DE3629374C2 - Scheibenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalreinigungsfilter zur Anschwemmfiltration von Suspensionen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beim Zentrifugalreinigungsfilter nach dem Hauptpatent P 35 29 706 wird die zu filtrierende Suspension von unten in den Behälter eingeführt. Die Flüssigkeit steigt längs der axialen Zuleitung aufwärts und gelangt über die Zulaufkanäle in die Verteilerräume. Beim Filtriervorgang bildet sich auf den Filterelementen ein Filterkuchen, der bei Erreichen einer bestimmten Höhe durch Drehen der Hohlwelle abgeschleudert wird. Während dieses Abschleudervorganges wird die Zuführung der Flüssigkeit in den Behälter unter­ brochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zentrifugalreinigungsfilter nach dem Hauptpatent so weiterzubilden, daß auch nach mehrmaligem Abschleudern des Filterkuchens eine einwandfreie Abdichtung vom Zuströmbereich zum Trubraum im Behälter gewährleistet ist, so daß eine hohe Filtrationsqualität erreicht wird.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Zentrifugalreinigungsfilter erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Filter wird die Dichtung, die den Zuströmbereich gegen den Trubraum abdichtet, unter dem Druck der zuströmenden Suspension bzw. Flüssigkeit in die Dichtstellung verstellt. Sobald keine Flüssigkeit mehr zugeführt wird, gelangt die Dichtung dementsprechend aus ihrer Dichtstellung. Wird die Hohlwelle mit den Filterelementen zum Abschleudern des Filterkuchens gedreht, dann nimmt die Dichtung infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung nicht mehr ihre Dichtstellung ein, weil während des Abschleudervorganges keine Flüssigkeit zugeführt wird. Die Dichtung wird darum während des Abschleudervorganges nicht beansprucht und unterliegt darum während dieser Zeit keinem Verschleiß. Wird nach dem Abschleudervorgang ein neuer Filtrationsvorgang eingeleitet, wird die Dichtung wieder unter dem Druck der zuströmenden Flüssigkeit sofort in die Dichtstellung verstellt. Da die Dichtung während des Abschleudervorganges keinem Verschleiß unterliegt, dichtet sie auch nach einer großen Zahl von Abschleudervorgängen einwandfrei ab, so daß eine gleichbleibend hohe Filtrationsqualität sichergestellt ist.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im Axialschnitt den Einlaßbereich eines erfindungs­ gemäßen Zentrifugalreinigungsfilters.

Der als Scheibenfilter ausgebildete Zentrifugalreinigungsfilter ist zur Anschwemmfiltration von Suspensionen wie Wein, Bier, chemische Flüssigkeiten u. dgl. vorgesehen und hat ein Gehäuse 3 mit einer senkrechten Achse 2 und einem Boden 15. Das Gehäuse 3 hat einen (nicht dargestellten) lösbaren Deckel. Im Gehäuse 3 ist eine, in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellte Hohlwelle untergebracht, auf der in bekannter Weise die Filterelemente mit ihren Naben übereinander angeordnet sind. Das so gebildete Paket von Filterelementen stützt sich auf einem Träger 46 ab, der drehfest mit der Hohlwelle verbunden ist und beispielsweise die Form eines Tragkreuzes hat. Die Ausbildung der Filterelemente und die Führung der zu filtrierenden Suspension bzw. Flüssigkeit ist in dem Hauptpatent im einzelnen beschrieben. Die filtrierte Flüssigkeit wird im vorliegenden Falle vorzugsweise in der Hohlwelle nach unten zu einem Auslaß geführt.

Der Scheibenfilter hat wenigstens einen Zulauf 17, im Aus­ führungsbeispiel zwei diametral einander gegenüberliegende Zuläufe, die als Rohrstutzen ausgebildet sind. Durch sie wird die zu filtrierende Flüssigkeit in Pfeilrichtung 18 von unten in das Gehäuse 3 eingeführt. Die Zuläufe 17 sind an einem Flansch 47 eines Verteilergehäuses 16 vorgesehen, der über den Flansch am Gehäuse 3 befestigt ist.

Auf dem Flansch 47 ist eine Ringwand 48 vorzugsweise lösbar befestigt, die am verstärkt ausgebildeten Randbereich 49 des Bodens 15 anliegt und ihn axial überragt. Der Flansch 47 liegt unter Zwischenlage mindestens einer umlaufenden Dichtung 50 an der Unterseite des Randbereiches 49 an. Die Randwand 48 wird über ihren Umfang von axial verlaufenden Gewindebolzen 51 durchsetzt, mit denen die Randwand 48 fest gegen den Flansch 47 des Verteilergehäuses 16 gezogen wird. Auf der Ringwand 48 liegt ein Ring 52 auf, der ebenfalls von den Gewindebolzen 51 durchsetzt ist, die mit ihrem Kopf 53 auf dem Ring 52 aufliegen. Der Ring 52 besteht vorzugsweise aus Ringsegmenten, die eine völlige Entleerung (aus biologischen Gründen) des Ringraumes 72 ermöglichen. Zwischen dem Ring 52 und der Stirnseite der Ringwand 48 wird das radial äußere Ende eines als Aufhängung ausgebildeten elastischen Verbindungselements 54 für ein Dichtelement 55 eingeklemmt. Die elastische Aufhängung 54 ist vorzugsweise eine ringförmige Membran, die längs ihres radial äußeren Randes von den Gewindebolzen 51 durchsetzt ist.

Das Dichtelement 55, das als Dichtring ausgebildet ist, sitzt auf einem ringförmigen Tragkörper 56, mit dem das Dichtelement vorzugsweise lösbar verbunden ist. Der Tragkörper 56 hat einen radial nach außen ragenden, in der Dicke verringerten Vorsprung 57, auf dem das radial innere Ende der elastischen Aufhängung 54 mit einem Klemmring 58 festgeklemmt ist. Zum Verklemmen sind Gewindebolzen 59 vorgesehen, die über den Umfang des Klemmringes 58 verteilt angeordnet und in den radialen Vorsprung 57 des Tragkörpers 56 geschraubt sind. Die Gewindebolzen 59 liegen mit ihrem Kopf 60 auf dem Klemmring 58 auf. Er hat an seiner dem Kopf 60 der Gewindebolzen 59 zugewandten Stirnseite einen radial nach innen ragenden umlaufenden Vorsprung 61, mit dem er einen radial nach außen gerichteten, umlaufenden Vorsprung 62 des Dichtelementes 55 übergreift. Dadurch wird auch das Dichtelement 55 vom Klemmring 58 axial gesichert. Die Gewindebolzen 59 durchsetzen die elastische Aufhängung 54 nahe ihrem radial inneren Rand.

Dem Dichtelement 55 ist ein Gegendichtring 63 zugeordnet, der an der Unterseite des Trägers 56 vorzugsweise lösbar befestigt ist. Der Gegendichtring 63 hat eine stirnseitige, radial verlaufende Gegendichtfläche 64, an der das Dicht­ element 55 in Dichtstellung mit ihrer stirnseitigen, eben­ falls radial verlaufenden Dichtfläche 65 anliegt.

Die als Membran ausgebildete elastische Aufhängung 54 ist so ausgebildet, daß das Dichtelement 55 Abstand vom Gegendichtring 63 hat, so daß zwischen der Gegendichtfläche 64 und der Dichtfläche 65 ein radialer Ringspalt verbleibt. Die Breite dieses Ringspaltes liegt in der Größenordnung von beispielsweise etwa 0,5 mm. Vorzugsweise ist die Ring­ spaltbreite einstellbar, so daß ein für eine einwandfreie Zuströmung der zu filtrierenden Flüssigkeit notwendiger Differenzdruck zwischen dem Trubraum 30 und dem Zuström­ raum 66 optimal in Abhängigkeit von der Art des zu filtrieren­ den Mediums, dem Zuströmdruck und dgl. eingestellt werden kann. Hierfür sind über den Umfang des Tragkörpers 56 ver­ teilt angeordnete Anschläge 67 vorgesehen, die im Flansch 47 axial verstellbar angeordnet sind und an denen der Trag­ körper mit dem Dichtelement 55 in Außerdichtstellung zur Anlage kommt. Vorzugsweise sind die Anschläge 67 Gewinde­ bolzen, die in den Flansch 47 geschraubt sind und mit einer Mutter 68 in der eingestellten Lage gesichert werden können, die an der Unterseite des Flansches 47 anliegt und auf die Bolzen geschraubt ist. Vorzugsweise sind in der Unterseite 69 des Tragkörpers 56 Ausnehmungen 70 vorgesehen, in welche die Anschläge 67 eingreifen.

Der Tragkörper 56 mit dem Dichtelement 55 ist über die elastische Aufhängung 54 einseitig aufgehängt. Unter seinem Gewicht hängt der Tragkörper 56 mit dem Dichtelement 55 und dem Klemmring 58 nach unten durch. Dabei liegt der Trag­ körper auf den Anschlägen 67 auf. Wenn die zu filtrierende Flüssigkeit über die Zuläufe 17 in Pfeilrichtung 18 in das Gehäuse 3 eingebracht wird, wird der Tragkörper 56 mit dem Dichtelement 55 unter dem Druck der einströmenden Flüssig­ keit in Strömungsrichtung nach oben gedrückt, bis die Dicht­ fläche 65 an der Gegendichtfläche 64 dichtend zur Anlage kommt. Damit erfolgt die Abdichtung nur bei strömender Flüssigkeit, wobei die Abdichtung um so stärker ist, je größer der von der einströmenden Flüssigkeit ausgeübte Druck ist. Die über die Zuläufe 17 zuströmende Flüssigkeit gelangt zunächst in einen Ringraum 71, der axial nach außen durch die Ringwand 48 und radial nach innen durch einen Teil des Eingangsstutzens 16 begrenzt ist. Über diesen Ringraum 71 strömt dann die Flüssigkeit aufwärts in die axial verlaufen­ den Zuleitungen 31, wie im Hauptpatent beschrieben ist. Die Naben der Filterelemente haben Zulaufkanäle, die in die axialen Zuleitungen 31 münden und sie mit nach außen gerich­ teten Verteilerräumen verbinden. Die zu filtrierende Flüssigkeit strömt dann zum jeweils unteren Filterelement, auf dem sich in bekannter Weise der Filterkuchen aufbaut. Die gefilterte, gereinigte Flüssigkeit strömt dann durch radial verlaufende Bohrungen in den Naben der Filterelemente in die Hohlwelle und wird dort entweder nach oben oder nach unten abgeleitet.

Zu Beginn des Einströmens der Flüssigkeit in den Ringraum 71 ist der Ringspalt zwischen dem Gegendichtring 63 und dem ringförmigen Dichtelement 55 noch kurzzeitig offen, so daß zu Beginn eine gewisse Leckage in den Trubraum 30 statt­ findet. Diese geringfügige Leckage ist aber ohne Bedeutung für die Qualität des Filtervorganges. Schon kurz nach Ein­ strömen der Flüssigkeit legt sich das Dichtelement 55 in der beschriebenen Weise an den Gegendichtring 63 an und verschließt den Ringspalt. Solange die Flüssigkeit zuge­ führt wird, bleibt die Abdichtung aufrechterhalten.

Wenn die Filterrückstände auf den Filterelementen eine ge­ wisse Höhe erreicht haben, müssen sie von den Filterelemen­ ten entfernt werden. Hierzu wird die Hohlwelle mit den Filterelementen und dem drehfest auf ihr sitzenden Träger 46 um die Achse 2 gedreht. Während dieses Abschleudervor­ ganges wird keine Flüssigkeit durch die Zuläufe 17 zuge­ führt. Da auf das Dichtelement 55 bzw. dessen Tragkörper 56 dann kein Druck mehr wirkt, hebt das Dichtelement vom Gegendichtring 63 ab, wobei der Tragkörper an den Anschlägen 67 zur Anlage kommt. Wenn nun die Hohlwelle mit dem Träger 46 gedreht wird, hat das Dichtelement 55 Abstand vom Gegen­ dichtring 63. Dadurch tritt keine Reibung am Dichtelement 55 auf. Sie wäre, wenn es am Gegendichtring 63 während des Abschleudervorganges anliegen würde, infolge der verhält­ nismäßig großen Umfangsgeschwindigkeit und des Anpreßdruckes verhältnismäßig hoch. Infolge der beschriebenen Ausbildung wird jedoch das Dichtelement 55 vor Verschleiß geschützt, weil es während des Abschleudervorganges vom Gegendichtring 63 abgehoben ist. Das Dichtelement 55 liegt nur dann am Gegendichtring 63 an, wenn der Träger 46 stillsteht und Flüssigkeit durch die Zuläufe 17 zugeführt wird.

Anstelle des Tragkörpers 56 könnte auch nur das Dichtelement 55 vorgesehen sein, das dann eine entsprechende Ausbildung hat. Die Verwendung des Tragkörpers 56 hat allerdings den Vorteil, daß das Material für das Dichtelement ausschließlich unter dem Gesichtspunkt einer optimalen Abdichtung gewählt werden kann, während der Tragkörper 56 so ausgebildet ist, daß der Klemmring 58 fest gegen den Tragkörper geklemmt werden kann.

In der beschriebenen Ausführung wird die zu filtrierende Flüssigkeit von unten in den Behälter eingeführt. Ebenso kann aber die zu filtrierende Flüssigkeit auch von oben in der beschriebenen Weise in den Behälter geleitet werden.

Claims (10)

1. Zentrifugalreinigungsfilter zur Anschwemmfiltration von Suspension, insbesondere Wein, Bier oder chemischer Flüssigkeit, mit in einem Behälter (3) zu einem Filterpaket übereinander auf einer Hohlwelle zentral angeordneten plattenförmigen Filterelementen und mindestens einer vertikalen Zuleitung (31) mit zu jedem Filterelement abzweigenden Zulaufkanälen für die Suspension, wobei die Zuleitung (31) für die Suspension im inneren Bereich des Filterpakets vorgesehen und die Zulaufkanäle sternförmig angeordnet nach außen zu den Filterelementen gerichtet sind, und jeweils mit einem eine durch Platten ausgebildete Begrenzung aufweisenden und nach außen gerichteten Verteilerringraum strömungsmäßig verbunden sind, der jeweils unterhalb der Filterelemente liegt und der in der unteren Platte Austritte zur Ausbreitung der Suspension auf das darunter befindliche Filterelement aufweist, nach Patent P 35 29 706, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuströmweg der zu filtrierenden Suspension mindestens ein Dichtelement (55) liegt, das den Zuströmbereich (66, 71) gegen einen Trubraum (30) im Behälter (3) abdichtet und unter dem Druck der zuströmenden Suspension in die Dichtstellung verstellbar ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (55) im Einlaßbereich (17, 66, 71) der zu filtrierenden Flüssigkeit hängend angeordnet ist.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (55) über wenigstens ein elastisches Verbindungselement (54) aufgehängt ist.

4. Filter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (55) einseitig aufgehängt ist.

5. Filter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungs­ element (54) eine ringförmige Membran ist.

6. Filter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungselement (54) radial innen und außen eingespannt ist.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein dem Dichtelement (55) zugeordnetes Gegendichtelement (63) drehfest mit der Hohlwelle verbunden ist.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (55) bei strömungsloser Flüssigkeit an mindestens einem Anschlag (67) anliegt und Abstand vom Gegendichtelement (63) hat.

9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (67) zur Einstellung des Abstandes zwischen dem Dichtelement (55) und dem Gegendichtelement (63) verstellbar ist.

10. Filter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (67) ein Gewindebolzen ist.