DE102018000362A1

DE102018000362A1 - Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen

Info

Publication number: DE102018000362A1
Application number: DE102018000362.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2038-01-19
Also published as: WO2019141485A1; DE102018000362B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Schwingungen, mit einer Basis (11), auf welcher eine Tragvorrichtung (12) mittels einer nachgiebigen Verbindung gehalten ist und relativ zur Basis (11) schwingen kann, wobei die Tragvorrichtung (12) mit einer Antriebsvorrichtung (29) verbunden und von dieser schwingend antreibbar ist, und mit einer Haltevorrichtung (14), welche über langgestreckte Federelemente (13) mit der Tragvorrichtung (12) gekoppelt ist und relativ zur Tragvorrichtung (12) schwingen kann. Erfindungsgemäß ist die Haltevorrichtung (14) oberhalb der Tragvorrichtung (12) angeordnet. Dabei verlaufen die Federelemente (13) in aufrechter Richtung zwischen Haltevorrichtung (14) und Tragvorrichtung (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen, mit einer Basis, auf welcher eine Tragvorrichtung mittels einer nachgiebigen Verbindung gehalten ist und relativ zur Basis schwingen kann, wobei die Tragvorrichtung mit einer Antriebsvorrichtung verbunden und von dieser schwingend antreibbar ist, und mit einer Haltevorrichtung, welche über langgestreckte Federelemente mit der Tragvorrichtung gekoppelt ist und relativ zur Tragvorrichtung schwingen kann.
Ein mögliches Anwendungsgebiet für eine derartige Vorrichtung ist die Filterung von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwässern, etwa aus der Industrie oder aus der Landwirtschaft. Zum Abscheiden von Feststoffen werden die Flüssigkeiten durch Membranfilter geleitet, insbesondere nach dem Prinzip der Querstromfiltration. Erforderlich sind dafür eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und ein entsprechender Energieaufwand. Durch die zurückgehaltenen Feststoffe verstopfen die Membranfilter mit der Zeit, sodass der Flüssigkeitsdurchsatz sinkt. Abhilfe ist möglich durch das Einbringen von Schwingungen in die Membranfilter. Letztere können so längere Zeit ohne Reinigung und geringem Wirkungsgradverlust verwendet werden.
Aus der WO 2011/083148 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Membranfiltrationseinrichtung bekannt, bei der ein Membranpaket in einem Rahmen schwingfähig aufgehängt ist. Der Rahmen steht mit gummielastischen Schwingungselementen auf einer Bodenplatte und ist auf Höhe des Membranpakets mit einem Schwingungsantrieb versehen, welcher einen Motor mit Unwucht umfasst. Das Membranpaket ist mit dem Rahmen über horizontal gerichtete Federn verbunden. Die seitlichen Abmessungen des Membranpakets sind durch den Rahmen limitiert. Die Höhe des Rahmens muss auf die Höhe des Membranpakets abgestimmt sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen, wobei die Vorrichtung nicht von vornherein die Breite von aufzunehmenden (und in Schwingungen zu versetzenden) Gegenständen oder Einrichtungen konstruktiv begrenzt.
Zur Lösung der Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung oberhalb der Tragvorrichtung angeordnet ist, und dass die Federelemente in aufrechter Richtung zwischen Haltevorrichtung und Tragvorrichtung verlaufen. Die Haltevorrichtung nimmt den in Schwingung zu versetzenden Gegenstand bzw. die in Schwingung zu versetzende Einrichtung auf. Durch die Anordnung der Haltevorrichtung oberhalb der Tragvorrichtung limitiert die Tragvorrichtung nicht den Raum oberhalb der Haltevorrichtung. Dadurch ist die Vorrichtung im Hinblick auf die Höhe und Breite der aufzunehmenden Gegenstände deutlich flexibler als die bekannte Vorrichtung. Insbesondere ist es möglich, den zu schwingenden Gegenstand relativ breit, also in horizontaler Richtung relativ groß zu konstruieren und in vertikaler Richtung relativ klein. Die Bedienungsfreundlichkeit kann dadurch verbessert werden. Insbesondere schwingen Tragvorrichtung und Haltevorrichtung im Wesentlichen in horizontalen Ebenen. Vorzugsweise wird dabei die Resonanzfrequenz der Haltevorrichtung (und der darauf befindlichen Gegenstände) genutzt, so dass mit möglichst geringem Energieaufwand eine möglichst hohe Schwingungsamplitude erzielt wird.
Je nach Ausgestaltung und Funktion der Antriebsvorrichtung, der Federelemente und der Kopplung zwischen Tragvorrichtung und Haltevorrichtung schwingt die Haltevorrichtung linear, translatorisch oder rotatorisch. Auch Kombinationen sind möglich, etwa eine lineare Schwingung in einer Richtung und eine Drehschwingung in anderer Richtung. Durch die Federelemente können auch Torsionskräfte übertragen werden. Durch Rotationsbewegung der Tragvorrichtung - ausgelöst von der Antriebsvorrichtung - kann es zu einer Torsionsschwingung der Haltevorrichtung relativ zur Tragvorrichtung kommen. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Tragvorrichtung durch die Antriebsvorrichtung um eine Mittelachse schwingend antreibbar. Die Tragvorrichtung oszilliert dann um die Mittelachse und kann diese Schwingung an die Haltevorrichtung übertragen.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung schwingt die Haltevorrichtung um eine Mittelachse. Die Schwingung der Tragvorrichtung wird derart auf die Haltevorrichtung übertragen, dass letztere um die Mittelachse schwingt. Der Schwingweg der Haltevorrichtung beträgt vorzugsweise mindestens etwa +/- 7mm (gesamt 14mm) im Abstand von 250mm zur Mittelachse.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird die Haltevorrichtung von den Federelementen getragen. Bei stillstehender Antriebsvorrichtung ruht die Haltevorrichtung auf den aufrecht stehenden Federelementen bzw. im Betrieb liegt die Haltevorrichtung auf den Federelementen auf. Vorzugsweise ist von jedem Federelement ein Ende mit der Haltevorrichtung verbunden und ein gegenüberliegendes Ende mit der Tragvorrichtung. Die Federelemente können auch als Biegeelemente bezeichnet werden.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung stehen die Federelemente aufrecht und sind mit einem Ende mit der Tragvorrichtung und mit dem anderen Ende mit der Haltevorrichtung verbunden, insbesondere in diese eingespannt. Insbesondere sind die Enden fest und nicht gelenkig mit Tragvorrichtung und Haltevorrichtung verbunden. Zu Wartungs- oder Reparaturzwecken sind die Enden gleichwohl vorzugsweise lösbar. Beispielsweise können die Enden in passende Ausnehmungen in Haltevorrichtung und Tragvorrichtung eingesteckt und dort fixiert sein. Dies vereinfacht die Konstruktion insgesamt. Zusätzlich oder alternativ können Halteelemente zum Festklemmen der Enden vorgesehen sein.
Vorteilhafterweise sind die Federelemente in ihrer Längsrichtung nicht nachgiebig, so dass die Länge konstant bleibt. Bei Biegung der Federelemente ergibt sich so ein geringfügig veränderlicher Abstand zwischen Tragvorrichtung und Haltevorrichtung, mit einem maximalen Abstand bei gestreckten Federelementen und geringerem Abstand bei gebogenen Federelementen. Dadurch kann die Haltevorrichtung zusätzlich zur beschriebenen Schwingung zu einer senkrecht dazu gerichteten Vertikalschwingung angeregt werden.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Federelemente Stäbe oder Platten, welche vorzugsweise in einer Richtung biegeelastisch nachgiebig sind. Bevorzugt handelt es sich um langgestreckte Platten, runde oder flache Stäbe. Insbesondere in dieser Ausführung sind die Federelemente Biegeelemente. „In einer Richtung biegeelastisch“ meint, dass die Federelemente im wesentlichen in einer Ebene hin- und zurückschwingen können, jedoch in einer quer dazu ausgerichteten Ebene keine oder nicht funktionsrelevante Bewegungen ausführen können. Dadurch ist die Bewegungsrichtung der Schwingungen durch gezielte Anordnung der Federelemente beeinflussbar.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung bilden die Federelemente die Funktion einer zentralen Torsionsfeder nach. Das heißt, mehrere Federelemente wirken zusammen und ermöglichen eine Drehschwingung der Haltevorrichtung.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Federelemente zur Nachbildung der Funktion einer Torsionsfeder als aufrechte Biegeelemente entlang eines Kreises angeordnet. Dabei sind die Federelemente in Umfangsrichtung oder tangential zur Umfangsrichtung des Kreises biegeelastisch und relativ dazu in Radialrichtung biegesteifer. Dadurch schwingt die Haltevorrichtung im Wesentlichen in horizontaler Ebene in Umfangsrichtung hin und her. Da die Federelemente zum Mittelpunkt des Kreises einen deutlichen Abstand aufweisen können, ergibt sich zusammen mit den An- oder Aufbauten auf der Halteplatte eine wesentlich stabilere Anordnung als bei einem einzelnen Torsionsfederstab.
Auch können statt mehrerer einzelner Federelemente mehrere Gruppen von Federelementen vorgesehen sein, etwa in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Gruppen. Innerhalb einer Gruppe sind vorzugsweise in Radialrichtung mehrere Federelemente nebeneinander angeordnet. So können durch Gruppierung geometrisch einfacher Federelemente kompliziertere Formen von Federelementen zusammengesetzt werden. Beispielsweise können Vierkantstäbe zu rechteckigen Platten zusammengesetzt sein.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind Tragvorrichtung und/oder Haltevorrichtung als flache Gebilde, nämlich mit einer oder mehreren Platten, Scheiben oder Scheibenringen ausgebildet.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind zwischen Tragvorrichtung und Basis elastische Lager vorgesehen. Vorzugsweise handelt es sich um Gummipuffer, Federn mit oder ohne Dämpfer oder ähnliches. Durch die Antriebsvorrichtung wird die Tragvorrichtung schwingend angetrieben. Die Schwingungen werden über die Federelemente in die Haltevorrichtung eingeleitet. Die Schwingung der Tragvorrichtung relativ zur Basis kann durch die Lager gedämpft sein, etwa durch viskoeleastische Lager, pneumatische Lager oder mit Spiralfedern.
Antriebsvorrichtung, Tragvorrichtung, Federelemente, Haltevorrichtung mit aufzunehmendem Gegenstand oder aufliegender Einrichtung sind so aufeinander abgestimmt, dass die Haltevorrichtung mit dem darauf gehaltenen Gegenstand bzw. der Einrichtung mit ihrer Resonanzschwingung schwingt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Antriebsvorrichtung ein Unwuchtmotor, insbesondere mit einer aufrechten Drehachse. Eine sich bildende Drehebene verläuft dann horizontal, insbesondere parallel zur Schwingungsebene der Tragvorrichtung bzw. in derselben. Der Begriff „Unwuchtmotor“ ist im weitesten Sinne zu verstehen. Es handelt sich vorzugsweise um eine rotierende Maschine mit einem exzentrischen Gegengewicht. Alternativ kann aber auch ein linear oder translatorisch hin- und hergehender Antrieb vorgesehen sein, der eine schwingende Bewegung der Tragvorrichtung erzeugt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Antriebsvorrichtung von einer Mittelachse entfernt mit der Tragvorrichtung verbunden. Die Antriebsvorrichtung ist insbesondere mit einem Rand der Tragvorrichtung verbunden, an den Rand angeflanscht oder mit dem Rand verschraubt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind an der Tragvorrichtung, der Antriebsvorrichtung gegenüberliegend, eine weitere Antriebsvorrichtung oder ein Gegengewicht vorgesehen, insbesondere am Rand der Tragvorrichtung. Dadurch können noch gezielter Torsionsschwingungen in die Tragvorrichtung eingebracht werden. Beispielsweise können zwei Unwuchtmotoren vorgesehen sein, insbesondere mit zueinander parallelen Drehachsen.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist an der Tragvorrichtung mindestens eine Halterung zur Aufnahme von zusätzlichen Gewichten vorgesehen. Vorzugsweise sind mindestens zwei Halterungen einander gegenüberliegend vorhanden. Mit entsprechenden Gewichten auf den Halterungen ist eine genauere Abstimmung der Schwingungsfrequenz und Amplitude möglich.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind Tragvorrichtung und Haltevorrichtung über Zugorgane miteinander verbunden. Vorzugsweise wirken die Zugorgane nur in aufrechter Richtung, während quer dazu keine oder nur geringere Kräfte übertragen werden. Aufgabe der Zugorgane ist in erster Linie die Sicherung eines maximalen Abstands von Tragvorrichtung und Haltevorrichtung zueinander.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist die Haltevorrichtung eine Aufnahme zur Verbindung mit in Schwingung zu bringenden Gegenständen auf, insbesondere zur Verbindung mit einem Gehäuse für ein Membranpaket. Das Membranpaket soll an bzw. auf der Haltevorrichtung sicher gehalten werden und gemeinsam mit der Haltevorrichtung schwingen. Die Aufnahme ist insbesondere oberseitig oder unterseitig an der Haltevorrichtung vorgesehen. Es können aber auch beidseitig Aufnahmen an der Haltevorrichtung vorgesehen sein.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann an der Haltevorrichtung unterseitig eine abwärts gerichtete Achse gehalten sein, zur Verbindung mit in Schwingung zu bringenden Gegenständen, insbesondere zur Verbindung mit einer Siebvorrichtung. Vorzugsweise sind Tragvorrichtung und gegebenenfalls auch die Basis mit Öffnungen zum Durchführen der Achse versehen. So ist es möglich, unterhalb der Basis einen in Schwingung zu bringenden Gegenstand zu halten.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Achse als Rohr ausgebildet sein, insbesondere zum Absaugen von Flüssigkeit aus einer unteren Siebvorrichtung, etwa aus einem Siebkorb in einem Tank. Das Rohr ist torsionssteif, um die Schwingung der Haltevorrichtung mit auszuführen. Die Siebvorrichtung bleibt so länger durchgängig für die Flüssigkeit. Schmutzpartikel lagern sich nicht so schnell an wie bei einem unbewegten Sieb.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Filtern von Flüssigkeiten, insbesondere für eine Ultrafiltration, Nanofiltration und/oder Umkehrosmose, mit einer Vorrichtung, wie voranstehend beschrieben, und entweder mit einem mit der Haltevorrichtung verbundenen Membranpaket oder mit einer unteren Siebvorrichtung. Das Membranpaket weist vorzugsweise horizontale Membranebenen auf. Insbesondere soll die Vorrichtung zum Filtern von Feststoffen aus Flüssigkeiten vorgesehen sein, etwa von Abwässern aus der Landwirtschaft oder Industrie oder bei der T rinkwasseraufbereitu ng.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen, mit einem Membranpaket für die Filterung von Abwässern,
2 einen aufrechten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß 1,
3 die Vorrichtung analog 1, jedoch ohne Membranpaket,
4 eine Darstellung wie in 3, jedoch ohne Haltevorrichtung zur Aufnahme des Membranpakets,
5 die Vorrichtung gemäß 1, jedoch ohne Membranpaket,
6 Details der Vorrichtung gemäß 5,
7 weitere Details der Vorrichtung gemäß 5,
8 weitere Details der Vorrichtung gemäß 5,
9a eine erste Ausführungsform von Federelementen,
9b eine zweite Ausführungsform der Federelemente,
9c eine dritte Ausführungsform der Federelemente,
10a eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, nämlich mit einer unteren Siebvorrichtung, in aufrechter Schnittdarstellung,
10b die Vorrichtung gemäß 10a, jedoch mit Außenansicht der unteren Siebvorrichtung.

Eine Vorrichtung 10 zum Erzeugen von Schwingungen weist eine Basis 11 zur Aufnahme einer Tragvorrichtung 12 auf, auf der Federelemente 13 aufrecht stehen. Auf den Federelementen 13 liegt eine Haltevorrichtung 14 auf, welche auf Ihrer Oberseite 15 ein Membranpaket P in einem Gehäuse 16 trägt. Das Membranpaket P ist in 2 aufgeschnitten sichtbar.
Die Basis 11 liegt auf mehreren starren Trägern T auf oder ist in nicht gezeigter Weise fest mit einem Untergrund verbunden. Basis 11 und/oder Träger T sind möglichst massereich ausgebildet und sollen keine Schwingungen übertragen. Vorzugsweise ist die Basis 11 von plattenförmiger Gestalt, etwa nach Art eines flachen Quaders oder eines flachen Zylinders. Als Träger T sind hier drei (in 10a, 10b nur zwei) zueinander parallele Doppel-T-Träger vorgesehen.
Zwischen Basis 11 und Tragvorrichtung 12 sind Dämpfungselemente 17 als elastische Lager vorgesehen, insbesondere Gummielemente oder andere Federelemente mit entsprechenden Eigenschaften. Hier sind insgesamt vier Dämpfungselemente 17 vorgesehen, jeweils randseitig unter der Tragvorrichtung 12.
Die Tragvorrichtung 12 weist hier eine kreisrunde Platte 18 und im Ausführungsbeispiel der 3 und 4 ein darauf angeordnetes Plattenpaket 19 mit etwas kleinerem Durchmesser auf. Die Platte 18 kann auch eckig bzw. vieleckig ausgebildet sein. Die Geometrie der Tragvorrichtung 12 und/oder des Plattenpakets 19 können von der Haltevorrichtung 14 unabhängig sein.
Das Plattenpaket 19 besteht hier aus drei Platten. Diese sind mit der größeren Platte 18 verschraubt. Die beiden oberen Platten des Plattenpakets 19 weisen nicht näher gezeigte Schlitze oder Öffnungen zum Einstecken der Federelemente 13 auf. Die Schlitze oder Öffnungen sind so bemessen, dass die Federelemente 13 mit ihrem Außenquerschnitt möglichst spielfrei hineinpassen. Die Federelemente 13 stützen sich an der unteren Platte des Plattenpakets 19 ab.
Die Federelemente 13 sind lange aufrechte Platten und dabei entlang eines Kreises um eine Mittelachse M - nahe einem äußeren Rand 20 des Plattenpakets 19 - so angeordnet, dass hauptsächlich in Umfangsrichtung Biegeelastizität besteht, nicht jedoch oder nur geringfügig in Radialrichtung. Die Federelemente 13 bilden auf diese Weise eine Torsionsfeder für eine Drehschwingung der Haltevorrichtung 14 um die Mittelachse M und relativ zur Tragvorrichtung 12. Bei der Drehschwingung kommt es außerdem zu einer leichten Torsion jedes einzelnen Federelements 13, was das Schwingverhalten zusätzlich beeinflusst.
Die Haltevorrichtung 14 weist in 3 und 4 ein Paket 21 aus drei übereinanderliegenden und miteinander verschraubten Scheibenringen auf. Nur die unteren beiden Scheibenringe sind mit Schlitzen, Öffnungen oder Ausnehmungen zur passgenauen Aufnahme der einen vorzugsweise rechteckigen Querschnitt bzw. eine entsprechende Querschnittsgeometrie aufweisenden Federelemente 13 versehen. Es ergibt sich dieselbe Funktion wie bei dem Plattenpaket 19. Die Federelemente 13 sind im Paket 21 und im Plattenpaket 19 fest gehalten, das heißt nicht abwinkelbar. Im einfachsten Fall sind die Federelemente 13 aus dem Plattenpaket 19 bzw. aus dem Paket 21 zur Demontage herausziehbar. Möglich ist aber auch eine Fixierung durch Klemmung, Klebung, Schweißen usw.
Um ein Abheben der Haltevorrichtung 14 von der Tragvorrichtung 12 auch unter ungünstigen Umständen zu verhindern, sind Zugorgane 22 zwischen Haltevorrichtung 14 und Tragvorrichtung 12 nahe dem äußeren Rand 20 vorgesehen. Die Zugorgane 22 sind in den 3 und 4 durch das Paket 21 geführte Gewindestangen 23 mit Halteringen 24 am unteren Ende. Dazu korrespondierend sind auf der Oberseite des Plattenpakets 19 Halteringe 25 befestigt, welche über Schäkel 26 mit den Halteringen 24 verbunden sind. Dadurch sind die Zugorgane 22 in Umfangsrichtung bzw. in Schwingungsrichtung etwas nachgiebig. Hierzu sind die Halteringe 24, 25 in Umfangsrichtung und der Schäkel 26 in Radialrichtung ausgerichtet. Durch doppelte Muttern 27 ist die wirksame Höhe der Gewindestangen 23 auf der Oberseite1 5 der Haltevorrichtung einstellbar und fixierbar.
Am äußeren Rand 28 der Platte 18 ist als Antriebsvorrichtung 29 ein nicht näher dargestellter Unwuchtmotor angeflanscht, insbesondere ein Motor mit exzentrisch umlaufendem Gewicht. Mit der Antriebsvorrichtung 29 wird die Tragvorrichtung 12 in Schwingungen um die Mittelachse M versetzt. Über die Federelemente 13 wird die Schwingung auf die Haltevorrichtung 14 übertragen. Durch entsprechende Auswahl, Anordnung und Abstimmung von Antriebsvorrichtung 29, Tragvorrichtung 12, Federelementen 13, Haltevorrichtung 14 und Membranpaket P mit Gehäuse 16 ist es möglich, das Membranpaket P (mit Haltevorrichtung 14 und Gehäuse 16) zu Resonanzschwingungen anzuregen und so den Energiebedarf der Antriebsvorrichtung 29 zu minimieren bzw. die Filterleistung des Membranpakets P zu optimieren.
Der Antriebsvorrichtung 29 gegenüberliegend, kann die Tragvorrichtung 12 ein angeflanschtes Gegengewicht 30 oder einen zusätzlichen Unwuchtmotor aufweisen. Außerdem können nahe dem äußeren Rand 28 Halter für weitere Gewichte 31 vorgesehen sein. Vorzugsweise handelt es sich um aufrechte Gewindestangen 32, auf die plattenförmige Gewichte 31 aufgesteckt werden.
Anzahl und Geometrien der verschiedenen Elemente innerhalb der Vorrichtung 10 zum Erzeugen von Schwingungen sind variabel. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen sind entlang eines Kreises zwölf rechteckige Federelemente aus Stahl vorgesehen, sowie vier Zugorgane 22 und zwei einander gegenüberliegende Halter für die Gewichte 31. Unter der Tragvorrichtung 12 sind hier vier Dämpfungselemente 17 angeordnet. Durch Variation von Länge, Anzahl, Anordnung, Geometrie und Werkstoff der Federelemente kann auf Frequenz und Amplitude der Schwingungen Einfluss genommen werden.
In den 1, 2, 5 bis 8 und 10a, 10b ist eine andere Ausführungsform hinsichtlich der Befestigung/Verankerung der Federelemente 13 an Tragvorrichtung 12 und Haltevorrichtung 14 dargestellt. Enden der plattenförmigen Federelemente 13 sind hier eingeklemmt zwischen Klemmstücken 33, welche in Form und Anordnung Tortenstücken ähnlich sind, nämlich mit radial nach innen abnehmendem Querschnitt, und als Halteelemente wirken. Die Klemmstücke 33 sind auf der Platte 18 oder auf einer auf der Platte 18 liegenden Lagerplatte 36 mittels zweier axial gerichteter Bolzen 34 arretierbar und weisen hierzu einen radial gerichteten Schlitz 35 zur Aufnahme der Bolzen 34 auf.
Radial außen vor den Klemmstücken 33 ist je ein Stützprofil 37 tangential zur Umfangsrichtung in der Lagerplatte 36 gehalten. Hierzu weist die Lagerplatte 36 jeweils passende, tangential gerichtete Schlitze auf. Zusätzlich kann die Lagerplatte 36 radial gerichtete Schlitze zur vorzugsweise nicht klemmenden Aufnahme der Federelemente 13 aufweisen. Die Klemmung der Federelemente 13 erfolgt, wie oben erläutert, zwischen den Klemmstücken 33.
Im Stützprofil 37 sind zwei parallele, nahezu radial gerichtete Gewindebohrungen vorgesehen, in denen Gewindebolzen 38, 39 gehalten sind. Enden der Gewindebolzen 38, 39 stecken in gewindefreien, kurzen Vertiefungen 40 der Klemmstücke 33.
Durch Eindrehen der Gewindebolzen 38, 39 in das Stützprofil 37 können die Klemmstücke 33 in Radialrichtung nach innen verschoben werden. Anschließend werden die Klemmstücke 33 mittels der Bolzen 34 arretiert. Zusätzlich können die Bolzen 38, 39 durch Kontermuttern 41, 42 festgesetzt werden. Zwischen Kontermuttern 41, 42 und Stützprofil 37 kann noch ein freies Unterlegprofil 43 mit passenden Bohrungen vorgesehen sein.
In den 1, 2, 5 bis 8 und 10a, 10b sind anstelle der Halteringe 24, 25 und Schäkel 26 andere Halter für die Gewindestangen 23 vorgesehen. Mit Tragvorrichtung 12 und Haltevorrichtung 14 jeweils verbunden sind U-förmige Halter. Diese sind über eine Gelenkachse 45 mit passenden Halteköpfen 46 verbunden. Die Halteköpfe 46 sitzen auf beiden Enden der Gewindestangen 23. Die U-förmigen Halter 44, Gelenkachsen 45 und Halteköpfe 46 sind so ausgerichtet, dass die Gewindestangen 23 tangential zur Umfangsrichtung abwinkelbar sind bzw. schwingen können.
Die 9a bis 9c zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der Federelemente 13. 9a zeigt eine dünne aufrechte Platte 47, analog zur Darstellung der 1 bis 8. Dabei ist die Platte 47 mit ihrer Höhe H in axialer Richtung ausgerichtet, mit der Breite B in radialer Richtung und mit der Dicke D in Umfangsrichtung, bezogen auf die Mittelachse M der Vorrichtung 10.
Wie in 9b dargestellt, können anstelle einer Platte auch zwei Platten 48, 49 geringerer Breite gemeinsam ein Federelement 13 bilden. Die Platten 48, 49 sind dabei nebeneinander in einer gemeinsamen radialen Ebene angeordnet.
Anstelle von Platten können als Federelemente 13 auch andere geometrische Formen einzeln oder in Gruppen als Federelemente 13 verwendet werden. 9c zeigt eine Gruppe von drei Rundstäben 50, 51, 52, die ebenfalls nebeneinander in einer gemeinsamen radialen Ebene angeordnet sind.
Eine andere Ausführungsform zeigen die 10a, 10b. Anstelle des auf der Haltevorrichtung 14 angeordneten Gehäuses 16 ist hier eine von der Haltevorrichtung 14 mittig abwärts gerichtete, rohrförmige Achse 53 vorgesehen, welche mit ihrem unteren Ende 54 in einen Siebkorb 55 mündet. Hierzu weisen Tragvorrichtung 12 und Basis 11 größere Öffnungen 56 bzw. 57 zum Durchtritt der Achse 53 auf.
Die Achse 53 ist mit hoher Torsionssteifigkeit versehen, sodass der Siebkorb 55 mit der Haltevorrichtung 14 drehend schwingt. Gleichwohl sind die Öffnungen 56, 57 etwas größer bemessen als der Außendurchmesser der rohrförmigen Achse 53, sodass ausreichend Spiel besteht und keine Reibung auftreten kann.
Der Siebkorb 55 ist beispielsweise in einen nicht gezeigten Tank mit Flüssigkeit eingelassen, während die Basis 11 oder die Träger T auf einer Tankoberseite aufliegen. Eine im Tank befindliche, Feststoffpartikel aufweisende Flüssigkeit wird über den Siebkorb 55 und die rohrförmige Achse 53 entnommen. Durch die Torsionsschwingung des Siebkorbs 55 bleiben dessen Sieböffnungen deutlich länger frei als bei einem unbewegten Siebkorb. Die Förderung auch stark verschmutzter Flüssigkeit kann mit nur geringen Druckverlusten lange Zeit aufrechterhalten werden.
Die rohrförmige Achse 53 erstreckt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel der 10a, 10b auch durch die Haltevorrichtung 14. Letztere weist hierzu eine Haltemanschette 58 auf, welche die Achse 53 fest mit der Haltevorrichtung 14 verbindet und zugleich eine obere Öffnung 59 zum Anschluss einer nicht gezeigten Absaugleitung aufweist.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
11: Basis
12: Tragvorrichtung
13: Federelemente
14: Haltevorrichtung
15: Oberseite
16: Gehäuse
17: Dämpfungselemente
18: Platte
19: Plattenpaket
20: äußerer Rand
21: Paket (Scheibenringe)
22: Zugorgane
23: Gewindestangen
24: Halteringe
25: Halteringe
26: Schäkel
27: doppelte Muttern
28: äußerer Rand
29: Antriebsvorrichtung
30: Gegengewicht
31: Gewichte
32: Gewindestangen
33: Klemmstücke
34: Gewindebolzen
35: Schlitze
36: Lagerplatte
37: Stützprofile
38: Gewindebolzen

39: Gewindebolzen
40: Vertiefungen
41: Kontermutter
42: Kontermutter
43: Unterlegprofile
44: U-förmige Halter
45: Gelenkachsen
46: Halteköpfe
47: Platte
48: Platte
49: Platte
50: Rundstab
51: Rundstab
52: Rundstab
53: rohrförmige Achse
54: unteres Ende
55: Siebkorb
56: Öffnung
57: Öffnung
58: Haltemanschette
59: Öffnung
B: Breite
D: Dicke
H: Höhe
M: Mittelachse
P: Membranpaket
T: Träger

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/083148 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung (10) zum Erzeugen von Schwingungen, mit einer Basis (11), auf welcher eine Tragvorrichtung (12) mittels einer nachgiebigen Verbindung gehalten ist und relativ zur Basis (11) schwingen kann, wobei die Tragvorrichtung (12) mit einer Antriebsvorrichtung (29) verbunden und von dieser schwingend antreibbar ist, und mit einer Haltevorrichtung (14), welche über langgestreckte Federelemente (13) mit der Tragvorrichtung (12) gekoppelt ist und relativ zur Tragvorrichtung (12) schwingen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (14) oberhalb der Tragvorrichtung (12) angeordnet ist, und dass die Federelemente (13) in aufrechter Richtung zwischen Haltevorrichtung (14) und Tragvorrichtung (12) verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (12) durch die Antriebsvorrichtung (29) um eine Mittelachse (M) schwingend antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (14) um eine Mittelachse (M) schwingt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (14) von den Federelementen (13) getragen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (13) aufrecht stehen, mit einem Ende mit der Tragvorrichtung (12) und mit dem anderen Ende mit der Haltevorrichtung (14) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (13) Stäbe oder Platten sind, welche vorzugsweise nur in einer Richtung biegeelastisch nachgiebig sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (13) die Funktion einer zentralen Torsionsfeder nachbilden.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (13) zur Nachbildung der Funktion einer Torsionsfeder als aufrechte Biegeelemente entlang eines Kreises angeordnet, in Umfangsrichtung oder tangential zur Umfangsrichtung des Kreises biegeelastisch und relativ dazu in Radialrichtung biegesteifer sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Tragvorrichtung (12) und/oder Haltevorrichtung (14) als flache Gebilde, nämlich mit einer oder mehreren Platten (18, 19) oder Scheibenringen (21) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Tragvorrichtung (12) und Basis (11) elastische Lager (17) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (29) ein Unwuchtmotor ist, insbesondere mit einer aufrechten Drehachse.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (29) von einer Mittelachse (M) entfernt mit der Tragvorrichtung (12) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragvorrichtung (12), der Antriebsvorrichtung (29) gegenüberliegend, ein Gegengewicht (30) oder eine weitere Antriebsvorrichtung vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragvorrichtung (12) mindestens eine Halterung (32) zur Aufnahme von Gewichten (31) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Tragvorrichtung (12) und Haltevorrichtung (14) über Zugorgane (22) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (14) wenigstens eine Aufnahme zur Verbindung mit in Schwingung zu bringenden Gegenständen aufweist, insbesondere zur Verbindung mit einem Gehäuse (16) für ein Membranpaket.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (14) beidseitig eine Aufnahme zur Befestigung von in Schwingung zu bringenden Gegenständen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an der Haltevorrichtung (14) unterseitig eine abwärtsgerichtete Achse (53) gehalten ist, zur Verbindung mit in Schwingung zu bringenden Gegenständen, insbesondere zur Verbindung mit einer unteren Siebvorrichtung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (53) als Rohr ausgebildet ist, insbesondere zum Absaugen von Flüssigkeit aus einer unteren Siebvorrichtung.
Vorrichtung zum Filtern von Flüssigkeiten, insbesondere für eine Ultrafiltration, Nanofiltration und/oder Umkehrosmose, mit der Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und entweder mit einem mit der Haltevorrichtung (14) verbundenen Membranpaket P oder mit einer unteren Siebvorrichtung.