DE3342689C2

DE3342689C2 - Filtervorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Dispersionsfarben

Info

Publication number: DE3342689C2
Application number: DE3342689A
Authority: DE
Inventors: Jürgen 7085 Bopfingen Stolch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1987-03-05
Also published as: DE3342689A1

Abstract

Eine Filtervorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Dispersionsfarben, in einem Behälter (1) ist mit einem im Behälterinneren rotierenden Siebkörper (2), der an einer Stirnseite mit seinem Innenraum zum Klarflüssigkeitsraum (18) für die gefilterte Flüssigkeit hin offen und an seiner anderen Stirnseite geschlossen oder ebenfalls zu einem Klarflüssigkeitsraum hin offen ist und mit einem Flüssigkeitszulauf (15) in einen Ringraum (16) (Unfiltratraum) zwischen der Behälterinnenwand und dem Siebkörper (2) versehen. Weiterhin ist ein Filtratablauf (16) aus dem Unfiltratraum (18), ein Abdichtringkörper zwischen der Siebkörperaußenwand und der Behälterinnenwand zur Trennung des Klarflüssigkeitsraums (18) von dem Unfiltratraum (16) und ein Flüssigkeitsauslaß (20) aus dem Klarflüssigkeitsraum vorgesehen. In dem Unfiltratraum (16) ist wenigstens ein um den Siebkörper (2) verlaufender Ringkanal (21) angeordnet, der mit wenigstens einer Druckluft- oder Reinigungsflüssigkeitszuleitung (22) versehen ist und der eine Vielzahl von über seinen Umfang verteilten und auf den Siebkörper (2) gerichtete Spritzbohrungen oder Spritzdüsen (23) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Dispersionsfarben nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Eine derartige Filtervorrichtung ist z. B. in der DE-OS 27 21 303 beschrieben.
In der DE-OS 27 21 303 ist bereits eine Filtervorrichtung beschrieben, bei der die außen an der Sieboberfläche umlaufenden Schaber mit Flüssigkeit aus Sprühdüsen beaufschlagt werden, damit sich daran anhaftende Verunreinigungen lösen bzw. die Schaber durch eingeklemmte Schmutzteilchen nicht von dem Filterkörper weggedrängt werden. Die Spritzdüsen sind jedoch zusätzliche in den Unfiltratraum hineinragende Einbauten, die damit sowohl den Strömungsverlauf stören als auch bei Verwendung im Lebensmittelbereich ablagerungsbedingte hygienische Probleme ergeben.
Mit den sich in Siebkörperlängsrichtung erstreckenden Schabern werden die sich auf dem Siebkörper absetzenden Verunreinigungen während der langsamen Rotation des Siebkörpers abgeschabt. So z. B. zum Entfernen von Verunreinigungen aus Dispersionsfarben, wenn für diese eine hohe Qualität verlangt wird. Dies ist z. B. erforderlich, wenn Dispersionsfarbe mit Spritzgeräten, z. B. Spritzpistolen, auf zu streichende Wände oder Mauern aufgebracht wird.
Der Siebkörper besteht dabei im allgemeinen aus einem rotationssymmetrischen, zumeist zylindrischen Stützkörper, um den ein Draht spiralförmig mit geringem Zwischenraum zwischen den einzelnen Windungen gewickelt ist. Filtervorrichtungen dieser Art werden im allgemeinen als Kantenspaltfilter und der Siebkörper als Spaltrohrsieb bezeichnet.
Neben einem Einsatz der Filtervorrichtung für die Entfernung von Verunreinigungen aus Dispersionsfarben können derartige Filtervorrichtungen z. B. auch bei der Früchteverwertung für Joghurte eingesetzt werden. Mit Hilfe derartiger Filtervorrichtungen können Körner, Früchte, Hautfetzen und dgl. entfernt werden. Ebenso ist ein Einsatz bei der Gelatineherstellung möglich.
Filtervorrichtungen dieser Art werden im allgemeinen im Chargenbetrieb eingesetzt, d. h. über den Flüssigkeitszulauf wird die zu reinigende Flüssigkeit solange zugegeben, bis die Oberfläche des Siebkörpers sich soweit mit den sich absetzenden Verunreinigungen zugesetzt hat, daß Abreinigung erforderlich ist. Hierzu wird die Zufuhr der zu reinigenden Flüssigkeit unterbrochen und über den gleichen Zulauf wird mit einer großen Menge Reinigungsflüssigkeit, im allgemeinen Wasser, die Oberfläche des Siebkörpers von den Verunreinigungen freigewaschen, die dann zusammen mit dem zugeführten Wasser über den Filtratablauf abgeführt werden. Anschließend kann die Reinigung der Flüssigkeit wieder aufgenommen werden.
Nachteilig bei diesen Vorrichtungen ist jedoch, daß zur Abreinigung der Siebkörperoberfläche eine erhebliche Menge Reinigungsflüssigkeit erforderlich ist, weil diese relativ ungezielt zugegeben wird. Außerdem ist zur Abreinigung ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau einfache Filtervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der eine gezielte Abreinigung der Siebkörperoberfläche ohne Störung des Strömungsverlaufs und lebensmittelhygienische Probleme innerhalb kurzer Zeit möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Statt einer ungezielten Zugabe von Reinigungsflüssigkeit in großen Mengen über den relativ großen Flüssigkeitszulauf oder nur einer Zuleitung über Spritzdüsen zu den Schabern, um diese von Schmutzablagerungen freizuspülen, wird nunmehr gezielt und unter hohem Druck Druckluft oder Reinigungsflüssigkeit unter Druck über die Spritzbohrungen oder Spritzdüsen auf die Siebkörperoberfläche gerichtet. Durch diese gezielte Zuführung ist erheblich weniger Reinigungsflüssigkeit erforderlich und die Reinigungszeit wird stark verkürzt, wodurch mehr Zeit für die Reinigung der Flüssigkeit zur Verfügung steht. Dadurch wird die Filtervorrichtung im Einsatz wirtschaftlicher. Außerdem treten keine so hohen Abwasserbelastungen auf. Bei einer Verwendung der Reinigungsflüssigkeit im Kreislauf kommt man mit geringeren Mengen aus und dessen Aufarbeitung ist somit einfacher.
Bei einer Verwendung von Druckluft, was bei den bekannten Filtervorrichtungen bisher überhaupt nicht möglich war, treten nun überhaupt keine Probleme bezüglich einer Aufarbeitung oder einer Ableitung von Reinigungsflüssigkeit auf. Dies ist insbesondere bei einem Einsatz zur Früchteverwertung von Vorteil, da man hier eine zu starke Rückverwässerung und Abwasserprobleme vermeiden möchte.
Statt Druckluft kann selbstverständlich über die Spritzbohrungen oder Spritzdüsen auch Dampf in den Behälter zur Reinigung eingebracht werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Filtervorrichtung besteht darin, daß der Behälter senkrecht und der Siebkörper koaxial zur Behälterlängsachse angeordnet ist, wobei die offene Stirnseite des Siebkörpers oben und der durch den Abdichtringkörper von dem Unfiltratraum getrennte Klarflüssigkeitsraum darüber liegt und der Ringkanal im Bereich der oberen offenen Stirnseite um den Siebkörper gelegt ist.
Durch diese Ausgestaltung wird die Schwerkraft für die Filtration und den Reinigungsprozeß in vorteilhafter Weise eingesetzt, denn die Verunreinigungen können dabei nach unten fallen. Zusätzlich sind dann die Spritzbohrungen oder Spritzdüsen nach unten oder schräg nach unten gerichtet und spritzen dabei die Verunreinigungen ebenfalls nach unten in Richtung des Filtratablaufes ab. Dadurch wird eine sehr gute Reinigungswirkung erzielt.
Eine sehr vorteilhafte und erfinderische Weiterbildung besteht darin, daß der Ringkanal wenigstens einen Teil des Abdichtringkörpers bildet.
Durch diese Ausgestaltung übernimmt der Ringkanal praktisch gleichzeitig auch die Funktion der erforderlichen Abdichtung zwischen dem Klarflüssigkeitsraum und dem Unfiltratraum. Auf diese Weise kann praktisch ohne besonderen Mehraufwand die erfindungsgemäße Lösung verwirklicht werden und außerdem kann ggf. bei einer bekannten Filtervorrichtung der herkömmliche Abdichtringkörper gegen den erfindungsgemäßen Ringkanal ausgetauscht werden.
Je nach der Länge des Siebkörpers können im Bedarfsfalle zwei oder mehr Ringreihen von Spritzbohrungen oder Spritzdüsen in dem Ringkanal angeordnet sein, wobei deren Längsachsen in den Reihen zueinander unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen können.
Durch diese Ausgestaltung können die Spritzbohrungen oder Spritzdüsen auf verschiedene Längenbereiche der Siebkörperfläche gerichtet werden und damit für eine optimale und weitgehend gleichmäßige Abreinigung sorgen.
Bei einer Ausgestaltung der Filtervorrichtung mit zwei Ringreihen von Spritzbohrungen oder Spritzdüsen können die Längsachsen der Spritzbohrungen oder Spritzdüsen einer Ringreihe auf den oberen Bereich des Siebkörpers und die Längsachsen der Spritzbohrungen oder Spritzdüsen der anderen Ringreihe auf den Bereich der unteren Hälfte, vorzugsweise des unteren Drittels, des Siebkörpers gerichtet sein.
Bei sehr langen Siebkörperflächen können ggf. auch drei, vier oder noch mehr Ringreihen in den Ringkanal angeordnet werden.
Für eine gleichmäßige Zufuhr und Verteilung von Druckluft oder Reinigungsflüssigkeit können in Abhängigkeit von der Größe der Filtervorrichtung im Bedarfsfalle auch zwei oder mehr Druckluft- oder Reinigungsflüssigkeitszuleitungen in den Ringkanal münden. In diesem Falle wird man die Zuleitungen entsprechend symmetrisch an dem Ringkanal anordnen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung weist einen Behälter 1 auf, in dessem Inneren koaxial zur Längsachse des Behälters ein Siebkörper 2 angeordnet ist. Der Behälter 1 ist senkrecht angeordnet und der Siebkörper 2 weist einen oberen Ring 3 und ein unteres Gegenlager 4 in Form eines Deckels auf. Zwischen dem Ring 3 und dem Gegenlager 4 befindet sich der eigentliche Siebkörper, welcher aus einem Stützkörper 5 besteht, auf dem mit geringem Abstand ein Dreikantdraht 6 spiralförmig aufgewickelt ist. Der Dreikantdraht 6 ist dabei mit seinem konischen oder spitzen Ende auf dem Stützkörper 5 geschweißt. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in der Fig. 1 Stützkörper 5 und Dreikantdraht 6 nur auszugsweise dargestellt. Durch diese Ausgestaltung werden eine Vielzahl von engen Spalten erreicht, welche Breiten von 0,05 bis 18 mm entsprechend dem Anwendungsfall besitzen können.
Zuganker 7, im allgemeinen vier Stück über den Umfang verteilt, sorgen für eine feste Verbindung zwischen dem unteren Gegenlager 4 und einem oberen Ringdeckel 8. Das untere Gegenlager bildet gleichzeitig auch das Lager für einen Führungszapfen 9 des Siebkörpers 2. Der Antrieb des Siebkörpers 2 erfolgt über eine Antriebswelle 10, welche auf beliebige Weise, z. B. durch eine Querverstrebung, mit dem oberen Ring 2 verbunden ist. Die Antriebswelle 10 ist über eine Bohrung in einem Deckel 11 des Behälters 1 aus diesem herausgeführt und wird auf beliebige Weise angetrieben. Hierzu kann z. B. ein nicht dargestellter Getriebemotor verwendet werden, der den Siebkörper in langsame Rotation, z. B. fünf bis zehn Umdrehungen pro Minute, versetzt.
Abstandsbolzen 12 wirken auf den Ringdeckel 8, wodurch eine exakte Positionierung erreicht wird. Zwischen dem Deckel 11 und einem Flansch 13 des Behälters 1 kann ein nicht näher dargestellter Schnellverschluß angeordnet werden, damit die Filtervorrichtung bei Bedarf schnell geöffnet und einzelne Teile leicht ausgetauscht werden können. Zwischen dem rotierenden Siebkörper 2 und dem feststehenden Ringdeckel 8 ist zur Abdichtung eine Ringdichtung 14 angeordnet.
Der Behälter 1 ist weiterhin mit einem Flüssigkeitszulauf 15 versehen, welcher in einen Ringraum 16 mündet, der zwischen der Innenwand des Behälters 1 und dem Siebkörper 2 gebildet wird. Dieser Ringraum stellt den Unfiltratraum dar, von dem aus an der Unterseite ein Schlammablauf 26 abgeht. Der Schlammablauf 26 wird im allgemeinen mit einer Absperreinrichtung versehen sein, welche nur zur Abreinigung geöffnet wird.
In dem Unfiltratraum sind weiterhin parallel zur Längsachse des Behälters bzw. Siebkörpers zwei sich gegenüberliegende Schaber 17 angeordnet, welche in einfacher Weise an zwei Zugankern befestigt sein können. Zur genauen Einstellung der Schaber 17 zum Abschaben von an dem Siebkörper sich anlegenden Verunreinigungen kann deren Befestigung über Langlöcher und Exzenterschrauben erfolgen, so daß die Schaber exakt ein- und ausstellbar sind.
Über dem Ringdeckel 8 befindet sich ein Klarflüssigkeitsraum 18, der mit dem Innenraum 19 des Siebkörpers in Verbindung steht und von dem aus ein Filtratauslaß 20 für die gereinigte Flüssigkeit abgeht.
Neben dem Ringdeckel 8 bildet ein Ringkanal 21 die Abdichtung zwischen dem Unfiltratraum 16 und dem Klarflüssigkeitsraum 18. Der Ringkanal 21 ist mit zwei sich gegenüberliegenden Zuleitungen 22 versehen und weist in seinem unteren Bereich zwei Reihen von Bohrungen 23 auf. Die beiden Reihen sind kreisringförmig koaxial zueinander angeordnet und die Längsachsen der Spritzbohrungen oder Spritzdüsen 23 der beiden Reihen weisen unterschiedliche Neigungswinkel auf (siehe Fig. 1). Wie ersichtlich, sind die Längsachsen der Spritzbohrungen oder Spritzdüsen 23 der inneren Ringreihe stärker zur Längsachse des Behälters hin geneigt, wodurch sie auf den oberen Bereich des Siebkörpers 2 gerichtet sind, während die Spritzbohrungen oder Spritzdüsen der Ringreihe mit dem größeren Durchmesser schwächer geneigt sind, wodurch sie auf den unteren Bereich des Siebkörpers gerichtet sind.
Je nach Größe der Filtervorrichtung können z. B. 40 oder mehr Spritzbohrungen oder Spritzdüsen 23 über den Umfang verteilt in einer Ringreihe angeordnet sein. Deren Bohrungsdurchmesser können dabei z. B. 3 mm betragen.
Wie weiterhin aus der Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Ringdeckel 8 auf seiner unteren Seite einen Absatz auf, mit welchem er auf der Oberseite des Ringkanales 21 aufliegt. Durch die Abstandsbolzen 12 wird der Ringdeckel 8 dabei auf den Ringkanal 21 gepreßt, wodurch ein fester Sitz und eine sichere Abdichtung hergestellt wird.
Die Filtervorrichtung funktioniert nun auf folgende Weise:
Im Filterbetrieb wird die zu reinigende Flüssigkeit über den Flüssigkeitszulauf 15 in den Unfiltratraum 16 eingebracht. Verunreinigungen in der Flüssigkeit setzen sich dabei an der Oberfläche des Siebkörpers 2 ab, während die gereinigte Flüssigkeit durch die Spalte in den Innenraum 19 des Siebkörpers gelangt, von wo aus sie über den Klarflüssigkeitsraum 18 aus dem Behälter über den Filtratauslaß 20 verläßt.
Die sich auf der Siebkörperfläche bzw. auf den Dreikantdrähten absetzenden Verunreinigungen werden während der langsamen Rotation des Siebkörpers 2 durch die beiden Schaber 17 abgeschabt, wobei sie sich an den Schabern stauen.
Wenn z. B. aufgrund von Differenzdruckmessern festgestellt wird, daß sich eine größere Menge Verunreinigungen angesammelt hat und damit die Filterwirkung nachläßt, wird der Flüssigkeitszulauf 15 abgesperrt, wonach der Reinigungsvorgang beginnen kann.
Hierzu wird über die beiden Zuleitungen 22 - je nach Anwendungsfall - Druckluft oder Reinigungsflüssigkeit unter Druck in den Ringkanal 21 eingebracht. Als Reinigungsflüssigkeit wird man im allgemeinen Wasser verwenden, sofern nicht entsprechend der zu reinigenden Flüssigkeit bzw. der zu entfernenden Verunreinigungen eine andere Flüssigkeit verwendet wird. Ebenso kann Wasser auch noch andere Reinigungsmittel oder Flüssigkeiten zugesetzt werden.
Über die Spritzbohrungen oder Spritzdüsen 23 wird die Druckluft oder Druckflüssigkeit gezielt auf die Siebkörperoberfläche aufgebracht, wodurch die Verunreinigungen abgespritzt und zu dem Schlammablauf 26 befördert werden. Nach dieser Reinigung steht die Filtervorrichtung für einen erneuten Filtervorgang zur Verfügung.
Die Spritzbohrungen oder Spritzdüsen 23 sind entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel einfache Bohrungen in der unteren Wand des Ringkanales 21, wobei sie ggf. für einen besseren Durchsatz angesenkt sein können. Statt einfacher Bohrungen können selbstverständlich auch im Rahmen der Erfindung in den Ringkanal eingesetzte gesonderte Düsen verwendet werden.

Claims

1. Filtervorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Dispersionsfarben, in einem Behälter, mit einem im Behälterinneren rotierenden Siebkörper, der an einer Stirnseite mit seinem Innenraum zum Klarflüssigkeitsraum für die gefilterte Flüssigkeit hin offen und an seiner anderen Stirnseite geschlossen ist, mit einem Flüssigkeitszulauf in einen Ringraum (Unfiltratraum) zwischen der Behälterinnenwand und dem Siebkörper, mit einem Schlammablauf aus dem Unfiltratraum, mit einem Abdichtringkörper zwischen der Siebkörperaußenwand und der Behälterinnenwand zur Trennung des Klarflüssigkeitsraums von dem Unfiltratraum, mit einem Filtratauslaß aus dem Klarflüssigkeitsraum, mit sich in Siebkörperlängsrichtung erstreckenden, feststehenden und die rotierende Siebkörperaußenseite reinigenden Schabern und mit einer Reinigungseinrichtung, die mit einer Vielzahl von in den Unfiltratraum mündenden Spritzbohrungen oder Spritzdüsen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Unfiltratraum (16) wenigstens ein um den Siebkörper (2) verlaufender Ringkanal (21) angeordnet ist, der mit der wenigstens eine Druckluft- oder Reinigungsflüssigkeitszuleitung (22) aufweisenden Reinigungseinrichtung verbunden ist, und daß die Spritzbohrungen oder die Spritzdüsen (23) in dem Ringkanal (21) in wenigstens einer Ringreihe über den Umfang verteilt angeordnet und auf den Siebkörper (2) gerichtet sind.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) senkrecht und der Siebkörper koaxial zur Behälterlängsachse angeordnet ist, wobei die offene Stirnseite des Siebkörpers (2) oben und der durch den Abdichtringkörper von dem Unfiltratraum (16) getrennte Klarflüssigkeitsraum (18) darüber liegt und wobei der Ringkanal (21) im Bereich der oberen offenen Stirnseite um den Siebkörper (2) gelegt ist.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (21) wenigstens einen Teil des Abdichtringkörpers (8) bildet.

4. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (21) mit zwei oder mehr Ringreihen von Spritzbohrungen oder Spritzdüsen (23) versehen ist.

5. Filtervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Spritzbohrungen oder Spritzdüsen (23) in den Reihen zueinander unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.

6. Filtervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Ringreihen von Spritzbohrungen oder Spritzdüsen (23) die Längsachsen der Spritzbohrungen oder Spritzdüsen einer Ringreihe auf den oberen Bereich des Siebkörpers und die Längsachsen der Spritzbohrungen oder Spritzdüsen der anderen Ringreihe auf den Bereich der unteren Hälfte vorzugsweise des unteren Drittels, des Siebkörpers (2) gerichtet sind.

7. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Druckluft- oder Reinigungsflüssigkeitszuleitungen (21) in den Ringkanal münden.

8. Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem Siebkörper (2) anliegender Ringdeckel (8) als Abdichtringkörper mit einem Absatz (24) versehen ist, der auf die Oberseite des Ringkanals (21) gepreßt ist.