-
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Filtern von Material, wie z.B. gelösten Feststoffen, aus einem
flüssigen
Abwasser.
-
Verschiedene Filtriervorrichtungen
sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreiben sowohl
das US-Patent Nr. 4,090,965 als auch 4,639,315, die jeweils Fuchs
zugeordnet sind, eine Vorrichtung, in der ein Tuch auf einem drehbaren Trommelfilter
auf einem Filterrahmen montiert ist. Der Filterrahmen definiert
eine Grenze zwischen einem Einströmabschnitt und einem Ausströmabschnitt.
Während
des Filterns wird einströmende
Flüssigkeit,
die gelöste
Feststoffe enthält,
in den Einströmbereich
geführt
und strömt
in einer Filterrichtung durch den Filter in den Ausströmbereich des
Filters, um zu einem Auslass abgegeben zu werden. Ein intermittierendes
Auswaschen des Filtermaterials wird durchgeführt, indem das Filtermaterial
an einem Saugkopf vorbeibewegt wird, der derart positioniert ist,
dass er in Kontakt mit einer äußeren Seite des
Filtermaterials kommt, und der derart betrieben wird, dass er gefilterte
Flüssigkeit
aus dem Ausströmbereich
des Filters durch das Filtermaterial in einer Richtung entgegengesetzt
zur Filterrichtung saugt, um die angesammelten Feststoffe mit dem
Ausspülwasser
zu entfernen und abzuführen.
Im Allgemeinen wird ein Auswaschschritt durch entweder eine Taktgebungseinrichtung
in periodischen Intervallen durchgeführt oder durch das Erfassen
eines vorgegebenen Anstiegs des Flüssigkeitsniveaus in dem Tank
als Anzeige dafür,
ob sich der Filterverbund zusetzt.
-
Eine andere Filtervorrichtung, wie
z.B. das US-Patent Nr. 5,876,612 von Astrom, betrifft eine Filtervorrichtung,
bei der ein vertikaler, scheibenförmiger Filterrahmen statt einer
Trommelform verwendet wird. Ein Filter bildet die äußere Oberfläche der Scheibe,
so dass das einströmende
Fluid in das innere Gebiet durch den Filter in ein Ausströmgebiet
gedrückt
wird. Eine Sauganordnung zum Ausspülen befindet sich in Berührung mit
dem Filterrahmen, um Material zu entfernen, das den Filter verstopfen
könnte.
Der Filterrahmen wird gedreht, um die gesamte Filteroberfläche zu reinigen.
-
Wenn der Filter verstopft wird, starke
Reinigung erfordert oder einfach ausgetauscht werden muss, muss
bei jeder der erwähnten
Vorrichtungen des Standes der Technik ein Bediener äußere Verkleidungen
auf der Vorrichtung entfernen und sich Zugang zum Filterrahmen verschaffen.
Der Filterrahmen muss dann in eine bestimmte Position gedreht werden,
so dass der Bediener die Spülanordnung und
andere Anordnungen umgehen kann, um Zugang zu dem Filter/Tuch zu
erlangen. Diese Vorgänge
erschweren den Austausch eines Filters und sind zeitraubend, um
den Filter/die Tücher
zu wechseln.
-
Ferner gestalten der Filter, der
Rahmen und jegliche Filtertücher
die Filterrahmenanordnung sperrig und schwer. Die Drehung von einer
solchen Anordnung erfordert große
Mengen von Energie, wenn eine solche Anordnung im Betrieb verwendet
wird, und sie erfordert eine spezielle Handhabung, wenn die Filter
ausgetauscht werden müssen.
Die Anordnung wird noch sperriger, wenn der Filter im Wesentlichen
mit gefiltertem Material verstopft ist, was sogar noch mehr Rotationsenergie
erfordert.
-
Die Aufgabe dieser Erfindung ist
es, die erwähnten
Probleme bei einer herkömmlichen
Filtervorrichtung anzugehen und eine neue Filtervorrichtung vorzusehen,
die zum Betreiben weniger Energie erfordert, einfacher zu warten
ist und einen effizienten Austausch der Filter ermöglicht.
-
Diese Aufgabe und andere Aufgaben
werden bei einer Filtervorrichtung gelöst, die eine Kammer, die eine
Einströmleitung
zum Aufnehmen von schmutziger Flüssigkeit
und eine Ausströmleitung zum
Abgeben von gereinigter Flüssigkeit
aufweist, eine Gruppe von sich nicht drehenden Filtern, die im Inneren
der Kammer angebracht sind, wobei schmutzige Flüssigkeit durch die Filter geführt wird,
um eine saubere Flüssigkeit
zu erzeugen, eine Waschvorrichtung in Kontakt mit den Filtern, die
innerhalb der Kammer drehbar um eine Achse angebracht ist und mehrere Öffnungen
besitzt, und einen Motor, Getriebe und eine Kettenanordnung zum
Drehen der Waschvorrichtung enthält.
Wenn der Motor die Waschvorrichtung dreht, kann ein Reinigungskopf die
gesamte Oberfläche
des Filters reinigen, indem gefiltertes Material von den Filtern
durch die Öffnungen,
die auf den Reinigungsköpfen
angeordnet sind, gesaugt wird, oder davon abgewaschen wird. Die
Filter sind vorzugsweise aus einem Polypropylen-Filz mit einem 10
Mikron-Gitter, und sind vorzugsweise auf einer Polypropylen-Gitterstützplatte
angeordnet.
-
Die Kammer ist in eine Kammer für schmutzige
Flüssigkeit
und eine Kammer für
saubere Flüssigkeit
geteilt. Die Filter sehen die Einteilung zwischen diesen Kammern
vor. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Kammer eine einzige Kammer für schmutzige Flüssigkeit,
ein Paar von Filtern und ein Paar von Kammern für saubere Flüssigkeit
auf. Eine Transferleitung zwischen den Kammern für saubere Flüssigkeit
hält eine
Strömung
zwischen ihnen aufrecht. Eine Kammer für sauberes Wasser ist mit der
Ausströmleitung
als Ausgang für
das saubere Wasser aus der Vorrichtung verbunden. Bei einer anderen
Ausführungsform
können
mehrere Kammer für schmutziges
Wasser und mehrere Kammer für
sauberes Wasser vorgesehen sein. Bei noch einer anderen Ausführungsform
können
mehrere Filtervorrichtungen vorgesehen werden. Eine solche Vorrichtung kann
eine modulare Gestaltung besitzen, die zusammengesetzt wird, um
Materialien aus einem einzigen eingehenden Einströmfluid auszufiltern.
-
Die Waschanordnung enthält vorzugsweise Reinigungsköpfe, die
mit entsprechenden Verteilern verbunden sind, die auf einer hohlen
Welle montiert sind. Vakuumier- und Saugkräfte, die von der Umgebung der
Filtervorrichtung vorgesehen werden, werden in die Vorrichtung über die
hohle Welle transferiert, durch die Verteiler und in die Reinigungsköpfe. Die
Vakuumier- und Saugkräfte werden
durch eine Pumpe und einen Umkehrsaugmotor erzeugt.
-
Bei noch einer anderen Ausführungsform
ist eine Regelung mit dem Drehmotor und dem Vakuum-/Pumpenmotor
verbunden, die Saug- und Pumpenkräfte liefert. Die Regelung über eine
Taktung oder ein vorgegebenes Programm bestimmt, wann ein Reinigungszyklus
durchgeführt
werden muss, um Rückstände von
dem Filter zu entfernen. Ein Schwimmer kann ebenfalls in der Kammer
für schmutzige
Flüssigkeit
vorgesehen sein, um anzugeben, wann der Filter langsam läuft und
um den Betrieb des Filters zu regeln. Zu einem solchen Zeitpunkt
kann ein Signal an die Regelung geschickt werden, um einen Reinigungszyklus
zu initiieren.
-
Die Erfindung wird nun erklärt und andere Aufgaben
als die oben aufgeführten
werden deutlich, wenn die folgende detaillierte Beschreibung berücksichtigt
wird, die auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug nimmt, wobei:
-
1 eine
erste Seitenansicht einer Filtervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
-
2 eine
Vorderansicht der Filtervorrichtung zeigt, die in 1 dargestellt ist;
-
3 eine
zweite Seitenansicht der in 1 gezeigten
Filtervorrichtung zeigt;
-
4 eine
Draufsicht im Querschnitt der Filtervorrichtung zeigt, die in 1 dargestellt ist, die deren
Hauptkomponenten zeigt;
-
5 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 4 zeigt;
-
6 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 4 zeigt;
-
7 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 4 zeigt;
-
8 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in 4 zeigt;
-
9 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie E-E in 4 zeigt;
-
10 und 10A bis 10D die Saugvorrichtung zur Spülung für die Filtervorrichtung,
die in 1 gezeigt ist,
darstellen;
-
11A und 11B das Filtersieb der in 1 gezeigten Filtervorrichtung
zeigen;
-
12 eine
Draufsicht auf eine Filtervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
-
13 eine
Seitenansicht der in 12 gezeigten
Filtervorrichtung darstellt.
-
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
-
Eine detaillierte Ansicht einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung ist in den 1 bis 11 offenbart. Die Filtervorrichtung
ist eine Filtriereinrichtung zum Entfernen von Partikeln aus einer
Flüssigkeit. Die
Vorrichtung kann als Tertiärfiltriersystem
zum Ausfiltern von solchen Partikeln verwendet werden, die aus einer
industriellen oder städtischen
Abwasserbehandlungsanlage herrühren.
Die Einrichtung kann auch als Primärfiltriersystem bei anderen
Anlagen verwendet werden.
-
1 bis 4 zeigen die allgemeinen
Merkmale einer Filtervorrichtung 100, die im Wesentlichen eine
Kistenform aufweist, die mehrere innere Abteile enthält. Die
zu filternde Flüssigkeit
gelangt in einen oberen Bereich der Vorrichtung 100 über eine
Einströmleitung 1.
Im Inneren der Vorrichtung wird die Flüssigkeit gefiltert, um Feststoffe
aus der Flüssigkeit zu
entfernen. Die gereinigte Flüssigkeit
gelangt dann durch einen Abgabebehälter 7 und wird durch
eine Abgabeleitung 8 abgeführt.
-
Wie es in 4 gezeigt ist, ist die Vorrichtung 100 in
drei Abteile geteilt, eine Kammer 2 für schmutzige Flüssigkeit
und zwei Kammern 4 und 6 für saubere Flüssigkeit.
Eine Transferleitung 5 verbindet den Boden von den beiden
Kammern für
Reinwasser 4 und 5, um eine freie Strömung der
Flüssigkeit
zwischen diesen Kammern zu ermöglichen.
Filteranordnungen 3A und 3B sind im Inneren der
Vorrichtung befestigt und sehen eine Trennung zwischen der Kammer 2 für schmutzige
Flüssigkeit
und den Kammern 4 und 6 für saubere Flüssigkeit
vor. Schmutzige Flüssigkeit,
die durch die Leitung 1 gelangt, füllt die Kammer 2 für schmutzige
Flüssigkeit. Das
Wasser gelangt dann durch die Filteranordnungen 3A und 3B,
die die Feststoffe aus der Flüssigkeit entfernen,
um die Flüssigkeit
zu reinigen. Die saubere Flüssigkeit
bewegt sich dann in die Kammern 4 und 6 für Reinwasser.
Saubere Flüssigkeit
in der Kammer 4 für
Reinwasser bewegt sich durch die Transferleitung 5 in die
Kammer 6 für
Reinwasser. Das Reinwasser verlässt
dann die Vorrichtung durch den Abgabebereich 7 und die
Abgabeleitung 8.
-
Wie es in 5, 6 und 7 dargestellt ist, ist jede
der Filteranordnungen 3A und 3B eine Trennung
zwischen der Kammer 2 für
schmutzige Flüssigkeit
und den Kammern 4 und 6 für saubere Flüssigkeit.
Die Filteranordnungen 3A und 3B enthalten vier
Gitterstützplatten 40,
die im Wesentlichen in einer kreisförmigen Konfiguration angeordnet
sind, die in vier Quadrante geteilt ist. Jede Stützplatte 40 ist einzeln
aus der Filtervorrichtung entfernbar, um ein Wechseln der Platten
zu ermöglichen.
Die Stützplatten 40 sind
vorzugsweise aus einem Polypropylen gefertigt.
-
Auf der Innenseite jeder Gitterstützplatte 40 befindet
sich ein Filter 41 (6 und 7). Der Filter entfernt in
Verbindung mit der Stützplatte 40 Feststoffe
aus der Flüssigkeit,
die von der Kammer 2 für schmutzige
Flüssigkeit
in die Kammern 4 und 6 für saubere Flüssigkeit
strömt.
Der Filter 41 ist vorzugsweise ein Tuch, das über die
Oberfläche
der Gitterstützplatte 40 gespannt
ist. Er kann aus einem Tuch aus Polypropylen-Filz gefertigt sein.
Er besitzt vorzugsweise Öffnungen
mit etwa 10 Mikron Breite. Es kann jedoch auch jedes andere Filtermedium
verwendet werden, das einen gewünschten
Feststoff ausfiltern kann.
-
Die Struktur von jeder entfernbaren
Gitterstützplatte 40,
die einen zugehörigen
Filter 41 besitzt, der darauf befestigt ist, ist in 11A und 11B dargestellt. Jede Gitterstützplatte
weist im Grunde eine Viertelkreisform auf, an deren Oberfläche ein
Filter 41 angebracht ist. Die Kombination entfernt gewünschte Feststoffe
aus der schmutzigen Flüssigkeit.
-
Nach einer längeren Verwendung der Vorrichtung
beginnen sich die aus der schmutzigen Flüssigkeit durch die Filter 41 gefilterten
Feststoffe anzusammeln, was dazu führt, dass der Filter verstopft wird.
Um überschüssige Feststoffe
zu entfernen, ist die Vorrichtung mit einer Waschanordnung 110 versehen.
Die Waschanordnung 110 enthält ein Paar von Wascharmen 10A und 10B,
die auf einer hohlen Welle 11 befestigt sind. Die Wascharme 10A und 10B sind
in Berührung
oder nahezu Berührung
zur Filteranordnung 3 platziert und werden dazu verwendet, von
den Filtern 41 derartige angesammelte Feststoffe durch
entweder Absaugung und/oder Spülung
zu waschen. Damit die Wascharme 10A und 10B die
gesamte Oberfläche
der Filter 41 reinigen, drehen sich die Wascharme um die
hohle Welle 11 (gezeigt in 6 und 7). An sich sind die Wascharme 10A und 10B auf
der hohlen Welle 11 befestigt und sind in Strömungsverbindung,
was es erlaubt, dass Absaug- und Spülkräfte aus der hohlen Welle 11 zur
Waschanordnung 100 geführt
werden.
-
Die hohle Welle 11 dreht
sich um ihre Achse über
ein Paar von Lagern 30, die an beiden Seiten der Filtervorrichtung 100 angebracht
sind, und kann sich entweder in Richtung im Uhrzeigersinn oder entgegen
dem Uhrzeigersinn drehen. Ein Waschmotor 13, der auf einer
oberen Fläche
der Filtervorrichtung 100 befestigt ist, liefert die Antriebsleistung
zum Drehen der hohlen Achse 11 über eine Zahnscheibe 12, das
auf der hohlen Welle vorgesehen ist. Die Rotation kann intervallartig
bei einer Drehung pro Minute sein und muss nicht kontinuierlich
sein. Die Rotation kann bei jeder Geschwindigkeit und in allen Intervallen
durchgeführt
werden, die erforderlich sind, um die Filter 41 passend
zu reinigen. Eine Kette oder ein Riemen erstreckt sich zwischen
einer Zahnscheibe auf einem Waschmotor 13 und der Zahnscheibe 12, um
die Rotation des Motors 13 an die Welle 11 und somit
die Waschanordnung 110 zu übertragen.
-
Mit einem distalen Ende der hohlen
Welle 11 von der Außenseite
der Filtervorrichtung her ist eine Vakuumier- bzw. hydraulische
Pumpenanordnung (gezeigt in 4 und 9) verbunden, die eine Waschpumpe 15,
eine Waschabgabeleitung 16, eine Verbindungsleitung 60 und
eine Waschachsendichtung 14 enthält. Derartige Komponenten sind
elektrisch mit dem Waschmotor 13 verbunden, um simultan
betrieben zu werden. Die Waschpumpe 15 sieht entweder eine
Pumpenkraft oder eine Saugkraft vor. Derartige Kräfte werden
an die Waschanordnung 110 über die Verbindungsleitung 60 und
die hohle Welle 11 übertragen.
Alle derartigen Komponenten sind in Fluidverbindung und sehen einen
Strömungsweg
für Saug-
bzw. Pumpenkräfte
vor. Die Waschachsendichtung 14 bietet eine Dichtung zwischen
der Verbindungsleitung 60 und der hohlen Welle 11,
um eine Rotation der hohlen Welle in Bezug auf die Verbindungsleitung
zu ermöglichen,
ohne Vakuumdruck oder Pumpendruck der Pumpenanordnung zu verlieren.
Fluid, das in die Filtervorrichtung gepumpt wird, und Feststoffe,
die von dem Filter in der Vorrichtung durch Absaugung abgeführt werden
und durch die Pumpenanordnung wiedergewonnen werden, werden entweder
aufgenommen oder durch die Waschabgabeleitung 16 abgegeben.
-
Die Struktur und die Gestaltung der
Waschanordnung ist in 10 und 10A bis 10D gezeigt. Der Wascharm 10A enthält einen
hohlen Vakuumkopf 220, der die Gestalt eines hohlen rechteckigen
Kastens aufweist, der mit einer Reihe von Verbindungsbohrungen 401, 402, 403 entlang
einer seiner Seiten und einer Reihe von Vakuum/Waschlöchern 270, 271, 272 entlang
einer seiner anderen Seiten versehen ist. Die Vakuum/Waschlöcher können eine
Reihe von runden Löchern
oder langen Schlitzen entlang seiner Seite sein oder können als
ein einziger Schlitz entlang der gesamten Oberfläche geformt sein. Die jeweilige
Gestaltung hängt
von den speziellen Feststoffen, die zu entfernen sind, ab. Der Vakuumkopf 220 besitzt
ein Paar von Trennungen 212 und 213, die das innere
Gebiet des Vakuumkopfs in drei Vakuumabteile 300, 301, 302 teilen,
die jeweils eine unterschiedliche Länge besitzen. Jede Verbindungsbohrung 401, 402 oder 403 sieht
einen Einlass für
ein jeweiliges entsprechendes Vakuumabteil 300, 301 oder 302 vor.
Eine Saug- oder Waschkraft, die den Verbindungsbohrungen 401, 402 und 403 zugeführt wird,
wird jeweils an die Vakuum/Waschlöcher 270, 271 oder 272 übertragen.
-
Der Vakuumkopf 220 ist an
einem Waschrahmen 204 angebracht, der an einem Waschträger 214 angebracht
ist. Der Waschträger
ist direkt an der hohlen Welle 11 in der Waschanordnung 110 befestigt. Der
Waschrahmen 204 erstreckt sich radial von der hohlen Welle 11,
was es einem Vakuumkopf 220 ermöglicht, einen radialen Umlauf
durchzuführen, wenn
sich die Waschanordnung 110 dreht. Der Vakuumkopf 220 ist
in Kontakt mit Filtern 41 über eine Feder oder andere
Mittel (nicht dargestellt) gehalten.
-
Zusätzlich ist an dem Waschträger 214 ein Waschverteiler 200 angebracht,
der ein hohler Zylinder ist, der sich radial weg von der hohlen
Achse 11 erstreckt. Die Verbindung zwischen dem Waschträger 214 und
dem Waschverteiler 200 ist eine Strömungsverbindung, wodurch ein
Loch 215 sich an die innere Kammer des Waschverteilers
durch den Waschträger
anschließt.
Die hohle Welle 11 weist ferner ein Loch an dem Ort auf,
an dem sich der Waschträger 214 an
sie anschließt.
Wenn der Waschträger mit
der hohlen Welle 11 verbunden ist, wie es in 4, 6 und 7 gezeigt
ist, ist die innere Kammer der hohlen Welle 11 in Verbindung
mit der inneren Kammer des Waschverteilers 200.
-
Der Waschverteiler 200 weist
zusätzlich
drei nacheinander folgende Verteilerverbindungslöcher 221, 222 und 223 entlang
seiner Länge
auf. Die Verbindungsleitungen 224, 225 und 226 stellen
eine Verbindung zwischen den Verteilerverbindungslöchern 221, 222 und 223 und
den Vakuumkopfverbindungsbohrungen 401, 402 und 403 her.
Ein solches System verbindet die innere Kammer des Waschverteilers 200 mit
den drei Kammern des Vakuumkopfs 220.
-
Aufgrund der Rotation des Vakuumkopfs 220 um
die Achse der hohlen Welle 11 überstreicht ein Vakuum/Waschloch 272,
das näher
an der Rotationsachse liegt, eine kleinere Oberfläche des
Filters 41 als ein Vakuum/Waschloch 270, da das
Vakuum/Waschloch 270 weiter entfernt von der Rotationsachse
liegt. Dies bringt es mit sich, dass weiter entfernt vom Rotationszentrum
die Menge der Feststoffe und von schmutziger Flüssigkeit, die in einem speziellen
Radius entfernt werden, zunimmt. Wenn beispielsweise eine ähnliche
Absaugung über
den gesamten Vakuumkopf 220 vorgesehen wird, wird das Vakuum/Waschloch 270 mehr
Material durch Vakuumsaugkraft aufnehmen, als das Vakuum/Waschloch 272.
Eine solche Anordnung bedeutet, dass im Wesentlichen mehr Feststoffe
und schmutzige Flüssigkeit
in den Waschverteiler 200 von der Verbindungsleitung 226 als
von der Leitung 224 gelangen.
-
Um einen effizienteren Betrieb des
Filters vorzusehen, ist es vorteilhaft, eine gleichmäßigere Rate
für das
Entfernen von Feststoffen und schmutziger Flüssigkeit über den Filter 41 vorzusehen.
Es gibt verschiedene Verfahren, um eine gleichmäßige Rate zu erzielen. Ein
erstes Verfahren ist, den Durchmesser der Verteilerverbindungslöcher 221, 222 und 223 zu
verändern.
Dies kann geschehen, indem ein Reduktionselement oder eine Unterlegscheibe
in das Verbindungsloch platziert wird, wodurch die Leitungsanschlüsse an den
Verbindungen unterschiedliche Größen erhalten,
oder durch irgendein anderes Mittel, durch das die Menge von Fluid,
das durch das Verbindungsloch geführt wird, eingeschränkt werden kann.
Die Verkleinerung des Verteilerverbindungslochs 221 im
Hinblick auf den Durchmesser begrenzt die Menge von Feststoffen
und von schmutziger Flüssigkeit,
die durch das Vakuum/Waschloch 272 entfernt werden kann.
Die Veränderung
der Durchmesser der Verteilerverbindungslöcher 222 und 223 sieht ähnliche
Wirkungen für
die Vakuum/Waschlöcher 271 und 270 jeweils
vor. Einstellen des Durchmessers des Verteilerverbindungslochs 271 auf
einen kleineren Wert als den Durchmesser des Verteilerverbindungslochs 222,
das wiederum kleiner als der Durchmesser des Verteilerverbindungslochs 223 ist,
sieht eine kleinere Menge an entfernten Feststoffen/schmutziger
Flüssigkeit
in den Gebieten näher
an der Rotationsachse vor, insbesondere am Vakuum/Waschloch 272,
und eine größere entfernte
Menge am Vakuum/Waschloch 270, was insgesamt eine gleichmäßigere Entfernung über den
Vakuumkopf 200 bietet.
-
Ein anderes Verfahren zum Erzielen
einer gleichmäßigeren
Entfernungsrate über
den Vakuumkopf 220 ist es, die relativen Größen der
Vakuum/Waschlöcher 270, 271, 272 zu
verändern.
Beispielsweise das Einstellen des Vakuum/Waschlochs 272,
das am nächsten
an der Rotationsachse liegt, auf einen kleineren Wert als das Vakuum/Waschloch 271,
das wiederum kleiner als das Vakuum/Waschloch 272 eingestellt
wird, würde
ebenfalls die Menge von Feststoffen und Schmutzwasser einschränken, die
durch die Vakuum/Waschlöcher
näher an
der Rotationsachse eingeführt
werden und würde
es erlauben, dass mehr Feststoffe und Schmutzwasser durch die weiter
von der Rotationsachse entfernten Löcher eingebracht werden.
-
Zwar ist eine Gruppe von drei Trennungen des
Vakuumkopfs 220 beispielhaft beschrieben worden, nämlich der
Vakuumteile 300, 301 und 302. Es können jedoch
mehr oder weniger Trennungen verwendet werden, um eine gleichmäßige Rate
für das Entfernen
von Feststoffen vorzusehen.
-
Die in 4 gezeigte
Ausführungsform
enthält
lediglich einen Vakuumkopf, wobei diese Gestaltung jedoch lediglich
beispielhaft ist. Es kann mehr als ein Vakuumkopf verwendet werden,
wie bei der in 10D gezeigten
Ausführung,
wobei zwei Vakuumarme aneinander angebracht sind. Zusätzlich sind andere
Ausführungsformen
möglich.
-
Die Filtervorrichtung 100 ist
ferner mit einer Regelung 20 (gezeigt in 5 und 6)
versehen, um den Betrieb der Waschanordnung 110 und der
Hydraulikpumpenanordnung zu steuern und zu regeln. Mit der Regelung 20 ist
ein Schwimmerniveauschalter 19 verbunden, der in der Kammer 2 für schmutzige
Flüssigkeit
vorgesehen ist und dazu dient Informationen im Hinblick auf das
Niveau des Schmutzwassers zu liefern. Durch die von dem Schwimmerniveauschalter
empfangene Information beginnt die Regelung 20 den Betrieb
der Waschanordnung oder der hydraulischen Pumpenanordnung oder beendet ihn.
Wenn beispielsweise das Niveau des Schmutzwassers in der Kammer 2 für Schmutzwasser
ausreichend während
eines Filterbetriebes der Filtervorrichtung ansteigt, was im Allgemeinen
angibt, dass der Filter eine wesentliche Menge von Feststoffen angesammelt
hat, würde
die Regelung 20 entweder einen Vakuumbetrieb oder einen
Waschbetrieb aktivieren. Ein Vakuumbetrieb würde die Waschpumpe 15 aktivieren,
um einen Vakuumbetrieb durchzuführen
und gleichzeitig den Waschmotor 13 aktivieren, um die Rotation
der Waschanordnung zu beginnen. Andererseits würde ein Waschbetrieb die Waschpumpe 15 aktivieren,
um einen Pumpenbetrieb durchzuführen
und auch gleichzeitig den Waschmotor 13 aktivieren. Obwohl
die Verwendung einer Regelung 20 bevorzugt ist, kann die
Aktivierung auch manuell oder mit Hilfe einer Taktung geschehen.
-
Nochmals auf 1, 3 und 6 Bezug nehmend ist eine
Kammer 2 für
schmutzige Flüssigkeit ferner
mit einer Überlaufleitung 9 versehen.
Sollten die Filter mit ausreichend Feststoffen verstopft sein, so
dass eine geeignete Flüssigkeitsströmung verhindert
ist oder sollte die Leistungsversorgung in dem Spülungssaugsystem
versagen, steigt das Niveau der schmutzigen Flüssigkeit an, bis es die Überlaufleitung 9 erreicht.
Der Überschuss
an schmutziger Flüssig keit
würde dann
aus der Filtervorrichtung durch die Überlaufleitung 9 an
einen vorbestimmten Ort abströmen.
Das verhindert, dass die Filtervorrichtung überfüllt wird, oder dass die Einströmleitung 1 verstopft.
-
Um die Filtervorrichtung zu reinigen
oder zu leeren, sind eine Gruppe von Leitungen vorgesehen. Ein Paar
von Ablaufleitungen 18 für saubere Flüssigkeit
ist an den unteren Bereichen der Kammern 4 und 6 für saubere
Flüssigkeit
vorgesehen. Eine solche Leitung ermöglicht das Entleeren solcher
Kammern. Zusätzlich
ist eine Schlammablassleitung 17 an einem unteren Bereich
der Kammer 2 für
schmutzige Flüssigkeit
vorgesehen, um verbleibendes Schmutzwasser abzuführen und zudem Zugang zu der
Kammer zu verschaffen, um den Schlamm zu entfernen, der sich in
ihrem Boden angesammelt hat.
-
Die Arbeitsweise der Filtervorrichtung
wird nun beschrieben. Schmutzige Flüssigkeit gelangt in die Vorrichtung 100 über die
Einströmleitung 1 und wird
in die Kammer 2 für
Schmutzwasser, wie es in 4 und 6 gezeigt ist, eingeleitet.
Die schmutzige Flüssigkeit
gelangt durch die Filteranordnung 3A und 3B, wobei
Feststoffe und andere Materialien aus der Flüssigkeit entfernt werden. Saubere
Flüssigkeit
wird vollständig
in die Kammern 4 und 6 für saubere Flüssigkeit
weitergeführt.
Flüssigkeit
in der Kammer 4 für saubere
Flüssigkeit
gelangt in einer Kammer 6 für saubere Flüssigkeit über eine
Transferleitung 5. Wenn ein bestimmtes Niveau an sauberer
Flüssigkeit in
der Kammer 6 für
saubere Flüssigkeit
erreicht ist, wie es in 8 gezeigt
ist, gelangt die saubere Flüssigkeit
aus der Abflussleitung 8 heraus.
-
Während
des Betriebes der Filtervorrichtung beginnen sich Feststoffe und
andere Materialien auf den Filteranordnungen 3A und 3B,
insbesondere auf den Filtern 41 zu sammeln. Wenn sich ausreichend Feststoffe
angesammelt haben, bewegt sich die schmutzige Flüssigkeit langsamer durch die
Filteranordnungen als sie hinein gelangt, und somit beginnt die
schmutzige Flüssigkeit,
die Kammer 2 für
schmutzige Flüssigkeit
zu überfüllen. Wenn
das Niveau den Schwimmerniveauschalter 9 erreicht, wird
die Regelung 20 informiert, dass ein Reinigungsvorgang
erforderlich ist. Zu diese Zeit aktiviert die Regelung 20 einen
Vakuumzyklus, wodurch die Waschpumpe aktiviert wird, um eine Ansaugung
vorzusehen. Die Saugwirkung gelangt von der Waschpumpe 15 durch die
Verbindungsleitung 60 in die hohle Welle 11, in den
Waschträger 214,
in den Waschverteiler 200, in die Verbindungsleitungen 224, 225 und 226, in
die Vakuumabteile 300, 301 und 302, durch
die Vakuum/Waschlöcher 270, 271, 272,
um Feststoffe und andere Materialien von der Oberfläche der
Filter 41 abzusaugen. Wenn solche Feststoffe und Materialien entfernt
werden, gelangen sie durch das System und werden durch die Waschabgabeleitung 16 herausgepumpt.
Die Regelung 20 kann auch einen Spülzyklus aktivieren, wobei die
Waschpumpe derart aktiviert wird, dass sie eine Pumpenwirkung vorsieht.
Wasser, Reinigungsfluid oder andere chemische Reinigungsmittel können in
die Waschpumpe 15 angesaugt werden und durch die Verbindungsleitung 60 in
die hohle Achse 11, in den Waschträger 214, in den Waschverteiler 200,
in die Verbindungsleitungen 224, 225 und 226,
in die Vakuumabteile 300, 301 und 302 gepumpt und
durch die Vakuum/Waschlöcher 270, 271, 272 herausgepumpt
werden, um eine solche Flüssigkeit auf
der Oberfläche
der Filter 41 auszusprühen.
Dies hat die Wirkung, dass Feststoffe oder anderes Material, das
möglicherweise
mit einem Saugzyklus schwierig zu entfernen ist, an einen anderen
Ort gebracht wird. Die Regelung 20 kann einen solchen Saugzyklus
und/oder Spülzyklus
wiederholt oder in Kombinationen vornehmen, um effektiv alle Rückstände von
den Filtern 41 zu entfernen. Die Regelung 20 kann
auch unter Verwendung einer Taktung benachrichtigt werden, dass
ein Reinigungszyklus erforderlich ist, wobei die Taktungseinrichtung
derart eingestellt ist, dass sie in verschiedenen Intervallen und
Dauern, abhängig
von einer vorgegebenen Menge von Feststoffen in dem Abwasser eine
Benachrichtigung sendet.
-
Gleichzeitig aktiviert während sowohl
des Saugzyklus als auch des Spülzyklus
die Regelung 20 den Waschmotor 13, um die Waschanordnung 110 zu
drehen. Die Waschanordnung muss gedreht werden, damit die Vakuumköpfe 200 effektiv
die gesamte Oberfläche
der Filter 41 reinigen. Wie oben beschrieben erstreckt
sich der Vakuumkopf 220 radial ausgehend von der Achse
der hohlen Welle 11. Wenn der Waschmotor die Waschanordnung
dreht, kann der Vakuumkopf 220 mit der gesamten Oberfläche der Filter 41 in
Berührung
gelangen oder diese Absaugen/Spülen.
Der Waschmotor ist derart angeordnet, dass der Vakuumkopf sich im
Uhrzeigersinn und/oder gegen den Uhrzeigersinn über den Filter 41 bewegen kann.
-
Der Austausch des Filters 41 und/oder
der Gitterstützplatten 40 erfordert
wenige einfache Schritte. Wenn ein Austauschvorgang erforderlich
ist, muss der Bediener zunächst
die Kammer 2 für schmutzige
Flüssigkeit
und die Kammern 4 und 6 für saubere Flüssigkeit
entleeren. Dies kann durch die Ablassleitung 17 für Schlamm
und die Ablassleitungen 18 für saubere Flüssig keit
durchgeführt
werden. Die Leitungen werden im Wesentlichen geöffnet, damit die Flüssigkeit
in der Filtervorrichtung aus den Kammern abfließt. Die Schlammablassleitung 17 weist
einen größeren Durchmesser
auf, damit Schlamm, der sich in der Kammer für schmutzige Flüssigkeit
angesammelt hat, entweder abfließen kann oder manuell durch
einen Bediener entfernt werden kann. Wenn die Kammern entleert worden sind,
kann der Bediener die Verkleidungen 300 und 301 auf
der Filtervorrichtung (4)
entfernen, um durch die Kammer 2 für schmutzige Flüssigkeit
Zugang zu den Gitterstützplatten 40 zu
erlangen, auf denen die Filter 41 angebracht sind, die
unabhängig von
der Position der Waschanordnung 110 entfernt werden können. Der
Bediener muss lediglich durch die Kammer 2 für schmutzige
Flüssigkeit
reichen, um die Filter in der Filtervorrichtung auszutauschen. Es ist
keine mühsame
oder komplizierte Vorrichtung zum Drehen der Filteranordnung, wie
beim Stand der Technik vorhanden oder muss demontiert werden, um
das Entfernen der Filter 41 zu ermöglichen.
-
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist
in den 12 und 13 gezeigt. Die Erfindung
weist einen im Wesentlichen ähnlichen
Betrieb und Bauteile auf, besitzt jedoch eine zweite Filter- und
Waschanordnung, die darin eingebaut ist. Bei ihrem Betrieb gelangt
schmutzige Flüssigkeit
in die Filtervorrichtung 600 durch die Einströmleitung 601,
wird getrennt, und fließt
in die Kammern 602A und 602B für schmutzige Flüssigkeit.
Die Filteranordnungen 603A, 603B, 603C und 603D filtern
jeweils Feststoffe und Materialien aus. Das Reinwasser strömt in die
Kammern 604, 604A und 606 für saubere
Flüssigkeit.
Die drei Kammern sind über
eine Transferleitungsanordnung 605 verbunden, wodurch saubere
Flüssigkeit strömt, um zwischen
den Kammern ein Gleichgewicht einzustellen. Das saubere Wasser steigt
dann an und strömt
aus der Filtervorrichtung durch eine Abflussleitung 608.
-
Die Waschanordnung 710 weist
ein ähnliches
Erscheinungsbild und eine ähnliche
Funktion auf, wie sie bei der vorherigen Ausführungsform erläutert wurde,
verwendet jedoch einen einzigen Waschmotor 613, um vier Wascharme 610A bis
D um die hohle Welle 611 zu drehen. Jeder Wascharm 610A bis
D reinigt eine jeweilige Filteranordnung 603A bis D. Die
jeweilige Gestaltung von jedem Wascharm 610A bis D ist ähnlich wie
diejenige der Wascharme 10A bis lOD der vorhergehenden
Ausführungsform.
Ferner ist die Konstruktion der Saug- und Hydraulikpumpenanordnung 650 ähnlich zur Pumpenanordnung,
die bei der vorhergehenden Ausführungsform
gezeigt und beschrieben wurde.
-
Die Kammern 602A und 602B für schmutzige
Flüssigkeit
sind ebenfalls mit Überlaufleitungen 609 versehen.
Sollten die Filter mit ausreichend Feststoffen verstopft werden,
um eine passende Flüssigkeitsströmung zu
verhindern, oder sollte die Leistungsversorgung in dem Spülungssaugsystem
versagen, steigt das Niveau der schmutzigen Flüssigkeit in jeder jeweiligen
Kammer an, bis es Überlaufleitungen 609 erreicht.
Die überschüssige schmutzige Flüssigkeit
strömt
dann aus der Filtervorrichtung durch die Überlaufleitungen 609 an
einen vorgegebenen Ort. Dies verhindert, dass die Filtervorrichtung überfüllt wird,
oder dass die Einströmleitung 601 verstopft.
-
Zum Reinigen oder Entleeren der Filtervorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
ist eine Gruppe von Leitungen vorgesehen. Ein Trio von Ablassleitungen 618 für saubere
Flüssigkeit
ist an den unteren Bereichen der Kammern 604, 604A und 606 für saubere
Flüssigkeit
vorgesehen. Eine derartige Leitung ermöglicht das Entleeren dieser
Kammern. Zusätzlich
sind Schlammablassleitungen 617 an einem unteren Bereich
der Kammern 602A und 602B für schmutzige Flüssigkeit
vorgesehen, um verbleibendes Schmutzwasser abzuführen und gleichzeitig Zugang
zur Kammer vorzusehen, um Schlamm zu entfernen, der sich in ihrem
Boden angesammelt hat.
-
Die Reinigung dieser Vorrichtung
dieser Ausführungsform
findet auf eine im Wesentlichen ähnliche
Weise wie die für
die vorherige Ausführungsform beschriebene
im Hinblick auf die Filteranordnungen 603A bis D statt.
Wenn ein Austauschvorgang erforderlich wird, muss der Bediener zunächst die
Kammern 602A und 602B für schmutzige Flüssigkeit
und die Kammern 604, 604A und 606 für saubere
Flüssigkeit
entleeren. Dies kann durch die Schlammablassleitungen 617 und
die Ablassleitungen 618 für saubere Flüssigkeit
durchgeführt
werden. Die Leitungen werden im Wesentlichen geöffnet, damit die Flüssigkeit
in der Filtervorrichtung aus den Kammern abfließt. Die Schlammablassleitungen 617 weisen
einen größeren Durchmesser
auf, damit in der Kammer für
schmutzige Flüssigkeit
angesammelter Schlamm entweder abfließen kann oder manuell durch
einen Bediener entfernt werden kann. Wenn die Kammern geleert sind,
kann der Bediener die Verkleidungen 800 und 801 auf
der Filtervorrichtung ( 4)
entfernen, um Zugang zu den Gitterstützplatten 40 der Filteranordnungen 603A und 603C,
worauf die Filter 41 angebracht sind, durch die Kammern 602A und 602B für schmutzige Flüssigkeit
zu erlangen. Der Bediener muss lediglich durch die Kammern 602A und 602B für schmutzige
Flüssigkeit
reichen, um die Filter in der Filtervorrichtung auszutauschen.
-
Die beschrieben obige Ausführungsform
beschriebt eine einzige Vorrichtung, die eine einzige Körperschale
aufweist, und ein Paar von Kammern für Schmutzwasser und vier Filteranordnungen
besitzt. Die Gestaltung der ersten Ausführungsform kann jedoch verändert werden,
um eine modulare Gestaltung vorzusehen, wodurch eine Gruppe von derartigen
Filtervorrichtungen Seite an Seite aufgereiht werden kann. Dies
erfordert lediglich das Aufteilen der einströmenden Flüssigkeit, die an der Einströmleitung
ankommt, und das Leiten von ihr in die Einströmleitung für jede Filtervorrichtung. Dies
kann erreicht werden, indem die Hauptleitung in mehrere Zweige aufgeteilt
wird. Zusätzlich
müsste
die saubere Flüssigkeit
aus jeder Ausströmleitung
für jede
Filtervorrichtung gesammelt werden. Dies kann unter Verwendung einer
Leitungsverbindung erreicht werden, bei der mehrere Leitungen zu
einer einzigen Leitung zusammenlaufen. Eine weitere Modifikation
ist es, mechanisch die hohlen Wellen von allen angrenzenden modularen
Filtervorrichtungen zu verbinden. Eine solche Verbindung der hohlen
Wellen kann auf jede für
die Fachleute auf diesem Gebiet bekannte Weise durchgeführt werden.
Somit könnte
die gesamte Reihe der Filtervorrichtungen mit Hilfe eines einzigen
Waschmotors betrieben werden.
-
Eine zusätzliche Ausführungsform
ist es, eine einzige Filteranordnung in der Filtervorrichtung, die
bei der ersten Ausführungsform
beschrieben wurde, zu verwenden. Dies hätte die Wirkungen, dass die
für die
Filtervorrichtung erforderlichen Komponenten verringert werden.
-
Die vorliegende Erfindung wurde im
Einzelnen beschrieben und dargestellt, wobei dient eine derartige
Erklärung
jedoch so verstanden werden soll, dass sie zur Veranschaulichung
und beispielhaft ist, und dass sie nicht als begrenzend angesehen wird.
Die spezielle Reihenfolge der Verfahrensschritte ist nicht unbedingt
zwingend. Statt dessen können die
erfinderischen Schritte in verschiedenen Reihenfolgen durchgeführt werden,
ohne von der hier beschriebenen Erfindung abzuweichen. Der Rahmen der
vorliegenden Erfindung soll lediglich durch die anschließend aufgeführten Ansprüche begrenzt
sein.