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Rührwerk zur Verhinderung einer Sedimentation von gröberen Feststoffen
der Trübe Zusatz zum Patent: 1 177614 Die Erfindung bezieht sich auf ein Rührwerk
zur Verhinderung einer Sedimentation von gröberen Feststoffen der Trübe, wobei ein
äußerer die mit einem Antrieb bewegbare Gruppe der Rührwerksglieder umfassender
Raum durch mindestens einen Spalt mit der Filtrationszone in Verbindung steht und
dieser Raum im wesentlichen von einer feststehenden, schalenförmig konzentrisch
zur Filtertrommel gebogenen mit radialem Abstand von dieser und der Tragwand angeordneten
Stauwand gegenüber einem inneren, die Filtrationszone begrenzenden Raum abgetrennt
ist, und ist eine Zusatzpatentanmeldung zum Patent 1177614.
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Gemäß dem Hauptanspruch des Hauptpatents ist bei dem hier beschriebenen
Drehfilter zwischen der Filteroberfläche und der Gehäuseinnenwand ein derart großer
Ringraum belassen, daß in diesem außer den bekannten Behandlungskammern noch verschiedene
weitere zusätzliche Behandlungskammern vorgesehen sind und daß an jede der Behandlungskammern
eine Druckleitung angeschlossen ist, so daß in den Behandlungskammern ein gleichmäßiger
Überdruck gehalten wird, während über jede Filtratableitung mittels Druckluftvorrichtungen
ein beliebiger Druck gegen den Betriebsdruck geführt werden kann.
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Derartige Behandlungskammern gemäß dem Hauptanspruch des Hauptpatents
sind eine Kammer mit einer Fräse zum Egalisieren des Filterkuchens hinter der Filtrationskammer,
eine Kammer mit Vorrichtungen zum Bearbeiten der Filterkuchenoberfläche hinter der
Waschkammer und anschließend an die Kuchenentfernung eine Kammer für die Reinigung
der Filterkörper, in der die Reinigung der Filterporen und der Oberfläche der Filterkörper
automatisch nach jedem Durchgang erfolgt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ausführung gemäß
dem Hauptanspruch des Hauptpatents, die insbesondere dem Zweck dient, leicht sedimentierende
Trüben zu verarbeiten.
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Das Rührwerk gemäß der Erfindung soll also hauptsächlich zur Filtration
von Produkten Verwendung finden, die ein hohes spezifisches Gewicht und grobkörnige
Festteilchen besitzen.
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Wenn bei derartigen Produkten eine betriebssichere Homogenerhaltung
der Trübe erreicht werden soll, so sind besondere Vorrichtungen vorzusehen, um die
Festteilchen in gleichmäßiger Schwebe zu erhalten. Dieses geschieht durch Anordnung
von mechanisch arbeitenden Wirbelorganen, die so geformt sein und derart wirken
müssen, daß sie keinen Transport der Trübe durchführen, sondern daß sie durch ihre
Bewegung dafür sorgen, daß die Festteilchen in gleichmäßiger Schwebe in der Trübe
bleiben.
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In der Filtrationskammer des Drehfilters, das Gegenstand des Hauptanspruchs
des Hauptpatents ist, ist eine kreisbogenförmige Stauwand konzentrisch zur Drehachse
angeordnet, die den Filtrationsraum in zwei Teile aufteilt.
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Gemäß der Erfindung ist die Stauwand mit Löchern oder Schlitzen derart
versehen, daß die im abgetrennten Raum erzeugten Wirbelwellen in Richtung der Drehbewegung
des Filterzylinders in der Filtrationszone nach den Abströmleitungen abklingen lassen,
ohne daß die starke Wirbelung im Raum die Bildung eines gleichmäßigen Rückstandes
störend beeinflußt.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung schließt die
Verlängerung aller Achsen jeder öffnung mit der Tangente der Filtertrommel den gleichen
spitzen Winkel ein.
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Es ist zwar ein Drehfilter bekanntgeworden, bei dem im Raum zwischen
Gehäuse und Filterzylinder Wirbelorgane vorhanden sind, die drehbar angeordnet sind.
Hierbei ist aber keine geschlitzte Stauwand angeordnet, die eine Richtung der Trübe
auf den Filterkuchen zu erreichen läßt. Um die Sedimentation der Trübe zu verhindern,
werden bei der erfindungsgemäßen Ausführung in der Trübe Wirbel erzeugt, die einander
entgegengesetzt sind und in allen Richtungen gegeneinander wirken.
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Bei der bekannten Vorrichtung sind die Wirbelorgane nicht gelocht
oder geschlitzt, so daß eine Aufteilung der Strömung in Einzelströmungen, die gegen-
einander
gerichtet sind, nicht eintritt. Außerdem ist eine Lenkung der Trübe auf den Kuchen
zu durch die gelochte Stauwand in der bekannten Einrichtung nicht vorhanden. Die
Strömung geht bei der bekannten Einrichtung nur durch eine Öffnung, und zwar entgegen
der Drehung. Dadurch besteht die Gefahr, daß durch die so gelenkte Strömung der
neu gebildete Kuchen wieder abgestreift wird.
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Durch die geschlitzte Stauwand gemäß der Erfindung wird erreicht,
daß die im Filterraum erzeugte Strömung der Trübeströmung entspricht und in Richtung
der Drehung des Filters gerichtet ist. Dadurch wird auch verhindert, daß der beim
Absetzen auf den Filterzellen noch recht empfindliche neu gebildete Kuchen sich
nicht wieder auflöst.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Rührwerk
aus zwei zueinander spiegelbildlich angeordneten, schalenförmig gebogenen, mit in
der Mittelebene parallel zur Filterachse liegender Antriebswelle versehenen blattförmigen,
über die Breite der Filtertrommel reichenden Gliedern, deren Achse zum Antrieb um
einen kleinen Winkel drehbar ist. Dadurch wird erreicht, daß nicht eine langsame
Gesamtbewegung der Trübe entsteht, sondern daß beim Wippen dieser Glieder die Teilströme
durch die Lochungen durchtreten und gegeneinanderstoßende Wirbel erzeugen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Fräseboberhalb
des Trübespiegels angeordnet. Dieses ist bei leicht sedimentierenden Trüben besonders
vorteilhaft, da bei einem kolloidartigen Rückstandskuchen die Oberfläche des Kuchens
oft für die Fräsung in der Trübe noch zu weich ist.
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Im Hinblick auf die besondere Aufgabe der Erfin dung, die Filtration
leicht sedimentierender Trüben durchzuführen, ist nach einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung jedes der beiden Enden der Waschzone von jeweils einem sich drehenden,
mit glatter elastischer Oberfläche versehenen Zylinder und jeweils einem radial
gefederten verschiebbaren Element abgedichtet.
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Auch wird gemäß einer besonderen Ausführungs: form der Erfindung
der Waschraum so ausgebildet, daß er sich nach beiden Seiten konisch verjüngt. Da
durch soll bei den leicht sedimentierenden Trüben vermieden werden, daß sich die
Rückstände auf der Filterfläche- verflüchtigen, was sehr leicht geschehen kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch das Rührwerk gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Ausführungsform des Wirbelorgans gemäß der Erfindung im Filtrationsraum,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform dieses Wirbelorgans.
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In den Figuren ist das zylindrische Drelrfllter Z von einem Gehäuse30
umgeben. Das Drehfilter ist in radialer Richtung in Filterzellen 1 bis 18 eingeteilt.
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Jeweils eine Gruppe von Filterzellen ist zu einzelnen Betriebskammern
zusammengefaßt.
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Der Filtrationsraum F erstreckt sich über die Filterzellen 1 bis
7. An der Zelle 7 wird durch Überlaufröhren 20 ein Überschuß der Trübeströmung abgeführt.
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Das Filtermaterial befindet sich, wie beim Filter nach Patent 1 177
614 innerhalb der Filterzellen, so daß ein Rückstandskuchen sich'auf den Filterkörpern
als
geschlossener Ring aufbaut. Jeder Filterkörper ist mit einem Kanal 24 versehen,
durch den das sich abscheidende Filtrat in die Kanäle 25 fließt, von wo es durch
Kanäle 26 über den Schaltkopf abgeführt wird.
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Im Filtrationsraum F ist gemäß der Erfindung eine Stauwand 60 angebracht,
die mit Schlitzen oder Öffnungen 55 versehen ist, die schräg zur Filterfläche hin
gerichtet sind. Durch diese Stauwand entstehen die Räume 56 und 56 a. Im Raum 56
sind Wirbelorgane 57 angebracht, die aus einem doppelseitigen Glied bestehen, das
mit Durchbrüchen 55 versehen ist. Das doppelseitige Glied ist auf einer Welle 59
gelagert, die parallel zur Drehachse des Filterzylinders angeordnet ist und auf
der das Glied wippende Bewegungen ausführen kann. Die Durchbrechungen 55 a der Glieder
können kreisförmig sein oder die Form von Schlitzen haben.
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In F i g. 2 ist ein Wirbelorgan 57 gezeigt, das mit Rechen versehen
und auf einer Welle 58 gelagert ist.
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Die Achse 58 ist an den Stirnwänden mit Federrohr gegen die Trübe
verschlossen.
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In F i g. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Wirbelorgans aufgezeigt.
Dieses besteht aus in der Trübe schwingenden Pendelleisten 62, die durch Federkolben
61 betätigt werden, wobei diese Kolben durch Gas oder öldruck angetrieben sind.
Die Federn des Federkolbens 61 werden durch teleskopartig wirkende Röhren geführt.
Die Doppelkolben 57 sind auf einer Pendelachse 62 angeordnet, und zwar parallel
zueinander im Raum 56.
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Im Filtrationsraum F befinden sich außerdem Rückstandsmesser M, durch
die die Steuerung auf Grund des Anwachsens der Rückstandsstärke reguliert wird.
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Am Ende des Filtrationsraumes F ist im durch das Organ 31 a entstandenen
Raum 63 der Fräser 29 angeordnet. Um für die leicht sedimentierenden Trüben wirksam
iu sein, soll der Fräser im Raum 63 möglichst dicht an der Trübeoberfläche angeordnet
sein, da bei-kolloidartigem Rückstandskuchen 23 die Oberfläche des Kuchens oft für
die Fräsung in der Trübe noch zu weich ist. Der Fräser ist hier so angeprdnet, daß
die Wegnahme des Rückstandskuchens horizontal erfolgt. Vorteilhaft ist der Fräser
in diesem Fall als Bandschnecke ausgebildet.
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Die beschriebenen Wirbelorgane führen keinen Transport der Trübe
durch, sondern sie erzeugen uberall nach jeder Richtung gegeneinanderstoßende, nach
aufwärts gerichtete Wirbel, so daß alle Festteilchen in gleichmäßiger Schwebe gehalten
werden. Im Raum 63 beginnt nach der Fräsung sofort eine Entfeuchtung des Kuchens
so weit, bis bei den hier in Frage kommenden Produkten die Rückstandsoberfläche
derart erhärtet ist, daß das Organ 31 a eine vollständige Dichtung bildet. Das zylinderförmige
Rohr des Organs 31 a hat eine glatte, gegebenenfalls elastische Oberfläche.
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Im Waschraum W ist ein weiteres Organ 31 b angeordnet, durch das
eine Rissebildung beim Auswaschen im Rückstandskuchen verhindert werden soll. Es
besteht bei- den leicht sedimentierenden Trüben die Gefahr, daß Festteilchen bei
der Auswaschung ausgelöst werden und dadurch Risse entstehen. Durch das Organ 31
b im Waschraum W wird die Oberfläche des Rückstandskuchens gehärtet.
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Weitere Organe 31 a und 31 b sind im Entfeuchtungsraum E angeordnet.
Sie dienen auch hier dazu, den Rückstandskuchen intakt zu halten und außerdem
eine
Abdichtung nach den Nachbarräumen zu erreichen.
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Da die Rückstände leicht sedimentierender Trüben sich auf der Filterfläche
wieder leicht verflüchtigen, ist der Waschraum W nach beiden Seiten hin konisch
verjüngt ausgebildet. An der sich am stärksten verjüngenden Stelle 65 wird der Strömungskoeffizient
gleich Null. Es wird also durch die Form des Waschraumes ein Abfließen der Waschflüssigkeit
verhindert.
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Um zu vermeiden, daß bei den hier in Frage stehenden stark sedimentierenden
Trüben der Rückstandskuchen 23 bei der Auswaschung schwindet und dadurch Risse entstehen,
ist im Waschraum ein weiteres Organ 31 b angeordnet.
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Weitere derartige Organe 31 a und 31 b enthält der Entfeuchtungsraum
E, wobei das letzte Organ als Rückstands-Abwurfbegrenzung dient.
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Zur Unterstützung des Waschvorganges ist im Waschraum W wie im Hauptpatent
ein Ultraschallgerät U angeordnet. Ebenso ist im Entfeuchtungsraum ein solches Ultraschallgerät
angebracht.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist für die hier
in Frage stehenden leicht sedimentierbaren Trüben zusätzlich zu den im Hauptpatent
aufgeführten Organen im ReinigungsraumR ein axial angeordnetes Rohr 66 mit Strahldüsen
angeordnet, die auf die Filteroberfläche gerichtet sind.
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Die Düsen können von der im Kreislauf wirkenden Reinigungsflüssigkeit
gespeist werden und stehen unter der allgemeinen Druckatmosphäre H.
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Der ReinigungsraumR wird wie im Hauptpatent durch die federnden oder
versdhiebbaren Organe T und G gebildet. Diese Organe können von außen konstant pneumatisch
betätigt werden. Zu diesem Zweck ist ein Hohlraum 67 in den beiden Organen angebracht.
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Da es sich bei der vorliegenden Erfindung um Trüben besonderer Art
handelt, ist es zweckmäßig, die Filterkörper so einzubauen, daß jeder Körper für
sich einzeln auf einfache Weise ausgebaut und ausgewechselt werden kann. Zu diesem
Zweck sind auf der Oberfläche des Zylinders Z in radialer Richtung Längsrippen38
lose angeordnet, die an den Stirnwänden des Zylinders eingeschoben und festgehalten
sind. Die Rippen38 sind am Kopfende rund oder schwalbenschwanzförmig ausgebildet
und reichen nicht bis in die Oberfläche des Filterkörpers K, so daß auf der filtrierenden
Oberfläche keine porenlosen Schienen vorhanden sind. Die Kanäle 24 zur Ableitung
der Filtratflüssigkeit und die aneinanderstoßenden Filterkörper werden mit einer
bekannten Dichtung abgedichtet, die aus Stahl- oder Metallgewebe bestehen und mit
Weichgummi oder flexiblem Kunststoff überzogen werden kann.
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Die Kanäle 24 werden vorteilhaft wie bei der Herstellung und Einbettung
von Kernen bei Stahlguß mit eingepreßt. Die Kerne werden beim Aufbereiten der Filter-Rohmasse
in die Matrize mit einer Schablone eingelegt und dann der Filterkörper hydraulisch
gepreßt.
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Die Auswechselung der Filterkörper geschieht durch Herausschieben
dieser Körper an der dem Schaltkopf entgegengesetzten Seite, dadurch, daß je eine
Stirnscheibe in der Größe einer Filterkörperbreite nacheinander gelöst wird.
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Bei der beschriebenen verschiebbaren Einsetzung der Filterkörper
K hat dieser Körper unterhalb der porenlosen Schicht eine dünne, flexible Schicht
aus
indifferentem Material, das mit einem eventuell auftretenden Betriebsandruck
elastisch aufgefangen werden kann.
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Der Ringraum zwischen dem Zylinder Z und dem Gehäuse 30 steht bei
der vorliegenden Erfindung genau wie bei dem Hauptpatent unter einer allgemeinen
Druckatmosphäre H.
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Die innere Seite des Zylinders Z kann bei Bedarf die gleiche Betriebsanordnung
erhalten wie die äußere. Das Filter arbeitet dann als Innen- und Außen-Druckfilter.
Auch kann die Innen-Zylinderfläche als Trübe-Vordicker und die Außen-Zylinderfläche
als Fertig-Druckfilter dienen. Ebenso können beide Seiten als Trübe-Eindicker arbeiten.
Schließlich besteht noch die Möglichkeit, daß das Druckfilter innen und außen als
Großflächenfilter ohne Rückstandbehandlung wirkt, und zwar kommt dieses für solche
Produkte in Frage, die wenig Festteilchen enthalten, wie z. B. Trinkwasser, Dampfkesselspeisewasser,
Industrie-Gebrauchs- und Abwässer.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es besonders
günstig, daß hinter den porenlosen Flächen der Filterkörper K alle Filtrat- und
sonstigen Betriebsmittelkanäle einen möglichst kleinen Querschnitt haben, ohne daß
sich irgendwelche toten Ecken bilden. Dadurch wird erreicht, daß stets eine Überdruckströmung
in der Phase der größten Strömung jeder Arbeitszone (Filtration, Auswaschung, Entfeuchtung)
vorherrscht, so daß sich im Laufe des Betriebes keine Schwebeteilchen in den Kanälen
24 und 26 absetzen können. Es wird dadurch auch verhindert, daß bei der Auswaschung
des Rückstandes konzentriertes Waschfiltrat im Kanal zusätzlich verweilen kann.
Schließlich wird dadurch ein zu schneller Anfangsaufbau des Rückstandes in den ersten
Zellen verhindert.
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An sich ist eine Minderung eines zu schnellen Rückstandaufbaues durch
Drosselung des Filtratabflusses in der Filtertechnik bekannt. Jedoch wird bei der
Erfindung diese Erkenntnis für alle Filterzellen benutzt als ein zusätzlicher einfacher
oder gemeinschaftlicher Impuls für die Steuerung und auch zur Regulierung der insbesondere
im Kern des Zylinders Z und Steuerkopf D angeordneten Kontrollsignal- und Steuerungsorgane.