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Filteranlage mit Rücklaufvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf
einen Filter, insbesondere einen solchen mit einer Rücklaufvorrich tung zum Waschen
des eigentlichen Filterelements.
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Es sind bereits Filteranlagen dieser Art mit umlaufenden Filtertrommeln
gebaut worden, wobei eine Trommeifläche von der Flüssigkeit beaufschlagt wird, in
der sich die abzufilternden Fremdstoffe befinden, während sich auf der anderen Filterfläche
die dann abzuziehende reine Flüssigkeit ansammelt. Es sind dabei auch bereits Mittel
vorgesehen worden, um einen Flüssigkeitsrücklauf durch einen Teil des Trommelfilters
beim Umlauf der Trommel zu bewirken. Die Wirksamkeit ihrer Arbeit hängt davon ab,
daß das Rücklaufrohr dicht auf der Trommelfläche aufsitzt. Ferner müssen die Trommeiwände
dicht an die Lager anschließen, um das unbeabsichtigte Durchdringen der Flüssigkeit
von der schmutzigen zur reinen Seite des Filters zu verhindern.
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Bei einigen Ausführungsformen solcher Filter wird eine an beiden
Enden offene konische Trommel verwendet. Diese Trommel enthält das Filtermittel
und dreht sich um eine Welle, die oben und unten durch Speichenkränze mit der Trommel
verbunden ist. Das Trommelgehäuse und die Trommel bestehen dabei üblicherweise aus
Gußeisen. Die Trommel ist oben und unten mit ganz geringem Spiel in das Gehäuse
eingepaßt, so daß das in die Anlage strömende Wasser das Filtermittel passieren
muß und nicht um die Trommel herumfließen kann.
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Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß der Säuregehalt des Wassers
zu Korrosion und Erosion der verwendeten Wlerkstoffe führt und daß sich auch das
enge Laufspiel zwischen Trommel und
Gehäuse nur schwer beibehalten
läßt. Um den Laufsitz zu erhaben, werden häufig konische Laufbüchsen aus anderen
Metallen, wie z. B. Bronze, verwendet, wodurch der Verschleiß bis zu einem gewissen
Grade verringert wird. Im praktischen Gebrauch hat sich - jedoch die Auswechselung
der Laufbüchsen wegen deren Konstruktion und Zahl als schwierig erwi,esen.
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Blei einigen derartigen Konstruktionen übt das in das Gehäuse eintretende
Wasser einen aufwärts gerichteten Druck auf die Umlauftrommel aus. bevor les das
Filtermittel in der Trommel passiert.
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Das ist dadurch zu lerklären, daß die Trommel sich nach unten verjüngt,
daß also ihre Bodenfläche kleiner ist als ihre Deckfläche. Der Aufwärtsdruck auf
die Trommel ist eine Funktion des Druckes, mit dem das einströmende Wasser auf die
Trommelaußenfläche aufschlägt, und der Differenz zwischen der Boden- und der Deckfläche.
Er überträgt sich in Form eines Aufwärts druckes auch auf die Wlellenlager, so daß
mechanische Vorgehrungen zum Festhalten der Trommel getroffen werden müssen. Außerdem
verursacht dieser Druck eine Bewegung und damit Verschleiß an dem Berührungspunkt
zwischen der Welle und der Trommel. Ein gleicher Druck macht sich auch beim Filterdeckel
bemerkbar, wenn nicht dafür gesorgt ist, daß die Trommel vom Deckel entfernt gehalten
wird.
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Um den geschilderten Aufwärts.druck zu vermeiden, ist Zerfindung.sgemäß
- die Trommeldeck fläche, d. h. die die Trommel nach oben abschließende Endfläche,
geschlossen. Dadurch wird der Druck des einströmenden Wassers nur auf die Außenfläche
und die Deckfläche des Kegels ausgeübt. Da die Deckfläche des Kegels etwa 30 Wo
größer ist als die nach unten projizierte Fläche des Kegelumfangs, wirkt der auf
die Trommel ausgeübte Druck eher nach unten als nach oben mit dem Ergebnis, daß
sich zwischen dem Kegel und dem Wtellenlager am Kegelboden besser Verbindung halten
läßt.
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Bei früheren Konstruktionen berührt der Kegel das Gehäuse an zwei
Stellzen, nämlich an der Deckfläche und am Boden. An beiden Stellen muß ein enger
Laufisitz bewahrt werden, der sich unter den üblichen Arbeitsbedingungen nicht aufrechterhalten
läßt, da, wie bereits gesagt, Verschleiß, Korrosion und Erosion auftreten. Durch
Schließen der Kegeldeckfläche wird eine dieser Laufsitzstellen .ausgeschaltet. Vielmehr
läßt sich an dieser'Stelle eine Labyrinthdichtung vorsehen, um den Durchgang von
Kies, Steinen oder sonstigen Fremdstoffen im einströmenden Wasser zum Oberteil des
Filters zu verhindern.
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Bei der Arbeit des Umlauffilters gemäß der Erfindung wird ein Teil
des reinen Wassers, und zwar weniger als 5 Wo, umgelenkt und strömt durch eine Rücklauföffnung
von der Innenseite zur Auß!ensleite der Trommel. Durch diese Umlenkung reinen Wassers
wird das Filtermittel fortlaufend gereinigt. Die Rücklauföffnung ist dem gleichen
Verschleiß ausgesetzt wie- die Laufbüchsen oben und unten an der Trommel. Erfindungsgemäß
wird daher als Rücklaufverbindung Sein Bronzekasten verwendet, der teils auf dem
Bronzering am Kegelboden, teils auf dem Filterkörper aufsitzt. Der Kasten ist an
fünf Seiten geschlossen und so angeordnet, daß ler :sich auf eine dichte Berührung
mit dem umlaufenden Kegel einstellen läßt.
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Blei dem Filter gemäß der Erfindung ist demgemäß das Verhältnis zwischen
den Durchflußflächen leicht,einstellbar. Die Einzelteile sind leicht auszuwechseln.
Die Lager liegen außerhalb der Anlage und kommen mit der zu reinigenden Flüssigkeit
nicht in Berührung. Dabei ist der Aufbau des Filters leinfach.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. I einen senkrechten Längsschnitt durch den Filter,
Fig.2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 von Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf die
Filteranlage mit zur besseren Übersicht entferntem oberem Lager, Fig. 4 einen Teilquerschnitt
in vergrößertem Maßstab nach Linie 4-4 von Fig. 5, in dem die obere nachstellbare
Verbindung zum Rücklaufkasten zu sehen ist, Fig. 5 leinen Teillängsschnitt nach
Line 5-5 von Fig. 4, Fig. 6 einen Teilquerschnitt durch den unteren Teil des Rücklaufkastens,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Konstruktion nach Fig. 6 und Fig .8 einen Teilquerschnitt
durch die Filter trommel.
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Der Filter umfaßt das Gehäuse 11 mit dem abnehmbaren Deckel I2, der
durch Bolzen 13 auf dem Gehäuse gehalten wird. Der Deckel I2 ist mit einer Mittelöffnung
für die Filtertrommelwelle 14 versehen. Zur Dichtung dient dabei eine Packung 15
mit der Stopfbüchse I6. Das obere Lager 17 für die Welle 14 wird von einem Teil
18 getragen und durch den Dleckel I9 verschlossen. Das Lager 17 ist auf dem Gewindeteil
20 der Welle 14 verstellbar und stützt sich gegen Kugellager 21 in dem T'eil I8.ab.
D-er Deckel 12 trägt das Antriebsgehäuse 22 mit dem Antriebsmotor 23 (s. Fig. 3),
der über ein Getriebe 24 die seenkrechte Welle 25 treibt. Das untere Ende der Welle
25 sitzt in einem Lager 26 im Gehäuse 11. Die Welle 25 trägt das Getriebe 27 sowie
die Filtertrommel 28 im Gehäuse 1 1. Die obere Endfläche oder Deckfläche 29 der
Trommel ist geschlossen. Ihr Rand 30 erstreckt sich über die Fläche 29 hinaus um
die Trommelperipher e herum und trägt das Antriebszahnrad 3 I, das mit dem Getriebe
27 kämmt.
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An dem Gehäuse 1 1 erstreckt sich ein Ring 32 nahe der Dleckfläche
der Trommel 28 nach innen, um als Labyrinthdichtung gröbere Fremdstoffteilc am Durchtr'eten
zur Deckfläche der Trommel und zu den Getriebezahnrãdern zu hindern. Die Außenwand
der Trommel ist stumpfkegelförmig. Der Unterteil der Trommel wird von der Welle
14 mittels des Speichenkranzes 33 getragen und stützt
sich auf dem
Bronzering 34 ab, der eine zylinfrische Außenfläche besitzt und mit seiner ebenen
Bodenfläche in der Trennwand 35 des Gehäuses sitzt. Die Innenfläche des Bronzelagerringes
34 ist entsprechend der Außenfläche der Trommel 28 stumpfkegelförmig. Die Trennw.and
35 trennt die Einströmhammer 41 und Einströmöffnung 42 vom Innern der Trommel 28,
von der Auslaßkammer 43 und der Auslaßöffnung 44.
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Die Welle 14 geht abwärts durch die Grundfläche 45 des Gehäuses und
ist von der Packung 46 umgeben, die durch die nachstellbare Stopfbüchsenbrille 47
festgezogen ist. Ihr unteres Lager 48 wird durch einen Stecken 49 an der Grundplatte
45 getragen; es umfaßt den Kugellagerlaufring 50 und das Gehäuse 51. Nach der zeichnerischen
Darstellung wird das Gehäuse 1 1 von den Beinen 52 getragen. Innerhalb des Gehäuses
trägt die Welle 14 den Schutzflansch 55, der durch die Nachstellschraube 56 an der
Welle befestigt ist. Der Flansch verhindert den Durchtritt von Flüssigkeit und verbleibendem
Feststoff in das untere Wellenlager im Gehäuseboden.
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Die Rücklaufvorrichtung ist in den Fig. 2, 4 bis 7 dargestellt. Das
Gehäuse 1 1 besitzt eine Ausnehmung 6o in dem Ansatz 61, in die der Rücklaufkasten
62 mit Gleitsitz eingesetzt ist. D'er Ansatz 61 erstreckt sich um den Kasten 62
herum.
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Ein durch die ganze Länge des Kastens 62 hindurchlaufender Innengang
63 endet in einem Schlitz oder einer Öffnung 64, deren Breite gleich der der Öffnungen
65 in der Trommel 28 ist. Wie aus Fig.6 ersichtlich, wird der Ansatz 61 durch zwei
senkrechte Seitenwände oder Vorsprünge 66, 67 abgeschlossen. Der Oberteil des Kastens
62 ist mit einer Nachstellstange 68 versehen (s. Fig. 4, 5), die durch den Ansatz
6I des Gehäuses I 1, die P;ackung 69 und Brille 70 nach außen führt. Das Außenende
der Nachstelistange ist an einem Querglied 71 befertigt, und zwar mittels der Mutter
72. In dem Querglied 7 I sind Öffnungen zur Aufnahme der Nachstellschrauben 73,
74 vorgesehen. Auf entgegengesetzten Seiten des Gliedes 71 sind auf die Schraube
73 Muttern 75,76, auf die Schraube 74 Muttern 77, 78 aufglezogen.
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Am Unterende des Kastens 62 befindet sich das Rücklaufauslaßrohr
8o (s. Fig. 6, 7), das durch die Stopfbüchsenpackung 81 mit der Brille 82 hindurchführt.
An dem Rohr 80 ist ein Querteil 83 mit Öffnungen für die Nachstelischrauben 8ß,
85 angeschweißt. Auf entgegengesetzten Seiten des Gliedes 83 sind auf die Schraube
84 Muttern 86,87, auf die Schraube S5 Muttern 88, 89 aufgezogen. Die Åusnellmung
6o zur Aufnahme des Rücklaufkastens 6^ hat eine Drainageöffnung go an ihrem oberen
Ende (s. F'ig. 5) und eine ähnliche öffnung 91 an ihrem unteren Ende (s. Fig. 7).
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Die Trommel 28 weist eine Vielzahl von öi-fnungen IOO auf (s. insbesondere
Fig. 8), die kreisförmig und mit Innengewinde 101 versehen sind.
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In die Öffnungen werden Klemmringe 102 ein gesetzt, die die Filterteile
Io3 gegen die Innenschultern 104 pressen. Die Filterteile sind als abgerundete Kegel
dargestellt, deren Bodenfläche aus der Trommel herausragt.
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Bei dem praktischen Gebrauch der Vorrichtung dreht sich die Trommel
28 langsam unter der vom Motor 23 über das Getriebe 24 zur Welle 25 und über das
Getriebe 27 und den Getriebering 31 zur Trommel übertragenen Antriebskraft. Während
dieses Umlaufs wird die Trommel voll von dem oberen und dem unteren Lager getragen.
Die Lager befinden sich im Abstand vom Gehäuse und kommen mit der zu reinigenden
Flüssigkeit nicht in Berührung. Das mit den abzufilternden Fe;ststoffen beladene
Wasser oder sonstige flüssige Mittel strömt durch die Öffnung 42 in das Gehäuse
und in die Kammer 41 um die Trommel 28. Die Flüssigkeit füllt ferner die Kammer
über der Deckfläche 29 der Trommel, indem sie zwischen dem Labyrjnthring 32 und
der Trommel hin durch dringt.
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Wegen des geringen Spiels an dieser Stelle können grobe Fremdstoffteile
nicht in die Getriebezahnräder gelangen. Die Deckfläche 29 steht unter einem Flüsisigkeitsdruck,
der die aufwärts gerichtete Komponente des Drucks gegen die stumpfkegelige Fläche
der Trommel übersteigt, so daß die resultierende Kraft die Trommel nach abwärts
gegen das Bronzelager 34 am unteren Trommelende drückt. Dadurch wird die Gefahr
eines Durchsicherns durch dieses Lager verringert und der Lauf der Trommel gleichförmig
gestaltet.
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Dler Rücklaufkasten 62 wird nach dem Einbau des Lagers 34 eingesetzt,
und zwar werden beide Teile durch die Gehäusedecke eingeführt, bevor die Trommel
28 an ihre Stelle gebracht wird.
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Nach dem Einbau des Kastens werden die Nachstellstange 68 und das
Auslaßrohr 80 eingeschraubt.
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Das Spiel zwischen dem Kasten und der Trommel wird dann durch Drehen
der Muttern an den Schrauben 73, 74 und 84, 85 genau eingestellt.
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Die beiden parallelen Vorsprünge 66, 67 erstrecken sich nach innen
und geben dem Kasten 62 während der Filterarbeit seitlichen Halt.
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Diese Konstruktion vermeidet die Notwendigkeit einer großen Öffnung
im Filtergehäuse zur Anbringung des Rücklaufkastens. Die Stopfbuchsen um die Stange
68 und das Rohr 8o können leicht auf völlige Flüssigkeitsdichtheit eingestellt werden.
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Die dargestellte Konstruktion vermeidet ferner einen mit Laufsitz
auf den Filterkegel aufgesetzten Teil. Die Laufbüchse 34 am Boden des Filterkegels
ist so angeordnet, daß sie bei Verschleiß leicht ausgewechselt werden kann. Auch
der Rücklaufkasten ist leicht nachstel- und auswechselbar. Ferner ist die Konstruktion
so ausgelegt, daß der Wasser druck dazu mithilft, den Laufsitz gegen den unteren
Lagerkegel aufrechtzuerhalten und infolge seiner abwärts gerichteten Komponente
den Lauf der Filtertrommel gleichmäßig zu gestalten. Die Lager lilegen außerhalb
des Gehäuses, so daß keine Gefahr des Eindringen.s von Fremdstoffen besteht.