DE2507762B2 - Dynamisches Filter - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein dynamisches Filter gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1,2 und 10.

Ein Filter dieser Art ist aus der DE-OS 22 51 171 bekannt geworden. Die bei diesem bekannten Filter auf dem sich radial erstreckenden Element und den ringförmigen Elementen vorgesehenen Schaufeln sind auf denjenigen Seiten des sich radial erstreckenden Elementes bzw. der ringförmigen Elemente angeordnet, die den benachbarten ringförmigen Elementen bzw. sich radial erstreckenden Elementen gegenüberliegen. Diese Schaufeln haben die Aufgabe, Turbulenzen über den entsprechenden Elementen zu erzeugen, damit das Filter kontinuierlich betrieben werden kann und Verstopfungen an den Filtergeweben vermieden werden können. Im Betrieb eines solchen Filters lassen sich jedoch Feststoffansammlungen entlang der Strömungsbahn der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit nicht ganz vermeiden. So kann man insbesondere feststellen, daß sich infoige der Zentrifugalkraft, der die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit ausgesetzt ist, Feststoffe in den radial außerhalb der sich radial erstreckenden Elemente liegenden Bereichen an der Gehäuseinnenwand ansam- so mein. Darüber hinaus sind Ansammlungen von Feststoffen in den der Welle benachbarten Bereichen festzustellen. Derartige Ansammlungen können den Betrieb des Filters beeinträchtigen und darüber hinaus ein leichtes Auseinandernehmen desselben unmöglich machen, wenn die Einheit beispielsweise auf eine andere Feststoffe-enthaltende Flüssigkeit umgestellt oder hydraulisch gereinigt werden soll. Abgesehen von der Beeinträchtigung des Wirkungsgrades des Filters ist ein periodisches Anhalten des Filterbetriebes erforderlich, um die angesammelten Feststoffe zu entfernen, wodurch ebenfalls der Gesamtwirkungsgrad des Filters durch die entsprechenden Stillstandszeiten beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dynamisches Filter zu schaffen, mit dem Feststoffansammlungen an den Umlenkstellen der Strömungsbahn zumindest teilweise vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schaufel am Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes sich zur Innenfläche des Gehäuses hin erstreckend angeordnet ist

Die Schaufel ist so bemessen, daß sie sich in einen Ringraum oder eine Zone hineinerstreckt, der bzw. die von dem Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes, von einem benachbarten ringförmigen Element oder einer anderen Fläche auf jeder Seite des sich radial erstreckenden Elementes und der Innenfläche des Gehäuses des Filters begrenzt wird. Während der Relativdrehung zwischen dem sich radial erstreckenden Element und den ringförmigen Elementen dient die Schaufel dazu, innerhalb des Flüssigkeitsstromes eine ausreichende Turbulenz zu erzeugen, um zu verhindern, daß die in der Flüssigkeit erzeugte Zentrifugalkraft Feststoffansammlungen zwischen den ringförmigen Elementen an radial entfernt vom Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes liegenden Stellen, wie beispielsweise nahe der Gehäusewand des Filters oder in den äußeren radialen Ecken benachbarter ringförmiger Elemente, bewirkt

Die vorstehend genannte Aufgabe wird gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schaufel am Innenumfang der ringförmigen Elemente sich zur Welle hin erstreckend angeordnet ist. Diese Schaufel dient dazu. Feststoffansammlungen in diir Zone zwischen dem Innenrand der ringförmigen Elemente und der Welle, von der der Innenrand im Abstand angeordnet ist, zu verringern oder zu verhindern.

Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird die vorstehend genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß das sich radial erstreckende Element mindestens einen nahe der Welle angeordneten kleinen Durchgang für die Feststoffe-enthaltende Flüssigkeit aufweist und daß die Schaufel auf der Welle nahe dem Durchgang angeordnet ist Die Schaufel ist hierbei vorzugsweise auf der stromabwärts liegenden Seite des Durchgangs angeordnet Bei dieser Ausführungsform strömt ein Teil der Feststoffe-enthaltenden Flüssigkeit durch den Durchgang, so daß auf diese Weise in Verbindung mit der angeordneten Schaufel Feststoffansammlungen im Bereich der Welle weitgehend vermieden werden können.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die AT-PS 2 58 313 verwiesen. Aus dieser Veröffentlichung ist ein Filter bekannt geworden, bei dem ein rotierender Filterkörper innerhalb eines stationären Gehäuses angeordnet ist, welcher zur Erhöhung der Intensität des Rührens des Filterinhaltes mit Rippen oder Schaufeln versehen sein kann. Abgesehen davon, daß hierbei die Schaufeln nicht am Außenumfang sich radial erstrekkender Elemente bzw. am Innenumfang ringförmiger Elemente angeordnet sind, dienen diese Schaufeln auch einem völlig anderen Zweck als beim Gegenstand der Erfindung. Durch die Schaufeln beim bekannten Filter soll nämlich der durch den rotierenden Filterkörper erzielte Mischeffekt der eingeführten Suspension verbessert werden, damit der sich auf den Filterflächen absetzende Filterkuchen entfernt und kontinuierlich von der Suspension aufgenommen wird, wobei durch die Relat^;vbewegung der Filterschicht gegenüber einer in der Nähe der Filterschicht befindlichen Wand die Suspension und der Filterkuchen in flüssigem Zustand gehalten werden. Bei dem bekannten Filter wird somit durch die Anordnung der Schaufeln bzw. das damit

erfolgende Rühren in keiner Weise etwa ein Absetzen von Feststoffen auf der Gehäuseinnenwand oder der Welle vermieden, sondern es soll damit ausschließlich eine Entfernung des Filterkuchens von den Filterflächen und die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Stromes der eingeführten Suspension in dem Raum zwischen der Filterschicht und einer in der Nähe befindlichen stationären Wand erreicht werden. Erfiiidungsgemäß ist jedoch gerade dieser Raum nicht von Interesse, d. h. es sollen keine Absetzungen in dem Raum zwischen den ringförmigen Elementen und den benachbarten Flächen des sich radial erstreckenden Elementes vermieden werden, sondern Absetzungen in Bereichen, die radial außerhalb des Außenumfangs des sich radial erstreckenden Elementes bzw. radial innerhalb des innenumfangs der ringförmigen Elemente liegen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. So ist beispielsweise eine Ausführungsform besonders zweckmäßig, bei der mindestens eine Schaufel am Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes sich zur Innenfläche des Gehäuses hin erstreckend und mindestens eine Schaufel am Innenumfang der ringförmigen Elemente sich zur Welle hin erstreckend angeordnet ist.

Obwohl die Verwendung nur einer Schaufel an einem sich radial erstreckenden Element bzw. einem ringförmigen Element zweckmäßig sein kann, sind vorzugsweise mehrere Schaufeln in gleichen Umfangsabständen angeordnet, da ein Element mit nur einer Schaufel eine geringe Unwucht aufweisen dürfte. Es kann auch ein Gegengewicht eingesetzt werden, das der von nur einer Schaufel erzeugten Unwucht entgegenwirkt Die Schaufeln besitzen eine flache plattenähnliche Form und sind am Außenumfang des sich radial erstreckendem Elementes bzw. am Innenumfang der ringförmige:™ Elemente durch Schweißen oder Nieten befestigt Sie können auch einteilig mit den entsprechenden Elementen ausgebildet oder in Ausnehmungen innerhalb des Umfangs der Elemente befestigt sein, anstatt am Außenbzw. Innenumfang.

Jede Schaufel kann senkrecht zur Elementenebene oder im spitzen Winkel geneigt dazu angeordnet sein. Weiterhin kann sich die Längsachse einer Schaufel entlang der Linie eines Radius eines Elementes erstrecken, oder die Schaufel kann gekrümmt sein oder allgemein gesagt entweder in Vorwärtsrichtung der Rotation des Elementes oder in Rückwärtsrichtung der Rotation des Elemente: entgegen geformt sein. Es liest auch im Erfindungsbereich, daß die Richtung und der Grad der Neigung der Schaufeln gegenüber der Drehachse der Elemente unterschiedlich sein kann, d. h. eine Schaufel kann auf ihrer über den Umfang des Elementes vorstehenden Länge in sich verdreht sein Weiterhin ist es möglich, daß die Schaufeln aus der Ebene der sie tragenden Elemente entweder nach vora oder hinten in die Strömungsbahn der Feststoffe-enthaltenden''Flüssigkeit hineingebogen sind. Weiterhin brauchen die Schaufehl nicht alle die gleiche Form oder Größe zu haben. Ihre Größe, ihr Anstellwinkel und ihre Form, sowohl in der Länge als auch in der Breite, können unterschiedlich sein.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungnforni des erfindungsgemäß ausgebildeten Filters weist jedes ringförmige Element mindestens eine Filterfläche auli, und das sich radial erstreckende Element ist eine feste Scheibe.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Filter, bei dem die ringförmigen Elemente als stationäre Filterelemente und die dazwischen angeordneten sich radial erstrekkenden Elemente als feste Scheiben ausgebildet sind;

F i g. 2 eine Seitenansicht einer Scheibe des in F i g. 1 gezeigten Filters mit mehreren, sich radial erstrecken den Schaufeln;

F i g. 3 eine Teilansicht entlang Linie 3-3 in F i g. 2 mit einer sich radial erstreckenden Schaufel, die unter einem spitzen Winkel gegenüber der Scheibenebene angeordnet ist;

F i g. 4 eine Teilseitenansicht einer Scheibe mit einer gekrümmten Schaufel;

Fig.5 einen Teilschnitt durch ein Filter, bei dem sowohl die Filterelemente als auch die dazwischen angeordneten Scheiben mit Schaufeln versehen sind, wobei die Scheiben sowohl am Außenumfang als auch im Bereich der Welle mit Schaufeln versehen sind;

Fig.6 eine perspektivische Teilansicht der Nabe einer Scheibe des in F i g. 5 gezeigten Filters; F i g. 7 eine Teilseitenansicht eines Filterelementes und zweier benachbarter Scheiben des in Fig.5 gezeigten Filters;

F i g. 8 einen Teillängsschnitt durch ein Filter, bei dem sowohl die ringförmigen Elemente als auch die sich radial erstreckenden Elemente als Filterelemente ausgebildet sind und an ihrem Innenumfang bzw. Außenumfang mit Schaufeln versehen sind; und

F i g. 9 eine perspektivische Teilansicht eines Klemmringes für die rotierenden Filterelemente des in F i g. 8 gezeigten Filters.

In F i g. 1 ist ein Filter 10 gezeigt, das ein Gehäuse 11 mit Stirnwänden 13, 14 an den gegenüberliegenden Enden aufweist, das eine Trennkammer 12 bildet Die vordere Endwand 13 ist mit einem Einlaß 15 versehen, der an eine Pumpe 15/4 zur Einführung einer Feststoffe-enthaltenden Flüssigkeit in das Filter angeschlossen ist, während die hintere Stirnwand 14 mit einem Auslaß 16 zur Austragung eines eingedickten Schlammes aus dem Filter versehen ist Der Auslaß 16 kann außerdem ein Steuerventil 16Λ aufweisen, das die

Austragung des Schlammes durch den Auslaß steuert

Bei dem Gehäuse handelt es sich um ein aus mehreren Teilen zusammengeführtes Gebilde, das durch mehrere Zugbolzen 17 mit einer Mutter Y7A an jedem Ende zusammengehalten wird. Diese Zugbolzen und Muttern drücken die Stirnwände 13, 14 zusammen, zwischen denen mehrere ringförmige Elemente 19 angeordnet sind, die jeweils äußere Flansche 18 und Filterelemente bilden. Zur Ausrichtung und Unterstützung der zusammengepreßten Baugruppe können an den Außenumfän- gen der Flansche 18 gegenüberliegend angeordnete Konsolen vorgesehen sein, die an nicht dargestellten Schienen gelagert sind.

Eine mit einem Motor 20A gekuppelte Welle 20 erstreckt sich durch die vordere Endwand 13 des Gehäuses und endet innerhalb der Trennkammer 12 mit Abstand zur hinteren Endwand 14. Die Welle 20 trägt mehrere scheibenförmige, sich radial erstreckende Elemente 21, die innerhalb der Trennkammer 12 liegen und sich zusammen mit der Welle drehen. Die Elemente 21 haben bei der Ausführungsform nach Fig. 1 jeweils die Form einer massiven Scheibe. Jede Rotorscheibe ist mit einer Nabe 22 und einem Keil auf der Welle 20 befestigt und hat einen im wesentlichen zylindrischen

äußeren Umfang, dessen Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des entsprechenden konzentrischen Flansches 18 und kleiner als der Außendurchmesser der Filterfläche 23 an der Stirnseite der benachbarten Filterelemente ist. Außerdem weisen die Seitenflächen eines jeden Elementes 21 einen Längsabstand zu den entsprechenden Stirnwänden 13,14 des Filters bzw. zur Stirnwand eines jeden benachbarten Filterelementes auf. Dadurch entsteht eine fortlaufend gewundene Strömungsbahn für die Feststoffe enthaltende Flüssig- ι ο keit vom Einlaß 15 durch die Trennkammer 12 bis zum Auslaß 16. Diese Flüssigkeitsbahn erstreckt sich über die Filterflächen 23 der Filterelemente von einer Seite einer jeden Rotorscheibe zur gegenüberliegenden Seite derselben. Die Naben 22 der Elemente 21 liegen aneinander an und dienen als Abstandshalter für die Elemente 21 auf der Welle 20, deren Mittenabstände gleich denen der benachbarten Filterelemente sind.

Jedes als Filterelement ausgebildete ringförmige Element 12 hat eine äußere ringförmige Fläche 24, die an einem benachbarten Filterelement anliegt, und außerdem eine mittlere Öffnung 25, durch die sich die Rotorwelle 20 erstreckt. Jedes Filterelement ist mit Filterflächen 23 versehen, die beispielsweise durch beiderseits angeordnete Filtertücher gebildet sind. Desweiteren weist jedes Filterelement innere Kanäle und Bohrungen auf, die in größerem Maßstab aus F i g. 8 ersichtlich sind, um einen Durchgang 56 zu bilden, der die durch die Filterflächen 23 gelangende Flüssigkeit mit einem Auslaß und einer geeigneten Flüssigkeitsleitung (nicht dargestellt) verbindet, durch die das Filtrat aus dem Filterelement ausgetragen wird. Die Filterflächen 23 sind durch mit Umfangsabstand angeordnete Schrauben 28 befestigt, die auf den gegenüberliegenden Seiten in das Filterelement eingeschraubt sind und auf einem Radius liegen, der etwas kleiner als der Innenradius des Flansches 18 ist während sie nahe der mittleren Öffnung 25 an gegenüberliegenden Punkten angeordnet sind.

Jedes sich radial erstreckende Element 21 ist mit mehreren Schaufeln 30, beispielsweise vier, versehen, die in gleichen Abständen um den Umfang des Elementes herum unter einem Winkel « von beispielsweise 75° zur Ebene des Elementes angeordnet sind. In der in den Fig. 1—3 gezeigten Ausführungsform hat jede Schaufel 30 eine flache plattenförmige Gestalt und ist in radialen Schlitzen des Elementes 21 z. B. durch Schweißen befestigt Die Schaufeln 30 erstrecken sich radial von dem Element nach außen und sind quer zur Ebene desselben angeordnet Jede Schaufel 30 erstreckt sich von einem Element 21 bis nahe an die Innenfläche des Flansches 18 eines ringförmigen Elementes 19 und weist außerdem einen seitlichen Abstand zu einem benachbarten ringförmigen Element 19 oder einer anderen Fläche, wie z. B. der Stirnwand 13, auf. Bei einer Trennkammer 12 mit einem Durchmesser von 610 mm als Innendurchmesser des Flansches 18 eines ringförmigen Elementes gemessen und einem Filterflächendurchmesser von 543 mm, erstrecken sich beispielsweise die Schaufeln 30 bis auf einen Abstand von 1,6 mm zur Innenseite des Flansches 18. Jede Schaufel 30 erstreckt sich seitwärts zu einer benachbarten Filterfläche 23 bis auf einen Abstand von 1,6 ram

Wenn während des Betriebes die radialen Elemente 21 gedreht werden, folgt die durch den Einlaß 15 eintretende Feststoffe enthaltende Flüssigkeit einer sinusförmigen Strömungsbahn von einer Seite eines ieden Elementes 21 zur anderen und über die Filterflächen 23 der ringförmigen Elemente 19, wie in F i g. 1 angedeutet, wobei die Flüssigkeit eine enge U-förmige Wendung um den Außenumfang eines jeden Elementes 21 und den Innenumfang der Filterelemente durchführt. Während des Betriebes verhindert die Bewegung der Schaufeln 30 durch die Strömungsbahn der Feststoffe enthaltende Flüssigkeit Verstopfungen an den äußeren U-förmigen Wendungen durch Feststoffansammlungen. Die Bewegung der Schaufeln bewirkt auch eine Turbulenz in der Zone zwischen dem Flansch 18 und dem Außenumfang eines jeden Elementes 21. Diese Turbulenz verhindert, daß sich Feststoffe aus der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit auf Grund von Zentrifugalkräften an entfernten Stellen oder Ecken der Trennkammer 12 außerhalb des Umfangs der Elemente 21 ansammeln, wie z. B. an den Flanschen 18 oder nahe den Filterflächen 23. Die durch die Schaufeln erzeugte Turbulenz ist weiterhin von Bedeutung, wenn die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit von Natur aus thixotrop ist. Desweiteren bewirken die Schaufeln 30, daß die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit selbst als Wasch- und Abreibmedium in den Bereichen außerhalb des Außenumfangs der Elemente 21 wirkt.

Obwohl in F i g. 2 vier Schaufeln 30 gezeigt sind, kann an jedem Element eine größere Anzahl von Schaufeln verwendet werden. Diese Schaufeln sind vorzugsweise mit gleichem Abstand zueinander angeordnet, um eine Unwucht der Elemente während des Betriebes zu vermeiden. Obwohl bei dieser Ausführungsform, wie in Fig.3 gezeigt jede Schaufel unter einem spitzen Winkel λ zur Ebene des Elementes angeordnet ist, können die Schaufeln auch rechtwinklig zur Elementenebene angeordnet sein. Bei der Ausführungsform der F i g. 4 ist ein Element 21 mit Schaufein 30 versehen, die jeweils mit einem Ende in einer Ausnehmung der Kante des Elementes 21, die sich rechtwinklig zur Elementenebene erstreckt, befestigt ist, während das freie Ende 31 nach vorn in Drehrichtung des Elementes, wie gezeigt, gebogen ist Der Schaufelabschnitt 31 kann auch nach rückwärts entgegen der Drehrichtung des Elementes und/oder aus der Ebene des Elementes nach vorn oder rückwärts in die Strömungsbahn der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit gebogen sein. Die Schaufeln können ferner auf ihrem frei vom Element vorstehenden Bereich in sich verdreht sein.

In Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt bei dem diejenigen Bezugsziffern, die mit denen der F i g. 1 übereinstimmen, gleiche Teile bezeichnen. Fig.5 zeigt ein Filter 10' mit einem Gehäuse 11, das eine Trennkammer 12 bildet Die vordere Stirnwand 13 des Filters 10' hat einen Einlaß 15 zur Einführung einer Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit in das Filter. Das Gehäuse 11 weist mehrere ringförmige Filterelemente 19 hohler Konstruktion auf, auf deren beiden Stirnflächen Filterflächen 23 mittels Schrauben 28 befestigt sind. Eine Welle 20. erstreckt sich durch die vordere Stirnwand 13 des Filters und trägt mehrere sich radial erstreckende Elemente 21' massiver Konstruktion.

Jedes Element 21' ist mit mehreren Schaufeln 30, z. B. vier, versehen, die in gleichen Abständen um den Umfang der Elemente herum angeordnet sind. Wie in Fig. 6 gezeigt, hat jedes Element 21' wenigstens einen Durchgang 40 am Innenumfang, der sich von einer Seite des Elementes zur anderen nahe der Nabe 22 erstreckt mit der das Element auf der Welle 20 befestigt ist Mehrere Durchgänge, z.B. zwei, sind in gleichen Abständen im Element vorgesehen, um einen Verbin-

dungsweg für eine verhältnismäßig kleine Menge Feststoffe enthaltende Flüssigkeit unmittelbar von einer zur anderen Seite des Elementes zu bilden. Wie aus den F i g. 6 und 7 ersichtlich ist, ist eine Schaufel 42 auf der stromabwärts'liegenden Seite eines jeden Durchganges 40 vorgesehen, die zur Längsachse der Nabe 22 und damit zu der der Welle 20 geneigt ist. Die Schaufel 42 ist unter einem spitzen Winkel β von etwa 15° zur Ebene des Elementes 2Γ geneigt, wobei eine Kante 44 der Schaufel an einer Seite des Durchganges 40 liegt. Jede Schaufel 42 ist durch Schweißen mit der Nabe 22 verbunden, wobei — wie in Fig.6 gezeigt — die hochstehende Kante 44 der Schaufel angrenzend an den Durchgang 40 angeordnet und vorzugsweise durch Schweißen oder Nieten damit verbunden ist, so daß zwischen der Kante 44 und der Wand des Durchganges 40 kein Spalt entsteht, d.h. kein Spalt zwischen der Kante 44 und dem Element 21'.

Bei dem in den F i g. 5 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich Schaufeln 48 zu den Naben 22 der Elemente 21' und damit zur Welle 20 hin, die an der Innenseite eines jeden stationären ringförmigen Filterelementes 19 angebracht sind. Diese Schaufeln 48 sind durch Schweißen oder Nieten mit dem Innenumfang eines jeden Filterelementes verbunden. Da die Schaufeln 48 stationär sind, tritt keine Unwucht auf, wenn eine einzige Schaufel 48 anstelle mehrerer mit gleichem Abstand am Umfang des Filterelementes angebrachter Schaufeln verwendet wird. Die Schaufeln 48 können parallel zur Achse der Welle 20 oder unter irgendeinem Winkel dazu angeordnet sein, z. B. unter einem solchen Winkel, daß sie im wesentlichen parallel zu den Schaufeln 42 liegen, wenn solche, wie in F i g. 7 gezeigt, vorhanden sind. Falls gewünscht, können auch mehrere um den Innenumfang des Filterelementes herum angeordnete Schaufeln verwendet werden, die mit den rotierenden Naben 22 zusammenwirken, um Feststoffansammlungen an den Oberflächen der Naben in der Zone zwischen der Kante des stationären Filterelementes und der benachbarten Nabenfläche zu verhindern.

Beim Betrieb dieses in den Fig.5—7 gezeigten Ausführungsbeispiels folgt ein Teil einer Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit, die in das Filter 10' durch den Einlaß 15 eintritt, einer sinusförmigen Strömungsbahn in der Trennkammer 12 nach außen entlang einer Seite eines Elementes 21' mit einer U-förmigen Wendung in der Zone, die von den Schaufeln 30 am Umfang dieses Elementes bestrichen wird, dann einwärts entlang einer Filterfläche 23 eines Elementes 19 mit noch einer U-förmigen Wendung in der Zone der Schaufeln 48 am Innenumfang dieses Elementes und dann nach außen entlang der anderen Seite des gleichen Elementes 19. Gleichzeitig fiießt ein Teil der in das Filter 10' durch den Einlaß 15 eintretenden Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit zur Welle 20 hin und entlang den Naben 22 der sich drehenden Elemente 2Γ durch die Durchgänge 40 am Innenumfang der Elemente 21'. Ein anderer Teil der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit folgt zeitweilig der erwähnten sinusförmigen Bahn um die Außenseiten der Elemente 21' herum und zu anderen Zeiten der erwähnten Bahn durch die Durchgänge 40 der Elemente 21'. Die Hauptmasse der Flüssigkeit strömt sinusförmig.

Die sich drehenden Schaufeln 30 am Außenumfang der Elemente 21' dienen zur Verminderung oder Ausschaltung der Neigung, daß sich Feststoffe in den Zonen, die von den Außenumfäugen der Elemente 21', den gegenüberliegenden Innenflächen der Flansche 18 der stationären Elemente 19 und den angrenzenden Abschnitten der Filterflächen 23, wie z. B. der Stirnwand 13 des Filters 10' begrenzt werden, ansammeln. Die stationären Schaufeln 48 erstrecken sich mit ihren freien Enden bis nahe an die Naben 22, die auf der Welle 20 angeordnet sind, und verhindern, daß sich Feststoffe in der Zone, die von der Oberfläche benachbarter Naben und den Innenumfängen der Elemente 19, an denen die stationären Schaufeln angebracht sind, begrenzt ist, ansammeln. Jede der auf den sich drehenden Naben 22

ίο auf der stromabwärts liegenden Seite des Durchganges 40 angeordneten Schaufeln 42 dient dazu, eine Schubkraft auf die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit auf der Nabe 22 aufzuüben, wenn sie den angrenzenden Durchgang 40 verläßt. Zusätzlich üben die Schaufeln 42 eine Zentrifugalkraft auf die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit aus, die sich an der Seite der Filterfläche 23 abwärts bewegt. Die Schaufeln 42 tragen dazu bei, Verstopfungen der Strömungsbahn infolge einer Feststoffeansammlung zu verhindern und bewirken Turbulenzen, die zusätzliche Bedeutung haben, wenn die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit thixotrop ist, wobei die sich bewegende Flüssigkeit auch als Wasch- und Abreibmittel wirkt, um Verstopfungen nahe den Innenumfängen der stationären Elemente 19 zu vermeiden.

Fig.8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem mit dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Bei diesem Filter wechseln mehrere stationäre ringförmige Filterelemente 19 im Filter 10" mit sich radial erstreckenden, rotierenden Filterelementen 52 hohler Konstruktion ab. Die sich drehenden Filterelemente 52 sind mittels Naben 22 auf einer Welle 20 befestigt Die Naben 22 können einteilig mit den Filterelementen ausgebildet oder durch Schweißen mit denselben verbunden sein.

Jedes der in F i g. 8 gezeigten Filterelemente 19, 52 hat auf jeder Stirnseite eine Filterfläche 23, 23' und innere Kanäle 56, die das durch die Filterflächen gelangende Filtrat in eine geeignete Filtrataustragvorrichtung abführen, die mit der Außenseite des Filters 10" in Verbindung steht Die Filterelemente 19, 52 weisen Klemmvorrichtungen 58,59 zur Befestigung der Filterflächen 23, 23' auf. Jede Klemmvorrichtung 58,59 besteht aus einem auf jeder Seite des Filterelementes angeordneten flachen Ring 60, 61, der mit Umfangsabstand angeordnete Schraubenlöcher aufweist, die mit Löchern in den Filterflächen 23, 23' und mit Gewindelöchern in den Filterelementen fluchten. Eine entsprechende Anzahl Schrauben 62 ist von jeder Seite des Filterelementes in die Gewindelöcher eingeschraubt um die Klemmringe 60,61, die auf den Kanten der Filterfläche 23,23' liegen, zu befestigen.
Jedes der sich drehenden Filterelemente 52 ist weiterhin mit einem Klemmring 64 versehen, der sich um den Außenumfang erstreckt, und sich von den Klemmringen 61 dadurch unterscheidet, da3 er den Umfang eines jeden Filterelementes 52 U-förmig im Querschnitt nach außen konvex umgreift, wie dies in F i g. 9 gezeigt ist, wobei jeder Klemmring 64 mehrere Schaufeln 66 aufweist, die in gleichen Abständen beispielsweise durch Schweißen an der Außenfläche befestigt sind. Dieser Klemmring besteht vorzugsweise aus mehreren gesonderten Teilen, um die Anbringung desselben auf der Umfangskante eines Filterelementes 52 zu erleichtern. Beispielsweise können drei Ringsegmente mit 120° Bogenlänge oder 4 Segmente mit 90° Bogenlänge oder nur 2 Segmente mit 180° Bogenlänge

verwendet werden.

Jedes der stationären Filterelemente 19 ist mit einem im Querschnitt U-förmigen Klemmring 68 versehen, der wesentlich kleiner im Durchmesser und auf der Innenseite konvex ist. Dieser Klemmring unterscheidet sich von dem Klemmring 64 des sich drehenden Filterelementes 52 dadurch, daß sich die Schaufeln 70 der Klemmringe 68 einwärts vom Klemmring 68 erstrecken. Die Klemmringe 68 bestehen aus mehreren gesonderten Ringsegmenten, um die Anbringung auf den Filterelementen zu erleichtern. Beispielsweise kann der Klemmring 68 aus drei Teilen von 120° Bogenlänge oder 4 Teilen von 90° Bogenlänge bestehen. Beide im Querschnitt U-förmigen Klemmringe 64 und 68 weisen mit Umfangsabstand angeordnete Schraubenlöcher 69 in ihren Schenkeln auf.

Schrauben durchgreifen die Löcher 69 und damit fluchtende Löcher in den Filterflächen 23', 23 und sind in damit ausgerichtete Gewindelöcher in den Filterelementen eingeschraubt. Die Klemmringe übergreifen die äußeren und inneren Kanten der Filterflächen 23', 23 und halten sie auf den Filterelementen 52,19 in Stellung. Die Schaufeln 66, 70 können rechtwinklig oder geneigt zu den radialen Ebenen der entsprechenden Klemmringe 64, 68 angeordnet sein. Ferner können sich die Schaufeln geradlinig erstrecken oder gebogene freie Enden haben, wie dies mit Bezug auf die in F i g. 4 gezeigten Schaufeln beschrieben ist. In Übereinstimmung mit den anderen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dienen die Schaufeln 66, 70 an den Filte^relementen dazu, Feststoffansammlungen in den angrenzenden Strömungswegen und Zonen zu verhindern und bewirken gleichzeitig, daß die Flüssigkeit selbst als Waschmedium wirkt.

Das in Fig.8 gezeigte Filterelement 19 kann mit einem benachbarten Abstandsring 18/1 beispielsweise durch Schweißen verbunden sein. Wahlweise kann das Filterelement 19 einteilig mit einem Abstandsring ausgebildet sein, wie dies in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 5 gezeigt ist. In gleicher Weise können die Ausführungsbeispiele nach F i g. 1 und 5 gesonderte Abstandsringe und zugeordnete Filterelemente 19 aufweisen.

Wie aus Vorstehendem hervorgeht, kann gemäß der Erfindung eine Kraftkomponente in der Strömungsbahn der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit innerhalb des Filters erzeugt werden, die Feststoffansammlungen verhindert, wo derartige Ansammlungen die Strömungsbahn blockieren könnten, und die bewirkt, daß diese Feststoffe in die Hauptströmungsbahn zurückgeführt werden. Die Schaufeln wirken einerseits als Kratzer, um jegliche Feststoffansammlungen zu lösen. Andererseits wirken die Schaufeln als Turbulenzerzeuger in der Flüssigkeit, um das Absetzen von Feststoffen zu verhindern. Desweiteren bewirken die Schaufeln, daß die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit selbst als Waschmedium wirkt, das die Flächen im Filter durch ihre kontinuierliche Bewegung darüberhinweg sauber hält. Eine Waschwirkung wird auch erzielt, wenn der Filter mit einer im wesentlichen von Feststoffen freien Flüssigkeit gefahren wird, wobei diese Flüssigkeit als zeitweiliges Reinigungsmittel verwendet wird, wenn es

ίο erwünscht ist, das Filter auf eine andere Feststoffe enthaltende Flüssigkeit umzustellen. Auf diese Weise kann das Filter gewaschen oder für einen neuen Einsatz gereinigt werden, ohne es auseinandernehmen zu müssen. Da das erfindungsgemäße Filter Mittel vorsieht, um sowohl eine Konzentration von Feststoffen in einen eingedickten Schlamm als auch ein Filtrat zu erzielen, soll der Ausdruck »Filter« umfassender Natur sein, wobei alle Filtervorrichtungen erfaßt sein sollen, die verwendbar sind, um sowohl ein Filtrat als auch ein Konzentrat als wünschenswerten Ausstoß zu erreichen. Während bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Filterflächen 23 und das Gehäuse des Filters als stationär beschrieben worden sind, liegt es im Bereich der Erfindung, daß alle Filterflächen, das Gehäuse oder sowohl alle Filterflächen und das Gehäuse sich drehen oder sonstwie nicht stationär bewegen können, sofern das Filter ein Rotorelement aufweist, das sich relativ zu den Filterflächen 23 und dem Gehäuse dreht. Allgemeiner gesagt ist beabsichtigt, daß wenigstens zwei mit Abstand zueinander angeordnete Flächen vorgesehen sind, die relativ stationär zueinander sind und daß sich ein Rotorelement zwischen die relativ stationären Flächen erstreckt, das sich gegenüber denselben bewegt. In dieser Hinsicht ist es weiterhin beabsichtigt, daß das Gehäuse des Filters und die relativ stationären Flächen sich entweder in gleicher oder entgegengesetzter Richtung wie die Drehrichtung des Rotorelementes drehen können.
Während ferner relativ stationäre Filterflächen zuvor beschrieben sind, die mit einem radialen Element massiver Konstruktion zusammenarbeiten, können auch reiativ stationäre Elemente massiver Konstruktion in Verbindung mit auf einer Welle angeordneten Filterelementen verwendet werden. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Filter eine abwechselnde oder reihenmäßige Anordnung von Rotorelementen aufweisen, die manchmal hohl ausgebildet sind, um als Filterelemente zu dienen, und manchmal eine massive Ausbildung zusammen mit relativ stationären Teilen

so haben können, die manchmal massiv und manchmal hohl als Filterelemente ausgebildet sind. Bei allen diesen Anordnungen sollen Schaufeln in der vorstehend beschriebenen Weise Verwendung finden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprache:

1. Dynamisches Filter zur Trennung einer Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit in ein Ffltmtund einen eingedickten Schlamm, aus einem Gehäuse mit s einem Einlaß zur Einführung der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit und einem Auslaß zur Entfernung des eingedickten Schlammes, wobei im Gehasst an der Gehäuseinnenfläche mindestens zwei koani im Abstand zueinander angeordnete ringförmige EIemente zwischen Ein- und Auslaß befestigt süa& die im Betrieb des Filters relativ zueinander stationär sind, wobei sich koaxial durch das Gehäuse eine Welle erstreckt, auf der jeweils koaxial zu den ringförmigen Elementen zwischen einander ange- is wandten Flächen derselben ein drehfest mit der Welle verbundenes, sich radial von dieser erdvekkendes Element derart angeordnet ist, daß fair die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit eine gewundene Strömungsbahn vom Auslaß zum Einlaß entstellt die um den Innenumfang der ringförmigen Elemente zwischen den ringförmigen Elementen und denn sich radial von der Welle erstreckenden Element mm den Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes herum führt, wobei das Filter zur Erzeugung einer Relativdrehung zwischen der Welle mit dem sich radial erstreckenden Element und den ringförmigen Elementen mit einer Antriebsvorrichtung versehen ist, wobei mindestens eines der Elemente mindestens eine Filterfläche aufweist, deren fimenseite zur Ableitung des Filtrats mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung steht, und wobeii auf dem sich radial erstreckenden Element mindestens eine sich in den Bereich der Strömungsbahn erstreckende Schaufel angeordnet ist, dadiuinch 3S gekennzeichnet, daß die Schaufel (30,6^)am Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes (21,52) sich zur Innenfläche des Gehäuses (U) hin erstreckend angeordnet ist

2. Dynamisches Filter zur Trennung einer *o Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit in ein Filtrat und einen eingedickten Schlamm, aus einem Gehäuse mit einem Einlaß zur Einführung der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit und einem Auslaß zur Entfernung des eingedickten Schlammes, wobei im Gehäuse an ts der Gehäuseinnenfläche mindestens zwei koaxial im Abstand zueinander angeordnete ringförmige Elemente zwischen Ein- und Auslaß befestigt sind, die im Betrieb des Filters relativ zueinander stationär sind, wobei sich koaxial durch das Gehäuse eine so Welle erstreckt, auf der jeweils koaxial zu den ringförmigen Elementen zwischen einander zugewandten Flächen derselben ein drehfest mit der Welle verbundenes, sich radial von dieser erstreckendes Element derart angeordnet ist, daß für die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit eine gewundene Strömungsbahn vom Auslaß zum Einlaß entsteht; die um den Innenumfang der ringförmigen Elemente zwischen den ringförmigen Elementen und demisich radial von der Welle erstreckenden Element umiden &⁰ Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes herum führt, wobei das Filter zur Erzeugung einer Relativdrehung zwischen der Welle mit dem sich radial erstreckenden Element und den ringförmigen Elementen mit einer Antriebsvorrichtung « versehen ist, wobei mindestens eines der Elemente mindestens eine Filterfläche aufweist, deren Innenseite zur Ableitung des Filtrats mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung steht, und wobei auf den ringförmigen Elementen mindestens eine sich in den Bereich der Strömungsbahn erstreckende Schaufel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel (48, 70) am Innenumfang der ringförmigen Elemente (19) sich zur Welle (20) hiri erstreckend angeordnet ist

3. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schaufel (30, 66) am Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes (21,52) sich zur Innenfläche des Gehäuses (11) hin erstreckend und mindestens eine Schaufel (48,70) am Innenumfang der ringförmigen Elemente (19) sich zur Welle (20) hin erstreckend angeordnet ist

4. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaufeln in gleichen Umfangsabständen angeordnet sind.

5. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schaufeln (30, 66; 48, 70) vom Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes (21,52) radial nach außen und/oder vom Innenumfang der ringförmigen Elemente (19) radial nach innen erstrecken.

6. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (30, 66; 48, 70) am Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes (21, 52) und/oder am Innenumfang der ringförmigen Elemente (19) jeweils in einer Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur Ebene des sich radial erstreckenden Elementes (21,52) oder der ringförmigen Elemente (19) verläuft

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 oder 3—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln am Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes unter einem spitzen Winkel zur Ebene des sich radial erstreckenden Elementes geneigt sind.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 oder 3—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (30) am Außenumfang des sich radial erstreckenden Elementes (21) in Richtung der Umfangskrümmung des Außenumfangs des sich radial erstreckenden Elementes gekrümmt sind.

9. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes ringförmige Element (19) mindestens eine Filterfläche (23) aufweist und daß das sich radial erstreckende Element (21) eine feste Scheibe ist.

10. Dynamisches Filter zur Trennung einer Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit in ein Filtrat und einen eingedickten Schlamm, aus einem Gehäuse mit einem Einlaß zur Einführung der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit und einem Auslaß zur Entfernung des eingedickten Schlammes, wobei im Gehäuse an der Gehäuseinnenfläche mindestens zwei koaxial im Abstand zueinander angeordnete ringförmige Elemente zwischen Ein- und Auslaß befestigt sind, die im Betrieb des Filters relativ zueinander stationär sind, wobei sich koaxial durch das Gehäuse eine Welle erstreckt auf der jeweils koaxial zu den ringförmigen Elementen zwischen einander zugewandten Flächen derselben ein drehfest mit der Welle verbundenes, sich radial von dieser erstrekkendes Element derart angeordnet ist, daß für die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit eine gewundene Strömungsbahn vom Auslaß zum Einlaß entsteht, die um den Innenumfang der ringförmigen Elemente

zwischen den ringförmigen Elementen und dem sich radial von der Welle erstreckenden Element um den AuBenumfang des sich radial erstreckenden Elementes herum führt, wobei das Filter zur Erzeugung einer Relativdrehung zwischen der Welle mit dem sich radial erstreckenden Element und den ringförmigen Elementen mit einer Antriebsvorrichtung versehen ist, wobei mindestens eines der Elemente mindestens eine Filterfläche aufweist, deren Innenseite zur Ableitung des Filtrats mit der Außenseite des Gehäuses in Verbindung steht, und wobei mindestens eine sich in den Bereich der Strömungsbahn erstreckende Schaufel angeordnet ist, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sich radial erstreckende Element (21') mindestens einen nahe der Welle (20) angeordneten kleinen Durchgang (40) für die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit aufweist und daß die Schaufel (42) auf der Welle nahe dem Durchgang angeordnet ist

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel (42) auf der stromabwärts liegenden Seite des Durchgangs (40) angeordnet ist