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s elbstreinigende Siltervorrichtung zur kontinuierlichen 3eseitigung
von Festkörpern aus einem Flüssigkeitsstrom Die Erfindung bezieht sioh allgemein
auf Filter, und insbesondere auf eine selbstreinigende kontinuierlich arbeitende
filtervorrichtung mit einem Filtermedium in Form eines endlosen umlaufenden landes
zum Zurückhalten, Befördorn und Abladen der in Wasser oder einer anderen Flüssigkeit
enthaltenen Pestkdrper, welche durch einen Kanal von gegebener Breite und Tiefe
hindurchetrömt. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist möglicherweise am besten
zur Verwendung im Zusammenhang mit künstlichen Kanälen geeignet, durch welche Seewasser
oder andere Flllssigkeiten zur industriellen Benutzung eingeleitet werden, oder
durch die Industrie-Abwasser oder andere Flüssigkeiten abgeleitet werden.
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Es sind bereits einige Filtervorrichtungen bekannt und in Benutzung,
die ein Filtermedium in Form eines endlosen Bandes umfassen. Da diese bekannten
Filtermedien Jedoch meist aus Drahtnetzen oder gleichwertigen Mitteln gebildet sind,
sind sie anfällig für eine Verstopfung, leicht verformbar, nicht dauerhaft und ungeeignet
zum Befördern und Abladen von groben oder sperrigen Festkdrpern, die in der zu filtrierenden
Flüssigkeit enthalten sein können0 DarUberhinauB müssen derartige Filtermedien nach
dem Stand der Technik üblicherweise mit einem zusätzlichen Nechanisnus zur Entfernung
des Filterkuchens versehen sein.
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In Anbetracht der genannten Nachteile des Standes der Technik liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Siltervorrichtung
zu schaffen, die Festkörper von unterschiedlicher Grdße und Zusammensetzung kontinuierlich
zurückhalten kann, die in einer FlAsßigkeit enthalten sind, welche durch einen Kanal
von gegebener Breite und Tiefe hindurchströmt, und welche die zurückgehaltenen Festkörper
aus des Flüssigkeitsstrom herausbefördert und nachfolgend auswirft.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer
Filtervorrichtung mit einem Filtermedium, das eine Anzahl von Pilterbauteilen umfaßt,
die in Form eines endlosen bandes derart angeordnet sind, daß sich das Filteriediua
vollständig von selbst reinigt, damit die Vorrichtung kontinuierlich für längere
Zeiträume im wesentlichen Wartungsfrei kontinuierlich arbeiten kann:.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer
Filtervorrichtung, bei der die Filterbauteile derart geformt und angeordnet sind,
daß das Filtermedium unabgängig von der Kraft einer durch dieses hindurchströmenden
Flüssigkeit eine hohe Yerformungswiderstandsfähigkeit und
Dauerhaftigkeit
aufweisen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer
Filtervorrichtung, bei der die Arbeitelänge, die Breite und die Maschenweite des
Filtermediums bei Benutzung von Filterbauteilen von gleicher Form und Größe entsprechend
den Jeweiligen Erfordernissen leicht verändert werden kanne Im Hinblick auf diese
Ziele und nachfolgend noch genannte andere Ziele sieht die Erfindung eine selbstreiüigende
S tervorrichtung mit einem ersten Paar Zahnräder vor, die nahe den beiden Enden
einer ersten Welle befestigt sind, welche quer über einen gewünschten Flüssigkeitskanal
in der Nähe seiner Sohle drehbar abgestützt ist. Ein zweites Paar Zahnräder ist
ebenfalls nahe den beiden Enden einer zweiten Welle befestigt, die quer über den
Flüssigkeitskanal oberhalb des Pegels der durch diesen hindurchströmenden Flüssigkeit
und stromabwärts von der ersten Welle drehbar abgestützt ist.
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Falls gewünscht, kann ein drittes Paar Zahnräder in ähnlicher Weise
auf einer dritten Welle befestigt sein, welche quer über den Flüssigkeitskanal und
stromabwärts von der zweiten Welle in einer Ebene mit dieser liegend drehbar abgestützt
isto Eine einen Motor umfassende Antriebseinrichtung ist vorgesehen, um zumindest
auf das zweite Paar Zahnräder eine Drehbewegung zu übertragen.
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Ein Filtermedium in Form eines biegsamen endlosen Bandes ist um das
erste, das zweite und falls gewünscht, um das dritte Paar Zahnräder herumgeführt,
die mit diesem in Eingriff stehen. Das Filtermedium umfaßt eine Anzahl von P terbauteilen
von im allgemeinen flacher, länglicher Form, welche Jeweils in versetzter Anordnung
einen Schaftabschnitt und einen Hakenabschnitt aufweisen, eine Anzahl von Gelenkt
stangen, die in Querrichtung des Filtermediums angeordnet sind, um die Silterbauteile
in Form eines endlosen Bandes
mit den gewünschten Zwischenräumen
zwischen den benachbarten Filterbauteilen zu verbinden. Die Filterbauteile sind
derart siteinander verbunden, daß der Hakenabschnitt eines Jeden Filterbauteils
zwischen den Schaftabschnitten der in Querrichtung benachbarten Filterbauteile normalerweise
teilweise versenkt ist. Wenn das Filtermedium um das zweite oder dritte Paar Zahnräder
unter einem spitzen Winkel herumgeführt wird, 10 werden die Hakenabschnitte der
Filterbauteile zwischen den Schaftabachnitten der benachbarten Filterbauteile nach
außen geschwenkt sodaß sie die Festkörper ausstosaren, die von dem Piltermedium
zurückgehalten wurden als sich dieses von dem ersten Paar Zahnräder zu dem zweiten
Paar Zahnräder bewegtes.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger in den Zeichnungen
dargestellter bevorzugt er Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt: Fig.
1 eine aussicht auf eine Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig.
2 einen vertikalen Schnitt durch die erfindungsgemäße Filtervorrichtung nach der
Linie 2-2 in Fig. 1; Pig. 3 eine vergrößerte Seitenensicht eines der Filterbauteile,
welche das Filtermedium der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung bilden; Fig.
4 eine vergrößerte ausschnittsweise Aufsicht auf das Filtermedium der Vorrichtung
nach den Fig. 1 und 2; Rig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, welche
jedoch eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht; und
Fig.
6 eine vergrößerte ausschnittsweise Seitenansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels
des Filtermediums in der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 oder nach Fig. 5.
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Nachfolgend wird das in den Figo 1 bis 4 dargestellte erste bevorzugte
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung beschrieben0 Wie dies
aus den Sig. 1 und 2 hervorgeht, läßt sich die Erfindung vielleicht am besten kennzeichnen
durch die Verwendung eines Filtermediums 10 in Form eines endlosen umlaufenden Bandes,
welches zur kontinuierlichen Abtrennung von Festkörpern aus Wasser oder einer ähnlichen
Flüssigkeit geeignet ist, die durch einen Kanal 11 von bekannter Breite und Tiefe
in Richtung der Pfeile A hindurchströmt. Wie dies am besten aus Fig. 2 hervorgeht,
ist das Filtermedium 10 dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung um erste,
zweite und dritte Paare von parallel im Abstand voneinander angeordnete Zahnräder
12, 13 und 14 herungeführt.
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Das erste Paar Zahnräder 12 sind leerlaufräder, die an den beiden
Enden einer ersten Welle 15 befestigt sind, die in einem Gestell 16 drehbar gelagert
ist, welches auf der Sohle des Wasserkanals 11 in Querrichtung desselben angeordnet
ist0 Wenngleich dies aus den Zeichnungen nicht klar ersichtlich ist, so besteht
das Gestell 16 im wesentlichen aus zwei vertikalen Seitenwänden 17, die durch einen
in wesentlichen flachen Boden 18 miteinander verbunden sind, wobei die Seitenwände
17 die vorstehend genannte erste Welle 15 an deren beiden Enden drehbar abstützen.
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Die Zähnräder 13 des zweiten Paares sind an den beiden Enden einer
zweiten Welle 19 befestigt, die über dem Wasserkanal 11 oberhalb des Pegels des
durch diesen hindurchfließenden Wasserstroms und stromabwärtx von der ersten Welle
15 drehbar abgestützt ist. Zur Abstützung der zweiten Welle 19
sind
zwei erste Säulen 20 in aufrechter Lage auf beiden Dämmen des Waerkanals 11 angeordnet,
und zwei Lager 21 irgendeiner geeigneten Bauart sind auf der Deckfläche der beiden
Säulen 20 angeordnet, um die zweite Welle 19 drehbar absustützen0 Aus Fig. 2 ist
ersichtlich, daß sich ein Rahmen 22 geradlinig zwischen dem ersten und dem zweiten
Paar Zahnräder i2 und 13 erstreckt, um das Filtermedium 10 gegen die Kraft des durch
dieses hindurchströmenden Wassers abzustützen, wenn sich das Filtermedium in gleitender
Berührung mit dem Rahmen von dem ersten Paar Zahnräder zu dem zweiten Paar Zahnräder
bewegt. Dieser Rahmen 22 ist an seinem unteren Ende mit einer Hülse 23 starr verbunden,
die auf die erste Welle 15 zwischen den beiden Zahnrädern 12 des ersten Paares lose
aufgeschoben ist, und der Rahmen 22 ist an seinem oberen Ende mit einer anderen
Hülse 24 starr verbunden, welche in ähnlicher Weise auf die zweite Welle 19 zwischen
den Zahnrädern 13 des sweiten Paares lose aufgeschoben ist.
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ßtromabwrrts von dem ersten Paar Säulen 20 ist ein zweites Paar Säulen
25 in aufrechter Lage auf den beiden Dämmen des Wasserkanals t1 angeordnet. Eine
dieser beiden Säulen 25 trägt auf ihrer Oberseite eine Antriebseinrichtung, welche
geeignet ist, das zweite und das dritte Paar Zahnräder 13 und 14 in Drehung zu versetzen,
sodaß sich das Filtersedius 10 über das erste, das zweite und das dritte Paar Zahnräder
bewegt, wie dies vorstehend erläutert wurde. Die Antriebseinrichtung umfaßt einen
Motor 26 und ein Untersetzungsgetriebe 27, welches mit der Ausgangswelle des Motor
unmittelbar gekuppelt ist. Auf der Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes 27 sind
Kettenräder 28 und 29 befestigt, und das Kettenrad 28 ist über eine endlose Netto
S1 mit einem zusätzlichen tetSenrad 30 antriebsmäßig verbunden, welches an einem
Ende der zweiten Welle 19 befestigt ißt.
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Wie dies aus Figo 1 ersichtlich ist, ist ein Paar horizontal angeordneter
Träger 32 an den Oberseiten der Säulen 20 und 25 auf Jedem Damm des Wasserkanals
11 ortefest abgestützt. Diese Träger 32 sind derart ausgebildet, daß sie stromabwärte
von dem zweiten Paar Säulen 25 rechteckige Befestigungsplatten 33 abstützen. Die
Befestigungeplatten 33 tragen auf ihrer Oberseite zwei Lager 34, welche eine dritte
Welle 35 drehbar abstützen, die sich in einer Ebene mit der zweiten Welle 19 über
den Wasserkanal 11 erstreckt0 Die beiden Zahnräder 14 des vorstehend genannten dritten
Paares sind an den beiden Enden dieser dritten Welle 35 befestigt. An dem einen
Ende dieser dritten Welle 35 ist fer- -ner ein Kettenrad 36 befestigt, und eine
endlose Kette 37 erstreckt sich zwischen diesem Kettenrad 36 und dem Kettenrad 29,
welches auf der Ausgangswlle des Untersetzungegetriebes 27 befestigt ist. Es ißt
zu erkennen, daß das Filtermedium 10 in Richtung des Pfeils B in Fig. 2 über das
erste, das zweite und das dritte Paar Zahnräder 12, 13 und 14 bewegt wird, wenn
der Motor 26 in Gang gesetzt wird, um über das Untersetsunggetriebe 27, die beiden
endlosen Ketten 31 und 37 und die zweite und die dritte Welle 19 und 35 eine Drehbewegung
auf das erste, das zweite und das dritte Paar Zahnräder zu übertragen.
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Daß Filtermedium 10 in Form eines endlosen Bandes besteht im wesentlichen
aus einer Anzahl Filterbauteilen 38 von im allgemeinen flacher, länglicher Form,
die in Längsrichtung des endlosen Bandes angeordnet sind, wie dies in vergrößertem
Maßstab in den fig. 3 und 4 gezeigt ist. Diese Pilterbauteile 38 können aus rostfreiem
Stahl, unplastifiziertem Polyvnylchlorid oder einem ähnlichen starren Naterial hergestellt
sein, was hauptsächlich von dem besonderen Anwendungsgebiet abhängt, auf dem die
Filtervorrichtung eingesetzt werden soll. Wie dies in den rig. 3 und 4 gezeigt ist,
umfaßt Jedes der Filterbauteile 38 einen Schaftabschnitt 39 und einen Hakenbschnitt
40 von im wesentlichen gleicher Länge, die in versetzter Anordnung
einstückig
miteinander verbunden sind. Der Schaftabschnitt 39 weist an seinen beiden Enden
im wesentlichen elliptische Ansätze 41 und 42 auf, die mit Querbohrungen 43 bzw.
44 versehen sind; Diese Bohrungen 43 und 44 dienen zur Aufnahme von Gelenkstangen
45, um eine Anzahl derartiger Filterbauteile 38 zu dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten
endlosen Band miteinander zu verbinden, wie dies nachstehend noch näher erläutert
wird.
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Das von dem Schaftabschnitt 59 abgekehrte Ende des Hakenabschnitts
40 eines Jeden Filterbauteils 38 ist in Bezug auf das gesamte Filtermedium 10 nach
außen gebogen, wie dies mit dem Bezugszeichen 46 in Pig. 5 bezeichnet ist, und eine
Bohrung 47 von kleinerem Durchmesser als die Bohrungen 43 und 44 ist in dem gekrummten
Ende 46 des Rakenabschnitts 40 angeordnet, um eine Verstärknngsstange 48 aufzunehmen.
Der Hakenabschnitt 40 dient hauptsächlich dazu, die abgetrennten Festkörper festzuhalten,
wenn das Filtermedium 10 in Richtung des Pfeils B in Figo 2 bewegt wird. Zu diesem
Zweck können eine oder mehrere, bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Rippen 49 an
der Außenkante des ungekrunten oder hauptsächlichten Bereichs des Hakenabschnitts
40 angeordnet Bei> Es ist zu beachten, daß, wie dies am besten aus den Fig. 2
und 3 hervorgeht, daß zwischen der Außenkante 50 des Hakenabschnitts 40 eines Jeden
Filterbauteils und der Innenkante 51 des Schaftabschnitts 39 eines benachbarten
Filterbauteils ein bestinter Abstand besteht.
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Zhr Herstellung des in den Fig. 1 und 2 gezeigten vollständigen Filtermediums
10 wird eine Anzahl von Filterbauteilen 38 der zuvor beschriebenen Ausgestaltung
zur Bildung eines biegsamen endlosen Bandes in Längsrichtung gelenkig miteinander
verbunden, was mit den Gelenkstangen 45 geschieht, die in die in Querrichtung miteinander
flucht enden Bohrungen 43 und 44 der Filterbauteile drehbar eingesetzt werden. Wie
dies
insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, wird Jede Gelenkstange 45 abwechselnd in die
Bohrungen 43 und 44 der benachbarten Bilterbauteile eingesetzt, wobei zwischen diesen
irgendein gewünschter seitlicher Abstand eingehalten wird, indem ringförmige Abstandsscheiben
52 auf die Gelenkstangen aufgeschoben werden. Es ist daher zu erkennen, daß der
Hakenabsohnitt 40 eines jeden Filterbauteils 38 normalerweise zwischen den Schaftabschnitten
39 der in Querrichtung benachbarten Filterbauteile tief versenkt ist mit Ausnahme
seines nach außen gekrummten Endes 46, welches um ein geeignetes Maß über die allgemeine
Oberfläche des Filtermediums 10 hinausragt. Diese Anordnung ist besonders wichtig,
um eine Verformung des Hakenabschnitts 39 und weiter des gesamten f termediums 10
während des Betriebs der Vorrichtung zu verhindern.
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Beide Seiten des auf diese Weise durch die Filterbauteile 38 gebildeten
Bandes sind mit einer Vielzahl von Seitenplatten 53 abgedeckt, deren Länge Jeweils
im wesentlichen der Länge des Schaftbereichs 39 eines Jeden Filterbauteils entspricht,
und deren Breite der Dicke des Filtermediums 10 entspricht, und die in wechselweiser
Überlappung an beiden Enden der Gelenkstangen 45 miteinander verbunden sind, sodaß
sie gegeneinander verdrehbar sind. Die Verstärkung#tangen 48 sind in die in
Querrichtung miteinander fluchtenden Bohrungen 47 in den nach außen gekrummten Enden
46 der einzelnen rilterbauteile 38 zusätzlich fest eingesetzt, um die Stabilität
zu erhöhen, wenngleich dies. Verstärkungestangen 48 entfallen können, wenn die beabsichtigte
Verwendung der Vorrichtung diese nicht erforderlich macht Es ist ersichtlich, daß
sich bei Verwendung der Filterbauteile 38 von gleicher Größe und Ausbildung die
Breite des Filtermediums 10 leicht an die genaue Breite des Wasserkanals 11 anpassen
läßt, und daß sich seine Gesamtlänge ebenso einfach den jeweiligen Bedürfnissen
anpassen l§ßt.
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Im Betrieb der vorstehend beschriebenen und in der in den Yig. 1
und 2 gezeigten Weise in den Wasserkanal 11 angeordneten kontinuierlich arbeitenden
Filtervorrichtung wird zunächst der Motor 26 in Gang gesetzt, um das Filtermedium
10 in Richtung des Pfeils B in Fig. 2 über das erste, das zweite und das dritte
Paar Zahnräder 12, 13 und 14 hinweg zu bewegen. Die Zähne dieser Zahnräder, deren
Teilung der Länge des Schaftabschnitts 39 eines Jeden Filterbauteils 38 öntspricht,
greifen in die Zwischenräume des Filtermediums 10 nahe dessen beiden Seiten ein,
sodaß die von dem Motor 26 auf das zweite und das dritte Paar Zahnräder 13 und 14
übertragen. Drehbewegung eine Umlaufbewegung des Filtermediums über die drei Paare
von Zahnrädern zur Polge hat.
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Alle dieJenigen Festkörper, welche größer sind als die Zwischenräume
des Filtermediums 10 werden daher festgehalten, wenn sie von dem den Wasserkanal
11 durchströmenden Wasser angeschwemmt werden, und selbst solche Festkörper, welche
sich über der Sohle des Wasserkanals bewegen, können von den Hakenabsohnitten 40
der Pilterbauteile 382 welche sich über das erste Paar Zahnräder 12 bewegen, aufgefangen
werden, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Die auf diese Weise von dem Piltermedium
10 zurückgehaltenen Festkörper werden daher nach oben zu dem zweiten Paar Zahnräder
15 und sodann horizontal zu dem dritten Paar Zahnräder 14 befördert, Sodann, wenn
die in Querrichtung miteinander fluchtenden Filterbauteile 38 des Filtermediums
10 beginnen, unter einem spitzen Winkel um das dritte Paar Zahnräder 14 herumgeführt
zu werden, so werden ihre Hakenabschnitte 40 aus den Zwischenräumen zwischen den
Schaftabsohnitten 39 der in Querrichtung benachbarten Filterbauteile zunehmend herausbewegt.
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Die Pestkörper, welche an dem riitermedium 10 zurückgehalten wurden,
werden daher von diesen entfernt und fallen möglicherweise unter dem Einfluß der
Schwerkraft nach unten in einen nicht gezeigten geeigneten Aufnahmebehälter, der
unter
dem dritten Paar Zahnräder 14 quer über dem Wasserkanal
11 angeordnet ist0 Es ist zu erkennen, daß der auf diese Weise gereinigte Teil des
Filtermediums 10 nach unten zu dem ersten Paar Zahnräder 12 wandert, um den zuvor
beschriebenen Arbeitszyklus zu wiederholen; Fig. 5 veranschaulicht eine andere bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung, bei der das Filtermedium 10, welches genauso ausgebildet
ist, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeipiel nach den Pig.
1 bis 4 erläutern wurde, lediglich um das erste und das zweite Paar Zahnräder 12
und 13 umläuft. Wenngleich dies in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ao ißt davon
auszugehen, daß die in Fig. 1 gezeigte Antriebseinrichtung unmittelbar auf der Oberseite
einer der Säulen 20 angeordnet ist, wobei die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes
27 unmittelbar mit der zweiten Welle 19 verbunden ist, um das zweite Paar Zahnräder
13 in Drehung zu versetzen, die auf der Welle 19 befestigt sind.
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Die übrigen Einzelheiten der Konstruktion und der Wirkungsweise gehen
aus der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis 4
hervor.
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In Sig. 6 ist eine Abwandlung einer Jeden der beiden vorangehenden
Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, wobei das Filtermedium 10a aus den
in den Fig. 3 und 4 gezeigten regulären Filterbauteilen und aus anderen Filterbauteilen
zusammengesetzt ist, deren Hakenabschnitte wesentlich längege gekruimte Enden 46a
aufweisen als die regulären Filterbauteile. Durch geeignete Kombination dieser beiden
Typen von Zilterbauteilen können sogar extrem grobe und sperrige Seßtkörper erfolgreich
festgehalten und zu dem zweiten und dritten Paar Zahnräder befördert werden, ohne
daß die vorstehend genannten Vorteile der vorliegenden Erfindung wesentlich geschmälert
werden'.
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Wenngleich die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeipiele
den eingangs genannten Anforderungen optimal gerecht werden, so ist die Erfindung
selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, da diese nur
zur Erläuterung dienen und im Rahmen des allgemeinen Pachwissens mannigfache Abwandlungen
zulassen, welche gleichwohl von dem Grundgedanken der Erfindung Gebrauch machen