DE1536784C3

DE1536784C3 - Trommeldrehfilter zum Reinigen von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE1536784C3
Application number: DE1536784A
Authority: DE
Inventors: Henry Guy Ringwood Hampshire Bradley (Grossbritannien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-06-07
Filing date: 1967-06-03
Publication date: 1975-04-10
Also published as: DE1536784A1; DE1786549A1; DE1536784B2; US3493112A; GB1184066A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trommeldrehfilter zum Reinigen von Flüssigkeiten, bestehend aus einem geschlossenen, einen Zulauf für die zu reinigende Flüssigkeit aufweisenden Gehäuse, in dem die Filtertrommel, aus deren Inneren eine nach außen führende Filtratableitung vorgesehen ist, drehbar gelagert ist und wobei eine der Außenfläche der Filtertrommel benachbarte, sich über die gesamte Trommellänge erstreckende, zur Außenfläche der Filtertrommel gerichtete Düse zur Ableitung der sich auf der Trommelaußenseite absetzenden ^Schmutzstoffe vorgesehen ist.

Bei einem bekannten Trommeldrehfilter (DT-AS 105 849) ist die Düse über Dichtungselemente mit der Außenfläche der Filtertrommel in Berührung. Diese Dichtungselemente, umfassend einen Schaber und eine Walze, wirken mechanisch auf das Filtermaterial ein, was eine Beanspruchung des Filters mit Verschleiß zur Folge hat.

Bei einer Vorrichtung zur Steigerung der Konzentration von Schwebeteilchen in Flüssigkeiten, wie Zellulosefasern, ist es bekannt, ein Auslaßrohr zur Abführung der hinsichtlich der Schwebeteilchen höher konzentrierten Nutzflüssigkeit abstandsveränderlich zu einer Filtertrommel anzuordnen (US-PS 3 241 676). Hierbei kommt es darauf an, einen möglichst großen Flüssigkeitsdurchsatz im Ausiaßrohr zu erzielen, wobei es auf. eine Reinigung der Filtertrommel von Schwebeteilchen

ίο nicht ankommt. Demgegenüber ist es beim Reinigen von Filtertrommeln mittels einer Düse erwünscht, die dabei abgeführte Flüssigkeitsmenge gering zu halten, weil sie von der zu reinigenden Flüssigkeit abgezweigt wird und somit ohne weitere Nutzung der Gesamtmenge der Flüssigkeit verlorengeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wirksamen Trommeldrehfilter zum Reinigen von Flüssigkeiten der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die Verkrustungen von Schmutzstoffen auf der Filtertrommel schnell und gründlich entfernt werden und bei dem durch die Düse kein Verschleiß des Filters hervorgerufen wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Filtratableitung ein den Trommelinnendruck bestimmendes Ventil angeordnet ist, welches durch den im Gehäuse wirksamen Druck schaltbar ist, die Düse an einer den Abstand zwischen Düsenöffnung und Trommelaußenfläche veränderbaren Verstelleinrichtung gehaltert ist und das Gehäuse in seinem unterseitigen Schmutzsammeiteil mit einem zur Abführung des Schmutzes dienenden Verschlußglied versehen ist, welches zur Steuerung des Gehäuseinnendrucks als ein betätigbares Überdruckventil ausgebildet ist.

Hierdurch ergibt sich eine vielfache Variation im Ablauf des Reinigungsprozesses, was durch die Steuerung der Ventile und Veränderung des Abstands zwischen Trommel und Düse erzielt wird. Ohne bauliche Veränderungen lassen sich die Schmutzteilchen entweder durch einen Ausschwemmeffekt infolge einer tangentialen Strömung an der Düse bezüglich der Trommel ablösen oder aber, durch einen Rückflußeffekt, infolge radialer Strömung bezüglich der Filtertrommel abheben. Durch geeignete Steuerung sind sämtliche Übergänge zwischen diesen Reinigungsarten leicht erzielbar. In diesem Rahmen kommt dem Verschlußglied, welches zur Abführung des Schmutzes normalerweise dient, noch eine besondere Funktion zu, indem es als ein betätigbares Überdruckventil während des Reinigungsprozesses verwendet wird. Seine Wirksamkeit stellt sich wie folgt dar:

Sofern beim Reinigungsvorgang der Trommelfläche sich dennoch eine zunehmende Verschmutzung der Filterfläche ergeben sollte, steigt der Druck im Gehäuse der Vorrichtung an. Bei einem bestimmten Druckwert schließt das oben erwähnte Ventil die Filtratableitung ab, wodurch auch der Druck im Inneren der Trommel ansteigen würde. Weil aber im Gehäuse ein noch höherer Druck herrscht, wird ein erwünschtes Abheben des Filterkuchens im Bereich des Düsenspaltes selbst dann nicht erfolgen, wenn die Düse dicht an den Belag der Filtertrommel anliegt. Das Abheben des Filterkuchens wird durch den im Gehäuse herrschenden höheren Druck verhindert. Diese Schwierigkeit löst nun das Verschlußglied. Sofern der Gehäusedruck bei g'eschlossenem Ventil in der Filtratableitung weiter anwächst, wird nun bei einem bestimmten, einstellbaren Maximaldruck das als Überdruckventil ausgebildete Verschlußglied kurzzeitig geöffnet, wodurch der Druck im Ge-

häuseinneren sich plötzlich erniedrigt. Als Folge dieser Maßnahme ergibt sich gegenüber dem Druck im Bereich der Düse ein wesentlich höherer Trommelinnendnjck, was zur Folge hat, daß an dieser Stelle der Filterkuchen von der Trommel abgeblasen wird. Durch diesen frei werdenden Bereich auf der Filteroberfläche kann sich nun der im Behälterinneren herrschende Druck abbauen. Nachdem nun eine Bresche in den Filterkuchen geschlagen worden ist, reicht dies voll aus, um schließlich den gesamten Filterkuchen bei der nachfolgenden Umdrehung der Filtertrommel durch die Düse schließlich ganz abzuheben. Damit ist es.möglich, selbst in diesen bisher unlösbaren Fällen eine einwandfreie Säuberung der Filtertrommel zu erzielen. Damit ist ein ununterbrochener fortlaufender Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung sichergestellt.

Die Wirksamkeit der Filterung wird erhöht, wenn man auch in die Ableitung für den Schmutz eine mit dem Ventil zusammenwirkende Drossel schaltet, weil damit eine weite Vibration der Reinigungsvorgänge erzielbar ist.

Zweckmäßigerweise wird der Schmutzflüssigkeitszulauf über eine verbreiterte Ausmündung besorgt, welche tangential zur Filtertrommel in das Gehäuse eintritt und zweckmäßigerweise der Drehung der Trommel entgegengerichtet ist. Hierdurch erhält man bereits während des Schmutzflüssigkeitszulaufs eine kontinuierliche Ablösung eines an der Filtertrommel sich absetzenden Filterkuchens.

Die oben erwähnte Verstelleinrichtung für den Abstand zwischen der Düsenöffnung und der Trommelaußenfläche läßt sich am einfachsten und wirkungsvollsten durch in Anstellrichtung der Düse gegen die Trommel wirksame Federn erzielen, die mit einem entgegen der Anstellrichtung der Düse wirkenden Antrieb zusammenwirken. Dabei empfiehlt es sich, aus Gründen besserer Wirksamkeit und Handhabung, die Düse in einer Horizontalebene zur Trommel anzuordnen.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 einen axialen Längsschnitt durch die Vorrichtung von Fi g. 1,

F i g. 3 eine Schnittansicht durch die Düse längs der Schnittlinie HI-III von F i g. 2.

Das Trommeldrehfilter F zum Reinigen von Flüssigkeiten umfaßt eine Filtertrommel 1 mit geschlossenen Stirnwänden 2. Die zur Filterung dienenden Öffnungen sind in der Zylindermantelfläche vorgesehen, welche ein starres Gestell aus axialen Trägern 3 und umfangsmäßig verlaufenden Bändern 4 besitzt. Dieses Gestell ist mit einem verhältnismäßig grobmaschigem Material 6, z. B. einer Drahtmatte, abgedeckt, welche eine Anlagefläche für ein eigentliches Filtermedium 7 bildet, das umfangsmäßig darübergewickelt und an seinen stirnseitigen Rändern abgedichtet ist. Die zu reinigende Flüssigkeit kann nur durch das Filtermedium 7 hindurch in den Trommelinnenraum gelangen.

Die Filtertrommel 1 ist auf einer Welle 8 angebracht, welche an ihren Enden jeweils in Lagern vor der Stirnwand der Trommel aufgenommen ist.

Das eine Ende der Welle trägt ein Antriebskettenrad 9, welches mit einem Motor 10 verbunden ist. Das gegenüberliegende Ende der Welle ist in ein Lager 11 eingesetzt, welches von Innenstegen 12 eines Auslaßrohres 13 getragen wird. Dem Auslaßrohr 13 ist ein in das Trommelinnere hineinragender Auslaßstutzen 14 vorgeschaltet, welcher die Welle 8 koaxial umgibt. Der Auslaßstutzen 14 ist drehbar in dem Auslaßrohr 13 aufgenommen. Dichtungsmittel, wie ein mit Lippen ausgebildeter Gummiring 15, verhindert ein Eindringen der Schmutzflüssigkeit von der Außenseite der Trommel in das im Trommelinneren befindliche gereinigte Filtrat.

An der Filtertrommel 1 befindet sich eine Düse 16, welche mit ihrer Länge die gesamte Breite der Filtertrommel 1 überspannt. Der Düsenaustritt verläuft paralle! zu einer Mantellinie der Zylinderfläche der Trommel 1 in veränderbarem Abstand zur Trommeloberfläche. Die Filtertrommel 1 und die Düse 16 befinden sich in einem druckfesten Gehäuse 17, welches aus zwei zusammengesetzten Hälften besteht, die, wie F i g. 1 zeigt, bei 18 nach Art eines Scharniers schwenkbar miteinander verbunden sind. Die beiden Gehäusehälften sind durch Klemmeinrichtungen 19 fest verschlossen. Im unteren Teil des Gehäuses 17 befindet sich ein Einlaß 20 für die zu reinigende Schmutzflüssigkeit, wobei der Einlaß 20 in eine sich verbreiternde Ausmündung 21 zur Verteilung der Flüssigkeit übergeht.

Die Düse 16 ist mit Führungen 22 versehen, über welche die Düse in einer radialen Ebene zur Trommel im Abstand einstellbar ist. Das Ausmaß der Verstellung

as wird durch feste Anschläge 23 begrenzt. An den Führungen 22 sind auch Federn 24 vorgesehen, welche die Düse 16 gegen die Tromtnel 1 vorbelasten. Außerdem sind für die Bewegung der Düse nicht näher gezeigte Antriebsmittel vorgesehen, um die Düse von der Trommel 1 wegzubewegen. Eine mit der Düse 16'verbundene Düsenableitung 25 ist über Dichtungen 26 mit dem Gehäuse 17 verbunden und führt zu einer Saugpumpe S. Die in Anstellrichtung der Düse wirkenden Antriebsmittel der Stelleinrichtung können einen Gelenkmechanismus umfassen, der an einen Primärantrieb geeigneter Art angeschlossen ist, wie z. B. an einen pneumatischen oder hydraulischen Kolben-Zylinder-Aritrieb, einen Elektromotor oder einen Elektromagneten.'Die Auswahl der Antriebsmittel hängt vom Einsatzfäll der Vorrichtung ab. An Stelle oder zusätzlich zu den in Anstellrichtung der Düse wirkenden Federn 24 können auch Antriebsmittel vorgesehen sein, um die Düse 16 selbsttätig in Richtung auf die Trommel 1 zu bewegen^ Diese Anstellbewegung kann in Abhängigkeit vom Druckanstieg auf Seiten der Schmutzflüssigkeit ge-' steuert werden. Statt dessen könnte man aber auch über ein feststehendes Steuerprogramm eine zeitlich periodische Bewegung der Düse 16 erteilen. Schließlich wäre aber auch eine Steuerung durch Handbetätigung möglich, die sowohl als eine Fernsteuerung als auch eine unmittelbare Betätigung ausgebildet sein kann.

Ausweislich der F i g. 3 besteht die Düse 16 aus einstellbaren Lippen 27 zur Bestimmung des Düsenspalts, wobei Lippen 27 aus Metall, Kunststoff, synthetischem Gummi oder anderem geeigneten Material bestehen.

Der untere Teil 28 des druckdichten Gehäuses 17 ist konisch gestaltet und dient als Schmutzsammeiteil. Hier sammeln sich diejenigen Schmutzstoffe, welche nicht auf der Oberfläche der Filtertrommel 1 sich absetzen und durch die Düse 16 entfernt werden. Im schmalen konischen Bereich des Schmutzsammeiteils 28 setzen sich die Schmutzteilchen auf Grund ihres Gewichtes ab. Am unteren Ende des konischen Bereichs befindet sich ein kraftbetätigbares Verschlußglied 29.

Durch ein öffnen des Verschlußgliedes 29 wird der abgesetzte Schmutzstoff zusammen mit einem verhältnismäßig kleinen Flüssigkeitsvolumen aus dem Gehäuse abgeführt. Dieses Verschlußglied 29 arbeitet auch als

ein betätigbares Überdruckventil. Normalerweise wird es automatisch in bestimmten zeitlichen Abständen betätigt. Die Arbeitsweise des Trommeldrehfilters läuft wie folgt ab:

Die Schmutzflüssigkeit wird durch den Einlaß 20 und den verbreiterten Verteiler 21 in das Gehäuse 17 gepumpt und strömt in tangentialer Bahn zur Filtertrommel 1. Die Trommel wird entgegengesetzt zur Eintrittsrichtung dieser Schmutzflüssigkeit gedreht. Die Schmutzflüssigkeit dringt durch das Filtermedium 7 auf der Mantelfläche der Trommel hindurch und verläßt das Trommelinnere durch das Auslaßrohr 13. Feste Schmutzstoffe werden von dem Filtermaterial der Trommel zurückgehalten, so daß gereinigte Flüssigkeit ins Trommelinnere gelangt. Feine Partikeln werden auf der Trommeloberfläche festgehalten, während grobe Partikeln abfallen oder vom einströmenden Schmutzwasser abgewaschen werden, zum Schmutzsammeiteil 28 des Gehäuses 17 abfallen und sich dort ansammeln. Von hier werden sie, wie bereits erwähnt wurde, durch Betätigen des Verschlußgliedes 29 entfernt. Beide Arten von Partikeln werden von der Trommeloberfläche, wie nachfolgend beschrieben wird, durch Abziehen, Rückspulen oder eine Kombination beider Arbeitsweisen von der Düse 16 entfernt.

Bei einer alternativen Ausführung des Trommeldrehfilters kann die Düse 16 in einer Horizontalebene zur Trommel 1 angeordnet sein. Im Scheitelpunkt des Gehäuses, wo in der Ausführung der F i g. 1 und 2 die Düse 16 vorgesehen ist, befindet sich bei dieser Alternative lediglich ein nicht näher gezeigtes Entlüftungsrohr.

Es gibt drei Betriebsarten zur Regenerierung des Filtermediums 7 der Trommel, die sich wie folgt erläutern, lassen:

Die Filtertrommel 1 wird kontinuierlich gedreht. Das Auslaßventil 30 in der Ableitung 31 wird teilweise geschlossen. Nunmehr können die Drücke in dem Filter derart eingestellt werden, daß im Gehäuse 17 der höchste Druck herrscht, der Druck in der Düse 16 am niedrigsten ist und der im Trommelinneren 1 herrschende Druck zwischen diesen beiden Werten liegt. Ein Teil des Flüssigkeitsstroms geht hier um die Lippen 27 der Düse 16 herum in die Düse hinein, und ein anderer Teil der abzusaugenden Flüssigkeit durchströmt das Filtermedium 7 rückwärts und gelangt in die Düse 16 hinein. Diese Reinigungsart läßt sich als kontinuierliche Rückspülung bezeichnen.

Eine andere Reinigungsart besteht darin, die Trommel 1 kontinuierlich zu drehen, aber das Auslaßventil 30 normalerweise weit geöffnet zu halten. Hier folgt die Reinigung während des Filtervorgangs selbst. Sollte sich das Filtermedium 7 verstopfen und der Druck im Gehäuse 17 ansteigen, so schließt das Auslaßventil 30

ίο vollständig, wodurch die Drücke im Gehäuse 17 und im Trommelinneren 1 ansteigen. Bei einem bestimmten einstellbaren Maximaldruck wird das als Überdruckventil ausgebildete Verschlußglied 29 kurzzeitig geöffnet, wodurch sich der Druck im Gehäuse kurzzeitig erniedrigt und somit eine Ablösung des Filterkuchens im Bereich der Düse ermöglicht wird.

Sofern die Verschmutzung mengenmäßig gering anfällt und verhältnismäßig porös ist, kann die Trommel 1 auch still stehen und braucht nicht ständig drehange-

ao trieben werden. In diesem Fall läßt man eine Schmutzablagerung auf der Trommel zu. Hierbei wird das Auslaßventil 30 weit geöffnet, aber eine Drossel 32 in der Düsenableitung 25 geschlossen, so daß zunächst keine Flüssigkeit in die Düse einströmen kann. Wenn eine Reinigung des Filtermediums 7 erforderlich ist, wird das Auslaßventil 30 geschlossen und die Drossel 32 hinter der Düse geöffnet sowie der Antriebsmotor 10 der Trommel 1 eingeschaltet. Jetzt findet eine Säuberung durch Rückspülung während üblicherweise einer einzigen Umdrehung der Trommel statt. Bedarfsweise kann die Trommel auch mehrere Umdrehungen ausführen. Danach wird das Auslaßventil 30 geöffnet und die Drossel 32 geschlossen sowie der Antriebsmotor 10 wieder abgeschaltet.

Das Trommeldrehfilter F kann natürlich auch in der Art eingesetzt werden, daß die schmutzmäßig konzentrierte Abführflüssigkeit der Düse wiederum gefiltert wird mittels einer geeigneten Vorrichtung, wobei eine vollständige Abscheidung der Feststoffteile aus der Flüssigkeit erfolgt. Diese zusätzliche Einrichtung braucht aber nur 0,2% der gesamten Durchflußmenge zu behandeln, weshalb sie wesentlich wirkungsvoller eingesetzt werden kann. Der überwiegende Teil der Flüssigkeit ist nämlich durch das erfindungsgemäße Trommeldrehfilter Fbereits gereinigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trommeldrehfilter zum Reinigen von Flüssigkeiten, bestehend aus einem geschlossenen, einen Zulauf für die zu reinigende Flüssigkeit aufweisenden Gehäuse, in dem die Filtertrommel, aus deren Inneren eine nach außen führende Filtratableitung vorgesehen ist, drehbar gelagert ist und wobei eine der Außenfläche der Filtertrommel benachbarte, sich über die gesamte Trommellänge erstreckende, zur Außenfläche der Filtertrommel gerichtete Düse zur Ableitung der sich auf der Trommelaußenseite absetzenden Schmutzstoffe vorgesehen ist, d a durch gekennzeichnet, daß in der Filtratableitung (31) ein den Trommelinnendruck bestimmendes Ventil (30) angeordnet ist, welches durch den im Gehäuse (17) wirksamen Druck schaltbar ist, die Düse (16) an einer den Abstand zwischen Düsenöl'fnung und Trommelaußenfläche veränderbaren Verstelleinrichtung (22, 23, 24) gehalten ist und das Gehäuse (17) in seinem unterseitigen Schmutzsammeiteil (28) mit einem zur Abführung des Schmutzes dienenden Verschlußglied (29) versehen ist, welches zur Steuerung des Gehäuseinnendrucks als ein betätigbares Überdruckventil ausgebildet ist.

2. Trommeldrehfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ableitung (25) für den Schmutz eine mit dem Ventil (30) zusammenwirkende Drossel (32) geschaltet ist.

3. Trommeldrehfilter nach den Ansprüchen 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutzflüssigkeitszulauf über eine verbreiterte Ausmündung (21) tangential zur Filtertrommel (1) in das Gehäuse (17) eintritt und der Drehung der Trommel (1) entgegengerichtet ist.

4. Trommeldrehfilter nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (22, 23, 24) in Anstellrichtung der Düse (16) gegen die Trommel (1) wirksame Federn (24) sowie einen entgegen der Anstellrichtung der Düse (16) wirkenden Antrieb aufweist.

5. Trommeldrehfilter nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (16) in einer Horizontalebene zur Trommel (1) angeordnet ist.