DE3016750A1

DE3016750A1 - Umlaufbandfiltervorrichtung

Info

Publication number: DE3016750A1
Application number: DE19803016750
Authority: DE
Inventors: Gene Hirs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1980-04-30
Publication date: 1980-12-18
Also published as: JPS55165118A; CA1142451A; US4242205A

Description

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik

Zum Filtrieren von Flüssigkeit, wie für zerspanende Bearbeitungen verwendete Kühlmittel, werden verschiedene Arten bekannter FiI-tervorrichtungen verwendet. Ein weithin verwendeter Systemtyp ist der Umlaufbandfilter, der automatisierbar ist und die Verwendung einer Vielzahl von Filtermitteln gestattet. Das Filtermittel kann in Form einer verbrauchbaren Rolle aus Cellulose- und/oder Kunststoffmaterial oder als Permanentfilter in Form eines endlosen Bandes (einer Bandschleife) vorliegen, das am Schmutzaustragspunkt durch Abblasen mittels Luft oder Waschköpfe gereinigt wird. Dieses Permanentfiltermittel besteht vorzugsweise aus einem Quadratmaschengewebe aus Mono-Filament-Polymerisatmaterial.

Zum Filtrieren von Kühlmittel wird als System meist ein diskontinuierlich arbeitender Umlaufbandfilter mit entweder einem permanenten oder verbrauchbaren Filtermittel verwendet. Ein verbrauchbares Filtermittel wird im allgemeinen auf einem verhältnismäßig groben endlosen Lochband transportiert, das selbst nicht als Filter wirkt. Der Aufbau von Schlamm auf diesem Typ von Filter bildet einen Filterkuchen von 3 bis 50 mm Höhe, der seinerseits als Feinfilter wirkt, welches den Schmutz zurückhält, wenn die Flüssigkeit in die Tiefe des Filterkuchens eindringt. Jedoch führt die Ansammlung des Filterkuchens zu einer Erhöhung des Widerstands gegenüber dem Flüssigkeitsdurchfluß durch das Filter-•mittel, und der daraus folgende Druckunterschied zwischen der sauberen und schmutzigen Seite des Filtermittels kann 0,035 bis 1,40 kg/cm betragen. Wenn ein vorgegebener Druckabfall durch das Steuersystem festgestellt wird, wird der Flüssigkeitsfluß durch den Filter unterbrochen, und das Filtermittel wird weitertransportiert. Während dieses Transports und der Reinigung des Filtermittels wird der Fluß von gefilterter Flüssigkeit von einem großen Vorratsbehälter für saubere Flüssigkeit oder einfach durch umgeleitetes schmutziges Kühlmittel aufrechterhalten.

Wenn die Filtervorrichtung in Form eines Filterkastens konstruiert ist, der in einem Tank der zu filtrierenden Flüssigkeit unterge- ■ taucht ist, wobei man die Flüssigkeit durch das Filtermittel,mittels

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der Druckdifferenz über das Filtermittel·hinweg in eine Öffnung im Filterkasten fließen läßt, ist ein wesentlicher Faktor für die Wirksamkeit des Filtervorgangs die Wirksamkeit der Abdichtung zwischen dem Filtermittel und der Oberfläche des Filterkastens. Besonders bei der Ansammlung des Filterkuchens auf dem Filtermittel und dem daraus folgenden höheren Durchflußwiderstand setzt jeder Leckweg, durch den schmutzige Flüssigkeit das Filter umgehen kann, indem sie um die Kanten des Filtermittels herum statt durch dieses hindurch in den Filterkasten eintritt, den Wirkungsgrad der Filtration wesentlich herab.

Dieses Abdichtungsproblem ist noch größer, wenn der Filter zum Filtrieren von Kühlmittel für zerspanende Bearbeitung bestimmt ist, wobei der sich normalerweise auf dem Filtermittel ansammelnde Schlamm aus der Filtervorrichtung herausbefördert werden muß. Da der Filterkasten in der schmutzigen Flüssigkeit untergetaucht ist, muß das Filtermittel auf einer Rampe, die sich vom Filterkasten bis auf eine Höhe über dem Flüssigkeitsspiegel erstreckt, nach oben transportiert werden, wo der angesammelte Schlamm aus dem Tank ausgebracht werden kann. Diese Rampen verlaufen im allgemeinen in einem Winkel von etwa 45 , und es sind daher im allgemeinen Förderschaufel oder Förderbalken in Form von Winkeleisen vorgesehen, welche mit einem Paar paralleler Ketten verbunden sind und den Zwischenraum zwischen diesen Ketten überbrücken und dazu beitragen, diesen Schlamm die Rampe hinaufzubefördern.

Filtermittel aus Gewebe werden bei dieser Art von Filtriersystem bevorzugt, da Bänder aus Edelstahldraht-Maschenmaterial infolge der wiederholten Biegebeanspruchung des Siebbandes bei seinem Umlauf um die Antriebstrommeln ermüdet und bricht. Außerdem sind Edelstahlbänder außerordentlich teuer und erfordern komplizierte Durchhang-Aufnahmevorrichtungen wegen der Dehnungsdifferenzen zwischen dem Edelstahlband und den Antriebsketten.

Bandfilter aus Stoff oder Gewebe sind zwar billiger und leichter zu installieren,.weisen jedoch ihre eigenen Schwierigkeiten auf. Die wiederholte abwechselnde Einwirkung von Flüssigkeit und Luft bewirkt Schrumpfung von Geweben, und man kompensiert diese Schrumpfung im allgemeinen dadurch, daß anfangs ein überlanges

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Band eingebaut wird. Das System muß auch in der Lage sein, einer Faltenbildung im Gewebe entgegenzuwirken. Außerdem erfordert das geringe spezifische Gewicht des Stoffes Einrichtungen, um den Stoff zwangsmäßig gegen den Rand des Filterkastens nach unten anzudrücken, um eine Umgehung des Filters durch Nebenströme und Lecken zu vermeiden, wie oben erwähnt. Die Forderstangen, die sich über die Breite des Filterkastens erstrecken, haben eine gewisse Andruckwirkung, können jedoch, wegen ihres Abstands von etwa 30 cm voneinander die seitlichen Längskanten der Gewebebahn nicht wirksam nach unten andrücken. Es ist schwierig, eine nachgiebige Abdichtung mit den Bandkanten umlaufen zu lassen, da eine solche •Abdichtung über die gleichen Antriebszahnräder oder -trommeln laufen muß wie das Filterband. Stationäre Abdichtungen, welche mit dem schrittweise transportierten Band .in Eingriff stehen, nützen sich und das Gewebeband ab und können dieses zerreißen.

In der US-PS 3,087,620 des Anmelders ist eine Filtervorrichtung beschrieben, bei der ein wegwerfbares Filtermittel mittels eines Paares von in Seitenabstand voneinander laufenden Ketten sowohl gegen den Vakuumkasten angedrückt als auch durch Reibwirkung vorwärts transportiert wird. Dabei umlaufen weder das Filtermittel noch die Ketten den Filterkasten, und die Ketten bilden keine Zwangsverbindung mit oder Zwangsantrieb für das Filtermittel oder irgendein tragendes Förderband. Eine das Förderband oder Filtermittel antreibende Kette könnte tatsächlich nicht wirksam benutzt ■werden, um auch das Filtermittel nach unten anzudrücken, da entweder 1) die Notwendigkeit einer zwangsmäßigen Antriebsverbindung zwischen der Kette und dem tragenden Förderband die übereinanderliegende Anordnung von Kette und vom Förderband getragenem Filtermittel ausschließt, oder 2) das Filtermittel nicht zwischen der Kette und ihren Antriebszahnrädern hindurchtreten könnte, ohne daß die Zähne desselben in das Filtermittel eindringen und dieses wahrscheinlich zerreißen würden. Eine solche Andruckkette wäre offensichtlich besonders unpraktisch, wenn man sie in einer Anlage verwenden wollte, wo das Filtermittel und die Antriebskette um einen untergetauchten Filterkasten herumlaufen.· ·

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Aufgabe und Lösung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, eine Umlaufbandfiltervorrichtung, bei der das Filterband um einen untergetauchten Filterkasten läuft, mit einem verbesserten Abdichtsystem zur Verhinderung des'Leckens um das Filterband herum zu schaffen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Umlaufbandfiltervorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 3. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Umlauffilterbandvorrichtung werden die Längskanten des eine Bandschleife bildenden Filterbandes aus Stoff abdichtend mit dem Umfang der oberen Einlaßöffnung des untergetauchten Filterkastens gegen diesen Umfang herabgedrückt gehalten mittels eines Paares von Andruckketten, welche mit den unmittelbar jenseits der längs verlaufenden Seitenkanten des Bandes angeordneten Bandantriebsketten laufen und von diesen angetrieben sind. Die Andruckketten, welche unmittelbar neben der seitlichen Innenseite der zugehörigen Antriebsketten angeordnet sind, werden durch diese mittels Förderstangen angetrieben, welche sich durch die Glieder der beiden Paare von Ketten erstrecken. Daher kommen die Andruckketten nicht mit irgendwelchen Antriebszahnrädern in Eingriff, welche das Filtermittel beschädigen könnten.

Bei einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist eine zweite Einlaßöffnung des Filterkastens in dessen Bodenfläche angeordnet, um das Filtervermögen zu erhöhen. Es sind elastische Vorrichtungen vorgesehen, um die Andruckkette nach oben gegen die untere Strecke der endlosen Filterbahn zu drücken, um eine vergleichbare Kantenabdichtwirkung zu erhalten.

Bei einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung wird die Andruckkette benutzt, um eine Randabdichtung für ein wegwerfbares Filtermittel zu bilden, welches auf einem Förderband getragen und von diesem transportiert wird, das durch ein getrenntes Paar von Ketten angetrieben ist, wobei die Andruckkette getrennt durch Kettenräder angetrieben ist und eine Ketten-

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en oberhalb des!Filterkas

Filtermittels angeordnet ist.

schleife bildet, die vollkommen oberhalb des!Filterkastens und

Die Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert durch die folgende Beschreibung von Ausführungsformen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen vereinfachten Seitenriß, teilweise im Schnitt., eines Filtersystems, das eine erste Ausführungsform der Erfindung verwendet; '

Fig. 2 einen Schnitt durch den Filterkasten der Fig. 1 in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 einen Grundriß eines Teils des Filtermittels und Kettenantriebs der Fig. 11

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt der Antriebsverbindung

zwischen dem Filterband und den Förderstäben, gesehen in Richtung der Pfeile 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 einen Querschnitt eines typischen Förderbalkens, der mit einer wahlweise vorhandenen elastischen Schürze versehen ist, gesehen in Richtung der Pfeile 5-5 der Fig. 3;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm des Steuerkreises für das System der Fig. 1;

Fig. 7 einen schnitt ähnlich Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 9 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch im Ausschnitt und in größerem Maßstab, gesehen in Richtung der Pfeile 9-9 der Fig. 8;

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Antriebsgetriebes für das System der Fig. 8. [

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Die in Fig. T gezeigte erfindungs'gemäße Filtervorrichtung-weist im ganzen gesehen einen Tank 10 zur Aufnahme von schmutziger
Flüssigkeit von einer Zuleitung 12, ein durch einen Motor angetriebenes, eine Schleife bildendes endloses Filterband 14aus
Gewebe, das um den Filterkasten 16 läuft, ein Ableitungsrohr 18, das vom Filterkasten zur Ansaugseite einer Pumpe P führt, und ■ ein Rückleitungsrohr. 20 zur Rückführung vollständig filtrierter Flüssigkeit zur Flüssigkeitsquelle auf.

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Im einzelnen, wie am besten in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, wird das Filterband 14 getragen und gezogen von einem Paar mit seitlichem Abstand voneinander angeordneten Antriebsketten 22, die von einem Antriebsmotor MI , geeigneten (nicht gezeigten) Untersetzungsgetrieben.und Antriebskettenräder 24 angetrieben sind. Die Laufstrecke der Ketten 22 ist bestimmt durch die Lage der Umkehrkettenräder 26 und entsprechend angeordneter Leiträder. Eine Ar"t von Kette, die für die erfindungsgemäße Filtervorrichtung geeignet ist, ist eine nietlose gesenkgeschmiedete Kette, wie sie unter der Bezeichnung Moline Kette Nr. 348 oder 458, Hersteller Moline Corporation, verfügbar ist.

Wie üblich ist eine Austragvorrichtung 28 in Form eines Paares von in seitlichem Abstand voneinander angeordneten Ketten vorgesehen, die von Antriebskettenrädern 30 angetrieben sind (der zugehörige Motor und Untersetzungsgetriebe sind üblich und nicht gezeigt) , und die mit sie in Querrichtung verbindenden Förderschaufeln oder Förderbalken in Form von Winkeleisen versehen sind, welche abgesetzten Schlamm längs des Bodens und der schrägen Rampe des Tanks zu einer Auslaßöffnung 32 schürfen und schieben, von wo der Schlamm durch Schwerkraft entfernt wird.

Fig. 2 zeigt genauer die Bauweise des Filterkastens 16, dessen obere Einlaßöffnung 34 von einer Lochplatte aus Metall oder einem Drahnetz 36 ausgefüllt ist, die von einem waagrechten Gitterwerk 38 und Stützrippen 40 getragen sind. Diese Teile können an der Hauptkonstruktion des Filterkastens durch entsprechende Schraub- oder Schweißverbindungen befestigt sein, wie für den Fachmann auch ohne weitere Erläuterung verständlich.

Das Filterband 14 besteht vorzugsweise aus einem dauerhaften Monofilament-Material. Je nach dem erforderlichen Grad der Klarheit des Filtrats kann die Maschenweite im Bereich von etwa 0,13 bis 0,89 mm gewählt sein.

Wie.die Figuren 2 bis 4 zeigen, sind die Antriebsketten 22 seitlich außerhalb der Längskanten des Filterbandes 14 angeordnet, sodaß kein Eingriff des Antriebskettenrades 24 in das Filterband er-

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folgt, · welcher das Filterband beschädigen würde. Längs der Antriebsketten 22 sind in Abständen von etwa 30 cm Förderstangen 42 angeordnet, deren Enden gleitend in die Kettengliedöffnungen der Antriebsketten 22 passen. Das Filterband 14 kann durch Verbindung mit.einer (nicht gezeigten) führenden Förderstange angetrieben sein, die beispielsweise mit Haken versehen ist, welche in Tüllen eingreifen, die in einen Verstärkungsbandabschnitt des Filterbandes 14 eingenäht sind, um das Filterband mitzuziehen, wenn die Förderstange durch-die Ketten 22 vorwärtsbewegt wird. Das Filterband .14 ist an den Förderstangen 42 auch durch Bänder 44 befestigt, welche die Förderstangen 42 umgreifen und durch Schnäppverschlüsse 46 oder in anderer Weise befestigt sind. Diese Anordnung dient dazu, das Filterband 14 in der richtigen seitlichen Ausrichtung zwischen den Ketten 22 zu halten. Die Bänder 44 können auf einen Streifen aus Polypropylenband 48 aufgenäht sein, der sich längs jeder der Längskanten des Filterbandes 14 erstreckt." Das Band ist an die Außenseite der Filterbandschleife aufgenäht, und die reibende Oberfläche der Befestigungsfäden an der Innenseite der Filterbandschleife kann mit einer Polyurethanbeschichtung versehen sein, um die Beschädigung und Abnutzung dieser Fäden zu verringern.

Wie die Figuren 2, 3 und .5 zeigen, hat der Mittelteil der Förderstange 42, der hiernach als Förderbalken 50 bezeichnet ist, die Form eines Winkeleisens, das an die Förderstangen 42 angeschweißt oder in anderer Weise daran befestigt ist. In üblicher Weise tragen die Förderbalken 50 dazu bei, das_; Filterband gegen die Oberfläche des Filterkastens zu halten und den angesammelten Schlamm auf dem

Schrägabschnitt der Filterbandschleife nach oben zu fördern, um ihn schließlich aus dem Tank zu entfernen. Fig. 5 zeigt die wahlweise Verwendung einer elastischen Andruckschürze 51 aus.Kautschuk oder Polyurethan-Kunststoff längs* jedem Förderbalken 50, die so . bemessen und angebracht ist, daß sie normalerweise gebogen ist, um kontinuierlich gegen das Filterband 14 zu drücken. Die streifenförmigen Andruckschürzen 51 üben also einen zusätzlichen Druck gegen das Filterband 14 aus, um es in Berührung mit der Fläche des Filterkastens 1 6 zu halten. Dieses zusätzliche Merkmal kann besonders vorteilhaft sein bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 7, wo das Filterband nach oben gegen eine wahlweise vorhandene Einlaßöffnung der Bodenwand des Filterkastens gehalten werden muß.

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Ein Paar von Andruckketten 52 ist zwischen dem Paar von Antriebsketten 22 und unmittelbar über dem Einfassungsbandteil 48 des Filterbandes 14 angeordnet. Wie die Figuren 2 und 4 zeigen, erstrecken sich die Förderstangen 42 durch Glieder der Andruckketten 52 und übertragen so die Antriebskraft, um selektiv die Andruckketten mit den Antriebsketten 22, den Förderstangen 42 und dem Filterband 14 vorwärtszubewegen. Die nach unten auf die Andruckketten 52 wirkende Schwerkraft drückt die Längskanten des Filterbandes 14 nach unten gegen die obere Fläche 54 des Filterkastens 16, wie Fig. 2 zeigt. Auf diese weise erhält man die gewünschte Abdichtung zwischen dem Filterband 14 und dem Umfang der Einlaßöffnung 34 des Filterkastens, sodaß schmutzige Flüssigkeit nicht unter Umgehung des Filterbandes in den Filterkasten eintreten kann. ■ '\

Ein Unterdruckausgleichs- oder Rückschlag-tank 56 bildet eine Quelle für saubere Flüssigkeit, die von hier durch Schwerkraft durch die Leitung 58 in den Filterkasten 16 fließen kann, um dort den Unterdruck auszugleichen, wenn das für den Reinigungszyklus des'i Filters erforderlich ist. Ein in Fig. 1 gezeigter Reinflüssigkeitstank 60 dient einem weiter unten erläuterten Zweck. Ein üblicher Waschkopf oder Düse 62 ist vorgesehen, um das Filterband durch Druckwasser oder Druckluft zu reinigen, die von innerhalb der Bandschleife nach Außen geblasen werden, um den Schlamm vom Filterband abzulösen, der dann durch die Austragkette 28 aufgenommen und aus dem Tank entfernt wird.

Im folgenden ist die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter erläutert mit Bezug auf Fig. 1 und die schematische Darstellung des Steuerkreises der Fig. 6. Im normalen Filterbetrieb steht das Filterband 14 still. Das Ventil V2 im Auslaßrohr- · 18 ist offen, das Ventil V1 zwischen dem Unterdruckausgleichstank 56 und dem Filterkasten 16 ist geschlossen, das Ventil V3, welches eine alternative Flüssigkeitsquelle für die Pumpe P während des Transports des Filterbandes darstellt, ist geschlossen, und das zum Filterbandwaschkopf oder Düse 62 führende Ventil V4 ist ebenfalls geschlossen.

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Die Pumpe P erzeugt im Filterkasten 16 einen Unterdruck, welcher bewirkt, daß im Tank 10 vorhandene verschmutzte Flüssigkeit durch das Filterband 14 in den oberen Einlaß 34 des Filterkastens gesaugt wird. Aus dem Filterkasten 16 wird die Flüssigkeit durch das Auslaßrohr 18 in die Rückleitung 20 gepumpt. Ein kleiner Teil dieses Stroms von sauberer Flüssigkeit wird als Nebenstrom abgeleitet zum Unterdruckausgleichstank 56, von wo der Überlauf den Reinflüssigkeitstank 60 füllt. Der Überlauf vom Reinflüssigkeitstank 60 läuft in den Schmutzflüssigkeitstank 10.

Während des Filtervorgangs sammelt sich herausgefilterter Schmutz auf der Oberseite des Filterbandes 14 an, und dieser Filterkuchen .steigert die Feinfiltrierwirkung des Systems. Schließlich begrenzen jedoch die Tiefe und Dichte dieser Ansammlung übermäßig den Flüssigkeitsstrom. Der daraus folgende höhere Druckabfall über das Filter zeigt sich durch einen Druckabfall in dem zur Ansaugseite der Pumpe P führenden Auslaßrohr 18. Ein Meßwertgeber, wie Vakuumschalter VS1 schließt bei Eintreten dieser Bedingung, erregt das Steuerrelais CR1 und schließt dessen zugehörige Kontakte. Die Zeitschalter T1 und T2 werden erregt und ebenso die Hubmagnete S1 , S2 und S3. Der Hubmagnet S1 öffnet das Ventil V1 ,· wodurch Flüssigkeit aus dem Unterdruckausgleichstank 56 durch Schwerkraft durch die Leitung 58 zum Filterkasten 16 fließen kann, um dort den Unterdruck auszugleichen und dadurch einen übermäßigen Zug am Filterband 14 gegen die Lochplatte 36 in der Öffnung 34 des Filterkastens 16 zu verhindern. Der" Hubmagnet 2 schließt das Auslaßventil V2, und der Hubmagnet S3 öffnet das normalerweise geschlossene •Nebenleitungsventil V3, damit die Pumpe P während des Filterbandreinigungszyklus saubere Flüssigkeit aus dem Reinflüssigkeitstank 60 ansaugen kann und so den erforderlichen Strom von gefiltertem Kühlmittel aufrechterhalten kann.

Nach einer vorbestimmten Zeitspanne im Bereich von 3 bis 10 Sekunden, die zum vollständigen Ablauf des Unterdruckausgleichszyklus erforderlich ist, schaltet der Zeitschalter T1 den Motor M1 ein, welcher die Antriebsketten 22 antreibt, welche das Filterband 14 vorwärtsbewegen. Gleichzeitig damit wird der Hubmagnet.S4 erregt, um das normalerweise geschlossene Ventil V4 zu öffnen, sodaß der

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Strom von Druckluft oder Druckwasser zur Filterbandreinigungsvorrichtung 62 zu fließen beginnt. Obgleich idie Hauptmenge des Schmutzes durch Schwerkraft vom Filterband abfällt, nachdem dieses um die Antriebskettenradanordnung herumgelaufen ist, reinigt die Abblasvorrichtung 62 das Filterband weiter, um sieherzugehen, daß aller Schmutz entfernt wurde, sodaß er durch die Austragkette 28 aus der Filtervorrichtung ausgetragen werden kann. Der Zeitschalter T1 schaltet auch den Hubmagneten S1 ab, sodaß das Ventil V1 den Abfluß aus dem Unterdruckausgleichstank 56 unterbricht .

Der Zeitschalter T2 schaltet nach einer geringfügig längeren vorbestimmten Verzögerungszeit, welche ausreicht, um bei der Vorwärtsbewegung des Filterbandes 14 den. mit Filterkuchen beladenen Abschnitt des Filterbandes aus dem Bereich der oberen Einlaßöffnung 34 zu entfernen. Nach Ablauf dieser Zeit öffnet der Zeitschalter T2 den Relaiskreis CRI, der wiederum den Hubmagneten S2 abschaltet, wodurch das Ventil V2 öffnet.und wieder Flüssigkeit durch das Filterband und den Filterkasten zur Pumpe P fließen kann, den Filterbandantriebsmotor MI abschaltet und die Hubmagnete S3 und S4 abschaltet, wodurch das Nebenstromventil V3 und das die Filterbandreinigungsdüse 62 versorgende Ventil V4 geschlossen werden. Das Filtersystem befindet sich damit wiederum im Betriebszustand des Filtrierens.

Bei der erläuterten und beschriebenen erfindungsgemäßen Filtervorrichtung wurde eine Pumpe verwendet, um den erforderlichen Druckabfall über das Filterband hinweg zu erzeugen. Ein solcher Druckabfall kann jedoch stattdessen auch durch einen statischen Flüssigkeitsdruck erzeugt werden, der sich daraus ergibt, daß der Reinflüssigkeitstank auf tieferem Niveau als der Schmutz-

flüssigkeitstank angeordnet ist.¹

Die in Fig. 7 gezeigte abgewandelte Ausführungsform der Erfindung ist die gleiche wie die in den Figuren 1 bis 6 gezeigte, ausgenommen die Bodenwand des Filterkastens 16. Daher sind alle Bezugszeichen in Fig.. 7, welche sich auf gegenüber Fig. 2 unveränderte Teile der Konstruktion beziehen, gleiche Bezugszahlen, jedoch unter Beifügung des Index "a".

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In Fig. 7 ist die Bodenwand des Filterkastens 16 mit einer unteren Einlaßöffnung 64 versehen, um die Filtrierkapazität des Systems zu erhöhen. Untergetauchte Filterkästen mit oberen und unteren Einlaßöffnungen sind bekannt, z.B. aus der US-PS 3,570,674. Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung sieht jedoch wesentlich verbesserte und vereinfachte Einrichtungen zur Verhinderung von Leck- oder Umgehungsströmen umi das Filterband herum vor. !

Eine Lochplatte 66 ist in der unteren Einlaßöffnung 64 angebracht, um die untere .Strecke des Filterbandes 14a abzustützen , wenn das Filterband durch Unterdruck. im Filterkasten nach oben in den Filterkasten gezogen wird. Da die Schwerkraft bewirkt, daß die unteren Strecken der Andruckketten 52a und des Filterbandes 14a vom Boden des Filterkastens 16 nach unten fallen, sind elastische Vorrichtungen vorgesehen, um die notwendige Abdichtung aufrechtzuerhalten. .Die Andruckplatte 68 dient dazu, die Andruckkette 52a elastisch nach oben gegen die Außenkante der unteren Strecke des Filterbandes 14a zu halten, wodurch solche Abschnitte des Filterbandes abdichtend gegen die Bodenfläche 70 des Filterkastens gehalten werden." Zu. diesem Zweck sind Druckfedern 72 auf Federstützplatten 74 angeordnet. Die Andruckplatte 68 kann auch unterstützt werden durch die wahlweise Verwendung von Andruckschürzen 51, wie oben mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben.

Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform der Filtervorrichtung bewirkt eine höhere Durchflußgeschwindigkeit von filtrierter Flüssigkeit ohne Vergrößerung der für die Vorrichtung erforderlichen Bodenfläche. Während der ganzen Zeif, wo die Pumpe P Flüssigkeit aus dem Filterkasten 16 durch die Auslaßleitung 18 und das geöffnete Ventil V2 abzieht, wird Schmutzflüssigkeit durch das Filterband 14a und die untere Einlaßöffnung 64 in den Filterkasten gesaugt, und dieser Flüssigkeitsstrom tritt zu dem von der oberen Öffnung kommenden Strom von filtrierter Flüssigkeit.

Fig. 8 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, wobei zur Vereinfachung!bestimmte Einzelheiten weggelassen sind, die diese Ausführungsform mit der der Fig. 1 ge-

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meinsam hat, wie Austragkette, Unterdruckausgleichstank, Eeinflüssigkeitstank und verschiedene Ventile usw. Dabei versteht es sich, daß diese Ausführungsform mit dem gleichen Steuerungssystem wie oben beschrieben und in ähnlicher Weise mit der oder ohne die untere Einlaßöffnung in den Filterkasten arbeiten kann. In den Figuren 8 bis 10 sind Bauteile, die gegenüber der Ausführungsfo_;rm der Fig. 1 unverändert sind, mit gleichen Bezugszahlen, jedoch unter Beifügung des Index "b" bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform kann eine endlose Bandschleife eines Permanent-Filterbandes 14b mit oder ohne ein zusätzliches wegwerfbares Feinstfiltermittel 76 verwendet werden. Für viele Zwecke ist eine ausgezeichnete Klarheit der Flüssigkeit nicht erforderlich, und es kann daher das als·Endlosschleife vorhandene Permanent-Filterband als einziges Filtermittel benutzt werden. Wenn sich Feingut im System anzusammeln beginnt, kann das wegwerf bare Filtermittel in das System während einer genügend langen Zeit'eingeführt werden, um die Menge des suspendierten Feinguts zu verringern.

Wegwerfbare Filtermittel müssen eine sehr hohe Naßfestigkeit haben und sind im allgemeinen hergestellt aus ungewebtem Polymermaterial, wie Polyester-oder Polyamidfasern (Dacron e.Wz. oder Nylon e.Wz.). Bei Verwendung eines kontinuierlichen oder endlosen Filterbandes als Hauptträger, und einer oberen Förderschleife vor allem als Andruckmittel kann ein wegwerfbares Filtermittel von wesentlich geringerer Naßfestigkeit verwendet werden, da es keiner so starken Zugwirkung unterworfen wird. Beispielsweise gibt-es ungewebte Filtermittel aus Cellulosefasern, die erheblich billiger sind als die Kunststoffmaterialien.

Da es jedoch erforderlich ist, das wegwerfbare Filtermaterial von einer Vorratsrolle 78 einzuführen und das verschmutzte Filtermittel, nachdem es über den Filterkasten gelaufen ist, auszubringen, muß eine andere Art von Andruckvorrichtung, vorgesehen' werden. Das heißt, die Ausführungsform der Fig. 2 würde es nicht ermöglichen, das wegwerfbare Filtermittel aus dem Bereich innerhalb der Andruckketten 52 zu entfernen.

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Für diesen Zweck erstrecken sich Kettenansatzteile 80 durch die Glieder der Antriebsketten 22 nur so weit seitlich nach innen, daß sie einen Befestigungspunkt für Befestigungsbänder 44b bilden, welche das Permanent-Filterband 14b an den Ketten 22b befestigen, damit es durch diese angetrieben wird. Am Innenende

der Ansatzteile 80 ist ein Flansch 82 vorgesehen, um das Abgleiten der Befestigungsbänder 44b zu verhindern.

Andruckketten 84 sind mit Kettenansatzteilen 86 versehen, die an winkelförmige Förderbalken 88 angeschweißt sind, wie in der Ausführungsform der Figuren 1 bis 6. Die Andruckketten 84 sind mittels oberhalb des Filterkastens 16b angeordneten Führungen oder Stützen 90 nach unten abdichtend gegen die Außenkanten des wegwerfbaren Filtermittels 76 gedrückt. · .

Wie im schematischen Diagramm der Fig. TO gezeigt, ist die Andruckkette 84 durch den gleichen Motor und das gleiche Untersetzungsgetriebe angetrieben, die zum Antrieb der Antriebsketten 22 benutzt werden. Jedoch sind zusätzliche Getrieberäder 92,94 vorgesehen, welche die die Andruckkette antreibenden Kettenräder 96 mit der richtigen Geschwindigkeit antreiben, damit beide Paare von Ketten mit der gleichen linearen Geschwindigkeit laufen.

Wie ersichtlich bietet die Anordnung der Kettenräder, welche die Andruckketten 84 treiben, über der unteren Strecke der Andruckketten den nötigen'Raum, daß wegwerfbares Filtermittel-76 in den senkrechten Raum zwischen den Andruckketten und der Permanent-FiIterbahn eingeführt und.in verunreinigtem Zustand daraus entfernt werden kann.

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PATENTANWALT

dr. Hans u'l-r"i-eη "may - - 3016750

D S MÜNCHEN 22, THIERSCHSTRASSE 27

TELCQRAMME: MAYPATENT MÖNCHEN

TELEX 52 4487 PATOP

TELEFON CO803 22 5OÖ1

H-16-P-1/1690 München, 30. April 1980

711 .019 Dr. M/W

Gene Hirs in Birmingham, Michigan 48010, U.S.A.

Umlaufbandfiltervorrichtung

Kurze Zusammenfassung (Abstrakt)

Die Erfindung betrifft ein System zum Filtern von verschmutzter Flüssigkeit, welches einen Filterkasten aufweist, der in einem Tank der verschmutzten Flüssigkeit untergetaucht und an seiner oberen Wand mit einer gelochten Oberfläche versehen ist. Ein von einer Fördervorrichtung angetriebener Umlaufbandfilter in Form einer endlosen Bandschleife umgibt den Filterkasten, wobei die von einer Pumpe erzeugte oder statische Druckdifferenz zwischen dem Flüssigkeitstank und dem Filterkasten bewirkt, daß Flüssigkeit durch das Band in die Einlaßöffnung des Filterkastens fließt. Steuervorrichtungen sind vorgesehen, welche das Filtergewebe automatisch schrittweise weiterbewegen, wenn sich über dem Filterkasteneinlaß zu viel Filterkuchen ansammelt. Die Längskanten des Filtergewebes sind gegen den Filterkasten nach unten durch eine Kette angedrückt, die durch die das Filterband antreibende Kette mittels durch die Glieder beider Ketten reichender Förderstang'en steuerbar vorwärtsbewegt wird. Bei einer Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Filterkasten auch mit einer Einlaßöffnung in seiner Bodenwand versehen, um die Filtrier-Kapazität zu erhöhen, und es sind Vorrichtungen vorgesehen, um die Andruckkette nach oben gegen die Längskanten der unteren Strecke des Filterbandes nachgiebig anzudrücken, um zu verhindern, daß Flüssigkeit am Filterband vorbei in den Filterkasten strömt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist für die zusätzliche Verwendung eines Einweg(Wegwerf)-Filtermittels vorgesehen, das zwischen die endlose Schleife des Filterbandes und die Andruckkette eingelegt ist.

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Leerseite.

Claims

PATENTAN-WAb-T ; I""" ; ;: : D 8 MÜNCHEN 22, THIERSCHSTRASSE 27 TELEGRAMME: MAYPATENT MÜNCHEN TELEX 52 4487 PATOP TELEFON CO8O3 22C0S1 H-I 6-P-1/1690 München, 30. April 1980 711 .019 Dr.M/mw Gene Hirs in Birmingham, Michigan 48010, U.S.A. Umlaufbandfiltervorrichtung Patentansprüche

1.] Umlaufbandfiltervorrichtung, worin verunreinigte Flüssigkeit

mem Tank zugeleitet wird und infolge einer Druckdifferenz durch ein untergetauchtes gelochtes Filtermittel in den Einlaß in der oberen Wand eines im Tank untergetauchten Filterkastens fließt, wobei zu den Filtermitteln ein endloses Löcher aufweisendes Filterband gehört, das in einer Schleife um den Filterkasten läuft, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, um filtrierte Flüssigkeit aus dem Filterkasten zu entfernen, und wobei eine durch einen Motor angetriebene Fördervorrichtung selektiv das normalerweise unbewegte Filtermittel nach Ansammlung von Schmutz auf diesem vorwärtsbewegt, um sauberes Filtermittel vor einen Filterkasteneinlaß zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen Motor angetriebene Fördervorrichtung ein erstes Paar von Ketten (22) aufweist, die in einer geschlossenen Schleife neben den jeweiligen längsverlaufenden Kanten des Filterbandes (14) und seitlich außerhalb derselben angeordnet sind, wobei das Filterband (14) durch Bandverbindungsmittel (42, 44.) mit dem ersten Paar von Ketten verbunden und mit diesen vorwärtsbewegbar ist, und daß mit der durch einen Motor angetriebenen Fördervorrichtung eine sich längs in einer geschlossenen Schleife erstreckende Abdichtvorrichtung (52) verbunden und mit dem Filterband (14) bewegbar ist, welche Abdichtvorrichtung die Längskanten des Filterbandes (14) abdichtend gegen die obere Wand des Filterkastens (16) drückt.

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2. Umlaufbandfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterband (14) aus einem nicht-metallischen Stoffmaterial besteht.

3. Umlaufbandfiltervorrichtung, worin verunreinigte Flüssigkeit einem Tank zugeführt wird und infolge Druckdifferenz durch ein untergetauchtes Löcher aufweisendes Filtermittel in den Einlaß in der oberen Wand eines in der Flüssigkeit im Tank untergetauchten Filterkasten fließt, wobei zu den Filtermitteln ein endloses Löcher aufweisendes Filterband gehört, das in einer Schleife um den Filterkasten läuft, und wobei Vorrichtungen zum Entfernen von filtrierter Flüssigkeit aus dem Filterkasten und eine durch einen Motor angetriebene Fördervorrichtung vorgesehen sind,, weiche die normalerweise nicht bewegten Filtermittel nach Ansammlung von Schmutz auf diesen selektiv vorwärtsbewegt, um sauberes Filtermittel vor den FilterkästeneinXaß zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Motor angetriebene Fördervorrichtung ein. erstes Paar von Antriebsketteri (22), das neben den jeweiligen Längskanten' des Filterbandes (14). und in einem Abstand seitlich ■ außerhalb derselben angeordnet ist, und Bandbefestigungsmittel (42, 44) zum Befestigen des Filterbandes (14) an dem ersten Paar von Antriebsketten (22), wodurch das Filterband (14) mit den Antriebsketten (22) vorwärtsbewegbar ist, aufweist, daß ein zweites Paar von Andruckketten (52) seitlich einwärts vom ersten Paar von Antriebsketten (22) angeordnet ist" und auf die obere Fläche der Längskanten der Filtermittel (14) einwirkt, um diese gegen die obere Fläche des Filterkastens (16) anzudrücken und eine im wesentlichen flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Filterband (14) und dem Filterkasten (.16) herzustellen und zu verhindern, daß Flüssigkeit unter Umgehung des Filtermittels in den Filterkasteneinlaß (34) gelangt; und daß Antriebsvorrichtungen (24, 42) vorgesehen sind, welche das zweite Paar von Andruckketten (52) im Gleichklang mit dem ersten Paar von Antriebsketten (22) und dem bandförmigen Filtermittel vorwärtsbewegen.

4. Umlaufbandfiltervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Paar von Andruckketten (52) mit dem ersten Paar von Antriebsketten (22) verbunden und von diesem angetrieben ist.

030QS1/06AS

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5. UmlaufbandfiItervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung zwischen den beiden Paaren von Ketten (22, 52) Förderstangen (42) aufweist, die sich seitlich vom ersten Paar von Ketten (22) jeweils nach Innen erstrekken und mit dem zweiten Paar von Andruckketten (52) in Antriebseingriff stehen.

6. Umlaufbandfiltervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermittel außerdem eine wegwerfbare, Löcher aufweisende Filterbahn (76) aufweist, die über der oberen Strecke des Filterbandes 04b) liegt und von dieser getragen ist, daß das zweite Paar von Andruckketten (84) auf die obere Fläche der Längskanten der Filterbahn (76) einwirkt, um diese Längskanten gegen die obere Fläche des Filterkastens (16b) nach unten anzudrücken, und daß Antriebsvorrichtungen (96) vorgesehen sind, welche die Filtermittelbahn (76) selektiv im Gleichschritt mit dem Filterband (14b) vorwärtsbewegen.

7. Umlaufbandfiltervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Paar von Andruckketten (Ö4) in einer vollständig oberhalb des Filterkastens (16b) befindlichen Schleife angeordnet ist.

8. Umlaufbandfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkasten (16a) mit einer zusätzlichen Einlaßöffnung (64) in seiner Bodenwand versehen ist und daß weitere elastische Vorrichtungen (68,72) vorgesehen sind, welche das zweite Paar von Andruckketten (52a) nach oben gegen die untere Strecke des Filtermittels (14a) drücken, um dessen Kanten nach oben gegen die Bodenwand (70) des Filterkastens (16a) zu drükken und zu verhindern,daß Flüssigkeit unter Umgehung des Filtermittels in die Bodeneinlaßöffnung (64) des Filterkastens (16a) gelangt.

9. Umlaufbandfiltervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstangen (42) die volle Breite des Zwischenraums zwischen dem ersten Paar von Antriebsketten (22) überbrükken, wobei jede Förderstange mit beiden Antriebsketten (22) dieses ersten Paars von Ketten verbunden ist und die Förderstangen mit elastischen Vorrichtungen (51) versehen sind, welche das Filtermittel längs Linien, welche quer zu den Längskanten des Filtermittels verlaufen, berühren und gegen den Filterkasten (16) drücken.

030051/0645