DE2157223A1 - Filter - Google Patents

Filter

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DE2157223A1 DE19712157223 DE2157223A DE2157223A1 DE 2157223 A1 DE2157223 A1 DE 2157223A1 DE 19712157223 DE19712157223 DE 19712157223 DE 2157223 A DE2157223 A DE 2157223A DE 2157223 A1 DE2157223 A1 DE 2157223A1
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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.
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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 . . ^
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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
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·
Zk und der darauf getragene Teil de· Filtermedium· 1*2 ar-
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)

Patentansprüche
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
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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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