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Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Filter mit einem
Filterelement, das mittels eines ersten Motors durch Weiterbewegen oder Abkratzen
intermittierend zu erneuern oder zu reinigen ist, mit einer von einem zweiten Motor
angetriebenen Filtratpumpe und mit einem Druckwächter in der Filtratkammer, der
den ersten Motor ein- und ausschaltet.
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Bei derartigen Filtern besteht die Schwierigkeit, daß der kurz vor
der Filterkuchenabnahme herrschende hohe Unterdruck in der Filtratkammer das Erneuern
oder Reinigen des Filterelements hemmt.
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Falls ein bandförmiges Filterelement verwendet wird, haftet es durch
die hohe Druckdifferenz zwischen Trübekammer und Filtratkammer fest an seiner Unterlage,
so daß es beim Einschalten der zum Weitertransport vorgesehenen Transporteinrichtung
leicht reißen kann. Falls ein stationäres Filterelement verwendet wird, werden die
auf ihm abgelagerten Schmutzteilchen durch die hohe Druckdifferenz fest zusammen
und gegen das Filterelement gepreßt, so daß die Reinigung durch Abkratzen erschwert
ist.
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Es ergibt sich also die Aufgabe, vor Beginn der Kuchenabnahme die
am Filterelement herrschende Druckdifferenz zu verringern. Beim bekannten Filter
verläßt man sich entweder darauf, daß der Unterdruck in der Filtratkammer durch
die einsetzende Weiterbewegung des Filterelementes selbst genügend weit aufgehoben
wird, um die Weiterbewegung des Bandes in der gewünschten Weise zu erleichtern -
dies kann jedoch die beschriebene Gefahr, daß das Band reißt, nicht beseitigen -,
oder man verwendet ein steuerbares Belüftungsventil in der Saugleitung zwischen
der Pumpe und einer Filtratkammer.
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Die Erfindung geht von der bekannten Aufgabe aus, die Erneuerung
oder die Reinigung des Filterelementes durch Verminderung der am Filterelement bestehenden
Druckdifferenz zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese bekannte Aufgabe bei einer Schaltanordnung
der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß der zweite Motor für die Kreiselpumpe
durch den Druckwächter vor der Inbetriebnahme des ersten Motors ausschaltbar und
nach Stillegung des ersten Motors wieder einschaltbar ist.
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Bei der Schaltanordnung nach der Erfindung sind weder zusätzliche
Bauelemente noch zu ihrer Steuerung dienende zusätzliche Einrichtungen gegenüber
bekannten Schaltanordnungen erforderlich; statt dessen wird zur Erzielung der gewünschten
Wirkung lediglich dem Druckwächter eine zweite Schaltfunktion übertragen. Durch
das Abschalten der Kreiselpumpe und das dadurch hervorgerufene Zurückströmen von
Filtrat in die Filtratkammer wird der hohe Unterdruck darin abgebaut, d. h der absolute
Druck-erhöht und dadurch die Druckdifferenz vermindert, so daß die Erneuerung oder
Reinigung durch Weiterbewegen oder Abkratzen des Filterelementes durchgeführt werden
kann.
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Die Verwendung eines Druckwächters, der beim Erreichen eines bestimmten
Druckwertes eine Pumpe ausschaltet, ist zwar schon bei einem anderen Filter beschrieben
(USA.-Patent 2 867 326), doch handelt es sich dabei um eine Pumpe zum Fördern von
Trübe, und das Abschalten erfolgt zu einem anderen Zweck, nämlich dem, die über
der Filtratkammer liegende Trübekammer leerlaufen zu lassen, damit anschlïeßend
eine aufblasbare Dichtung gelöst und das Filterband weiterbewegt werden kann; für
die Anzeige der vollständigen Entleerung der Trübekam-
mer sind weitere Hilfsmittel
vorgesehen. Eine Einflußnahme auf den in der Filtratkamel: herrschenden Druck ist
bei dieser bekannten Schaltanordnung für ein Filter nicht beabsichtigt.
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Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung näher beschrieben.
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Das in der Zeichnung dargestellte Filter dient beispielsweise dazu,
um bei einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine ein Kühl- oder Schneidöl, das
im Kreislauf geführt wird, zu reinigen. Die Trübe wird über eine Rücklaufleitung
28 in das Filter eingeführt, und das Filtrat verläßt die Filteranlage über eine
Filtratleitung 24.
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Das Filter 20 besteht aus einem rechteckigen Behälter 30 mit einer
Bodenwand 32, Seitenwänden 34 und Stirnwänden 38 und 40. Das Innere des Behälters
30 ist mittels einer geneigten Trennwand 42 in eine Trübekammer 44 und eine Filtratkammer
46 unterteilt. Die Trennwand 42 ist nur abschnittsweise im Inneren des Behälters
30 vorgesehen und hat einen oberen Wandabschnitt47, der auf der Stirnwand 40 aufliegt
und sich zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden des Behälters 30 erstreckt.
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Vorzugsweise ist der Wandabschnitt 47 mit einem oberen abgekanteten
Rand 48 der Stirnwand 40 und den Seitenwänden verschweißt. Das obere Ende des Wandabschnitts
47 steht ebenso wie benachbarte Endabschnitte der Seitenwände über die Stirnwand
40 nach außen vor.
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Innerhalb des Behälters 30 ist in der Nähe der Stirnwand38 eine der
Breite jener Wand entsprechende Führungsbahn vorgesehen, die einen Wandabschnitt
52 aufweist, der vorzugsweise an den gegenüberliegenden Seitenwänden des Behälters
30 verschweißt ist. Der Wandabschnitt 52 erstreckt sich in einem spitzen Winkel
zur Stirnwand 38 abwärts und ist in der Nähe der Bodenwand 32 derart abgerundet,
daß ein im Bereich der Bodenwand 32 horizontal verlaufender Abschnitt 54 entsteht,
der einen aufwärts gebogenen Wandbereich 56 aufweist, der, mit der Trennwand 42
in einer Ebene liegend, einen Teil derselben bildet. In parallelem Abstand zum Wandabschnitt
52 sind Stege 57 mit den gegenüberliegenden Seitenwänden 34 und 36 des Behälters
30 verschweißt, die mit dem Wandabschnitt 52 derart zusammenwirken, daß kanalförmige
Führungen für zwei endlose Ketten 58 entstehen.
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Außerhalb des oberen Endes der Trennwand 42 ist eine Antriebswelle
60 auf Konsolen 62 drehbar gelagert, die mit den Endabschnitten des Behälters 30
verschweißt oder sonstwie befestigt sind. Auf der Welle 60 sind zwei Kettenräder
64 befestigt, die die Ketten 58 antreiben. Am anderen Ende des Behälters 30, nämlich
dem Einlaßbereich der zu filternden Flüssigkeit, ist eine sich quer über den Behälter
30 erstreckende Welle 66 vorgesehen, die an den gegenüberliegenden Seitenwänden
befestigt ist und im Abstand zueinander angeordnete Kettenräder 68 aufweist, über
welche die Ketten 58 geführt sind.
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Zwischen dem Wandabschnitt 47 und dem Wandbereich 56 ist ein Rost
vorgesehen, der sich in Längsrichtung erstreckende, parallele Roststäbe 70 und ähnliche
sich quer erstreckende Roststäbe 72 aufweist. Der Rost erstreckt sich im wesentlichen
bis zu den gegenüberliegenden Seitenwänden des Behälters 30 und ist entlang seinem
unteren Ende auf einem Z-förmigen Querträger 74 abgestützt. Ein weiterer
Querträger34
ist ebenso wie der Querträger 76 mit den Seitenwänden 34 des Behälters 30. verschweißt,
und diese bilden einen Sitz, auf dem der Rost lose abgestützt ist, so daß er-leicht
durch einfaches Abheben aus dem Behälter30 entfernt werden-kann.
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Auf den Roststäben 70. und 72 ist ein Sieb X0 fest angeordnet, welches
im wesentlichen in der Neigungsebene der Trennnwand 42 liegt.
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Die Ketten 58 sind übliche Gliederketten und miteinander durch Querstäbe
82 verbunden. Vorzugsweise sind die Querstäbe 82 an ihren gegenüberliegenden Enden
mit den entsprechenden äußeren Gliedern der Ketten, wie dargestellt, durch Schwer
ßen verbunden. Die Ketten 58 und die Querstäbe 82 bilden ein flüssigkeitsdurchlässiges
Förderband 83, das dazu dient, ein Filterband 84 anzutreiben, das in der die verschmutzte
Flüssigkeit aufnehmenden Trübekammer 44 des Behälters 30 im wesentlichen bis zum
Boden desselben vorgesehen und von dort an der Trennwand 42 aufwärts über das Sieb
80 geführt ist. Das Filterband 84 besteht vorzugsweise aus einem billigen Papierfiltermaterial,
das von einer Rolle 86 .abspulbar ist, die in Konsolen 88, die an den Seitenwänden
des Behälters 30 angebracht sind, drehbar gelagert ist.
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Auf einer Grundplatte 96 der einen Konsole 62 ist ein Elektromotor
98 angeordnet, der über ein Getriebe 100 die Ketten 58 antreibt. Das Getriebe 100
weist eine Welle 102 auf, auf der ein Kettenrad 104 befestigt ist. Auf der bereits
genannten Antriebswelle 60 ist ein gleiches Kettenrad 106 befestigt, welches vom
Kettenrad 104 über eine Kette 108 angetrieben wird.
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Eine Kreiselpumpe 90 bewirkt das Absaugen der filtrierten Flüssigkeit
aus der Filtratkammer 46.
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Wegen der Saugwirkung der Kreiselpumpe entsteht in der Filtratkammer
Unterdruck, so daß die in der Trübekammer 44 befindliche Flüssigkeit durch das Sieb
80 hindurch in die untere Filtratkammer 46 gelangen kann, wobei die in der Flüssigkeit
vorhandenen Feststoffe abgeschieden auf dem Filterband 84 liegenbleiben. Der Einlaß
der Kreiselpumpe 90 ist durch ein Rohr 92 mit der Filtratkammer 46 verbunden, während
der Auslaß der Kreiselpumpe 90 mit der Filtratleitung 24 in Verbindung steht. Ein
zweiter Elektromotor 94 treibt die Kreiselpumpe 90 an.
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Ein Druckwächter 118 steuert den ersten Elektromotor 98, derart,
daß dieser angelassen wird, wenn die Verschmutzung des Filterbandes 84 über dem
Sieb 80 ein Ausmaß erreicht, bei dem die Filtration nicht mehr gewährleistet ist,
was durch ein bestimmtes Vakuum in der Filtratkammer 46 angezeigt wird.
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Der Druckwächter 118 ist schematisch dargestellt und weist einen
als Druckdose dienenden abgedichteten Balg 120 auf, dessen bewegliches Ende eine
Kontaktplatte 122 trägt, die einmal mit festen Kontakten 123 im Stromkreis des ersten
Motors 98 und zum anderen mit festen Kontakten 125 im Stromkreis des zweiten Motors
94 zusammenwirkt. Die Kontakte 125 sind normalerweise durch die bewegliche Kontaktplatte
122 geschlossen, so daß der Motor 94 der Pumpe angetrieben wird. Die Kontakte 123
dagegen sind normalerweise geöffnet, so daß der Motor 98 also stillsteht. Das feste
Ende des Balges 120 ist mit dem Rohr 92 durch ein Rohr 124 verbunden, so daß der
Druckwächter 118 auf änderungen des Drucks innerhalb der Filtratkammer 46 anspricht.
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Die festen Kontakte 125 bleiben durch den- beweglichen Kontakt 122
geschlossen, bis der Druck in der Filtratkammer 46 auf einen vorbestimmten Druck,
auf den der Druckwächter zur Betätigung eingestellt ist, abfällt. Der Druckwächter
118 kann von derjenigen Art sein, die bei einer unteren Druck grenze die Kontakte
123 schließt und-bei einer oberen Druckgrenze die Kontakte 125 öffnet. Der Schalter
kann als Verzögerungsrelais wirken, um den Betrieb des Förderbandes 83 während eines
entsprechenden Intervalls aufrechtzuerhalten.
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Die mit steigendem Unterdruck in. oder Filtratkammer zunehmende Druckdifferenz,
welche sich entwickelt, wenn das Filterband 84 mehr und mehr verstopft, kann so
extrem werden, daß die Bewegung des Filterbandes 84 mit dem Förderband 83 verhindert
wird, insbesondere dann, wenn das in der Filtratkammer 46 vorgesehene Filtrat durch
die Kreiselpumpe 90 völlig entfernt ist bzw. der Filtratspiegel bis unterhalb des
Rohres 92 abgesunken ist. Um dies zu verhindern, ist vorgesehen, daß beim Ansprechen
des Druckwächters 118 der die Kreiselpumpe 90 antreibende Elektromotor 94 stillgesetzt
wird, bevor die Kontakte 123 sich schließen. Sobald die Pumpe nicht mehr angetrieben
wird, strömt ein Teil des Filtrats aus der Filtratleitung 24 durch die Pumpe 90
und durch das Rohr-92 zurück in die Filtratkammer 46.
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Hierdurch wird der Unterdruck in der Filtratkammer 46 beseitigt, so
daß sich die Druckdifferenz am Filterband 84 verringert.
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Wenn sich der Druckwächter 118 verschiebt, schließt die Kontaktplatte
122 die Kontakte 123, um den Elektromotor 98 zu erregen, der dann das Förverband
83 in Pfeilrichtung antreibt, um den verstopften Abschnitt des Filterbandes 84 vom
Sieb 80 zu entfernen und durch einen frischen Filterbandabschnitt zu ersetzen. Wenn
der Filterbandabschnitt erneuert oder gereinigt ist, nimmt der restliche Unterdruck
in der Filtratkammer 46 schnell ab, so daß der Druckwächter 118 wieder die Kontaktplatte
122 zurück in die Stellung verschiebt, in der die Kontakte 125 schließen. Nachdem
dann der Elektromotor 98 für den Antrieb des Förderbandes 93 stillgesetzt ist, beginnt
die Kreiselpumpe 90 erneut zu fördern.
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Der Elektromotor 94 für den Antrieb der Pumpe ist über Leitungen
146 und 148 mit dem Stromnetz verbunden, während der Motor 98 über die Leitungen
152 und 153 mit dem Netz verbunden ist, das einen Hauptschalter 127 aufweist.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Wenn während des Betriebes
der Hauptschalter 127 geschlossen ist, wird der Motor 94 erregt und treibt die Kreiselpumpe
90 an. Die Kreiselpumpe 90 saugt Filtrat aus der Filtratkammer 46 und fördert das
Filtrat über die Filtratzuleitung 24 zum Verbraucher, z. B. einer Werkzeugmaschine,
wo das Filtrat mit Meatallspänen oder anderen Fremdkörpern verunreinigt wird. Die
verunreinigte Flüssigkeit fließt über die Rücklaufleitung 28 in die Trübekammer
44 des Filters 20. Bei fortgesetztem Kreislauf der Flüssigkeit werden die ausfiltrierten
Feststoffe auf der Oberfläche des Filterbandes 84 abgelagert, und zwar insbesondere
über dem Abschnitt, der auf dem Sieb 80 liegt, wobei die Filterleistung abnimmt,
wenn der Unterdruck in der Filtratkammer 46 bei großer Filterkuchendicke auf dem
Sieb ein bestimmtes Maß übersteigt. Dann öffnet der Druckwächter 118 die
Kontakte
122, um zuerst den Motor 94 und damit die Kreiselpumpe 90 stillzusetzen, bevor die
Kontakte 123 geschlossen werden, um den Motor 98 des Förderbandes 83 zu erregen.
Hierbei wird das Förderband 83 in Pfeilrichtung angetrieben, und das Filterband
84 mit den darauf befindlichen Feststoffen gelangt z. B. in einen Abfallbehälter
(nicht gezeigt).
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Gleichzeitig mit dem Antrieb des Förderbandes 83 fließt in der Filtratleitung
24 Flüssigkeit durch die Kreiselpumpe 90 in die Filtratkammer 46 zurück, um den
Unterdruck in jener Kammer zu verringern.
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Nunmehr kann das Filterband 84 mit dem Förderband 83 leicht weiterbewegt
werden. Während sich das Förderband 83 entlang der Trennwand 42 aufwärts bewegt
und das neue Filterband 84 über das Sieb 80 gleitet, setzt bereits ein Filtratanfall
bis zum Druckausgleich in der Filtratkammer ein. Wenn der Druck in der Filtratkammer
46 über einen bestimmten Wert ansteigt, wird der Druckwächter 118 betätigt, um die
Kontakte 123 zu öffnen und die Kontakte 125 zu schließen. Hierdruch wird der Antriebsmotor
98 des Förderbandes 83 stillgesetzt und der Elektromotor 94 für die Kreiselpumpe
90 angelassen, so daß die normale Filtration wieder einsetzen kann. Statt des in
der Zeichnung dargestellten Filterbandes kann auch ein stationäres Filterelement
verwendet werden, das durch Abkratzen des Filterkuchens gereinigt wird. Hierbei
dient die zuvor be-
schriebene Schaltanordnung ebenfalls dazu, um die aus der Filtratkammer
Flüssigkeit saugende Kreiselpumpe stillzusetzen. Wenn dann durch den Rückfluß der
Flüssigkeit aus der -Filtratleitung durch die Pumpe in die Filtratkammer der Druck
in der Filtratkammer- steigt und demzufolge die Druckdifferenz am Filterelement
fällt, wird der vom Filterkuchen der Abkratzbewegung entgegenwirkende Widerstand
verringert. Der Druckwächter betätigt den Motor für den Antrieb der Abkratzvorrichtung
in gleicher Weise wie jener den Motor für das Förder-und Filterband beim dargestellten
Ausführungsbeispiel.