DE1432766C - Filteranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranordnung zum Ausscheiden von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen unter Anwendung einer in einem Tank rotierenden, mit öffnungen versehenen Trommel.

Bei einer derartigen bekannten Filteranordnung (französische Patentschrift 1207 441) wird das zu reinigende Fluidum (Flüssigkeit oder Gas) der Filtertrommel zugeführt, und die Schmutzteilchen lagern sich,' soweit sie nicht bereits auf Grund ihrer eigenen Schwere nach unten abgeführt werden, auf der Oberfläche der Filtertrommel ab. Das Fluidum selbst durchsetzt die Oberfläche der Filtertrommel und wird innen axial abgeführt. Die auf der Außenfläche der Filtertrommel abgelagerten Schmutzteilchen werden dadurch entfernt, daß die Filtertrommel in Umdrehung versetzt wird.

Ferner ist ein mit einer Trommel arbeitender Staubabscheider (deutsche Patentschrift 849 793) bekannt, bei dem das zu reinigende Gas in der Oberfläche einer rotierenden Trommel vorgesehene Schlitze durchsetzt. Im Inneren der rotierenden Trommel sind mit der Trommel mitrotierende radial verlaufende Trennwände vorgesehen, die eine Vielzahl von voneinander abgeschlossenen Abteilungen innerhalb der Trommel bilden und dazu dienen, Wirbelbildungen im Inneren der Trommel zu vermeiden, also den Strömungswiderstand durch die Filtertrommel herabzusetzen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Filteranordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß durch eine während des Betriebs der Filteranordnung erfolgende ständige Rotation der mit öffnungen versehenen Filtertrommel der Strömungswiderstand durch die Filtertrommel möglichst wenig erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der umlaufenden Trommel nicht mitrotierende Leitkörper angeordnet sind, deren Form so gewählt ist, daß sie innerhalb der Trommel eine rotierende Strömung verhindern und die Flüssigkeit einem Auslaß zuleiten.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine übermäßige in Umfangsrichtung erfolgende Strömung der Flüssigkeit innerhalb der rotierenden Filtertrommel Zentrifugalwirkungen hervorruft, die einen beträchtlichen Teil der Flüssigkeit wieder nach außen drängen können. Bei starkem Auftreten dieser Zentrifugalkräfte, d.h. bei starkem Auftreten von Umfangsströmungen der Flüssigkeit innerhalb der Filtertrommel, wird somit der Strömungswiderstand durch die Trommel auf Grund der Mitrotation der Flüssigkeit in beträchtlichem Maße heraufgesetzt, so daß entweder höhere Pumpleistungen erforderlich sind oder sich ein geringerer Flüssigkeitsdurchsatz durch die Filtertrommel ergibt. Bei der erfindungsgemäßen Filteranordnung wird eine rotierende Strömung im Inneren der Trommel durch die nicht mitrotierenden Leitkörper verhindert, wodurch ein Strömungswiderstand erreicht werden kann, der nicht wesentlich größer ist als der Strömungswiderstand / der ruhenden Trommel. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft dann, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel so hoch gewählt worden ist, daß die Teilchen im wesentlichen dadurch zurückgehalten werden, daß sie bei Annäherung an die Trommel von den Randpartien der Trommelöffnungen getroffen werden und in den die Trommel umgebenden Außenraum zurückgestoßen werden. Bei solchen Betriebsbedingungen können nämlich die Trommelöffnungen im Verhältnis zu der Größe der abzuscheidenden Teilchen relativ groß sein, da es nicht darauf ankommt, daß die Teilchen auf Grund ihrer Größe vor den Trommelöffnungen hängen bleiben, sondern lediglich darauf, daß ein sich einer Trommelöffnung näherndes Teilchen stets von den Randpartien der öffnung getroffen und zurückgestoßen wird. Bei derartigen Betriebsbedingungen wird also einerseits durch die Größe der Trommelöffnungen ein verhältnismäßig geringer Strömungswiderstand erreicht, und andererseits wird einer Erhöhung des Strömungswiderstandes, die auf Grund einer Rotation der / Flüssigkeit innerhalb der schnell rotierenden Trommel auftreten könnte, durch die feststehenden Leitkörper entgegengewirkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Filteranordnung, wobei die nicht mitrotierenden Leitkörper sichtbar sind,

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine Filtertrommel mit einem zentral angeordneten nicht mitrotierenden Leitkörper, und

Fig. 3 mehrere Ausführungsformen nicht 'mitrotierender Leitkörper.

Die in Fig. 1 dargestellte Filteranordnung weist eine Antriebswelle 1 auf, die von einem Motor 2 über ein Getriebe 3 angetrieben wird und in einem Behälter 10 angeordnet ist. Das Sieb 4 ist aus biegsamem Blech in Form eines Zylinders gefertigt, der fest auf Stützringen 5 sowie vorteilhafterweise auf einem durchbrochenen Halter 6 aus Streckmetall sitzt. Die Enden des Siebes können ein ziemliches Stück übereinandergreifen und beispielsweise durch Anlöten befestigt sein oder durch Bandklammern zusammengehalten werden; oder man kann Siebsegmente mit

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starren Rahmen (beispielsweise 120° oder 180°) ver- chende Strömung in und durch das Sieb zu erzeugen,

formen und an Ort und Stelle in der Rotortrommel sind im Inneren des Siebes Leitkörper 16 bzw. 16 a

zusammenbauen und befestigen. vorgesehen (Fig. 1 bis 3), die eine etwa in der

Die Stützringe 5, von denen nur einer gezeigt ist, Flüssigkeit sich ausbildende Laminarströmung stören,

haben einen Abstand voneinander von ungefähr 5 eine örtliche Turbulenz erzeugen und dazu beitragen,

20 bis 45 cm, je nach dem, wie steif und fest der die einströmende Flüssigkeit vom Sieb weg und in die

Unterbau ist, wobei sowohl die Stützringe als auch Nähe der Achse zu befördern, wo sie nach dem Aus-

der Unterbau so ausgebildet sind, daß durch Zu- laß 8 abgesaugt wird. Wenn diese Leitkörper als

sammenwirken mit dem Sieb 4 letzteres unter dem Strömungsrichtende Leitschaufeln ausgebildet sind,

Saugdruck nicht zusammenbrechen kann. An Stelle io können sie diese Aufgabe noch wirkungsvoller er- ι

der Verwendung von Ringen kann man die Anord- füllen; d.h. sie wirken unter Ausnützung der Träg-

nung auch von innen mit einem Armkreuz od. dgl. heit der einströmenden Flüssigkeit wie die Schaufeln

abstützen und an den Naben befestigen. eines Schraubenschauflers oder einer Kreiselpumpe,

Eine Stange 7 ist am Boden des Auslasses 8 ver- indem sie die Flüssigkeit ablenken und radial nach

ankert und ragt innerhalb der Filtertrommel 9 nach 15 einwärts drücken und indem sie in dem Maße, wie sie

oben in ein Lager 11 am unteren Ende der Welle 1, in bezug auf die Achse geneigt sind, vorteilhafter-

die ihrerseits in dem an der Oberplatte 12 befestigten weise der Flüssigkeit eine zusätzliche Längsbewe-

Dichtungslager 13 gehaltert ist. Der Auslaß 8 führt gungskomponente in Richtung auf den Auslaß 8 zu

zu dem Flansch 14 und von dort zu dem weiteren erteilen.

Teil der Auslaßleitung, wobei die Auslaßleitung mit 20 Gemäß Fig. 2 sind zwischen den Stirnplatten 17

Hilfe eines Absperrschiebers 15 gesperrt werden der Filtertrommelanordnung verlaufende Rundstäbe

kann. 18 gezeigt. Ferner sind dort ortsfeste radiale Leit-

An der Sieboberfläche befindliche Stoßflächen körper 16a gezeigt, die im Siebinneren zu dem Mitteldienen dazu, die Schmutzteilchen weiter in den das bereich hin, durch den die Flüssigkeit zum Auslaß 8 Sieb umgebenden Raum wegzustoßen, so daß un- 25 fließt, verlaufen. Bei Verwendung derartiger Leitmittelbar an der Siebfläche ein Bereich halb geklärter körper kann man die Drehgeschwindigkeit des Siebes Flüssigkeit verbleibt. Bei einem Drahtgewebesieb auf denjenigen Wert anheben, der ohne Beeinträchwird diese Funktion von den Seiten der Längsdrähte tigung durch Zentrifugaleffekte die größtmögliche ausgeübt. In entsprechender Weise wirken bei einem Siebwirkung ergibt.

Sieb aus Lochblech die Ränder oder Kanten um die 30 Durch die ortsfeste Anordnung der Leitkörper 16

einzelnen Sieböffnungen herum als Stoßflächen. bzw. 16 α wird in dem Fall, in dem die Flüssigkeit

Jedoch können am Umfang des Filters sehr verschie- zunächst eine Umfangsbewegung ausführt, bewirkt,

denartige Anordnungen von Kanten oder Vorsprün- daß die Flüssigkeit dann von den Leitkörpern erfaßt

gen vorhanden sein, so daß die Feststoffe in unter- und nicht nur gegen die Achse abgelenkt wird, son-

schiedlichem Ausmaße nach außen verdrängt werden 35 dem zugleich auch an Umfangsgeschwindigkeit ver-

und die Flüssigkeit durch das Sieb hereingezogen liert.

wird. Die Leitkörper 16 bzw. J 6 α-haben sich insofern

Die Form und Abmessungen dieser Kanten oder als vorteilhaft erwiesen, als sie die Rotation des größ-

Vorsprünge können so gewählt werden, daß man die ten Teils der Filtratflüssigkeit verhindern. Versuche

gewünschte Verdrängung bestimmter Teilchen nach 40 mit verschiedenen Konstruktionen, die eine derartige

außen unter Reinhaltung des Siebes und Beibehaltung Umdrehung der Filtratflüssigkeit verhindern, haben

des Flüssigkeitsdurchsatzes erhält. Weitere wählbare gezeigt, daß dabei der Wirkungsgrad sich in jedem

bzw. zu beachtende Größen sind die Umfangs- Falle verbessert. Die besten Ergebnisse wurden dabei

geschwindigkeit, die Maschenweite, die Bauweise mit Leitkörpern erhalten, die die Form von radialen

des Siebes, die Größe und Verteilung der Teilchen, 45 Prallblechen 16 hatten, die einen kurzen Abstand von

das Druckgefalle sowie die Strömungsgeschwindigkeit der Innenfläche des Siebes 4 bzw. 4 α hatten und bis

der ankommenden Flüssigkeit. zur Achse oder bis in die Nähe der Achse (beispiels-

Die anfängliche Erfahrung mit rotierenden Sieben weise bis zu der Stange7 in Fig. 1) reichten,

zeigte, daß manchmal ein viel geringerer als der . Im Zwischenraum zwischen dem Sieb und den

erwartete Flüssigkeitsdurchsatz erreicht wurde, und 5° Außenrändern der Leitkörper kann sich ein gewisser

zwar besonders, wenn man den Rotor verhältnis- örtlicher Rückfluß durch das Sieb ausbilden, der im

mäßig lang ausbildete. Eine nähere Untersuchung Sieb hängengebliebene Teilchen herauswaschen kann,

dieser Erscheinung ergab, daß die Flüssigkeit, die während die Filtratflüssigkeit, ehe sie als Ganzes eine

zunächst mehr oder weniger radial von außen her in Zentrifugalbewegung annehmen kann, von den Leit-

den Siebrotor gelangt, sobald sie sich im Inneren 55 körpern erfaßt und gegen die Achse und den Auslaß

befindet, vom rotierenden Sieb solange mitgenommen abgelenkt wird.

wird, bis eine für das Wiederausstoßen der Flüssig- Die Anordnung mit dem umgekehrten Kegel und

keit hinreichende Zentrifugalkraft entwickelt ist. den radialen Prallblechen (wie in Fig. 3F gezeigt)

Diese Zentrifugalwirkung kann so stark werden, daß ist ebenfalls sehr vorteilhaft, obgleich jede Verhin-

sie den gesamten Flüssigkeitsdurchsatz beeinflußt, die 60 derung oder Einschränkung der Umfangsströmung

Strömung drosselt und den beabsichtigten Abtrenn- der Flüssigkeit den Wirkungsgrad verbessert. Eine

Vorgang stört. interessante sich aus Versuchen ergebende Tatsache

Um die Hauptmenge der Flüssigkeit unmittelbar ist, daß die zusätzliche Anbringung des umgekehrten

nach dem Durchtritt durch das rotierende Sieb dessen Kegels an der Oberseite der Welle, wodurch ein

Einfluß zu entziehen und eine etwa nach dem Durch- 65 glatterer Strömungsübergang vom radialen Einfluß

tritt durch das Sieb einsetzende Umfangsbewegung durch das Sieb zum axialen Ausfluß längs der Achse

zu unterbinden und auf diese Weise mit Hilfe eines geschaffen wird, den Wirkungsgrad noch wesentlich

verhältrnsmäßiff (?erin<?en Druckeefäiies eine ansrei- mehr erhöht. Fine weitere Verbesserung erfribt sich.

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wenn man die Prallbleche radial bis dicht an die Mittelkörper der Anordnung nach außen verlaufen,

Siebfiäche verlängert, so daß jedes Prallblech die verwenden. '

Form eines Vierecks mit einer der Seite des Kegels Die Leitkörper oder Bleche müssen nicht unbedingt

angepaßten Schrägseite hat, wobei die übrigen Seiten streng radial von der Mittelwelle nach außen gerich-

rechtwinklig und im dichten Abstand von den Seiten 5 tet sein, sondern sie können gekrümmt und nach vorn

und dem Umfang der Trommel 14 angeordnet sind verlängert sein, so daß sie die Flüssigkeit wirkungs-

(Fig. 3 G und Fig. 1). voller abfangen und nach einwärts und unten lenken.

Diese radiale Verlängerung der Prallbleche hat die Die Krümmung der Bleche kann unmittelbar beim Wirkung, daß sich der für Volleistung erforderliche radialen Ansatz an der Stange 7 oder erst in der Nähe Saugdruck verringert. Um Feststoffteilchen von der io des Außenumfanges oder aber irgendwo zwischen der Außenumfangsfläche eines feinmaschigen Siebes zu Welle und dem Außenrand ansetzen und der Krümverdrängen oder wegzustoßen, kann man die Dreh- mungsgrad kann sich ändern, besonders in der Vorgeschwindigkeit hinaufsetzen, ohne daß man zugleich wärtsrichtung. Durch die Ränder dieser gekrümmten den Saugdruck wesentlich erhöhen oder aber eine oder gebogenen Bleche wird die Flüssigkeit aus den wesentliche Verminderung des Durchsatzes in Kauf 15 dem inneren Trommelumfang benachbarten Bereinehmen muß, wie es bei NichtVorhandensein innen- chen herausgeschaufelt und nach dem in der seitig ortsfest angeordneter Leitkörper der Fall wäre. Trommelmitte angeordneten Auslaß befördert.

Es wurde ferner gefunden, daß die Prallbleche ver- Ein Hauptvorteil der innenseitigen Leitkörper behältnismäßig starken Torsionsbeanspruchungen aus- steht darin, daß man die Drehgeschwindigkeit der gesetzt sind, so daß man die Bleche oder sonstigen 20 Trommel über einen ziemlich weiten Bereich ver-Prallkörper starr und stabil ausbilden muß. ändern kann, ohne daß dadurch der Flüssigkeits-

Die Anzahl dieser Prallkörper sowie ihr radialer durchsatz oder das statische Druckgefälle am Filter ** Abstand von der Siebtrommelachse und von der ernstlich beeinträchtigt wird. Dies zeigt ^n, daß die *

Siebfläche sowie von der oberen und unteren Stirn- auf den Flüssigkeitskörper ausgeübte Zentrifugalkraft

platte der Siebtrommel können verschieden gewählt as keinen entscheidenden Einfluß mehr hat, d.h. daß

werden. Ferner kann man 2 oder 3 oder noch mehr . durch die weitgehende Ausschaltung dieser Zentri-

verschiedene Größen von Prallkörpern, die von dem fugalkraft tatsächlich wesentliche Verbesserungen

Mittelkegel oder von dem sonstigen stationären erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Filteranordnung zum Ausscheiden von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen unter Anwendung einer in einem Tank rotierenden, mit öffnungen versehenen Trommel, dadurch gekennzeichnet, daß in der umlaufenden Trommel nicht mitrotierende Leitkörper (16) angeordnet sind, deren Form so gewählt ist, daß sie innerhalb der Trommel eine rotierende Strömung verhindern und die Flüssigkeit einem Auslaß (8) zuleiten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (16) plattenförmig ausgebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (16) nur in dem oberen Trommelteil angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (16) aus zur Rotationsachse konisch oder winklig gestellten Stäben oder keilförmigen Platten bestehen.