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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
zur Abtrennung fester Stoffe, grober Verunreinigungen, etc. aus
der Flüssigkeit
eines Flüssigkeit-Festkörpergemisches.
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2. Stand der Technik
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Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtungen werden
beispielsweise in Aufbereitungseinrichtungen zur Wasserentziehung
aus Grobfremdstoffen etc. verwendet, die in Küchenabflüssen eingebaut sind. Solche
Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtungen
trennen den Feststoff und die Flüssigkeit
von Wasser enthaltenden groben Verunreinigungen, die sich als eine
Mischung aus Feststoff und Flüssigkeit ergeben,
durch Vermischung grober aus der Küche abfließender Verunreinigungen mit
Wasser und Zermahlung dieser Mischung.
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Eine
dieser Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
ist in der japanischen Patentanmeldung H11-133089 (Laid-Open (Kokai)
No. 2000-317693) beschrieben, die von der Anmelderin der vorliegenden
Erfindung angemeldet wurde.
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Diese
Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
gemäß dem Stand
der Technik wird unter Bezug auf die 6 und 7 beschrieben.
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Die
Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 10 umfasst
im Wesentlichen eine Filtereinrichtung (bzw. ein Sieb oder Strainer) 12 und
ein Gehäuse 24.
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Die
Filtereinrichtung 12 weist eine zylindrische Form auf,
durch Anordnung einer Vielzahl flacher plattenartiger Kreisringelemente 14,
die mit vorgegebenen Spalten dazwischen benachbart sind. Das Gehäuse 24 weist
einen Aufnahmebereich 26 auf, der die Filtereinrichtung 12 aufnimmt.
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Die
Filtereinrichtung 12 unterteilt den Aufnahmebereich 26 in
zwei Bereiche, einen Innenbereich B im Inneren der Filtereinrichtung 12 und
einen Außenbereich
C außerhalb
der Filtereinrichtung 12. Ein im Außenbereich C ausgebildeter
Einlass 28 lässt
eine Flüssigkeit-Feststoff-Mischung
einfließen und
ein im Innenbereich B ausgebildeter Auslass 30 lässt die
zwischen den Kreisringelementen 14 durchlaufende und in
den Innenbereich B beförderte
Flüssigkeit
nach draußen
abfließen.
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Die
Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 10 beinhaltet
ferner einen Abstreifer 20. Der Abstreifer 20 umfasst
eine Vielzahl flacher plattenartiger (rippenartiger) Vorstehelemerte 22 so,
dass deren Endspitzen in die entsprechenden Spalte zwischen den Kreisringelementen 14 eindringen.
Der Abstreifer 20 wird relativ zur Filtereinrichtung 12 bewegt
und dessen Vorstehelemente 22 schaben anhaftenden Feststoff
von den Endflächen
(oder den flachen Seitenflächen)
der Kreisringelemente 14 ab, die die Filtereinrichtung 12 bilden.
Die flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 greifen von
der äußeren Umfangsseite der
Kreisringelemente 14 her in die Spalte ein. Die Endspitzen
der Vorstehelement 22 reichen bis zu den Innenumfangsflächen der
Kreisringelemente 14 und dringen in den Innenbereich B
der Filtereinrichtung 12 vor.
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Beide
Endfläche
(flachen Flächen)
der einzelnen flachen plattenartigen Vorstehelemente 22, die
in die entsprechenden Spalte zwischen den Kreisringelementen 14 eingreifen,
d. h. in den Raum zwischen den Endflächen (flachen Flächen) der Kreisringelemente 14,
erzeugen einen Reibkontakt mit den Endflächen (flachen Flächen) der
Kreisringelemente 14, die auf beiden Seiten jedes flachen
plattenartigen Vorstehelements 22 angeordnet sind.
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Die
Vielzahl der flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 wird
beispielsweise auf einem Trägerteil 32 bereitgestellt
(siehe 7). Die Vorstehelemente 22 ragen von
dem Trägerteil 32 in
Richtung der Filtereinrichtung 12 vor. Das Trägerteil 32 ist
parallel zur Achse der Filtereinrichtung 12 eingebaut und bildet
zusammen mit den flachen plattenartigen Vorstehelementen 22 ein
Teil des Abstreifers 20. Die flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 sind
so angeordnet, um Spalte aufzuweisen, die im Wesentlichen gleichgroß zur Dicke
der Kreisringelemente 14 sind und um ebenso festgelegte
Abstände
zwischen benachbarten flachen plattenartigen Vorstehelementen 22 aufzuweisen.
In einem Beispiel sind die flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 in
einer Keilform ausgebildet (siehe 6). Die
Endflächen
der Vorstehelemente 22 sind auf der Anstromseite, bezüglich der
Drehrichtung D der Filtereinrichtung 12, als schräge Flächen ausgebildet,
bezüglich
der radialen Richtung der Kreisringelemente 14. Aufgrund dessen
wird der Feststoff, der von den Endflächen der Kreisringelemente 14 abgeschabt
wurde, fortschreitend in Richtung des Außenumfangs der Kreisringelemente 14 bewegt,
wenn sich die Filtereinrichtung 12 dreht.
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Weiterhin
ist die Kante der Endfläche
des Trägerteils 32 auf
der Anstromseite, bezüglich
der Drehrichtung D (siehe 6) der Filtereinrichtung 12,
in Berührung
mit den Außenumfangsflächen der Kreisringelemente 14,
um als Abstreifer zu wirken, der den Feststoff 16, der
sich auf den Außenumfangsflächen der
Kreisringelemente 14 angesetzt hat, abschabt. Dementsprechend
ist die Endfläche des
Trägerteiles 32 auf
der Anstromseite, bezüglich der
Drehrichtung D der Filtereinrichtung 12, als eine schräge Fläche, bezüglich der
radialen Richtung der Kreisringelemente 14 ausgebildet.
Auf diese Weise wird der von den Außenumfangsflächen der
Kreisringelemente 14 abgeschabte Feststoff 16 allmählich von
den Kreisringelementen 14 fortbewegt, wenn sich die Filtereinrichtung 12 dreht.
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Bei
der obigen Anordnung schabt der Abstreifer 20 den Feststoff 16,
der an den Endflächen der
Kreisringelemente 14 anhaftet, mittels der flachen plattenartigen
Vorstehelemente 22 ab und der Feststoff 16, der
an den Außenumfangsflächen der Kreisringelemente 14 anhaftet,
wird durch die Endfläche
des Trägerteiles 32 abgeschabt,
das bezüglich der
Drehrichtung D der Filtereinrichtung 12 auf der Anstromseite
angeordnet ist. Der abgeschabte Feststoff 16 wird bewegt
mittels der flachen plattenartigen Vorstehelemente 22,
die mit schrägen
Flächen
ausgebildet sind, schräg
in Bezug zur radialen Richtung des Abstreifers 20, und
mittels der Endfläche
des Trägerteils 32,
das bezüglich
der Drehrichtung D der Filtereinrichtung 12 auf der Anstromseite
angeordnet ist. Aufgrund dessen wird der Feststoff 16 durch eine Auslassöffnung 34,
die im Gehäuse 24 und
auf der Anstromseite des Abstreifers 20 angeordnet ist,
entnommen.
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Die
Antriebseinheit 36, beispielsweise ein Motor o. dgl., dreht
die Filtereinrichtung 12. Die Filtereinrichtung 12 wird
kontinuierlich während
des Flüssigkeit-Festkörper-Abtrennvorganges
gedreht.
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Im
Betrieb arbeitet die Filtereinrichtung 12 als Filter. Anders
gesagt durchläuft
die Flüssigkeit 18 die
Spalte zwischen den gestapelten Kreisringelementen 14 und
wird in die Innenregion B gefördert und
der Feststoff 16, der größer als die Spalte ist, setzt
sich auf den Außenumfangsflächen der
Kreisringelemente 14 ab. Ein Teil des Feststoffes 16,
der in die Spalte eindringen kann, haftet an den Endflächen der
Kreisringelemente 14 an und kann nicht in den Innenbereich
B befördert
werden. Aufgrund dessen werden der Feststoff und die Flüssigkeit
getrennt.
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Die
in die Innenregion B geförderte
Flüssigkeit 18 wird
durch den Auslass 30 nach draußen, aus dem Gehäuse 24 heraus,
gefördert.
Der Feststoff 16, der an den Kreisringelementen 14 anhaftet
oder sich dort ansetzt wird durch den Abstreifer 20 abgeschabt und
durch eine Auslassöffnung 34,
die sich im Gehäuse 24 auftut,
nach draußen,
aus dem Gehäuse 24 heraus,
gefördert.
Da der an den Außenumfangsflächen und
den Endflächen
der Kreisringelemente 14 anhaftende oder sich dort abgesetzte
Feststoffe 16 mittels des Abstreifers 20 bei jeder
Umdrehung der Filtereinrichtung 12 abgeschabt wird, tritt
keine Verstopfung auf und die Flüssigkeit-Festkörper-Trennung
wird kontinuierlich ausgeführt.
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Der
Spaltraum zwischen den Endflächen
der einzelnen Kreisringelemente 14, die die Filtereinrichtung 12 bilden,
wird auf Basis der Größe des Feststoffes
bestimmt, der von der Flüssigkeit
abgetrennt werden soll. Falls es insbesondere gewünscht ist,
sogar Feststoff 16 kleinerer Größe abzutrennen, so dass der
nach Abtrennung in der Flüssigkeit 18 enthaltene
Feststoffanteil reduziert ist und folglich die Quantität der Verunreinigungen
in der Flüssigkeit 18 reduziert
ist, dann ist der Spaltraum zwi schen den Kreisringelementen 14 verschmälert. Im
umgekehrten Fall ist der Spaltraum zwischen den Kreisringelementen 14 auf
ein anderes Maß erweitert.
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Die 8 bis 10 zeigen
die Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 10 in
einer konkreten Ausführungsform.
Die Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 10 umfasst
die Filtereinrichtung 12, das Gehäuse 24, den Abstreifer 20 und
eine Antriebseinheit 36 zum Drehantrieb der Filtereinrichtung 12.
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Die
Filtereinrichtung 12 ist durch seitliches Stapeln einer
Vielzahl von Kreisringelementen 14 mit Spalten dazwischen
als zylindrischer Körper
ausgebildet. Die Kreisringelemente 14 bestehen aus zwei Arten
von Ringelementen: flache plattenartige erste Kreisringelemente 14a und
flache plattenartige zweite Kreisringelemente 14b. Die
zweiten Kreisringelemente 14b haben den gleichen Außendurchmesser wie
die ersten Kreisringelemente 14a, wobei auf der Außenumfangsfläche der
zweiten Kreisringelemente 14b eine Vielzahl von äußeren Vorsprüngen 38 (drei äußere Vorsprüngen 38 in 8)
unter festgelegten Winkelintervallen ausgebildet sind.
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Insbesondere
ist die Filtereinrichtung 12 als zylindrischer Körper ausgebildet.
Diese zylindrische Filtereinrichtung 12 erhält man durch
das Nebeneinanderstapeln einer Vielzahl einzelner Kreisringelemente 14a und 14b mit
entsprechenden Spalten zwischen den einzelnen Kreisringelementen 14a und 14b.
Eine festgelegte Anzahl erster Kreisringelemente 14a (beispielsweise
ein einzelnes erstes Ringelement 14a in den 9 und 10)
sind zwischen zwei zweiten Kreisringelementen 14b eingefügt.
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Ferner
sind Abstandshalter 44 befestigt, durch erste Anker 42 die
durch Bohrungen 40, die in den einzelnen Kreisringelementen 14a und 14b ausgebildet
sind, reichen und alle Kreisringelemente 14a und 14b zu
einer Einheit verbinden. Folglich werden die Abstandhalter 44 als
Mittel verwendet, um die Abstände
zwischen den Kreisringelementen 14a und 14b einzustellen.
Die Dicke der Abstandshalter 44 bestimmt die Größe des Spaltraums
der einzelnen Kreisringelemente 14a und 14b. Für gewöhnlich wird die
Dicke der Abstandhalter 44 so ausgewählt, um der Dicke der flachen
plattenartigen Vorstehelemente 22 zu entsprechen, die zwischen
den einzelnen Kreisringelementen 14a und 14b angeordnet
sind, um im Wesentlichen der gleichen Dicke zu sein. In Fällen in
denen die Reibung, die zwischen den flachen plattenartigen Vorstehelementen 22 und
dem jeweiligen Kreisringelement 14a und 14b erzeugt wird,
groß ist,
dann ist die Dicke der Abstandshalter 44 leicht größer als
die Dicke der flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 einzustellen.
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Speichen,
beispielsweise in Y-Form, sind so ausgebildet, um die Innenkanten
der Kreisringelemente 14a und 14b zu verbinden,
wobei eine Drehwelle 48 im Zentrum dieser Speichen 46 montiert
ist. Beide Enden der Drehwelle 48 sind drehbar im Gehäuse 24 gelagert.
Wenigstens ein Ende der Drehwelle 48 erstreckt sich nach
draußen,
aus dem Gehäuse 24 heraus,
und dieses Ende wird durch die Antriebseinheit 36 rotierend
angetrieben. Die Filtereinrichtung 12 wird folglich in
der Richtung des Pfeils D gedreht. Verschiedene Konstruktionen sind
als Verbindungsaufbauten zwischen den Y-förmigen Speichen 46 und
der Filtereinrichtung 12 denkbar. In einem Beispiel werden
zwei Gruppen von Y-förmigen Speichen 46 verwendet,
wobei diese Y-förmigen Speichen 46 mit
zwei Kreisringelementen 14 verbunden sind, die an beiden
Enden der Filtereinrichtung 12 angeordnet sind.
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Die
zweiten Kreisringelemente 14b, die äußere Vorsprünge 38 an ihren Außenumfangsflächen aufweisen,
sind so angeordnet, dass die äußeren Vorsprünge 38 Rippen 50 an
der äußeren Außenumfangsfläche der
Filtereinrichtung 12 ausbilden. Folglich erstrecken sich
die Rippen 50 in der axialen Richtung der Filtereinrichtung 12.
Anders gesagt, falls die Filtereinrichtung 12 von einem
ihrer Enden her betrachtet wird, ist der äußere Vorsprung 38 eines
zweiten Kreisringelements 14b direkt hinter dem äußeren Vorsprung 38 des
nächsten
zweiten Kreisringelements 14b angeordnet, so dass durch
diese äußeren Vorsprünge 38 die
Rippen 50 gebildet werden. Aufgrund dessen ist eine Vielzahl
von Rippen 50 ausgebildet, die sich parallel zu der Achse
der Filtereinrichtung 12 auf der Außenumfangsfläche der
Filtereinrichtung 12 erstrecken. Da die ersten Kreisringelemente 14a,
die keine äußeren Vorsprünge 38 aufweisen,
zwischen den zweiten Kreisringelementen 14b eingefügt sind,
sind Lücken
in den Rippen 50 ausgebildet.
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Die
abgetrennten Feststoffe 16 werden durch die Rippen 50 zur
Auslassöffnung 34 geschoben
und weitergeleitet, entlang der Innenfläche des rohrförmigen Aufnahmebereichs 26.
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Die
Filtereinrichtung 12 ist innerhalb des rohrförmigen Aufnahmebereichs 26 montiert,
so dass die Drehachse der Filtereinrichtung 12, d. h. die Drehwelle 48 die
mit der Filtereinrichtung 12 verbunden ist, in einer horizontalen
Richtung ausgerichtet ist. Die Öffnungen
an beiden Enden der Filtereinrichtung 12 sind durch ein
gegenüberliegendes
Paar Innenwandflächen
des rohrförmigen
Aufnahmebereichs 26 des Gehäuses 24 verschlossen.
Folglich wird die Bewegung der Flüssigkeit zwischen der Außenregion
C und der Innenregion B der Filtereinrichtung 12 hauptsächlich durch
die Spalte zwischen den Kreisringelementen 14a und 14b bewerkstelligt.
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In
der in 8 gezeigten Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 10 befindet
sich der Einlass 28 in einer niedrigeren Position als der
Auslass 30. Folglich ist ständig die Mischung im unteren
Abschnitt des rohrförmigen
Aufnahmebereichs 26 angestaut, wobei der untere Abschnitt
der Filtereinrichtung 12 in die Mischung eingetaucht ist
und der obere Abschnitt der Filtereinrichtung 12 oberhalb
des Flüssigkeitstandes
F der Mischung freiliegt.
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Die
Auslassöffnung 34 ist
im oberen Abschnitt des rohrförmigen
Aufnahmebereichs 26 angeordnet, so dass sich die Auslassöffnung 34 in
der Außenregion
C der Filtereinrichtung 12 befindet. Die Auslassöffnung 34 erstreckt
sich in einer Richtung der Drehachse der Filtereinrichtung 12,
so dass es dem Feststoff 16, der von der Flüssigkeit
abgetrennt wurde und entlang der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Aufnahmebereichs 26 durch
die Rippen 50 transportiert wird, möglich ist, nach draußen gefördert zu
werden, aus dem Gehäuse 24 heraus.
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Die
Auslassöffnung 34 eröffnet sich
in den Raum des rohrförmigen
Aufnahmebereichs 26 oberhalb des Flüssigkeitsstandes F der Mischung.
Die Auslassöffnung 34 ist
bezüglich
der Drehrichtung der Filtereinrichtung 12 auf der Abstromseite
des obersten Bereichs der Filtereinrichtung 12 angeordnet
und ist bezüglich
der Drehrichtung des Filtereinrichtung 12 auf der Anstromseite
des Abstreifers 20 angeordnet.
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Eine
Abdeckung 52 ist auf der Auslassöffnung 34 des Gehäuses 24 angeordnet,
um die Auslassöffnung 34 zu
verschließen.
Insbesondere ist ein Ende der Abdeckung 52 schwenkbar mit
jener Kante der Auslassöffnung 34 verbunden,
die in Bezug zur Drehrichtung D der Filtereinrichtung 12 auf
der Anstromseite der Auslassöffnung 34 angeordnet
ist, so dass das andere Ende der Abdeckung 52, das bezüglich der
Drehrichtung D der Filtereinrichtung 12 auf der Abstromseite
liegt, in Richtung zur und von der Auslassöffnung 34 weg bewegt
oder weggeschwenkt wird, wie durch den Doppelrichtungspfeil in 8 dargestellt.
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Die
Abdeckung 52 wird permanent in Richtung der Filtereinrichtung 12 gezwängt durch
ein Zwängmittel,
beispielsweise eine Feder 54. Die Feder 54 ist
an einem ihrer Enden mit dem Gehäuse 24 und
mit ihrem anderen Ende mit der Abdeckung 52 verbunden.
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Durch
die Vorspannung der Feder 54 presst die Abdeckung 52 den
Feststoff 16, der von den Rippen 50 der Filtereinrichtung 12 geschoben
und bewegt wird, gegen die Außenumfangsfläche der
Filtereinrichtung 12 und quetscht die Flüssigkeit
aus dem Feststoff 16 heraus.
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Wie
aus 10 ersichtlich, ist der Abstreifer 20 durch
das seitliche Stapeln einer Vielzahl flacher Platten aufgebaut.
Der Abstreifer 20 ist bezüglich der Drehrichtung D der
Filtereinrichtung 12 auf der Abstromseite des obersten
Bereichs der Filtereinrichtung 12 angeordnet, wie in 8 gezeigt.
Zusätzlich ist
der Abstreifer 20 nahe der Auslassöffnung 34 angeordnet,
so dass er bezüglich
der Drehrichtung D der Filtereinrichtung 12 auf der Abstromseite
der Auslassöffnung 34 angeordnet
ist.
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Der
Abstreifer 20 wird unten in Bezug auf seine konkrete Ausgestaltung
näher beschrieben.
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Der
Abstreifer 20 umfasst plattenartige erste Vorstehelemente 56,
plattenartige zweite Vorstehelemente 58 und ein Trägerteil 60.
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Jedes
der ersten Vorstehelemente 56 ist aus einem Plattenmaterial
gebildet, das dieselbe Dicke hat, wie das der entsprechenden ersten
Kreisringelemente 14a, die die Filtereinrichtung 12 bilden,
wobei die Endspitze (unterstes Ende in 10) des
ersten Vorstehelements in Richtung der Außenumfangsfläche eines
jeden ersten Kreisringelements 14a vorsteht, um den Feststoff 16,
der an den Außenumfangsflächen der
ersten Kreisringelemente 14a anhaftet, abzuschaben.
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Jedes
der zweiten Vorstehelemente 58 ist aus einem Plattenmaterial
gebildet, das dieselbe Dicke hat wie jeder der Spalte zwischen den
ersten Kreisringelementen 14a und zweiten Kreisringelementen 14b.
Die Endspitze (unterstes Ende in 10) der
zweiten Vorstehelemente 58 dringt in die Spalte zwischen
den ersten und zweiten Kreisringelementen 14a und 14b ein,
um den Feststoff 16, der an den einzelnen flachen Endflächen der
Kreisringelemente 14a und 14b anhaftet, abzuschaben.
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Jedes
der Stützelemente 60 ist
aus einem Plattenmaterial gebildet, das dieselbe Dicke hat wie die
entsprechenden zweiten Kreisringelemente 14b, die mit äußeren Vorsprüngen 38 auf
ihren Außenumfangsflächen versehen
sind.
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Die
ersten Vorstehelemente 56, die zweiten Vorstehelemente 58 und
die Stützelemente 60 sind
in einer vorgegebenen Aufstellung angeordnet, in Übereinstimmung
mit der Aufstellungsanordnung der ersten Kreisringelemente 14a und
der zweiten Kreisringelemente 14b, die die Filtereinrichtung 12 bilden, wie
aus 9 ersichtlich. Insbesondere sind die ersten Vorstehelemente 56 so
angeordnet, um den Umfangsflächen
der ersten Kreisringelemente 14a gegenüber zu stehen, die zweiten
Vorstehelemente 58 sind so angeordnet, dass deren spitz
zulaufenden Endbereiche in die Spalte zwischen den Kreisringelementen 14a und 14b eindringen,
und die Stützelemente 60 sind
so positioniert, um den Umfangsflächen der zweiten Kreisringelemente 14b gegenüber zu stehen.
Die ersten Vorstehelemente 56, die zweiten Vorstehelemente 58 und
die Stützelemente 60 sind
ferner durch zweite Anker 64, die durch die in diesen Elementen
ausgebildete Bohrungen 62 reichen, als eine ganzheitliche
Einheit ausgebildet.
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In
diesem Aufbau sind die Spalte zwischen den einzelnen Kreisringelementen 14a und 14b schmaler
als die Dicke der entsprechenden Kreisringelemente 14a und 14b eingestellt.
Aufgrund dessen ist die Dicke der zweiten Vorstehelemente 58,
die in die Spalte zwischen den entsprechenden Kreisringelementen 14a und 14b eindringen,
schmaler als die Dicke der Kreisringelemente 14a und 14b.
Folglich könnte
die Festigkeit der zweiten Vorstehelemente 58 nicht ausreichend
sein. Entsprechend werden die zweiten Vorstehelemente 58 verstärkt, in
dem sie zwischen die ersten Vorstehelemente 56 eingefügt werden
und in dem das Stützelement 60 auf
beiden Seiten der zweiten Vorstehelemente 58 angeordnet wird.
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In
dem in den 9 und 10 gezeigten Aufbau
sind die ersten Kreisringelemente 14a an beiden Enden der
Filtereinrichtung 12 (der im Gesamten eine zylindrische
Form hat) angeordnet. Demnach sind die ersten Vorstehelemente 56,
die zweiten Vorstehelemente 58 und die Stützelemente 60 in
dieser Aufstellung von einem Ende des Abstreifers 20 aus angeordnet
und bilden folglich eine „Einheit", wobei diese „Einheit" in der Richtung
der zweiten Anker 64 wiederholt wird und wobei das erste
Vorstehelement 56 an dem anderen Ende des Abstreifers 20 angeordnet
ist.
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Die
ersten Vorstehelemente 56, die Stützelemente 60 und
die zweiten Anker 64 wirken hier ebenso, wie ein Trägerteil 32,
das die zweiten Vorstehelemente 58, die in die Räume zwischen
den ersten Kreisringelementen 14a und den zweiten Kreisringelementen 14b eindringen
und den Feststoff 16 abschaben, hält und stützt.
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In
dem in 10 gezeigten Aufbau weichen die
ersten Vorstehelemente 56, die an beiden Enden des Abstreifers 20 angeordnet
sind, in ihrer Form von anderen ersten Vorstehelementen 56 ab,
die in den Zwischenbereichen des Abstreifers 20 positioniert sind.
Anders gesagt sind die ersten Vorstehelemente 56 an beiden
Enden größer und
haben einen weiteren Bereich, verglichen mit anderen ersten Vorstehele menten 56.
Das Ziel ist es, diese ersten Vorstehelemente 56 an beiden
Enden zu haben, um die Abdeckung 52 (die bezüglich der
Drehrichtung D der Filtereinrichtung 12 auf der Anstromseite
des Abstreifers 20 angeordnet ist) von beiden Seiten zu
halten, so dass beide Enden der Abdeckung 52 durch diese ersten
Vorstehelemente 56 abgedeckt werden.
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Der
von der Filtereinrichtung 12 bewegte Feststoff 16 wird,
während
seiner Abwärtsbewegung vom
obersten Bereich der Filtereinrichtung 12, abgeschabt,
folglich von der Filtereinrichtung 12 abgetrennt und durch
eine Auslassöffnung 34 nach
draußen
gefördert.
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Die
oben beschriebene Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
weist Probleme auf.
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Was
die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
der Filtereinrichtung 12 entscheidet, ist, wie oben beschrieben,
die Dimension (Breite) der Spalte zwischen den einzelnen Kreisringelementen 14 (bzw. deren
Endflächen)
die nebeneinander angeordnet sind; und diese Dimension wird bestimmt
durch die Dicke der flachen plattenartigen Vorstehelemente 22, die
in nur begrenzte Bereiche der ringförmigen Spalte zwischen den
einzelnen Kreisringelementen 14 eingeschoben sind.
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Es
ist daher erforderlich, diese Spalte zu verschmälern, um die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
der Filtereinrichtung 12 zu verbessern. Da es jedoch gewünscht ist
die Standzeit und die mechanische Festigkeit der flachen plattenartigen
Vorstehelemente 22 zu gewährleisten, gibt es Grenzen
bis auf welche Dicke die flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 reduziert
werden können.
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Anders
gesagt ist die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
der Filtereinrichtung 12 in einer Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik durch die Dicke der flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 und
des Abstreifers 20 begrenzt.
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Das
Dokument
US 4,279,750 beschreibt eine
Filtereinrichtung (Strainer) die gleitfähige Ringe als Abstreifer aufweist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung löst
folglich die oben beschriebenen Probleme.
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
bereitzustellen, die eine verbesserte Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion der
Filtereinrichtung aufweist, ohne vom Aufbau des Abstreifers beeinflusst
zu sein.
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Das
obige Ziel wird durch einen einzigartigen Aufbau einer Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
bewerkstelligt, der Folgendes umfasst:
eine Filtereinrichtung,
die ein zylindrischer Körper
ist, die durch eine Vielzahl flacher plattenartiger Kreisringelemente
mit Spalten dazwischen ausgebildet ist,
ein Gehäuse mit
einem Aufnahmebereich, um die Filtereinrichtung darin aufzunehmen,
wobei der Aufnahmebereich durch die Filtereinrichtung in eine Innenregion,
die innerhalb der Filtereinrichtung ist und eine Außenregion,
die außerhalb
der Filtereinrichtung ist, aufgeteilt wird, einen in der Außenregion
ausgebildeten Einlass, der eine Flüssigkeit-Feststoff-Mischung einfließen lässt und
einen in der Innenregion ausgebildeten Auslass, der die Flüssigkeit
die zwischen den Kreisringelementen durchläuft und in die Innenregion
gefördert
wird, nach draußen
abfließen
lässt, und
einer
Vielzahl von Abstreifern, die in den Spalten zwischen den Kreisringelementen
angeordnet sind, wobei die Abstreifer entlang den Außenumfangsflächen der
Kreisringelemente bewegt werden, um den an den Kreisringelementen
anhaftenden Feststoff abzuschaben,
wobei der einzigartige Aufbau
der vorliegenden Erfindung der ist, dass jeder der Abstreifer Folgendes
umfasst:
ein flaches plattenartiges zusätzliches Kreisringelement,
das einen Außendurchmesser
aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Kreisringelemente
und größer ist
als der Innendurchmesser der Kreisringelemente, und
ein flaches
plattenartiges Vorstehelement, das von der Außenumfangsfläche des
zusätzlichen
Kreisringelements absteht, wobei das Vorstehelement in derselben
Ebene wie das zusätzliche
Kreisringelement liegt, und wobei
das zusätzliche Kreisringelement koaxial
zu den Kreisringelementen angeordnet ist und das flache plattenartige
Vorstehelement eine Länge
aufweist, um die Außenumfangsflächen der
Kreisringelemente zu erreichen.
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Mit
dem oben beschriebenen Aufbau ist die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
der Filtereinrichtung 12 bestimmt, durch die Dimension
der Spalte zwischen den (flachen) Endflächen der Kreisringelemente,
die die Filtereinrichtung bilden, und der (flachen) Endflächen, der
zusätzlichen
Kreisringelemente des Abstreifers, die zwischen den Kreisringelementen
koaxial zu den Kreisringelementen angeordnet sind. Anders gesagt
ist die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
der Filtereinrichtung unbeeinflusst von der Dicke der zusätzlichen
Kreisringelemente. Aufgrund dessen stellt die vorliegende Erfindung eine
verbesserte Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion bereit,
während
die Dicke der zusätzlichen
Kreisringelemente in Größenordnungen
gehalten wird, die die Haltbarkeit und die Festigkeit der zusätzlichen Kreisringelemente
gewährleisten.
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In
der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl der flachen plattenartigen
Vorstehelemente aufreihend zu einer einzelnen Reihe montiert. Mit
dieser Anordnung bilden die Endflächen der flachen plattenartigen
Vorstehelemente, die bezüglich
der Drehrichtung der Filtereinrichtung auf der Anstromseite angeordnet
sind, ge meinsam eine einzige Abstreiffläche. Somit wird der Feststoff
durch den Abstreifer effektiv abgeschabt und leicht nach draußen, aus
dem Gehäuse
heraus, befördert.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
eine erläuternde
Zeichnung, die das Grundkonzept der Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichung gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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2 ist
eine Vorderansicht eines Abstreifers der vorliegenden Erfindung,
der das zusätzliche Kreisringelement
und das flache plattenartige Vorstehelement umfasst.
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3 ist
eine Schnitt-Vorderansicht der Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist
die Vorderansicht eines weiteren Abstreifers der vorliegenden Erfindung,
der das zusätzliche
Kreisringelement und das flache plattenartige Vorstehelement umfasst.
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
des wesentlichen Abschnitts der Filtereinrichtung entlang deren
Achse, die den Anordnungsbezug zwischen den die Filtereinrichtung
bildenden Kreisringelementen und den zusätzlichen, den Abstreifer bildenden, Kreisringelementen
darstellt.
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6 ist
eine erläuternde
Zeichnung des Grundkonzepts einer Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik.
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7 ist
ein Teilschnitt entlang der Drehachse der Filtereinrichtung in der
Vorrichtung nach 6.
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8 ist
eine Schnitt-Vorderansicht des Aufbaus einer Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik.
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9 ist
eine Seitenansicht der Filtereinrichtung der Trennvorrichtung nach 8.
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10 ist
eine Explosionsdarstellung des in der 8 gezeigten
Abstreifers.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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Die
die Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 70 gemäß der vorliegenden
Erfindung bestimmenden und in den 1 und 2 gezeigten
Elemente sind im Wesentlichen dieselben, wie in der in den 6 und 7 gezeigten
Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 10.
Demgemäß werden
die Elemente die gleich sind zu jenen der 6 und 7 mit
denselben Bezugszeichen gekennzeichnet und die Beschreibung solcher
Elemente erübrigt sich.
Lediglich die bestimmenden Elemente, die von dem gezeigten Stand
der Technik abweichen und die die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden
Erfindung ausmachen werden unten beschrieben.
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Wie
aus 1 ersichtlich, umfasst die Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 70 der
vorliegenden Erfindung im Wesentlichen die Filtereinrichtung 12,
das Gehäuse 24,
einen Abstreifer 72 und die Antriebseinheit (nicht dargestellt,
aber gleich zu der in 7 gezeigten Antriebseinheit 36).
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Das
Merkmal der Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 70 der
vorliegenden Erfindung ist der Abstreifer 72. In der vorliegenden
Erfindung umfasst der Absteifer 72 ein flaches plattenartiges Kreisringelement
(zusätzliches
Kreisringelement) 74, das einheitlich mit den Endspitzen
des flachen plattenartigen Vorstehelemts 22 verbunden ist.
Anders gesagt, nimmt der Abstreifer 72 einen Aufbau in
Anspruch, in dem sich das flache plattenartige Vorstehelement 22 von
der Außenumfangsfläche des
zusätzlichen
Kreisringelementes 74 aus erstreckt, und wobei die zusätzlichen
Kreisringelemente 74 dieselbe Dicke haben wie die flachen
plattenartigen Vorstehelemente 22, so dass das Vorstehelement 22 in
derselben Ebene wie das zusätzliche
Kreisringelement 74 liegt. Zur Einfachheit der Beschreibung
werden das zusätzliche
Kreisringelement 74 und das flache plattenartige Vorstehelement 22 nachstehend
gemeinsam als eine „Abstreiferkomponente(n) 76" bezeichnet.
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Der
Aufbau der Abstreiferkomponente 76 wird unter Bezug auf
die 1 und 2 detailliert beschrieben.
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Erstens
ist das zusätzliche
Kreisringelement 74 so ausgebildet, dass der Außendurchmesser
kleiner ist als der Außendurchmesser
der Kreisringelemente 14, die die Filtereinrichtung 12 bilden.
Ebenso ist der Außendurchmesser
des zusätzlichen
Kreisringelements 74 größer als
der Innendurchmesser der Kreisringelemente 14. In der gezeigten
Ausführungsform
ist der Innendurchmesser der zusätzlichen Kreisringelemente 74 kleiner,
als der Innendurchmesser der Kreisringelemente 14 (siehe 5).
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausgestaltung
festgelegt. Der Innendurchmesser des zusätzlichen Kreisringelements 74 kann
gleich groß sein
wie der Innendurchmesser der Kreisringelemente 14 oder
größer als
der Innendurchmesser der Kreisringelemente 14.
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Das
flache plattenartige Vorstehelement 22 der Abstreiferkomponente 76 ist
so ausgebildet, um sich von der Außenumfangsfläche des
flachen plattenartigen zusätzlichen
Kreisringelements 74 aus zu erstrecken, als ein einheitliches
Teil des zusätzlichen Kreisringelements 74.
Das flache plattenartige Vorstehelement 22 liegt in derselben
Ebene wie die flache Fläche
der zusätzlichen
Kreisringelemente 74.
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Eine
Vielzahl von Abstreiferkomponenten 76 sind entsprechend
in Spalten zwischen benachbarten Kreisringelementen 14 angeordnet.
Anders gesagt ist eine Abstreiferkomponente 76 in einer
Zwischenposition in jedem Spalt zwischen den nebeneinander aufgestellten
Kreisringelementen 14 angeordnet, wobei die Spalte leicht
größer sind
als die Dicke der Abstreiferkomponente 76. Das zusätzliche Kreisringelement 74 (der
Abstreiferkomponente 76) wird so eingebaut, um koaxial
mit den Kreisringelementen 14 ausgerichtet zu sein. Die äußeren Enden der
flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 reichen zu den
Außenumfangsflächen (oder
ragen über die
Außenumfangsflächen hinaus)
der Kreisringelemente 14.
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Aufgrund
dieser Ausgestaltung überdecken sich
einige oder alle der zusätzlichen
Kreisringelemente 74 der Abstreiferkomponenten 76 mit
dem gesamten Innenumfangsbereich der Kreisringelemente 14 in
einer Kreisringregion mit der Breite G (siehe 3 und 5),
wenn der Filtereinrichtung 12 mit den darin eingebauten
Abstreiferkomponenten 76 von einem Ende her betrachtet
wird, wie in der 1 gezeigt.
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Wenn
die Flüssigkeit 18 von
der Außenregion
C zur Innenregion B der Filtereinrichtung 12 übertritt,
durchläuft
demgemäß diese
Flüssigkeit
zwangsläufig
die Kreisringregion mit der Breite G. Fernerhin durchläuft die
Flüssigkeit 18 in
dieser Kreisringregion die Spalte, die zwischen den (flachen) Endflächen der
zusätzlichen
Kreisringelemente 74 und den (flachen) Endflächen der
Kreisringelemente 14 gebildet sind und die einander gegenüber stehen.
In der vorliegenden Erfindung können
diese Spalte frei eingestellt werden ohne die Dicke der Abstreiferkomponenten 76 oder
die Dicke der zusätzlichen
Kreisringelemente 74 in Betracht zu ziehen und können daher natürlich schmaler
als die Dicke der zusätzlichen Kreisringelemente 74 eingestellt
werden. Die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
der Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 70 der
vorliegenden Erfindung ist folglich deutlich besser als eine Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 10 gemäß dem Stand
der Technik, in welcher die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
durch die Dicke der flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 begrenzt ist.
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Der
Strömpfad
für die
Flüssigkeit 18,
die den Feststoff 16 enthält und in Spalte zwischen den Kreisringelementen 14 eingetreten
ist, ist außerdem verengt
durch die zusätzlichen
Kreisringelemente 74, die auf der Innenumfangsseite der
Kreisringelemente 14 angeordnet sind; folglich lässt die
Kraft der Flüssigkeit
nach. Somit verbleibt die Flüssigkeit 18 in
den Spalten zwischen den Kreisringelementen 14 für eine längere Zeit
und der Anteil von Feststoff 16, der an den (flachen) Endflächen der
Kreisringelemente 14 anhaftet, wird erhöht. Die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion wird
folglich verbessert.
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Als
nächstes
wird der Aufbau der Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 70 in
einer konkreteren Art und Weise unter Bezug auf die 3 und 5 beschrieben.
Die Grundstruktur ist dieselbe wie bei der in den 8 bis 10 gezeigte
Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 10 gemäß dem Stand
der Technik. Demnach werden die gleichen bestimmenden Elemente mit
denselben Bezugszeichen gekennzeichnet und die Beschreibung solcher
Elemente erübrigt
sich.
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Die
kennzeichnenden Merkmale der Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung 70 der
vorliegenden Erfindung liegen in dem Abstreifer 72, wie
oben beschrieben. In der vorliegenden Erfindung ist eine Abstreiferkomponenten 76,
wie in 4 gezeigt, zwischen den ersten und den zweiten
Kreisringelementen 14a und 14b so angeordnet,
dass das zusätzliche Kreisringelement 74 koaxial
zu den Kreisringelementen 14a und 14b ausgerichtet
ist, anstelle von den in 10 gezeigten
zweiten Vorstehelementen 58 im Stand der Technik.
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Insbesondere
ersetzt das flache plattenartige Vorstehelement 22 der
Abstreifkomponente 76 das zweite Vorstehelement 58 im
Stand der Technik und ist in einer Position des zweiten Vorstehelements 58,
wie in 10 gezeigt, angeordnet. Das
flache plattenartige Vorstehelemente 22 weist eine Länge auf,
um die Außenregion
C des Gehäuses 24 zu durchqueren;
und wie bestens dargestellt ist die Endspitze dieses flachen plattenartigen
Vorstehelements 22 am Gehäuse 24 befestigt.
Zweite Anker (die bezeichnet sind durch das Bezugszeichen 64 in 10)
reichen durch eine Vielzahl von Vorstehelementen 22 hindurch,
so dass die Vorstehelemente 22 oder die Abstreiferkomponenten 76 durch
die ersten Vorstehelement 56 und die Stützelemente 60 gehalten
und gestützt
werden.
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Die
Anordnungsbeziehung zwischen den ersten und den zweiten Kreisringelementen 14a und 14b und
den zusätzlichen
Kreisringelementen 74, die einheitlich mit den flachen
plattenartigen Vorstehelementen 22 verbunden sind und die
in die Spalte zwischen den ersten und zweiten Kreisringelementen 14a und 14b eindringen,
ist im Wesentlichen dieselbe, wie jene im ersten Ausführungsbeispiel.
Anders gesagt sind die zusätzlichen
Kreisringelemente 74 an der Innenumfangsseite der ringförmigen Spalte
die zwischen den ersten und zweiten Kreisringelementen 14a und 14b gebildet
sind, angeordnet und der Bereich der gegenseitigen Überdeckung
ist definiert als eine Kreisringregion mit der Breite G, wie aus 5 ersichtlich.
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Außerdem ist
die Breite W der Spalte H zwischen den ersten Kreisringelementen 14a und
den zweiten Kreisringelementen 14b (d. h. die Breite entlang
der Axialrichtung der Filtereinrichtung 12 (rechte und
linke Richtung in 5)) so eingestellt, um größer als
die Dicke T einer jeden Abstreiferkomponente 76 zu sein;
und die Abstreiferkomponenten 76 sind in Zwischenpositionen
in den Spalten H angeordnet. Aufgrund dessen sind Spalte I ausgebildet,
zwischen den (flachen) Endflächen
der zusätzlichen
Kreisringelemente 74 der Abstreiferkomponenten 76 und
den (flachen) Endflächen
der ersten und der zweiten Kreisringelemente 14a und 14b,
die den Endflächen der
zusätzlichen
Kreisringelemente 74 gegenüberstehen; und solche Spalte
I auf beiden Seiten eines jeden zusätzlichen Kreisringelements 74 haben
dasselbe Maß der
Breite X. Herstellungs- und Montagegenauigkeiten könnten Lageänderungen
der zusätzlichen
Kreisringelemente 74 verursachen und in einer solchen Situation
kann eine gewisse Abweichung (Variation) in der Breite X der Spalte
I auf beiden Seiten jeder der Abstreiferkomponenten 76 vorhanden sein.
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Wenn
die den Feststoff 16 enthaltende Flüssigkeit 18 von der
Außenregion
in die Innenregion überfließt, durchläuft diese
Flüssigkeit
zwangsläufig die
Kreisringregion mit der Breite G. Demnach bestimmt die Breite X
der sehr schmalen Spalte I zwischen den ersten und zweiten Kreisringelementen 14a und 14b die
Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion.
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Die
Breite X der Spalte I kann unabhängig von
der Dicke T der Abstreiferkomponenten 76 (d. h. der Dicke
der flachen plattenartigen Vorstehelemente 22 und der zusätzlichen
Kreisringelemente 74) eingestellt werden. Die Flüssigkeit-Festkörper- Trennfunktion (Filterfunktion)
in der vorliegenden Erfindung ist demnach deutlich verbessert unter
Aufrechterhaltung der Dicke T der Abstreiferkomponenten 76 in
einer Größenordnung,
die deren Festigkeit und Langlebigkeit gewährleistet, im Unterschied zum
Stand der Technik in dem die Breite W der Spalte H zwischen den
ersten und zweiten Kreisringelementen 14a und 14b nicht
schmaler eingestellt werden kann, als die Dicke der flachen plattenartigen
Vorstehelemente 22.
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Die
obigen Ausführungsformen
sind in Bezug auf eine Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung beschrieben,
die verwendet wird in einer Aufbereitungseinrichtung zur Wasserentziehung
aus Grobfremdstoffen, um gemahlene grobe Verunreinigungen und Wasser
zu trennen. Es versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung
für Anderes als
zur Trennung von groben Verunreinigungen und Wasser verwendet werden
kann.
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Wie
aus obigem ersichtlich, werden die Spalte die die Flüssigkeit-Festkörper-Trennungsfunktion bestimmen
in der Flüssigkeit-Festkörper-Trennvorrichtung
der vorliegenden Erfindung durch die Zwischenräume der zusätzlichen Kreisringelemente
des Abstreifers und der Kreisringelemente der Filtereinrichtung
bereit gestellt. Demnach kann die Breite dieser Spalte schmaler
eingestellt werden als die Breite des Abstreifers im Unterschied
zum Stand der Technik. Im Stand der Technik ist die Breite der Spalte
zwischen den Kreisringelementen der Filtereinrichtung, die die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
bestimmt, jedoch beeinflusst durch die Dicke der flachen plattenartigen
Vorstehelemente des Abstreifers und die Breite solcher Spalte kann
nicht schmaler als die Dicke der flachen plattenartigen Vorstehelemente eingestellt
werden.
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Außerdem können in
der vorliegenden Erfindung die Spalte, die zwischen den Kreisringelementen
vorhanden sind und die die Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion bestimmen,
auf das Minimum eingestellt werden, ohne von der Dicke des Abstreifers beeinflusst
zu sein. Demnach stellt die vorliegende Erfindung eine außerordentlich
verbesserte Flüssigkeit-Festkörper-Trennfunktion
bereit, während
der Abstreifer eine Dicke hinreichender Festigkeit und Langlebigkeit
aufweist.