DE2157223A1 - Filter - Google Patents
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Description
Priorität vom 18, November 197O in USA
U.S.-Anmeldung, Serial N0.9O666
Die vorliegende Erfindung bezieht aioh auf Filter und insbesondere
auf eine flache Filterschicht, mit einer Vorrichtung
zur Herabsetzung der Menge der verunreinigten Flüssigkeit, die anfange durch das frische Filtermedium fließt und wodurch
die Menge einer derart verunreinigten Flüssigkeit reduziertw^rd, die für die weitere Filtration zurückgeführt werden muß.
Besonders nützlich ist die Erfindung in Verbindung mit der Filtration von Kühlmitteln von Masohinenwerkzeugen, und sie
wird im Hinblick auf diese Verwendung beschrieben. Entsprechend der folgenden Beschreibung versteht sich jedoch, daß
die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Filtern anderer
Arten verunreinigter Flüssigkeiten verwendet werden kann.
209822/0683
Die üblichen flachen Schichtfilter weisen gewöhnlich einen
flüssigen, permeablen, endlosen Förderer auf, wie z.B. einen
ineinandergreifenden Mas ch£»endrahtrlernen, der intermittierend
längs seinem festen Weg um eine evakuierte Kammer herum angetrieben wird, in der gefilterte Flüssigkeit gesammelt
wird. Eine Schicht aus Filtermedium, wie z.B. poröses Papier oder Tuch, wird auf die obere Seite des Förderers
zur Bewegung mit diesem zugeführt, und der Förderer wird so . geführt, daß sich ein Becken mit zu filternder Flüssigkeit
oben auf dem Filtermedium bildet.
Verunreinigte Flüssigkeit, z.B. Maschinenwerkzeugschneidfließmittel
oder -kühlmittel, wird kontinuierlich zu dem Flüsslgkeitsbeoken zugeführt, und Filtrat wird kontinuierlich
aus der evakuierten Kammer entfernt. Venn die Filtration
for techreitet, wird ein Kuchen auf dem Filtermedium
aufgebaut, und der sich ergebende Anstieg des Druckabfalles über dem Filterkuchen und Medium bewirkt ein Abfallen des
Qruokee innerhalb der evakuierten Kammer. Diese ist mit
einem druckabhängigen Schalter versehen, der nach Abfallen des Druckes unter einen vorbestimmten Vert eine Antriebsvorrichtung betätigt, wodurch der Förderer einen Abschnitt
frischen Filtermediums in das Flüssigkeitsbecken bewegt·
Der darauf folgende Druckanstieg innerhalb der evakuierten Kammer betätigt den druckabhängigen Schalter, so
daß der Förderer angehalten wird, wenn eine vorbestimmte Menge frischen Filtermediums in das Becken hinein gefördert
worden ist. A A . . ^
209822/0883 _ 3 _
Da das in da· Becken «intretend· Frisohfiltermedium keinen
Filterkuchen darauf aufweist» iet die FiItriergesohwindigkeit
dort hinduroh relativ hoch, und dementsprechend läuft
dne bestimmte Meng· der Verunreinigung durch diesen Teil
de· Filtermediums hindurch. Da diese unvollständig gefilterte Flüssigkeit nicht direkt sun Arbeitsbereich aurückgeführt
werden kann» iayes üblich, einen getrennten Abschnitt
der evakuierten Kammer «um Sammeln der unvollständig
gefilterten Flüssigkeit rorsusehen, so daß sie für eine
nochmalige Bitration xurtickgeführt werden kann.
Filter der oben beschriebenen Art weisen den Nachteil auf,
daß in vielen Fällen, insbesondere bei denen die evakuierte Kammer bei relativ hohem Vakuum arbeitet» eine übermäßig
hohe Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Frisehfiltermedium
in den Rücklaufabschnitt der evakuierten Kammer
bis xu dem Zeitpunkt erhalten wird» wenn das Frisohfiltermedium
mit einem Filterkuchen bedeckt wird, der die Fließgeschwindigkeit dort hinduroh vermindert. Die anfängliche
FlieSgeschwindigkeit der unvollständig gefilterten Flüssigkeit,
die umgewälxt werden muß, ist oft so hoch, daß die Kapaxitet des Filters ernsthaft beschädigt wird. Somit
ist diese hohe Umwälxgeschwindigkeit unerwünscht und trägt
zu einem unwirksamen Betrieb der Filtriereinheit bei.
Infolgedessen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine flache Filterschicht vorzusehen, bei der das Volumen
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der unrollBtämdic gefilterten Flüssigkeit, die wieder umgewftlit
werden luS, beachtlich redusiert let. Sin weitere»
Melk Mal der Erfindung besteht in der Schaffung einer flachen
Filterschioht, dl· Mittel sum Reduzieren der Fließgeschwindigkeit
der verunreinigten Flüssigkeit durch das Frischfiltermediusi
aai Ende des Beckens der «u filternden Flüssigkeit
-weist
auf, bei de« das Filtermedium in das Beoken eintritt. Ein
auf, bei de« das Filtermedium in das Beoken eintritt. Ein
weiterer Vorteil geeäfl der Erfindung besteht in der Sehaf-
W fang einer Einrichtung eu** wahlweisen Einstellung der Fl ±e ßgesohwindigkeit
der unvollständig gefilterten Flüssigkeit durch das Frisohfiltermedium in Beziehung iur Gesamtfiltriergeschwindigkeit·
Sine swecksiKOige andere Ausgestaltung der
Erfindung besteht in einer Einrichtung sur Bildung einer gewünschten FiIterkuchenvorbeschichtung auf dem Frischfilter-MCdItUn1
w&hrend die Menge der verunreinigten Flüs sigkeit,
die dort hindurchfließt, minimal gehalten wird*
k Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung·
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung können allgemein dadurch erhalten werden, daß in einem Filter der oben beschriebenen
allgemeinen Art eine getrennte Umwälzkammer vorgesehen
steht wird, die mit demjenigen Teil des Förderers in Verbindung der
das FrischHltermedium trägt und in wirksamer Weise gegen die
Hauptvakuumkammer des Filters abgedichtet ist. Diese getrennte
Kammer weist entsprechende wahlweise einstellbare
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Einrichtungen auf zum Verändern des Druckes darin unabhängig
vom Druok in der Hauptvakuumkammer. Die Konstruktion
ist derart, daß ein Druok in der Umwälzkammer aufrechterhalten werden kann, der - obwohl er bei Atmosphärendruck
oder unter Afcmosphärendruck liegen kann - wesentlich
höher als der Druck in der Hauptvakuumkammer ist. Somit wird der Druckabfall durch das Frisohfiltermedium
am Ende des Beckens der verunreinigten Flüssigkeit, wo das Filtermediura in das Becken eintritt, reduziert, und der
Fluß der verunreinigten Flüssigkeit dort hindurch wird infolgedessen
herabgesetzt.
Um noch vollständiger die Merkmale der vorliegenden Erfindung herauszustellen, wird Bezug genommen auf die zugehörigen
Zeichnungen, die eine bevorzugte- Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellen. Bs
versteht sich jedoch, daß die Beschreibung dieses bevorzugten Ausführungebeispiels lediglich zum Zwecke deijfearsteilung
gewählt worden ist und die Erfindung in keiner Weise beschränkt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine halbschematisohe Seitenansicht einer flachen
Filter schicht, größtenteils im Schnitiiunter Darstellung
der allgemeinen Anordnung des Förderers, Filtermediums, der Hauptvakuumkammer und Umwälzkammer,
und
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Fig. 2 einen vergrößerten horizontalen Teilaohnitt entlang
der Linie 2-2 der Fig. 1 unter Darstellung einer Einrichtung zum Aufrechtorhalten unabhängiger
Drücke in der Umwälstkammer und der Haupt vakuumkammer.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist das allgemein ^ mit 10 bezeichnete Filter auf, sowie unter dem Filter
einen allgemein mit 12 bezeichneten Flüssigkeitssammeltank.
Das Filter 10 weist einen Tank ^k mit Endwänden
16 und 18, mit Seitenwänden 20 (von denen nur eine gezeigt
ist) sowie einem Boden 22 auf. Xn Tank Ik ist ein für Fließmittel durchlässiger endloser Förderer 2k auf
vier Zahnräderpaaren 26, 28, 30 und 32 befestigt, wobei nur ein Zahnrad von jedem Paar in der Zeichnung dargestellt
ist. Die Zahnräder sind an Wellen 26a, 28a, 30a
und 32a befestigt, die ihrerseits in den Seitenwänden
' des Tanks "\k drehbar befestigt sind. Der Förderer wird
durch die Welle 26a vermittels eines Motors 3k und Kettenantrieb
36 angetrieben und wird periodisch in Gegenuhrzeigersinn in einer ausführlicher weiter unten beschriebenen
Weise gefördert.
Das rechte Ende des oberen Laufs des Förderers 2k wird von einer nach unten schräg abfallenden Führungsplatte
gehaltert, und das linke Ende des oberen Laufes des Förderers
wird von einer nach oben schräg verlaufenden Führung»■
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platt· kO getragen. Die obere Bahn des Förderer· Zk heitert
ihr«rseit· «inen Streifen Filtermedium If2# der beispielsweise
au· Papier oder tuch bestehen kann und der τοη einer
am rechten Xnde des Tank· \k drehbar befestigten Walze kk
dem Förderer augeführt wird. Die obere Bahn de· Förderer·
iur Bildung
beiten «it den Tankseiten 20 einer seichten Druckverminderung zusammen, wodurch ein Becken der zu filternden Flüssigkeit,
z.B. einem Masohinenwerkzeug-KÜhlmittel, erhalten wird. Nicht dargestellte übliche Flüesigkeltsdiohtmittel
■ ind an den Seiten de· Tanke· vorgesehen, um ein VorbeietrÖmen
der Flüssigkeit des Beckens k6 am Filtermedium k2 verhindern·
Innerhalb de· Förderer· Zk ist eine Vakuumkammer kB angeordnet,
die durch die Führungeplatte 38»die rechte Wand 50»
den Boden 52, die linke Wand $kt die Führungsplatte kO und
die benachbarten Teile der Seitenwände 20 des Tank· Ik gebildet
wird. Die Kammer kB ist von einer vertikalen Quertrennwand 56 in eine Hauptvakuumkammer 58 und eine Umwälzkammer
60 aufgeteilt. Die Trennwand 56 sieht in wirksamer
Weise eine Dichtung zwischen den Kammern 58 und 60 vor,
so daß sich eine Druckdifferenz zwischen den zwei Kammern ausbilden kann, wie ausführlicher weiter unten beschrieben
wird. Am oberen linken Teil der Kammer 58 ist eine Leitung 62 angeschlossen, die zu einer Vakuumpumpe 6H führt,
vermittels derer die Kammer evakuiert wird.
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Der Teil d·· Förderer« Zk zwischen den Enden der Führung*-
platten 38 und kO iet dem Inneren der Kammer 58 «uifesetzt,
und aomit neigt der reduzierte Druck in der Kammer 58 dazu, den FIuO de· Kühlmittel· durch da· Filtermedium
und den Förderer zu beschleunigen» und das gefilterte Kühlmittel
Bammelt «ich in der Kammer 58. Xn ähnlicher Weise
1st die Führungsplatte 38 mit einem Querschlitz 66 rersehen,
durch den das gefilterte Kühlmittel in die Kammer Ψ fließen kann*
Wie oben dargelegt« wird der Förderer 2k periodisch im
Gegenuhrxeigersinn bewegt, um frisches Filtermedium in Kontakt
mit dem Kühlmittel rechts am Beoken k6 zu bringen und verbrauchtes Filtermedium vom linken Ende des Beckens zu
entfernen» Diese periodische Bewegung wird von einem nicht dargestellten Schalter ausgelöst und angehalten, der abhangig
vom Druck in der Kammer 58 ist und den Betrieb des Motors 3k steuert. Wenn die Filtration läuft, wird ein
Filterkuchen 68 auf dem Filtermedium kZ aufgebaut und dadurch
der Druckabfall «wischen dem Becken k6 und dem Inneren der Kammer 58 erhöht* Wenn der Druck in der Kammer 58
einen vorbestimmten relativ niedrigen Wert erreicht, wird der druckabhängige Schalter betätigt und atartet den Motor
3^. Ein frisches Filtermedium wird zum rechten Ende des
Beckens k6 getragen, der Druck in der Kammer 58 steigt an,
und wenn er einen vorbestimmten relativ höheren Wert erreicht hat, wird der Druckschalter wiedeijbe tätigt und
den Motor 3^g2270683
Da das Frisohfiltermedlim keinen Filterkuchenbezug hat,
wird - wie oben erwähnt - das dort hindurohlaufende und
durch den Schlitz 66 in die Kataster 60 fließende Kühlmittel unvollständig gereinigt und muß somit wieder UMgewaist
werden. Diese unvollständige Filtration hält an, bis eine ausreichende Schicht Filterkuchen sieh auf dem Filtermedium
aufgebaut hat« Der druckabhängige Schaltetet bezüglich
der Zufuhr von zu filternden Fließmittel so eingestellt, daß eine entsprechende Vorschioht auf dem Filtermedium
aufgebaut ist, bevor es den Vakuum in Kammer 3* ausgesetzt
wird, und somit tritt nur vollständig gereinigtes Kühlmittel in die Kammer 58 ein·
Am linken Ende des Förderers 2k werden das verbrauchte Filtermedium k2 und der sugeordnete Filterkuchen 68 von dem Förderer
getrennt und naoh unten au einem Trennkörper 70 bewegt, der
den Filterkuchen von dem Filtermedium entfernt und ihn au einem Behälter 72 führt. Das F^ltermedium, von dem der Kuchen
entfernt worden ist, wird in einem Behälter 7^ gesammelt.
Vir wenden uns jetat dem unteren Teil der Fig. 1 bu· Der
S animal tank 12 ist mit einem inneren Querwehr 76 versehen,
der ihn in eine Kammer 78 mit schmutzigem Kühlmittel, die
eine Masse zu filternden, schmutzigen Kühlmittels aufweist, und eine Reinfiltratkammer 80 aufteilt, die eine Masse reinen
Filtrate enthält* Wie in den Figuren dargestellt, kann reines FlItrat aus der Kammer 80 über das Wehr 76 in die Kammer
78 fließen. Schmutziges Kühlmittel aus dem Arbeitsbereich
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tritt in die Kammer 78 durch einen Einlaß 82 ein.
Da« schmutzige Kühlmittel wird aus der Kammer 78 durch
eine Leitung 84 abgezogen, die ein Ventil 86 aufweist, und wird dem Sumpf einer von einem Motor $0 angetriebenen
Pumpe 88 angeführt. Die Pumpe 88 pumpt das schmutzige Kühlmittel durch eine Leitung 92 zu einem Verteiler 94, der das
zu filternde Kühlmittel durch öffnungen 95 au dem Becken
führt. Um die Höhe der Flüssigkeit im Becken 46 zu begrenzen, ist ein überlauf schute 96 -vorgesehen, durch we lohen
Flüssigkeit aus dem Becken zu einer Leitung 97 fließen kann, die sich nach unten in die Kammer 78 mit dem schmutzigen
Kühlmittel erstreckt.
Reines Filtrat fließt aus der Haupt vakuumkammer 58 durch
die Leitung 98 zur Kammer 80 und wird von dort durch eine
Leitung 100 mit einem Ventil 102 abgezogen. Die Leitung 100 führt das reine Filtrat zum Sumpf einer von einem Motor
106 angetriebenen Pumpe 104, und das Filtrat wird von der Pumpe 104 durch eine Leitung 108 zurüok zum Arbeitsbereich
für die Wiederbenutzung gepumpt.
UnvoSständig gefiltertes Kühlmittel, das sioh in der Umwäl»kammer
60 ansammelt, fließt durch eine Leitung 110 mit
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einem Ventil 112 au der Kammer 78 mit schmutzigem Kühlmittel
und wird für die ve it ere Filtration zusammen mit de» schmutzigen
Kühlmittel, da» in die Kammer 78 durch den Einlaß 82 eintritt,
wieder umgewälzt·
Wenn der da* Frisohfiltermedium tragende Teil de« Förderer·
2k und der einen darauf aufgebauten Filterkuchen aufweisende
Teil de· Förderer· demselben relativ niedrigen Druck ausgesetzt sind, macht da· volumen - wie oben dargelegt - de·
unvoll·tändig gefilterten Kühlmittel·, da· durch da· FlIt ei··
medium hindurohläuft und eine Umwälzung sowie ein nochmalige·
Filtern erfordert» einen Übermäßig hohen Anteil de· schmutzigen Kühlmittel· aus, das au· dem Arbeitsbereich kommt, und reduziert
somit in beachtlicher Weise die Kapazität des Filter·· Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Fließgesohwindigkeit
dieses unvollständig gefilterten Kühlmittels dadurch reduziert, daß man die Umwälzkammer vorsieht, die in wirksamer
Veise gegen die Hauptvakuumkammer 58 durch die Trennwand
56 abgedichtet ist, und daß man ferner eine Einrichtung für den Aufbau eines Druckes in der Kammer 60 vorsieht,
der höher ist als der Druck in der Haqrt vakuumkammer 58» wodurch
die Fließgeschwindigkeit de· unvollständig gefilterten Kühlmittels in die Kammer 60 reduziert wird. Diese Einrichtung
für den Aufbau einer Druckdifferenz zwischen den Kammern
58 und 60 ist besonders klar in Fig. 2 dargestellt.
Unter Bezugnahme hierauf ist die Leitung 60 durch die Seitenwand 20 des Tanks Ik mit einer Zweigleitung 11^ verbunden,
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die ihrerseits alt einer Hauptleitung 116 mit einem Ventil
118 darin verbunden iat sowie einem Ende 120t das iur Atmosphäre
offen ist· Die Leitung 116 ist auch an die Zweigleitung
122 verbunden, die ein Ventil 124 enthält und eine kommunizierende Verbindung durch, die Vand 20 des Tanks 14
mit dem Inneren der Hauptvakuumkammer 58 schärft. Venn das
Ventil 18 geschlossen und das Ventil 124 geöffnet ist, ist
klar, daß dann die Kammer 60 unter demselben Druck wie die
ψ Kammer 58 gehalten wird} wenn dagegen das Ventil 118 offen
und das Ventil 124 geschlossen 1st, wird die Kammer 60 unter
Atmosphärendruck gehalten· Für Zwischeneinstellungen der
Ventile 118 und 124 hat der Druck in der Kammer 60 einen
Wert zwischen Atmosphärischem Druck und dem relativ niedrigen
Druck in der Kammer 58· Somit schaffen die Ventile
118 und 124 mit ihren entsprechenden Leitungen 114, 116 und
122 eine Einrichtung, durch die der Druck in der Kammer 60 wahlweise bei jedem gewünsohten Druck zwischen atmosphärischem
^ Druck Hund dem in der Kammer 58 gehalten werden kann, und die
Fließgesohwindigkeit des unvollständig gefilterten Kühlmittels,
das wieder umgewälzt werden muß, kann bei einem gewünsohten Wert gehalten werden·
Selbstverständlich soll die vorausgehende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung lediglich
zum Zwecke der Illustration gegeben werden. Da das Flüssigkeitsniveau des Beckens 46 beispielsweise zu steigen trachtet,
wenn sich de^Filterkuchen auf den Filtermediuni aufbaut,
und zu fallen trachtet, wenn Frisdafiltermedium in das Bek-
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ken hineingeführt wird, kann der druckabhängige Schalter durch einen schwimmbetätigten Schaltei}4reetat werden, der
auf den Pegel des Beckens k6 anspricht, und der Motor 3k9
der den Förderer bewegt, kann von diesem Sohwimmsohalter betätigt
werden.
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Claims (6)
1.1 Filter, bei dem ein Becken verunreinigter, zu filternder
Flüssigkeit auf einem Filtermedium gebildet ist, welches in Streifenform vorgesehen ist und auf einem
flüssigkeitsdurchlässigen Förderer getragen wird, der das Filtermedium periodisch vorbewegt und Friachfiltermediuni
t aus einer Frischfilterquelle zuführt, und wobei die Unterseite
des Filtermediums einer evakuierten Kammer ausgesetzt, um der Filtration Vorschub zu leisten, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer von einer Quertrennwand, die
an ihrem oberen Ende in dichtenden Eingriff mit der Unterseite des Förderers steht, in eine erste und eine zweite
Vakuumkammer geteilt ist, daß die erste Vakuumkammer nahe
der Quelle des Filtermediums ist sowie in Verbindung mit dem Teil des Förderers, der das in das Bekken
eintretende Filtermedium trägt, daß die zweite Vakuumkammer von der Filtermediumquelle entfernt ist und daß
eine Einrichtung zum Aufrechterhält« eines höheren Drukkes i» der ersten Kammer als der Druck der zweiten Kammer
vorgesehen ist , wodurch die Fließgeschwindigkeit durch den Teil des Filtermediums reduziert wird, das anfänglich
den Flüssigkeitsbehälter berührt.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines höheren Druckes in der ersten Kammer als in der zwlitin Kammer eine Leitung
209822/0883 -15-
aufweist, die mit der ersten Kammer in Verbindung steht
und ein zur Atmosphäre offenes Ende aufweist und daß eine Ventileinrichtung in der zweiten Leitung zur Regulierung
des Flusses der atmosphärischen Luft in die erste Kammer hinein vorgesehen ist.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines höheren Druckes
in der ersten Kammer als in der zweiten Kammer eine Leitung aufweist, die an beide Kammern angeschlossen ist und eine
Van. ti !einrichtung darin für die Steuerung des Luftstromes
zwischen den Kammern auf we lsi«
k. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines höheren Druckes in der ersten Kammer als in der zweiten Kammer eine mit beiden
Kammern in Verbindung stehende Leitung aufweist, die ein zur Atmosphäre offenes Ende und einer Ventileinrichtung in
der Leitung für die Steuerung des Zugangs der atmosphärischen Luft in die Kammern hinein aufweist.
5* Filter nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leitung getrennte Ventileinrichtungen zur Regulierung des Luftstromes in die zwei Kammern hinein aufweist.
6. Filter nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines höheren Druckes la der ersten Kammer als in der zweiten Kammer eine erste
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Leitung aufweist, die mit der ersten Kammer in Verbindung steht und ein zur Atmosphäre offenes Ende aufweist, das
eine Ventileinrichtung in der ersten Leitung zur Regulierung des Luftstromes zur ersten Kammer, eine zweite Leitung,
welche die zweite Kammer mit der ersten Leitung an einer Stelle zwischen der Ventileinrichtung und der ersten Kammer
verbindet, und eine Ventileinrichtung in der zweiten Leitung für die Regulierung des Luftstromes zur zweiten Kammer vor-
W ge sehen s ind.
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