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Scheibendrehfilter Die Erfindung betrifft ein Scheibendrehfilter,
dessen Filterelemente von äußeren Zylindermantelflächen und in axialer Richtung
zu diesen versetzt angeordneten inneren Zylindermantelflächen begrenzt sind, und
mit in der Hohlwelle vorgesehenem Einlauf und sich daran anschließendem trommelförmigem
Hohlraum zur Aufnahme der Trübe, der mit dem Inneren der sektorförmig unterteilten
Filterelemente in Verbindung steht.
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Die bekannten Scheibendrehfilter dieser Art weisen nur relativ wenige
sektorförmige Filterelemente, beispielsweise sechs, in jeder Filterscheibe auf.
Die in einzelnen, die Filtersektoren voneinander trennenden, sich senkrecht von
einer Filterscheibe zur nächsten erstreckenden Zellenwände sind dabei im Querschnitt
gesehen zum Mittelpunkt des Scheibendrehfilters gerichtet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Durchsatz der eingangs
bezeichneten Scheibendrehfilter bedeutend zu vergrößern. Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen zwei parallelen Filterscheiben mehrere jeweils
im gleichen Abstand voneinander angeordnete einzelne Filtersektoren bildende Zellenwände
gegenüber der radialen Richtung um einen solchen Winkel geneigt sind, daß jede einzelne
Wand während der Drehung der Filterflächen und beim Auftauchen über dem inneren
Flüssigkeitsspiegel, der über der horizontalen Mittelachse des Filters liegt, in
annähernd waagerechter Lage aus dem Spiegel der zu filtrierenden Flüssigkeit heraustritt,
wobei Aussparungen an den Außenkanten der Zellenwände am Außenmantel der Trommel
vorgesehen sind.
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Mit dieser Ausgestaltung des Scheibendrehfllters sind günstige Strömungsverhältnisse
verbunden, so daß die Durchsatzleistung beträchtlich erhöht werden kann. Insbesondere
ist es möglich, den Spiegel der zu filtrierenden Trübe bedeutend höher als bei den
herkömmlichen Scheibendrehfiltern anzuordnen, der Flüssigkeitsspiegel kann bedeutend
über der waagerechten Durchmesserlage liegen. Beim Austritt der einzelnen Filtersektoren
aus dem Spiegel der zu filtrierenden Trübe kann die von ihnen angehobene Flüssigkeitsmenge
vollständig und in relativ kurzer Zeit durch die Öffnungen in die nächst untere
Zelle entweichen.
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Beim erneuten Eintritt der Zelle in den Flüssigkeitsspiegel kann
die in ihrem Hohlraum befindliche Luft ungehindert durch die gleiche Öffnung am
Außenzylinder entweichen, so daß sich die Zelle vollständig mit der zu filtrierenden
Trübe füllen kann.
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Ohne Aussparungen der Zellwand für das Entlüften
der Zellen erfolgt
das Entweichen der Luft durch die Filterwände derart langsam, daß beim Eintauchen
in die Flüssigkeit keine genügende Entlüftung der Zelle möglich ist und daher ein
Teil der Filterfläche unbenutzbar bleibt.
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Vor dem Aufbau einer Filterschicht auf dem Filtriersieb besteht die
Gefahr, daß Fasern oder Verunreinigungen durch das Sieb hindurchtreten. Die damit
verbundenen Nachteile lassen sich dadurch beseitigen, daß an einer Stelle des Trommelmantels
feststehende, dem Filtersieb dichtend anliegende Ableitwände in die Zwischenräume
zwischen den Scheiben hineinragen und das erste Filtrat in eine Sammelrinne leiten.
Diese Rinne kann mittels einer Rücklaufleitung od. dgl. mit der Einlaufstelle für
die unfiltrierte Flüssigkeit in Verbindung stehen, so daß das erste Filtrat zwecks
erneuter Filtrierung zurückgeleitet wird. Dem Prinzip nach ist diese Anordnung jedoch
bereits bekannt.
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In an sich bekannter Weise ist eine in Richtung der hohlen Trommelwelle
axial verlaufende Rinne für den Rückstand angeordnet, deren Seitenwände über den
größten Flüssigkeitsspiegel in der Trommel hinausragen. In bekannter Weise sind
ferner oberhalb der Rückstandsrinne in den Zwischenräumen zwischen den Filterscheiben
Spritzrohre zum Bespritzen der Filtersiebe angeordnet, um den Ablauf des Rückstandes
in die Rückstandsrinne zu erleichtern. Nach
einem weiteren vorteilhaften
Merkmal ist in der Filtertrommel zwischen der Rückstandrinne und den Ableitwänden
ein zu den Zellen hin offenes Rohr für die Zufuhr von filterbildenden Stoffen, beispielsweise
in Form von aufgeschwemmten gröberen Fasern, angeordnet. Durch diese Vorrichtung
soll in an sich bekannter Weise auf dem Filter eine Filterschicht angeschwemmt werden,
die auch feinere Teilchen der zu filtrierenden Flüssigkeit zurückzuhalten vermag.
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Weitere Merkmale der Erfindung und dadurch erzielte Vorteile ergeben
sich aus der Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.
Es zeigt Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Scheibendrehfilters, Fig. 2 einen im Seitenriß dargestellten Querschnitt dazu und
Fig. 3 eine Einzelheit im Schnitt nach der Linie 111-111 in Fig. 2.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Behälter für filtrierte Flüssigkeit,
2 einen Zufuhrkasten für unfiltrierte Flüssigkeit und 3 eine im Behälter angeordnete
Filtertrommel. Der Zufuhrkasten 2 hat unten einen Einlaß 4 für unfiltrierte Flüssigkeit
und oben einen seitlichen Stutzen 5, der sich zwecks Zufuhr von unfiltrierter Flüssigkeit
in das Trommelinnere axial durch die eine Stirnwand der Trommel erstreckt. Im Zufuhrkasten
ist eine Zwischenwand 6 angeordnet, deren obere Kante einen Überlauf zur Aufrechterhaltung
eines Flüssigkeitsspiegels 7 im Stutzen 5 und in der Trommel bildet. Flüssigkeit,
die über den Überlauf strömt, wird in der Abteilung 6' des Zufuhrkastens gesammelt
und kann von dort zum Einlaß 4 zurückgeleitet werden.
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Die die scheibenförmigen Filterelemente tragende Trommel 3 ist an
einer Stinwand mit Hilfe eines Lagers 8 auf dem durch den Behälter und diese Stimwand
der Trommel ragenden Stutzen 5 gelagert.
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An der anderen Stirnseite ist die Trommel mit einem hohlen Zapfen
9 versehen, der in einem Lager 10 gelagert ist, das auf einer Konsole 11 auf der
Außenseite des Behälters befestigt ist. Eine Stopfbuchse 12 dichtet an der Durchgangsstelle
des Zapfens 9 durch die Wand des Behälters 1 ab. Auf dem Zapfen 9 sitzt ein Kettenrad,
eine Riemen'scheibe od. dgl. 14, die in nicht dargestellter Weise von einem elektrischen
Motor über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben wird.
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Das Filtersieb der Trommel 3 hat die Form von ringförmigen, parallelen
Scheiben, die sich in einem Abstand voneinander von der Hohlwelle der Trommel radial
nach außen erstrecken. Jede Scheibe besteht aus zwei ringförmigen Siebteilen 15,
16, die am Umfang der Trommel durch einen Mantel 17 miteinander verbunden sind und
zwischen denen ein zur Trommelwelle hin offener, ringförmiger Filterraum 18 gebildet
wird. Jeder dieser Filterräume 18 ist mittels von der Trommelwelle nach außen gehender
Wände 19 (F i g. 2) in Zellen 20 unterteilt. Die Zellenwände 19 sind nicht radial
gerichtet, sondern erstrecken sich derart schräg nach außen vom Umfang der Trommelwelle,
daß ihre äußeren Kanten in der Umlaufrichtung 21 hinter den inneren Kanten liegen.
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Die Zellenwände 19 haben an ihren Außenkanten Aussparungen in Form
von Löchern 22, durch welche die verschiedenen Zellen miteinander in Verbindung
stehen. Dadurch wird verhindert, daß Luft
zu lange in einer Zelle verbleibt, die
bei der Drehung der Trommel gerade in die Flüssigkeit eintaucht. Die Luft kann nämlich
nur sehr langsam durch das eigentliche Filtersieb abziehen, besonders wenn dieses
dicht ist. Dagegen kann die Luft infolge der Aussparungen 22 von der Zelle, die
eben gefüllt wird, verhältnismäßig schnell in die nächste Zelle oder die übernächste
Zelle strömen.
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In einem über dem Behälter angeordneten, mit strichpunktierten Linien
angedeuteten Deckel 23 erstreckt sich ein Rohr 24 parallel zur Drehachse der Trommel.
Vom Rohr 24 zweigt ein Spritzrohr 25 zu jedem Zwischenraum zwischen den Siebscheiben
ab.
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Diese Spritzrohre sind mit Löchern versehen, die eine Bespritzung
der Siebteile 15 und 16 schräg von außen nach innen gestatten. Das Spritzwasser
wird durch ein Ventil 26 dem Rohr 24 unter Druck zugeleitet. Durch Bespritzung der
Siebteile 15, 16 wird auf der Innenseite derselben angesammelter Rückstand in die
Zellen zurückgespült und gelangt den Zellwänden entlang nach unten in eine Rückstandrinne27,
die oben eine verhältnismäßig weite Öffnung hat und sich axial durch die Trommel
erstreckt.
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Der Boden 28 der Rinne ist zu einem an die Rinne angeschlossenen Ablaufrohr
29 geneigt, das sich durch den hohlen Wellenzapfen 9 der Trommel nach außen erstreckt,
so daß der Rückstand leicht abgeleitet werden kann. Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich,
liegt der obere Rand der Rückstandrinne etwas oberhalb des höchsten Flüssigkeitsspiegels
7 in der Trommel.
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Bisweilen ist es erwünscht, der unfiltrierten Flüssigkeit als Filterhilfsmittel
gröbere Fasern beizugeben.
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Zu diesem Zweck kann eine Suspension gröberer Fasern durch eine Rohrleitung
30 in ein Düsenrohr 31 geleitet werden, das eine im wesentlichen über die gesamte
Länge der Trommel sich erstreckende Düsenöffnung 32 hat. Wie aus F i g. 2 ersichtlich,
liegt das Rohr 31 zweckmäßig neben der Rückstandrinne.
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Bevor sich eine Filterschicht auf dem Filtersieb aufgebaut hat, besteht
die Gefahr, daß Fasern oder Verunreinigungen durch das Sieb hindurchgehen.
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Um die dadurch bedingten Nachteile zu vermeiden, kann man das erste
Filtrat zur ungefilterten Flüssigkeit zurückströmen lassen. Eine dazu geeignete
Vorrichtung ist in F i g. 2 und 3 dargestellt. Sie besteht aus einer Ablaufwand
33, die im wesentlichen die Form eines Kamms hat, dessen Zähne33' sich schräg nach
innen in den Zwischenraum zwischen den Filterscheiben auf der Auslaufseite der Filtersiebe
15, 16 erstrecken. Die Ablaufwand 33, die sich etwas unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
7 auf der Seite der Filtertrommel befindet, die sich bei der Drehung in die Flüssigkeit
hinabbewegt, erstreckt sich vom inneren Umfang der Trommel schräg nach unten zu
einer mit einem Ablaufrohr 35 versehenen Sammelrinne 34. Das Ablaufrohr 35 steht
über eine Leistung 36 in Verbindung mit einer Pumpe 37, die das gesammelte Filtrat
über eine Leitung 38 in die unflltrierte Flüssigkeit zurückleiten kann. Die Zähne
33' der Ablaufwand 33 können an ihren Kanten mit Dichtlippen39 aus Gummi oder einem
anderen elastischen Material versehen sein, die am Filtriersieb dichtend gleiten.
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Die Wand 40 auf der Ablaufseite des Behälters bildet einen Überlauf
für das Filtrat. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, liegt der Überlaufspiegel 41 in einem
gewissen
Abstand unter dem Flüssigkeitsspiegel 7 in der Trommel,
so daß das erforderliche Druckgefälle zwischen der Innenseite der Trommel und dem
Behälter gebildet wird. Der Auslauf des Filtrats ist mit 42 bezeichnet.
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Beim Umlauf des Filters im Sinne des Pfeiles 21 in F i g. 2 tauchen
die Zellen der Reihe nach in die Flüssigkeit ein, wobei ihre inneren Teile zuerst
in die Flüssigkeit gelangen. In F i g. 2 sind zwei Zellen a und b gerade im Begriff,
in die Flüssigkeit einzutauchen. Dabei wird die Luft verdrängt und kann aus den
Zellen durch die Öffnungen 22 am äußeren Umfang der Trommel abströmen. Die Flüssigkeit
strömt vom Hohlraum der Filtertrommel 18 durch die Siebteile 15, 16 zwischen den
Flüssigkeitsspiegeln 7 und 41 nach außen, wobei in der ungefilterten Flüssigkeit
vorhandene Verunreinigungen und Fasern sich an der Innenseite des Filtriersiebes
ablagen Das zuerst ablaufende Filtrat wird mittels der Ablaufwand 33 in die Sammelrinne
34 geleitet und in beschriebener Weise der ungefilterten Flüssigkeit zwecks erneuter
Filtration zugeleitet. Wenn eine Zelle von der einen zur anderen Seite der Trommel
durch die Flüssigkeit gelaufen ist und aus der Flüssigkeit herausbewegt wurde, geht
sie an den Spritzrohren 25 vorbei und wird an den Filtersiebteilen bespritzt, so
daß der Rückstand in die Rückstandrinne hinabgespült und durch das Rohr 29 abgeführt
wird. Eine Zelle c auf der linken Seite in F i g. 2 ist gerade im Begriff, aus der
ungefilterten Flüssigkeit herauszutreten. Die untere Zellenwand 19' ist dabei etwas
nach außen zur Öffnung 22 hin geneigt, durch welche diese Zelle mit der darunterliegenden
Zelle in Verbindung steht. Infolge dieser Neigung der nach hinten gerichteten Zellenwand
rinnt die unfiltrierte Flüssigkeit zur Öffnung 22 hin, die dabei als Überlauf dient.
Die Flüssigkeit kann daher bei der Aufwärtsbewegung der Zelle verhältnismäßig schnell
aus dieser ausströmen, und zwar schneller als es die Durchlässigkeit des Filtersiebes
an dieser Stelle ermöglicht.
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Für die Merkmale der Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit
dem Hauptanspruch Schutz begehrt.