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Drehfilter und Filtrierverfahren Prioritõt: 4. Juni 1962 U. S. A..
Nr. 199 717 Vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Abtrennung von Feststoffteilchen
aus diese mitf³hrenden Fl³ssigkeiten sowie mit Vorrichtungen hierfür.
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Die der vorliegenden Anmeldung zugrunde liegende USA-Patentanmeldung
ist eine Continuation-in-part-anmeldung der am 9. 3. 1962 eingereichten Anmeldung
A 39 672 VIIb/12d.
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In vielen technischen Gebieten ist es Ublich, fluide Stoffe oder
Fl³ssigkeiten durch Siebe oder Filter zu leiten, um mitegef³hrte oder suspendierte
Feststoffe daraus zu entfernen oder um kdrnige, pulverige oder anderweitige mehr
oder weniger fein verteilte teilchenf~rmige Stoffe zu klassieren. Dabei werden diejenigen
Feststoffe, die gober sind als die Maschen des Siebes, vom Sieb zur³ckgehalten,
während die Flüssigkeiten mit etwa darin suspendierten feineren Peatatoffen durch
die Maschen hindurchtreten.
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Wird ein derartiges Sieb oder Filter ³ber einen lõngeren Zeitraum
betrieben, so werden durch die auf der Siebfläche
festgehaltenen
größeren Brocken die Siebmaschen zum Teil blockiert, so dass nurmehr feinere Teilchen
durchtreten k~nnen, wõhrend sich auf der Siebfläche immer feinere Teilchen ansammeln
und auf diese Weise eine RucIcstandschicht aufgebaut wird, die mehr und mehr undurchlässig
wird. In einem späteren Stadium füllen die feineren Feststoffe und gelatinösen Materialien
die Zwischenrõume zwischen den großeren Brocken aus und bedecken den gesamten Filterkuchen
insoweit, dass er nahezu völlig undurchlässig für die Flüssigkeit wird, womit der
Filtriervorgang praktisch aufhort.
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Zu diesem Zeitpunkt oder noch vorher bricht man ³blicherweise die
Filtration ab und kehrt die Str~mungsrichtung um oder kratzt den Filterkuchen weg
oder stellt auf andere Weise den früheren Zustand des Filters einigermaßen wieder
her.
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Im besten Falle ergibt sich ein ungleichf~rmiger Durchfluss und der
Filtrationsgrad schwankt mib der Dicke des aufgebauten Filterkuchens, sodass der
Wirkungsgrad des Filters beeinträchtigt wird.
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Es sind in Dauerbetrieb arbeitende Drehfilter bekannt, bei denen
ein auf einer trommelf~rmigen Anordnung montiertes Sieb in Flüssigkeit eingetaucht
ist und das Filtrat aus dem Inneren der Anordnung abgezogen wird derart, dass ein
Druckgefälle erzeugt wird, durch das zusätzliehe Fl³ssigkeit durch das Sieb gesaugt
wird, während die von der Flüssigkeit mitgef³hrten Feststoffe auf der Siebflõche
festgehalten werden, wodurch allmählich eine Rückatandschicht oder ein"Filterkuchen*
aufgebaut wird und zugleich die Sietmaschen verstopft werden,
sodass
die Filtrationsgeschwindigkeit oder der Filterdurchsatz in dem Maße, wie die Dicke
der Niederschlagsschicht zunimmt, sich fortschreitend verringert. Ebenso erweitert
sich der Bereich der herausgefilterten Teilchengroßen in dem Ma#e nach unten, wie
sich die Feststoffachicht auf dem Sieb aufbaut.
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Bei derartigen Filtern hat man einen mehr oder weniger kontinuierlichen
Betrieb dadurch erreicht, dass man fUr eine Entfernung der Niederachlagsschicht
an einer bestimmten Stelle der Umdrehungsbahn der Siebfläche sorgte. Dies kann durch
tbertragung auf ein Förderband oder eine beruhrende Walze oder mit Hilfe eines die
Niederschlagsschicht wegkratzenden Schabers, mit oder ohne BUrste und/oder Abwaschen
des Siebes mit Sprühfl³ssigkeit oder einem Flüssigkeitsatrom vor Beginn der nõchsten
Umdrehung geschehen. Dabei-arbeitet das Sieb, gleichg³ltig ob es sich um ein Drahtsieb,
ein Filtertuch oder einen Filz usw. handelt, in der Weise, dass die Teilchen mechanisch
auf der Filteranordnung festgehalten werden und die FlUssigkeit durch die Maschen,
die zu klein sind, um die Feststoffteilchen passieren zu lassen, hindurchtritt.
Die Drehgeschwindigkeit tat sehr niedrig.
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Es ist ferner Ublich, zur Abtrennung von Feststoffen aus Fliissigkeiten
das Gemisch in ein sich sehr rasch drehendes Gefäß einzubringen, wobei die schwereren
Feststoffteilchen gegen die Außenwand oder in den peripheren Bereich geschleudert
und dort gesammelt werden, wahrend die geklWrte FlUssigkeit aus der Mitte abgezogen
wird. Diese Technik der Zentrifugierung und Zentrifugalabscheidung ist zwar hochentwickelt,
weicht jedoch vom Grundgedanken vorliegender Erfindung ab. Während es
beim
Zentrifugieren auf die sehr rasche Umdrehung oder Umwälzung eines Flüssigkeitskdrpers
ankommt, um die schwereren Teile eines FldssigReitsgemisches von den leichteren
durch zentrifugale Vervielfachung der einwirkenden Schwerkraft zu trennen, wird
erfindungsgemäß eine Umwälzung der gesamten Masse des FlUssigkeitsgemisches soweit
als mbglich vermieden und statt dessen das Sieb sehr rasch in der Fl³ssigkeit gedreht
oder anderweitig durch die Flüssigkeit bewegt, um eine Trennung durch Stoßausübung
auf die Feststoffteilchen zu bewirken.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum Abscheiden suspendierter Stoffe aus FlUssigkeiten oder fluiden
Stoffen zu schaffen, die im Dauerbetrieb mit einheitlicherem hohen Wirkungsgrad
und mit unabhangig vom Aufbau eines Rückstandes auf dem Filter kontrolliertem Durchsatz
arbeiten. Dies mag auf den ersten Blick widersinnig erscheinen, indem es bisher
als unvermeidlich angesehen wurde, daß bei der Entfernung von Feststoffen aus einem
durch ein Filter fließenden Flüssigkeitsstrom die abgeschiedenen Stoffe auf dem
Sieb angesammelt zurückbleiben.
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Erfindungsgemäß wurde jedoch gefunden, dass ein derartiger Aufbau
an Feststoffen vermieden werden kann. Indem man einen in die zu filternde Flüssigkeit
eingetauchten rotierenden Hohlabscheider mit einer durchläsigen SiebauBenwandung,
beispielaweise aus gewebtem oder dichtgewickelten, gewirkten, gekettelten etc. Draht
oder organischem Paser-oder Einfachfadenmaterial oder d³nnem Band usw. verwendet,
kann man erreichen, dass die suspendierten Feststoffe beim Annähern an # das Sieb
dynamisch zurückgestoBen werden, und zwar aufgrund
eines dynamischen
iorganges, der sich durch die bekannten Theorien der Zentrifugalscheidung nicht
erklären läßt.
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Dabei werden die Feststoffe nicht nur vom rotierenden Sieb zurückgestoßen,
wShrend die Fl³ssigkeiten durch das Sieb passieren und axial weggefuhrt werden,
sondern es hat den Anschein, dass die Feststoffe das Sieb garnicht erst erreichen.
Dieser auf den ersten Blick unglaubw³rdig erscheinende Schluss drõngt sich aus den
folgenden beiden Gründen unausweichlich auf : 1.) das Sieb wird nicht verstopft
oder bedeckt von einem "Kuchen"oder einer Schicht aus den herausgefilterten Feststoffen
; diese verbleiben vielmehr in Suspension und größtenteils in einem gewissen Abstand
vom Sieb. 2.) Selbst nach monatelangem Dauerbetrieb beim Abscheiden von in Fl³ssigkeit
suspendierten Schleifmitteln nach der Verwendung beim Sandstrahlen, Abgraten usw.
ist nahezu Uberhaupt keine Abriebwirkung auf dem Sieb su beobachten. Es hat den
Anschein, dass die besondere, sich aus der Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung
gemaß vorliegender Erfindung ergebende Wirkung dazu f³hrt, dass ein gewisses Ma$
an Örtlicher R³ckzirkulation oder R³ckstr~mung der gefilterten Fl³ssigkeit durch
das Sieb stattfindet und vermutlich werden dadurch hydraulische Kräfte auf die suspendierten
Fettstoffe nach rückwärts vom Sieb mit einer Geschwindigkeit weggestoßen werden,
die ausreicht, um durch Zusammenstoß mit anderen ankommenden Teilchen diese ebenfalls
zurückzustoßen.
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Erfindungsgemõ# wird ein Sieb verwendet, das auf einer l oder einer
anderweitigen Einrichtung, die
das Sieb gegen das in der Filtrierflüssigkeit
herrachende Druckgefõlle festhõlt, montiert is-t und das sehr rasch durch den vom
einlaß zum ausla# fließenden Flüssigkeitastrom hindurch bewegt wird.
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Obwohl die Abscheidung durch Rotation der Filtereinheit bewirkt wird,
kann man den Vorgang nicht als gewohnliche Zentrifugalabsoheidung erklären. Bei
Zentrifugen sind Drehgeschwindigkeiten in der Größenordnung von mehreren tausend
Umdrehungen pro Minute für die Abscheidung von Teilchen in der Größenordnung von
einigen Tausenstel Zentimeter Durchmesser erforderlich, während erfindungsgemäß
derartige und sogar noch viel kleinere Teilchen mit Drehgeschwindigkeiten von einigen
hundert Umdrehungen pro Minute abgeschieden werden. Bei den in der Zentrifugalabscheidung
³blichen Drehgeschwindigkeiten ist der im rotierenden Sieb erzeugte Rückdruck oder
Gegendruck zu groß, um eine f³r industrielle Zwecke geeignete Arbeitsweise zu gewährleisten.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Umdrehung des Flüssigkeitskörpers vorteilhafterweise
sowohl vor als auch nach dem Durch-tritt. durch das Sieb minimal klein gemacht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt hein Filter im eigentlichen
Sinne des Wortes dar, und bei dem erfindungsgemõ#en Trenn-oder Abscheidverfahren
handelt es sich insofern nicht um eine echte Filtration, als dabei keine Teilchen
auf den Oberflõchen eines Filtermediums unter Durchtritt der Fl³ssigkeit fest- und
zur³ckgehalten werden; das Verfahren beruht vielmehr auf einem dynamischen Vorgang.
Es wird angenommen,
dass der fUr das erfindungsgemaße Verfahren
wichtigste Effekt darin besteht, dass den Feststoffteilchen beim Anndhern an das
Sieb durch pldtzliche Beschleunigung Dragheitskräfte erteilt werden, durch welche
sie dann vom Sieb weggestoßen werden. Dadurch wird erreicht, dass das Sieb durch
die fortschreitende Abscheidung der Feststoffe nicht verstopft und der Abscheidvorgang
nicht beeinträchtigt wird.
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Die von der Siebfläche kontinuierlich abgestoßenen Feststoffe setzen
sich allmählich gegen den Boden des die behandelnde Rohflüssigkeit enthaltenden
Gefäßes ab, während die geklärte FlUssigkeit oder das "Filtrat" aus dem Trommelinneren
abgezogen oder abgesaugt wird.
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Es ist Uberraschend und völlig unvorhersehbar, dass die Feststoffe
aus der Trõgerfl³ssigkeit herausgetrieben werden können, ohne dass sie sich in einer
Schicht auf dem Sieb selbst konzentrieren und ohne dass der gesamte Flüssigkeitskörper
zentrifugiert wird. Noch überraschender ist die Tatsache, dass das Sieb wghrend
der Filterung in einem erheblichen Ausmaße ständig gesäubert wird, und zwar anscheinend
durch einen R³ckzirkulationseffekt, der darin besteht, daß ein Teil der geklärten
Flüssigkeit nach dem Durchtritt in das Trommelinnere wieder herausgestoßen wird
und dadurch etwaige Feststoffteilchen, die sich in den Maschen des Siebes gefangen
haben, wieder herausgetriben werden. Zwar wird in dem Ma#e, wie eine derartige Str~mungsumkehr
auftritt, der Ausstoß an geklärter Flüssigkeit aus der Vorrichtung herabgesetzt
; dies wird jedoch dadurch aufgewogen, da# in dem MaBe, wie die
Durchtrittsöffnungen
des Filters offengehalten werden, die Nutzleistung-des Filters sich erhöht.
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Der Hauptunterschied zwischen den Slteren Drehfiltereinrichtungen
und dem erfindungsgemäßen Drehfilter besteht, wie oben angegeben, in der. dynamischen
Wirkung der erfindungsgemõ#en Einrichtung, die sich aufgrund der Bewegungsgeschwindigkeit
der Sieboberfläche im Fl³ssigkeitsk~rper ergibt, derart, dass, wenn die Oberflache
auf Feststoffteilchen st~#t, diese durch den Stoß eine betrachtliche Strecke durch
die Flüssigkeit geschleudert werden. Erfindungsgemäß werden Geschwindigkeiten in
der Größenordnung von einem oder mehreren liundert Metern pro Minute (Kilometern
pro Stunde) verwendet. Es wurde gefunden, dass das Verfahren umso besser arbeitet,
je höher die Geschwindigkeit ist, solange die Flüssigkeit nicht gänzlich weggesto#en
wird.
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Zunächst hatte es jedoch den Anschein, als ob die höheren Geschwindigkeiten
des Drehsiebes lediglich dazu fuhren wurden, dass der Abtrennungsvorgang dadurch
beendet wird, dass durch entgegengesetzte Zentrifugalwirkung, die sowohl die Fl³ssigkeit
als auch die Feststoffe vom Sieb zurückstößt, der FluB durch das Sieb gestoppt wird.
Dieser Effekt wird erfindungsgemäß durch ein erhdhtes Druckgefõlle ausgeschaltet,
das die Flüssigkeit durch das Sieb preßt ; ein derartiges erhöhtes Druckgefälle
bringt jedoch Probleme hinsichtlich der Abdichtung der bewegten Teile derart, dass
die ungefilterte Flüssigkeit nicht durch die Lager und Verbindungsstellen einsickern
kann, mit sich.
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Es wurde nun gefunden, dass mit Hilfe von Einrichtungen zur Regulierung
des Fl³ssigkeitsstromes nach dem Durch-tritt durch das Sieb ins Innere diese Schwierigkeiten
überwunden und die e Kapazität und der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen bewegten
Siebeinrichtung stark vergr~#ert werden konnen. Das erwahnte Aufh~ren des Durchflusses
ist offenbar eine Folge der Zentrifugalwirkung, die auftritt, wenn die Flüssigkeit
lang genug gegen die Drehtrommel gehalten wird, um eine sehr rasche Drehbewegung
zu erfailren. Wie oben erwõhnt, ist die Str~mungsumkehr in einem begrenzten Ausmaß
erwunscht, sie muS jedoch begrenzt sein. Eine Untersuchung der Wirkungsweise der
erfindungsgemäßen Einrichtungen ergibt, dass die Flüssigkeit beim erstmaligen Einströmen
durch die Durchlässe im Sieb sich hauptsächlich radial bewegt, wobei ihr jedoch
durch das rotierende Sieb außerdem eine mehr oder weniger tangentiale oder zirkumferentiale
Bewegungskomponente erteilt wird. Wenn die Flüssigkeit an oder in der Nõhe der Siebfläohe
verbleibt, verachwindet ihre radiale Komponente ziemlich bald, wvhrend ihre sirkumferentiale
Komponente sehr rasch anwõchst. Ensprechend wurde entdeckt, dass der größtmögliche
Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung davon abhängt, dass der zirkumferentialen
Komponente entgegengewirkt und sie vorteilhafterweise so abgelenkt kt wird, da#
infolge der Trõgheitskraft die Flüssigkeit sehr rasch vom bewegten Sieb in Richtung
auf den Auslaßt #t wegbewegt wird, wobei jedoch zugleich gen³gend Flüssigkeit solange
in Ber³hruing mit dem Sieb bleiben mu#, dass eine kleine. Fl³ssigkeitsmenge stõndig
durch das Sieb
hindurch zurückgestoßen wird, um seine Maschen frei
und in einem für den einwandfreien Betrieb erforderlichen Zustand zu halten.
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Um die Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten durchzufuhren,
bedient sich die Erfindung jeweils einiger oder. sõmtlicher der im folgenden erläuterten
Grundgedanken.
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(a) Einfluß selektiver Zentrifugalwirkungen auf suspendierte Teilchen,
die vom törper der Suspendierflüssigkeit unterschieden sind.
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Es soll ein in einer Fl³ssigkeitssuspension mitgef³hrtes Fes, das
sich einem rotierenden Sieb nõhert, betrachtet werden. In der Nõhe des Umfangs des
rotierenden Siebes herrscht eine beträchtliche Turbulenz, die teils durch die Tragheit
der vom Sieb erfaßten und heruageschleuderten Flüssigkeit und teils durch einen"Paddeleffekt"von
rauhen Kanten, IIöckern auf der Siebfläche usw. verursacht wird.
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Wenn sich das Teilchen dem Sieb nähert, wird es von diesem gerade
solange mitgenommen und beschleunigt, bis seine Tangente. lgeschwindigkeit und Trõgheit
so gro# sind, da# es in mehr oder weniger tangentialer Richtung vom Sieb weggestoßen
wird, wobei die tatsächliche Bewegungsrichtung des Teilchens auch von anderen einwirkenden
Krõften abhõngt.
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Die von den Querflaohen des rotierenden Siebes angestoßene Fl³ssigkeit
scheint in der Weise zu reagieren, dass sie seitwõrte lõngs dieser Flõchen ausweicht
derart, dass die Fl³ssigkeit zum Teil durch das Sieb hindurchtritt, zum Teil dagegen
von den Feststoffteilchen "wegspritzt" und zugleich vom Sieb zur³ckgesenleudert
wird. Die durch des Sieb hindurchtretende
Flüssigkeit wird geklärt,
während die Feststoffteilchen sich außerhalb des Siebes konzentrieren und allmahlich
nach unten absetzen.
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Es findet eine beträchtliche Flüssigkeitsströmung durch das Sieb
hindurch statt, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob das Sieb engmaschig oder weitmaschig
ist. Die MaschengröBe ist nicht kritisch. Wenn Featstoffteilchen in die Maschen
gelangen, oder sogar schon vorher, wenn sie sich noch in einem gewissen Abstand
vom Sieb befinden, sorgt der oben erwChate zentrifugale RUckstrom weitestgehend
dafür, dass die Teilchen weggeschleudert werden.
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Die Drehgesohwindigkeit soll so grob sein, dass die Feststoffteilchen
dynamisch weggestoßen werden und die Flüssigkeit unter"Abspritzen"durch das Sieb
getrieben wird. Das BruckgefElle ist so auf die Siebgeschwindigkeit abgestimmt,
da# die Zentrifugalkraft durch den Druck überkompensiert wird, und zwar gerade insoweit,
daB mit Sicherheit Flüssigkeit durch das Sieb gesaugt wird, jedoch nicht so stark,
dass die Feststoffteilchen zusaumen mit der Flüssigkeit hereingezogen oder daß sie
angesaugt und auf dem Sieb festgehalten werden.
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Obwohl das rotierende Sieb bestrebt ist, die Flüssigkeit herumzuwirbeln,
ist der Hauptstrom der Filtratflüssigkeit nach innen und gegen den Auslaß gerichtet,
und zwar infolge des Druokuntersohiedee zwischen der Flüssigkeit außerhalb des Siebes
und dem Auslaßdrucn im Siebinneren.
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Dieses Druokgefälle kann mit Hilfe einer Saugpumpe, die an den Innenraum
der Siebkammer angeschlossen ist, hergestellt werden.
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Die in die Siebmasohen einlaufende Flüssigkeit ist dort kurzzeitig
verschiedenen Kräften ausgesetzt, und zwar nicht nur dem gesamten die Flüssigkeit
nach innen stoßenden Druckgefalle und den der FlUssigkeit durch das Sieb erteilten
Trägheitskräften,. sondern auch der Zentrifugalkraft, die derjenigen Flüssigkeit
erteilt wird, die vom Sieb erfaßt und mit diesem herumgeführt wird.
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Diese Zentrifugalkraft überwiegt bei einem Teil der Fl³ssigkeit so
sehr, da# diese Fl³ssigkeit nach au#en sto#en kann, was dazu beiträgt, da# etwaige
an den Siebmaschen hängende Feststoffteilchen verdrõngt und hinausgesto#en werden.
Es wurde gefunden, dass die Energie, mit der dieee Teilchen vom rotierenden Sieb
weggetriben werden, von der Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Einheit, von den
Eigenschaften, insbesondere der Viskosität der Flüssigkeit, vom Durchmesser des
rotierenden Siebes und von der resultierenden Zentrifugalkraft, die den Feststoffteilchen
selbst und/oder einem Teil der Fl³ssigkeit erteilt wird, abhõngt.
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Erfindungagemäß werden Oberfläohenunregelmäßigkeiten auf der Außeneslte
und/oder der Innenseite der Siebkammer als Miniaturschaufeln oder -fl³gel verwendet,
um die ~rtliche Turbulenz im fl³ssigen Medium tu verstõrken. Diese Turbulenz an
der Siebeberflõche hat zur Folge, daß ein Teil der Fl³ssigkeit auf Kreisbahnen durch
das Sieb herein- und hinausstr~mt.
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Es wurde gefunden, da# schwerere Feststoffteilchen im gr~#en Maße
als leichtere Feststoffe und unmischbare Fl³ssigkeitsteilhen oder -k~rperchen durch
Trõgheitskrõfte vom Sieb weggetragen werden, und dass diese vom Sieb wegkommenden
schwereren Teilchen bestrebt sind, andere Teilchen wegzutreiben oder wegzulenken.
Wenn lediglich leichtere Teilchen vorhanden sind, kann man schwerere Festatoffteilchen
als Filterhilfe zusetzen und diese dann aus dem abgeschiedenen RUckstand zurückgewinnen
und wiederverwenden.
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(b) Yerwendung einer Siebfläohe mit kontrollierter Offnungsweite.
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Wahrend die Maschenweite des Siebes nicht kritisch ist, wirkt sich
die Gesamtfl§¢he der Sieboffnungen auf die Siebleistung aus. Zwar kann an sich der
Wirkungsgrad durch Verõnder der Drehgeschwindigkeit oder linearen Umfangsgeschwindigkeit
des Siebea beeinflu#t werden ; wenn man jedoch andere Faktoren wie die Abmessungen
des Siebes und die Umfangsgeschwindigkeit konstant hõlt, so kann die Wahl der Drahtstõrke
im Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Gesamt-~ffnungsflõche die Wahrscheinlichkeit,
daß Teilchen durch das sperrende Sieb hindurchgelangen, beeinflussen. Bei gleichbleibender
Íffnungsflõche, Drehgeschwindigkeit und Druckdifferenz wurde trotz Verõnderung der
Maschenweite stets der gleiche Filtratdurohaats erhalten.
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PUr feinere Feststoffteilchen verwendet man vorzugsweise siebe mit
kleineren Maschenwelten. Man erhõlt dadurch mehr Íffnungen, in denen sich die Vielfachstromungsbilder
im
flüssigen Medium mit entsprechendem Abstoßen der Feststoffteilchen
auf sicheren Abstand von der SlebflAche ausbilden. Ecihere Drehgeschwindigkeiten
wirken sich õhnlich aus wie kleinere Maschenweiten. Der hõufigere Vorbeilauf der
erwähnten Hiniaturschaufeln sorgt in diesem Palle dafür, daß auch die kleineren
Teilchen weggeschleudert werden, und zwar trotz des Bestrebens der Flüssigkeit,
die Feststoffteilchen in das Sieb zu stoßen.
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In der Regel sind größere Maschen, als sie fUr das Heraussieben der
Teilchen durch bloße Strömung erforderlich wären, vorzuziehen. Bei größeren Maschenweiten
ist der Widerstand, der sich der Fl³ssigkeitsstr~mung durch das Sieb , entgegenstellt,
geringer. Die Íffnungsweiten k~nnen einen Bruchteil (z. B. 0, 1) oder ein Mehrfaches
des durchschnittliohen Teilchendurchmessers oder sogar dan Hundertfache desselben
betragen. Vergrößert man die Íffnungsweise im Sieb sehr stark, so kann ein Abfall
des Wirkungsgrades der Abtrennung nur dadurch verhindert werden, daß # man auch
die Drehgeschwindigkeit so stark vergr~#ert, da# sichergestellt wird, da# sõmtliche
Teilchen durch Turbulenz oder durch R³cksto#str~me weggelenkt kt werden.
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(c) Verwendung kontrollierter Turbulenz an oder in der Nõhe der Siebgrenzfläche.
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Wie oben erklärt, erzeugt die rasche Bewegung des Siebes durch die
FlUssigkeit hindurch eine StUrung und Bewegung der Flüssigkeit. Im Falle des vorliegenden
Drehfilteraiebee treten örtliche Fl³ssigkeitsbewegungen auf, wobei die turbulents
Flüssigkeit einen Teil der Feststoffe weiter von dem Weg, den sie
um
duroh das Sieb su passieren, beschreiben m³#ten, wegdr³ckt.
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Die Grume der Sto#flõchen oder sonstigen unregelmõ#igkeiten sowie
die e Hõufigkeit, mit der dieselben auf der Siebflõche auftreten, haben einen Einfluß
auf das Ausma# der entstehenden Turbulenz.
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(d) Einflu# der Struktur des Siebes oder sonstigen Filtermediums
auf den Wirkungsgrad der Abtrennung von Feststoffen aus Fl³ssigkeit.
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Es ist ein erheblicher Unterschied, ob man ein Sieb aus Drahtgowebe
oder Einfaohfäden in Maechenform oder aus Lochblech verwendet, wobei die Oberflõche
im wesentlichen eine ebene oder gekr³mmte Flõche bildet, oder aber eine Matte, gewebt
oder ungewebt, bei der die tatsõschlichen Íffnungs- oder Durchtrittsstellen unterschiedliche
radiale Abstõnde vom rotierenden Zentrum haben. Selbst wenn diese Unterschiede in
der Radiallage der ffoungen nur gering sind, haben sie einen großen Einfluß und
wirken sich kumulativ auf die Gesamtleistung des Siebes beim Absto#en von Feststoffen
au.
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So ist z. B. eine einzelne Sieblage besser als mehrers ³bereinandergreifende
Schichten, und ein einfaches Rechteck- oder Quadratwebmuster ist besser ale ein
komplizierteres Muter, beispielsweise ein "Hollõndisches Webmuster " ("Dutch" weave)
oder K~per, das einen dickeren Querschnitt aufweist, au#er wenn es eich us die Abtrennung
von sehr feinen Teilchen handelt, Ein ³berraschender Vorteil, der sich nebenbei
ergibt, beeteht darin, daß die auf diese Weise vom rotierenden Sieb
tangential
weggestoßenen Feststoffteilchen ein dynamisches "Sieb"bilden, durch das die ungefilterte
Fl³ssigkeit hindurchtreten muß. Wenn im Filtereinlauf Feststoffe mitgefUhrt werden,
so besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, daß diese Feststoffe mit den vom Filter
weggesohleuderten Feststoffteilchen zusammenstoßen, sodass, während die Flüssigkeit
größtenteils hindurchtritt, ein großer Teil der suspendierten Feststoffe vor Erreichen
des Sieben zur³ckgestoßen wird. Der Anteil an Feststoffen, die durch diese periphere
Beschußsone hindurohgelangen und das Sieb erreichen k~nnen, um dert durch die Wirkung
der turbulenten Fl³ssigkeit oder durch Sto# vom Sieb zurückgesohleudert zu werden,
hingt natürlich von der Teilchengr~#e, der Konzentration und dem spezifischen Gewicht
der Feststoffe in der Nähe der Sieboberflõche ab.
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Die Zentrifugalwirkung des rotierenden Siebes und der Basohuß durch
vom Sieb weggeschleuderte Feststoffteilchen wirken sich auch auf die umgebende Fl³ssigkeit
aus; wõhrend jedoch die getroffenen Feststoffteilchen durch elastischen Stoß weggeschleudert
werden, kann die ³ssigkeit um die Feststoffprojektile herumstr~men, wobei zie mehr
durch Fl³ssigkeitsreibung beeinflu#t oder in winzigen Mengen vor den Feststoffteilchen
und den Teilen des Siebes hergesto#en wird.
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Pie auf diese Weise angetriebenen kleinen Fl³ssigkeitsmengen str~men
nicht frei durch das Sieb, wrend jadooh andere Teile ohne Hindernis hindurchtreten
oder an sämtlichen auftretenden Hindernineen vorbeigedrückt werden und durch das
Sieb zum Auslaß gelangen.
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Die kleinen Flüssigkeitamengen, die abgefangen und durch Zentrifugalkraft
nach außen getrieben werden, tragen im erheblichen MaBe dazu bei, daß das Sieb gewaschen
und dadurch die Poren offen gehalten werden, und daB die Feststoffteilchen in der
oben erwõhnten Weise weggelenkt werden.
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(e) Verhinderung des Durchtritts von Feststoffen durch das Sieb oder
der Ansammlu g von Feststoffen auf dem Sieb durch Scherwirkung des rotierenden Siebes.
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Die zwischen dem rotierenden Sieb und der umgebenden Flüssigkeit
auftretende Schwerwirkung trägt wesentlich dazu bei, das Anhaften von Feststoffen
auf dem Sieb zu verhindern.
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Während ein Teilchen sich dem Sieb zu nähern beginnt, bewegt letsteres
sich nach vorwõrts, und bei Ber³hrung mit dem Sieb wirkt sich die Scherung der FlUssigkeit
dahingehend aus, da# das Teilchen von der Siebfläche weggedrangt wird. Dieser Scherungseffekt
beeinflu#t auch die Fl³ssigkeit, in der das Feststoffteilchen sich bewegt. Die Scherwirkung
auf das in Flüssigkeit eingekapselte Teilchen hat zur Folge, daß die Flüaeigkeit
zusammen mit dem Teilchen von der Siebfläohe wegversetzt wird, wobei die Saherung
denjenigen ICräften entgegenwirktt die das in Fl³ssigkeit eingekapselte Teilchen
einzufangen und durch das Sieb zu saugen bestrebt sind. Wenn sich im fl³ssigen Medium
ein unregelmõ#ig geformtes Teilchen, beispielsweise ein Metallsplitter, dem Sieb
nähert, so kann es geschehen, daB eine Spitze dieses Teilchens das Sieb ber³hrt.
Die als Folge davon auf das Teilchen im fl³ssigen
Medium ausge³bte
Kraft ruft eine Drehung des Teilchens hervor, wodurch die Ndglichkeit des Einfangens
des Teilchens auf dem Sieb stark verringert wird. Diese sich aus der Soherwirkung
ergebenden vielfachen Effekte verhindern, da# sich auf dem Filter ein Kuchen oder
eine RUckstandachichtaufbaut und der Wirkungsgrad absinkt oder der Durchfluß durch
das Siebganzaufhört.
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Es ist @lar, da# dieser Schereffekt von der Umgangsgeschwindigkeit
des Siebes und im gewissen Maße von anderen Eigenschaften, beispielsweise der Viskosität,
der Lubrizitõt oder Schmierfõhigkeit usw. des fl³ssigen Mediums abhõngt.
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(f) Anwendung von Fernsog auf das rotierende Filter.
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Das erfindungsgemõ# angewandte Dauerdruokgefälle von der Au#enseite
nach dem Inneren des Filtersiebes kann mindestens teilweise durch eine Saugpumpe
erzeugt werden. Die Größe dieses Druckgefälles wirkt sich auf die Geschwindigkeit
der Radialströmung und folglich auf die Wahrscheinlichkeit des ZusammenstoBes mit
vorher weggeschleuderten Teilchen und mit Vorsprüngen auf dem Sieb aus. Durch die
Saugwirkung, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Siebes und die entsprechende Scherwirkung
wird ferner die Grouse derjenigen Kräfte bestimmt, die verhindern, daB Feststoffteilchen
durch die Siebmasehen ins Siebinnere gelangen.
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(g) Anwendung von. mit dem Filter rotierenden str~mungserzeugenden
Hilfseinrichtungen.
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Die gew³schte Str~mung durch das Sieb läßt sich mit Hilfe von kleinen
Antreibeinrichtungen, beispielsweise
hintereinander und mehr oder
weniger parallel zur Siebfläche, und zwar zweckmõ#igerweise deren Innerflõche, angeordneten
Sohaufeln entsprechend einstellen. Dabei kann es sich um turbinenartige Schaufeln
handeln, die ziemlich klein sein können und so angeordnet sind, daß sie beim normalen
Betrieb die Flüssigkeit nach innen gegen die Mitte der Filterkammer dr³cken.
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(h) Anwendung von Binrichtungen, die eine Fl³ssigkeitsstr~mung lange
des Innenumfanges der rotierenden Filtertrommel hemmen.
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Eine ungehemmte Umfangsstromung der Flüssigkeit innerhalb der Drehfiltertrommel
ruft Zentrifugalwirkungen hervor, die den Wirkungsgrad der Vorrichtung beeintrõchtigen
w³rden. Diese Zentrifugalwirkungen kbnnen durch Prallkdrper, die im Inneren der
Trommel angeordnet sind, jedoch nicht mit dieser zusammen rotieren, herabgemindert
werden. Die Prallkörper sind zweckmõ#igerweise so ausgebildet, da# sie die Fl³ssigkeit
nach innen und gegen die axiale Auslaßöffnung weglenken.
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(i) Zusätzlicher Einfluß der Schwerkraft auf die Abtrennung der Feststoffe
aus der flüssigen Phase.
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In einer Kammer ausreichender Größe kann man fUr die Abtrennung der
Feststoffe zuEtzlich die Schwerkraft ausnützen.
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Teilchen mit einer grdßeren Dichte als die Flüssigkeit, beispielsweise
Kersand, Metallteilchen u. dgl., setzen sich unter dem Einfluß der Schwerkraft stõndig
nach unten ab. sodass sie der Einwirkung des Förderatromes entzogen werden. Ein
angemessener Raum fUr die Sedimentation ist in auareichender Tiefe unterhalb des
rotierenden Siebes vorgesehen.
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( Kompakte Filtereinheit.
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B1t grogner Vortsil der Erfindung liegt darin, da# man in einem Behälter,
der Schmutz oder anderweitige suspendierte Featatoffe führende Fl³ssigkeit aufnimmt,
arbeiten und kontinuierlich klare Fl³ssigkeit herauspunpen und den Schlamm am Boden
des Behõlters sammeln kann. Bei Na#abstrahlmaschinen, Wäschern Ton Bauteilen u.
dgl., ist es wichtig, dafi das Filter im wesentlichen kontinuierlich arbeitet. Erfindungsgem#
ist daher veine kompakte Einheit vorgeaehen, die sich auf der Oberseite einesdarartigenBehältersmontierenläßtunddie
sur bequamen Inspektion, Wartung oder Bedienung hoehgeschwenkt und In wenigen Minutez
gegen eine andere Etnhelt gleicher Aumbildung ausgewechselt werden kann. Durch Verwendung
einer diagonale Verbindungsflõche am Ende der Filtratleitung und einer entsprechenden
Verbindungsflõche am Filterausla# läßt sich der Anschlu# in der Weise herstellen,
da# man die Einheit von der Behõlteroberflõche her einschisbt und dert befestigt.
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In den beigef³gten Zeichnungen sind bevorzugte Ausf³hrungstoron der
Erfindungs zowie m~gliche ~nderungen und Abwandlungen gezeigt. Die gezeigten und
nachstehend beschribenen AusführungsformenerläuterndieErfindungbeispielsweiset ohne
sie einzuschrõnken. In den Zeichnungen zeigen: Fig. eine schematische Vertikialschnittansicht;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Oberseite einer abgewandelten Ausf³hrungsform des
Filterrotors f³r Verwendung im der Einrichtung nach Fig. 1;
Fig.
3 eine Teilansicht, teils im Aufri#, gesehen von links in Fig. 1 entsprechend der
Linie 3-3, und teils im vertikalen Axialschnitt; Fig. 4 eine Axialschnittansicht
eines Filterrotors mit angeschlessener Pumpe ; Fig. 5 eine Draufsicht des Mittelteiles
der Oberseite des Rotors nach Fig. 4; Fig. 6 eine detailierte Teilansicht im Axialschnitt
einer anderen Ausf³hrungsform der Dichtung; Fig. 7 eine schematische Axialschnittansicht
eines kegelstumpff~rmigen Filterrotors; Fig. 8 aine Ansioht einer anderen AusfUhrungat'oxm
der Erfindung, teils im Aufri# und teils weggebrochen, um die axiale Lagerung und
Halterung der filtertrommel zu neigent Fig. 9 eine der Fig. 7 hnlicha Ansicht, wobei
jedoch die Pumpe durch eine besendere Welle, die teleskopartig in die Antriebswelle
der Siebtrommel eingeschoben ist, angetrieben wird, sodasa diese Teile mit unterschiedliahon
grehsahlen angetrieben werden kdnnen ; Fig. 10 eine teilweise aufgebrochene perspektivische
Ansicht einer Absoheidereinheit, die sich rasch ineinen Behõlter einschieben und
wieder daraus entfernen lõ#t, unter Anschlu# an ein Filtratausla#rohr; Fig. 11 eine
Vertikalschnittansicht einer anderen Ausf³rhrungsform des Rotors, der in seinem
Innern statontre Leitschaufeln fUr die Str~mungsregulierung hat; Fig. 12 eine fragmentarische
Ansicht entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 1 einer Filtertrommel mit einer abweichenden
Kegelstumpfform; Fig. 13 eine Stirnansicht des Filterrotors, wobei ein Teil weggebrochen
ist, um das Sieb und die inneren Schaufeln zu zeigen; Fig. 14 eine Draufsicht eines
Siebrotors mit inneren Verstõrkungsstõben; Fig. 15 ein Axialschnitt in einer Ebene
entsprechend der Linie 15-15- in Fig. 14; Fig. 16 eine vertikale Axialschnittansicht,
mit weggebrochener Mitte, einer horizontal gelagerten Siebeinrichtung; Fig. 17 ein
Querschnitt in einer Ebene entsprechend der Linie @@@@@ in Fig. 16;
Fig.
18 eine der Fig. 16 cliche Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Einrichtung
; Fig. 19 eine nach oben gesehene Horizontalschnittansicht einer Filtertrommel mit
einem zentral angeordneten Str~mungsregulierer, der von einer Siebtrommel mit 18
im Schnitt gezeigten Str~mungsreglerstõben umgeben ist ; Fig. 20 eine schematische
Lõngsvertikalschnittansicht einer Anlaget bestehend aus dem erfindungsgemõ#en Abscheider
in n Verbuindung mit einer Maschine, beispielsweise einem Kraftwõscher oder Abgrater,
die einen Strom von suspendierte Feststoffe f³hrender Flüssigkeit abgibt ; und Fig.
21 einen schematischen Vergleich verschiedener Str~mungsreguliereinrichtungen.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemõ#e Einrichtung zum Abscheiden von
suspendierten und mitgeführten Feststoffen aua einer Fl³ssigkeit. Die Rohfl³ssigkeit,
die mehr oder weniger teilchenf~rmige Feststoffe mit sich f³hrt, wird aus einem
FUrderrohr 12 in einen BehAlter 10 nahe dessen oberen Rand eingeleitet Bine Filtertrommel
14 ist in den Behõlter 10 eingetaucht, und awar in ziemlichem Abstand vom Einstrdmrohr,
so daß die aus dem Rohr austretende Strdmung vor Erreichen der Trommel sich verteilt
und auflöst. Die Trommel ist auf einer vertikalen Drehwelle 16, die in an einem
Rahmen 20 oberhalb des Fl³ssigkeitsspiegels befestigen Lagern 18 gelagert ist, befestigt.
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Bin Antriebsmotor 22 ist ³ber einen Riemenantrieb 23 und ein Drehzahlregelgetriebe
24 mit der Welle 16 gekoppelt.
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Die Trommel 14 besteht in vorliegenden Falle aua einer Mittelsõule
in Form eines vierz~lligen Rohres 25 mit Lõngsschlittent die jeweils mit flachen
Stegen 55 abwechseln, uns an den beiden Enden angeschwei#ten Scheiben 26, an deren
Umfang ein Drahtgeflecht oder anderweitiges durchlõssiges
Sieb
27 beispielsweise durch AnsohweiBen oder Anloten oder mit Hilfe von die Rõnder durchlaufend
umgreifenden Klammern, befestigt ist. Das in der gezeigten bevorzugten Ausf³hrungsform
verwendete Sich dient zur Behandlung von Waschfl³ssigkeit nach dem Waschen oder
Sandstrahlen von Gu#st³cken oder anderweitigen bauteilen, zowie zur Klõrung von
beim Galvenizier-und Bloxiarverfahren anfallenden Lösungen, chemischen Phosphatiersystemen
zowie beim Spananheben, Schleifen oder Hymen verwendeten K³hlfl³ssigkeiten, und
zwar nicht nur von bei derartigen Verfahrensgõngen anfallenden wõssrigen L~sungen
und Waschl~sungen, sondern auch von nichtwõserigen Systemen, beispielsweise Leicht~l
und synthetischen Kühlmitteln.
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Das blot hat die Form einer durchlõssigen Zylinderflõche, die mit
ihren Rõndern in der gezeigten und oben beschriebenen Weise befestigt ist. Zufriedenstellende
Ergebnisse wurden mit einem Drahtgewebesieb aus Monelmetell mit einer Naschenweite
von 50 Mesh zowie auch mit kerrosionsbestõndigem Stahlblech, in das Die "Maschen~ffnungen"
eingeritzt und aufgeélut. eingestanzt oder eingeõtzt sind, erhalten. Auch sehr viel
feinere Siebe bis zu den feinsten f³r derartige Verwendungsswecke verf³gbaren Maschenweiten
(z.B. in der Gr~#enerdung von 0,25mm oder kleiner) wurden mit Erfolg angewendet.
Ein derartiges Elechziet mit nach dem Galvanisierungsverfahren hergestellten Frõzizionsmikro~ffnungen
ist unter der Bessichnung "Lactromesh" (hersteller C.O. Jelliff Mfg.Co.) im Handel
erh@ltlickl; der Íffnungsdurchmesser dieses Siebes liegt in der Gr~#enerdnung von
0,25 bis 0,025mm.
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Auch anderweitige Filtersiebe können verwendet worden, beispielsweise
dünnes, durchlässiges Sintermetall, Spiraldrahtwickel auf beanstandeten Lõngsst³tzen,
auf Halterungsringen im Abstand voneinander befestigte Lõngsdrõhte, Drahtgeflechtsiebe,
donnes poröses Keramikmaterial oder durchlõssiger Kunststoff, mit jeweils gewõhlter
Gr~#e und Verteilung der Íffnungen. die Filtertrommel hat die Form oder nahezu die
Form einer Drehfläche, beispielsweise einer Zylinderfläohe, einer Kegelstumpffläche,
oder einer Wuletflache.
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Die Kasohendrähte können in den verschiedenen Richtungen unterschiedliche
Durchmesser haben, und die Drahtfeinheit (Denier) in der einen Richtung kann gleich
oder verschieden sein von der in der kreuzenden Riohtung im Gitter oder Gefleoht,
beispielsweise 40 in der einen Richtung und BO in der anderen Richtung. Bei spiralgewiokelten
Sieben kann man eine zylindrische Anordnung mit entsprechenden Abstõnden zwischen
den benachbartenWindungen der Drahtwondel verwenden, wobei die Wendel auf einem
offenen Rahmen gehaltert ist und Propeilerstäbe quer sur Oberflõchenbewegungsrichtung
angerordent sind, soda#l die Faststoffteilchen vom rotierenden Sieb weg beschleunigt
werden. Durch Verwendung einer Vielzahl von nebeneinander in einer Vielfachwendel
angeordneten Drõhten kann man die Steigung vergr~#en, soda# die Drõhte selbzt als
Fl³gel oder Schaufeln zum Wegsto#en der suspendierten Teilchen wirken. Man kann
f³r six derartiges Sieb Litzendraht verwenden, verteilhafter ist jedochssivdrahtoderXinfachfadenmaterial.DamKatsrimikMm
anorganisch sein, beispielsweise Metall oder Glas, oder
organisch,
beispielsweise Nylon (Polyamid), Vinylester, Vinylidenester usw., oder ein anderweitiges
Material, : das sich su starken unlöslichen Fasern oder Binzelfäden verarbeiten
lõ#t.
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Die in die Trommel 14 einflieBende Flüssigkeit wird so rasoh ale
m~glich nach der Mitte gesogen und durch das Rohr 30 mittels einer Pumpe (nicht
gezeigt), eines Saughebers o.dgl., abgesaught. Eine geeignete Gleitdichtung, beispiels-Weise
eine im wesentlichen unkomprimierte Dummidichtung 32 oder eine Labyrinthdiohtung
der weiter unten beschriebenen Art, ist swischen don ortsfesten Rohr 30 und der
rotierenden Trommel 14 angeordnet, u das Absaugen von ungekldrter Fl³ssigkeit in
das Filtratrohr zu verhindern. Auf diese Weise wird an Sieb 27 ein DruokgeftHle
aufrechterhalten, so daß Fl³ssigkeit aus dem Behõlter 10 durch das Sieb gesaugt
wird.
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Wenn die Trommel 14 sich nicht in rancher Drehung befände, so wurden
die von der FlUssigkeit im Behdlter 10 tgef³hrten Feststoffe auf das Sieb gesp³lt
und dort herausgesiebt werden mit der Folge, da# sich eine Feststoffschicht aufbaut.
Erfindungsgemõ# wird jedoch die Trommel ausreichend schnell gedreht, so da# die
mit dem sieb in Ber³hrung kommenden Feststoffe durch stop, Xeatrifugalkraft und
Ablenkwirkung weggeschleudert werden.
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Blé einflie#ende Fl³ssigkeit gelangt vom Rand des Behõlters zum retierenden
Sieb, und der sich aus vom Sieb abgeschlendertem Feststoffen bildende konnentrierte
Soklamm, der m$e nach unten absetzt, wird vom Boden des Behõlters abge-Uo Die von
Fl³ssigkeit auf die Siebegerflõche getragenen
Feststoffe werden
beschleunigt und durch die anstr~mende Fl³ssigkeit hindurch gestoßen, wobei die
zugleich in der anstrUmenden Fl³ssigkeit mitgef³hrte Feststoffe zur³cktreiben.
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Im kontinuierlich arbeitenden Filter konzentrieren sich die Feststoffe
in der Nõhe der Schlamauslõsse 34 und einer Ausrõumt³ 34a, die an der Stelle, wo
der Schlamm sich ansammelt, vorgesehen ist. Zum Wegrdumen des Schlames kann ein
kontinuierlicher Schlammförderer verwendet werden.
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Die Form und Abmessungen des Hohlfilters, die Orientierung seiner
Achse, d. h. horizontal oder vertikal oder schräg, die Art des Siebes, beispielsweise
Drahtgeflecht oder Loch ! blech usw., sowie die Form und Abmessungen des Behälters
können im Rahmen der Erfindung verschieden gewählt werden.
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Ebenso läßt sich auch die Anordnung zum Heraustreiben oder Abziehen
der Flüssigkeit aus der Filtertrommel verschieden ausgestalten.
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Das rotierende Hohlfilter ist direkt oder indirekt mit einer Antriebswelle
gekoppelt, die zugleich anderweitige Einrichtungen, beispielsweise eine Flügelradpumpe
von der in den USA-Patentschriften 2 873 685 oder 2 890 660 (Umbricht) beschriebenen
Art, antreiben kann.
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Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, kann der Filterk~rper 14a eine Siebflõche
26a sowohl an den Seiten *der Enden (oben und/oder unten) als auch am Umfang haben.
In diesem Falle macht man vorteilhafterweise die Filterkammer so klein, wie es im
r ~ Hinblick auf die bond rasch rotierende Siebflõche m~glich ist.
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Fig. 4 zeigt eine andere Ausf³hrungsform, bei der das eingetauchte
Drehfilter 14b auf einer Yerldagerung der Antriebewelle 16b sitzt. Eine Pumpe 35,
beispielsweies von der in den obengenannten USA-Patentschriften gezeigten Art, ist
auf der gleichen Welle angeordnet. Dabei kann unterhalb des Filters ein Layer 36
vorgesehen sein oder nicht. In Fig. 4 ist ein wassergeschmiertes Gummilager auf
einem Halter unmittelbar unterhalb der Pumpe und des Drehfiltera vorgesehen.
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Un die Trommel 14 o schnell drehen su können, wie es fUr die erfindungsgemäßen
Zwecke erforderlich ist, muß sie genau zentriert und ausgewuchtet sein. Besonders
wenn beide Enden der Welle 16 in Lagern sitzen, hrt eine etwaige Zxzentrizitõt oder
Unwucht zu einem raschen Verschlei#. Eine unvorhergesehener Vorteil der Erfindung
besteht darin, da# wagon des Nichtauftretens von Niederschlõgen und R³ckstõnden
auf dem Sieb eine einmal hergestellte einwandfreie dynamische Auewuohtung während
des Betriebe tindig gowahrt bleibt.
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Auxtatt der in Fig. 4 gezeigten Pumpenwelle kann man auch eine Hohlwelle
mit ihrem Inneren oben und unten angeordneten Lagern (l8d in Fig. 9) verwenden,
die eine Welle 16d aufnimmt, welche vox einer ³ber dem oberen Ende der Pumpenwelle
sitzenden Hillenscheibe 25d oder anderweitigen drehmoment³bertragenden Einrichtung,
die das f³r die Drchung des Siebes 14d erforderliche Drehmoment lisfert, angetrieben
wird. Bei einer derartigen kensentrischen Wellenanordnung treibt die õu#ere Welle
die Pumpe 35d (Fig. 9), wõhrend die innere Welle das unmittelbar unter dam Pumpeneimla#
angeordnete Sieb 14d haltert und rebut
Mit einer derartigen konzentrischen
Wellenanordnung lazaen sich auch anderweitige Filter, beispielsweise das in Fig.
8 gezeigte Filter 14e sowie die verschiedenen in den übrigen Figuren gezeigten Filterarten
antreiben. Ein Vorteil dieser konzentrischen Wellenanordnung besteht darin, da#
dem Sieb die jeweils optimale Drehgeschwindigkeit erte³t werden kann, wdhrend die
Pumpe nach Wahl mit einer beliebigen anderen Drehgeachwindigkeit betrieben werden
kann. Dadurch lõ#t sich die Arbeitsweise der Einrichtung vielseitiger gestalten.
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Man kann f³r die õu#ere und die innere Welle getrennte Motoren und
Untersetzungsgetriebe verwenden, oder man kann mittels ein und desselben Motors
die Pumpenwelle liber ein Untersetzungsgetriebe und die Innenwelle für das Drehzieb
³ber ein anderes Unteraetzungsgetriebe oder eine entsprechende Einrichtung antreiben
(Fig. 9).
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Das Verhõltnis des Durchmessers zur Länge des Drehfiltera 14b kann
unter Berücksichtigung der TeilchengrSBe der abzuaheidenden Feststoffe, des Volumens
der an die Pumpe zu liefernden Flüssigkeit, der Drehgeachwindigkeit des Siebes und
der GrUge des Druckgefõlles am Filtermedium sowie der Str~mungsverhõltnisse im Filterinneren
verschieden gewõhlt werden. In Fällen, wo die Drehgeschwßndlgkelt der Trommel groS
ist, ist eine Trommel kleineren Durchmessers vorzuziehen.
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Die mutzbare Lõnge des Siebes hõngt davon ab, inwieweit die Tendens
der einmal eingsdrungenen Fl³ssigkeit, zusammen mit dem Sieb zu rotieren und eine
nach au#en zur³cksto#ende Zentrifugatkraft su entwickeln, kontrolliert werden kann.
Diese Zusammenhõnge werden spõter er~rtert werden.
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Wenn dan Drehfilter 4 verhõltnismõ#ig kurz ist, kann das untere Lager
wegfallen und die Welle le 16 durch die Lager 18 oberhalb und/oder in der Pumpe
freitragend gelagert sein.
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Zwischen der Pumpe und der Oberplatte des Filters ist eine Flügeldiohtung
32b vorgesehen. Diese Flügeldichtung ist so bemessen, da# sie eine kleine Menge
der geklõrten Flüssigkeit durch Propellerwirkung entgegen dem Saugdruok der Pompe
nach aubes st~#t. Dadurch wird eine Dichtung ohne reibende Berührung zwischen Festflõchen
und damit ohne nennenswerten Verschleiß erhalten. Der AuswSrtsdruck der Klarfl³ssigkeit
verhindert, da# Feststoffteilchen in die Dichtung eindringen, wobei die geringe
Menge an Klarfl³ssiglesit, die auf diese Weise durch Zur³ckflie#en in die Rohfl³ssigkeit
verlorengeht, f³r diesen Zweck sehr nutzbringend a ist.
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Die H~he der FlUgel 33 in Fig. 4 ist Ubertrieben dargeaielltt in
Wirklichkeit kann diese Hohe sehr gering soin, beispielsweise ungefõhr 3,2 mm.
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Fig. 5 neige schematisch eine bevorzugte Anordnung dieser kleinen
Fl³gel in einer f³r das Aussto#en einer sehr kleinen Fl³ssigkeitanenge zwischen
dem Pumpenõu#eren und der Filtertral g³natigen Stellung.
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Fig. 6 zeigt Einzelheiten einer Kreiselwasserdichtung 32c tmter Verwendung
von Miniaturschaufeln 33c auf der Drehtroamel 14* Sa Boden einer Pumpe 35c. Auch
hier wird eine kleine Kenge an 1 vom Feststoffen freier Frischl~sung durch die Spielrõume
der Richtung nach au#en getrieben, so da# das Einsickern von Schmmtzwasser v@@@@dert
und die Dichtung frei von verstopfenden und abreibenden Teilchen gehalten wird.
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In der Ausführungsform nach Fig. 6 grenzt die Pumpe 35c an die Drehsibanordnung
14c an, wobei die Siebanordnung eine Nabe 38 mit einem Z-formigen Flansch 40 hat.
Eine Ringfläche des Flansches 40 ist mit engem Spiel auf die Unterseite des Körpers
der Pumpe 35c aufgepaßt, während der Flansch mit seiner Innenfläche fest an die
Nabe 38 angeschraubt ist.
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A elle der hier gezeigten rechtwinkligen Ausbildung des Flanches 40
wurden mit zufriedenstellendem Ergebnis auch stumpfwinklige Ausbildungen, vorteilhafterweise
mit stumpfem Winkel zwischen dem Aul3enumfangsteil und dem mittleren Flanachteil,
der wie in Fig. 6 senkrecht zur Achse verlõuft, verwandet (Fig.73.
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Ein weiterer Z-Ring 42 (Fig. 6) ist mit engem Spiel, das Z gerade
ausreicht, um eine freie Drehung des Filters zu gestatten, jedoch so klein ist,
daß nur eine minimale Menge an Klarflüssigkeit unter dem Einfluß des durch die Schaufeln
33c erzeugten geringen Druckgefõlles aussickern kann, auf und un den Außenteil des
Flansches 40 aufgepa#t. Der Ring 42 ist mittels Schrauben oder Bolzen 44 am Pumpenk~rper
befestigt und durch einen Dichtungering 46 abgedichtet.
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Fig. , 7 und 8 veranschaulichen die M~lichkeit, den erkorper selbst
einst³ckig mit dem Fl³gelradmechanismus. der Pumpe als Verlängerung derselben auszubilden.
Wie in Fig. 6 hat die eine der Endplatten 26c eine verlängerte Nabe 38, die jedoch
in diesem Falle in das Pumpengehõuse ragt und dort am Pumpenrad befestigt ist. Die
Dichtung, zwischen der Nahe 38 und dem Pumpengehõuse kann gleich ausgebildet aein
wie in Fig. 6.
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Fig.'7 zeigt ferner eine kegelstumpfförmige Ausbildung des Siebes
für das eingetauchte Drehfilter. Zweck dieser Ausbildung ist es, die wirksame Siebflõche
zu vergr~#ern und das Absetzen der von der Siebflõche surUckgeatoßenen Feststoffe
unter dem Binfluß der Schwerkraft zu erleichtern. Die untere Grenze fUr die Verkleinerung
des Siebumfangs am Boden des Kegelstumpfes wird durch die neargeschwindigkeit, mit
der das Sieb die in seine offnungen eindringenden Feetstoffe zur³ckst~#t, bestimmt.
Ist die Drehgeschwindigkeit hoch, so kann der Durchmesser des Siebea verhältnismäßig
klein sein, und wenn die Sto#flõchen (Querdrõhte in einem Maschennetz) zahlreicher
sind, beispielsweise bei entsprechend kleineren Offnungen, kann die Umfangsgeschwindigkeit
(und folglich der Kleinstdurchmesser des sich drehenden Siebes) kleiner sein, Um
dies su erreichen, können die Offnungen im Sieb 27c am oberen dicken Ende desselben
gröBer sein und gegen das untere Ende zu allmählich kleiner werden.
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Wenn das Drehfilter auf diese Weise auf dem Ende einer Pumpe montiert
ist, kann man die gleiche Energiequelle zum Antreiben des Filters und der Pumpe
verwenden.
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Es ist nicht imper zulõssig, die Pumpe mit der gleichen DrehzahlwiedasFilterzubetreiben,wennbeidediebexiehe
Leistung liefern sollen. In Fig. 8 ist daher eine AnafuhrangwftS'm gezeij))eiderdasSiebhydraulischmiteinergeringeren
Drehgeschwindikeit durch Einwirkung auf die von der Pumpe induzierte Str~mung angetrieben
wird.
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Dabei ist, wie in Fig. 4-7, die Filteranordnung untshal der Pumpe
mit nach dem Pumpeneinla# ge~ffnetem Fl³ssigkeitsausla
B montiert.
Die Filtertrommel 14e wird durch ein schematisch bei 47 angedeutetes Kreisselrad
angetrieben, das der Anordnung beim Einsaugen von Flüssigkeit aus dem Filter durch
die Pumpe eine Drehung erteilt. Das rotierende Filter 14e ist in Lagern in der N§he
seiner Oberseite wie in Fig. 1 oder auf einem starr am Boden des Behälters 10 und
koaxial mit dem Pumpenrad befestigten Sockel 48 gelagert.
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Ein derartiges Lager 18e ist z. B. auf einem Armkreuz 50, durch das
die Flüssigkeit zur Pumpe gelangen kann, befestigt.
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Anstelle des festen Sockels 48 kann man eine Verlängerung der Pumpenwelle
vorsehen, die nach unten bis in ein Lager am Behälter 10 reicht, wobei die an beiden
Enden des Filters 14e vorgesehenen Lager eine Drehung des Filters gegen³ber dem
Pumpenrad gestatten.
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Eine derartige Verwendung des durch'die Pumpe 35 induzierten Ausflusses
an Klarflüiekeit hat den Nachteil, da# bei etwaiger Verstopfung den Siebes. infolge
verminderter Str~mung die Drehgeschwindigkeit des Siebes sich verringert, was zu
einer noch stärkeren Verstopfung fuhren kann. Man sollte daher bei einer derartigen
Anordnung mit erheblich tuber dem normaclerweise erforderlichen Wert liegenden Drehgeschwindigkeiten
arbeiten. Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann man einen Flüssigkeitsdrehmomentwandlerantrieb
oder einen echten hydraulischen Turbinenantrieb, bei dem die. Flüssigkeitsströmung
durch eine besondere für diesen Zweck vorgesehene Pumpe erzeugt wird, verwendet.
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Dadurch wird es möglich, die Drehgeschwindigkeiten der Trommel 14e
innerhalb des gewünschten Bereiches unabhängig vom Aussto# der Pumpe 35 zu regulieren.
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Die Nahstelle zwischen der Auslaßoffnung des Drehfilters und dem
Einla# der Pumpe 35 kann mittels einer Labyrinthdichtung der oben er~rterten Art
oder mittels einer Flügeldichtung abgedichtet werden, oder man kann zu diesem Zweck
eine Käfigringdichtung, wie sie bei bestimmten Pumpen. Anwendung findet, vorgehen.
Vorteilhafterweise wird ein Schmiermittel oder eine andere Reinfl³ssigkeit, beispielsweise
Frischwasser, mit geringer Geschwindigkeit und unter Durck durch angrenzend an die
elastische Dichtung vorgesehene Ringkammern gepreßt.
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Die un die Dichtung herumflie#ende Fl³ssigkeit hõlt etwaige Abriebt
étoffe fern, so da# das Dichtungsmaterial in einwandfreiem Zustand bleibt.
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Fig. 10 zeigt eine kompakte Einheit, die mit ihrer Oberplatte 20f
auf der Deckplatte eines Behõlters (s.Fig. 11) montiert und in die Schmutzfl³ssigkeit
eitetaucht ist, sodass die Flüssigkeit beim Herauspumpen geklõrt wird. Eine Anwendungsm~glichkeit
einer derartigen Einheit in Verbindung mit einem Kraftwõscher ist in Fig. 20 veranschaulicht.
Und zwar ist die Einheit am Saugausla#rohr 30f montiert, das mit seiner Anschlu#m³ndung
60 schrõg nach oben gerichtet ist, so daB, wenn die Einheit nach unten durch das
Loch 61 eingesetzt wird, die M³ndung gegen die komplementõre schrõge M³ndung des
Ausla#-robres 30f drückt und abdichtend auf dieser aufsitzt. Verj³ngte DUbel 63
auf dem Flansch 60 und entsprechende Locher in Flansoh an der Ausla#m³ndung 30f
zorgen f³r eine einwandreie Ausriahtung und Xentriwrung.
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Die Oberplatte 20f und die Pfosten 62 bilden Teile eines atarren
Rahmens f³r die Einheit, in dem die Siebeinrichtung 14f drehbar gelagert ist. Die
Oberplatte 20f kann an die Oberseite (20g'in Fig. 11) eines Arbeitsbehälters angeschraubt
werden. Bei einer derartigen Anordnung wird der gesamte Anschluß von oben und außerhalb
des Behälters bewerkstelligt.
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Ein auf der Oberplatte 20f' montierter Antriebsmotor 22f mit einem
Untersetzungsgetriebe 24f ist mit der Welle (nicht gezeigt) des Drehsiebes 14f gekoppelt.
Die in Fig. 10 nicht gezeigte Saugpumpe ist über das Saugrohr 30f an das Drehaieb
14f angeschlossen (s. Fig. 20).
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Das Sieb 27 der Filtertrommel 14f ist am Umfang der Stirnplatten
26f sowie auf einem oder mehreren Zwischenringen 64 abgestützt. Durch Bandklammern
65 ist das Sieb an den Stirnplatten und den Zwischenst³tzen festgeklammert.
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In Fig. 10 ist eine solche Bandklammer gezeigt.
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Vorteilhafterweise haben diese Bandklammern eine drehbar am einen
Ende angeordnete Schneckenschraube 68, wõhrend das andere Ende dicht ³bergreifend
und gleitbar auf diesem einen Ende gehalten wird und lediglich die Grange der Schraube
in hierzu parallele, beabstandete Schlitse greifen, sodass bei Drehung der Schraube
das übergreifende Ende-des Bandes 65 in einer von der Steigung der Schraube abhingigen
Maße angezogen wird. Derartige Anordnungen sind derzeit allgemein gebrõuchlich,
besonders für Spannbänder.
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Fig. 11 zeigt eine ähnliche rotierende Einheit (jedoch mit einer
längeren Antriebswelle 16g), die in einem geeigneten
Bohklter 10g
angeordnet ist, wobei zugleich Einzelheiten einer verbesserten Form eines ortsfesten
im Inneren angeordneten Prallkdrpera 54g gezeigt sind.
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Die StUtzringe 64 haben bei dieser Ausf³hrungsform des Rotors einen
Abstand von ungefähr 20, 3-45, 7 cm, je nachdem wie steif und fest der Unterbau
ist, wobei sowohl die St³tzringe als auch der Unterbau so ausgebildet sind, daB
durch Zusammenwirken mit des Sieb letzteres unter dem Saugdruck nicht susammenbrechen
kann. Man kann zu diesem Zweck lediglich Ringe verwenden, falls sie ausreichend
stabil sind, oder man kann die Anordnung won innen mit einem Armkreuz oder dergl.
abst³tzen und an dem Naben befestigen (55k und 551 in Fig. 16 und 18).
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Das Sieb kann aus biegsamem Blech in Form eines Zylinders, der zest
auf den StUtsringen oder vorteilhafterweise auf einem durchbrochenen Halter aus
Streckmetall 28g usw. sitst, gefertigt sein. Die Enden des Siebes kdnnen ein ziemliches
Stock Ubereinander greifen und beispielsweise durch Anlöten befestigt sein oder
durch Bandklammern oder Klammerringe von der Art der Klammer 65 zusammengehalten
werden ; oder man kann Siebsegmente mit starren Rahmen (beispielsweise 120# oder
180°) vorformen und an Ort und Stelle in der Rotortrommel 14 zusammenbauen und befestigen.
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Die Dichtung 32g befindet sich in diesem Falle unterhalb des Siebrotors
und iat von Ublier Ausbildung, wie sie beispielsweise von der Firma Garlock Backing
Co. auf den Harkt gebracht wird.
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Wie oben erklärt, dienen die longs des Weges der Siebflõche laufenden
Sto#flõchen dazu, die Schmutzteilchen weiter in den Raum um das Sieb herum wegzusto#en,
so daß im Bereich unmittelbar an der Siebfläche ein Streifen von halbgeklõrter Fl³ssigkeit
verbleibt. Bei einem Drahtgewebesieb wird diese Funktion von den Seiten der Lõngsdrõhte
ausgeübt. In entsprechender Weise wirken bei einem Sieb aus Lochblech die Rider
oder Kanten um die einzelnen Sieb~ffnungen herum. Jedoch sind am Umfang des Filters
sehr verschiedenartige Anordnungen von Kanten oder VorsprUngen vorhanden, so daß
die Feststoffe in unterschiedlichem Ausma#e nach außen verdrõngt werden und die
Fl³ssigkeit durch das Sieb hereingezogen wird.
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Die Form und Abmessungen dieser Kanten oder Vorsprünge gehören zu
denjenigen Variablen, die so gewählt werden können, da# man die gew³nschte Verdrõngung
bestimmter Teilchen nach außen unter Reinhaltung des Siebes und Beibehaltung des
Fl³ssigkeitsdurchsatzes erhõlt. Weitere solche Variablen sind die Umfangsgeschwindigkeit,
die Kaschenweite, die Bauweise des Siebes, die Grouse und Verteilung der Teilchen,
das Druckgefälle sowie die Strömungsgeschwindigkeit der ankommenden Fl³ssigkeit.
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In Fig. 12 und 13 ist eine kegelstumpff~rmige Drehfiltertrommel mit
unten befindlichen breiteren Ende geseigt.
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Anstatt da# der Kegelstumpf 14d, wie in Fig. 7 und 9 gezeigt, sein
gro#flõchiges Stirnende oben hat, so da8 die weggesehleuderten Teilchen vom Rotor
nach unten sinken, kann man wie in Fig. 12 und 13 gezeigt, den Kegelstumpf umkehren,
so
daß, vorausgesetst daB die Schaufeln 55 gen³gend weit nach rUakwbtc geneigt sind
(z. B. 15° oder mehr inbezug auf die Axialebene), und zwar von oben nach unten,
die FlUssigkeit durch die Schaufeln nach dem Auslaß 30 zu beschleunigt wird.
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Wenn die Stäbe einen niohtstromlinienformigen Querschnitt haben,
erzeugen sie an der Sieboberfläche eine Turbulenz, die dazu beiträgt, die Oberfläche
rein zu halten. Ferner trägt diese Turbulenz dazu bei, daß das Sieb bei Umkehr seiner
Drehrichtung derart, da# die Fl³ssigkeit nach au#en zur³ckgetrieben wird, gewaschen
wird.
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Wie in Fig. 10 und 11, 13-15 und 19-21 gzeigt, kann man auf der Innenseite
des Siebes Prallkörper oder Prallbleche 54 und/oder 55 vorsehen, um die Fl³ssigkeit
nach innen gegen den Auslaß 30 zu treiben und/oder den Umfangsflu# zu unterbinden.
Dadurch vergrößert sich die Wirku des Soges am Sieb 27.
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, Die anfõngliche Erfahrung mit rotierenden Sieben zeigt, da8 manchmal
ein viel geringerer als der erwartete Fl³ssigkeitsdurchsatz erreicht wurde, und
zwar besonders, wenn man den Rotor viel lõnger machte. Eine nõhere Untersuchung
dieser Erscheinung ergab, daB die e Fl³ssigkeit, die zunõchst mehr oder weniger
radial von au#en her in den Siebrotor gelangt, sobald sie sich im Inneren befindet,
vom rotierenden Sieb zolange mitgenommen wird, bis eine fUr dam Wiederaussto#en
hinreichende Zentrifugalkraft entwickelt int. Wie berit erwõhnt, wirkt sich ein
derartiger geringer und ortlich begrenzter Flüssigkeitsrücklauf orteilhaft
auf
das Verfahren aus. Wird jedoch diese Zentrifugalwirkung g so stark, daB sie den
gesamten Fl³ssigkeitsk~rper beeinflußt, so wird dadurch die Strömung gedrosselt
und der beabsichtigte Abtrennvorgang gestört.
-
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Hauptmenge der Flüssigkeit
unmittelbar nach dem Durchtritt durch das rotierende Sieb dessen Einflu# zu zu entziehen
und eine etwa nach dem Durchtritt durch das Sieb einsetzende Umfangsbewegung zu
unterbinden.
-
Man kann auf diese Weise mit Hilfe eines verhältnismäßig geringen
Druckgefälles eine ausreichende Strömung in und durch das Sieb erzeugen. Man sieht
hierfür im Inneren des Siebes Prallkörper 54 und/oder 55 vor, die eine etwa in der
Flüssigkeit sich ausbildende laminarstrdmung stören, eine brtliche Turbulenz erzeugen
und dazu beitragen, die einströmende Flüssigkeit vom Sieb weg und in die NShe der
Achse zu befördern, wo sie nach dem Auslaß abgesaugt wird. Wenn diese Prallkörper
als strdmungsrichtende Leitschaufeln ausgebildet sind, k~nnen sie disse Aufgabe
noch wirkungsvoller erfüllen ; das heißt sie wirken unter Ausnützung der Trägheit
der einströmenden Fl³ssigkeit wie die Schaufeln eines Schraubenschauflers oder einer
Kreiselpumpe, indem sie die Flüssigkeit ablenken und radial nach einwärts drücken
und indem sie in dem Maße, wie sie inbezug auf die Achse geneigt sind, vorteilhafterweise
der Flüssigkeit eine zusätzliche Längsbewegungskomponente in Richtung auf den Saugauslaß
zu erteilen.
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In Fig. 14, 15 und 19 sind zwischen den Stirnplatten der Filtertrommelanordnung
verlaufende Rundstõbe 55j gezeigt.
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Ursprünglich wurden drei derartige Stable an den in Fig. 14
gezeigten
Stellen verwendet. Weitere Versuche zeigten, daß diese Stäbe auch an anderen Stellen
mit gr~#eren oder kleineren radialen Abständen vom Zentrum der Drehfilteranordnung
14j wirksam sind.
-
Verk³rzt man diese Stäbe, so zeigen sie, selbst wenn sie nur noch
als Stummelenden in der Nõhe des Auslasses 30 vorhanden sind, immer noch eine beträchtliche
Wirkung hineichtlich der Erhdhung des Mengendurchsatzes. Entfernt man dagegen diese
inneren Stäbe ganz, so sinken bei im wesentlichen gleichen sonnigen Bedingungen
der Wirkungsgrad und der Durchoatz an gefilterter Fl³ssigkeit betrõchtlich ab.
-
Es wurde festgestellt, da# nicht nur Stäbe, Stangen oder Leitschaufeln
in der genannten Lage zwischen den Stirnplatten, und nicht nur, wenn sie in voller
Lõnge ausgebildet sind, sondern auch kurze Segmente, obgleich in beschränktem Maße,
wirksam sind. Die Stõbe, Stangen oder Schaufeln können parallel zur Drehachse oder
in einem von der Achse oder vom Sieb divergierenden Winkel angeordnet sein. Ferner
können diese Stable usw. symmetrisch zur Aches oder in unregelmäßigen Gruppierungen
angeordnet sein, so wie es jeweils den ³brigen Abmessungsverhõltnissen der Filtertrommel
am besten angepaßt ist derart, daß ein größtmöglicher Flüssigkeitsdurchsatz durch
das Sieb und die gesamte Anordnung erhalten wird.
-
Bei der in Fig. 1 3 gezeigten Ausbildung hat die Fl³ssigkeit beim
Annõhern an das Sieb noch keine nennenswerte Umfangsgeschwindigkeit. Sobald sie
jedoch in das Siebinnere gelangt, und während sie dort in dem engen Raum zwischen
den Schaufeln 55h und der Siebinnenfläche 27h verweilt, nimmt ein Teil der
Flüssigkeit
eine Umfangsgeschwindigkeit an, die ausreicht, sie nach außen zurücklaufen zu lassen,
wodurch die Haschen reingesp³lt werden, wõhrend ein anderer Teil der Fl³ssigkeit
auf die Außenkanten der Prallbleche 55h stSßt und nach einwärts abgelenkt wird,
von wo sie lõngs der Trommelachse naeh dem Auslaß 3Qh fließt.
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Anstelle der in Fig. 13 gezeigten Laufschaufeln 55h kann man mit
Vorteil und geringerem Kostenaufwand auch fente radiale Prallbleche 54 verwenden,
wie beispielsweise in Fig.
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10, 11, 19 und 21 gezeigt die die im Siebinneren nach der Hutte oder
dem Mittelraum, durch den die Fl³ssigkeit zum Ausla# 30 fließt, verlaufen. GleichgUltig
ob man Laufschaufeln 55 oder feststehende Prallbleche 54 verwendet, kann man, vorausgesetzt,
daß die Schaufeln oder Bleche gen³gend nahe an der Siebinnenfläche angebracht sind,
die Drehgeschwindigkeit des Siebes auf denjenigen Wert anheben, der ohne Beeinträchtigung
durch Zentrifugaleffekte die gr~#tm~gliche Siebwirkung ergibt.
-
Die eben beschriebene Wirkung lõ#t sich durch einen Geschwindigkeitsunterschied
zwischen der Flüsaigkeit und den Prallblechen erreichen, und zwar gleichgültig ob
die Bleche sich schneller oder langsamer als die Flüssigkeit bewegen oder ob sie
feet angeordnet sind. Vom konstruktiven Standpunkt aus ist es am einfachsten, die
Bleche im Rotor su befestigen, wie in Fig. 13 gezeigt. Yom betriebsmäßigen Standpunkt
aus ist es dagegen besser, die Bleche ortafest anzuordnen wie in Fig. 11, so daß
wenn die Fl³ssigkeit eine Unfangsbewegung annimmt, der Geschwindigkeitsunterschied
bewirkt, da# sie von den Blechen oder Schaufeln erfaßt und nicht nur gegen die
Achse
abgelenkt wird sondern zugleich auch an Umfangsgeschwindigkeit verliert. Dies ist
in Fig. 10, 11, 19 und 20 veranschaulicht.
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Die Prallbleche 54 haben sich insofern als äuBerst vorteilhaft erwiesen,
als sie die Umdrehung oder Umwälzung der FiltratflUssigkeit als Ganzes verhindern.
Versuche mit verschiedenen Konstruktionen, die eine derartige Umdrehung g der Filtratflüssigkeit
verhindern, haben gezeigt, da# dabei der Wirkungsgrad sich in jedem Falle verbessert,
Die besten Ergebnisse wurden allerdings mit radiale Prallblechen 54 erhalten, die
einen kurzen Abstand von der Innenflõche des Siebes 27 haben und bis zur Achse oder
bis in die Nffie der Achae (beispielsweise zum Pfosten 48g und Kegeln 66g in Fig.11und19-21)reichen.
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Im Zwischenraum zwischen dem Sieb und den Außenrkdern dieser Prallbleche
kann sich der oben erläuterte örtliche R³ckflu# durch dan Sieb ausbilden, während
die Filtratfl³ssigkeit, ehe sie als K~rper oder Ganzes eine Zentrifugalbewegung
annehmen kann, von den Prallblechen erfa#t und gegen die Achee und den AuslaB abgelenkt
wird.
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Für Versuche mit dem Zweck, verschiedene Formen von Prallblechen
hinsichtlich ihrer Wirkung miteinander zu vergleichen, wurde eine Einrichtung ähnlich
der in Fig. 10 und 11 gezeigten verwendet. Der Pfosten 48g ist am Boden des Ausla#rohres
30 verankert und ragt innerhalb der Drehfiltertromel 14g naah oben in ein Lager
70 im Boden der Welle 16g, die ihrerseits in dem an der Oberplatte 20g'befestigten
Dichtungslager 18g gehaltert ist.
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Anfangs war lediglich beabsichtigt, eine etwaige Laminarströmung
aufzubrechen*-um die Verteilung und 5trömung der Filtratflüssigkeit nach dem AuslaB
hin zu erleichtern. Zu diesem Zweck wurde eine Scheibe von 6, 9 cm (2 3/4 Zoll)
Durchmesser auf'dem Pfosten oder der Welle 48g dicht am Boden des AuslaBkanals befestigt.
Auf dieser Scheibe wurden die Prallbleche 54 befestigt. Beispielsweise wurden drei
halbzollige (1, 27 cm Durchmesser) Stabe von 23, 5 cm (9 1/4 2o Lange mit ihren
unteren Enden am Umfang der Scheibe im Abstand von 120 befestigt und mit ihren oberen
Spitzen zusammen gebracht und aneinander. befestigt, wie in Fig. 21A gezeigt. Diese
Anordnung wurde zusammen mit einer Siebtrommel (14) von 30, 5 cm (12 Zoll) Durchmesser
und 15, 2 cm (6 Zoll) H~he mit undurchlässiger Oberplatte und einem mittleren Auslaßlooh
von 8. 6 cm (3 3/8 Zoll) Durchmesser in ihrer Bodenplatte verwendet. Der Ausla#kanal
30g hatte eine Hoche von 8, 6 cm (3 3/8 Zoll), und die Bodenplatte 26g dsr. Siebtrommel
befand sich 15t9 cm (6 Zoll) über dem Boden des AuslaBkanals, so daß die geneigten
Stõbe mit 7, 6 cm (3 Zoll) ihrer Lange über den Ausla# im Zentrum der rotierenden
Trommel vorstanden.
-
Diese sowie anderweitige Anordnungen wurden wie folgt gepr³ft: Tabelle
A Ergeknisse von Str~mungsversuchen mit einem Drehfilter von. 30,5 cm (12 Zoll)
Durchmesser und verschiedenen ortsfesten Prallk~rpernordnungen.
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Art des Prallk~rpers Fig. 21 U. p. K. Saugdruck Liter (Gallons) in
mm pro Min.
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(ZOll) Hg 1: keiner - 300 381 (15") #360 (95) 2: Dreifu#, halbe Trommelh~he,
120# auf 7,6 cm(3 Zoll) Kreis- 300 381(15") #410(103) 3: Dreifu#, volle Trommelh~he,
120# auf 7,6 cm (3 Zoll) Kreis A 300 381(15") #380(100) 4t Radialbleche 120° Abstand,
zur Hälfte im AuslaBkanal, zur Hälfte in der Trommel B 300 381 (15") 570 (150) 5:
Vollõngenstõbe, parallel zur Achse, 120@ Abstand, auf 7,6 cm (3 Zoll) Kreis C 300
381(15") #550-570 (145-150) 6: Vollõngenstõbe, in der Mitte gekreuzt zum Doppeldreifu#,
120# Abstand auf 7,6 cm (3 Zoll) Kreis D 300 381(15") #490(130) 7: Drei halbhche
Platten, 120# Abstand, auf 7,6cm (3Zoll) Kreis - 300 381(15") #730(193) 8: Sechs
Stabe, 60° Abstand, auf 6,2 cm (2 1/2 Zoll) Kreis - 300 381(15") #530(140) 9: Sechs
halbhohe Platten 60# Abstand, auf 7,6cm (3 Zoll) Kreis - 300 381(15") #760(200)
10: Drei Kurzst#be, 11,3cm (4 1/2 Zoll) lang, von der Vollängenwelle herabhängend,
mit Querarmen zum Festlegen der Stõbe auf 6,2cm (2 1/2 Zoll) Kreis E 300 381(15")
#570(150) 11: Wie 10, jedoch Stõbe 15,9cm (6 1/4 Zoll) lang E 300 381(15") #810(214)
13t Umgekehrter Regel (Basis nach oben) auf der Oberseite der Welle mit 6 dreiecki-
F 300 349(13-3/4") #890(236) gen Radialschaufeln mit der verwen-(Basis nach unten)
@ deten Pumpe er-
Weitere Vergleichaversuche zeigten folgende Ergebnisse:
Bei einer mit Ausnahme des Siebgeflechtes innen und auBen freien, d. h. nicht mit
Prallblechen oder Schaufeln ausger³steten Filtertrommel ³berwog die Zentrifugalkraft
bei 280 U.p.M. einen Pumpensaugdruck am Auslaß von 254 mm Hg, so da#$ kein Filtrat
gefordert wurde. Bei Einbau von 6 ortsfesten Prallblechen innerhalb des Drehsiebes,
die von der Mitte bis auf einen Abstand von 28, 6 cm (1 1/8 Zoll) von der Siebinnenfläche
und ³ber die volle Länge der Siebtrommel reichten, konnte im wesentlichen die volle
F~rderleistung der Pumpe (890 Liter = 236 Gallons pro Minute) bei 300 U. p. M. mit
einem Saugdruck vox 349 ma (13 3/4 Zoll) Hg erhalten werden. Mit 13 dertigen Prallblechen
wurden 985 Liter (260 Gallons) pro Minute bei 300 U.p.M. und bei 400 U.p.M. mit
einem Saugdruck von nur 127 mm (5 Zoll) Hg und bei 500 U. p. N. mit einem Saugdruck
von 39 mm(5 1/2 Zoll) erhalten. Bei der letztgenannten Siebtrommel und Klarfl³ssigkeit
war ein Saugdruck von 88 mm (3 1/2 Zoll) Hg erforderlich, um eine F~rderleistung
von 1020 Liter (270 Gallons) pro Minute ohne Siebrotation su erhalten.
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Aus diesen Daten wird ersichtlich, daß die Anordnung mit dem umgekehrten
Kegel und den radiale Prallblechen (wie in Fig. 21, F gezeigt) sehr vorteilhaft
ist, obgleich eine Verhinderung oder Einschrõnkung der Umfangammdrehung den Wirkungsgrad
noch mehr verbessert. Eine interessante eioh aus diesen Versuchen ergebende Tatsache
ist. da# die zusõtzliche Anbringung des umgekehrten Kegele an derOberseiteder Welle,
indem hierdurch ein glatterer Str~mungs³bergang vom radialen Einflu# durch das Sieb
zum axialen Ausflu# lõngs der
Aches geschaffen wird, den Wirkungsgrad
noch wesentlich mehr rhum. Eine noch weitere letzte Verbesserung ergibt sich, wenn
man die Prallbleche radial bis dicht an die Siebfläche verlängert, so da# jedes
Prallblech die Form eines Vierecks mit einer der Seite des Kegels angepaßten Schrajdgseite
hat, wobei die Ubrigen Seiten rechtwinklig und im dichten Abstand von den Seiten
und dem Umfang der Trommel 14 angeordnet sind (Fig. 21, G, und Fig. 11).
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Diese radiale Verlõngerung der Prallbleche hat die Wirkung, daß sich
der f³r Volleistung erforderliche Saugdruck verringert, beispielsweise wie folgt:
Tabelle B F~rderleistung als Ergebnis verlõngerter Radialschaufeln auf stationärem
Prallkörperkegel U. p. M. Saugdruck Liter(GallonsPrallblechtyp mm (Zoll) Hg pro
Min.
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300 381 (15") 360 (95) keines 300 127 (5") 985 (260) 13, verlängert
400 127 (5") 985(260) 13, verlõngert 500 139 (5 1/2") 985(260) 13, verlõngert Full
88(3 1/2") 1020(270) 13, verlõngert.
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~berraschend ist die Feststellung, da# bei stillstehendem Sieb ein
Saugdruok oder Vakuum von 88 mm (3 1/2 Zoll) Hg fUr einen Durchsatz von 1020 Liter
(270 Gallons) pro Minute erforderlich ist, wõhrend fUr einen Durchsatz von 985 Liter
(260 Gallons) pro Minute bei einer erheblichen SiebumdrehungsgeachwiaAigkeit ein
Vakuum von nur 127 am (5 Zoll) benotigt wird.
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Dies zeigt, daß die mit der Siebumdrehung verbundenen Vorgänge sich
in einem Saugdruckuntersohied von nur etwa 39 mm Hg auswirken. Das heißt, durch
die innenseitig angeordneten ortsfesten Strömungsverteiler werden die Drehgeschwindigkeit
und auch der Saugdruck nahzu unabhangig von der Str~mung oder dem Durchsatz gemacht.
Um also Feststoffteilchen von der Außen- 1-umfangsfläohe eines feinmaschingen Siebes
zu verdrängen oder wegzusto#en, kann man die Drehgeschwindigkeiu hinaufsetzen, ohne
dafl man n zugleich den Saugdruck erh~hen oder aber eine Verminderung des Durchsatzes
in Kauf nehmen mu#, wie es bei Nichtvorhandensein geeigneter, innenseitig ortsfest
angeordneter Prallkörper der Fall wäre.
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Es wurde ferner gefunden, daß die Prallbleche verhältnismäßig starken
Torsionsbeanspruohungen ausgesetzt sind, so daß man die Bleche oder sonstigen Prallkörper
star und stabil ausbilden muß.
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Die Anzahl dieser Prallkörper sowie ihr radialer Abstand von der
Siebtrommelachse und von der Siebfläche sowie von der oberen und unteren Stirnplatte
der Siebtrommel können verschieden gewählt werden. Ferner kann man 2 oder 3 oder
noch mehr verschiedene Größen von Prallkorpern, die vom Hauptkegel oder von der
sonstigen Kitte der Strömungsregleranordnung nach außen verlaufen, verwenden.
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Die Prallk~rper oder Bleche m³ssen nicht unbedingt streng radial
von der Mittelwelle nach außen gerichtet sein, sondern sie können gekrümmt und nach
vorn verlängert sein, sodaß sie die Fl³ssigkeit wirkungsvoller abfangen und nach
einwõrts und unten lenken. Die Krümmung der Bleche kann unmittelbar beim
radialen
Ansatz an der Welle 48 oder eret in der Nié des Außenumfanges oder aber irgendwo
zwischen der Welle und dem AuSenrand ansetzen und der Krümmungsgrad kann sich ändern,
besonders in der Vorwärtsrichtung. Durch die Ränder dieser gekrümmten oder gebogenen
Bleche wird die Flüssigkeit aus den dem inneren Trommelumfang benachbarten Bereichen
herausgeschaufelt und naah dem in der Trommelmitte angeordneten Auslaß befördert.
Derartige verschieden stark gekriimmte in der GrUZe oder Form uneinheitliche Bleche
oder Prallkörper , die von einer Welle oder einem Konus nach außen ragen, sind d
beispielsweise in Fig. 13 gezeigt.
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Unter Anwendung dieser Prinzipien auf ein n Drehtrommelfilter von
60, 1cm (24 Zoll) Durchmesser und 30, 5 cm (12 Zoll) Edhe wurde bei einem Saugdruck
von 381 mm Hg und 120 U.p.M. durch radiale Verlängerung der Prallbleche um 5, 1
em (2 Zoll) der Durchsatz von 2950 Liter (780 Gallons) auf 3785 Liter (1000 Gallons)
pro Minute erhöht.
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Die Herabsetsung des erforderlichen Saugdruckes stellt eine bemerkenswerte
Errungenschaft vorliegender Erfindung dar.
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Mit einem Filter von der in Fig. 11 geseigten Art wurden bei einem
Druokgefälle von ungefähr 0, 0175 atm (0, 25 psi), 1130 Liter (300 Gallons) Wasser
pro Minute gefiltert. Bei 0,035 atm (0, 5 pai) betrug die Filterleistung 1890 Liter
(500 Gallons) pro Minute, bei 0, 0875 atm (1, 25 psi) 3785 Liter (1000 Gallons)
pro Minute und bei 0, 15 atm-0, 175 atm (2 1/8- 2 1/2 psi) 5700 Liter (1500 Gallons)
pro Minute.
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Dadurch erniedrigt sich nat³rlich der Leistungabedarf der Pumpe.
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Wie man aus Tabelle B sieht, besteht ein Hauptvorteil der innenseitigen
Prallkörper darin, daß man die Drehgeschwindigkeit der Trommel ³ber einen ziemlich
weiten Bereich verõndern kann, ohne da# dadurch der FlUssigkeitsdurahsatz oder das
statische DruclcgeSElls am Filter ernstlich beeintrdchtigt wird. Dies zeigt an,
daß die auf den Flüssigkeitskörper ausgeübte Zentrifugalkraft keinen entscheidenden
Einflu# mehr hat, d. h. daB durch die weitgehende Aussehaltung dieser Zentrifugalkraft
tatsächlich wesentliche Verbesserungen erreicht werden.
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Eine weitere in der Anordnung nach Fig. 11 vorgesehene Verbesserung
besteht darin, daß die mittlere Auslaßöffnung nah oben bis in den Bereich der Prallkörper
verlingert ist, was in Fig. 11 durch die dreieckigen Ausschnitte 74 veranschaulicht
ist. Dadurch wird erreicht, daß das axial nach dem Ausla# 30g strömende Filtrat
in den Bereichen 74 um die Welle 48g herum in Richtung nach dem AuslaBrohr zu fließen
beginnen kann, ehe es den Rand oder die Einmundung des Rohres erreicht.
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Fig. 20 veranschaulicht schematisch die Anwendung der Ausführungsform
nach Fig. 11 in einem Kraftwäscher oder Sandstrahler. Die schematisch bei 35 angedeutete
Saugpumpe wird von einem Elektromotor 75 über ein Untersetzungsgetriebe 76 angetrieben.
Ein Motor 22 treibt tuber ein Untersetzungsgetriebe 24 das in die Schmutzfltisaigkeit
im Behälter 10 eingetauchte Dreht : filter 14. Indem die Pumpe 35 Uber die Leitung
30 eine Saugwirkung auf die Filtertrommel 14 ausifbt, wird durch dae an der Filterfläche
erzeugte Druckgefõlle Flüssigkeit von außen
aus dem BAhilter 10
durch das Sieb ins Trommelinnere und von dort Uber die Leitung 30 und die Pumpe
35 in die Leitung 80 gesaugt, die KlarflUssigkeit unter Druck an den Kraftwäacher
liefert. Nach dem Gebrauch wird die Fl³ssigkeit zusammen mit dem bei der Waschung
oder sonstigen Behandlung der Bauteile angesammelten Schmutz in den Behälter 10
zur³ckf³hrt, wo sie vor ihrer Wiederverwendung abermals durch das Filter geklart
wird.
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Das Filter 14 mit dem Leitungsansatz 30 und dem Flansch 60 kann durch
ein Loch 61 im Deckel 59 des Behälters 10 eingesetzt und wieder herausgenommen werden.
Auf diese Weise können die genannten Teile ohne Schwierigkeit ausgebaut und ersetzt
werden, wobei durch Anziehen geeigneter Schrauben von außen an den Behõlter 10 und
seinen Deckel 59 der elastische Dichtring an der Mündung 60 zusammengedrückt wird,
so da# die Leitung gegen Verlust an Saugdruck und Eindringen von Schmutzfl³ssigkei
abgedichtet ist.
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Wie in Fig. 11 gezeigt, kana die gesamte Einheit so angelenkt sein,
da# sich die Filtereinheit hochkippen oder hoohschwenken läßt und dann oberhalb
des Behälters untersucht und gewartet werden kann.
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WGhrend die Einheit auegebaut oder entfernt ist, wird die Pumpe 35
stillgelegt und die Leitung 30 oder 80 durch ein Ventil abgesperrt,so da# im wesentlichen
keine Schmutzfl³ssigkeit in die Klarfl³ssigkeitsleitungen gelangen kann.
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Us sel die geringfügige Verschmutzung, die möglicherweise auf dem
Wege der Diffusion oder Verdrõngung vordringen könnte, su vermeiden, kann man einen
Absperrschieber, wie bei 81 in n Fi tr gezeigt, vorsehen.
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Die sich in Form von Schlamm am Boden des Behälters 10 absetzenden
Feststoffe können beispielsweise mit Hilfe von Schabern oder einer endlosen Kette,
die longs des Bodens und über eine ansteigende Rampe, wie z. B. in der USA-Patentschrift
3 01 769 gezeigt, kontinuierlich entfernt werden.
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In Fig. 16 ist das Drehfilter in Horizontallage angeordnet. Der Siebzylinder
ist bei 26k auf dem einen Ende der antreibenden Welle 16k angeordnet und befestigt.
Die Welle 16k läuft in Langsrichtung durch den Siebzylinder, wobei am äußersten
rechten Ende die Armkreuzbefestigung 58 vorgesehen ist und die Welle am einen Ende
im Lager 18k und am anderen Ende im Lager 36k am Armkreuz 58 gelagert ist.
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An ihrem äußeren linken Ende hat die Welle 16k eine Antriebsverbindung
23k. Ganz rechts in Fig. 16 befindet sich der Auslaß nach der Pumpe 35k sowie eine
Dichtung 32k zum Weiterleiten der Fliissigkeit an die Pumpe.
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Statt einer bis zum Lager 36k durchlaufenden Welle kann ein Dichtungslager
vorgesehen sein, in dem das rechte Ende des Siebzylinders befestigt und gelagert
ist. In diesem Falle entfällt eines der Lauflager und die Welle kann kurz nach der
EinfUhrung in den äußersten linken Abschnitt des Siebzylinders abgeschnitten sein.
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Diese gesamte Anordnung mit den Lagern, dem Zylinder und dem Auslaß
zur Pumpe wird in den Behälter 10k vorzugsweise so tief eingetaucht, da# sehr wenig
oder gar keine Turbulenz an der Oberseite auftritt. Oder aber man kann die Anordnung
in der Nähe dea oberen Fl³ssigkeitsspiegels anordnen, sa daß =s mehr Oberflõchenfl³ssigkeit
eingesaugt wird,
jedoch vorteilhafterweise ohne da# dabei Luft
durch den Zylinder gesaugt wird. Die jeweils vorteilhafteste Eintauchtiefe des Siebzylinders
wird durch die Art und Beschaffenheit der Fl³ssigkeit, die gewahlte Maschenweite
des Siebes, den durch die Pumpe entwickelten Saugdruck oder Sog und die Drehgeschwindigkeit
bestimmt.
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Wie bei den fruher erörterten vertikalstehenden Filteranordnungen
k6nnen auch bei dieser Ausf³hrungsform mit liegendem oder horizontal angeordnetem
Filter der Durchmesser des Siebzylinders, die Lange des Zylinders, die Maschengrdße
des Siebes, sowie der Einbau, die Anordnung und die Erstreckung von innenseitigen
Leitschaufeln oder St§ben parallel oder is Winkel zur Hauptachse variiert werden.
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Bei der in Fig. 16 gezeigten AusfUhrungsform sind rotierende Leitbleche
oder Leitschaufeln 55k am rechten Ende und innerhalb der Filtertrommel 14k vorgesehen.
Diese Leitschaufeln können in ihrer Anzahl, in ihrer Gestalt und in ihrer Steigung
jeweils so gewählt werden, daß sich eine gew³nschte Geschwindigkeit der Fl³ssigkeitsverdrõngung
ergibt, derart, daB sie als zusõtzliche Pumpe im Inneren der Filtertrommel den Durchsatz
von Flüssigkeit durch das Filter erhöhen.
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Wie in Fig. 17 gezeigt, wird die Rohfl³ssigkeit in den Behälter von
der Einlaufrinne 29k längs einer zur Siebachse a prallelen Seite und vorteilhafterweise
oberhalb des Schlaamauslasses eingeleitet. Sie gelangt in den Behälter durch ~berlauf
von der Rinne 29k, so da# die Turbulenz in der
Rohflüssigkeit minimal
klein ist und die Sedimentation beginnt, sobald die Fl³ssigkeit in den Behälter
10k eintritt. Die Drehung des Siebes ist oben gegen den EinlaB 29k und auf der an
den Einlaß angrenzenden Seite nach unten gerichtet. Auf diese Weise wird die vom
EinlaB gegen das Sieb strömende Flüssigkeit mit Feststoffteilchen beschossen, die
vom Sieb nach außen gegen den Einla# und nach unten weggeschleudert worden sind,
so daß die von der ankommenden Flüssigkeit mitgeführten Teilchen gegen die Behälterwand
zurück und nach unten gegen den SchlammauslaB getrieben werden. Unterhalb des Siebes
ist die tangentiale Absto#ung vom Schlanmauslaß weggerichtet ; da jedoch zur Eigenträgheit
die Schwerkraft hinzukommt, werden die Teilchen nach unten aus der Reichweite des
Soges im Siebinneren heraus und sodann längs der Schrägseite und dem Boden des Behälters
nach dem Schlammauslaß getragen. Lediglich oberhalb des Siebes haben die Peststoffteilchen
das Bestreben, zum Sieb zurückzuwandern ; jedoch hat zu diesem Zeitpunkt die Flüssigkeit
denjenigen Quadranten erreicht, da der größte Teil der ohne weiteres sedimentierbaren
Feststoffteilchen sich bereits in Richtung auf die Behälterwandung abgesetzt haben.
Diejenigen Teilchen, die auf das Sieb gelangen, werden durch die vom Sieb weggeschleuderten
Teilchen oder durch die sehr rasch umlaufenden Vorspr³nge oder Seitenkanten der
Siebdrõhte usw. erfa#t und angestoßen derart, daß sie andere sich nähernde Teilchen
stoßen oder zurücktreiben, wobei auch anderweitige bisher noch nicht bekannte Vorgänge
eine Rolle spielen.
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Als Hauptvorteile der Erfindung lassen sich die folgenden Gesiohtspunkte
herausstellen: 1.) Die M~glichkeit der kontinuierlichen Abscheidung von Feststoffen
tuber einen weiten Bereich von unterschiedlichen Teilchengr~#en, wobei es sich bei
den auf diese Weise abtrennbaren Feststoffen beispielsweise um Metallspäne, Sand
und anderweitige Gießereimaterialien, Fasern sowie fasrige Abfallstoffe handeln
kann, um nur einige der sehr verschiedenartigen infrage kommenden Stoffe zu nennen,
2.) Die M~glichkeit, gro#e Fl³ssigkeitsmengen und hohe Durchsätze in kompakten Anlagen
ohne Verstopfung zu verarbeiten.
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3.) Die Möglichkeit einer weitreichenden Anpassung an unterschiedliche
Arten von Flüssigkeiten und mitgeführte Feststoffe durch Veränderung der Siebart
und Sieb~ffnungsweite, ~nderung der Umdrehungsgeschwindigkeit, Verwendung von Leitschaufeln
usw..
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4.) Die Möglichkeit, in die Flüssigkeit eingetauchte Drehsiebe vertikal,
horizontal oder im Winkel anzuordnen, so da# die Siebeinrichtung ohne weiteres zusammen
mit dem Gerõt, f daa sie gebraucht wird, in dem hierfür verf³gbaren Raum installiert
werden kann.
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5.) Beibehaltung einer hohen Filterleistung selbst bei starker Schmutzbeladung
und ebenso bei großer Tordu 6.) Geringer Leistungsbedarf und Wirtschaftlichkeit
im Betrieb.
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7.) Äußerst niedrige Wartungskosten, da Außerbetriebsetzungen zwecks
Reinigung verstopfter Siebe vermieden werden und kein Filterpapier oder sonstige
Filterstoffe zu ersetzen sind.
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8.) Einsparungen durch kontinuierliche Klärung und Wiederverwendung
von L~sungen, sodaß keine zusätzlichen Chemikalien f³r das Ersetzen von Lösungen
gekauft werden m³ssen und der Bedarf an Reinwasser sich verringert.
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9.) Die Erhöhung der Durchflu#geschwindigkeit durch Verwendung von
Stõben, Leitblechen usw. in oder auf dem Drehsieb und/oder die Verwendung angeschlossener
Pumpen.
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10.) Die Möglichkeit des Zusammenbaus der Filtereinrichtung mit anderen
Gerõten, beispielsweise einem Kraftwõscher, indem der Filterausstoß unmittelbar
an die Pumpe des betreffenden Gerõtes geliefert und diese Pumpe dazu verwendet wird,
einen Sog an der Filterfläche zu erzeuger t, wobei die Pumpe durch Beschickung mit
filtrierter Fl³ssigkeit geschont wird.
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11.) Die Verwendung der filtrierten Flüssigkeit in Dichtungen unter
einem Druck, der ausreicht, verstopfende oder abreibende Schmutzatoffe fernzuhalten.
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12.) Die Verringerung des Abriebs und der Verstopfung des Siebes durch
BeschuB mit vom Sieb abgesto#enden Teilchen.
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# 13.) ) Die M~glichkeit, das Sieb nach einem Zeitraum verminderten
Durchflusses oder nach einem Stillstand durch Wirkungsumkehr des Siebbetriebes zu
reinigen.
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14.) Die Unanfõlligkeit gegen SchRumungaprobleme, da eine Schaumbildung
im Betrieb nicht auftritt.
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15.) Die Gewährleistung eines ständigen Vollflusses, wodurch ein"Aushungern"von
Pumpen, DUsen und sonatigen Einrichtungen vermieden wird.
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16.) Die Tatsache, daß keine umfänglichen Speicherungs-oder Lagerungsmoglichkeiten
oder Vorratshaltung benötigt werden.
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17.) Die maximale Ausnützung der Schwerkraft fUr die Beforderung des
Sedimentationsvorganges.
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18.) Die Konzentration des Schlamms in der Gegend des Sohlammabzuges.
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Während der Behälter 10 fUr die ungefilterte Fl³ssigkeit im vorstehenden
als einfaches, oben offenes Gefäß gezeigt wurde, . braucht dies nicht notwenig so
zu sein, ur. d für eine Reihe von zu filternden Fl³ssigkeiten, sowie selbstverstEndlich
fUr Gase, muB man ein abgeschlossenes Gefäß verwenden. Verwendet man ein solches
geschlossenes Gefõ#, so kann man zugleich die Fl³ssigkeit oder das Gas in den Behdlter
unter einem solchen Druck einleiten und darin halten, da# sich das erforderliche
OruckgefElle an der Filterflõche von selbst eitellt, sodaS die Saugpumpe 35 entfallen
kann.
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DeriBohteckige Tank 10 in den Ausführungsformen nach Fig. 1, 11 und
20 (der in der Regel verhõltnismõ#ig lang und achmal ausgebildet ist, so da# er
sich longs einer Seitenwand des Kraftwäschers oder sonstigen Gerätea, fUr das die
e Fl³ssigkeit geklõrt werden soll, anordnen oder montieren last) sowie sperrende
Teile wie die Pfeiler oder Pfosten 62g
in Fig. 11 und die unvermittelte
Vertikalwandung in Fig. 17 dienen sämtlich dazu, eine freie Umdrehung oder Umwälzung
des außerhalb des Siebes befindlichen Fl³ssigkeitskorpers um die Siebachse zu verhindern,
und die hohe AusfluBgeschwindigkeit verhindert ebenfalls, daB die FlUssigkeit lediglich
um die Siebtrommel herumgewirbelt wird.
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Die Erfindung läßt sich in vielfacher Hinsicht anders ausgestalten
und abwandeln und ist daher nicht auf die hier beschriebenen und in den Zeichnungen
gezeigten Ausf³hrungsformen beschrõnkt und insbesondere nicht an die einleitend
vorgetragenen Erklärungen und zum Teil noch nicht eindeutig bewiesenen Theorien
bez³glich der Wirkungsweise der Filtereinrichtung gebunden.
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Patentanspr³che: