DE3131320A1

DE3131320A1 - Filterzentrifuge

Info

Publication number: DE3131320A1
Application number: DE19813131320
Authority: DE
Inventors: Terumi Gifu Nagatani
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1982-04-08
Also published as: JPS5738956A; FR2488528A1; AU7428681A; JPS581977B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge, die Feststoffteilchen von einer Schlammflüssigkeit dadurch abtrennen kann, dass die die Schlämmteilchen, chemische Stoffe usw. enthaltende Flüssigkeit in eine Filtertrommel ausgestossen wird, deren ümfangswand als Filterfläche ausgebildet ist. Dabei wird die Ümfangswand mit einer niedrigen Geschwindigkeit mit der Mittellinie als Achse und mit einer hohen Geschwindigkeit mit einer Horizontallinie längs eines Bodendurchmessers als weitere Achse gedreht.

Zum Abtrennen von Feststoffteilchen von einem Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch wird in den meisten Fällen eine Filterpresse verwandt. Eine Filterpresse arbeitet jedoch chargenweise, so dass sich Schwierigkeiten in der Produktivität, ein hoher Installationsplatzbedarf und hohe Anfangskosten ergeben.

Es sind daher verschiedene Arten von Filterzentrifugen entwickelt worden, die eine fortlaufende Filtrierung durch- *· führen können. Bei diesen Zentrifugen ergeben sich jedoch Schwierigkeiten insofern, als die Anfangskosten sehr hoch sind oder der Filtrationswirkungsgrad nicht sehr hoch ist.

Die erfindungsgemässe Filterzentrifuge zeichnet sich durch die Merkmale des kennzeichenden Teils des Patentanspruches 1 aus.

Bei der erfindungsgemässen Zentrifuge ist somit der Boden des Filters kreisförmig oder in Form eines geradzahligen 30

gleichseitigen Polygonais ausgebildet, wobei ein Hochgeschwindigkeitsrotor vorgesehen ist, dessen Achse auf einer horizontalen Linie längs eines Bodendurchmessers liegt. Auf dem Rotor sitzt drehbar eine oben offene flache Filtertrommel, die an der Umfangswand eine Filterfläche bildet. Die Filtertrommel wird unabhängig von der Drehung des Hochgeschwindigkeitsrotors fortlaufend oder schrittweise mit niedriger Geschwindigkeit gedreht. Ein Flüssigkeitsausstossrohr, das sich in einem Stück mit dem Hochgeschwindigkeitsrotor dreht, ist über einem Durchmesser des Bodens der Filtertrommel angeordnet, der die Achse des Hochgeschwindigkeitsrotors im rechten Winkel schneidet, so dass das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch dort ausgestossen werden kann. Aufgrund dieser Merkmale ist eine fortlaufende Filtrierung möglich und sind mit einem einfachen Aufbau die Arbeits- sowie Erstellungskosten herabgesetzt. Der Filtrierungswirkungsgrad,d.h. der Defiltrierungswirkungsgrad ist grosser, da die Filtrierung im Arbeitsbereich der stärksten Zentrifugalkraft durchgeführt wird.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Filterzentrifuge sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Filterzentrifuge näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Filterzentrifuge.

Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Filterzentrifuge.

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine

Hochgeschwindigkeitsdrehwelle für die in Fig. 1 dargestellte Filterzentrifuge.

Bei der ersten in Fig. 3 dargestellten Drehwelle, nämlich der Hochgeschwindigkeitsdrehwelle.. 1, sind Rohrteile 2, 3 auf beiden Seiten horizontal überbrückt und in der in Fig. 1 dargestellten Weise in Kugellagern 6 von Haltegestellen 4 auf der rechten und linken Seite gelagert. .

Auf der Oberseite und der Unterseite eines Bandplattenteils 7 der ersten Drehwelle 1 sind feste Achsen 9 vorstehend so angeordnet, dass sie die Achse der Drehwelle im rechten Winkel schneiden. In dieser Weise ist ein Hochgeschwindigkeitsrotor gebildet. An den festen Achsen 9 sind über Rollen-r lager 11 Filtertrommeln 12 drehbar dadurch angebracht, dass sie mit Hilfe von Buchsen 13 aufgesetzt sind, die vorstehend am mittleren Teil der Eiltertrommeln 12 angeordnet sind. Es kann ausreichen, eine Filtertrommel auf einer Seite vorzusehen.

Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, ist die Filtertrommel 12 als sich nach oben öffnende abgeflachte gewölbte Halbkugel mit einem kreisförmigen Bodenteil 14 ausgebildet.

Der Bodenteil 14 ist nicht notwendigerweise kreisförmig, er kann auch die Form eines geradzahligen gleichseitigen Polygonais haben. In einer Umfangswand 15 der Filtertrommel 12 ist eine grosse Anzahl kleiner Löcher 16, beispielsweise durch Stanzen vorgesehen und ein Filtertuch 17 befindet sich austauschbar auf der inneren Umfangsflache.Am Umfang des Bodenteils der Filtertrommel 12 sind grosse Kegelräder 18, d.h. die angetriebenen Räder ausgebildet. Erforderlichenfalls kann statt des Filtertuches 17 ein feinmaschiges Metallnetz verwandt werden.

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Am Rohrteil 2 auf der linken Seite der ersten Drehwelle 1 ist eine zweite Drehwelle 19 über eine Laufbuchse 20 drehbar gehalten und auf der rechten Seite, d.h. der Filtertroiranelseite der zweiten Drehwelle 19 ist ein kleines Kegelrad 21, d.h. ein Antriebsrad ausgebildet, das mit dem grossen Kegelrad 18 in Eingriff steht und dessen Achse im rechten Winkel schneidet. Das kleine Kegel rad 21 und die erste Drehwelle 1 stören einander nicht, da ein rechteckiger Ausschnitt 8 am Bandplattenteil 7 vorgesehen ist. Am linken Ende der ersten Drehwelle 1 und der zweiten Drehwelle 19 sind Riemenscheiben 22, 23 aufgesetzt, die Riemenscheiben 26, 27 auf einer Antriebswelle 25 eines Motors 25 folgen.

In den Rohrteil 3 auf der rechten Seite der ersten Drehwelle 1 ist andererseits ein Flüssigkeitseinleitungsrohr

28 zum Einführen des Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches eingesetzt, dessen vorderes Ende mit einem Dichtungselement

29 abgedichtet ist. An der Oberseite und an der Unterseite des Rohrteiles 3 ist eine Abzwexgungsrohrleitung 30 vorstehend angeordnet, die dazu dient, das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch auszustossen, wobei das vordere Ende der Abzwexgungsrohrleitung das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch vor und hinter der Achse der Filtertrommel 12, d.h. am Bodenteil der Filtertrommel bei A, nämlich einem Durchmesser der Filtertrommel 12 ausstossen kann, der die Achse der ersten Drehwelle 1 unter einem rechten Winkel schneidet und im folgenden als orthogonaler Durchmesser bezeichnet wird.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels der Filterzentrifuge mit dem oben beschriebenen Aufbau näher erläutert.

Zuerst wird der Motor 24 angetrieben und wird die erste Drehwelle 1 mit hoher Geschwindigkeit über die Riemenscheiben 26 und 22 gedreht, während die zweite Drehwelle 19 über die Riemenscheiben 27 und 23 gedreht wird. Wenn das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch Schmutz- oder Schlammwasser ist, beträgt die Drehzahl der ersten und der zweiten Drehwelle 1 und 19 beispielsweise 1000 U/min und 800 U/min.

Die Filtertrommeln 12 werden somit mit einer hohen Geschwindigkeit oder Drehzahl in vertikaler Richtung gedreht, während gleichzeitig die Drehkraft der zweiten Drehwelle 19 vom kleinen Kegelrad 21 auf das grosse Kegelrad 18 übertragen wird und somit beide Filtertrommeln horizontal in entgegengesetzte Richtungen mit einer niedri gen Geschwindigkeit oder Drehzahl gedreht werden. In diesem Fall kann angenommen werden, dass das Drehverhältnis zwischen der Drehung mit hoher Geschwindigkeit und der Drehung mit niedriger Geschwindigkeit etwa 100:10 beträgt.

Das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch, das durch das Einleitungsrohr 28 und das Ausstossrohr 30 hindurchgeht, wird auf den Bodenteil 14 der Filtertrommeln 12 am orthogonalen Durchmesser A ausgestossen.

Wenn zwei Flitertrommeln 12 mit hoher Geschwindigkeit in vertikaler Richtung gedreht werden, wird der Drehradius am orthogonalen Durchmesser A am grössten, so dass in diesem Bereich die höchste Zentrifugalkraft wirkt. Von beiden Seiten aus wird der Drehradius in vertikaler Richtung kleiner, so dass sowohl am rechten als auch am linken Ende B und B* kaum eine Zentrifugalkraft wirkt.

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Die zentrifugale Filtrierarbeit wird daher längs der ümfangswand 15 nur am orthogonalen Durchmesser A geleistet und das Piltrat wird zum grössten Teil von der Filtrierwand um diesen Bereich herum ausgegeben. Selbst wenn die Filtertrommel 12 mit ihrer Oberseite nach unten umgedreht wird, fällt in diesem Bereich die filtrierte Masse nicht nach unten, sondern haftet die filtrierte Masse an der Innenfläche der ümfangswand.

Da andererseits die beiden Filtertrommeln 12 horizontal mit niedriger Geschwindigkeit oder Drehzahl in entgegengesetzte Richtungen zueinander gedreht werden, bewegt sich der ümfangswandbereich am orthogonalen Durchmesser A jeder Filtertrommel 12 nach und nach zum Endbereich B¹ des Bodenteils 14 jeder Filtertrommel längs der Achse der ersten Drehwelle 1. Die filtrierte Masse an der Innenfläche der Ümfangswand 15 am orthogonalen Durchmesser A bewegt sich somit nach und nach, der horizontalen Drehung der Filtertrommeln 12 folgend zu den Endbereichen B, B¹, wo die Zentrifugalkraft klein ist, so dass die filtrierte Masse sich von der Innenfläche der ümfangswand löst und abfällt.

Die filtrierte Masse, die an der Innenfläche der Umfangswand der Filtertrommel 12 haftet, wird daher fortlaufend von der Filtertrommel an einer vom Filtrat getrennten Position ausgegeben.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde der Bodenteil der Filtertrommel 12 als kreisförmig angenommen. Wenn jedoch der Boden die Form eines gleichseitigen Polygonais hat, ist es wünschenswert, dass die Filtertrommel schrittweise horizontal um Winkelgrade jeweils entsprechend der Anzahl der Winkel des Polygonais gedreht wird.

Im Vergleich mit einer Filterpresse derselben Kapazität betragen die Anfangskosten etwa 1/10, während hinsichtlich der Entwässerungsleistungsfähigkeit der Prozentsatz des Wasseranteils bei der Abtrennung von feinem Sand von flüssigem Schlamm bei einer Filterpresse 45 bis 50 % und bei der erfindungsgemässen Filterzentrifuge 10 bis 15 % beträgt.

Claims

POHLMANN& SCHMIDT Patentanwälte Terumi Nagatani, Gifu-ken, Japan Dr. Horst Schmidt coipr ing.3 Eckart Pohlmann Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt 8000 München 40 Siegfriedstrasse 8 Telefon (089) 3916 39 Telex 5 213 260 pspa d DE 321/322 P/ht. PATENTANSPRÜCHE

1. Filterzentrifuge, gekennzeichnet

durch

a) eine flache, oben offene Filtertrommel (12), deren Bodenteil (14) kreisförmig ist oder die Form eines geradzahligen gleichseitigen Polygonais hat und dessen Umfangswand (15) als Filterfläche ausgebildet ist,

b) einen Hochgeschwindigkeitsrotor (2,3,7,9), dessen Achse auf einer horizontalen Linie längs eines Durchmessers des Bodenteils (14) liegt und der an der Filtertrommel (12) angebracht ist, wobei die Filtertrommel (12) fortlaufend oder schrittweise von der Drehung des Hochgeschwindigkeitsrotors (2,3,7,9) unabhängig gedreht werden kann, und

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c) ein sich in einem Stück mit dem Hochgeschwindigkeitsrotor (2,3,7,9) drehendes Rohr (30), das so angeordnet ist, dass es ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch auf einen Durchmesser des Bodenteils (14) der Filtertrommel (12) ausstösst, der die Achse des Hochgeschwindigkeitsrotors (2, 3,7,9) unter einem rechten Winkel schneidet.

2. Filterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Filtertrommel (12) derart auf den Hochgeschwindigkeitsrotor (2,3,7,9) gesetzt ist, dass der Bodenteil (14) der Trommel (12) Seite an Seite mit dem Rotor (2,3,7,9) liegt.

3. Filterzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochgeschwindigkeitsrotor (2,3,7,9) aus einer Hochgeschwindigkeitsdrehwelle (2,3,7) besteht, von deren mittlerem Teil (7) eine feste Achse (9) so vorsteht, dass sie den mittleren Teil (7) unter einem rechten Winkel schneidet, und dass die Filtertrommel (12) drehbar auf die feste Achse (9) gesetzt ist.

4. Filterzentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass beide Endbereiche (2,3) der Hochgeschwindigkeitdrehwelle (2,3,7) hohl ausgebildet sind und einer der hohlen Endbereiche (3) ein Flüssigkeitseinleitüngsrohr (28) hält, das mit dem Ausstossrohr (30) in Verbindung steht, das in einem Stück mit der Hochgeschwindigkeitsdrehwelle (2,3,7) ausgebildet ist, während der andere hohle Endbereich (2) ein kleines Kegelrad (21) als Antriebsrad hält, das mit einem grossen Kegelrad (18) als Abtriebsrad in Eingriff steht, das am Aussenumfang des Bodenteils (14) der Filtertrommel (12) ausgebildet ist.