DE4227775C2 - Filtriereinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtrierein­ richtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Einrichtungen sind beispielsweise aus der EP 155 466 B1 bekannt. Diese Konstruktion zielt richtigerweise darauf, im Filtrierbereich auf dem Filterband einen möglichst gleichmässigen Filterkuchen zu bilden sowie eine möglichst grosse Filterfläche und einen möglichst hohen hydrostatischen Druck der Schmutz­ flüssigkeit über dieser zu erreichen. Das erste genannte Ziel verbessert die Qualität der Einrichtung und die beiden anderen deren Leistungsfähigkeit.

Die vorgenannte Einrichtung födert die Bildung eines gleich­ mässigen Filterkuchens indem die Schmutzflüssigkeit möglichst turbulenzfrei in die Schmutzkammer geleitet wird und vergrössert den hydrostatischen Druck durch eine Erhöhung der Austragzone und damit der Höhe der Schmutzflüssigkeitskammern. Hierzu werden die Kreisscheiben durch drehachsparallele Mitnehmerleisten verbunden. Diese können den Filterkuchen über eine durch dessen Böschungswinkel begrenzte Höhe hinaus mitnehmen, wodurch die Austragzone entsprechend höher angelegt werden kann. Der Nach­ teil dieser Vorrichtung ist, dass die Höhe der Schmutzflüssig­ keitskammer nur ein Bruchteil des Scheibenradius bleiben muss, und dass ein ungestörter Filterkuchen nur durch eine entspre­ chende Vielzahl von Mitnehmerleisten und einen entsprechenden konstruktiven Aufwand erreichbar ist.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vor­ richtung der genannten Art derart zu verbessern, dass bei geringem konstruktivem Aufwand ein ungestörter Filterkuchen entsteht, und dass trotzdem ein wesentlich höherer hydro­ statischer Druck in der Schmutzflüssigkeitskammer erreichbar ist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Höhe der Zellen im wabenartigen Gurt wird dabei so gross wie möglich gewählt, um im Bereich der Zellen, in denen sich der Filterkuchen bildet, einen möglichst langen und wirbelfreien Strömungsweg für die Schmutzflüssigkeit zu erreichen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Anspruch 7 ist es möglich, die Austragzone auf gleicher Höhe wie die Drehachse der Scheiben oder noch deutlich darüber anzuordnen. Hierdurch kann die Flüssigkeitshöhe in der Schmutzflüssigkeitskammer entsprechend erhöht werden. Unabhängig von der Höhenlage der Austragszone kann bei dieser Ausführungsform der Filterkuchen durch die Schwerkraft vom wabenartigen Gurt getrennt werden.

Bei einer Ausführungsform gemäss den Ansprüchen 2 bis 5 ent­ steht die Möglichkeit, den wabenartigen Gurt durch die der Filtriereinrichtung zulaufende Schmutzflüssigkeit zu reinigen. Die dadurch bedingte hohe Fallhöhe der Schmutzflüssigkeit in die Schmutzflüssigkeitskammer und die darin entstehenden Turbu­ lenzen wird bzw. werden durch die Zerteilung des herabfallenden Schmutzflüssigkeitsvorhanges gemildert, die im rücklaufenden Trum des wabenartigen Gurtes bei dessen Reinigung erfolgt. Weiter hemmen die Zellen des wabenartigen Gurtes die Wirbel­ bildung, da sich die Strömung der Schmutzflüssigkeit darin beruhigen kann.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 ergibt sich eine Ver­ einfachung, indem für das Stützband und die Gurte die gleichen handelsüblichen Produkte verwendet werden können.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Filtriereinrichtung ent­ sprechend der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Filtriereinrichtung nach Fig. 1 längs der Linie II-II,

Fig. 3 ein Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrösserter Darstellung,

Fig. 4 das Detail IV in Fig. 2 in vergrösserter Darstellung,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines waben­ artigen Gurtes und

Fig. 6 eine Ansicht des wabenartigen Gurtes in Richtung des Pfeiles VI in Fig. 5.

Die Filtriereinrichtung weist ein Gehäuse 1 mit zwei parallelen Wänden 2 und 3 auf, die durch einen Boden 4 sowie eine Front- und eine Rückwand 5 bzw. 6 miteinander verbunden sind. Diese Wände bilden eine Auffangwanne 7 für die Sauberflüssigkeit, aus der diese durch einen Auslauf 8 abfliessen kann. In den parallelen Wänden 2, 3 ist eine Welle 9 frei drehbar gelagert, auf der drehfest zwei Kreisscheiben 10, 11 sitzen. Deren Umfangflächen sind gestuft und bilden je eine äussere bzw. eine innere Umfangfläche 12 bzw. 13.

Verteilt um die Welle 9 sind im Gehäuse 1 vier parallele Um­ lenkwalzen 14 bis 17 drehbar gelagert, um die ein Gitterstütz­ band 18 geführt ist. Die Umlenkwalze 17 bildet die Antriebs­ walze und ist zu diesem Zweck durch einen Motor M in Richtung des eingezeichneten Pfeiles antreibbar. Der eine Trum 19 des Gitterstützbandes 18 ist mit seinen beiden Randbereichen gegen die äussere Umfangfläche 12 der Kreisscheiben 10, 11 abgestützt und begrenzt mit diesen zusammen eine Schmutzflüssigkeitskammer 20. Auf dem Gehäuse 1 ist eine Filtrierbandvorratsrolle 21 frei drehbar gelagert, von der ein Filterband 22 über eine nicht dargestellte Reibungsbremse abgewickelt und gespannt wird. Das Filterband 22 liegt gegen den Trum 19 des Gitter­ stützbandes 18 an und ist mit seinem Randbereich zwischen den äusseren Umfangflächen 12 der Kreisscheiben 10, 11 einerseits und den Randbereichen des Trums 19 des Gitterstützbandes 18 anderseits eingeklemmt. Dieser eingeklemmte Randbereich des Filterbandes 22 wirkt als Dichtung und verhindert ein seit­ liches Austreten von Flüssigkeit aus der Schmutzflüssigkeits­ kammer 20. Wird die Antriebswalze 17 angetrieben, nimmt der Trum 19 des Gitterstützbandes 18 die Kreisscheiben 10, 11 mit und dreht diese gleich gerichtet und mit gleicher Umfangs­ geschwindigkeit. Dabei wird das Filterband 22 von der Vorratsrolle 21 abgezogen, durch die Schmutzflüssigkeitskammer 20 geführt und mit dem vorangehenden Ende hinter der Umlenkwalze 17 in einen Behälter 23 abgelegt.

Weiter ist im Gehäuse 1 eine Umlenkwalze 24 drehbar gelagert. Sie liegt über der Antriebswalze 17 und ist nach aussen versetzt. Um die Umlenkwalze 24 einerseits und um die inneren Umfang­ flächen 13 der Kreisscheiben 10, 11 anderseits ist ein endloser, wabenartiger Gurt 25 herumgeführt. Im Bereich der Schmutz­ flüssigkeitskammer 20 liegt der Gurt 25 gegen das Filterband 22 an und bildet dann zuoberst auf der Antriebswalze 17 einen horizontalen Abschnitt, der, wie später noch erläutert wird, wenigstens in grober Näherung horizontal ausgerichtet sein muss. Im Bereich der Schmutzflüssigkeitskammer 20 ist das Filterband 22 somit sandwichartig zwischen dem Gitterstützband 18 und dem wabenartigen Gurt 25 eingeklemmt.

Der wabenartige Gurt 25 (Fig. 5 und 6) besteht aus gelenkig miteinander verbundenen Reihen 28, in denen streifenförmiges Material (mit einer Breite von vorzugsweise 5 bis 30 Milli­ meter) zu periodisch sich wiederholenden Formen (vorliegend gleichschenkligen Trapezen) geformt ist, wobei innerhalb und/oder zwischen benachbarten Reihen 28 diese Formen wabenartig ange­ ordnete Zellen 29 bilden. Die Gelenkverbindung zwischen den Reihen 28 besteht aus Drähten oder Stäben 30, die durch koachsi­ ale Bohrungen des streifenförmigen Materials mit Spiel hindurch gestossen und endseits gegen eine achsiale Verschiebung ge­ sichert sind. Die Zellen 29 sind somit durch das streifenförmige Material seitlich begrenzt und an beiden Enden offen. Die Länge L dieser Zellen 29 (die der Breite des bandförmigen Materials entspricht) soll möglichst gross sein, damit die Schmutzflüssig­ keit innerhalb der Zelle 29 einer laminaren Strömung unterliegt. Insbesondere ist das Verhältnis der Zellenlänge L zur Zellen­ querschnittsfläche Q im Hinblick auf eine laminare Strömung optimal zu wählen.

Oberhalb der Schmutzflüssigkeitskammer 20 endet im Gehäuse 1 ein Zuflusskanal 26. Aus diesem fällt die Schmutzflüssigkeit über einen sich verbreiternden Auslauf in die Schmutzflüssigkeits­ kammer 20. Ein Niveauschalter 27 betätigt den Motor M und regelt das Niveau in der Schmutzflüssigkeitskammer 20. Der Zuflusskanal 26 kann auch oberhalb des Gurtes 25 angeordnet sein, wobei sich sein Ausguss über die ganze Breite des Gurtes 25 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform durchspült das vor­ hangartig abfallende Schmutzwasser die Zellen des Gurtes 25 und reinigt sie von allfällig noch anhaftenden Resten des Filterkuchens. Der Zuflusskanal kann sich auch rinnenförmig über die Breite der Schmutzflüssigkeitskammer erstrecken und mit brausenartigen Durchbrechungen versehen sein.

Zu Beginn des Betriebs wird bei stehendem Gitterstützband 18 die Schmutzflüssigkeitskammer 20 über den Zuflusskanal 26 mit Schmutzflüssigkeit beschickt. Die Schmutzflüssigkeit dringt durch den wabenartigen Gurt 25, das Filterband 22 und das Gitterstützband 18 hindurch und tropft in die Auffangwanne 7, von wo aus sie als Sauberflüssigkeit in einen Kreislauf zurück gefördert oder in einen Vorratsbehälter abgefördert wird. Auf dem Filterband baut sich gleichzeitig ein Filter­ kuchen auf. Wird der Filterkuchen soweit aufgebaut, dass die Schmutzflüssigkeit auf ein bestimmtes Niveau steigt, wird über dem Niveauschalter 27 der Vorschubmotor M aktiviert, welcher über die Antriebswalze 17 das Gitterstützband 18 in die mit Pfeilen bezeichnete Richtung bewegt. Der Aufbau eines opti­ malen Filterkuchens wird durch die sorgfältige Abstimmung der wirksamen Filterfläche sowie der Niveauhöhe (statischer Druck) bestimmt, da mit zunehmender Dicke des Filterkuchens die Filterwirkung ein Optimum erreicht. Nach einem Vorschub­ schritt des Filterbandes bildet sich über dem neu einlaufenden Filterbandabschnitt, wo der Strömungswiderstand am geringsten ist, rasch wieder ein Filterkuchen, dessen vorangehendes Ende in der Austragzone mit dem Filterband 22 ausgetragen wird. Die Vorschubgeschwindigkeit des Gitterstützbandes 18 wird demnach so gewählt, dass die Filterkuchendicke über den ganzen Filtrierbereich möglichst gleichmässig ist. Hinter der Austrag­ zone gelangt der Filterkuchen mit dem Filterband 22 in den Behälter 23. Es ist auch möglich, in der Austragzone mittels einer Rakel oder dgl. den Filterkuchen vom Filterband 22 zu trennen. Im Bereich der Austragzone, das heisst im höchst­ liegenden Bereich der Antriebswalze 17 durchlaufen das Gitter­ stützband 18, das Filterband 22 und der Gurt 25 eine im wesentlichen horizontale Strecke, in der der Gurt 25 vom Filterband 22 getrennt wird. Der Gurt 25 wird nach oben und das Filterband 22 nach unten umgelenkt. Dabei löst sich der in den Zellen des Gurtes 25 befindliche Filterkuchen unter der Schwerkraft aus den Zellen und bleibt am Filterband 22 haften.

Claims (8)

1. Filtriereinrichtung für Flüssigkeiten, in der ein Trum (19) eines gegen eine Austragzone antreibbaren, endlosen Gitter­ stützbandes (18) mit seinem Randbereich an einem Teil der Um­ fangflächen (12) von zwei koachsialen, drehbar gelagerten Kreis­ scheiben (10, 11) anliegt und mit diesen eine muldenförmige Schmutzflüssigkeitskammer (20) begrenzt, zu der ein Zuflusskanal (26) für die Schmutzflüssigkeit führt, wobei im Bereich dieses Trums (19) ein der Schmutzflüssigkeitskammer (20) zugewandtes Filterband (22) gegen das Gitterstützband (18) anliegt und un­ terhalb dieses Bereiches eine Auffangeinrichtung (4, 5, 6) für die Sauberflüssigkeit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Trums (19) ein der Schmutzflüssigkeitskam­ mer (20) zugewandter, wabenartiger Gurt (25) auf dem Filter­ band (22) aufliegt und sich mit diesem zur Austragzone mitbewegt und dass die Zellen (29) des Gurtes (25) mit einer ihrer beiden offenen Seiten an das Filterband (22) angrenzen.

2. Filtriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass der wabenartige Gurt (25) endlos ist und sein rücklau­ fender Trum über der Schmutzflüssigkeitskammer liegt.

3. Filtriereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Zuflusskanal (26) und/oder die Austrags­ zone über der Drehachse (9) der Kreisscheiben (10, 11) liegt.

4. Filtriereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, dass der Zuflusskanal unterhalb des rücklaufenden Trums des wabenartigen Gurtes (25) endet.

5. Filtriereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, dass der Zuflusskanal (26) oberhalb des rücklaufenden Trums des wabenartigen Gurtes (25) endet und die Schmutzflüssigkeit über die Breite des Gurtes (25) verteilt.

6. Filtriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass das Gitterstützband (18) und der wabenartige Gurt (25) gleich ausgebildet ist.

7. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, dass in der Austragzone je eine Umlenkwal­ ze (17, 24) für das Filterband (22) einerseits und den wabenar­ tigen Gurt (25) anderseits derart angeordnet sind, dass sich das Filterband (22) und der wabenartige Gurt (25) in einem in grober Näherung horizontalen Bereich auseinander laufen, indem sich der Filterkuchen unter der Schwerkraft vom wabenartigen Gurt (25) trennt.

8. Filtriereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, dass in Bewegungsrichtung des Filterbandes (22) nach den Umlenkwalzen (17, 24) Mittel vorhanden sind, um den Filterrück­ stand vom Filterband (22) zu trennen.