DE102015225431B4 - Vorrichtung zur Separation von Partikeln aus einer Flüssigkeit - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Separation von Partikeln aus einer Flüssigkeit bei der die mit Partikeln und der Flüssigkeit gebildete Suspension in einem Kreislauf geführt ist, und Partikel in die Flüssigkeit in einem ersten Teil des Kreislaufs gelangen, und anschließend mittels Unterdruck die mit den Partikeln gebildete Suspension durch mindestens ein Filterelement (1) strömt, mit dem eine Separation von Partikeln aus der Suspension erreichbar ist, wobei, das mindestens eine Filterelement (1) einen Rahmen (3) aufweist und in einem Behälter (5), in den eine Partikel enthaltende Suspension zuführbar ist, angeordnet ist, wobei der Unterdruck zur Förderung der Flüssigkeit mit mindestens einem im zweiten Teil des Kreislaufs angeordneten Verdichters erreicht wird,dadurch gekennzeichnet, dassan dem Rahmen (3) an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein mit Filtermaterial gebildetes Element (2), das von der Flüssigkeit durchströmbar ist, fixiert und die jeweiligen beiden Filtermaterialien in einem Abstand zueinander angeordnet sind, so dass zwischen dem Filtermaterial der beiden Elemente (2) ein Hohlraum (1.1) ausgebildet ist, undvon separierten Partikeln befreite Flüssigkeit durch den Hohlraum (1.1) zu einem an einer Stirnfläche des Filterelements (1) gebildeten Ablauf gelangt, durch den die Flüssigkeit in einen zweiten Teil des Kreislaufs rückführbar ist, unddass das Volumen des Hohlraums (1.1) in einem Filterelement (1) maximal 5 % größer als das Flüssigkeitsvolumen ist, das ein Filterelement (1) gleichzeitig durchströmen kann und/oderan einer äußeren Stirnseite, bevorzugt der Stirnseite, die dem Ablauf gegenüber angeordnet ist, ein Anschlagelement (8) für ein Hebezeug vorhanden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Separation von Partikeln aus einer Flüssigkeit, insbesondere Kühlschmierstoff.
  • Filteranlagen werden üblicherweise mit ihrem Bauvolumen und der erforderlichen Aufstellfläche im Wesentlichen von der für den jeweiligen Anwendungsfall benötigten Filterfläche beeinflusst dimensioniert. So werden Kühlschmierstoffreinigungsanlagen zentral für eine größere Anzahl an Zerspanungsmaschinen ausgebildet und eingesetzt. Von allen Zerspanungsmaschinen wird Kühlschmierstoff einer einzigen Filteranlage zugeführt, in dieser werden Partikel aus dem flüssigen Kühlschmierstoff separiert und der gereinigte Kühlschmierstoff wird einer Zerspanungsmaschine zugeführt und mit bei der Bearbeitung frei gesetzten Partikeln beladen. Woraufhin der so kontaminierte Kühlschmierstoff wieder der Filteranlage im Kreislauf zugeführt wird. In einer bekannten Filteranlage sind eine Vielzahl von Filterelementen angeordnet, die vom Kühlschmierstoff durchströmt werden. Eine Separation der Partikel aus dem Kühlschmierstoff wird mit einem porösen Filtermaterial erreicht, das für die Flüssigkeit durchlässig ist und vom Kühlschmierstoff von einer Seite durchströmt und an der anderen Seite abgeführt wird. Die Größe der Oberflächen des Filtermaterials, die vom mit Partikeln kontaminierten Kühlschmierstoff durchströmt werden, und der jeweilige Volumenstrom bzw. das Gesamtvolumen an zu reinigendem Kühlschmierstoff bestimmen die Größe und den erforderlichen Raumbedarf für eine Filteranlage.
  • Filteranlagen für Kühlschmierstoff können hohe Kapazitäten aufweisen. Sie können für eine Kapazität von 20.000 l/h bis hin zu einem Mehrfachen davon aber auch mit geringerer Kapazität ausgelegt werden.
  • Dies führt zu zeit- und kostenintensiven Konstruktionen mit einem großen Anlagevolumen. Weiterhin sind hohe Betriebs- und Wartungskosten sowie hohe Aufwendungen bei Anpassung der Anlage an kundenspezifische Anforderungen und ein hoher Aufwand zur Pflege des Kühlschmierstoffes (Emulsionen) die Folge.
  • Die Hauptursache für diese Nachteile ist u. a. darin zu suchen, dass die hauptsächlich in zentralen Kühlschmierstoffreinigungsanlagen eingesetzten Bandfilteranlagen direkt proportional zum Umlaufvolumen Einfluss auf das Anlagenvolumen (Baugröße der Gesamtanlage) haben.
  • Aus der DE 692 13 132 T2 ist eine Hochdruckanlage für Werkzeugmaschinen bekannt, bei der ein Filter mit einem zylindrischen Filterelement vorhanden ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die erforderliche Baugröße einer Vorrichtung zur Separation von Partikeln aus einer Flüssigkeit, insbesondere aus Kühlschmierstoff zu reduzieren. Weiterhin sollte der Energiebedarf bezogen auf die Durchsatzmenge an Flüssigkeit reduziert werden können, wobei einerseits der Reinigungsgrad bei gleicher und/oder gar höherer Durchsatzmenge zumindest gleich groß gehalten werden kann und andererseits die Realisierung eines Baukastensystems mit einer hohen Flexibilität und reduzierten Kosten bei der Anlagenentwicklung, -herstellung und -betrieb erreicht werden sollte.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Separation von Partikeln aus einer Flüssigkeit, insbesondere Kühlschmierstoff, wird die mit Partikeln und der Flüssigkeit gebildete Suspension in einem Kreislauf geführt. Dabei gelangen die Partikel in einem ersten Teil des Kreislaufs in die Flüssigkeit, was insbesondere bei einer spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit Zerspanungsmaschinen, wie z.B. Bearbeitungszentren, Schleif-, Dreh- oder Honmaschinen so der Fall ist. Anschließend strömt mittels Unterdruck die mit den Partikeln gebildete Suspension durch mindestens ein Filterelement, mit dem eine Separation von Partikeln aus der Suspension erreichbar ist, wobei das mindestens eine Filterelement einen Rahmen aufweist und in einem Behälter, in den eine Partikel enthaltende Suspension zuführbar ist, angeordnet ist.
  • An dem Rahmen ist an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein mit Filtermaterial gebildetes Element, das von der Flüssigkeit durchströmbar ist, fixiert. Die jeweiligen beiden mit Filtermaterial gebildeten Elemente sind in einem Abstand zueinander angeordnet, so dass zwischen dem Filtermaterial der beiden Elemente ein Hohlraum ausgebildet ist. Die von separierten Partikeln befreite Flüssigkeit gelangt durch den Hohlraum zu einem an einer Stirnfläche des Filterelements gebildeten Ablauf, durch den die Flüssigkeit in einen zweiten Teil des Kreislaufs rückführbar ist.
  • Der erste Teil des Kreislaufs ist also der Teil des Kreislaufs, in dem die Flüssigkeit von einer oder mehreren Zerspanungsmaschine(n) bis zu einem Filterelement geführt wird. Dementsprechend bildet der Teil des Kreislaufs, in dem die mittels des/der Filterelemente(s) von Partikeln befreite Flüssigkeit wieder bis zu einer Zerspanungsmaschine geführt wird, den zweiten Teil des Kreislaufs, wenn Partikel aus Kühlschmierstoff separiert werden sollen.
  • Der Unterdruck zur Förderung der Flüssigkeit kann mit mindestens einem im zweiten Teil des Kreislaufs angeordneten Verdichter erreicht werden, der mit seiner Saugseite in Richtung des Behälters und/oder dem Hohlraum von Filterelementen angeschlossen ist.
  • Der Ablauf für gereinigte Flüssigkeit kann in Form eines Flansches ausgebildet sein, der in einen komplementär ausgebildeten Anschlussstutzen einführbar ist. Der Anschlussstutzen sollte mit dem zweiten Teil des Kreislaufs für gereinigte Flüssigkeit verbunden und in dem Behälter angeordnet sein. Der Anschlussstutzen ist in diesem Fall als Aufnahme für den Flansch in der Behälterwand, bevorzugt im Boden des Behälters mit einer Öffnung und/oder einem weiteren Flansch, der mit einer Leitung kommuniziert, ausgebildet. Über diese Leitung kann gereinigte Flüssigkeit in den zweiten Teil des Kreislaufs abgeführt werden und, wie nachfolgend noch zu beschreiben sein wird, kann in der Leitung ein Ventil angeordnet sein.
  • Es kann ein Anschlussstutzen aber auch mit einem in das Innere des Behälters weisenden weiteren Flansches gebildet sein. In diesem Fall kann der Ablauf mit einer Öffnung im Rahmen gebildet sein, in der der weitere Flansch des Anschlussstutzens eingeführt werden kann. Es kann aber auch ein Flansch am Ablauf in oder um einen weiteren Flansch des Anschlussstutzens eingeführt werden.
  • Bevorzugt ist zwischen Flansch und/oder Öffnung und Anschlussstutzen ein Dichtelement angeordnet. Ein Dichtelement kann aus einem geeigneten Elastomer, das gegenüber der jeweiligen Flüssigkeit resistent ist, gebildet sein und den Spalt zwischen Anschlussstutzen und Flansch und/oder Öffnung des Ablaufs abdichten.
  • Selbstverständlich können und sollten auch mehr als ein Filterelement in einen Behälter einsetzbar sein, in dem dann eine entsprechende Anzahl an Anschlussstutzen vorhanden sein sollte. Die Filterelemente können darin in einer ein- oder mehrreihigen Anordnung in dem Behälter angeordnet werden. Es ist sogar eine mehrreihige Anordnung von Filterelementen in einem Behälter in mehreren unterschiedlichen Ebenen und/oder eine versetzte Anordnung von Filterelementen in einer oder neben- oder übereinander angeordneten Ebenen möglich. Dadurch kann der erforderliche Raumbedarf ebenfalls reduziert werden.
  • In den Behälter wird mit Partikeln kontaminierte Flüssigkeit aus dem ersten Teil des Kreislaufs zugeführt und gereinigte Flüssigkeit kann über die Anschlussstutzen in den zweiten Teil des Kreislaufs rückgeführt werden, nachdem sie die Filtermaterialien durchströmt hat.
  • Vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn zwischen dem Anschlussstutzen und dem zweiten Teil des Kreislaufs in einer Leitung ein Ventil vor dem Anschluss mindestens eines Verdichters, mit dem eine zur Förderung der Flüssigkeit in dem gesamten Kreislauf und durch das/die Filterelement(e) ausreichende Druckdifferenz erreichbar ist, angeordnet ist. Das Ventil kann temporär geschlossen werden, wodurch das jeweilige Filterelement zu Reinigungs-, Wartungszwecken oder bei einem ggf. erforderlichen Austausch aus dem Kreislauf entfernt werden kann und trotzdem gleichzeitig eine Reinigung der Flüssigkeit durch andere vorhandene Filterelemente und im Kreislauf aktiv verbliebene Filterelemente, deren zugeordnete Ventile geöffnet bleiben bzw. offen sind, zu diesem Zeitpunkt weiterhin erfolgt. Es ist so ein unterbrechungsfreier Betrieb der Vorrichtung möglich. Nach dem Wiedereinsetzen eines Filterelements in den jeweiligen Anschlussstutzen und Öffnen des Ventils gelangt lediglich das Flüssigkeitsvolumen aus dem Anschlussstutzen und der Leitung bis zum Ventil nicht separiert in den zweiten Teil des Kreislaufs und so zu einer weiteren Nutzung, bevor es wieder mit einem Filterelement nach Durchströmen des ersten Teils des Kreislaufs behandelt wird. Üblicherweise werden so lediglich einige Milliliter unbehandelt durch den gesamten Kreislauf geführt, was wegen des sehr großen Gesamtvolumens an Flüssigkeit und dem erreichbaren Verdünnungseffekt zu einer nur unwesentlichen Beeinträchtigung der Flüssigkeit, wie z.B. auch bei Kühlschmierstoff, der Zerspanungsmaschinen zugeführt wird, führt. Dem Problem einer Führung von Flüssigkeit, die nicht separiert worden ist, kann entgegengetreten werden. Dazu kann über eine zusätzliche Leitung eine Rückspülung von nicht separierter Flüssigkeit in den Behälter, in dem ohnehin mit Partikeln beladene Suspension und mindestens ein weiteres funktionsfähiges Filterelement enthalten ist, erfolgen. So kann vollständig vermieden werden, dass Partikel enthaltende Flüssigkeit wieder in den Kreislauf und bei einer spanenden Bearbeitung an ein Werkstück und/oder Werkzeug gelangt. In diesem Fall kann diese Leitung an ein Dreiwegeventil angeschlossen sein, mit dem auch eine Absperrung bei einer Entnahme eines Filterelements aus dem Behälter erreicht werden kann. Für die Rückspülung kann ein Teil der Flüssigkeit, die mit dem Verdichter, der auch die Flüssigkeit im Kreislauf fördert, genutzt werden. Dazu kann aber auch ein weiterer Verdichter genutzt werden.
  • Als Filtermaterial können unterschiedliche poröse Stoffe oder Materialien eingesetzt werden. Dies sind beispielsweise textile Gebilde (Gewirke, Gewebe u.a.) oder poröse Stoffe, wie z.B. Schäume.
  • Der Rahmen des mindestens einen Filterelements kann eine mehreckige, bevorzugt rechteckige oder quadratische äußere Randkontur aufweisen. Es ist aber auch eine dreieckförmige oder abgerundete äußere Randkontur möglich.
  • Eine Anpassung des Volumenstroms, der durch ein Filterelement strömen und mittels der Filtermaterialien von Partikeln befreit werden kann, kann durch die Größe der von Flüssigkeit durchströmbaren Fläche des Filtermaterials erreicht werden. Hierzu kann ein oder es können mehrere Bereiche des Filtermaterials mit für die Flüssigkeit nichtpermeablem Material abgedeckt werden. Dies kann mit plattenförmigen Elementen, die am Rahmen fixiert werden können, und aus Metall oder Kunststoff bestehen können, erreicht werden. Dabei kann so viel Fläche des Filtermaterials abgedeckt werden, wie dies erforderlich ist. Eine Abdeckung kann an lediglich einer Seite erfolgen. Abdeckungen können aber auch wieder entfernt werden, wenn dies erforderlich ist, so dass die Kapazität entsprechend angepasst werden kann und ansonsten generell gleiche Rahmen für Filterelemente genutzt werden können.
  • Filtermaterialien eines Filterelements können mit mindestens einem Stützelement, das am Rahmen fixiert und für die Flüssigkeit durchlässig ist, abgestützt sein. Dies ist immer dann erforderlich, wenn das Filtermaterial bei den jeweiligen Einsatzbedingungen, die insbesondere durch die herrschende Druckdifferenz und den jeweiligen Volumenstrom bestimmt werden, allein keine ausreichende Festigkeit aufweist. Dies ist insbesondere bei textilen Filtermaterialien häufig der Fall. Stützelemente können beispielsweise Gitter, Siebe oder Lochbleche, die bevorzugt einen geringen Strömungswiderstand wegen der ausreichend großen Öffnungen zum Durchströmen der Flüssigkeit und eine ausreichende Festigkeit aufweisen, sein. Ein Stützelement sollte jedoch maximal 10 % der Fläche des Filtermaterials überdecken und abdichten, so dass mindestens 90 % der Fläche des Filtermaterials für die Flüssigkeit durchlässig bleiben.
  • Das Volumen des Hohlraums in einem Filterelement soll erfindungsgemäß maximal 5 % größer als das Flüssigkeitsvolumen sein, das ein Filterelement gleichzeitig durchströmen kann. Dadurch können große hohle Totvolumina, die nicht nutzbar und in der Regel mit Luft ausgefüllt sind, vermieden werden.
  • Die Filtermaterialien eines Filterelements können nicht parallel zueinander ausgerichtet sein, so dass ein sich bevorzugt in Richtung des Ablaufs konisch erweiternder Hohlraum im Inneren des Filterelements gebildet wird. Damit kann der Einfluss der Gravitationskraft, die auf die im Behälter vorhandene Flüssigkeit wirkt, mit berücksichtigt werden, da im vertikal unteren Bereich ein größerer Volumenstrom der Flüssigkeit durch das Filtermaterial hindurch strömt, als dies im vertikal oberen Bereich der Fall ist. Dieser Effekt wirkt sich besonders stark aus, wenn eine relativ geringe Druckdifferenz für die Förderung der Flüssigkeit im Kreislauf genutzt wird.
  • Dementsprechend sollte der Ablauf vertikal unten an dem/den Filterelement(en) angeordnet sein. Eine solche vertikale Anordnung wirkt sich außerdem besonders vorteilhaft auf den erforderlichen Raumbedarf für eine erfindungsgemäße Vorrichtung aus, da bei höherer oder vergleichbarer Reinigungskapazität an Flüssigkeit, die erforderliche Grundfläche und auch das Gesamtvolumen reduziert werden können.
  • Für eine vereinfachte Handhabung soll in einer weiteren erfindungsgemäßen Alternative an einer äußeren Stirnseite, bevorzugt der Stirnseite, die dem Ablauf gegenüber angeordnet ist, ein Anschlagelement für ein Hubelement vorhanden sein. Ein Anschlagelement kann beispielsweise eine Öse oder ein anderes für ein Anschlagmittel eines Hubelements, beispielsweise einem Haken eines Hallenkranes oder Kettenzuges, geeignetes Element sein.
  • Bevorzugt sollte im Anschluss an den Ablauf eines jeden Filterelements in einer Leitung, die zu dem Verdichter führt, ein Ventil angeordnet sein. Dadurch ist es möglich ein einzelnes in einem Behälter angeordnetes Filterelement zu entfernen, was beispielsweise bei Wartung oder Reparatur der Fall sein kann, ohne dass der Betrieb der Vorrichtung unterbrochen werden muss. Es muss dazu lediglich das diesem Filterelement zugeordnete Ventil geschlossen werden. Die Separation kann dann mit weiteren im Behälter angeordneten Filterelementen weiter, also unterbrechungslos, durchgeführt werden. Dies ist bei herkömmlichen Anlagen, die mit Endlos-Vliesen als Filterelemente arbeiten nicht möglich, da dort im Störfall oder bei Wartungsarbeiten die gesamte Anlage außer Betrieb genommen werden muss.
  • Durch eine bevorzugt vertikale Anordnung von nutzbarer Filterfläche beidseitig an Filterelementen und bei Mehrfachanordnung von Filterelementen in einem Behälter kann bis zu 85% an Aufstellfläche einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Filteranlagen eingespart werden. Die Erfindung ermöglicht weiterhin eine individuelle Gestaltung von Abstreif- und Rückspüleinrichtungen, die an Filterelementen zusätzlich vorhanden sein können, und kann nicht mit verlorenem Filtervlies sondern regenerierbaren Filtermasken eingesetzt werden. So kann beispielsweise eine Abstreifeinrichtung an einer nach außen weisenden Oberfläche des am Rahmen fixierten Filtermaterials wirksam sein. Allein oder zusätzlich kann eine Rückspüleinrichtung für ein oder mehrere Filterelement(e) vorhanden sein. Mit Abstreifeinrichtungen und/oder Rückspüleinrichtungen können Partikel aus Poren des Filtermaterials entfernt werden, so dass die Wirksamkeit und Durchlässigkeit wieder erhöht und ein Anstieg des Gegendrucks am Filtermaterial der Elemente reduziert werden kann.
  • In der nachfolgenden Tabelle 1 ist das Einsparungspotential bezüglich des Aufstellflächenbedarfes in der Gegenüberstellung einer klassischen UDF- und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Dies gilt für Durchflussvolumenströme zwischen 12.000 l/h und 28.000 l/min.
  • Der Aufstellflächenbedarf kann bis auf 16% des Ausgangswertes für konventionelle Filteranlagen reduziert werden.
    Durchflussvolumenstrom [l/min] Aufstellfläche UDF-Anlage [m2] Aufstellfläche Erfindung [m2]
    28.000 25,8 4,1 (15,8 %)
    25.000 18,5 4,1 (22,1 %)
    12.000 20,0 3,1 (15,5 %)
  • Tab. 1: Gegenüberstellung Aufstellflächenbedarf UDF- und erfindungsgemäßer Anlage. Unter der Annahme einer Reduzierung der Aufstellfläche um 80 %, einem Stahlverbrauch für die zentrale Filtereinheit von klassischen UDF - Anlagen (Kühlschmierstoffdurchflussmenge 25.000 l/min) von 20 t und einer daraus resultierenden Stahleinsparung von geschätzt 50 %, bedeutet dies eine Stahleinsparung von 10 t je Anlage bei Nutzung der Erfindung. Geht man weiter von einem Energieaufwand von 5.600 kWh für die Herstellung von 1 t Stahl aus, so bedeutet dies je Kühlschmierstoffreinigungs- und -versorgungsanlage eine Energieeinsparung allein für die Reduzierung des Materialeinsatzes an Stahl von 56.000 kWh. Geht man von einer CO2 - Emission von 0,71 kg je kg hergestelltem Stahl aus, so bedeutet dies eine Umweltentlastung je Kühlschmierstoffreinigungs- und -versorgungsanlage nach der Erfindung von 7,1 t CO2.
  • Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen erfindungsgemäß:
    • 1 eine Schnittdarstellung durch ein Beispiel eines bei der Erfindung einsetzbaren Filterelements und
    • 2 zwei in einem Behälter angeordnete Filterelemente.
  • In 1 ist eine Schnittdarstellung durch ein bei der Erfindung einsetzbares Filterelement 1 gezeigt. Dabei wird ein innen hohler Rahmen 3 als Träger für zwei an zwei gegenüberliegenden Oberflächen angeordnete Elemente 2, die mit Filtermaterial gebildet sind, eingesetzt. Zwischen dem Rahmen 3 und dem Filtermaterial der Elemente 2 sind am äußeren Rand des Filtermaterials Dichtungen vorhanden. Der Rahmen 3 ist an sämtlichen schmalen Stirnflächen also den Flächen, an denen kein Filtermaterial ist, für die Flüssigkeit dicht. Dementsprechend kann Flüssigkeit ausschließlich von außen durch das Filtermaterial der Elemente 2 in das Innere, also den Hohlraum des Filterelements 1, gelangen.
  • Als Filtermaterial können an sich bekannte, wie beispielsweise mit Fasern gebildete Gewebe, Gewirke oder Gelege eingesetzt werden.
  • An einer Stirnseite des Rahmens 3 ist eine Öffnung mit einem Flansch 4 vorhanden, über die Flüssigkeit aus dem Inneren des Filterelements 1 entfernt werden kann, was bevorzugt durch Absaugen mittels einer Pumpe erreicht werden kann. Der Flansch 4 kann in eine komplementär ausgebildete Öffnung, die in einem Behälter 5, bevorzugt in dessen Boden als Ablauf für die Flüssigkeit ausgebildet ist, eingeführt werden. An den Flansch 4 oder die Öffnung im Behälter 5 kann eine Leitung angeschlossen sein, über die mittels der Pumpe Flüssigkeit aus dem Behälter 5 durch das Filtermaterial der Elemente 3 und das jeweilige Filterelement 1 abgesaugt werden kann. Zwischen Flansch 4 und der Öffnung im Behälter 5 sollte ein Dichtelement 4.1 vorhanden sein. Dabei kann es sich um mindestens eine aus einem Elastomer gebildete Lippendichtung handeln, die kraft- und/oder formschlüssig am Flansch 4, der Öffnung im Behälter 5 als Ablauf für die Flüssigkeit und/oder der Stirnfläche des Filterelements 1, an der der Flansch 4 ausgebildet ist, befestigt sein.
  • Am Rahmen 3 sind zwei Stützelemente 7 befestigt, an denen sich das Filtermaterial der Elemente 2 abstützt. Die Stützelemente 7 können, wie der Rahmen 3 aus an der Oberfläche verzinktem Stahl oder Edelstahl hergestellt sein und eine erheblich größere Porosität für die Flüssigkeit aufweisen. Dies kann mit einer Form eines Siebes oder Gitters für die Stützelemente 7 erreicht werden. Es können aber auch Stege, die an den Innenflächen der Stirnseiten des Rahmens 3 befestigt und in Abständen zueinander angeordnet sind, Stützelemente 7 bilden.
  • Am Rahmen 3 ist bei diesem Beispiel ein Anschlagelement 8 vorhanden. Mit diesem Anschlagelement 8 kann das Filterelement 1 manuell oder mit einem Hebezeug, wie beispielsweise einem Flaschenzug oder Kettenzug aus dem Behälter 5 entfernt und wieder eingesetzt werden.
  • Insbesondere in 2 ist erkennbar, wie Filterelemente 1 in einen Behälter 5 eingesetzt und dort in am Boden ausgebildeten Öffnungen mittels der Flansche 4 eingeführt werden können.
  • Im oberen Bereich der Wandung des Behälters 5 ist eine Zuführung 9 für Flüssigkeit vorhanden, durch die Partikel enthaltende Flüssigkeit in Form einer Suspension in den Behälter 5 zugeführt werden kann. Die Flüssigkeit kann durch das Filtermaterial der Elemente 2 in den inneren Hohlraum des jeweiligen Filterelements 1 gelangen und über die Öffnungen im Flansch 4 und dem Boden des Behälters 5 abgeführt werden. Dabei werden in der Suspension enthaltene Partikel vom Filtermaterial der Elemente 2 zurückgehalten, so dass aus dem jeweiligen Filterelement 1 austretende Flüssigkeit zumindest nahezu partikelfrei ist.
  • Im Behälter 5 können Befestigungselemente 10 für die Filterelemente 1, mit denen ein Verkanten und Kippen der Filterelemente 1 innerhalb des Behälters 5 verhindert werden kann, vorhanden sein.
  • In 2 ist nicht dargestellt, wie die von Partikeln befreite Flüssigkeit über eine Leitung, in der ein Verdichter angeordnet ist, über die im Boden des Behälters 5 ausgebildete Öffnung als Ablauf für zumindest nahezu partikelfreie Flüssigkeit abgeführt und ggf. nach einer weiteren Nutzung der Flüssigkeit, die zu einer erneuten Beladung mit Partikeln und somit zur Suspensionsbildung führt, in den Behälter 5 rückgeführt und die Separation mit den Filterelementen 1 erneut durchgeführt werden kann. Mit dem nicht gezeigten Verdichter kann Flüssigkeit aus dem/den Filterelement(en) 1 bevorzugt abgesaugt werden.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Separation von Partikeln aus einer Flüssigkeit bei der die mit Partikeln und der Flüssigkeit gebildete Suspension in einem Kreislauf geführt ist, und Partikel in die Flüssigkeit in einem ersten Teil des Kreislaufs gelangen, und anschließend mittels Unterdruck die mit den Partikeln gebildete Suspension durch mindestens ein Filterelement (1) strömt, mit dem eine Separation von Partikeln aus der Suspension erreichbar ist, wobei, das mindestens eine Filterelement (1) einen Rahmen (3) aufweist und in einem Behälter (5), in den eine Partikel enthaltende Suspension zuführbar ist, angeordnet ist, wobei der Unterdruck zur Förderung der Flüssigkeit mit mindestens einem im zweiten Teil des Kreislaufs angeordneten Verdichters erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmen (3) an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein mit Filtermaterial gebildetes Element (2), das von der Flüssigkeit durchströmbar ist, fixiert und die jeweiligen beiden Filtermaterialien in einem Abstand zueinander angeordnet sind, so dass zwischen dem Filtermaterial der beiden Elemente (2) ein Hohlraum (1.1) ausgebildet ist, und von separierten Partikeln befreite Flüssigkeit durch den Hohlraum (1.1) zu einem an einer Stirnfläche des Filterelements (1) gebildeten Ablauf gelangt, durch den die Flüssigkeit in einen zweiten Teil des Kreislaufs rückführbar ist, und dass das Volumen des Hohlraums (1.1) in einem Filterelement (1) maximal 5 % größer als das Flüssigkeitsvolumen ist, das ein Filterelement (1) gleichzeitig durchströmen kann und/oder an einer äußeren Stirnseite, bevorzugt der Stirnseite, die dem Ablauf gegenüber angeordnet ist, ein Anschlagelement (8) für ein Hebezeug vorhanden ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf in Form eines Flansches (4) oder einer Öffnung ausgebildet ist, wobei der Flansch (4) des Ablaufs oder in die Öffnung im Ablauf in einen komplementär ausgebildeten Anschlussstutzen oder einen am Anschlussstutzen vorhandenen weiteren Flansch einführbar ist, und der Anschlussstutzen mit dem zweiten Teil des Kreislaufs für gereinigte Flüssigkeit verbunden ist, und zwischen Flansch (4) und/oder Öffnung und Anschlussstutzen ein Dichtelement (4.1) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlussstutzen und dem zweiten Teil des Kreislaufs in einer Leitung ein Ventil vor dem Anschluss mindestens eines Verdichters, mit dem eine zur Förderung der Flüssigkeit in dem gesamten Kreislauf und durch das/die Filterelement(e) (1) Druckdifferenz erreichbar ist, angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (3) eine mehreckige, bevorzugt rechteckige oder quadratische äußere Randkontur aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermaterialien eines Filterelements (1) mit mindestens einem Stützelement (7), das am Rahmen (3) fixiert und für die Flüssigkeit durchlässig ist, abgestützt sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermaterialien eines Filterelements (1) nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, so dass ein sich bevorzugt in Richtung des Ablaufs konisch erweiternder Hohlraum (1.1) im Inneren des Filterelements (1) gebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen Filterelement (1) der Ablauf vertikal unten angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den Ablauf eines jeden Filterelements (1) in einer Leitung, die zu dem Verdichter führt, ein Ventil angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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