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Vorrichtung zum Geradführen eines endlosen Filterbandes an Trommeldrehfiltern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Geradführen eines endlosen Filterbandes
an Trommeldrehfiltern, bei welchen ein endloses Filterband um einen Teil der zylindrischen
Oberfläche der Trommel und über mehrere von der Trommel entfernte Walzen läuft,
wobei Mittel vorgesehen sind, um das Filterband auf der Trommeloberfläche zentriert
zu halten.
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Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung durch Mittel gekennzeichnet, welche
zum Ausrichten des Filterbandes dienen, eine erste Walze, welche mit ihrer Längsachse
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Filterbandes angebracht und derart angeordnet
ist, daß sie das Filterband beim Verlassen der Trommeloberfläche aufnimmt, eine
zweite Walze, welche mit ihrer Längsachse senkrecht zur Bewegungsrichtung des Filterbandes
angebracht und derart angeordnet ist, daß sie das Filterband auf die Trommeloberfläche
leitet, und eine weitereWalze besitzen, welche zwischen der ersten und zweiten Walze
mit zur Bewegungsrichtung des Filterbandes längsverlaufender Achse angeordnet ist,
wobei die Oberfläche der ersten und zweiten Walze auf zeitliche Verschiebung des
Filterbandes ansprechend beweglich ist, um dieses inseine ursprüngliche Stellung
zurückzuführen.
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Erfindungsgemäß ist die Oberfläche der Zentrierwalze sowohl quer
als auch längs zur Walzendrehachse nachgiebig. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
besitzt die Zentrierwalze einen Mantel, welcher auf eine seitliche Bewegung des
Filters ansprechend nachgiebig ist, um es in seine Anfangslage zurücltzufuhren.
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Auf Grund der Kombination der genannten konstruktiven Merkmale gleichen
die Richtwalzen gemäß der Erfindung in ihrer Anwendung bei Drehtrommel filtern das
Kriechen eines endlosen Riemens gegen die Kanten hin aus. Gleichzeitig findet auch
ein Ausgleich der laufenden und schnellen Wechsel im Gewicht und in der Art des
von dem endlosen Riemen getragenen Filterkuchens- und dessen Gewicht statt, wobei
der endlose Riemen um die Richtwalzen läuft. Diese veränderliche, vom Filterband
getragene Last ändert sich bei Drehtrommelfiltern nicht nur in der Bewegungsrichtung
des Filtermediums, sondern auch quer dazu. So können z. B. dicke oder dünne Filterkuchenflächen
zufällig längs und quer zum Filterband auftreten, und zwar als Ergebnis örtlicher
und vorübergehender Änderungen in der Durchlässigkeit des Filterbandes.
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Auch in dieser Hinsicht erfolgt ein Ausgleich und unterscheidet sich
die Vorrichtung in vorteilhafter Weise gegenüber dem bekannten Stand der Technik.
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Bei den bisher bekannten Vorrichtungen hat man noch niemals die Anordnung
der Walzen in der Weise kombiniert, wie dies bei derjenigen nach der Erfindung der
Fall ist. Bei einer bekannten Vorrichtung hat man Tastorgane vorgesehen, um das
Filtermedium auf der Trommel zu zentrieren. Dabei mußten die Lage des Filtertuchbandes
abgetastet und Mittel vorgesehen werden, welche auf die Tastorgane ansprechen, um
die Zentrierwalze wieder in die richtige Lage zu bringen.
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Hierbei war es erforderlich, die Lagerung der Zentrierwalze zu schwenken.
Gegenüber dieser bekannten Vorrichtung ist diejenige nach der Erfindung bedeutend
einfacher in der Bauart und daher wesentlich betriebssicherer bei gleichzeitiger
Ersparnis an Raum und Wartung. Insbesondere wird der Nachteil der schwenkbaren Lagerung
der Richtwalze~ vermieden, durch welche das Filtermedium ungleichmäßig gestreckt
und abgenutzt wird, so daß Ausbeulungen entstehen, durch welche die Arbeitsweise
des Filters beeinträchtigt wird.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen wie
folgt näher beschrieben, in denen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht mit Teilschnitt
eines rotierenden Trommelfilters mit endlosem Filtertuch zeigt,
Fig.
2 eine Queransicht mit Teilschnitt einer Ausrichtwalze gemäß der Erfindung in größerem
Maßstab zeigt, Fig. 3 einen Schnitt in größerem Maßstab nach der Linie 3-3 von Fig.
2 zeigt und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie e4 von Fig. 3 zeigt.
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In Fig. 1 ist 10 eine rotierende Trommel mit einer Filterfläche 12,
die durch sich längserstreckendeUnterteilungsstreifen 14 in mehrere Segmente unterteilt
ist.
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Die Trommel ist an ihren Enden drehbar in einem Trog 16 zur Aufnahme
des zu filternden Schlammes 18 gelagert.
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An einem der Enden der Trommel ist ein übliches Filterventil 20 vorgesehen,
an dem über die Leitung 24 ein Vakuum und, falls erwünscht, über die Leitung 22
Druck liegt. Mehrere Leitungen 26 verbinden die Saugleitung 24 und/oder die Druckleitung
22 mit den in den Unterteilungsstreifen 14 vorgesehenen Abzugskanälen. Außen um
die Filterfläche läuft ein endloses Filtertuch 28. Dieses kann aus Textilmaterial
oder Metallgewebe oder einem anderen flüssigkeitsdurchlässigen geeigneten Tuch bestehen,
und es erstreckt sich über die gesamte Breite der Trommel.
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Der Filteraufbau enthält auch eine Abnahmewalze 30, um welche das
endlose Filtertuch 28 läuft. Der Aufbau kann auch eine Waschwalze 32 und eine Spannwalze
34 enthalten. Jede der Walzen 30, 32 und 34 ist mit ihrer Achse parallel zur Drehachse
der Filtertrommel 10 in Lagern drehbar angebracht.
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Die Spannwalze 34 wird an ihren Enden von den Armen 36 getragen,
welche in 37 schwenkbar an einem Teil des Maschinenrahmens 38 angebracht sind.
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Letzterer ist mit Mitteln versehen, welche eine Schwenkung der Arme
36 zur Einstellung der Spannung des Filtertuches 28 gestatten. Bei der in den Zeichnungen
gezeigten Ausführungsform des Gerätes sind im Rahmen 38 gekrümmte Schlitze 42 vorgesehen,
welche Führungen für die Bolzen 40 bilden, die zwischen den Drehpunkten 37 und der
Walze 34 an den Armen 36 sitzen. Durch Anziehen der Schraubbolzen 40 können die
Arme 36 in jeder Stellung in den Schlitzen 42 festgeschraubt werden.
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Bei Vorrichtungen, welche eine Waschwalze zusätzlich zur Abnahmewalze
30 enthalten, sind Waschvorrichtungen 44 mit den Spritzdüsen 46 vorgesehen, so daß
Flüssigkeit mit starkem Druck auf die Unterseite des Filtertuches 28 gespritzt werden
kann.
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Es ist auch vorgesehen, daß, falls erwünscht, ein Abstreifmesser
48 angebracht wird, um die Abnahmeleistung des Filtergerätes zu erhöhen, wo zähe
Filterkuchen anfallen.
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Beim Betrieb eines derartigen Filters wird der zu filternde Schlamm
in den Trog 16 geleitet und die Trommel 10 in Richtung der Pfeile gedreht, wodurch
das Filtertuch 28 und die Trommelfläche 12 in den zu filternden Schlamm gelangen.
Die im Trog 16 befindlichen Filtersegmente werden unter Vakuum gesetzt, und es bildet
sich auf der Außenfläche des Filtertuches 28 ein Filterkuchen, der beim Verlassen
des Troges 16 während die Trommel sich weiterdreht, weiterentwässert wird.
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Im Punkt A verläßt das Filtertuch 28, welches den Filterkuchen auf
seiner äußeren Oberfläche trägt, die Trommel, um um die Abnahmewalze 30 zu laufen,
wo sich der Filterkuchen vom Filtertuch trennt und in den Trichter 50 zur Weiterbehandlung
oder Beseitigung gelangt. Dann wird das Filtertuch mittels der Düsen 46 abgespritzt
und gewaschen und läuft um die Waschwalze 32. Die Waschflüssigkeit und die even-
tuell
vorhandenen Reste des Filterkuchens gelangen wiederum in den Trichter 50 oder, falls
erwünscht, in einen gesonderten Tank oder Behälter.
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Nach Verlassen der Waschwalze 32 läuft das Filtertuch 28 über die
Spannwalze 34 und von dort wieder auf die Trommel 10, um den Filtrationszyklus zu
beenden.
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Damit der oben beschriebene Filtrationszyklus ordnungsgemäß abläuft,
muß das Filtertuch 28 in der Mitte der Trommel, der Abnahmewalze, der Waschwalze
und der Spannwalze laufen. Sollte z. B. das Filtertuch mehr auf einer Seite der
Filtertrommel laufen, so entstehen zwischen der Luft oder dem Schlamm im Tank 16
und der Filterfläche 12 offene Stellen, welche die Wirksamkeit des Filters beeinträchtigen.
Wird die mangelnde Ausrichtung des Filtertuches zu groß, so knittert und reißt es.
Ein solcher ungleichmäßiger Lauf des Filtertuches 28 tritt besonders in Anlagen
auf, bei welchen der Durchmesser der Trommel z.B.größer als 30cm ist. Es wurde auch
festgestellt, daß die mangelnde Ausrichtung mit Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Trommel zunimmt. Die Anbringung von Flanschen an der Trommel 10 und den Walzen
30, 32 und 34 ist zur Aufrechterhaltung der Zentrierung des Filtertuches 28 auf
den Trommeln und Walzen nicht wirksam, da sie ein Werfen und Strecken des Filtertuches
veranlassen und es oft auch über die Flansche läuft und dabei auf der anderen Seite
der Filtertrommel Stellen frei läßt.
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Zufriedenstellende Ergebnisse sind durch Vorsehen von Mitteln erzielt
worden, welche auf eine seitliche Bewegung des Filtertuches ansprechen, um es selbsttätig
auf der Filtertrommel und der oder den Abnahme-, Wasch- und Spannwalzen zentriert
zu halten.
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Eine Form der Mittel, welche auf eine seitliche Bewegung des Filtertuches
ansprechen, um es auf der Trommel und den Walzen zentriert zu halten, ist in Fig.
2 bis 4 der Zeichnungen dargestellt.
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In Fig. 2 bis 4 ist eine selbstausrichtende Walze dargestellt, die
als Abnahmewalze 30 und/oder als Waschwalze und Spannwalze 32 und 34 verwendet wird.
Die Walze besteht in der Hauptsache aus einer Achse 52, die in den Wälzlagern 54
gelagert ist, die ihrerseits von geeigneten Trägern 56 getragen werden.
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Zwischen den Trägern 56 sind Nabenteile58 vorgesehen, die an der
Welle 52 mit ihr drehbar befestigt sind. Jeder der Nabenteile ist mit einer oder
mehreren Keilnuten 60 zur gleitenden Aufnahme der Keile62 versehen, die an den Außenflächen
der Lagerböcke 64 befestigt sind.
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Die Lagerböcke 64 sind mit gekrümmten unteren Flächen 66 versehen,
um eine begrenzteKippbewegung zwischen den Lagerböcken und der Welle 52 zu erlauben,
während eine Drehbewegung zwischen ihnen und der Welle 52 durch die Keile62 und
die Keilnuten 60 in dem Nabenteil und an den Lagerböcken verhindert wird. Jeder
der Lagerböcke 64 ist auf seinem Umfang mit einem Kranz 68 versehen, und sämtliche
Kränze zusammen sind ebenso breit wie das Filtertuch 28. In der Mitte der Walze
werden die Kränze 68 durch eine Begrenzungsspinne 70 getragen, deren Bohrung 72
größer ist als der Außendurchmesser der Welle 52, so daß die Kranzteile68 nachgiebig
angebracht sind, und zwar sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung in bezug auf
die Drehachse der tragenden Welle 52 beweglich.
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Beim Betrieb der selbstausrichtenden Walze 30 konvergieren die mit
dem Filtertuch in Berührung stehenden Teile der Kränze 68 beim Lauf des Filtertuches
darüber in Richtung auf das Zentrum der Querachse
der Welle, während
die auf der anderen Seite der Achse der Welle liegenden Teile der Kränze divergieren.
Danach tritt zwischen den Punkten x und y von Fig. 1 eine zentrierende Kraft auf,
welche das Filtertuch 28 auf der Walze zentriert. Diese zentrierende Kraft beruht
auf der Ablenkung und der nachgebend fortlaufend kippenden und nach innen gerichteten
Bewegung der rotierenden Kränze 68.
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In manchen Filterkonstruktionen braucht nur eine Walze wie die oben
beschriebene selbstzentrierend zu sein, während die anderen Walzen 32 und 34 wie
üblich gebaut sind.
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Bei Systemen jedoch, in welchen z. B. sowohl die Abnahmewalze 30
als auch die Spannwalze 34 selbsttätig zentrierende Walzen sind, muß der Gesamtdruck
des Filtertuches 28 auf jeder der selbstzentrierenden Walzen im wesentlichen der
gleiche sein. Falls der Druck auf einer der zentrierenden Walzen von dem auf der
anderen zentrierenden Walze abweicht, bewegt sich die Mittellinie des Filtertuches
von derjenigen der Walze in Richtung des geringsten Druckes, bis der Gesamtdruck
auf den Zentrierwalzen im Gleichgewicht ist. Dann läuft das Filtertuch weiter in
genau dieser Stellung über die Walzen. Werden jedoch zwei Zentrierwalzen verwendet
und das Filtertuch 28 läuft außerhalb der Mittellinie, so kann es durch Kippen einer
der Walzen um einen geringen Betrag in einer Richtung parallel zur Laufrichtung
des Filters auf die Mittellinie gebracht werden.
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Um eine gute Druck- oder Vakuumdichtung an den Seitenkanten des Filtertuches
auf der rotierenden Trommel zu gewährleisten, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt,
die Kanten des Filtertuches 28 mit Dichtungsstreifen 74 zu versehen.
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Bei Apparaten, welche Dichtungsstreifen 74 auf den Längskanten des
Filtertuches besitzen, sind die Kanten der Trommel und der Walzen 30, 32 und 34
vorzugsweise abgeschrägt, wie bei 76 in Fig. 4 dargestellt wurde.