DE69213258T2 - Verbesserungen an oder bezueglich bandfiltern - Google Patents

Verbesserungen an oder bezueglich bandfiltern

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bandfilter zum Entfernen von Verunreinigungen aus Wasser oder anderen Flüssigkeiten, die eine Viskosität ähnlich der von Wasser haben.
  • Eine bekannte Filterform weist ein feinmaschiges Drahtgeflecht auf, das statisch ist und als Schwerkraftfilter verwendet wird. Die Leistung eines solchen Filters ist beim Umgang mit Flüssigkeiten aufgrund der Oberflächenspannung beschränkt, die die Flüssigkeitstropfen, die sich unter dem Drahtgeflecht bilden, trägt. Je kleiner die Tropfen, umso größer die Oberflächenspannung, und je größer die Oberflächenspannung, umso größer der Widerstand gegenüber einem Durchfluß durch den Filter. Darüber hinaus verstopft das Drahtgeflecht in einem solchen Fall sehr schnell und blokkiert; zumindest aber wird der Durchsatz von zu filternden Flüssigkeiten stark eingeschränkt.
  • Nach der vorliegenden Erfindung soll die Handhabungsfähigkeit eines Bandfilters in bezug auf Wasser dadurch verbessert werden, daß das Filtergewebe bzw. -geflecht zur Beseitigung der Oberflächenspannung in die Flüssigkeit eingetaucht und durch die verunreinigte Flüssigkeit bewegt wird.
  • Die Erfindung schafft daher eine Flüssigkeitsfiltriervorrichtung mit einem endlosen, kontinuierlich beweglichen Filtermedium, einem Behälter mit einer verunreinigten Flüssigkeit, einer Einrichtung zum Absenken eines Abschnitts des Filtermediums dergestalt, daß ein Bereich in die verunreinigte Flüssigkeit eintaucht, einer Antriebseinrichtung zum Bewegen des Filtermediums auch durch die verunreinigte Flüssigkeit in dem vorgenannten Eintauchbereich, einer Einrichtung zum Entfernen der gereinigten Flüssigkeit aus dem Eintauchbereich des Filtermediums sowie einer Einrichtung zum Herauswaschen von Verunreinigungen aus dem Filtermedium. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Entfernen von gereinigter Flüssigkeit einen Saugheber mit einem Rohrstück und einer Öffnung in diesem aufweist, der mit dem Filtermedium in Berührung steht und als die Einrichtung zum Absenken des genannten Abschnitts desselben dient.
  • Vorzugsweise umfaßt das Filtermedium ein Band aus einem Maschendrahtgeflecht.
  • Der Behälter mit der verunreinigten Flüssigkeit kann einen Einlaß, durch den die verunreinigte Flüssigkeit eingelassen wird, und einen Auslaß aufweisen, durch den die verunreinigte Flüssigkeit abgezogen wird, undder Spiegel der verunreinigten Flüssigkeit kann mit Hilfe einer Flüssigkeitsspiegel- Erfassungseinrichtung und eines stromaufwärts von dem Auslaß angeordneten beweglichen Überlaufs gesteuert werden, der nach Maßgabe des Signals aus der Flüssigkeitsspiegel-Erfassungseinrichtung arbeitet.
  • Die Antriebseinrichtung kann zwei oder mehrere mit Gummi beschichtete Rollen aufweisen, über die das endlose Filtermedium läuft, wobei eine der Rollen von einem Regelantriebmotor angetrieben wird und eine andere Rolle zur Aufrechterhaltung der Spannung in dem Filtermedium in ihre Position justierbar ist.
  • Die Antriebsrolle ist vorzugsweise längsgekrümmt.
  • Das Filtermedium kann ein Paar ineinandergreifender Bänder aus einem feinen Drahtgeflecht aus synthetischem Material aufweisen, die im Eintauchbereich der Vorschublänge des Filtermediums in die verunreinigte Flüssigkeit jeweils in Schalenform vorgesehen sind. Die beiden Bänder können eine gemeinsame Antriebsrolle, aber getrennte Spannrollen aufweisen.
  • Die Filtriervorrichtung kann darüber hinaus eine Trennschleuder aufweisen, die die gereinigte Flüssigkeit empfängt und die nicht bearbeitete Flüssigkeit wieder in die verunreinigte Flüssigkeit rückführt.
  • Die Rollen können über der verunreinigten Flüssigkeit und in einem Abstand von dieser angeordnet sein. Die Vorschublänge des Filtermediums wird durch die Öffnung des Saughebers abgesenkt, wobei diese Öffnung schmaler ist als das Filtermedium, so daß die Kanten des Filtermediums nach oben gebogen werden und über dem Spiegel der verunreinigten Flüssigkeit liegen, wobei die Kanten des Filtermediums durch Kontaktstreifen an den Behälterseiten in dieser Position gehalten werden.
  • Die Öffnung des Saugheberrohrstücks kann mit Haltestäben versehen sein, die mit dem Filtermedium in Berührung stehen, wobei die genannten Haltestäbe quer zur Bewegungsrichtung des Filtermediums verlaufen.
  • Der Saugheber kann ein Fallrohr aufweisen, das in einem Ventil endet, das entweder durch einen Stößel und/oder einen Schwimmer steuer- bzw. regelbar ist.
  • Der Saugheber kann ein Sicherheitsventil aufweisen, durch das sauberes Wasser in den Saugheber gelangen kann.
  • Die Reinigungseinrichtung des Filtermediums kann eine feste Anordnung von Wasserstrahlen aufweisen, die sich über die Breite des Filtermediums erstreckt, als auch einen mit hohem Druck oszillierenden Wasserstrahl.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
  • Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfiltriervorrichtung,
  • Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 1,
  • Fig. 3 die Saugheberöffnung der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Vorrichtung im Detail,
  • Fig. 4 eine Ansicht zu Pfeil A in Fig. 3,
  • Fig. 5 eine Vorderansicht einer modifizierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfiltriervorrichtung und
  • Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 5.
  • In den Figuren umfaßt eine Flüssigkeitsfiltriervorrichtung (10), die sich für die Filtrierung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten mit einer ähnlichen Viskosität eignet, einen Rahmen (12) zur Aufnahme eines Filtrierbehälters (14), einen Saugheber (16) und eine Antriebseinrichtung (18) für ein aus einem Drahtgeflecht bestehendes Endlosfilterband (20). Behälter (22) bzw. (24) enthalten zu filterndes Wasser bzw. gefiltertes Wasser. Beide Behälter sind unter dem Rahmen (12) oder an einer anderen geeigneten Stelle vorgesehen.
  • Beispielsweise kann der Behälter (22) das von einer Verarbeitungsanlage stammende Produkt enthalten.
  • Eine Pumpe (26) ist in einer Rohrleitung (28) zwischen einem Auslaß (30) des Behälters (22) und einem Einlaß (32) des Behälters (14) angeschlossene Stromaufwärts von dem Auslaß (36) des Behälters (14) ist ein beweglicher Überlauf (34) vorgesehen, wobei der Auslaß (36) entweder zum Abzug in den Behälter dient oder zur Rückführung in den Prozeß (22).
  • Der Saugheber (16) weist ein Saugheberrohr (38) mit einer rechwinkligen Öffnung (40) auf, die mit dem Filtergeflecht (20) und einem Fallrohr (42) mit einem Auslaß (44) in Berührung steht. Der Auslaß (44) wird von einem Schwimmerventil (46) geregelt, dessen Position sowohl durch den Wasserspiegel in dem Behälter (24) als auch einen pneumatisch betätigten Stößel (48) gesteuert wird. Das obere Ende des Fallrohrs (42) weist einen Flüssigkeitsspiegelregler auf, der anzeigt, wie hoch bzw. niedrig die Flüssigkeitsspiegel (42A) und (42B) jeweils sind.
  • Ferner weist der Saugheber (16) ein Entlüfungsfallrohr (50) auf, dessen unteres Ende in das Wasser in dem Behälter (24) eintaucht. Das gegenüberliegende Ende des Fallrohrs (50) ist mit dem obersten Abschnitt des Saugrohrs verbunden.
  • Eine Pumpe (52) ist in einem Kanal (54) angeordnet, der von dem Behälter (24) über ein Ansaugventil (56) zu dem Saugheber-Fallrohr (42) für den Prozeßbetrieb oder den Abzug und zu statischen Reinigungsfächerstrahlen (58) für das Drahtgeflecht führt.
  • Eine weitere Pumpe (60) und ein entsprechender Kanal (62) können vorgesehen sein, um sauberes Wasser an eine oszillierende Hochdrucknadeldüse (64') heranzuführen, um die Reinigung des Filtergeflechtes (20) zu unterstützen.
  • Die Öffnung (40) des Saugheberrohrs (38) ist mit einer Platte (40A) mit Haltestäben (40B) versehen, die sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Filtergeflechts (20) erstrecken. Die Haltestäbe bilden Schlitze (40c), die unter einem Winkel von etwa 45º geneigt sind, um sauberes Wasser von der Oberfläche des Filtergeflechts (20) abzuschaben und es nach oben zu führen.
  • Die Antriebseinrichtung (18) weist ein Paar gummibeschichteter Rollen (64) (66) auf. Die Rolle (64) befindet sich in einer festen Stellung, ist längsgekrümmt und mit einem Regelantriebsmotor (nicht dargestellt) versehen. Die Rolle (66) ist gegenüber dem tragenden Rahmen (14) beweglich, um eine im wesentlichen konstante Spannung über die gesamte Lebensdauer des Drahtgeflechts (20) aufrechtzuerhalten.
  • Wie aus den Figuren hervorgeht, wird das Drahtgeflecht in dem Behälter (14) durch die Öffnung (40) des Saughebers in seiner Position gehalten, so daß sich das Filtergeflecht beim Betrieb der Vorrichtung während des Hindurchlaufens durch das zu reinigende Wasser im eingetauchten Zustand befindet.
  • In dem Behälter (14) entsteht durch die Kanten des Filtergeflechts (20), die mittels (nicht dargestellter) sehr dichter, an den Seiten des Behälters (14) befestigter Reibungsfelder über der Oberfläche des schmutzigen Wassers gehalten werden, eine Ausmuldung.
  • Im Betrieb zieht die Pumpe (26) schmutziges Wasser aus dem Vorratsbehälter (22) ab, und dieses schmutzige Wasser wird in den Filtrierbehälter (14) hineingepumpt. Der Überlauf (34) wird zunächst angehoben, und das Filtergeflecht (20), das mit Hilfe der Antriebsrolle (64) durch den Behälter (14) bewegt wird, taucht in das Wasser in dem Behälter (14) ein. Der Saugheber (16) wird durch Absenken des Uberlaufs (34) aktiviert, so daß Wasser in den Behälter (22) so rückgeführt werden kann, daß der Wasserspiegel in dem Behälter (14) unterhalb des Filtergeflechts (20) liegt. Es wird die Pumpe (52) betätigt, und das Saugventil (56) wird pneumatisch entgegen einer gespannten Feder geöffnet, um das Saugheberrohr (38) zu füllen, während das Ventil (46) durch pneumatische Betätigung des Stößels (48) geschlossen wird. Alle in dem Saugheber enthaltene Luft wird über das Fallrohr (52) entfernt, das, nachdem es von Wasser umgeben ist, den Wiedereintritt von Luft in den Saugheber verhindert. Die Oberflächenspannung an der Öffnung (40) des Saugheberrohrs (38) trägt das Wasser in dem Saugheberrohr solange, bis der Saugheber gefüllt ist und das Auslaßventil geöffnet wird. Ist das Saugheberrohr (38) gefüllt, so gibt der hohe Flüssigkeitsspiegel in dem Saubheber ein Signal ab, durch das der Überlauf (34) angehoben wird und der Wasserspiegel in dem Behälter (14) ansteigt, so daß das Filtergeflecht (20) in das Wasser eintaucht. Beispielsweise kann der Wasserspiegel des Behälters (14) 50 - 75 mm über der Höhe des Filtergeflechts liegen.
  • Ist der Betriebsspiegel (67) in dem Behälter (14) erreicht, so öffnet sich das Auslaßventil (46) in dem Saugheber-Fallrohr (42) dadurch, daß die Luft des Stößels (48) abgeschaltet, das Ansaugventil (56) geschlossen wird und das Saugheber-Fallrohr (42) anfängt, gefiltertes Wasser durch das Filtergeflecht zu ziehen und es in dem Behälter (24) zu deponieren.
  • Das sich bewegende Filtergeflecht (20) und das Saugrohr (16) filtern weiter sauberes Wasser aus dem verschmutzten Wasser in dem Behälter (14) ab, vorausgesetzt, es liegt ein kontinuierlicher Vorrat an verschmutztem Wasser vor und das Flußpotential durch das Filtergeflecht ist größer als das des Auslaßventils (46).
  • Beginnt das Filtergeflecht durch Verunreinigungen zu verstopfen, so sinkt der Saugheberspiegel auf den Pegel (42B) ab und gibt ein Signal für eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Filtergeflecht-Antriebsmotors ab, um ein saubereres Geflechtstück in dem Extraktionsbereich vorzusehen.
  • Ist der Saugheber defekt, so fällt der Saugheberspiegel erneut auf den Pegel (428) ab, das Ventil (46) schließt sich aufgrund des pneumatischen Stößels (48) automatisch, und der Ansaugzyklus beginnt erneut.
  • Während des gesamten Betriebs der Filtervorrichtung (10) werden die Verunreinigungen, die aus der verschmutzten Flüssigkeit herausgefiltert worden sind, aus dem Filtergeflecht mit Hilfe von Wasser ausgewaschen, das durch die Fächerstrahlen (58) sowie die oszillierende Nadeldüse (64'), sofern vorhanden, eingepumpt worden ist.
  • Eine Alternative zu der vorstehenden Sauganordnung ist eine vakuuminduzierte Saugeinrichtung. In diesem Fall weist das Saugheber-Fallrohr kein Ventil auf. Stattdessen taucht das Fallrohr mit seinem unteren Ende in die Flüssigkeit ein, und die Regelung des Extraktionsvolumens erfolgt entsprechend den Pegelunterschieden zwischen dem Behälter (14) und dem Behälter (24).
  • Für den Saug- bzw. Aktivierungsvorgang wäre eine Vakuumpumpe oder ein Gebläse erforderlich, die im Betrieb des Filters über ein Ventil abgetrennt sind.
  • In den Figuren 5 und 6 ist eine Filtrationsvorrichtung für Flüssigkeiten ähnlich der vorstehend beschriebenen gezeigt, nur daß zwei Merkmale hinzukommen. Anstelle des nur einen Bandes (20) ist ein zweites Band (20a) vorgesehen, und beide Bänder laufen auf der gemeinsamen Antriebsrolle (64) um. Das zusätzliche Band (28) ist mit einer getrennten Spannrolle (66a) versehen, die einen kleineren Durchmesser aufweist.
  • Diese Anordnung bringt einen weiteren Sicherheitsgrad für den Fall mit sich, daß eines der Bänder beschädigt wird oder ein eine außergewöhnliche Form aufweisendes Teilchen durch eine Masche eines der Bänder unter einem Annäherungswinkel schlüpft, der die größte Querschnittsöffnung freilegt.
  • Die in den Figuren 5 und 6 gezeigte Vorrichtung ist darüber hinaus mit einer Trennschleuder (68) zur Aufnahme von Wasser aus dem Behälter (24) über die Pumpe (52) und den Kanal (54) versehen. Die Trennschleuder (68) ist so ausgelegt, daß sie kleine Partikel und Stoffe entfernt, die ein größeres spezifisches Gewicht als Wasser haben. Die Trennschleuder kann für einen Teildurchsatz oder einen vollen Durchsatz von angenommenen Stoffen vorgesehen sein. Eine Trennschleuder empfiehlt sich für kritischere Anwendungsfälle, in denen kleine Abriebteilchen bei der Verwendung des gereinigten Wassers Schaden verursachen würden. Die von der Trennschleuder abgeschiedenen unannehmbaren Stoffe werden in die Schmutzwasserwanne (14) rückgeführt.

Claims (14)

1. Flüssigkeitsfiltriervorrichtung (10) mit einem endlosen, kontinuierlich beweglichen Filtermedium (20, 20A), einem Behälter (14) mit einer verunreinigten Flüssigkeit, einer Einrichtung zum Absenken eines Abschnitts des Filtermediums dergestalt, daß ein Bereich desselben in die verunreinigte Flüssigkeit eintaucht, einer Antriebseinrichtung (18) zum Bewegen des Filtermediums (20, 20A) auch durch die verunreinigte Flüssigkeit in dem genannten Eintauchbereich, einer Einrichtung zum Entfernen gereinigter Flüssigkeit aus dem genannten Eintauchbereich des Filtermediums sowie einer Einrichtung (58, 64) zum Herauswaschen von Verunreinigungen aus dem Filtermedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Entfernen von gereinigter Flüssigkeit einen Saugheber (16) mit einem Rohrstück (38) und einer Öffnung (40) in diesem aufweist, der mit dem Filtermedium (20, 20A) in Berührung steht und als die Einrichtung zum Absenken des genannten Abschnitts desselben dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Filtermedium (20, 20A) ein Band aus einem feinen Drahtgeflecht aus synthetischem Material aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Behälter (14) mit der verunreinigten Flüssigkeit einen Einlaß (32), durch den die verunreinigte Flüssigkeit eingelassen wird, und einen Auslaß (36), durch den verunreinigtes Flüssigkeitskonzentrat ausgelassen wird, aufweist, wobei der Spiegel (67) der verunreinigten Flüssigkeit mit Hilfe einer Flüssigkeitsspiegel-Erfassungseinrichtung und eines stromaufwärts von dem Auslaß (36) angeordneten beweglichen Überlaufs (34) gesteuert wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche. bei welcher die Antriebseinrichtung (18) zwei oder mehrere Rollen (64, 66) aufweist, über die das Filtermedium (20, 20A) läuft, wobei eine der Rollen von einem Regelantriebsmotor angetrieben wird und die andere Rolle (66) zur Aufrechterhaltung der Spannung in dem Filtermedium in ihre Position justierbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Rollen (64, 66) mit Gummi beschichtet sind, und die Antriebsrolle (64) längsgekrümmt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Rollen über und in einem Abstand von dem Spiegel der verunreinigten Flüssigkeit gehalten sind und die Öffnung (40) des Saugheber-Rohrstücks (38) schmaler ist als das Filtermedium, so daß die Kanten des Filtermediums nach oben gebogen werden und über dem Spiegel der verunreinigten Flüssigkeit liegen, wobei die Kanten des Filtermediums in dieser Konfiguration durch Kontaktstreifen an den Seiten des Behälters (14) gehalten werden.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Öffnung (40) des Saugheber-Rohrstucks (38) im allgemeinen rechtwinklig ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Öffnung (40) des Saugheber-Rohrstücks (38) mit Haltestäben (40B) versehen ist, die mit dem Filtermedium (20, 20A) in Berührung stehen.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Saugheber (16) ein Fallrohr (42) aufweist, das in einem Ventil (46) endet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher das Ventil (46) durch einen Stößel (48) und/oder einen Schwimmer betätigbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Saugheber (16) ein Sicherheitsventil (56) aufweist, um sauberes Wasser in den Saugheber einzulassen.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Reinigungseinrichtung eine statische Anordnung von Wasserstrahldüsen (58) aufweist, die sich über die Breite des Filtermediums erstreckt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Reinigungseinrichtung eine mit hohem Druck arbeitende oszillierende Wasserstrahldüse (64') aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher der Saugheber (16) ein Fallrohr (50), dessen unteres Ende in einen Behälter (24) mit der gereinigten Flüssigkeit eintaucht, sowie eine Saugeinrichtung (52) aufweist, die mit dem Saugheber über ein Ventil (56) verbunden ist.
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