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Verfanren und Vorrichtung zum Scnnellklären
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von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfanren zum Schnellklären
gröberer Mengen von aurch feststoffe verunreinigten Flüssigkeiten durch Zentrifugieren
und Filterll.
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Im Gegensatz zu Freiland-Kläranlagen besteht bei Innerhalb von Fabrikgebäuden
unterzubringenden Anlagen zum Klaren von wiederverwendbaren Flüssigkeiten, beispielsweise
Kühl- und Schmiermittel, das Problem der räumlichen Unterbringung.
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Raum für grobe AbsetzDecken ist nict vorhanden. Hydrozyklon-Anlagen
haben zwar einen großen Flüssigkeitsdurchsatz bei kleinem Raunibedarf, sind aber
in ihrer Reinigungswirkung begrenzt. Filteranlagen erbeben zwar eine gute Reinigung,
erfordern aber bei größeren Mengen anfallender Flüssigkeit eine grobe Filterfläche
und dementsprechend einen großen Platzbedarf.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit welcher größere Mengen von verunreinigten Flüssigkeiten
mit einer besseren Reinigungswirkung als Zentrifugalabscheider, aber ohne einen
merklich größeren Platzbedarf, behandelt werden können.
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Die gestellte Aufgabe wird mit dem eingangs genannten, aus Zentrifugieren
und Filtern bestehenaen Klärverfahren erfindungsgefliäß dadurch gelöst, dar; nur
ein Teil der zentrifuvierten Flüssi;xeit efiltert und anschließend gemischt mit
nur zentrifugierter Flüssigkeit wiederverwenaet wird. Dabei kann die zum Filtern
vorgesehene Teilmenge der Flüssigkeit zusammen mit den auszentrifugierten Feststoffen
gefiltert werden.
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Dadurch, daß nur ein Teil der aurch Zentrifugieren vorgeklärten b'lüssigkeit
gefiltert wird, lassen sich große, Raum beanspruchende Filterflächen vermeiden und
läßt sich trotzdem bei großem Flüssigkeitsdurchsatz ein Reinigungsgrad erzielen,
wie er mit platzsparenden Zentrifugalabscheidern allein nicht erreicht werden Könnte.
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Das Verfahren läßt sich erfindungsgemäß mit Vorrichtungen durchfülren,
die praktisch Reine größere Grundfläche als für den gleichen Flüssigkeitsdurchsatz
bemessene Zentrifugalabscheider einnehmen. In einer solchen Vorrichtung mit einem
zylindrischen, einen in einer Absaugöffnung endenden konischen Boden aufweisenden
Ausfallbehalter, in welchen die verunreinigte Flüssigkeit in bekannter Weise tangential
eingeleitet wird, und mit einem konzentrischen, oben und unten offenen Innenbehälter,
der mit Abstand von der Bodenwandung des Ausfällbehälters endet, ist erfindungsgemäß
von der
Absaugöffnung eine mit einer b'örderpumpe versehene Hückführleitung
über eine Filteranordnung zur oberen öffnung des Innenbehälters geführt und hat
eine Flüssigkeitsentnahmeleitung ihren Anfang im Mittelbereich des Innenbehälters.
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Vorteilhafterweise kann die Filteranordnung aus einem Bandfilter bestehen,
das oberhalb des Ausfällbehälters mit Auslaßöffnung über dem Innenbehälter angeordnet
ist. Im Mittelbereich des Innenbehälters Bildet sich somit eine Mischung aus von
oben einfallender gefilterter Flüssigkeit und von unten aufsteigender durch Zentrifugieren
vorgeklärter Flüssigkeit. In dieser Mischung sind keine groben i?eststoffteilchen
mehr enthalten, so daß sie in diesem Zustand wieaerverwendet werden kann.
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Die Filteranordnung läßt sich zweckmäßig als Bandfilter oberhalb des
Ausfällbehälters mit Auslaßöffnung über dem Innenbehalter ausbilden, so da die Klärvorrichtung
keinen größeren Stellflächenbeuarf hat, als der zylindrische Ausfallbehalter benötigt.
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Durch eine Höhenverstellung des Anfangs der Flüssigkeitsentnahmeleitung
im Innenbehälter läßt sich der Mischungsanteil der gefilterten Flüssigkeit im Entnahmestrom
verändern.
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Zweckmäßig läßt sich auch die über die Rückführleitung zum Filtern
abgezogene Flüssigkeitsmenge in Abhangigkeit von der Starke und Art uer Verschmutzung
verandern. Im allgemeinen liegt der Anteil der gefilterten Rücführ-Flüssigkeitsmen6e
zwischen 20 und 50 X0 der durch die Klärvorrichtung hindurchgeführten Flüssigkeitsmenge.
Der Spitzenwinkel des konischen bodens aes Ausfallbenalters wiru zweckmäßig nach
uer Art der sich in diesem Bereich sarllmelnden bleststoffteilchen gewählt und kann
zwischen 800 und 1200 liegen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen uer Vorrichtung bestehen ertindungsgemäß
darin, dalD die Rückführleitung einen eine Strahl düse enthaltenden Parallelzweig
aufweisen kann, mit welchem Flüssigkeit aus einem Schmutzfilter-Sammelbehälter absaugbar
ist. Auch kann von aer Flüssigkeitsentnabrneleitung in Fließrichtung hinter einer
Förderpumpe mindestens eine Leitung abgezweigt sein, die zur Unterstützung der Zentrifugierwirkung
tangential in den Ausfällbehälter mündet.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung erlauben also
einen groben Flüssigkeitsdurchsatz mit guter Klärwirkung bei kleinem Platzbedarf
der Anlage.
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Nachfolgend wird ein Ausfüflrungsoeispiel des Erfindung gegenstandes
anhana der beiliegenden schematischen Zeichnung näher erläutert.
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Im einzelnen zeigen: Fig. 1 den schematisierten Aufbau der Klarvorrichtung;
Fig. 2 die Klärvorrichtung mit einer anderen Filteranordnung.
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Die Klärvorrichtung weist einen zylindrischen Ausfällbehälter 10 mit
einem konischen Boden 11 auf. Der Spitzenwinkel α des konischen Bodens beträgt
800. An seiner tiefsten Stelle ist eine Absaugöffnung 12 ausgebildet. In dem oben
offenen zylindrischen Ausfällbehälter 10 ist ein oben und unten offener konzentrischer
Innenoeflälter 13 angeordnet, dessen unterer Rand 14 bis in den Bereich des konischen
Bodens
11 reicht und uort einen Ringspalt S niit dem konischen Boden 11 Bildet. In den
oberen bereich des Ausfallbehalters 10 mündet tangential eine Zufuhrleitung 15.
Im Innern des Innenbehälters 13 befindet sich der hohenverstellbare Anfang 16 einer
Entnahmeleitung 17. Die Höhenverstellbarkeit aes Anfangs 16 der Entnahmeleitung
17 ist durch Pfeile angedeutet.
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Über dem oben offenen Ausfallbehälter 10 ist bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 eine Filteranordnung 18 mit einem Filtertrog 19 mit durchlaufendem Filterband
20 angebracht.
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Der Auslauf 21 aer Filterwanne 19 befindet sich über der oberen Öffnung
des Innenbehalters 13 der Klärvorrichtung.
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Das Filterband 20 wird von einer Speichertrommel 22 abgezogen, und
das schmutzbeladene Filterband 20 wird von einem Sammelbehaler 23 aufgenommen.
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An die untere Absaugöffnung 12 ist eine Rückführleitung 24 angeschlossen,
die oberhalb des Filtertrogs 19 endet. In diese RücKführleitung 24 ist eine Pumpe
25 gelegt, und die Rückführleitung 24 ist an ihren beiden Enden jeweils mit einem
Absperrventil 26 oder 27 versehen. Von der Rückführleitung 24 führt eine Zweigleitung
28 ebenfalls zum Filtertrog 19. In diese flweigleitung 28 ist eine Strahluüse 29
gelegt, mit welcher sich im Schmutzfilter-Sammelbehälter 23 ansammelnde Flüssigkeit
abgesaugt wird.
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Die Entnahmeleitung 17 führt über eine Pumpe 30, auf deren Ansaugseite
und auf deren Druckseite je ein Absperrventil 31 oder 32 angeordnet ist, und über
eine Kühlvorrichtung 33 zu einem nicht dargestellten VersorguIjg"system, aus welchem
aie verunreiniste bllüssigKeit über eine Zuleitung 34 in die tangentiale
Zufuhrleitung
15 der Klärvorrichtung zurückgeführt wird. Von der Entnahmeleitung 17 führen zwei
Zweigleitungen 35 und 36 jeweils über ein steuerbares Ventil 37 zurück in den Ausfällbehälter
10, in welchen diese Zweigleitungen 35 und 36 wie die Zufuhrleitung 15 tangential
münden.
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Bei der Ausführungsform nach Pig. 2 ist anstelle der Filteranordnung
18 eine Filtervorrichtung 40 vorgesehen, bei welcher die über die Leitungen 24 und
28 zugeführte Flüssigkeit über eine oben offene Hohlachse 41 in eine relativ tiefe
Aufnahmemulde 48 ausläuft. Den Boden der Aufnaiumernulue 48 bildet ein von einer
Vorratsroile 58 abziehbares Filterband 57, das durch ein angetriebenes endloses
Gittertragband 52 gestützt ist, das im Bereich der Aufnahmemulde 48 auf einer Kreisbogenbahn
geführt ist. Das schmutzbeladene Filterband wird in einem Behälter 59 abgelegt.
Grobe und durch nicht dargestellte Schmutzmitnahmeleisten aus der Aufnahmemulde
48 herausgeförderte Feststoffteile werden über eine Rutsche 62 in einen Aufnahmebehalter
64 geleitet.
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Die Wirkungsweise der Klärvorrichtung ist folgende: Die in einem nicht
dargestellten Versorgungssystem anfallende, mit Feststoffen verunreinigte lüssigkeit,
beispielsweise Kühlflüssigkeit für Werkzeugmaschinen, wird über die Zuleitung 34
und die tangentiale Zufuhrleitung 15 in den Ausfällbehalter 10 geleitet, wo die
tangentiale einführung eine in der Zeichnung aurch Spirallinien angedeutete Rotationsbewegung
der eingebrachten Flüssigkeit bewirkt. Durch diese Rotationsbewegung wird ein Austragen
der Feststoffteilchen gegen die wandung des Ausfällbehälters 10 erreicht und gleichzeitig
ein Festsetzen von Feststoffteilchen an dieser Wandung verhindert. Die Rotationsbewegung
der Flüssigkeit
wird durch die ebenfalls tangential gerichteten
Flüssigkeitsteilrückströme, die über die Zweigleitungen 35 und 36 in den Ausfällbehälter
10 gelangen, unterstützt. Die in den Zweigleitungen 35 und 36 vorgesehenen Ventile
37 können beispielsweise in Abhängigkeit vom augenblicklichen Flüssigkeitsbedarf
im Versorgungssystem gesteuert sein. Wird dort weniger Flüssigkeit Denotigt, kann
die Überschußmenge an Flüssigkeit über die Zweigleitungen 35 und 36 in den Ausfällbehälter
zurückgeführt werden.
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Die durch Zentrifugalkräfte an der Wandung des Ausfällbehalters 10
anfallenden Feststoffteilchen sinken nach unten zum konischen Boden 11 ab. Sie sind
in der Zeichnung dort durch punktierte Flächen 38 angedeutet. Die Feststoffteilchen
werden an der Absaugöffnung 12 des Bodens 11 zusammen mit der dort mittels der Pumpe
25 abgeführten Flüssigkeitsmenge in die Rückführleitung 24 geleitet und in die iiltervorrichtung
18 oder 40 mitgefördert und aort ausgefiltert. Die von der Pumpe 25 durch die Rückführleitung
24 geförderte Flüssigkeitsmenge beträgt nur einen Teil, beispielsweise 20 bis 50
X, aer Flüssigkeitsmenge, die über aie Zuleitung 34 der Klärvorrichtung zugeführt
wiru. Diese Teilflüssigkeitsmenge erfährt durch die Filteranordnung 18 oder 40 eine
gründliche Reinigung von Feststoffteilchen, und die gereinigte Flüssigkeit gelangt
durch aen Auslauf 21 des b'iltertrogs 15 in den Innenbehälter 13 des Ausfallbehälters
10. Dort mischt sie sich mit im Ausfallbehalter 10 vorgeklärter Flüssigkeit, die
durch den unteren Ringspalt S im Bereich des konischen Bodens 11 hindurchtritt und
im Innenbehalter 13 nach oben steigt. Diese Flüssigkeitsmischung wird mittels der
Pumpe 30 über die Entnahme leitung 17 aus dem Innenbehälter 13 abgesaugt, wobei
aas Mischungsverhalthis zwischen im Ausfällbehalter
10 nur vorgeklärter
Flüssigkeit und durch die Filtervorrichtung 18 oder 40 zugeführter gefilterter Flüssigkeit
in der Entnahmeleitung 17 durch eine Höhenverstellung des Anfangs 16 der Entnahmeleitung
17 beeinflußt werden kann. über die Entnahmeleitung 17 wird also eine Mischung aus
teilgeklärter und vollgekiärter Flüssigkeit in das Versorgungssystem zurückgeleitet.
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