DE2004140A1

DE2004140A1 - Filtriereinrichtung

Info

Publication number: DE2004140A1
Application number: DE19702004140
Authority: DE
Inventors: Worlidge Ronald Frederick
Original assignee: WORLIDGE RONALD FREDERICK
Current assignee: WORLIDGE RONALD FREDERICK
Priority date: 1969-01-30
Filing date: 1970-01-30
Publication date: 1970-08-06
Also published as: FR2029699A1; US3599795A; JPS5036064B1; GB1247236A

Description

Ronald Frederick Worlidge, "High Ridge", 9 DurIston Road, Parkstone, Poole, Dorset (England)

Filtriereinrichtung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Filtriereinrichtungen, die einen Behälter zur Aufnahme von Feststoffe enthaltender Flüssigkeit aufweisen und dazu dienen, die Feststoffe von den Flüssigkeiten zu trennen.

Die erfindungsgemäße Filtriereinrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme von Feststoffe enthaltender Flüssigkeit zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß im unteren Bereich des Behälters Ablauföffnungen vorgesehen sind, durch die die Flüssigkeit und kleinere Feststoffteile unter Schwerkrafteinfluß filtriert werden und daß ein Endlosförderer innerhalb des Behälters angeordnet 1st, der eine Vielzahl von mit Abstand voneinander stehenden Kratzmessern o. dgl. trägt, die die nicht ausgefilterten Feststoffe im unteren Behälterbereich erfassen und in einen oberen Bereich zu einer Auswurfstelle fördern.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht aus

009832/ 171 δ

200AH0

einer Einrichtung, die die Feststoffe innerhalb der Flüssigkeit erfaßt und zu einer Sammelstelle fördert, während gleichzeitig die Flüssigkeit in einen Sammeltank c. dgl. ablaufen kann. Diese Einrichtung ist insbesondere zum Trennen von metallischen Feststoffen, wie zum Beispiel Metallspänen, gedacht, die sich in der das Kühlmittel bei Werkzeugmaschinen bildenden Flüssigkeit befinden; die Einrichtung soll also alle groben Fremdstoffe in der Flüssigkeit erfassen und gleichzeitig die Flüssigkeit mit feineren Feststoffen in den Tank gelangen lassen, aus dem die Flüssigkeit mit den feineren Schwebestoffen abgepumpt oder durch ein zusätzliches Filter gegeben wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Zeichnungen aezeiaten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine teilgeschnittene Seitenansicht der Filtriereinrichtunq;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Einrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen schematisierten Querschnitt durch die Einrichtung; und

Fig. A eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Teils des Endlos-Förderers in vergrößertem Maßstab.

Im FiItriersystem von Kühlmitteln für Werkzeugmaschinen lallen regelmäßig größere Mengen von Schleifstaub, Metal lspänen ο. dgl. mit verhältnismäßig qroßen Abmessungen an, die aur- dem Kühlmittel entfernt werden sollten, und zwar vorzugsweise zu einer Zeit, bevor das Kühlmittel den Kühlmitteltank erreicht, da es sehr viel schwie riger ist, Metallspäne o. dgl. innerhalb des Tanks zu

009»32/171B ^β

200AU0

entfernen. Diese Schwierigkeit hat ihre Ursache darin, daß man den Metall spänen o. dgl. eine verhältnismäßig lancie Zeit geben muß, bis sie sich auf dem Boden des Tankes abgesetzt haben, und erst dort kennten sie mit einer Fördervorrichtung entfernt werden. Dieser erhebliche Zeitverlust erfordert wiederum, daß verhältnismäßig große Tanks für das Kühlmittel benötigt wurden.

im Gegensatz dazu wird durch die erfindungsgemäße Filtriereinrichtung erreicht, daß die größeren Metallspäne o. dgl. zu einer Zeit festgehalten und abgefordert werden, zu der das Kühlmittel noch nicht in den Tank gelanat ist. Zu diesem Zweck besitzt die erfindungsgemäße Einrichtung ein Gehäuse 1, das an seinem υπ* eren End*^j etwa halbkreisförmig ausgebildet ist und dort einen Racius von beispielsweise einem Meter besitzt. Von diesem unteren halbkreisförmigen Bereich des Gehäuses verläuft eine Rampe 7 unter einem Winkel von etwa 45^f nach oben. Dar andere Ende des halbkreisförmigen Bereiches verläuft iris etwe z;< einer Horizontale! ene, die den Mittelpunk* des Hair kreises durchsetzt. Zum Abschließen der Seiter. (Ige Gehäuses r-ind Wände 3 vorgesehen, die im Bereich der Rampe 2 einen Trog 4 bilden, der eine lichte Tiefe vor. etwa 3l cm besitzt.

Der getarnte gekrümmte, das heißt halbkreisförmige untere bereich des Gehäuses 1 und die Basis der 45°-Rampe 2 kann von einem Lochblech 5 gebildet cein, bei dem die Größe cU-r Lc chunnen so gewählt ist, daß größere Feststoffe z-jrückoohalten werden, während die feineren Schwebeteilchen i'.rwie die Flüssigkeit hindurchgelangen kennen. Vorzuasweii.e wird die Einrichtung oberhalb des nicht Qezeigten Sarnmoltanks montiert, der die feineren Feststoffe bzw. i>rhwebpteilchen und die Flüssigkeit aufnimmt. Dic L« chplnt+o ^c· i.at in dem bevorzugten Autführungsbeispiel

009832/1715

BAD ORIGINAL

20(HUO

eine Breite von etwa 450 mm, und entsprechend ist der Abstand zwischen den Seitenwänden 3.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein Endlosförderer angeordnet, der zwei schwere Rollenketten 6 aufweist, die jeweils in Führungen 7 gehalten sind, wobei jeweils eine führung an jeder Seite des Gehäuses vorgesehen ist. Die Führung hat eine solche Form und Lage, daß die Rollenkette parallel zur perforierten Wand des Gehäuses 1 sowie innerhalb dieses Gehäuses verläuft, und es ist eine Führung für den Rücklauf der Kette vorgesehen, damit diese nach dem Durchlaufen des unteren Bereichs und der 45 Rampe 2 wieder zum unteren Bereich zurückkommt. Jede Führung 7 weist einen Winkel 8 auf, der (gemäß Fig. 3) an der zugeordneten Seitenwand 3 befestigt ist und einen horizontal verlaufenden Schenkel 9 besitzt, der die Rollenkette 6 führt.

Die beiden Rollenketten 6 werden gleichzeitig von einer Cuerwelle und einer Antriebseinheit 10 bewegt, die am oberen Ende der Rampe 2 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 10 besitzt einen Elektromotor 11, der ein Kettenrad 13 über ein Reduktionsgetriebe 12 antreibt. Das Kettenrad 13 wiederum treibt über eine Kette 14 ein weiteres Kettenrad 15 an, das auf der Außenseite des Gehäuses - vorzugsweise abgedeckt (gemäß Fig. 2) - angeordnet ist. Das Kettenrad 15 treibt eine Querwelle 17 an, die im Gehäuse 1 drehbar gelagert ist und zwei Kettenräder 16 träqt, von denen jedes eine der Rollenketten 6 antreibt, die um jeweils eines dieser Kettenräder herumgelegt ist. Die Antriebseinheit 10 ist auf einem Tisch 18 angeordnet, der seinerseits von einem auf dem Boden 20 stehenden Rahmen 19 getragen wird.

Die beiden Rollenketten 6 sind durch eine Vielzahl von Kratztnessern 21 o. «3g 1. verbunden, die so angeordnet sind,

009832/1715

SAD ORIGINAL

2004H0

daß sie ürer-die perforierte Wand des Gehäuses 1 hinwegwischen, während die Kette sich bewegt, wodurch die am Beden des Gehäuses 1 und in der darüberstehenden Flüssigkeit befindlichen Feststoffe mitgenommen und die Rampe 2 hinaufgefördert werden, von wo sie in einen nicht dargestellten Sammelbehälter fallen, der unter einer Auswurfstelle 2a am oberen Ende der Rampe 2 steht. Die Kratzmesser 21 o. dgl. sind vorzugsweise gelenkig an den Ketten 6 aufgehängt und durch eine Feder so vorgespannt, daß für den Fall, in dem die Kratzkanten der Messer gegen einen sich in den Lochblechen festgesetzten Metallspan o. dgl. stoßen, ein Abschwenken der Kratzmesser entgegen ' m der Förderrichtung in die Klappstellung 21a (Fig. 4) stattfindet und die Stcrstelle dadurch überwunden wird, worauf die Feder das jeweilige Kratzmesser nach dem Passieren dieser Stelle wieder in seine Normalstellung zurückschvenkt.

In dieser bevorzugten Ausführungsform besitzt jedes Kratr- mo.sser ?1 o. dal. an seiner innenliegenden Kante einer; Rohrabschnitt 22, der drehbar auf einer Querwelle 23 gehalten ist, die zwischen den Rollenketten 6 in der aur der nachstehenden Beschreibung noch ersichtlichen Weise verläuft und an den Rollenketten befestigt ist. Zwischen dem Kratzmesser 21 bzw. dem Rohrabschnitt 22 einerseits und der Ouerwelle 23 andererseits ist eine Torsionsfe- ™

eier 2A angeordnet, die das Kratzmesser in eine Stellung vorspannt, in der es senkrecht zur Ebene der gestreckten Kotton 6 verläuft. Um zu verhindern, daß die Kratzmes-Ler über diese senkrechte Stellung hinausgedrückt werden, ii.t ein Anschlag 25 vorgesehen, der eine Stanqe 26 aufweist, welche quer zum Kratzmesser verläuft und im bereich meiner Enden an zwei Pratzen 27 befestigt ist. Die beiden Fratzen 27 sind sandwichartig zwischen einer Abflachung ?8 am zugeordneten Ende der Welle 2 3 und einer Matte 29 c. dgl. gehalten, die ihrerseits ein Teil ►der zugeordneten Rollenkette 6 ist. Die Pratzen 27 und

009832/1716

BAD ORIGINAL

200AU0

— f. —

die Platten 29 sind auf rieht dargestellte Weise mit der Abflachung 28 bzw. der Welle 23 verschraubt o. dgl.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel besitzt weiterhin an seinen Kratzmessern 21 o. dgl., soweit diese in Kontakt mit dem Lochblech 5 oder aber in dessen Bereich gelangen, einen gehärteten, angeschärften Abschnitt und/oder aus aehärtetem oder geschärftem Material 30 Vorsprünge c. dgl., so daß eine Abscherwirkunq auftritt, durch die kleinere, in die Perforation hineinragende Feststoffe abgeschnitten und anschließend fortgefcrdert werden, während die zurückbleibenden Teile dann durch die Flüssigkeit fortgespült werden. Zusätzlich können die Kratzmesser Durchbrechungen 31 aufweisen, die ein Rückströmen der Flüssigkeit ermöglichen.

Die Einrichtung kann weiterhin ein nicht gezeigtes Leitblech o. dgl. aufweisen, das etwas unterhalb des Lochbleches im Rampenabschnitt verläuft, so daß die aus der. Ketallspänen o. dgl. abtropfende Flüssigkeit, im Bereich der Rampe 2 zurück in den Tank geleitet wird.

Die Filtriereinrichtung wird normalerweise quer verlaufend zu der Zuleitung oder Sammelrinne (in Fig. 1 scherr.atisch dargestellt und mit 32 bezeichnet) angeordnet, die die Flüssigkeit mit den Feststoffen von den Maschinen anliefert, so daß Flüssigkeit und Fremdkörper durch eine oder beide der Seitenwände 3 an einer Stelle in die EinriChtunn gelangen, die im Bereich des Mittelpunk ter, des halbkreisförmigen Abschnittes des Gehäuses 1 lieqt. Ls wird hierdurch offensichtlich erreicht, daß Flüssigkeit- und Metallspäne o. dgl. unter dem Einfluß der Schwerkraft auf den Boden des Gehäuses 1 fallen, während die Rückführung der Ketten 6 mit den zugeordneten Kratzmensern 21 o. dgl. in einem Abschnitt stattfindet, der oberhalb der Einleitstelle für das zu reinigende

009832/1715

BAD OWGINAL

2004H0

Kühlmittel in das Gehäuse 1 liegt.

Eines der Probleme, das beim Entfernen von Feststoffen, insbesondere Metallspänen o. dgl. aus der Flüssigkeit auftritt, folgt daraus, daß die Metallspäne o. dgl. in von ihnen umschlossenen Hohlräumen erhebliche Flüssigkeitsmengen ziirückhalten. Andererseits ist es erwünscht, daß soviel wie irgend möglich von dieser Flüssigkeit aus den Metallspänen herausgeholt wird, bevor diese in ihren Sammelbehälter gelangen. Zur Erreichung dieses Zieles ist es ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß diese in einem Gelenklager· 32 ruht, das an der Außenseite des Gehäuses 1 gegenüber der Rampe 2 befestigt ist, so daß die gesamte Einrichtung um dieses Gelenk herumqeschwenkt werden kann. Ein weiterer Abstützpunkt ist an oder in der Nähe des Oberendes der Rampe 2 vorgesehen und besitzt die Form einer Feder oder eines oder mehrerer Gummipuffer 33, die sich am Rahmen 19 abstützen. Zusätzlich ist ein Vibrator 34 vorgesehen, der fest mit dem Gehäuse 1 verbunden ist und diesem einschließlich des in ihm befindlichen Endlösförderers und den sich im Rampenbereich befindlichen Metallspänen eine Schwingbewegung erteilt. Diese Schwingbewegung trägt besonders stark dazu bei, daß die Metallspäne o. dgl. vor dem Verlassen der Rampe 2 von der zwischen ihnen zurückgehaltenen Flüssigkeit befreit werden.

Der Vibrator 34 kann von jeder bekannten handeleüblichen Konstruktion sein, beispielsweise ein mit einer Spule arbeitender Vibrator, der eine 50-Hz-Schwingbewegung direkt aus der Netzfrequenz ableitet. Es hat sich gezeigt, daß die Amplituden der Schwingbewegung selbst bei Größen von 1,3 mm zu einem erheblichen Flüssigkeitsentzug aus den Spänen o. dgl. beitragen.

009832/1715

20(KHO - θ -

Durch die beschriebene Befestigung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es zusätzlich möglich, daß diese als Ganzes um das Gelenklager 32 herumgeschwenkt wird, wenn beispielsweise eine gelegentliche Überholung der Unterseite des perforierten Abschnittes des Gehäuses 1 notwendig wird.

Die Vorschubgeschwindigkeit der Rollenketten 6 liegt vorzugsweise zwischen 1 und 3 m pro Minute, und zwar in Abhängigkeit von dem Verschmutzungsgrad und dem Flüssigkeitsdurchsatz. Darliberhinaus kann die erfindungsgemäße Einrichtung die verschiedensten Abmessungen haben, und zwar sowohl kleiner als auch größer sein als erwähnt. Für die Abmessungen ist wiederum das pro Zeiteinheit zu verarbeitende Volumen an Flüssigkeit und Fremdstoffen ausschlaggebend.

In abgewandelten Ausführungsformen kann das Lochblech des Gehäuses 1 ersetzt werden durch andere Arten von Sieben, beispielsweise durch ein Keildrahtsieb (wedge wire screen), und die Kratzmesser des Förderers können ersetzt werden durch fest angeordnete Mitnehmer, die zwischen den beiden Rollenketten verlaufen. In einer weiteren Abwandlung, in der ein Keildrahtsieb verwendet wird, verläuft dieses zwischen den Punkten A und B in Fig. 1 flach, so daß hierbei auch das Gehäuse und die Rollenketten mit zugehöriger Führung entsprechend abgewandelt werden, wie es in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie und die Bezugszeichen mit dem Buchstaben "a" angedeutet ist.

009832/1715

Claims

2004H.0

ANSPRUCHE

Ks as ixx ssssrss = is *

1/ Filtriereinrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme von Feststoffe enthaltender Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Behälters (1) Ablauföffnungen (5) vorgesehen sind, durch die die Flüssigkeit und kleinere Feststoffteile unter Schwerkrafteinfluß filtriert werden, und daß innerhalb des Behälters (1) ein Endlosförderer (6) vorgesehen ist, der eine Vielzahl von mit Abstand voneinander stehenden Kratzmessern (21) o. dgl. trägt, die die nicht ausgefilterten Feststoffe im unteren Behälterbereich erfassen und in einen oberen Bereich zu einer Auswurfstelle (2a) fördern,
2. Filtriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) eine untere feste Wand, einen Trog o. dgl. aufweist, die von dem unteren Behälterbereich nach Art einer Rampe (2) nach oben ansteigt, und daß der Endlosförderer (6) auf einem Pfad geführt ist, der innerhalb dieser festen Wand, des Troges o. dgl. mit Abstand verläuft, derart, daß die Kratzmesser (21)

o. dgl. die nicht ausfiltrierten Feststoffe aus dem unteren Behälterbereich nach oben entlang der festen Wand zur Auswurfstelle (2a) fördern.
3. Filtriereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Behälterbereich einen halbkreisförmig gebogenen Boden mit ansteigender Sehnenebene hat und daß sich die feste Wand von einem unteren Teil einer Unterwand (5) des unteren Behälterbereiches nach oben erstreckt, wobei der Endlosförderer (6) auf einem Pfad gehalten ist, der mit Abstand radial innerhalb der Wand (5) verläuft.

009832/1715

2004H0
4. Filtriereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Behälterbereich eine im wesentlichen ebene Unterwand (5) besitzt, an deren eines Ende sich die genannte feste Wand der Rampe (2) anschließt; und daß der Endlosförderer (6) auf einem Pfad gehalten ist, der parallel und mit Abstand nach innen versetzt zu der Wand (5) verläuft.
5. Filtriereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterwand (5) von einem Keildrahtsieb qebildet ist.
6. Filtriereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterwand von einem Lochblech (5) gebildet ist.
7. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Behälterbereich Seitenwände (3) aufweist, die die Unterwand (5) seitlich begrenzen und ebenfalls mit Abflußöffnungen für die Flüssigkeit versehen sind.
8. Filtriereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenwand (3) mindestens teilweise von einem Lochblech gebildet ist.
9. Filtriereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Seitenwände (3) Durchbrüche aufweist, durch die die Feststoffe, enthaltende Flüssigkeit in den Behälter, das Gehäuse (1) o. dgl. qelanqt.
10. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzmesser (21) o. dgl. im wesentlichen quer zur Längrichtung eines Troges (4) verlaufen, der von den Seitenwinden (3) begrenst ist;

009832/1715

200AH0

und daß die Kratzmesser o. dgl. Durchbrüche für die Rückströmung der Flüssigkeit während der Bewegung des Förderers aufweisen.
11. Filtriereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzmesser (21) o. dgl. zum Abscheren von Feststoffteilen ausgebildet
sind, die in den Abflußöffnungen sitzen.
12. Filtriereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzmesser (21) o. dgl. schwenkbar am Endlosförderer (6) befestigt und

zu ihrer Schwenkbewegung von Gegenständen betätigbar
sind, die sich im Weg der Kratzmesser o. dgl. befinden
und von diesen nicht zu fördern sind.
13. Filtriereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kratzmesser (21) o. dgl. federnd in
eine normale Förderstellung vorgespannt und von den Fremdkörpern entgegen der Federvorspannung ausschwenkbar ist.
14. Filtriereinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Endlosförderer (6) für jedes Kratzmesser (21) o. dgl. ein Anschlag (25) vorgesehen ist, der eine Schwenkbewegung seines Kratzmessers o. dgl. über die senkrecht zum gestreckten Förderer gerichtete Normalstellung hinaus sperrt·
15. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzmesser (21) o.
dgl. am Endlosförderer (6) unbewegbar befestigt sind.
16. Filtriereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endlosförderer
von zwei Rollenketten (6) gebildet ist, die senkrecht
zur Förderrichtung mit Abstand voneinander verlaufen;

009832/1715 original inspected

200AU0

und daß die Kr-atzmesser (21) o. dgl. an jeweils einer Querwelle (23) befestigt sind, die ihrerseits zwischen den Rollenketten (6) verläuft und an diese angeschlossen ist.
17. Filtriereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kratzmesser (21) o. dgl. einen Rohrabschnitt (22) trägt, der seinerseits drehbar an der zugeordneten Querwelle (23) gehalten ist; und daß zwischen die Querwelle und den Rohrabschnitt eine Torsionsfeder (24) geschaltet ist, die das zugeordnete Kratzmesser (21) o. dgl. in seine Normallage vorspannt.
18. Filtriereinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennnzeichnet, daß jeder Anschlag (25) von einer Stange (26) gebildet ist, die sich quer zum Endlosförderer erstreckt und fest mit den Rollenketten (6) verbunden ist.
19. Filtriereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Führung (7), die zur Festlegung eines bestimmten Pfades für den Endlosförderer (6) innerhalb des Behälters bzw. Gehäuses (1) vorgesehen ist.
20. Filtriereinrichtung nach Anspruch 16 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß Je eine Führung (7) für Jede Rollenkette (6) vorgesehen ist·
21. Filtriereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Vibrator (34)_t der zur Erzeugung von Schwingungen des Endlosförderer· und des Behälters an der Einrichtung angeordnet ist.
22. Filtriereinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter bzw. das Gehäuse (1), dft* den Endlosförderer (6) aufnimmt, schwenkbar an eine« Gelenk-

^009832/1716 0B.3.NAU

2004H0

lager (32) befestigt und in seiner räumlichen Lage durch ein federndes Widerlager (33) festgelegt ist und den Vibrator (34) trägt, der das Gehäuse und dadurch den Endlosförderer schwingend um die Achse des Gelenklagers verschwenkt.
23. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das den Behälter bildende Gehäuse (1) in einem Gelenklager gehalten ist, um das es zur Bildung eines Zuganges zu seiner Unterseite verschwenkbar ist.

009832/1715