NL9201731A - Filterinrichting. - Google Patents

Description

Filterinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het scheiden van een of meer componenten uit een fluïdum, zoals gas, water, olie, enzovoort, welke inrichting is voorzien van een om een as roterend aangedreven gesloten trommelvormige drager met middelen voor het toe- respectievelijk afvoeren van het fluïdum.

Het is bekend om voor het scheiden van componenten uit een fluïdum, het fluïdum in rotatie te brengen, waardoor de componenten ten gevolge van de middelpuntvliedende kracht zich laagsgewijs om de rotatieas van het fluïdum gaan scheiden, waarna afvoer daarvan mogelijk wordt en waardoor het fluïdum bijvoorbeeld is te reinigen. Hierbij kan men denken aan het reinigen van afgassen, afvalwater, vervuilde oliën, en dergelijke. Het bezwaar van een dergelijk systeem is dat het nauwelijks geschikt is voor het verwijderen van vaste stoffen uit een fluïdum en dat scheiding bij kleine verschillen in soortelijk gewicht lang kan duren.

Het is ook bekend om filtratie te laten geschieden via een draaiende trommel, de zgn. filtercentrifuge. Hierbij is de buitenwand van de trommel geheel of gedeeltelijk vervangen door een filtermateriaal. Door de centripetale kracht wordt het te filteren mengsel door het filtermateriaal geperst. Het uit te filteren materiaal wordt opgeslagen op het filtermateriaal en vormt daar een filterkoek. Het bezwaar van een dergelijk systeem is dat na kortere of langere tijd de filterkoek het filtermateriaal verstopt, zodat verdere doorstroming onmogelijk wordt. Bekend zijn uitvoeringen waarbij met een mechanische schraapinrichting de filterkoek verwijderd wordt.

De uitvinding beoogt bovengenoemde bezwaren te ondervangen en een inrichting te verschaffen, waarbij de functie van het centrifugaal scheiden van twee of meerdere fracties, en het uitfilteren van vaste delen uit een medium gecombineerd worden in een machine. De inrichting volgens de uitvinding onderscheidt zich, doordat een of meer filter-elementen in de drager zijn aangebracht, waarbij elk filter-element een zich tussen de draaiingsas en trommelwand uitstrekkend fluïdumkanaal heeft.

Wanneer hèt te scheiden mengsel in de draaiende trommel wordt gebracht, zal het door de centripetale kracht naar de buitenwand worden bewogen. Alvorens via de filters de trommel weer te verlaten, zal een deel van de zwaardere fractie neerslaan op de trommelwand, en daar een koek vormen. Het mengsel, met daarin een veel kleiner aandeel zwaardere fractie, zal onder invloed van de door de centripetale kracht ontstane druk via de filterelementen de trommel verlaten.

Opgemerkt wordt, dat bij bekende filtersystemen voor het filtreren van vervuild fluïdum, de filters tamelijk snel verstopt raken en dienen te worden vervangen. In de voorgestelde uitvoering liggen de meest vervuilde delen van het fluïdum zover mogelijk van het rotatiecentrum, waardoor het filter het eerst in het zover mogelijk van de rotatieas gelegen gedeelte volslibt, maar'waardoor de filterwerking meer naar het centrum van rotatie zal gaan plaatsvinden. De filterelementen behoeven derhalve minder snel te worden gewisseld.

In een eerste uitvoeringsvorm stelt de uitvinding voor om het fluïdumkanaal in het filter uit te laten monden in de trommelwand. Ten gevolge van de roterende werking vindt automatisch transport van het gereinigd fluïdum door het filter plaats.

In een tweede uitvoeringsvorm stelt de uitvinding voor om het filterkanaal uit te laten monden in een centraal afvoerkanaal, dat in de draaiingsas is aangebracht. Hierbij wordt het voordeel bereikt, dat hoewel een druktransport noodzakelijk zal zijn om het fluïdum door het kanaal te voeren, de filterelementen zelf minder belast zullen worden door drukverschillen. In de voorkeursuitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een cilindrisch filterelement, waarvan het centraal gelegen fluïdumkanaal zich radiaal ten opzichte van de rotatieas uitstrekt. Een dergelijke opstelling levert het voordeel om bekende filterelementen en filtertechniek te kunnen gebruiken in een nieuwe toepassing, zonder de nadelen van normaal filtreren.

Ten slotte stelt de uitvinding voor om de rotatieas verticaal te plaatsen, teneinde onbalans van de trommel plus inhoud minimaal te houden en waarbij het filtraat zich kan verzamelen op de bodem van de roterende trommel en waardoor een reiniging van de trommel aanzienlijk wordt vereenvoudigd.

Bovengenoemde en andere kenmerken van de uitvinding zullen nader worden toegelicht in de hieronderstaande figuurbeschrijving van een aantal uitvoeringsvoorbeelden. In de tekening toont: fig. 1 een perspectivisch aanzicht, gedeeltelijk met weggebroken delen, van een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, fig. 2a en b een boven- respectievelijk zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm met, ten opzichte van de uitvoeringsvorm van fig. 1, verticale rotatieas, fig. 3a en b een bovenaanzicht respectievelijk staande doorsnede van een derde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, met de centrale afvoer van de filterelementen, fig. 4 een staande doorsnede van een vierde uitvoeringsvorm, waarbij op meerdere niveaus boven elkaar filterelementen zijn aangebracht.

In de figuren is met het cijfer 1 de trommelvormige drager aangegeven, welke kan roteren om de horizontale as A-A in fig. 1 respectievelijk B-B in de overige figuren.

In de roterende trommel zijn filterelementen 2 aangebracht, waarvan de nadere details hieronder worden toegelicht per figuur.

In fig. 1 is de roterende trommel 1 bevestigd op dë uitgaande as 3 van een elektromotor 4, welke op een onder-steuningsgestel 5 is gelagerd. De trommel is gevat in een stilstaand vat 6, dat eveneens afsteuning vindt op het gestel 5.

Elk filterelement 2 is in de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm van cilindrische gestalte, waarbij de cilindermantel is uitgevoerd in elk passend filtermateriaal, bijvoorbeeld metaalgaas of papier, enzovoort. Elk filterelement 2 kent een fluïdumkanaal 1, dat uitmondt bij 8 in de buitenmantel van de trommel 1.

De toevoer van het te reinigen fluïdum vindt plaats in de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm via een centrale pijp 9, die uitmondt in het centrum van de roterende trommel 1, waartoe de trommel 1 aan de van de motor 4 af gelegen kopwand is uitgevoerd met een doorgaand gat 11.

De afvoer van het fluïdum vindt plaats middels een buis 12, welke is aangesloten op het bodemgedeelte van de mantel van het vat 6.

De inrichting uit fig. 1 werkt als volgt. Door het doen roteren van de trommel 1 door middel van de motor 4, zal na het toevoeren van het vervuilde fluïdum via buis 9 het fluïdum met daarin verontreinigende componenten worden meegeslingerd in de trommel 1. Ten gevolge van de centripetale werking zal er een scheiding plaatsvinden van zwaardere en lichtere delen in het fluïdum, waarbij het fluïdum ten gevolge van de druk op de buitenwand van elk filterelement 2 wordt gedwongen door de filtermantel heen naar het fluïdumkanaal 7 daarin te stromen, waarna het fluïdum door dat kanaal in de richting van de uitmonding 8 ten gevolge van de centripetale kracht wordt afgevoerd tot in het vat 6. Het gereinigde fluïdum wordt vervolgens afgevoerd via buis 12.

In de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm zullen de vervuilende componenten achterblijven in de trommel 1 en neerslaan tegen de binnenwand van de buitenmantel daarvan.

Na enige tijd zal deze moeten worden gereinigd. Het filtermateriaal van de filterelementen 2 zal vanaf de trommel-mantel 1 naar binnen toe geleidelijk aan vollopen, maar de filterende werking van de elementen blijft zolang de neerslag niet de volle lengte van de filterelementen 2 heeft bereikt.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvorm, waarbij de trommel 1 rond een verticale as B-B kan roteren, waarvoor de trommel 1 om een verticale spil 20 is bevestigd. De spil 20 is uitgevoerd met een axiaal kanaal, dat enerzijds in verbinding staat met de toevoerbuis 21 van het te reinigen fluïdum via een ih de lagering van de spil opgenomen vloei-stofkamer 23. Anderzijds staat het axiale kanaal 21 met de binnenruimte van de trommel 1 in verbinding via een radiaal kanaal 24.

Opnieuw strekken zich tussen de rotatieas B-B en de mantel van de trommel 1 een aantal filterelementen 2 uit, in fig. 2 een viertal, die stervormig staan opgesteld.

De trommel 1 is opnieuw gevat in een staand vat 6, in de bodemwand waarvan een afvoerkanaal 25 aansluit. Een motor 4 zorgt via een riemoverbrenging 26 voor het in rotatie brengen van de spil 20 en de trommel 1.

De werking van de uitvoeringsvorm in fig. 2 is als volgt. Door het toevoeren van verontreinigd fluïdum via de toevoerbuis 22 door middel van bijvoorbeeld een pomp 27 kan dit verontreinigde fluïdum via het axiale kanaal 21 en het radiale kanaal 24 in de trommel 1 terechtkomen. Bij het doen roteren van de spil 20 en de trommel 1 zal het fluïdum zich naar buiten in de richting van de trommelwand van de trommel 1 verplaatsen, waar een scheiding gaat plaatsvinden tussen de zware en minder zware delen van het fluïdum. Het fluïdum kan via de filterelementen 2 naar het daarin aangebrachte fluïdumkanaal 7 stromen en wordt door de centrifugale kracht naar buiten geslingerd tot in het vat 6. Het gereinigde fluïdum kan afgevoerd worden via een buis 25. De verontreinigde componenten van het. fluïdum blijven achter in de trommel 1 en verzamelen zich tegen de binnenwand van de trommel en op de gewelfde bodem 28 van de trommel, die na enige tijd kan worden gereinigd. Het voordeel van de verticale rotatieas is dat de invloed van de opgeslagen stoffen in de trommel op de balans van trommel plus inhoud minimaal is, en dat de componenten zich kunnen verzamelen, ver van de filterelementen 2, waardoor de filterelementen minder snel dichtslibben.

De uitvoeringsvorm volgens fig. 3 is eveneens uitgevoerd met een om een verticale spil 20 draaiende trommel 1.

De toevoer van het verontreinigde fluïdum vindt eveneens weer plaats volgens de toevoerbuis 22, de fluïdum-kamer 23 in de lagering van de spil 20 en een radiale opening 24.

De filterelementen 2 zijn echter niet tussen de trommelwand van de trommel 1 en de roterende spil 20 aangebracht, maar zijn direct bevestigd op de roterende spil 20, waarbij het fluïdumkanaal 7 van het filterelement 2 in verbinding staat met een tweede axiaal gericht kanaal 30 in de spil 20. Hiervan zijn er een tweetal parallel naast elkaar in de spil aangebracht, die beide uitmonden in een fluïdumkamer 31 in de lagering van de spil 20. Deze kamer 30 staat in verbinding met de afvoerbuis 25.

Het voordeel van deze inrichting is dat statische druk op het fluïdum binnen en buiten het filterelement gelijk is, zodat het filterelement niet door grote drukverschillen, ten gevolge van de draaisnelheid, belast wordt.

Het gereinigde fluïdum zal wel onder invloed van een verhoogde druk in de trommel 1 naar het centrale kanaal 30 moeten worden gevoerd teneinde de gewenste doorstroming te verkrij gen.

De uitvoeringsvorm volgens fig. 4 toont een trommel 1, welke hoger is uitgevoerd dan die uit de voorgaande figuren. Op verschillende niveaus zijn een aantal filter-elementen 2 aangebracht, waarbij het denkbaar is om de filterelementen 2 schijfvormig uit te voeren. Hierbij is de boven- en onderwand van elk filterelement 2 schijfvormig gemaakt, waarbij de ruimte tussen de schijven 40 via uit-laatopeningen 8 met het vat 6 in verbinding staan. De trommelvormige drager 1 is hierbij opgebouwd uit ringen 41, welke aansluiten op de schijfvormige filterplaten, zodat het i samengestelde geheel een gesloten trommel vormt.

De toevoer van het vervuilde fluïdum kan op de wijze zoals beschreven aan de hand van een uitvoeringsvorm in fig. 2 plaatsvinden, terwijl de afvoer uit het vat 5 via buisstomp 25 plaatsvindt.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierbovenbe-schreven uitvoeringsvormen.

Claims (6)

1. Inrichting voor het scheiden van een of meer componenten uit een fluïdum, zoals gas, water, olie, enzovoort, welke inrichting is voorzien van een om een as roterend aangedreven gesloten trommelvormige drager met middelen voor het toe- respectievelijk afvoeren van het fluïdum, met het kenmerk, dat een of meer filterelementen in de drager zijn aangebracht, waarbij elk filterelement een zich tussen de draaiingsas en trommelwand uitstrekkend fluïdumkanaal heeft.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het fluïdumkanaal uitmondt in een trommelwand van de drager.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het fluïdumkanaal uitmondt in de met een centraal afvoerkanaal uitgevoerde draaiingsas van de roterende drager.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het filterelement is uitgevoerd met een cilindrische filtermantel, waarbij het fluïdumkanaal zich radiaal ten opzichte van de rotatieas uitstrekt.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de rotatieas verticaal is gericht.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een of meer filterelementen in de drager zijn aangebracht, waarbij de hartlijn van het fluïdumkanaal van elk filterelement onder een van 90° afwijkende hoek op het trommeloppervlak staat.