DE69413689T2 - Vorrichtung zur filtration von teilchenenthaltenden flüssigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zur filtration von teilchenenthaltenden flüssigkeiten

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern teilchenhaltiger Flüssigkeiten, die einen Hohlkörper mit Wänden aus Filtermaterial aufweist, ferner einen Antrieb, der zum Drehen des Hohlkörpers angeordnet ist, so daß die Wände aus Filtermaterial um eine im wesentlichen waagerechte Achse gedreht werden. Ein Einlaß ist so ausgelegt, daß die zu filternde Flüssigkeit in das Innere des Hohlkörpers geleitet wird. Mittel zum Aufrechterhalten einer Flüssigkeitsmenge in dem Hohlkörper sind vorgesehen, so daß die Flüssigkeitsmenge eine freie Oberfläche aufweist, die unterhalb eines oberen Abschnitts der Wände aus Filtermaterial liegt. Ein Sammelbehälter ist auf der beim Drehen des Hohlkörpers absteigenden Seite des Hohlkörpers angeordnet. Eine Führung ist so angeordnet, daß sie das durch das Filtermaterial gedrungene getrübte Filtrat auf der absteigenden Seite des sich drehenden Hohlkörpers in den Sammelbehälter leitet. Ein Auslaß aus dem Sammelbehälter ist vorgesehen, durch den das getrübte Filtrat abfließt. Außerdem sind Mittel vorgesehen, mit denen sich Teilchen von dem oberen Abschnitt und von der Innenseite des Filtermaterials entfernen und die abgenommenen Teilchen aus dem Hohlkörper abtransportieren lassen.
  • Eine Vorrichtung dieses Typs ist aus dem britischen Patent Nr. 1008617 und aus dem schwedischen Patent Nr. 224131 (DE-B- 11 75 651) bekannt. Mit dieser Vorrichtung wird vorteilhaft verhindert, daß sich getrübtes Filtrat, das zu Anfang bei der Abwärtsbewegung des sauberen Filtermaterials unter die freie Oberfläche der Flüssigkeitsmenge in dem Hohlkörper entsteht, mit dem klareren Filtrat mischt, das sich nach dem Ansammeln von Teilchen zu einem Filterbett auf dem Filtermaterial bildet. Das getrübte Filtrat kann in das Innere des Hohlkörpers zurückgeleitet und nochmals gefiltert werden.
  • Die herkömmliche Vorrichtung nach dem britischen Patent weist einen Hohlkörper in der Form einer runden Trommel auf, deren Mantel mit Filtermaterial bedeckt ist. Die Führungseinrichtung weist eine stationäre Abschirmvorrichtung auf, die entlang des Mantels verläuft.
  • Die herkömmliche Vorrichtung nach dem schwedischen Patent weist einen Hohlkörper auf in der Form einer Anzahl von miteinander verbundenen hohlen Scheiben, deren ringförmige Seitenwände aus Filtermaterial sind. Die Führungseinrichtung weist eine stationäre, kammförmige Vorrichtung auf, deren Zinken zwischen den Scheiben verlaufen. Die Zinken können mit Dichtlippen aus Gummi versehen sein, die an den Seitenwänden aus Filtermaterial anliegen, so daß die Lippen beim Drehen der Scheiben an diesen entlanggezogen werden.
  • Bei der britischen und bei der schwedischen Vorrichtung besteht ein Problem darin, daß ein Teil des trüben Filtrats unvermeidlich durch den Spalt zwischen dem sich bewegenden Filtermaterial und der stationären Vorrichtung entweicht und sich mit dem klaren Filtrat mischt. Die Dichtlippen der schwedischen Vorrichtung sind diesbezüglich keine gute Lösung, da sie das häufig textiles Material aufweisende Filtermaterial beschädigen oder abnutzen, d. h. selbst wieder ein anderes Problem verursachen. Außerdem würde sich der Energiebedarf für das Drehen der Scheiben erhöhen, da zwischen dem Filtermaterial und den Lippen ein Reibwiderstand auftritt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebene herkömmliche Vorrichtung zu verbessern, so daß sich ein klareres Filtrat erzielen läßt, ohne daß irgendwelche über das Filtermaterial schleppende Dichteinrichtungen verwendet werden.
  • Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
  • Vorzugsweise wird die Anzahl der Führungsglieder im Bereich zwischen 10 und 36 gewählt.
  • Jedes Führungsglied ist so ausgelegt, daß es getrübtes Filtrat aus einem absteigenden Abschnitt des Filtermaterials aufnimmt, der von dem Führungsglied und einem oberen angrenzenden Glied gebildet wird, und ist so an dem Hohlkörper positioniert, daß das von dem Führungsglied bei seiner Abwärtsbewegung aufgenommene getrübte Filtrat aufgrund der Schwerkraft an dem Führungsglied in einer aus dem Hohlkörper herauszeigenden Richtung entlangströmt.
  • Der Sammelbehälter ist bezüglich des Hohlkörpers auf geeignete Weise positioniert, so daß er das aus einem absteigenden Führungsglied fließende getrübte Filtrat auffängt.
  • Jedes Führungsglied weist wenigstens einen von dem Hohlkörper aus radial nach außen verlaufenden Abschnitt auf, so daß das getrübte Filtrat leichter in den Sammelbehälter gelangen kann.
  • Um zu gewährleisten, daß im wesentlichen das gesamte auf dem Filtermaterial entstehende getrübte Filtrat in den Sammelbehälter gelangt, kann sich ein flexibles Wandstück von dem Sammelbehälter aus in einen ringförmigen Bereich hinein erstrecken, entlang dem die Abschnitte der Führungsglieder während der Drehbewegung des Hohlkörpers verlagert werden, wobei das Wandstück so ausgelegt ist, daß es von einem passierenden Führungsglied zur Seite gebogen wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders zum Filtern von Abwasser oder Fasersuspensionen geeignet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung genauer erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,
  • Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II, in Draufsicht,
  • Fig. 3 eine zweite Ausführungsform, der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,
  • Fig. 4 einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie IV-IV, in Draufsicht,
  • Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie V-V,
  • Fig. 6 eine Abwandlung der aus Fig. 5 ersichtlichen Ausführungsform,
  • Fig. 7 einen vergrößerten Ausschnitt einer Abwandlung der aus Fig. 3 ersichtlichen Ausführungsform, und
  • Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
  • Aus Fig. 1 ist eine Filtervorrichtung ersichtlich, die einen Hohlkörper in der Form einer Trommel 1 mit einem Mantel aus Filtermaterial 2 aufweist. Die Trommel 1 ist um eine waagerechte Achse 3 drehbar und in einem Behälter 4 angeordnet. Ein Antrieb 5 ist vorgesehen, der die Trommel 1 um die Achse 3 ent gegen dem Uhrzeigersinn dreht, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Der Mantel der Trommel 1 ist mit achtzehn Führungsgliedern 6 versehen, die gleichmäßig um die Trommel 1 herum verteilt angeordnet sind und von der Trommel 1 aus radial nach außen sowie axial entlang der Trommel 1 verlaufen. Am unteren Teil der Trommel 1 befindet sich ein Einlaß 7, durch den zu filternde Flüssigkeit in das Innere der Trommel 1 geleitet wird. Ein Füllstands-Sensor 8 ist mit dem Antrieb 5 verbunden und steuert die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel 1, so daß eine in der Trommel 1 zu filternde Flüssigkeitsmenge aufrechterhalten wird und die freie Oberfläche der Flüssigkeitsmenge auf einer vorbestimmten Höhe unter dem oberen Abschnitt des Filtermaterials 2 gehalten wird. Eine Rinne 9 verläuft entlang des Mantels der Trommel 1 im Inneren der Trommel 1 und oberhalb der Flüssigkeitsmenge und nimmt Teilchen auf, die mittels außerhalb der Trommel 1 angeordneter Sprühdüsen 10 von dem Filtermaterial abgesprüht werden.
  • Der Behälter 4 ist mittels einer parallel zu der Achse 3 verlaufenden Trennwand 11 geteilt, so daß auf der absteigenden Seite der Trommel 1 ein Sammelbehälter 12 zum Aufnehmen des getrübten Filtrats und unter dem Trommel 1 ein Sammelbehälter 13 zum Aufnehmen des klaren Filtrats gebildet wird. Die Trennwand 11 ist mit einem einstellbaren flexiblen Wandstück 14 versehen, das sich in einen ringförmigen Bereich 36 erstreckt, entlang dem die Führungsglieder 6 während der Rotation der Trommel 1 verlagert werden. Das Wandstück 14 ist so ausgelegt, daß es von einem passierenden Führungsglied 6 zur Seite gebogen wird. Der Sammelbehälter 12 ist mit einem Auslaß 15 für getrübtes Filtrat versehen. Der Sammelbehälter 13 weist ein einstellbares Überlaufstück 16 an einem Auslaß 17 für klares Filtrat auf.
  • Beim Betrieb wird die Trommel 1 von dem Antrieb 5 gedreht und eine zu filternde Flüssigkeit durch den Einlaß 7 in das Innere der Trommel 1 geleitet. Der Füllstands-Sensor 8 ermittelt die Höhe der Flüssigkeitsoberfläche und steuert den Antrieb 5, so daß die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel 1 bei einem über einem vorbestimmten Wert liegenden Füllstand erhöht und bei einem unter einem vorbestimmten Wert liegenden Füllstand vermindert wird. (Alternativ läßt sich die vorbestimmte Höhe der Flüssigkeitsoberfläche mittels eines Flüssigkeitsüberlaufs oder durch Steuern des in den Trommel 1 geleiteten Flüssigkeitsstroms erreichen.)
  • Auf der beim Drehen der Trommel 1 absteigenden Seite durchdringt ein getrübtes Filtrat das Filtermaterial 2 sofort unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche und fließt infolge der Schwerkraft entlang von einem oder zwei Führungsgliedern 6, aus denen das getrübte Filtrat in den Sammelbehälter 12 geleitet wird. Das in dem Sammelbehälter 12 gesammelte getrübte Filtrat wird durch den Auslaß 15 abgeleitet.
  • Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Filtermaterials 2 sammeln sich auf der Innenseite des Filtermaterials Teilchen an und bilden ein Filterbett, so daß das getrübte Filtrat immer klarer wird und schließlich als klares Filtrat separiert wird, wobei es das Filtermaterial durchdringt, wenn dieses eine Winkelstellung von ca. 120º gegenüber der Vertikalen an der Trommel 1 erreicht hat. In dieser Stellung passiert das Filtermaterial das flexible Wandstück 14, so daß das klare Filtrat von dem Sammelbehälter 13 aufgenommen wird. Das Überlaufstück 16 ist je nach der Art der zu filternden Flüssigkeit eingestellt, so daß eine gewünschte Druckdifferenz über das Filtermaterial hinweg aufrechterhalten wird. Das in dem Sammelbehälter 13 gesammelte klare Filtrat wird durch den Auslaß 17 über das Überlaufstück 16 abgeleitet.
  • Die auf der Innenseite des Filtermaterials 2 abgelagerten Teilchen werden weggesprüht, wenn sich das Filtermaterial an den Sprühdüsen 10 vorbeibewegt, und in der Rinne 9 aufgefangen. In der Rinne 9 werden die Teilchen in Flüssigkeit eingetaucht, die aus den Sprühdüsen 10 kommt und geeigneterweise ein Teil des klaren Filtrats ist, so daß die Teilchen durch die Rinne 9 aus der Trommel 1 abfließen.
  • Aus Fig. 3 ist eine Vorrichtung ersichtlich, die einen Behälter 18, einen Antrieb 19, Führungsglieder 20, einen Einlaß 21 für zu filternde Flüssigkeit, einen Sensor 22, eine Rinne 23, Sprühdüsen 24, einen Sammelbehälter 25 für getrübtes Filtrat, ein flexibles Wandstück 26 und einen Sammelbehälter 27 für klares Filtrat aufweist, wobei alle diese Bauteile auf die gleiche Weise angeordnet sind wie die bezugnehmend auf Fig. 1 beschriebenen ähnlichen Bauteile. Der wesentliche Unterschied zwischen der aus Fig. 3 ersichtlichen und der bezugnehmend auf Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung besteht im Aufbau des Hohlkörpers. Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Vorrichtung ist der Hohlkörper in der Form einer Anzahl von hohlen ringförmigen Scheiben 28 mit einer gemeinsamen Hohlwelle 29 ausgebildet. Die Seitenwände der Scheiben 28 sind aus Filtermaterial 30 gefertigt und mit den Führungsgliedern 20 versehen. Jedes Führungsglied 20 ist auf seiner zugehörigen Scheibe 28 angeordnet, so daß es von der Hohlwelle 29 aus in Drehrichtung nach vorn verläuft, und weist einen radial äußeren Endabschnitt 31 auf, der sich von der Scheibe 28 aus nach außen erstreckt. Die beiden Abschnitte 31 zweier benachbarter Führungsglieder 20 zu beiden Seiten einer Scheibe 28 sind jeweils mittels eines Führungsglieder-Brückenabschnitts 32 verbunden, der aus Fig. 4 ersichtlich ist.
  • Jedes der Führungsglieder 20 weist eine flache Platte 33 auf, die in einem Winkel zu der Scheibe 28 verläuft, so daß die Platte 33 zusammen mit der Scheibe eine aus Fig. 5 ersichtliche Rinne bildet, wenn die Platte 33 auf der absteigenden Seite der Scheibe 28 nach unten bewegt wird.
  • Aus Fig. 6-8 ist eine bevorzugte Abwandlung des Führungsglieds 20 ersichtlich, die als eine u-förmige Platte 34 ausgebildet ist. Die radialen Endabschnitte benachbarter Platten 34 zu beiden Seiten der Scheibe 28 sind mittels einer flachen Platte 35 miteinander verbunden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Filtern teilchenhaltiger Flüssigkeiten, mit
- einem Hohlkörper (1, 28) mit Wänden aus Filtermaterial (2, 30), ferner
- einem Antrieb (5), der zum Drehen des Hohlkörpers auf solche Weise angeordnet ist, daß die Wände aus Filtermaterial um eine annähernd waagerechte Achse (3) gedreht werden,
- einem Einlaß (7, 21), ausgelegt zum Einleiten der zu filternden Flüssigkeit in das Innere des Hohlkörpers,
- Mittel (8, 22) zum Aufrechterhalten einer Flüssigkeitsmenge in dem Hohlkörper, so daß die Flüssigkeitsmenge unterhalb eines oberen Abschnitts der Wände aus Filtermaterial eine freie Oberfläche aufweist,
- Komponenten zum Bilden eines Sammelbehälters (12, 25) auf der beim Drehen des Hohlkörpers absteigenden Seite des Hohlkörpers,
- einer Führung (6, 20), dazu angeordnet, das durch das Filtermaterial gedrungene getrübte Filtrat auf der absteigenden Seite des sich drehenden Hohlkörpers in den Sammelbehälter zu leiten,
- einem Auslaß (15) aus dem Sammelbehälter für den Abfluß des getrübten Filtrats, und
- Mitteln (9, 10, 23, 24) zum Entfernen von Teilchen von dem oberen Abschnitt und von der Innenseite des Filtermaterials und zum Abtransportieren der abgenommenen Teilchen aus dem Hohlkörper,
dadurch gekennzeichnet, daß
- die Führung nicht weniger als zehn Führungsglieder (6, 20) aufweist, die an dem Hohlkörper (1, 28) befestigt und gleichmäßig um die Achse (3) verteilt sind,
- jedes Führungsglied (6, 20) ausgelegt ist, das getrübte Filtrat von einem absteigenden Abschnitt des Filtermaterials (2, 30) aufzufangen, der von dem Führungsglied und einem oberhalb angrenzenden Führungsglied festgelegt ist,
- die Führungsglieder (6, 20) so an dem Hohlkörper (1, 28) angeordnet sind, daß das von einem absteigenden Führungsglied aufgefangene getrübte Filtrat infolge der Schwerkraft in dem Führungsglied in einer aus dem Hohlkörper herauszeigenden Richtung fließt, und
- der Sammelbehälter (12, 25) in Bezug auf den Hohlkörper so angeordnet ist, daß er das aus einem absteigenden Führungsglied (6, 20) fließende getrübte Filtrat auffängt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Führungsglieder (1, 28) im Bereich von 10 bis 36 liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Führungsglied (6, 20) mindestens einen von dem Hohlkörper (1, 28) aus radial nach außen verlaufenden Abschnitt (6, 31) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Abschnitte (6, 31) der Führungsglieder während der Drehung des Hohlkörpers entlang eines ringförmigen Bereichs (14) ausgelenkt werden, und der Sammelbehälter (12, 25) mit einem flexiblen Wandstück (14, 26) versehen ist, das in diesen Bereich hineinreicht und so ausgelegt ist, daß es von einem durchlaufenden Führungsglied zur Seite gebogen wird.
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