Kontinuierlich arbeitende Filtriervorrichtung für Flüssigkeiten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Filtriervorrichtung für Flüssigkeiten. Zweck der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die leicht zu warten ist und dauernd mit einem Minimum an Über- wachung in Betrieb sein kann.
Filtriervorrichtungen, die kontinuierlich arbeiten, sind von Bedeutung; zum Beispiel ist es in vielen industriellen Verfahren unerwünscht, Flüssigkeiten wegzugiessen, und zwar aus rein ökonomischen Überlegungen, zum Beispiel, wenn die Flüssigkeit ein verhältnismässig teures verschmutztes Kühlöl ist und oft auch aus anderen Überlegungen, zum Beispiel, um einen Kapitalaufwand für zusätzliche Wasserleitungen zu vermeiden oder aus der Notwendigkeit, Wasser zu sparen, sofern es die lokalen Verhältnisse erfordern oder zur Vermeidung von Verunreinigungen beim Entleeren von Abfällen.
Bei solchen kontinuierlichen Filteranlagen ist es wichtig, einen Filter zu besitzen, der kontinuierlich in Betrieb ist, onne grosse Zeitverluste beim Reinigen des Filters oder beim Einsetzen eines neuen Filters. Falls solche. Auswechselzeiten vermieden werden können, so kann es trotzdem notwendig sein, während dem Nachschub des Filters den Filtriervorgang zu unterbrechen oder eine zusätzliche Filtriereinheit anzuordnen oder eine Vorratseinheit vorzusehen, die ein Reservoir mit vorgefilterter Flüssigkeit enthält. Diese Verfahren zur Milderung der Auswirkungen der nicht kontinuierlichen Filtrierung erfordern eine vermehrte Kapitalinvestierung für einen grösseren Raum und für zusätzliche Vorrichtungen. Ausserdem bewirkt das häufige Ein- und Ausschalten der Saugpumpen einen grossen Verschleiss der Pumpe pen.
Somit ist es wichtig, eine störungsfreie kontinuierliche Filtriervorrichtung zu schaffen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung einer Filtriervorrichtung, bei der billige Filter verwendet werden können, und die Filtriervorrichtung soll, falls notwendig als Hochleistungsfiltriervorrichtung verwendet werden können. Weiterhin soll die Filtriervorrichtung imstande sein, verhältnismässig grosse Flüssigkeitsmengen zu filtrieren und einen verhältnismässig kleinen Raum einnehmen.
Die erfindungsgemässe, kontinuierlich arbeitende Filtriervorrichtung mit einem Tank zur Aufnahme einer zu filtrierenden Flüssigkeitsmenge, mit einem Ansaugebehälter, der eine offene Fläche im Innern des Tankes aufweist, einem Filterband, das über diese offene Fläche hinweg läuft, und einer Saugvorrichtung, die mit dem Ansaugbehälter in Verbindung steht zum Ansaugen der filtrierten Flüssigkeit aus dem Tank, zeichnet sich zur Erlangung dieser Ziele dadurch aus, dass sie einen endlosen Filterbandstützgurt in Gestalt von parallel angeordneten und sich über die Öffnung des Ansaugbehälters erstreckenden Stäben im Inner des genannten Ansaugbehälters aufweist, wobei dieser Stützgurt entlang der offenen Seite bündig mit dieser Seite des Ansaugbehälters bewegbar ist, um das Filterband über die offene Seite des Ansaugbehälters zu führen.
Um diesen Vorschub des Filterbandes in optimalen Zeitintervallen zu ermöglichen kann in dem Saugbehälter eine Druckmessvorrichtung vorgesehen sein. Wenn der Druckabfall durch den schmutzigen Filter soweit ansteigt, dass das Vakuum im Innern des Ansaugebehälters einen vorbestimmten maximalen Wert erreicht, kann eine Druckmessvorrichtung eine Alarmvorrichtung betätigen, um den Arbeiter darauf aufmerksam zu machen, dass ein Fiftervorschub von Hand notwendig ist, oder vorteilhafter kann die Druckmessvorrichtung einen Motor betätigen, wodurch der Filter um einen vorbe stimmte Betrag automatisch vorgeschoben wird, um den Ansaugbehälter mit einem saubern Filterabschnitt abzudecken.
Bei einer andern Ausführungsform kann der Filter solange vorgeschoben werden, bis der Druckabfall durch den Filter abnimmt, worauf die Druckmessvorrichtung den Motor stillsetzt.
In weiterer Ausgestaltung kann die Filtervorrichtung vorzugsweise zusätzliche Filterfördervorrichtungen aufmeisen, insbesondere eine speziell konstruierte und gesteuerte Druckwalze mit gewölbter Oberfläche, wobei diese Oberfläche einen Träger und eine Vorformfläche für den Filter bildet, sobald dieser den Ansaugbehälter erreicht. Die Druckwalze soll dazu dienen, den Filter an der vorgeschriebenen Steile festzuhalten, sobald der Filter den Ansaugbehälter erreicht, und trägt dazu bei, dass der Filter glatt über die ganze Breite der Filtrierfläche verteilt wird.
Diese Druckwalze kann vorzugsweise unter Federdruck stehen und einstellbar sein, um den Eine gewölbte Walzenoberfläche, mit welcher der Filter Die Walze kann auch dazu dienen, die gewünschte Spannung in dem Filterbandträger zu erzeugen, welcher den Filter unterstützt und der häufig zur Unterstützung des Filters verwendet wird. Diese Walze kann vorzugsweise aus elastischem Material bestehen und eine unebene Oberfläche besitzen, zum Beispiel eine gewellte oder geriffelte Oberfläche. Die Art dieser Unebenheiten der Fläche hängt von der Art der festen Teilchen in der zu filtrierenden Flüssigkeit ab. Die Riffelung ermöglicht, dass die festen Teilchen fortgeschwemmt werden können, die sonst auf der Oberfläche der Walze haften würden.
Eine gewölbte Fläche, über welche der Filter vorgeschoben wird, kann besonders vorteilhaft sein. Wenn der Filter mit dem Filterbandträger in Berührung gebracht wird, so ergibt sich das Problem, dass etwas Luft zwischen Filter und Filterbandträger eingeschlossen wird, wobei diese Luft bewirkt, dass der Filter sich kräuselt, wobei die Wirksamkeit des Filters beim Filtrieren leidet.
Eine gewölbte Walzenoberfläche, mit welcher der Filter allmählicher in Berührung gebracht werden kann, erlaubt es, dass die Luft besser entweichen kann, was sich für die ganze Vorrichtung vorteilhaft auswirkt.
Nach dem Vorschub über die gewölbte Fläche und unter der Druckwalze hindurch kann der Filter vorzugsweise eine andere leicht gewölbte Fläche passieren bevor er in Berührung mit der eingentlichen Filtrationsfläche gelangt. Diese gewölbte Fläche kann dazu beitragen, den Filter zu strecken und sämtliche Kräuselungen auszuglätten, die nach dem Durchgang unter der Druckwalze noch vorhanden sein könnten.
Die Druckwalze kann unter dem gewünschten Druck durch einen Druckkontrollstab gehalten werden, der zum Beispiel so gerichtet sein kann, dass er den Druck in verschiedenen Richtungen ausüben kann, indem lediglich seine Stellung leicht verändert wird.
Um den Filter weitgehend vor Verschmutzung seiner Unterseite zu schützen, durch Ablagerung von Teilchen, die sich in der zu filtrierenden Flüssigkeit befinden, können vorzugsweise Leitbleche im Tank angeordnet sein, welche die Turbulenz der schmutzigen Flüssigkeit bei ihrem Eintritt in den Tank vermindern. Bei geeigneter Anordnung, die von der Flüssigkeitsmenge und der Eintrittsstelle der schmutzigen Flüssigkeit abhängt, können diese Leitbleche vorzugsweise noch zu anderen Zwecken dienen, zum Beispiel zum Schutz der Druckwalze vor unerwünschter Verschmutzung durch die schmutzige Flüssigkeit.
Die Vorrichtung kann ferner Mittel zum Abdichten des Filterbandträgers, sowie gasförmige und flüssige Reinigungsmittel für diesen Filterbandträger aufweisen.
Im Folgenden ist an Hand der beigefügten Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben und werden verschiedene Ausführungsformen erwähnt, aber es versteht sich, dass andere Varianten innerhalb der Erfindung möglich sind. Diese Vorschläge dienen lediglich zur Illustrierung und zum besseren Verständnis für den Fachmann und ermöglichen es, die Erfindung in verschiedenen Formen entsprechend den jeweiligen Bedingungen des besonderen Falles auszuführen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Filtriervorrichtung mit einem Ansaugbehälter und einem darin befindlichen endlosen Filterbandstützgurt;
Fig. 2 einen Schnitt durch den endlosen Stützgurt im Ansaugbehälter, nach Linie 2-2 in Fig. 7;
Fig. 3 einen Schnitt durch den Saugbehälter nach Linie 3-3 in Fig. 2 und 7;
Fig. 4 eine fragmentarische Seitenansicht einer Druckwalze mit ihrer Druckeinstellvorrichtung; Fig. 5 einen fragnientarischen Grundriss derselben;
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Filtriervorrichtung mit der Anordnung der Leitbleche;
Fig. 7 einen Grundriss des Ansaugbehälters, wobei das innere Förderband entfernt ist, jedoch die Kettenräder sichtbar sind;
Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Ansaugbehälter nach Linie 8-8 in Fig. 7;
Fig. 9 einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Filtervorrichtung ;
Fig. 10 einen Grundriss der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung;
Fig. 11 einen änlichen Grundriss wie in Fig. 10 einer vorteilhaften Ausführungsform der Filtervorrichtung, wobei ein Vorratsbehälter an der Seite der Vorrichtung angeordnet ist;
Fig. 12 einen Schnitt durch einen Teil der in Fig. 11 dargestellten Vorrichtung mit einer Überlaufkante und einem Befeuchtungsrohr.
Gemäss Fig. 1 ist in einem Tank 20 zur Aufnahme der schmutzigen, zu filtrierenden Flüssigkeit ein Ansaugbehälter 22 befestigt, über den ein Filter 24 von einer Vorratsrolle 26 zugeführt wird. Der Filter 24 wird über eine Leerlaufrolle 28 und einen endlosen Filterbandträger 30, über eine gekrümmte Fläche eines Spaltes 32, unter einer Walze 34 einer Spannvorrichtung 36, und über den Ansaugbehälter 22 geführt. Von da wird der Filter durch den Filterbandträger 30 um eine Walze 37 geführt und abgelegt. Der Filterbandträger 30 wird zwischen der Endwalze 37 und einer Anpresswalze 33 hindurch geführt und läuft dann über die Walzen 38, 40 und 42 zu weiterer Verwendung zurück. Der Filter wird von dem Filterbandträger 30 bei der Endwalze 37 abgestreift und durch eine Austrittsöffnung 43 entfernt.
Zum Antrieb der Vorrichtung ist ein Motor 44 auf einem Gestell 45 angeordnet, der zum Antrieb des Filterbandträgers dient. Dieser Antriebsmotor ist über eine Kette mit einem Rad auf der Aussenseite des Tankes 20 verbunden, wobei dieses Rad auf der Achse der Walze 37 befestigt ist, welche Achse ihrerseits ein zweites Kettenrad aufweist zum Antrieb des Filterbandträgers 30 über die Wellen 54 und 56, wie aus Fig. 1, 2 und 3 ersichtlich ist.
Im Innern des Ansaugbehälters 22 sind endlose Filterbandstützgurte 47 auf Kettenrädern 46 und 48 an geordnet. Diese Stützgurte weisen gemäss Fig. 3 und 4 Filtertragstangen 50 auf, die auf Walzenketten 52 befestigt sind. Kettenräder 48 werden durch eine Welle 54 angetrieben, die mit einer Kettenradwelle 56 verbunden ist.
Das Innere des Ansaugbehälters 22 ist gegenüber der schmutzigen Flüssigkeit im Tank 20 durch eine Dichtung 58 abgedichtet. Die Wellen 56 und 57 drehen sich in inneren Lagern 60 und äusseren Kugellagern 62. Gestellteile 66 und 68 des Ansaugbehälters bilden einen Teil des Stützgurtgestelles. Eine Saugleitung 69 führt vom Ansaugbehälter 22 durch die Wand des Tankes 20 zu einer nicht dargestellten Saugpumpe.
In Fig. 1 ist Manometer 72 dargestellt, das über ein Rohr 76 mit dem Ansaugbehälter 22 verbunden ist.
Wenn der Druck im m Ansaugbehälter 22 auf einen be- stimmten Wert absinkt, infolge des wachsenden Widerstandes der Schmutzschicht auf dem Filter gegenüber dem Flüssigkeitsstrom zur Saugpumpe, wird eine Alarmvorrichtung 74 betätigt, welche dem Arbeiter anzeigt, dass der Filter durch iden Motor 44 vorgeschoben werden muss.
Gemäss Fig. 6 sind im Tank 20 Leitbleche 70 angeordnet, die sich über dem Ansaugbehälter 22 befinden, diese Leitbleche befinden sich in der Nähe der Eintritts öffnung 71 für die schmutzige Flüssigkeit und haben das Bestreben, die Strömung im Behälter zu vermindern und ein Absinken schwerer Schmutzteilchen auf den Filter zu beschleunigen, ausserdem ermöglicht die Beseitigung der Flüssigkeitsströmung durch die Leitbleche 70 das gleichmässige Aufliegen des Filters 24 auf dem Filterbandträger 30, wodurch ein Kräuseln und Unregelmässigkeiten der zusamengesetzten, über den Ansaugbehälter vorgeschobenen Filterschicht, vermieden wird.
Eine einstellbare Walze 34 ist vorzugsweise über einer gekrümmten Fläche 32 angeordnet, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, so dass der Filterbandträger 30 und der Filter 24 gekrümmt sind, wenn sie gegen die Walze gelangen und wenn sie dieselbe verlassen und den Ansaugbehälter erreichen. Es hat sich gezeigt, dass dies dazu beiträgt, den Lufteinschluss zwischen dem Filterbandträger 30 und dem Filter 24 klein zu halten.
In Fig. 4 und 5 ist eine Spannvorrichtung 36 gezeigt; der Druck Ider einstellbaren Walze 34 kann durch Einstellmuttern 78 auf der Stützstange 80 eingestellt werden.
In Fig. 7 und 8 ist die Anordnung im Innern des Ansaugbehälters 22 dargestellt, wobei auf einem Gestell 90 mit rohrförmigen Teilen 66 und 68 Kettenräder 46 und 48 und eine Welle 56 befestigt sind. Dieses Gestell 90 trägt die Wände des Ansaugbehälters 22 und erlaubt die Verwendung von verhältnissmässig dünnem Material und bildet zugleich den notwendigen Träger für die Fördervorrichtung. Das Gestell 90 ist, wie ersichtlich, in Schlitzen 92 eingesetzt und wird durch Querstäbe 94 in seiner Stellung gehalten. Dadurch kann das Gestell für die Wartung leicht entfernt werden. Der Deutlichkeit halber ist der Filterbandstützgurt 47 des Ansaugbehälters in Fig. 7 und 8 nichtldargestellt.
In Fig. 9 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, mit verschiedenen sich unterscheidenden und vorteilhaften Merkmalen, wobei der Filter aus einem Förderband 24a besteht, das fortlaufend und endlos über ein ortsfestes Metallgitter 30a vorgeschoben wird. Die Förderwalze 100 besitzt eine Überhöhung von etwa 1,5 mm, ebenso die Walze
102. Diese Überhöhungen tragen dazu bei, den Filter in seiner Stellung zu halten. Die Anpresswalzen 104 sind entsprechend dieser Überhöhung konkav ausgebildet.
Auf diese Weise wird der Filter gegen eine seitliche Verschiebung gesichert.
Eine Walze 108 ist so angeordnet, dass sie den Filter vom Hauptkörper des Ansaugbehälters wegdrängt, wodurch ermöglicht wird, den Filter mit geeignetem Mittel unter Wasser zu reinigen z. B. mit Wasserstrahlen 110. Ein anderes Mittel zur Reinigung des Filters ist die nach abwärts gerichtete Bahn, entlang der sich der Filter bewegt, nachdem er die Walze 102 verlassen hat und bevor er über die Walze 100 geführt wird. Diese Abwärtsbewegung des Filters ermöglicht es, denselben durch Luftdüsen 112 zu reinigen.
Gemäss Fig. 9 und 10 befindet sich die Saugkammer oder Pumpe 114 ausserhalb des Tanks 20a für die schmutzige Flüssigkeit und ist somit für die Reinigung und Wartung leichter zugänglich.
Die Lage des Antriebsmotors 44 ist, wie aus Fig. 10 ersichtlich, besonders vorteilhaft, da das Gewicht des Motors dazu verwendet werden kann, den Ansaugbehälter 22a um die Schwenkachse 120 aus dem Tank 20a für die schmutzige Flüssigkeit herauszuschwenken. Ein Flansch 122 besitzt gemäss Fig. 9 eine gummielastische Dichtung die zum Abdichten der Saugleitung 124 dient, wenn der Ansaugbehälter auf dem Flansch 122 aufliegt.
In Fig. 11 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das einen Reservetank 130 aufweist, der besonders nützlich ist, um einen kontinuierlichen Strom gereinigter Flüssigkeit (z. B. zu einer Maschine) zu gewährleisten. Im Betrieb wird die gereinigte Flüssigkeit von einer Pumpe 134 durch eine Leitung 136 angesaugt, welche durch den Tank hindurch geht und zu einem Dreiwegventil 135 führt. Falls es aus irgend einem Grunde notwendig ist, den Filter auszuschalten, so kann gereinigte Flüssigkeit durch eine Leitung 138 zugeführt werden, wobei in dieser Leitung 138 ein Sieb 140 vorgesehen ist, um die Entfernung von Fremdstoffen aus der gereinigten Flüssigkeit zu gewährleisten.
Die gereinigte Flüssigkeit wird dem Tank 130 durch ein Dreiwegventil 141 und eine Leitung 133 zugeführt, sofern es erforderlich ist.
Eiene Überlaufkante 142 ist für den Rücklauf der gereinigten Flüssigkeit aus dem Tank 130 zum Tank 20b für die schmutzige Flüssigkeit vorgesehen, dadurch werden Mittel geschaffen, um den normalen Betrieb weiterführen zu können, falls der Flüssigkeitsspiegel im Tank 20b für die schmutzige Flüssigkeit dazu neigt, unter das oberste Niveau des Ansaugbehälters abzusinken, z. B. wegen einer Störung oder einer Verminderung der Zufuhr an schmutziger Flüssigkeit. Die Überlaufkante ist jedoch bezüglich dem Tank 130 und 20b so angeordnet, dass die Flüssigkeit auch aus dem Tank 20b in den Tank
130 fliessen kann, wenn die Betriebsverhältnisse dies erfordern.
Eine Leitung 146 von kleinem Durchmesser bildet eine Flüssigkeltsführung vom Tank 130 zur Leitung 144, welche einen Schlitz 143 aufweist, der ungefähr einen Durchmesser von 0,4 - 12,2mm besitzt und der dazu dient, den unteren Filter 24b zu befeuchten, wenn er die Oberfläche des Absaugbehälters verlässt. Wie aus Fig.
12 ersichtlich ist, wird der Schlitz der Leitung vorzugsweise an der innern Seite des Ansaugbehälters 22b angeschweisst, und der Schlitz 143 ragt nach oben und ist gegenüber einem Schlitz 145 des Ansaugbehälters ausgerichtet. Die beiden Schlitze bilden eine Leitung für das Wasser zum Befeuchten des Filters und verhindern dabei, dass Luft über dem Wasserspiegel eingesaugt wird und durch den Filterquerschnitt in den Ansaugbehälter gelangt. Wie ersichtlich, fliesst die gereinigte Flüssigkeit durch die Leitung 146 und gelangt durch ihr Eigengewicht gegen die geschlitzte Leitung 144. Dieser Lufteintritt ist, wenn nicht abgedichtet, besonders störend, wenn die Menge der ausfiltrierten festen Teile am Austrittsende des Ansaugbehälters so gross ist, dass nur eine kleine Menge Flüssigkeit dort hindurchfiltriert werden kann, wobei Luft durch den Filterquerschnitt angesaugt wird.
Diese Luft ist unerwünscht und kann die Leistungsfähigkeit der Pumpe, d. h. die angesaugte Flüssigkeitsmenge wesentlich herabsetzen.