zahnkranz 22 eingreift und diesen antreibt. Das Schmutzwasser wird radial eingeleitet und auf sowie durch das nicht dargestellte Filtermedium 46 durch die freien Segmente 66 zwischen den Speichen 64 geleitet.
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Den Mindestflüssigkeitsstand im Filter 1 kennzeichnet die Wasserstandslinie 68. Durch ein Bedecken der Drehachse 47 mit Flüssigkeit ist weitestgehend sichergestellt, dass ein Heißlaufen des der Drehachse 47 zugeordneten Lagers vermieden werden kann. Durch die Drehung der Filtertrommel 2 ist der jeweils obere Teil der Filtertrommel 2 und dessen Filtermedium 46 nicht von Flüssigkeit bedeckt. Dadurch ist die Gelegenheit für einen Reinigungszyklus gegeben, der wie in der 1. beschrieben durch eine Anzahl von hier nicht dargestellten Reinigungsdüsen 42, die die Schmutzpartikel vom Filtermedium 46 in einen Ablauf oder eine Ablaufrinne 48 zur Ableitung spülen, durchgeführt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trommelfilter
- 2
- Filtertrommel
- 4
- Rahmen
- 6
- Lagerungsrolle
- 8
- Knotenblech
- 10
- Abdeckblech
- 12
- Wasserablauf
- 14
- Verstärkungsblech
- 16
- frontseitiges vertikales Rahmenelement
- 17
- frontseitiges horizontales Rahmenelement
- 18
- rückseitiges vertikales Rahmenelement
- 19
- rückseitiges rückseitiges Rahmenelement
- 20
- Rahmengrundelement
- 22
- Zahnkranz
- 24
- Lagerungsrollenaufnahme
- 26
- Lagerungsrolle mit Verzahnung
- 27
- Gegenrolle
- 28
- Antriebssystem
- 30
- Antriebsrad
- 32
- Antriebsdüsen
- 34
- Impeller
- 36
- Zwischengetriebe
- 38
- Wasserzulauf
- 40
- Verteilungselement
- 42
- Düse
- 44
- Wasserstrahl
- 45
- Wasserzulauf
- 46
- Filtermedium/Filtertrommelbespannung
- 47
- Drehachse
- 48
- Ablaufrinne
- 49
- Aufnahmeblech
- 50
- Zwischengetriebeaufnahme
- 52
- Zahnrad
- 54
- größeres Zahnrad
- 56
- Aufprallfläche
- 58
- Impellerflügel
- 60
- Zwischengetriebegehäuse
- 62
- Verbindungselement
- 64
- Speiche
- 66
- Offenes Segment
- 68
- Wasserstandslinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- AT 376582 [0003]
- DT 1915561 B2 [0004]
- DE 102007006448 A1 [0005]
