DE102012022189B3 - Filteranordnung zur Filtration von in einer Flüssigkeit feinstverteilt vorliegenden festen Stoffen - Google Patents

Filteranordnung zur Filtration von in einer Flüssigkeit feinstverteilt vorliegenden festen Stoffen Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird Filteranordnung zur Filtration von in einer Flüssigkeit feinstverteilt vorliegenden festen Stoffen, die in Form einer Suspension wenigstens einer Schneckenfilterpresse zuführbar ist, die über wenigstens einen Wendelgang (14) und zwei Schneckenwellenenden verfügende Schneckenwelle (10) vorsieht, deren Wellenachse parallel zum Schwerkraftsvektor orientiert ist, die über deren oberes Schneckenwellenende einseitig gelagert und mit einem Drehantrieb (15) verbunden ist, und die wenigstens in ihrem unteren Teilbereich in einem so genannten Filterbereich (F) koaxial von einem mit Öffnungen versehenen, zylindrischen Filterrohr (3) umgeben ist, an dem radial ein Filtratraum (5) angrenzt, an dem Unterdruck anlegbar ist, und über dessen untere Filterrohröffnung die Suspension zuführbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Schneckenwelle (10) das Filterrohr (3) durch die untere Filterohröffnung überragt, dass koaxial an das Filterrohr (3) ein sich mit gleichem Innendurchmesser wie das Filterrohr (3), die Schneckenwelle (10) in Richtung des unteren Schneckenwellenendes radial fluiddicht bereichsweise umgebendes Gleitrohr anschließt, das dem Filterrohr gegenüberliegend mit einem Mittel fluiddicht abgeschlossen ist und über eine seitliche Öffnung verfügt, an die ein Zuführungsrohr fluiddicht anschließt, längs dem eine Fördereinheit angebracht ist, die die Suspension mit einem vorgebbar einstellbaren Förderdruck in Richtung der Schneckenfilterpresse fördert.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung zur Filtration von in einer Flüssigkeit feinstverteilt vorliegenden festen Stoffen, die in Form einer Suspension wenigstens einer Schneckenfilterpresse zuführbar ist, die über wenigstens einen Wendelgang und zwei Schneckenwellenenden verfügende Schneckenwelle vorsieht, deren Wellenachse parallel zum Schwerkraftsvektor orientiert ist, die über deren oberes Schneckenwellenende einseitig gelagert und mit einem Drehantrieb verbunden ist, und die wenigstens in ihrem unteren Teilbereich in einem so genannten Filterbereich koaxial von einem mit Öffnungen versehenen, zylindrischen Filterrohr umgeben ist, an dem radial ein Filtratraum angrenzt, an dem Unterdruck anlegbar ist, und über dessen untere Filterrohröffnung die Suspension zuführbar ist.
  • Stand der Technik
  • Eine derartige Schneckenfilterpresse ist aus der DE 10 2005 002 997 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Schneckenfilterpresse, bei der die Schneckenwelle oben mittels eines Motors angetrieben wird und bei der die Schneckenwelle einseitig oben unterhalb des Motors gelagert ist, reicht das zylindrische Filterrohr bis in Höhe der Austragsöffnung und die Schneckenwelle weist auf der ganzen Länge ein Spiel von 0,1 bis 0,3 mm zum zylindrischen Filterrohr auf.
  • Darüber hinaus reicht die Schneckenwelle mit Filterrohr bis nahezu zum Boden des Zulaufs, bzw. des Zulaufrohrs, das am unteren Ende der Schneckenwelle angeordnet ist. Der Nachteil dieser bekannten Schneckenfilterpresse liegt darin, dass sich zum einen nach relativ kurzer Zeit die Öffnungen des Filterrohrs verschließen, da die Wendelstege bzw. -kanten verschleißen, sich Feststoffe, wie z. B. Sand, am Boden des Zulaufs absetzen und damit den ganzen Zulauf blockieren, und zum anderen, dass sich der Filterkuchen im oberen Teil der Wendeln leicht festsetzt bzw. der Filterkuchen sich verklumpt.
  • Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch das Ansaugen der Suspension im unteren Teil des Zulaufrohrs auch größere Teile wie z. B. Steine hochgewirbelt werden und in die Wendeln gelangen, was zur Beschädigung der Wendeln und des Filterrohres führt.
  • Eine weitere vergleichbare Schneckenpresse ist der AT 411 892 B zu entnehmen, die speziell ausgebildete Wendelkantenaufsätze vorsieht, durch die ein Verkleben bzw. Verstopfen der in dem Filterrohr vorgesehenen Entwässerungsöffnungen verhindert werden soll.
  • Die vorstehenden Nachteile werden durch eine weiterentwickelte und in der Druckschrift WO 2010/029444 A2 offenbarte Schneckenfilterpresse vermieden, die unmittelbar am oberen Ende des Filterrohrs anschließend, ein sich mit gleichem Innendurchmesser wie das Filterrohr, die Schneckenwelle in Richtung des oberen Schneckenwellenendes radial fluiddicht umgebendes Gleitrohr vorsieht, das einem so genannten zylindrischen Gleitbereich entspricht. Durch die Anordnung des zylindrischen Gleitrohrs bzw. Gleitbereichs mit gleichem Innendurchmesser, wie ihn der Filterbereich aufweist, kann sichergestellt werden, dass der Feststoffkuchen ohne Einengung zur Austragsöffnung gefördert wird. Sowohl die Länge des Gleitbereichs, die vorzugsweise etwa die Hälfte der Länge des Filterbereichs entspricht, sowie ein vorzugsweise zwischen der Außenkanten der Wendeln und dem Innendurchmesser des Gleitbereichs vorhandenes Spiel, bewirken zum einen, dass der Feststoffkuchen eine gewisse Konsistenz erhält, so dass er eine Sperre gegen das Eindringen von Luft von außen bildet, und zum anderen dass der Feststoffkuchen im Gleitbereich in den Wendeln nicht verklumpt.
  • Die Zuführung der zu filtrierenden Suspension zur bekannten Schneckenfilterpresse erfolgt über eine Zuführleitung, die mit einem die Suspension bevorratenden Auffangbehälter verbunden ist und vorzugsweise in Form eines horizontal verlaufenden Zuführrohres ausgebildet ist. Über eine geeignete Flanschverbindung, die am unteren Ende des Filterrohrs der Schneckenfilterpresse angebracht ist, ragt das untere Ende der vertikal orientierten Schneckenwelle in den Raumbereich des Zuführrohrs frei endend hinein. Hierbei werden lediglich jene Anteile der Suspension in Förderrichtung längs zur Schneckenfilterpresse befördert, die in unmittelbare Wirkverbindung mit der wendelartig ausgebildeten Schneckenwellenkontur geraten, andere Bestandteile hingegen verbleiben innerhalb des Zuführrohres. Insbesondere, bevorzugt sedimentierende Suspensionsanteile, vermögen sich im bodennahen Bereich der Zuführleitung abzulagern, ohne von der Schneckenwelle erfasst zu werden.
  • Aus CH 693 696 A5 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vorentsaftung einer Maische bekannt. Die Vorrichtung weist ein Filterrohr auf, in dessen Innenraum eine Schneckenwelle angeordnet ist. Die Maische wird über eine Förderpumpe der Vorrichtung zugeführt, wobei der Eingangsdruck konstant gehalten wird.
  • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend skizzierten Nachteile der bekannten Schneckenfilterpresse zu beseitigen und Vorkehrungen zu treffen, mit denen sichergestellt wird, dass sämtliche Anteile der Suspension, die der Schneckenfilterpresse zur Filtration zugeführt werden, rückstandsfrei aus dem die Suspension zuführenden Zuführungsrohr in die Schneckenfilterpresse gelangen können, ohne dabei die Funktionalität der Presse zu beeinträchtigen.
  • Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise ausbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
  • Lösungsgemäß ist eine Filteranordnung gemäß der WO 2010/029444 A2 , wie vorstehend beschrieben, dadurch weitergebildet, dass die Schneckenwelle das Filterrohr durch die untere Filterrohröffnung überragt, wobei koaxial an das Filterrohr ein mit gleichem oder mit einem geringfügigen Übermaß größeren Innendurchmesser wie das Filterrohr sowie die Schneckenwelle in Richtung des unteren Schneckenwellenendes radial fluiddicht, bereichsweise umgebendes Gleitrohr anschließt, das dem Filterrohr axial gegenüber liegend mit einem Mittel fluiddicht abgeschlossen ist und über eine seitliche Öffnung verfügt, an die ein Zuführungsrohr fluiddicht anschließt, längs dem eine Fördereinheit, vorzugsweise in Form einer Förderpumpe oder in Art einer Förderschnecke, eingebracht ist, die die Suspension mit einem vorgebbar einstellbaren Förderdruck in Richtung der Schneckenfilterpresse fördert.
  • Die seitliche Öffnung besitzt eine axiale Ersteckung (d1) längs des Gleitrohres (35), die wenigstens 80% der Gleitrohrlänge (l), die dem Abstand zwischen der unteren Filterrohröffnung (30) und dem Mittel (33) entspricht, beträgt. Das geringfügige Übermaß beträgt 0,1 bis 20 mm.
  • Das einseitig endseitig mit einem Mittel fluiddicht abgeschlossene, an der unteren Filterrohröffnung angebrachte Gleitrohr umschließt das durch die untere Filterrohröffnung hindurch ragende Schneckenwellenende weitgehend hermetisch, wobei zwischen der Gleitrohrinnenwand und dem wenigstens einen Wendelgang längs der Schneckenwelle ein geringfügiger Abstand von weniger als 10 mm, vorzugsweise von weniger 1 mm besteht. Ferner ist der axiale Abstand zwischen dem unteren Schneckenwellenende und dem das Gleitrohr fluiddicht abschließenden Mittel möglichst klein gewählt, d. h. wenige einzelne Zentimeter oder darunter, um den Totraum für ein mögliches Ansammeln leicht sedimentierender Suspersionsbestandteile im Zulaufbereich der Schneckenfilterpresse zumindest weitgehend zu vermeiden.
  • Die seitliche Öffnung des Gleitrohres ist vorzugsweise rund, elliptisch oder oval ausgebildet. Innerhalb des Gleitrohres bedeckt die Schneckenwelle die seitliche Öffnung zu wenigstens 50% ihrer axialen Erstreckung. In vorteilhafter Weise bedeckt die Schneckenwelle die seitliche Öffnung des Gleitrohres weitgehend vollständig, wobei jedoch das untere Schneckenwellenende innerhalb des axialen Bereiches der seitlichen Öffnung liegt, so dass in radialer Betrachtung auf die seitliche Öffnung des Gleitrohres ein Zwischenspalt zwischen dem unteren Schneckenwellenende und dem axialen unteren Begrenzungsrand der seitlichen Öffnung vorhanden ist.
  • An die seitliche Öffnung schließt das für die Zuförderung der zu filtrierenden Suspension erforderliche Zuführungsrohr fluiddicht am Gleitrohr an, wobei das Zuführungsrohr über eine Längsachse verfügt, die in Bezug zur vertikal ausgerichteten Schneckenwellenachse horizontal orientiert ist. Je nach apparativen und räumlichen Gegebenheiten der Filteranordnung kann die Rohrachse des Zuführungsrohres mit der Wellenachse der Schneckenwelle einen Winkel zwischen 75° und 115° einschließen.
  • Durch die aufeinander abgestimmte Dimensionierung der Schneckenwelle, des Gleitrohrs und der seitlichen Öffnung wird gewährleistet, dass die durch das Zuführungsrohr dem Gleitrohr zugeführte flüssige Suspension nach Eintritt durch die seitliche Öffnung in das Gleitrohr vollständig durch den rotierenden Wendelgang der Schneckenwelle zu Zwecken einer vertikal nach oben gerichteten Förderung erfasst wird, so dass sich keine schnell sedimentierenden Suspensionsbestandteile innerhalb des Gleitrohres ablagern können. Dies wird insbesondere dadurch vermieden, zumal innerhalb des Gleitrohres keine Toträume vorhanden sind, in denen sich sedimentative Suspensionsbestandteile abzulagern vermögen. Der nur geringfügig dimensionierte Zwischenspalt zwischen dem Schneckenwellenende und dem das Gleitrohr abschließenden, vorzugsweise plattenförmig ausgebildeten Mittel, ist derart gewählt, dass die Schneckenwelle in keinem stirnseitigen Schleifkontakt mit dem das Gleitrohr fluiddicht abschließenden Mittels gelangt. Durch die stete Zu- und Abförderung der durch das Gleitrohr hindurch strömenden Suspension wird sichergestellt, dass jegliche Suspensionsablagerungserscheinungen innerhalb des Gleitrohres vermieden werden. Dies wird insbesondere dadurch unterstützt, indem längs des Zuführungsrohres eine Fördereinheit eingebracht ist, mit der die Suspension mit einem vorgebbar einstellbaren Förderdruck in Richtung der seitlichen Öffnung des Gleitrohres und damit in den Bereich der Schneckenfilterpresse gefördert wird. Die Fördereinheit ist in vorteilhafter Weise derart ausgelegt, dass die der Schneckenfilterpresse zugeführte Suspension volumenkonstant längs des Zuleitungsrohres gefördert wird. In besonders vorteilhafter Weise eignet sich als Fördereinheit eine als Exzenter-Schneckenpumpe ausgebildete Förderpumpe. Ebenso kann als Fördereinheit auch eine Förderschnecke eingesetzt werden.
  • Die Förderleistung der Förderpumpe ist an die Filterleistung der motorisch angetriebenen Schneckenfilterpresse derart anzupassen, so dass im Bereich des Gleitrohres die Menge der durch die seitliche Öffnung in das Gleitrohr eingetragenen Suspension jener Menge entspricht, die kontinuierlich vom Wendelgang der Schneckenwelle erfasst und vertikal nach oben in den Filterbereich geführt wird. Bezüglich der Filterwirkung und Funktionsweise der Schneckenfilterpresse wird auf die eingangs erläuterte Druckschrift WO 2010/029444 A2 verwiesen.
  • Das das untere Schneckenwellenende kapselartig umgebende, fluiddicht abgeschlossene Gleitrohr ermöglicht eine vollständige Aufnahme der über das Zuführungsrohr der Schneckenfilterpresse zugeführten Suspension unter Vermeidung von sich innerhalb des Gleitrohrbereiches ansammelnden Suspensionssedimenten, wodurch die Filterleistung der Schneckenfilterpresse signifikant verbessert werden kann. Im Falle des Betriebes einer Schneckenfilterpresse nach Bauart der vorstehend zitierten WOI 2010/029444 A2 , bei der das untere Schneckenwellenende frei endend in einen großen Volumenbereich innerhalb eines Zuführrohres mündet, sind wartungsbedingte Unterbrechungen des Filterbetriebes unumgänglich, zumal in Abhängigkeit des Filterdurchsatzes in regelmäßigen Zeitabständen der Zuführbereich zur Schneckenfilterpresse entleert bzw. gereinigt werden muss. Derartige Entleerungsmaßnahmen bedingt durch sedimentative Suspensionsablagerungen im Bereich des Schneckenfilterpresseneingangs sind mit der lösungsgemäßen Maßnahme einer unmittelbaren Umkapselung des Schneckenwellenendes und einer kontrollierten Zuführung der Suspension in den unmittelbaren Erfassungsbereich der Schneckenwelle vermeidbar.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine senkrecht stehende Schneckenfilterpresse nach Stand der Technik und
  • 2 Längsschnitt durch eine senkrecht stehende lösungsgemäß ausgebildete Schneckenfilterpresse.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit In einem senkrecht stehenden Gehäuse 1, mit einer Mittelachse 2 ist eine senkrecht stehende, d. h. parallel zur wirkenden Schwerkraft, antreibbare Schneckenwelle 10 koaxial angeordnet.
  • Das stehend angeordnete Gehäuse ist mehrteilig, wobei die einzelnen Teile über Flansche miteinander verbunden sind. Das untere Teil 24 des Gehäuses weist einen größeren Außendurchmesser auf als der daran angeflanschte obere Teil des Gehäuses. Im unteren Gehäuseteil 24 ist das Filterrohr 3 koaxial zur Schneckenwelle 10 angeordnet. Zwischen Filterrohr 3 und Gehäuseinnenwand 6 befindet sich der Filtratraum 5.
  • Der untere Gehäuseteil 24, in dem das Filterrohr 3 zwischen den oberen und unteren Gehäuseflanschen 8, 9 gehalten wird und das Filtrat durch das Filterrohr 3 abfließen kann, wird nachfolgend auch Filterbereich F genannt. Der obere Flansch 8 ist zur Halterung des Filterrohrs 3 als Festlager ausgebildet, während der Gehäuseflansch 9 lediglich eine radiale Verschiebung des Filterrohres 3 verhindert.
  • Das Filterrohr 3 hat je nach Bedarf Öffnungen in der Größenordnung von 0,05 bis 1 mm, so dass die Flüssigkeit der Suspension durch die Öffnungen des Filterrohres 3 in den Filtratraum 5 zwischen Gehäuseinnenwand 6 und Filterrohraußenwand 7 abfließen kann.
  • Der Filtratraum 5, der zwischen Gehäuseinnenwand 6 und Filterrohraußenwand 7 gebildet wird, wird nach oben von dem Flansch 8 begrenzt, der mit dem Gehäuse 1 verbunden ist und wie beschrieben ausgebildet ist.
  • Nach unten hin wird der Filtratraum 5 durch den Gehäuseflansch 9 begrenzt, in dem das Filterrohr 3 so gelagert ist, dass es sich nicht radial verschieben kann. Oberhalb des Gehäuseflansches 9 ist seitlich ein Filtratablaufstutzen 11 angebracht, durch den die Flüssigkeit der Suspension aus dem Filtratraum 5 abfließt bzw. abgepumpt wird.
  • Unter einer Suspension wird im Sinne dieser Beschreibung eine Aufschwemmung feinstverteilter fester Stoffe in einer Flüssigkeit verstanden, wie sie z. B. bei so genannter Gülle oder so genanntem Odel vorliegt.
  • Der Filtratablaufstutzen 11 kann durch einen Hahn 12, z. B. einen Kugelhahn, verschlossen werden.
  • Auf dem Flansch 8, der den Filtratraum 5 zum oben liegenden Antriebsmotor/Drehmotor 15 hin nach oben begrenzt, ist ein oberes Gleitrohr 4 mit seinem unteren Rohrflansch 13 aufgesetzt und mit dem Flansch 8 z. B. mittels Schrauben verbunden.
  • Die Längsachse des aufgesetzten oberen Gleitrohres 4 und die Längsachse der Schneckenwelle 10 sind deckungsgleich mit der Mittenachse 2. Ebenfalls ist der Innendurchmesser des Filterrohres 3 und der Innendurchmesser des Gleitrohres 4 gleich, d. h. der Filterbereich F und der Gleitbereich G haben gleichen Innendurchmesser.
  • Der obere Teil des Gehäuses wird nach oben durch eine Platte 18 begrenzt. Unterhalb der Platte 18 befindet sich die Auswurföffnung 20 für die Feststoffteile der Suspension. Die Wendeln 14 der Schneckenwelle 10 enden mit Abstand zur Platte 18. Die Schneckenwelle 10 selbst, die am Ende einen Bund aufweist, ist mit einer Nabe 19, die am unteren Ende die Kupplung 17 trägt, bis zur Antriebswelle des Antriebmotors 15, z. B. einem Elektromotor, geführt und mit diesem rotationsmäßig verbunden.
  • Die Schneckenwelle 10 weist vorzugsweise zwei oder mehrere Wendeln 14 auf. So hat die Schneckenwelle 10 beim Ausführungsbeispiel fünf Wendeln 14 bei einem Durchmesser von 75 mm mit einem Steigungswinkel von vorzugsweise 45°. Der Steigungswinkel α sollte vorzugsweise in einem Bereich von 20° bis 50° Grad liegen.
  • Die Schneckenwelle 10 wird über einen Antriebsmotor 15 angetrieben. Der Antriebsmotor 15 ist über eine Kupplung 17, z. B. einer Klauenkupplung, (nicht detailliert dargestellt) mit der Schneckenwelle in Umfangsrichtung verbunden.
  • Die Befestigung des Antriebsmotors 15 erfolgt auf der ebenfalls oben liegenden Lagerplatte 16 mittels Schraubenbolzen. Die Lagerplatte ist auf das senkrecht stehende Gehäuse 1, oberhalb der Lagerung der Schneckenwelle aufgesetzt.
  • Die Lagerung der Schneckenwelle, die sowohl die Axial- als auch Radialkräfte aufnimmt, ist in die Platte 18 des oberen Gehäuseteils integriert.
  • Die Lagerplatte 16, an deren Oberseite der Motor 15 befestigt ist, weist einen Abstand zur Platte 18 auf, die für die Verbindung bzw. Kupplung der Schneckenwelle mit dem Motor genutzt wird.
  • Am oberen Ende des oberen Gehäuseteils ist die Auswurföffnung 20 angeordnet. Mit der Auswurföffnung ist eine Rutsche 21 verbunden, auf der die zur Auswurföffnung geförderten Feststoffe in einen Auffangbehälter (nicht dargestellt) gleiten.
  • Die Zuführung der Suspension erfolgt über einen an den Gehäuseflansch 9 des unteren Gehäuses angeflanschten Gehäusestutzen 22.
  • Der Gehäusestutzen 22 ist so ausgeformt, dass durch den unmittelbar mit dem unteren Gehäuse verbundenen Teil die Schneckenwelle 10 bis etwa in die Mitte der rohrförmigen Zuführleitung 23 reicht.
  • Das im Bereich der Zuführleitung 23 stirnseitig frei endende untere Schneckenwellenende 31 der Schneckenwelle 10 vermag insbesondere nicht jene Anteile der Suspension zu erfassen, die einer bevorzugten Sedimentation unterliegen und sich somit am unteren Rand der Zuführleitung 23 absetzen und ansammeln. Dies erfordert in bestimmten Zeitabständen durchzuführende Wartungsmaßnahmen, die den Betrieb der Schneckenfilterpresse unterbrechen. Um eine derartige Ansammlung von Sedimentationsresten innerhalb des Bodenbereiches der Zuführleitung 23 zu vermeiden, wird lösungsgemäß das in 2 illustrierte Gleitrohr 32 vorgeschlagen, das den Bereich des unteren Schneckenwellenendes 31 kapselartig in der nachfolgenden Weise umfasst.
  • 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Schneckenfilterpresse, die oberhalb des Gehäuseflansches 9 identisch ausgebildet ist zu der in 1 illustrierten Schneckenfilterpresse. Zur Vermeidung von Wiederholungen in Bezug auf die Erläuterung der Bedeutung der Bezugszeichen 1 bis 24 sei auf die Beschreibung zu 1 verwiesen.
  • Die lösungsgemäß ausgebildete Schneckenfilterpresse weist ein Gleitrohr 32 auf, das das untere Ende der Schneckenwelle 10 kapselartig umgibt. Das Gleitrohr 32 verfügt über einen Innendurchmesser, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Filterrohres 3, so dass der Wendelgang 14 mit einer vorzugsweise darauf befindlichen elastischen Abstreiflippe (nicht dargestellt) nicht in unmittelbaren Kontakt mit der Innenwand des Gleitrohres 32 tritt, wohl aber in Gleitkontakt mit der Innenwand des Filterrohres 3. Typischerweise ist der Innendurchmesser des Gleitrohres 32 wenige Millimeter oder darunter größer ausgebildet als der Innendurchmesser des Filterrohres 3.
  • Das Gleitrohr 32 schließt bündig über den Gehäuseflansch 9 an die untere Filterrohröffnung 30 an, wobei die Schneckenwelle 10 axial in den Bereich des Gleitrohres 32 hineinragt. Das Gleitrohr 32 ist mit einem plattenförmigen Mittel 33 fluiddicht stirnseitig abgeschlossen, wobei das Mittel 33 einen nur geringfügigen axialen Abstand zum unteren Schneckenwellenende 31 aufweist, typischerweise einen Abstand von wenigen Zentimetern, d. h. bis zu maximal 10 cm. Das Gleitrohr 32 umgibt somit den unteren Bereich der Schneckenwelle 10 kapselartig, ohne dass der Wendelgang 14 der Schneckenwelle 10 in einen schleifenden Eingriff mit der Innenwand des Gleitrohres 32 kommt.
  • Das Gleitrohr 32 weist darüber hinaus eine seitliche Öffnung 34 auf, die vorzugsweise rund, oval oder elliptisch ausgebildet ist. Die axiale Erstreckung d1 der seitlichen Öffnung 34 ist möglichst groß, vorzugsweise entspricht sie wenigstens 80% der axialen Länge I des Gleitrohres 32. Bündig an der seitlichen Öffnung 34 des Gleitrohres 32 schließt das Zuführungsrohr 35 an, dessen Rohrachse R vorzugsweise rechtwinklig zur Mitten- bzw. Wendelachse 2 orientiert ist. Die orthogonale Ausrichtung beider Achsen ist nicht zwingend, gleichwohl ist es möglich, die Rohrachse R relativ zur Wendelachse 2 in einem Winkelbereich zwischen 75° und 115° zu variieren.
  • Wie aus der Bilddarstellung gemäß 2 ersichtlich, bedeckt die Schneckenwelle 10 in axialer Erstreckung die seitliche Öffnung 34 mit einer Bedeckungslänge s1, die wenigstens 50% der axialen Erstreckung d1 der seitlichen Öffnung 34, vorzugsweise wenigstens 80% von d1 entspricht.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Schneckenwellenende 31 in seiner axialen Lage relativ zur seitlichen Öffnung 34 innerhalb des Bereiches der seitlichen Öffnung liegt, d. h. es gilt d1 > s1. Hierdurch bildet sich – in axialer Blickrichtung längs des Zuführrohres 35 in das Gleitrohr 32 – ein freier Einströmspalt für die zu filtrierende Suspension aus, diese ungehindert zwischen dem unteren Schneckenwellenende 31 und dem Mittel 33 in das Gleitrohr 32 einströmen kann, wobei das Schneckenwellenende 31 von der Suspension vollumfänglich umspült wird.
  • Zur Vermeidung etwaiger Strömungstoträumen innerhalb des Bereiches des Gleitrohres 32, in denen sich mögliche sedimentative Suspensionsablagerungen ausbilden können, grenzt das Mittel 33 axial in nahezu bündiger Weise an den axial unteren Begrenzungsrand der seitlichen Öffnung 34 an.
  • Beim Betrieb der Schneckenfilterpresse fördert eine längs des Zuleitungsrohres 35 angeordnete Förderpumpe 36, vorzugsweise in Form einer Exzenter-Schneckenpumpe, die zu filtrierende flüssige Suspension durch die seitliche Öffnung 34 in den Bereich des Gleitrohres 32, in dem die Suspension vollständig, d. h. rückstandfrei vertikal nach oben in den Filterbereich F gefördert wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gehäuse
    2
    Mittelachse
    3
    Filterrohr
    4
    Gleitrohr
    5
    Filtratraum
    6
    Gehäuseinnenwand
    7
    Filterrohraußenwand
    8
    Flansch
    9
    Gehäuseflansch
    10
    Schneckenwelle
    11
    Filtratablaufstutzen
    12
    Hahn
    13
    Rohrflansch
    14
    Wendel/Wendelgang
    15
    Antriebsmotor/Drehantrieb
    16
    Lagerplatte
    17
    Kupplung
    18
    Platte
    19
    Nabe
    20
    Auswurföffnung
    21
    Rutsche
    22
    Gehäusestutzen
    23
    Zuführleitung
    24
    Unterer Teil des Gehäuses
    30
    Untere Filterrohröffnung
    31
    Unteres Schneckenwellenende
    32
    Gleitrohr
    33
    Mittel
    34
    Seitliche Öffnung
    35
    Zuleitungsrohr
    36
    Förderpumpe
    d1
    Axiale Erstreckung der seitlichen Öffnung
    s1
    Axiale Bedeckungslänge der seitlichen Öffnung durch die Schneckenwelle
    l
    Axiale Länge des Gleitrohres 32
    F
    Filterbereich
    G
    Gleitbereich
    α
    Steigungswinkel
    β
    Winkel zwischen Rohrachse und Mittelachse

Claims (11)

  1. Filteranordnung zur Filtration von in einer Flüssigkeit feinstverteilt vorliegenden festen Stoffen, die in Form einer Suspension wenigstens einer Schneckenfilterpresse zuführbar sind, die über wenigstens einen Wendelgang (14) und zwei Schneckenwellenenden verfügende Schneckenwelle (10) vorsieht, deren Wellenachse (2) parallel zum Schwerkraftsvektor orientiert ist, die über deren oberes Schneckenwellenende einseitig gelagert und mit einem Drehantrieb (15) verbunden ist, und die wenigstens in ihrem unteren Teilbereich in einem so genannten Filterbereich (F) koaxial von einem mit Öffnungen versehenen, zylindrischen Filterrohr (3) umgeben ist, an dem radial ein Filtratraum (5) angrenzt, an dem Unterdruck anlegbar ist, und über dessen untere Filterrohröffnung (30) die Suspension zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle (10) das Filterrohr (3) durch die untere Filterohröffnung (30) überragt, dass koaxial an das Filterrohr (3) ein mit gleichem oder mit einem geringfügigen Übermaß größeren Innendurchmesser wie das Filterrohr (3), die Schneckenwelle (10) in Richtung des unteren Schneckenwellenendes (31) radial fluiddicht bereichsweise umgebendes Gleitrohr (32) anschließt, das dem Filterrohr (3) axial gegenüberliegend mit einem Mittel (33) fluiddicht abgeschlossen ist und über eine seitliche Öffnung (34) verfügt, an die ein Zuführungsrohr (35) fluiddicht anschließt, längs dem eine Fördereinheit (36) angebracht ist, die die Suspension mit einem vorgebbar einstellbaren Förderdruck in Richtung der Schneckenfilterpresse fördert, dass die seitliche Öffnung (34) eine axiale Ersteckung (d1) längs des Gleitrohres (35) besitzt, die wenigstens 80% der Gleitrohrlänge (l), die dem Abstand zwischen der unteren Filterrohröffnung (30) und dem Mittel (33) entspricht, beträgt, und dass das geringfügige Übermaß 0,1 bis 20 mm beträgt.
  2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das untere Schneckenwellenende (31) im axialen Bereich der seitlichen Öffnung (34) befindet.
  3. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle (10) die seitliche Öffnung (34) zu wenigstens 50%, insbesondere zu wenigstens 75%, ihrer axialen Erstreckung (d1) axial bedeckt.
  4. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (33) das Gleitrohr (32) einseitig endseitig fluiddicht abschließt und bündig oder in unmittelbarer Nähe zur seitlichen Öffnung (34) axial anschließt.
  5. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das an die seitliche Öffnung (34) fluiddicht anschließende Zuführungsrohr (35) eine Rohrlängsachse (R) aufweist, die mit der Wellenachse (2) einen Winkel β einschließt, für den gilt: 75° ≤ β ≤ 115°, vorzugsweise β gleich 90°.
  6. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (36) eine die Suspension volumenkonstant fördernde Pumpe ist.
  7. Filteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (36) eine Exzenterschneckenpumpe ist.
  8. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (36) in Art einer Förderschnecke ausgebildet ist.
  9. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial an das Filterrohr (3) ein sich mit gleichem Innendurchmesser wie das Filterrohr (3), die Schneckenwelle (10) in Richtung des oberen Schneckenwellenendes radial fluiddicht umgebendes oberes Gleitrohr (4) anschließt, und dass der wenigstens eine Wendelgang (14) der Schneckenwelle (10) radial zur Schneckenwelle (10) in einer die Schneckenwelle (10) helikal umlaufenden Kante mündet, die im Bereich des Filterrohres (3) mittel- oder unmittelbar inwandig am Filterohr (3) angrenzt.
  10. Filteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die helikal umlaufende Kante des wenigstens einen Wendelganges (14) der Schneckenwelle (10) weder mittel- noch unmittelbar inwandig am Gleitrohr (32) angrenzt.
  11. Filteranordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass längs der helikal umlaufenden Kante des wenigstens einen Wendelganges (14) der Schneckenwelle (10) im Bereich des Gleitrohrs (32) und im Filterbereich (F) ein elastisches Element, in Art einer Abstreiflippe vorgesehen ist, das unter Vorspannung inwandig am Filterohr (3) angrenzt.
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