DE2426024A1

DE2426024A1 - Rotierendes filter mit automatischer, kontinuierlicher entschlammung fuer fremdstoffe enthaltende fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2426024A1
Application number: DE19742426024
Authority: DE
Inventors: Pierre Feral; Daniel Mantzer
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1973-09-12
Filing date: 1974-05-30
Publication date: 1975-03-20
Also published as: IT1014329B; FR2243010A1; FR2243010B1; BE815101A; GB1469310A; ES426784A1

Description

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den R 2009 - Erb

ESGIE NATIONALE DES USIFES HENAULT 8 - 10 Avenue Emile Zola

92109 Boulogne-Billancourt, Frankreich

Kotierendes Filter mit automatischer, kontinuierlicher Sntschlammung für Fremdstoffe enthaltende Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft ein rotierendes Filter mit automatischer, kontinuierlicher Sntschlammung für Fremdstoffe enthaltende Flüssigkeiten und insbesondere für Schneidflüssigkeiten von Werkzeugmaschinen.

Gewöhnlich werden bei derartigen Filtern die Fremdstoffe enthaltenden Flüssigkeiten axial in eine Filtriertrommel eingebracht, die horizontal angeordnet ist, und durchqueren diese Trommel von innen nach außen, wobei sich die Verunreinigungen auf der Innenfläche des Filters ablagern, die anschließend durch Abstreichen mittels einer Klinge entschlammt wird. Der Hauptnachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß sie unkontinuierlich arbeitet.

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Bei einer besseren Ausführung dieser bekannten Vorrichtungen wird die Filtrierfläche bei sich drehender Trommel von außen durch eine Druckflüssigkeits-Zufuhreinrichtung bespült, die mit besonderen Düsen versehen ist. Die Verunreinigungen, die in der ihrer Ablagerung entgegengesetzten Richtung von diesem Flüssigkeitsstrom aufgenommen werden, werden in einem Trichter gesammelt, der sich im Inneren der Trommel befindet, und werden in dieser Flüssigkeit in Suspension über die Achse der Vorrichtung abgeführt. Diese Vorrichtung gestattet die Entschlammung des Filters kontinuierlich während der Betriebszeiten. Sie besitzt jedoch den Nachteil, daß sie eine Zufuhr von Flüssigkeit von außen erfordert, die entweder am Ausgang des rotierenden Filters als verloren betrachtet werden muß oder ihrerseits gefiltert werden muß, bevor sie in das Filter zurückgeleitet werden kann, wodurch in beiden Fällen die Betriebskosten der Vorrichtung erhöht werden. Zur Verringerung der Betriebskosten kann die Verwendung von Wasser als Entschlammungsflüssigkeit in Erwägung gezogen werden. Hierbei kann es jedoch im Inneren des Filters möglicherweise zu einer Mischung des Wassers mit der zur filtrierenden Flüssigkeit kommen, was die Eigenschaften dieser Flüssigkeit beeinträchtigen kann. Im Falle von umfangreichen oder schädlichen Verschmutzungen hat es sich ferner trotzdem als erforderlich herausgestellt, dieses Wasser vor seiner Abfuhr in die Natur zu filtrieren oder zu reinigen, damit es keine Verschmutzung verursacht.

Das rotierende Filter mit automatischer, kontinuierlicher Entschlammung für Fremdstoffe enthaltende Flüssigkeiten gemäß der Erfindung besteht aus einer sich ständig drehenden Filtriertrommel, bei der eine der beiden durch Stege miteinander verbundenen Abschluß-

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wangen eine zentrale Eintrittsöffnung für die Fremdstoff e enthaltenden Flüssigkeiten besitzt und deren zylindrische Fläche aus einem Filtriersieb besteht, das von innen nach außen von den zu filtrierenden Flüssigkeiten durchquert wird und auf dessen Innenfläche sich die Verunreinigungen ablagern, und von außen durch eine mit geeigneten Düsen versehene Druckflüssigkeits-Zufuhreinrichtung bespült wird, die schräg über dem oberen aufsteigenden Sektor des Filtriersiebes etwa in Höhe der Winkelhalbierenden Ebene eines feststehenden Trichters angeordnet ist, der im Inneren der Filtriertrommel angeordnet ist und zum Auffangen der Verschlammungsrückstände dient, die in den Trichter durch Schwerkraft und durch Einwirkung des Druckes der Flüssigkeit der Entschiammungseinrichtung fallen.

Erfindungsgemäß sind die die Wangen der Filtriertrommel miteinander verbindenden Stege radial in Nähe der Innenfläche des Filtriersiebes gelegen und bilden Räumer, die die Mitnahme der das Filter verschlammenden Produkte über den Trichter erleichtern. Die der Gegenstromeinrichtung gelieferte Flüssigkeit ist zurückgeleitete filtrierte Flüssigkeit und die Entschlammungsrückstände werden von einer zur Trommel koaxialen Förderschnecke in Form einer archimedischen Schnecke aufgenommen, die durch die Trommel in Drehung versetzt wird und im unteren Teil des Trichters sitzt, dessen Boden zu diesem Zweck ausgebildet ist. Die der Trommel und der Förderschnecke gemeinsame Achse ist gegen die Horizontale leicht geneigt und steigt in der Richtung der Erzeugung der Spirale der Schnecke an, so daß durch diesen Höhenunterschied nur die Entschlammungsrückstände nach außen abgeführt werden, während die Flüssigkeiten, die bei dem durch die Schnecke erzeugten Rührvorgang abgetrennt werden, durch die Neigung in das Innere der Trommel fließen, um nach Filtrierung wieder benutzt zu werden.

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Bei einer abgewandelten Ausführungsform, die zum Filtrieren von Flüssigkeiten, die öle in Suspension enthalten, dienen, ist eine Entölungsscheibe aus Kunststoff, die mit ihrem unteren Teil in die gefilterte Flüssigkeit eintaucht, an der Außenfläche mindestens einer der Wangen der Filtriertrommel angebracht, um die filtrierten öle durch Oberflächenspannung zu sammeln, wobei diese öle anschließend zu dem oberen Teil der Scheibe durch Sinnen airuckgeleitet werden, die mit Räumern versehen sind, die jede Seitenfläche der Scheibe bestreichen.

Das erfindungsgemäße rotierende Filter gestattet somit mit einfachen Mitteln und infolgedessen unter niedrigen Herstellungs- und Betriebskosten die kontinuierliche Durchführung der Entschlammung und Abfuhr der Verunreinigungen während der Filtrierung der Fremdstoffe enthaltenden Flüssigkeiten. Diese Gleichzeitigkeit des kontinuierlichen Betriebs verursacht keinerlei Totzeit in der tatsächlichen Betriebszeit des Filters, was, verbunden mit der Tatsache, daß die Flüssigkeit, mit der das Filtriersieb im Gegenstrom gewaschen wird, aus einem Teil der filtrierten Flüssigkeit, die zurückgeleitet und anschließend wieder verwendet wird, besteht, ohne daß nach der Benutzung verlorene Flüssigkeit von außen zugeführt wird, eine zusätzliche Senkung der Betriebskosten dieser Vorrichtung gestattet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines rotierenden Filters mit automatischer, kontinuierlicher Entschlaramung für Fremdstoffe enthaltende Flüssigkeiten, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser Zeichnung zeigen:

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Fig. Λ eine Ansicht eines erfindungsgemäßen rotierenden Filters, wobei Teile nach der Linie I-I von Fig.2 geschnitten sind,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II von Fig.1 und

Fig. 3 eine axiale Ansüit gemäß der Linie IEI-III von Fig.1.

Die in diesen Figuren gezeigte Filtriertrommel besitzt zwei kreisförmige Wangen 1 und 2, deren Umfang eine innere Stufe aufweist, die von einem zur Ebene der Wange rechtwinkligen Schenkel 3 und einem zur Ebene dieser Wange parallelen Schenkel 4- gebildet wird. Die Wangen 1 und 2 sind durch Stege 5 niit rechteckigem Querschnitt miteinander verbunden, die an der Innenfläche der Wangen 1 und 2 und der Schenkel 3 dieser Wangen anliegend durch Schrauben 6 blockiert sind, die in die Enden der Stege 5 eingeschraubt sind. Die Filtrierfläche besteht aus einem zylindrischen Sieb 7, das an seinen Enden durch eine Armierung 8 in Form eines an dem Sieb befestigten Reifs versteift ist. Das Sieb 7 kann zwischen den Wangen Λ und 2 über den Umfang mittels elastischen Halteringen 9 gespannt gehalten werden, die dadurch, daß sie sich zusammenziehen, zwischen dLe Schenkeln 4- jeder Wange und die Armierung 8 des Siebs auf die in Fig. 1 gezeigte Weise eintreten. Das Sieb 7 wird hierbei aus einer ebenen Fläche gebildet, die um die Wangen 1 und 2 gerollt wird und deren Enden beispielsweise durch einen Reißverschluß miteinander verbunden werden, so daß das Sieb im Falle des Verschleißes oder einer Beschädigung leicht ausgetauscht werden kann. Das Sieb 7 kann auch an seinem Umfang an den Wangen 1 und 2 mittels Befestigungsklammern oder durch andere nicht dargestellte Einrichtungen befestigt werden..

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Das Gefüge der Maschen des Siebes 7 nmß natürlich an den gewünschten Filtergrad angepaßt sein. Wenn dieses G-efüge nämlich zu weit ist, wird die Flüssigkeit nur unvollkommen gefiltert, wenn das Gefüge dagegen zu eng ist, neigt das Filter zu einer zu schnellen Verschlammung und geht ein großer Teil der durch die Erfindung erreichten Vorteile verloren.

Die Filtriertrommel wird durch einen Elektromotor 10, der mit einem Untersetzungsgetriebe 11 versehen ist, in Drehung versetzt. Diese beiden Organe werden von einer Konsole 12 getragen, die ihrerseits durch Schrauben an Trägern 13 befestigt ist, die mit dem Behälter des Filters (nicht dargestellt) fest verbunden sind. Die Bewegung wird durch eine außerhalb des Behälters befindliche Kette 14 übertragen, die ein an der Austrittswelie des Untersetzungsgetriebes 11 befestigtes Zahnrad/mit einem zweiten Zahnrad 16 verbindet, das eine zylindrische Muffe 17 besitzt, die mit ihrem den Antriebszähnen entgegengesetzten Ende an der Wange 2 der Filtriertrommel durch Verschweißen oder auf andere Weise befestigt ist. Zu diesem Zweck besitzt die Wage 2 eine zentrale Aussparung mit abgewinkelten Rändern 18.

Die Muffe 17 ci.es Zahnrades 16 bildet ein radiales und axiales Lager für die Filtriertrommel. Sie besitzt nämlich eine zentrale Bohrung 19 ohne Schulter, mittels welcher sie sich auf dem Außenumfang eines Sohrs 21 dreht, wobei Reibungsringe 20 dazwischengesetzt sind. Das Rohr 21 ist bezüglich geradliniger Verschiebung fest angebracht, ist bezüglich Drehung durch Bügel 22 an der unteren Fläche der Konsole 12 blockiert und durchquert axial die Filtriertrommel. Eines der Enden des Rohrs 21 befindet sich unter der Konsole 12, also außerhalb der Filtriertrommel, und das andere Ende befindet sich im Inneren der Filtriertrommel in Nähe

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der Wange 1.

Das Zahnrad 16 und seine Muffe 17 und damit die Filtriertrommel sind bezüglich axialer Verschiebung blockiert, und zwar auf der Seite der Filtriertrommel durch einen Hing 23, der durch Verschweißen oder auf andere Weise an dem Außenumfang des Eohrs 21 angebracht ist und ferner ein Element zur Abdichtung der Achse der Filtriertrommel bildet, und auf der Seite des Betriebes durch eine äußere Achsensicherung 24, die in einer äußeren Nut des Rohrs 21 sitzt, wobei eine Reibungsscheibe 25 zwischen die Seitenfläche des Zahnrades 16 und die Achsensicherung 24 eingesetzt ist. Auf diese Weise erhält man ein äußerst einfaches Lager, das jedoch angesichts der niedrigen Drehgeschwindigkeit

vollkommen
der Einheit/ausreichende Qualitäten besitzt.

Der im Inneren der Filtriertrommel gelegene Teil des Rohrs 21 besitzt im wesentlichen auf seiner ganzen Länge einen ausgesparten Sektor 26, der sich gegenüber dem oberen aufsteigenden Sektor 27 des Siebs 7 befindet und dessen Winkelöffnung im wesentlichen der dieses Sektors 27 entspricht (die Drehrichtung der Filtri'ertrommel ist mit dem Pfeil F von Fig. 2 dargestellt· Ein Trichter 28, der sich ebenfalls im Inneren der Filtriertrommel gegenüber dem oberen aufsteigenden Sektor 27 des Siebs 7 befindet, schließt mit seiner Basis in Höhe des ausgesparten Sektors 26 an das Rohr 21 an, so daß das Rohr 21 den Boden dieses Trichters 28 bildet. Die Seitenflächen dieses Trichters 28 bilden

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einen gegen die Vertikale geneigten Sektor, so daß sie mit ihrem unteren Teil an den ausgesparten Sektor 26 des itohrs 21 anschließen und mit ihrem oberen Teil in Form eines Kreisbogens beinahe mit der Innenfläche der Wagen 1 und 2 bündig sind, wobei der Radius dieses Kreisbogens so bestimmt ist, daß er einen maximalen Wert hat, ohne daß diese Flächen jedoch mit der Innenfläche der Stege 5, die auch Räumer bilden, in Kontakt treten.

Die Breite der Längsflächen 29 und 30 dieses Trichters 28, die ebenfalls einen öffnungswinkel, der

cht im wesentlichen dem des Sektors 27 des Siebs ψ, 6XXd"en, ist in Abhängigkeit von dem Radius des Kreisbogens am oberen Ende der Seitenflächen des Trichters bestimmt. Dadurch, daß der Trichter 28 an das Rohr 21 angeschlossen ist, das durch die Bügel 22 bezüglich Drehung blockiert ist, ist der Trichter 28 im Inneren der rotierenden Trommel unbeweglich. Die Stellung des Trichters und die Neigung seiner Wände ermöglichen es, daß ein Maximum an Verschlammungsrückständen aufgefangen werden kann.

Die Außenfläche des Siebes 7 wird durch eine Druckflüssigkeits-Zufuhreinrichtung 31 bespült, die mit geeigneten Düsen versehen ist und schräg über dem Sektor

27 etwa in Höhe der Winkelhalbierenden Ebene des Trichters

28 angeordnet ist. Diese Zufuhreinrichtung 31 wird mit gefilterter Flüssigkeit gespeist, die dem unter der Filtriertrommel befindlichen Behälter entnommen wird, die also in einem nicht dargestellten Kreis zurückgeleitet wird, und zwar ohne äußere Flüssigkeitszufuhr.

Im Inneren des Rohrs 21 ist eine Förderschnecke 32 vorgesehen, deren Länge etwa gleich der des Rohrs ist. Diese Förderschnecke 32 wird direkt durch die

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Filtriertrommel in Drehung versetzt, und zwar über einen Halter 33j der einerseits an der Wange 1 und andererseits hinsichtlich Drehung und axialer Verschiebung an der Achse 3^ der Förderschnecke 32 durch eine beliebige Befestigungseinrichtung (nicht dargestellt) befestigt ist. Die Achse 34- der Förderschnecke 32 ist deshalb über dem Halter 33 mit der Wange 1 der Filtriertrommel fest verbunden, weil diese Wange 1 eine kreisförmige zentrale Öffnung 35 mit großem Durchmesser besitzt, durch welche die zu filtrierenden, Fremdstoffe enthaltenden Flüssigkeiten in die Trommel eingeführt werden.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Fremdstoffe enthaltenden Flüssigkeiten werden über die Öffnung 35 der Wange 1 in die rotierende Trommel eingeführt.

Sie durchqueren das Sieb 7 von innen nach außen, wobei sich die Verunreinigungen auf der Innenfläche des Siebs ablagern. Die Stege 5» die Räumer bilden, nehmen diese Verunreinigungen periodisch bis in die Höhe des Trichters 28 mit, inden sie durch Schwerkraft und durch die Einwirkung des Druckes der Flüssigkeit der Zuführeinrichtung 31 fallen, wodurch die Verunreinigungen, die sich in den Maschen des Siebes 7 ansetzen und dieses dadurch verstopfen können, im Gegenstrom entfernt werden. Die Achse der Vorrichtung ist bei normaler Benutzung gegen die Horizontale leicht geneigt, obwohl dies in den Figuren nicht erkennbar ist, und steigt in Richtung der Erzeugung der Schnecke der archimedischen Schraube 32 nach oben. Die Verunreinigungen, die in den Boden des Trichters 28 fallen,

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werden also durch die Förderschnecke zu dem höher gelegenen Ende 36 des Rohrs 21 mitgenommen, das sich unter der Konsole 12 befindet, und werden somit aus dem rotierenden Filter herausbefördert, während die zum Waschen des Siebes durch Gegenstrom benutzte Flüssigkeit sowie die Flüssigkeiten, die bei dem durch die Förderschnecke 32 bewirkten Rührvorgang abgetrennt werden, infolge der Neigung zu demtiefer gelegenen Ende

37 des Rohrs 21, das sich im Inneren der Filtriertrommel in Nähe der Wange 1 befindet, fließen und in die Trommel fallen, wo sie wieder filtriert werden. Auf diese Weise erreicht man einen minimalen Flüssigkeit sverlust.

Wenn die zu filtrierenden, Fremdstoffe enthaltenden Flüssigkeiten Öle in Suspension enthalten, so ist an der Filtriertrommel eine Entolungsscheibe

38 aus Kunststoff befestigt, die mit ihrem unteren Teil in die filtrierte Flüssigkeit eintaucht. Und zwar ist diese Entolungsscheibe durch die Befestigungsschrauben 6 der Stege 5 an der Außenfläche der Wange 2 befestigt. Diese Entolungsscheibe sammelt die filtrierten und gegebenenfalls mit einer Lauge behandelten öle durch Oberflächenspannung auf. Die Öle werden anschließend im oberen Teil dieser Scheibe 28 durch Rinnen 39 aufgefangen, die Abstreifer 40 besitzen, die jede Seitenfläche der Scheibe 38 bestreichen (Fig.1 und 3). Im Fall von Flüssigkeiten, die viel öl enthalten, kann auch jeder Wange der Filtriertrommel eine Entolungsscheibe beigegeben werden.

Das erfindungsgemäße rotierende Filter gestattet automatisch und kontinuierlich die Entschlammung seiner Filtrierfläche sowie die Abfuhr der Verunreinigungen

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während des Filterns der Fremdstoffe enthaltenden Flüssigkeiten, die es reinigen soll, und zwar unter minimalen Herstellungs-und Betriebskosten und mit maximaler Zuverlässigkeit. Obwohl es ursprünglich zum Filtern von Schneidflüssigkeiten von Werkzeugmaschinen vorgesehen war, ist es auch auf alle anderen zu filtrierenden Flüssigkeiten, beispielsweise auf Abwasser von industriellen Waschmaschinen, anwendbar.

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Claims

Patentansprüche

Rotierendes Filter mit automatischer und tinuierlicher Entschlammung für Fremdstoffe enthaltende Flüssigkeiten, bestehend aus einer ständig in Drehung versetzten Filtriertrommel, von der eine der beiden durch Stege miteinander verbundenen Abschlußwangen eine zentrale Eintrittsöffnung für die Fremdstoffe enthaltenden Flüssigkeiten besitzt und deren zylindrische Fläche aus einem Filtriersieb besteht, das von den zu filtrierenden Flüssigkeiten von innen nach außen durchquert wird und an dessen Innenfläche sich die Verunreinigungen ablagern, und die von außen durch eine Druckflüssigkeitszufuhreinrichtung bespült wird, die mit geeigneten Düsen versehen ist und schräg über dem oberen aufsteigenden Sektor des Filtriersiebs etwa in Höhe der Winkelhalbierenden Ebene eines feststehenden Trichters angeordnet ist, der sich im Inneren der Filtriertrommel befindet und zum Auffangen der Verschlammungsrückstände dient, die durch Schwerkraft und unter der Einwirkung des Druckes der Flüssigkeit der zur Entschlammung dienenden Druckflüssigkeit-Zufuhreinrichtung in den Trichter fallen, wo sie durch eine in Drehung versetzte, koaxiale Förderschnecke aufgenommen werden, die sich im unteren Teil des Trichters befindet, dessen Boden zu diesem Zweck ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Förderschnecke mit einer der Wangen der Trommel über mindestens einen radialen Arm fest verbunden ist, der die zentrale Eintrittsöffnung für die Fremdstoffe enthaltende Flüssigkeit durchquert.

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2. Rotierendes Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entolungsscheibe aus geeignetem Kunststoff zum Auffangen der filtrierten Öle durch Oberflächenspannung, die mit ihrem unteren T_eil in die filtrierte Flüssigkeit taucht, an der Außenfläche mindestens einer der Wangen der Filtriertrommel angebracht ist und mit feststehenden Rinnen zusammenarbeitet, die am oberen Teil angeordnet sind und mit Abstreifern versehen sind, die jede Seitenfläche der Scheibe bestreichen, so daß die Öle aufgefangen werden.

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