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Ans chwemm-Saugfilter
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~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Der in Fächer
unterteilte Trommelaufbau bisher bekannter kontinuierlicher Saugfilter erfordert
eine relativ komplizierte Konstruktion des Trommelinneren. Jedes Fach ist mit den
anderen verbunden und es kann den gleichen gesteuerten Betriebszyklus (Filtern,
Entwässern und Entleeren der Ablagerung) in einer umlaufenden wiederholten Folge
unter der Steuerung durch ein automatisches Absperrorgan durchlaufen. Erwägungen
hinsichtlich der Kompliziertheit und der Kosten führten zu einer Einschränkung der
Anwendung solcher kontinuierlich arbeitender Trommel-Saugfilter-Anordnungen.
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Mit Hilfe der Erfindung wird eine Trommel-Saugfilter-Anordnung vom
Typ der sogenannten Anschwemmfilter geschaffen. Die oben erwähnten Nachteile der
bekannten Filter werden mit Hilfe der Erfindung überwunden, und es wird eine neue
und äußerst nützliche Anordnung geschaffen, die bei zahlreichen Filteranwendungsfällen
eingesetzt werden kann und die sich insbesondere für jene Anwendungsfälle eignet,
in denen Anschwemm-
Saugfilter verwendet werden, beispielsweise
bei Filtervorgängen, bei denen ein sehr hoher Grad an Klarheit der gefilterten Flüssigkeit
erforderlich ist, oder in denen die Feststoffe selbst wenig Filterwirkung zeigen
(beispielsweise verhalten sich manche Aufschlämmungen verstopfend oder drosseln
die Filterwirkung ab) Diese Anordnung weist eine verbesserte und vereinfachte Trommel
auf, die sich für eine Verwendung beim Aufschwemmfiltern eignet. Die Trommel eignet
sich für die Verwendung in einem Trommel-Saugfilter, und mit ihrer Hilfe läßt sich
die Anwendung der flachen in Fächer unterteilten Trommelkonstruktion vermeiden,
die bisher bei Trommel-Saugfiltern eingesetzt wurde;ebenso lassen sich alle zugehörigen
Verbindungsleitungs- und Absperranordnungen vermeiden, die darin verwendet wurden.
Eine derartige Trommelanordnung weist einen evakuierbaren hohlen Innenraum mit Umfangsflächenabschnitten
auf, die sich für eine Beschichtung mit einer Filtermittelschicht eignet, die als
Filterablagerung auf solchen Umfangsflächenabschnitten der Trommel während ihres
Betriebs aufgebaut wird.
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Die Erfindung wir nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert.
Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Trommel-Saugfilter-Anordnung mit einer Ausführungsform einer rotierenden Trommel
nach der Erfindung, Figur 2 eine Stirnansicht der Anordnung von Fig. 1, wobei einige
Teile im Schnitt und einige Teile weggebrochen dargestellt sind, Figur 3 einen Längsschnitt
durch die Anordnung von Fig. 1, wobei einige Teile weggebrochen sind,
Figur
4 eine teilweise perspektivische vergrößerte Teilansicht zur Veranschaulichung des
Aufbaus von Umfangsflächenabschnitten der Trommel in der Ausführungsform von Fig.
1, Figur 5 einen vergrößerten vertikalen Teilschnitt quer zu einem Teil der Umfangsfläche
der Trommel in der Ausführungsform von Fig. 1, Figur 6 einen vergrößerten Teillängsschnitt
an einem Endbereich der in der Ausführungsform von Fig. 1 verwendeten rotierenden
Trommel während ihres Betriebs, Figur 7 einen teilweise schematisch ausgeführten
Teilquerschnitt durch die Ausführungsform von Fig. 1, wobei das Entfernen der Filterablagerung
von Trommelumfangsflächenabschnitten während des Betriebs dieser Ausführungsform
dargestellt ist, und Figur 8 ein Flußdiagramm der Ausführungsform von Fig. 1.
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In den Fig. 1 bis 8 der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Trommelfilteranordnung
nach der Erfindung dargestellt, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 12
gekennzeichnet ist. Die Trommelfilteranordnung 12 enthält eine längliche rotierende
Trommel 13, die in und über einem länglichen Behälter 14 drehbar gelagert ist. Der
Behälter 14 weist eine im Querschnitt allgemein halbkreisförmige kombinierte Seiten-
und Bodenwand 15 sowie zwei in Längsrichtung im Abstand voneinander liegende Stirnwände
16 und 17 auf, die jeweils an einem anderen Ende der Wand 15 befestigt sind. In
der dargestellten Ausführungsform sind die Stirnwände 16 und 17 jeweils rechtwinklig
ausgeführt, so daß ihre vorstehenden Seitenrandabschnitte für die Befestigung des
Behälters 14 an einem Rahmen 18 geeignet sind.
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Der Behälter 14 kann somit nach oben geöffnet sein, und
seine
Mittellinie 32 verläuft horizontal.
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Die Trommel 13 ist mit einer zylindrischen Seitenwand 20 versehen,
die in der Art eines Siebs ausgeführt ist, das für den Durchtritt eines Strömungsmittels
geeignet ist.
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An jeweils einem der beiden Enden der zylindrischen Seitenwand 20
ist eine von zwei plattenartigen Stirnwänden 21 mit Hilfe von Kopfschrauben 19 befestigt;
auch eine Schweißverbindung, Klemmvorrichtungen oder dergleichen könnten auf Wunsch
angewendet werden. Die Achse der Trommel 13 fällt vorzugsweise mit der Mittellinie
32 des Behälters 14 zusammen.
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-Für die Trommel 13 sind zwei Wellen 22 und 23 vorgesehen, von denen
sich jeweils eine von einer der Stirnwände 21 axial bezüglich der Trommel 13 nach
außen erstreckt.
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Eine Welle 22 ist hohl, und sie steht über eine öffnung 26 in der
zugehörigen Stirnwand 21 mit dem Innenraum 25 der Trommel 13 in Verbindung, so daß
ein Strömungsmittel aus dem Innenraum der Trommel 13 hindurchströmen kann.
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In der dargestellten Ausführungsform ist jede Welle 22 und 23 mit
Hilfe eines Ansatzflansches 27 an der jeweiligen Stirnwand 16 und 17 befestigt.
Jeder Ansatzflansch 27 ist an der zugehörigen Stirnwand 21 mit Hilfe von Kopfschrauben
28 oder dergleichen befestigt; an der jeweiligen Welle 22 und 23 ist er mit Hilfe
einer (nicht dargestellten) Schweißverbindung oder dergleichen befestigt.
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Jede der Wellen 22 und 23 kann mit zwei Lagervorrichtungen 10 und
11 ausgestattet sein, wobei sich eine Lagervorrichtung 10 jeder der Wellen 22 und
23 bei der zugehörigen Stirnwand 21 der Trommel befindet, während sich die andere
Lagervorrichtung jeder der Wellen 22 und 23 jeweils bei deren äußeren Enden befindet;die
Verwendung dieser Lagervorrichtungen ist aus der nachfolgenden Erörterung ersichtlich.
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Die am weitesten außen liegende Lagervorrichtung 11 jeder der Wellen
22 und 23 ist ein Lagerblock, der sich für die Befestigung in Lagergehäusen 30 und
31 eignet, die bei jedem Ende des Behälters 14 angebracht und jeweils am Rahmen
18 befestigt sind. Die Lagergehäuse 30 und 31 können die jeweiligen Wellen 22 und
23 drehbar so halten, daß die Achse der Trommel 13 mit der Mittellinie 32 des Behälters
14 zusammenfällt.
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Zum Drehen der Trommel 13 ist ein Motor 33 vorgesehen, dessen Antriebswelle
34 mit einem Zahnrad 35 ausgestattet ist. Das Zahnrad 35 liegt mit einem an der
Welle 22 befestigten Zahnrad 36 in einer Linie. Wenn um den Umfang der jeweiligen
Zahnräder 35 und 36 eine Antriebskette 37 verläuft und der Motor 33 in Betrieb ist,
sind die Zahnräder 35 und 36 so bemessen, daß sich die Trommel 13 mit der gewünschten
Drehzahl dreht. Für die Trommel 13 kann jeder geeignete Antrieb verwendet werden.
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Es ist eine (nicht dargestellte) Strömungsmittelpumpvorrichtung vorgesehen,
mit der unterhalb des atmosphärischen Drucks liegende Drücke erzeugt werden können.
Diese Pumpvorrichtung enthält einen Leistungskopf; sie ist sowohl im Aufbau als
auch im Betrieb herkömmlich. Die Pumpvorrichtung ist mit dem Anschlußende der hohlen
Welle 22 über eine Leitung 38 verbunden. Die Leitung 38 ist mit Hilfe einer Drehkupplung
40 verbunden. Die Drehkupplung 40 kann ein herkömmlicher Typ sein, der ermöglicht,
ein Strömungsmittel vom Ende eines rotierenden Glieds in ein ortsfestes Glied, beispielsweise
die Leitung 38, zu transportieren und zu leiten.
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Damit verhindert wird, daß sich aus Einzelteilchen bestehende Feststoffe
in einem durch die Filteranordnung 12 zu filternden Strömungsmittel während des
Betriebs am Boden des Behälters 14 absetzen, ist die Filteranordnung 12
vorzugsweise
mit einer Rührvorrichtung ausgestattet. In der Filteranordnung 12 wird diese Rührvorrichtung
von einem gebogenen, sich in Längsrichtung erstreckenden Rührwerk 41 gebildet. Das
Rührwerk 41 besteht aus zwei in Längsrichtung im Abstand voneinander liegenden,
nach innen gebogenen U-Eisenteilen 42, von denen jeweils eines an jedem Ende des
Innenraums des Behälters 14 angebracht ist, sowie aus mehreren, in Längsrichtung
verlaufenden, in Umfangsrichtung im Abstand voneinander liegenden U-Eisenteilen
43, die sich zwischen den jeweiligen Eisenteilen 42 erstrecken und mit diesen verschweißt
oder auf andere Weise verbunden sind. Das Rührwerk 41 ist an den jeweiligen Wellen
22 und 23 im Abstand von der Innenseite und von den Bodenwandabschnitten des Behälters
14 aufgehängt. Die Aufhängung wird hier mit Hilfe von Querträgern 44 erzielt, die
sich in Querrichtung zwischen den oberen Enden jedes der Eisenteile 42 erstrecken
und an ihren Mittelbereichen an einem kurzen (relativ zur Trommel 13) radial verlaufenden
Schenkel 45 und 46 befestigt sind.
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Die Schenkel 45 und 46 sind drehbar auf den Wellen 22 und 23 und an
deren Lagervorrichtungen 10 gelagert. Der Schenkel 46 überschneidet sich mit einem
Längsschenkel 47 so, daß die zwei Schenkel 46 und 47 einen Winkelhebel bilden. Aus
Gründen der Festigkeit und der Stabiltität ist das Anschlußende des Schenkels 47
zweckmäßigerweise mit einer Ecke des Rührwerks 41 verbunden. Dieses Ende des Schenkels
47 ist auch mit dem Ende eines Verbindungshebels 48 drehbar verbunden. Der Verbindungshebel
48 erstreckt sich zwischen dem Ende des langen Schenkels 47 und dem sich bewegenden
Ende der Antriebskurbel 49. Das sich drehende Ende der Antriebskurbel 49 ist wiederum
auf einer Antriebswelle 50 eines Motors 51 befestigt.
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Wenn der Motor 51 eingeschaltet wird und die Filteranordnung 12 in
Betrieb ist, wird dem Rührwerk 41 auf diese Weise eine schwingende Hin- und Herbewegung
verliehen,
die bewirkt, daß es sich im Abstand von den Innenwänden
des Behälters 14 bogenförmig hin- und herbewegt.
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Auf diese Weise wird das flüssige Material im Behälter 14 umgerührt,
wie es während des Betriebs der Filteranordnung 12 erwünscht ist.
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Zum kontinuierlichen Entfernen von Feststoffablagerungen, die sich
auf den zylindrischen Oberflächenabschnitten der Trommel 13 während des Betriebs
der Filteranordnung 12 angesammelt haben, wird eine Klingenanordnung 52 verwendet.
Die Klingenanordnung 52 enthält ein Messer 53, das sich in einem schrägen Winkel
längs der zylindrischen Seitenwand 20 erstreckt. Das Messer 53 ist an seiner Basis
mit Hilfe einer Schiene 55 in seine Lage an eine Platte 54 geklemmt. Die Schiene
55 wird mit Hilfe von Schrauben 56, die von der Platte 54 aufgenommen werden, gegen
die Platte 54 gehalten. Die Platte 54 ist gemäß der Darstellung zweckmäßigerweise
mit einer entsprechenden Nut zur Aufnahme des Messers 53 ausgestattet.
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Die schräge Platte 54 und ihr zugehöriges Messer 53 sowie die Schiene
55 erstrecken sich in Längsrichtung jeweils über die beiden Stirnwände 21 der Trommel
13 hinaus-.-Dicht bei jedem der beiden Enden der Platte 54 ragt ein (paarweise vorgesehener)
Flansch 57 nach unten, der durch Schweißen oder dergleichen an der Platte befestigt
ist.
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Am unteren Ende jedes Flanschs 57 sind dicht im Abstand nebeneinander
zwei Räder 58 befestigt, die sich jeweils um ein Achse allgemein parallel zur Mittelachse
32 der Trommel 13 drehen können. Die Räder 58 an jedem Flansch können außerdem auf
eine (paarweise vorgesehene) Schiene 59 einwirken, von denen jeweils eine außerhalb
jeder Stirnwand 21 am Rahmen 18 befestigt ist; jede der Schienen 59 verläuft relativ
zur Trommel 13 in radialer Richtung.
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Das Messer 53 kann auf diese Weise in radialer Richtung bezüglich
der Trommel 13 auf den Schienen 59 gegen die zylindrische Seitenwand 20 und von
dieser weg bewegt werden.
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Zwei Gewindestangen 60 verlaufen im Abstand voneinander (relativ zur
Trommel 13) in radialer Richtung von der Platte 54 nach außen. Damit geringfügige
Stellungsänderungen der Platte 54 ermöglicht werden, ist jede Gewindestange 60 mit
einem Drehpunkt 62 versehen. Die Stanrren 60 sind mit einem Gewinde versehen und
sie greifen axial in einen mit Gewinde versehenen Innenabschnitt eines Schneckenradgetriebes
ein. Jedes dieser Schneckenräder weist eine mit Gewinde versehene Umfangsaußenkante
auf, die eine Schnecke 61 kämmt (wobei zwei dieser Schnecken vorgesehen sind). Die
Schneckenräder und die Schnecken 61 sind jeweils von einem anderen Gehäuse 69 getragen.
Jedes Gehäuse 69 ist räumlich fest und an einem Tisch 62 befestigt, der am Rahmen
18 angebracht ist.
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Ein am Rahmen 18 befestigter Motor 63 ist mit einer (nicht dargestellten)
Antriebswelle versehen, die auf einen rechtwinkligen Antrieb 64 einwirkt. Die Antriebswelle
65 des Antriebs 64 kämmt eine Schnecke 66. Die Schnecke 66 kämmt ihrerseits ein
Schneckenrad 67, das starr auf einem Ende einer Antriebswelle 68 sitzt. Die Antriebswelle
68 verläuft parallel zur Achse 32 der Trommel 13 in Längsrichtung an der Außenseite
der zylindrischen Seitenwand 20, und die Schnecken 61 sitzen in Längsrichtung im
Abstand voneinander auf der Antriebswelle 68. Wenn die Antriebswelle 68 vom Motor
63 angetrieben wird, drehen die Schnecken 61 auf der Welle 68 die Schneckenräder
in den Gehäusen 69, was die Gewindestangen 60 veranlaßt, sich in radialer Richtung
gegen die zylindrische Seitenwand 20 der Trommel 13 zu bewegen, wie es zum Vorschieben
des Messers 53 erwünscht ist.
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Da die Geschwindigkeit des radialen Vorschubs des Messers 53 in Bezug
auf die Drehzahl der Trommel relativ niedrig gewählt ist, ist es in der Praxis notwendig,
das Messer 53 relativ schnell zurückzuziehen, wenn es einmal vollständig gegen einen
gewünschten Abschnitt an der zylindrischen Seitenwand 20 der Trommel 13 vorgeschoben
worden
ist. Zur Ermöglichung dieses schnellen Zurückziehens des
Messers 53 kann irgendeine herkömmliche Freigabevorrichtung verwendet werden. Im
vorliegenden Fall ist zum Lösen des Schneckenrads 67 von der Antriebswelle 68 eine
Kupplung 71 vorgesehen. Die Kupplung 71 ist zweckmäßigerweise eine einfache herkömmliche
Klauenkupplung. Wenn die Kupplung 71 geöffnet ist, sind der Motor 63, der Winkelantrieb
64, die Welle 65, die Schnecke 66 und das Schneckenrad 67 von der Antriebswelle
68 gelöst.
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Das Messer 53 könnte zwar durch irgendwelche geeignete Mittel, etwa
auch manuell nach dem Lösen einer Freigabevorrichtung wie der Kupplung 71 in der
dargestellten Ausführungsforn zurückgezogen werden, doch ist zur Erzielung einer
umgekehrten Bewegung des Messers 53 von der Trommel 13 weg ein Schnellumkehrantrieb
73 vorgesehen. Dieser Schnellumkehrantrieb 73 macht von einem am Tisch 62 befestigten
Motor 74 Gebrauch. Auf der (nicht dargestellten) Antriebswelle des Motors 74 sitzt
eine Riemenscheibe 72, und auf dem Ende der Antriebswelle 68 sitzt eine mit der
Riemenscheibe 72 fluchtende Riemenscheibe 75. Um die Riemenscheiben 75 und 72 ist
ein Keilriemen 76 angebracht.
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Wenn der Motor 74 betätigt wird, dreht sich die Riemenscheibe 75,
und diese dreht die Antriebswelle 68 in der Richtung, in der das Zurückziehen der
Platte 54 und des Messers 53 aus der Nähe der zylindrischen Seitenwand 20 der Trommel
13 bewirkt wird. Das dabei beteiligte Ubersetzungsverhältnis der Riemenscheiben
ermöglicht es dem laufenden Motor 74, das Messer 53 mit einer im Vergleich zur Geschwindigkeit,
mit der der Motor 63 das Messer 53 vorschiebt, schnellen Geschwindigkeit in eine
ausgewählte Startposition zurückzuführen.
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Der Aufbau der zylindrischen Seitenwand 20 ist in den Fig. 4, 5, 6
und 7 dargestellt, obgleich jede zweckmäßige Siebkonstruktion dafür eingesetzt werden
könnte.
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Im vorliegenden Fall besteht die Seitenwand 20 aus einer
Reihe
von Lagerstreifen 78, die im Abstand voneinander parallel angeordnet sind und quer
zu ihren oberen Kanten mit mehreren festgeschweißten, im Abstand voneinander liegenden
parallelen Haltestäben 79 versehen sind. Die Haltestäbe 79 werden zweckmäßigerweise
vor dem Schweißen mit Nuten für einen Eingriff mit den Lagerstreifen 78 versehen.
Da die öffnungen zwischen benachbarten Haltestäben 79 und zwischen den Streifen
78 sehr viel größer als die übliche Größe der typischerweise zu filternden Teilchen
und auch sehr viel größer als die Teilchengröße des typischerweise verwendeten Filtermittels
sind, ist es üblich, über den Außenumfangsflächenabschnitten der Haltestäbe 79 ein
Gewebe oder ein Sieb 80 anzubringen.
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Als eine Möglichkeit, über den Oberseiten der Haltestäbe 79 das Sieb
80 zu befestigen, ist das in Fig. 5 dargestellte Gewebe oder Feinsieb 80. Damit
dieses Gewebe an seiner Stelle gehalten wird, ist quer durch die Haltestäbe 79 eine
Nut geschnitten, und nach dem Spannen des Gewebes 80 um die Stäbe 79 wird ein Faden-
oder Drahtglied 82 in die Nut 81 gedrückt, was dazu dient, das Gewebe 80 gegen die
Stäbe 79 zu klemmen. Zum Festklemmen des Gewebes 80 an den Stäben 79 kann jede geeignete
Klemmvorrichtung verwendet werden; beispielsweise könnte nach Fig. 1 ein Gewebe
80' an Ort und Stelle über der Trommel 13 mit Hilfe von Stirnteilen 83 und Säumen
84 festgeheftet werden.
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Über eine Rohrleitung 86, die den Behälter 14 von einem oberen Abschnitt
aus speist, wird,ein flüssiges Material, das feinstverteilte oder schwebende Feststoffteilchen
enthält, die auszufiltern und von der enthaltenen Flüssigkeit zu trennen sind, in
den Behälter 14 eingegeben. Zum Entleeren ist am Boden des Behälters 14 ein Auslaßrohr
87 vorgesehen. Der Fachmann erkennt, daß die Filteranordnung 12 aus Stahl, Gußeisen,
beschichtetem Stahl, Edelstahl, anderen Metallegierungen, glasfaserverstärktem Kunststoff
und dergleichen hergestellt sein kann. Gewebeüberzüge
für die Trommel
13 können aus einer Vielzahl verschiedener natürlicher und synthetischer Textilien,
Woll- und Drahtgewebe sowie aus feingelochten Metallsieben gebildet sein.
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Im Betrieb dreht sich die Trommel 13 langsam, während der Behälter
14 mit dem zu filternden flüssigen Material versorgt wird;ein typischer Drehzahlbereich
erstreckt sich von etwa 0,5 bis 10,0 Umdrehungen pro Minute. Das Materialniveau
im Behälter 14'wird so aufrecht erhalten, daß eine konstante Eintauchtiefe des unteren
Abschnitts der Trommel 13 gewährleistet wird. Typischerweise kann diese Tiefe zwischen
den Grenzen eingestellt sein, die von 0 bis zu einem fast vollständigen Eintauchen
der Trommel reichen, vorausgesetzt, daß in jeder gegebenen Ausführungsfoim die Klingenanordnung
über dem Niveau der zu filternden Flüssigkeit bleibt.
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Vorzugsweise ist der Behälter mit Wasser oder einer anderen zu filternden
Flüssigkeit bis zu einem solchen Niveau gefüllt, das der Winkel, den die Oberfläche
des zu filternden oder zu verarbeitenden flüssigen Materials mit der zylindrischen
Seitenwand 20 bildet, zwischen etwa 30 und 1200 liegt. Die Abschabklinge.wird mit
einer Geschwindigkeit, die vorzugsweise zwischen etwa 0,0025 bis 0,025 mm pro Minute
(0,0001 bis 0,001 inches pro Minute) reicht, allgemein radial bezüglich zur Trommel
13 vorwärtsbewegt. Typische Unterdruckwerte, die während des Filtrierungsvorgangs
auf die Oberfläche der Trommel 13 ausgeübt werden, reichen vorzugsweise von etwa
0,28 bis 0,85 atü (4 bis 12 psig), obgleich auch höhere oder niedrigere Druckwerte
angewendet werden können. Ein einmal ausgewähltes Flüssigkeitsniveau wird zweckmäßigerweise
von einem der Rohrleitung 86 zugeordneten Absperrorgan zur Steuerung der Beschickungsgeschwindigkeit
gesteuert.
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Der Betrieb der Filteranordnung 12 wird mit Hilfe des Flußdiagramms
von Fig. 8 veranschaulicht. Die Filtermittelaufschlämmung
wird
zweckmäßigerweise in einem Behälter 91 aufbereitet, worauf sie in den Behälter 14
der Trommel-Saugfilteranordnung 12 abgegeben wird. Allgemein ist das Filtermittel
ein inertes Partikelmaterial, das im wesentlichen vollständig wasserunlöslich ist
und eine Partikelgröße von weniger als etwa 250 Zm (und vorzlgsweise einen Größenbereich
von etwa 50 bis 100/um) aufweist. Ein besonders zweckmäßiges Material ist ein Aluminium-Kalzium-Silikat
wie Fuller-Erde, Bentonit, Diatomeenerde, Amocit-Asbest, zermahlenes Papier, synthetische
oder natürlicher Fasern oder dergleichen. Zweckmäßigerweise ist das Filtermittel
anfänglich als eine wässrige Aufschlämmung von etwa 5 bis 25 Gewichtsprozent (Gesamtgewicht
der Aufschlämmung) eines solchen Partikelmaterials in Wasser aufbereitet. Das Filtermittel
wird zweckmäßigerweise in einem Behälter 91 zubereitet, worauf es dann in den Behälter
14 der Filteranordnung 12 eingegeben wird.
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Wenn die Filtermittelaufschlämmung in den Behälter 14 eingegeben wird,
wird die Trommel 13 mit Hilfe einer Saugpumpe 93 evakuiert. Vorzugsweise wird die
Trommel 13 mit einem Gewebe 80 gemäß der obigen Beschreibung ausgestattet, ehe das
Filtermittel eingegeben wird. Zwischen der Saugpumpe 93 und der Trommel 13 ist ein
Zwischenbehälter 92 angebracht, und die Pumpe 93 ist über die Leitung 38 und die
Drehkupplung 40 mit dem Inneren der Trommel 13 verbunden. Typische Druckwerte, die
an den Trommelinnenflächen aufrecht erhalten werden, reichen von etwa 0,28 bis 0,85
at, obgleich auch höhere und niedrigere Druckwerte sowie Trommeldrehzahlen angewendet
werden können.
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Das Filtermittel wird als Schicht 94 (siehe Fig. 6) auf den zylindrischen
Arbeitsflächen der Trommel 13 abgelagert und von den angewendeten, unter dem Atmosphärendruck
liegenden Druckwerten an diesen Flächen gehalten. Typische
Werte
der Anfangsdicke der Schicht 94 des Filtermittels auf den zylindrischen Oberflächenabschnitten
der Trommel 13 reichen von etwa 1,25 bis 15 cm (0,5 bis 6 inches) und vorzugsweise
von etwa 2,5 bis 5 cm (1 bis 2 inches), und die Menge der Filtermittelaufschlämmung,
die hinzugefügt wird, wird so gewählt, daß sie zur Erzeugung einer Schicht mit dieser
Dicke ausreicht.
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Nachdem das Filtermittel auf diese Weise auf den zylindrischen Oberflächenabschnitten
der Trommel abgelagert worden ist, wird die zu filternde Flüssigkeit vom Behälter
90 aus in den Behälter 14 beispielsweise durch öffnen des Absperrorgans 94 eingelassen.
Für diese Übertragung kann auf Wunsch eine (nicht dargestellte) Pumpe verwendet
werden.
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Bei Anwendung der oben angegebenen Drücke und Trommeldrehzahlen wird
eine Mischung aus Flüssigkeit und Feststoffteilchen in der Filteranordnung 12 zur
Trennung der Feststoffteilchen von der Flüssigkeit filtriert. Die Flüssigkeit oder
das vorgereinigte Abwasser wird abgezogen und über die Leitung 38 im Zwischenbehälter
92 gesammelt.
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Die Feststoffteilchen werden als Filterablagerung auf den zylindrischen
Oberflächenabschnitten der Trommel 13 gesammelt und kontinuierlich an einer Längsposition
bezüglich einer Seite der drehenden Trommel vom Messer 53 entfernt. Beim Betrieb
des Trommel-Saugfilters könnte zwar irgendeine geeignete Abschabvorrichtung verwendet
werden, doch wird gemäß der Erfindung vorzugsweise eine Abschabklingenanordnung
verwendet, wie sie hier dargestellt und beschrieben ist, die die Filterablagerung
und einen kleinen Anteil der Filtermittelteilchen durch Abschneiden einer Schicht
entfernt, die von etwa 0,0025 bis 0,025 mm (0,0001 bis 0,001 inches) der Dicke radial
bezüglich der Trommelachse gemessen reicht, obgleich auch dünnere oder dickere Schichten
abgenommen werden könnten. Eine derartige Anordnung ist für Filterzwecke
besonders
zufriedenstellend, da das Feststoffmaterial charakteristischerweise in einer schlammigen
Form vorliegen kann, die ihr Trennen und Entfernen von der Trommel des Saugfilters
ohne die Verwendung der Filtermittelschicht, die gemäß der obigen Beschreibung auf
den zylindrischen Oberflächenabschnitten der Trommel abgelagert ist, schwierig gestaltet.
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Es hat sich herausgestellt, daß sich die von der Trommel abgenommenen
Feststoffe charakteristischerweise in einem nahezu trockenen Zustand befinden. Vorzugsweise
wird die zu filternde Flüssigkeit kontinuierlich in das Trommel saugfilter 12 eingegeben,
bis eine gesamte vorgegebene Menge in das Saugfilter 12 geladen worden ist. Vorzugsweise
ist die Wechselwirkung zwischen der verarbeiteten Flüssigkeitszusammensetzung und
der Dicke des Filtermittels auf den zylindrischen Oberflächenabschnitten der Trommel
13 so ausgestaltet, daß das Filtermittel nicht verbraucht ist, ehe die Ladungsmenge
verarbeitet ist.
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Am Ende der Verarbeitung wird die Saugpumpe abgeschaltet, und die
Trommel 13 wird vorzugsweise mit klarem Wasser gespült, damit das gesamte Filtermittel,
das an ihr verbleibt, entfernt wird, und diese Waschflüssigkeit wird zweckmäßigerweise
in den Behälter 90 zurücktransportiert. Die maximale Größe der gefilterten Menge
wird begrenzt von Faktoren wie der Dicke der Filtermittelschicht auf der zylindrischen
Seitenwand 20, der Drehzahl der Trommel 13 und der zum Antreiben des Messers 53
gegen die Achse der Trommel 13 angewendeten Vorschubgeschwindigkeit.
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Am Ende des Filtrierungsvorgangs läßt die Materialströmung durch die
Leitung 86 nach. Vorzugsweise wird die Materialströmung in ein Flüssigkeitswaschsystem
wie Wasser umgewechselt, das zum Spülen der Trommel 13 und des Behälters 14 verwendet
wird; mittels eines (nicht dargestellten)
Absperrorgans kann während
dieser Zeit das Rohr 87 geöffnet sein, und der Unterdruck in der Leitung 38 kann
abgesperrt sein. Andererseits kann im Inneren der Trommel 13 und der Leitung 38
ein Unterdruck angewendet werden, wodurch ein Spülen erfolgt.
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Wenn von der Oberfläche der zylindrischen Seitenwand 20 während des
Betriebs der Filteranordnung 12 Materialien abgenommen werden, dann gleiten diese
über die Oberfläche des Messers 53, die Platte 54 und durch öffnungen im Tisch 62
nach unten, damit sie in einer Korbanordnung gesammelt oder mechanisch zu einer
weiteren (nicht dargestellten) Einrichtung transportiert werden. Das während eines
Entleerungsvorgangs über das Rohr 87 aus dem Behälter 14 entfernte Waschwasser wird
zweckmäßigerweise in den Behälter 90 zurückgeführt, und es kann mit einer zu filternden
Beschickungsmenge bei einem anschließenden Filtrierungsvorgang wieder eingegeben
werden.
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Typische Sieblochgrößen für die Oberfläche der zylindrischen Seitenwand
20 liegen im Bereich zwischen etwa 0,5 und 3,75 mm (0,02 bis 0,15 inches), obgleich
auch größere oder kleinere Abmessungen angewendet werden können, wie der Fachmann
erkennen kann. Die hier bevorzugte Größe beträgt etwa 1,25 mm (0,05 inch).
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Es gibt keine besonders kritischen Abmessungen bei einem bestimmten
Trommel-Saugfilter 12, doch wird hier vorzugsweise eine Vorrichtung verwendet, die
eine Trommel mit einem Durchmesser von etwa 30 bis 120 cm (12 bis 48 inches), vorzugsweise
im Bereich von etwa 60 bis 90 cm (24 bis 36 inches) sowie eine Länge von etwa 60
bis 180 cm (24 bis 72 inches) aufweist.
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Wenn sich die Trommel 13 durch ein zu filterndes Material dreht, erfolgt
eine Filtrierungswirkung, während sich die Oberfläche der Trommel in der Flüssigkeit
befindet. Nachdem
die Trommeloberfläche aus der ungefilterten Flüssigkeit
auftaucht, erfolgt eine Entwässerung ehe das Filtrat das Messer 53 erreicht, bei
der freies Wasser von den getrennten Feststoffmaterialien abgezogen wird, die sich
auf der zylindrischen Oberfläche der Trommel abgelagert haben.
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Die obige Beschreibung veranschaulicht zwar die Anwendung einer drehbaren
Trommel nach der Erfindung in einem Trommel-Saugfilter 12 des Typs, bei dem ein
Filtermittel angewendet wird, doch kann der Fachmann erkennen, daß anstelle der
Verwendung einer Abschabklinge andere Maßnahmen zum Entfernen der festen Stoffe
eingesetzt werden können.
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L e e r s e i t e