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Gerät zum Filtern verunreinigter Flüssigkeiten
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Die Erfindung betrifft ein Filtergerät, das einen einen perforierten
Mantel aufweisenden Hohlzylinder und ein gegen diesen anliegendes Filterelement
aufweist.
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Gebräuchliche Filtergeräte dieser Art arbeiten mit Vakuum, wobei die
zu reinigende Flüssigkeit durch das Filterelement, z.B. ein Filtertuch, gesaugt
wird. Diese Geräte sind jedoch verhältnismäßig teuer, weshalb der Erfindung die
Aufgabe zugrundeliegt, ein einfacheres und billigeres Filtergerät dieser Art zu
entwickeln, bei dem nur das Gewicht der zu reinigenden Flüssigkeit bzw. der an dem
Filterelement herrschende statische Druck die Durchströmung des Filterelementes
hervorruft,
wobei das Gerät Abmessungen aufweist, wie sie üblicherweise kleine oder mittelgroße,
zur mechanischen Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere Abwässern, dienende,
in der Kleinindustrie verwendete Filter oder auch Filter von Autowaschanlagen aufweisen.
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Ein solches Gerät weist gemäß der Erfindung die im Kennzeichen des
Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale auf.
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Das in einer fortlaufenden Bahn dem Gerät zugeführte Filtermittel
besteht beispielsweise aus einem als Massenerzeugnis hergestellten leichten Fasermaterial,
das nur eine verhältnismäßig geringe Zug- bzw. Reißfestigkeit aufweist, weshalb
an dem erfindungsgemäßen Gerät vorteilhafterweise Vorrichtungen vorgesehen sind,
wie sie in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben sind. Die Verwendung einer solchen netzartigen
Stoffbahn empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die zu reinigende Flüssigkeit in
den Zylinder eingeleitet und am Boden des vorteilhafterweise als Trog ausgebildeten
Behälters über eine von zwei seitlichen Rinnen oder auch über beide Rinnen abgeleitet
wird.
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Wird die zu reinigende Flüssigkeit jedoch dem Gerät über eine der
beiden am Boden des Trogs vorgesehenen Rinnen zugeführt, so weist die durch die
Hohlwelle des Zylinders hindurchgeführte Abflußleitung eine Verlängerung auf, die
etwa
bis zur tiefsten Stelle des Zylinders reicht.
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Die dem Gerät zugeführte Filtermittelbahn wird von einer Rolle abgewickelt
und nach ihrem Durchgang durch das Gerät auf einer Trommel aufgewickelt. Im Falle
der Verwendung einer endlosen Filtermittelbahn ist eine Waschvorrichtung vorgesehen,
in der die von der Filtermittelbahn aufgenommenen Verunreinigungen aus dieser ausgewaschen
werden.
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Der Antrieb des Zylinders kann kontinuierlich oder auch periodisch
erfolgen, wobei der Zylinder in vorbestimmten Zeitabständen eine Drehbewegung von
solcher Winkelgröße ausführt, daß die in die zu reinigende Flüssigkeit eintauchende
Filtermittelbahn durch einen neuen Bahnabschnitt ersetzt wird. Die Anordnung ist
vorteilhafterweise so getroffen, daß der Zylindermantel über mehr als zwei Drittel
von der Filtermittelbahn bedeckt ist. Weitere Merkmale können der ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes in schematischer Weise zeigenden Zeichnung und der folgenden,
sie erläuternden Beschreibung entnommen werden. Es zeigen Fig 1 einen senkrechten
Schnitt durch das Gerät quer zur Längsachse des Hohlzylinders; Fig. 2 einen senkrechten
Schnitt durch das Gerät längs der Achse des Hohlzyainders,
In den
Stirnseiten des trogförmig ausgebildeten Behälters 12 ist der von dem Motor 31 angetriebene
Zylinder 11 so gelagert, daß sein Mantel von den Seitenwänden und dem Boden des
Behälters im wesentlichen denselben Abstand aufweist. Die etwa über drei Viertel
des Umfangs gegen den Manteldes Zylinders 11 anliegende Filtermittelbahn 10 wird
von einer Trommel 13 abgezogen, über Walzen 15 und 16 an den Zylinder herangeführt,
von diesem mittels einer Umlenkwalze 17 wieder abgenommen und über eine weitere
Walze 18 einer Aufwickeltrommel 14 zugeführt.
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Da das Filtermaterial ein wenig zug- und reißfestes, einen Vliescharakter
aufweisendes leichtes Material verhältnismäßig geringer Stärke und gleichmäßiger
Durchlässigkeit darstellt, dessen Flächengewicht etwa 15 bis 100 g/qm beträgt, wird
die Filtermittelbahn 10 mittels einer aus perforiertem Material bestehenden Bahn
19, beispielsweise einem weitmaschigen Glasfasergewebe, einem metallischen Netzgewebe
geringer Dehnfähigkeit, an dem Zylinderumfang gehalten. Diese endlos ausgebildete
Bahn 19 wird zusammen mit der Filtermittelbahn 10 über die Walzen 15,16,17,18 und
über unterhalb des Trogs 12 angeordnete Umlenkwalzen geführt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit
der Umlenkwalze 17 nur geringfügig größer als diejenige des Zylinders 11 sein kann
und die Spannung dieser weitmaschigen Bahn 19 mittels der hinsichtlich ihres Lagers
einstellbaren oder auch federnd gelagerten Walze 18 geregelt werden kann.
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Dadurch, daß die Filtermittelbahn 10 mittels der weitmaschigen# Bahn
19 am Umfang des Zylinders 11 gehalten wird, kann die zu reinigende Flüssigkeit
über die Leitung 22 auch in den Zylinder eingeleitet und über die Abflußleitungen
20 und 21 des Trogs 12 abgeleitet werden. Vorteilhafter ist es jedoch, die zu reinigende
Flüssigkeit in den Behälter einzuleiten und aus dem Zylinder über die Leitung 22
abzuführen, die zu diesem Zweck ein an die tiefste Stelle des Zylinderinnenraums
reichende Verlängerungsleitung 29 aufweist.
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Mittels des Motors 31 wird nicht nur der Zylinder, sondern auch die
Trommeln 13 und 14 sowie einzelne der Walzen 15 bis 18 angetrieben.
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Für die Zufuhr der zu reinigenden Flüssigkeit ist meist ein vorgeschalteter
Behälter vorgesehen, aus dem der Zufluß der Flüssigkeit mittels eines Pegelanzeigers
geregelt wird.
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Um gegebenenfalls zuviel zufließende Flüssigkeit aus dem Behälter
ableiten zu können, kann ein diese überschüssige Flüssigkeit aufnehmender Lagertank
vorgesehen sein, wobei dieser Flüssigkeitsüberschuß ebenfalls von dem Pegelregler
gesteuert wird.
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In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel tritt die
Flüssigkeit durch die Zuflußleitung 20 zur Erzielung
einer Gegenströmung
in den Behälter 12 ein, in welchem Fall die Leitung 21 gesperrt ist. Soll zur Erzielung
einer gleichgerichteten Strömung die Flüssigkeit dem Behälter durch die Leitung
21 zugeführt werden, so wird die Leitung 20 gesperrt. Der Zufluß der zu reinigenden
Flüssigkeit erfolgt über seitlich am Boden des Behälters 12 angeordnete Rinnen,
wodurch gewährleistet wird, daß die Flüssigkeit dem Zylinder 11 über dessen ganze
Breite zugeleitet wird. Die Praxis hat gezeigt, daß bei gleichgerichteter Strömung
die besten Resultate erzielt werden.
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Die gereinigte Flüssigkeit fließt aus dem Innenraum des Zylinders
11 über eine durch die Stirnseite 24 des Zylinders hindurchgeführte Leitung 22 ab,
die in einer Hohlwelle 23 angeordnet ist. Mit der Abflußleitung 22 kann zur Erzielung
eines gleichmäßigen Durchflusses eine Saugpumpe 30 verbunden sein. Die Hohlwelle
23 ist mittels einer Dichtung 28 gegenüber der Trogwand und der Zylinderstirnseite
24 abgedichtet. Wird die zu reinigende Flüssigkeit über die Leitung 22 in den Zylinder
eingeleitet, so fließt das Filtrat durch die Leitung 20 und/oder 21 aus dem Behälter
ab.
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Um bei einem Betrieb des Geräts, bei dem die Flüssigkeit die Filtermittelbahn
in Richtung auf den Zylinder durchsetzt, eine maximale Druckhöhe, entsprechend 70-90%
des
Zylinderdurchmessers, ausnützen zu können, ist es wichtig,
daß die Wellendichtung 28 dem auftretenden Flüssigkeitsdruck standhält, verschleißfest
ist und einen Langzeitbetrieb des Gerätes auch mit Flüssigkeiten ermöglicht, die
einen Abrieb verursachende Partikel enthalten. Die Dichtung soll außerdem eine hohe
Temperaturfestigkeit aufweisen und gegenüber chemischen Zusätzen unempfindlich sein.
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Die mit dem Pegelregler zusammenwirkenden Steuer- und Regelvorrichtungen
sind bekannter Art und werden daher nicht beschrieben.
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Bei automatischem Betrieb des Gerätes erfolgt die Drehbewegung des
Zylinders intermittierend. Wenn die Filtermittelbahn sich so weit zugesetzt hat,
daß sich ihr Durchströmungswiderstand wesentlich erhöht, so steigt das Flüssigkeitsniveau
im Behälter bis zu einem durch den Pegelregler 26 eingestellten Maximalwert, worauf
der Regler an ein vorher eingestelltes Zeitrelais ein elektrisches Signal gibt,
durch das eine Drehbewegung des Zylinders um einen Winkelbetrag ausgelöst wird,
der der von der Filtermittelbahn bedeckten Umfangsfläche des Zylinders entspricht.
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Infolge des geringeren Strömungswiderstandes des frischen Filtermittels
sinkt das Flüssigkeitsniveau im Behälter und steigt erst dann wieder, wenn auch
der neue Abschnitt
der Filtermittelbahn sich zugesetzt hat. Auf
diese Weise erfolgt eine vollkommene Ausnutzung des Filtermaterials.
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Sollte das Flüssigkeitsniveau im Behälter infolge eines verminderten
Zuflusses absinken, so wird der Betrieb des Gerätes automatisch durch ein von einem
im Minimal-Niveau angeordneten Pegelschalter 27 oder einem an die Saugpumpe 30 angeschlossenen
Strommeßgerät ausgelöstes Signal unterbrochen. Auf diese Weise wird die Saugpumpe
vor Überhitzung geschützt. Gleichzeitig werden akustische oder auch optische Alarmsignale
ausgelöst, die auch dann in Funktion treten, wenn die Filtermittelbahn außerhalb
oder innerhalb des Behälters abreißt.
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Weitere nach Maßgabe des Betriebszustandes des Gerätes automatisch
ausgelöste Signale können zur Regelung des Ventils für den Zulauf der zu reinigenden
Flüssigkeit vorgesehen sein. Auch der Durchmesser der beiden Trommeln, von deren
einer die frische Filtermittelbahn abgewickelt und auf deren andere die verschmutzte
Filtermittelbahn aufgewickelt wird, kann mittels selbsttätiger Kontrollgeräte überwacht
werden.