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Dokumentenidentifikation DE3813343C2 17.11.1994
Titel Rotorfiltervorrichtung für eine Flüssigkeitenmischung
Anmelder Apparatebau Biersdorf Walter Krämer GmbH Rain am Lech, 86641 Rain, DE
Erfinder Hölzemann, Jürgen, 86641 Rain, DE
Vertreter Kessel, E., Dipl.-Ing.; Böhme, V., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 90402 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 21.04.1988
DE-Aktenzeichen 3813343
Offenlegungstag 09.11.1989
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 17.11.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.11.1994
IPC-Hauptklasse B01D 17/022

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Rotorfiltervorrichtung für eine Flüssigkeitenmischung, die aus mindestens zwei flüssigen Teilkomponenten und einer wäßrigen Komponente besteht, wobei sich die flüssigen Komponenten in ihrer Molekulargröße unterscheiden, bei der zwei oder mehr Kammern vorgesehen sind, bei denen jeweils ein Hohlraum zur Filtrataufnahme durch ein Filtermittel von einem Hohlraum zur Filtergutaufnahme getrennt ist, dem andererseits eine mit Strömungsrippen versehene Rotorscheibe sowie ein Hohlraum zur Trübenaufnahme zugeordnet ist, bei der der Trübenaufnahme-Hohlraum der ersten Kammer mit einer Zufuhreinrichtung für die Flüssigkeitenmischung verbunden ist, und bei der sämtliche Kammern für die Zurückhaltung von Filtergut ein einheitliches Gerät bildend in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt sind.

Bei einer bekannten (DE-PS 34 26 527) Rotorfiltervorrichtung dieser Art wird sämtlichen Kammern eine mit Feststoffteilchen beladene Flüssigkeitenmischung zugeführt und sind die Filtermittel aller Kammern für die Zurückhaltung der Feststoffteilchen abgestimmt. Die Flüssigkeitenmischung verläßt sämtliche Kammern und die Filtervorrichtung, abgesehen davon, daß sie von den Feststoffteilchen gereinigt ist, unverändert. Der Ablaß jeder Kammer führt zu einem gemeinsamen Abflußrohr für die Flüssigkeitenmischung. Jede Kammer ist zweiteilig gebaut und die Kammerteile werden auseinandergefahren, um einen sich bildenden Feststoff-Filterkuchen zu entfernen. Durch diese Rotorfiltervorrichtung läuft eine Flüssigkeitenmischung, die aus zwei flüssigen Teilkomponenten, z. B. Schmutzkomponenten, z. B. Öl und Tenside, und einer wäßrigen Komponente besteht, unverändert hindurch.

Es ist auch eine Filtervorrichtung bekannt (DE-OS 22 29 677), die eine Flüssigkeitenmischung verarbeitet, wie sie in einem Bad für elektrische Ablagerungsverfahren anfällt. Es sind zwei gerätemäßig voneinander getrennte Kammern vorgesehen, von denen eine ein Filtermittel aufweist, das auf die flüssige Teilkomponente größter Molekulargröße der Flüssigkeitenmischung abgestimmt ist, und von denen die andere ein Filtermittel aufweist, das auf die flüssige Teilkomponente größter Molekulargröße des Filtrats der vorhergehenden Kammer abgestimmt ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung läßt sich der Filtrat-Hohlraum der ersten Kammer mit dem Trüben-Hohlraum der zweiten Kammer verbinden und ist der Filtergut-Hohlraum der ersten Kammer mit dem Bad verbunden. Der Filtergut-Hohlraum und der Filtrat-Hohlraum der zweiten Kammer lassen sich wahlweise mit dem Bad oder mit einer Abspülstelle verbinden, die ihrerseits mit dem Bad verbindbar ist. Diese Filtervorrichtung ist also nicht darauf abgestellt, die abgetrennten flüssigen Teilkomponenten und die wäßrige Komponente jeweils gesondert für sich abzuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rotorfiltervorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, daß sie zum Abtrennen und gesonderten Abführen der flüssigen Teilkomponenten und der wäßrigen Komponente der Flüssigkeitenmischung geeignet ist. Die erfindungsgemäße Rotorfiltervorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermittel der ersten Kammer auf die flüssige Teilkomponente größter Molekulargröße der Flüssigkeitenmischung abgestimmt ist und das Filtermittel der zweiten Kammer auf die flüssige Teilkomponente größter Molekulargröße des Filtrats aus der vorhergehenden Kammer abgestimmt ist, daß der Filtergut-Hohlraum der ersten Kammer mit einer Abführungs-Leitung für die flüssige Teilkomponente größter Molekulargröße verbunden ist und der Filtrat-Hohlraum der ersten Kammer mit dem Trüben-Hohlraum der zweiten Kammer verbunden ist, und daß der Filtergut-Hohlraum der zweiten Kammer mit einer Abführungs-Leitung für die zweite flüssige Teilkomponente verbunden und der Filtrat-Hohlraum der zweiten Kammer mit einem Vorrichtungsauslaß für die wäßrige Komponente in Verbindung steht.

Aufgrund der Erfindung läßt sich eine an sich bekannte Rotorfiltervorrichtung bzw. Kammerfilterpresse bzw. Rotorfilterpresse recht einfach zum Ausfiltern von flüssigen Teilkomponenten, z. B. Schmutzkomponenten umrüsten. In der an sich bekannten Rotorfiltervorrichtung werden die an sich bekannten Filtermittel zum Ausfiltern der jeweils höher molekularen flüssigen Teilkomponenten von den übrigen niedriger molekularen Flüssen Teilkomponenten und der wäßrigen Komponente verwendet. Jeder Kammer wird eine andere Flüssigkeitenmischung zugeführt und das aus der jeweils vorhergehenden Kammer abgelassene Filtrat ist die der nachfolgenden Kammer zugeführte Flüssigkeitenmischung oder die wäßrige Komponente in der jeweils erwünschten Wasser-Reinheit Das Ausfiltern von flüssigen Teilkomponenten wird so oft in einer Mehrzahl von Kammern wiederholt, bis die wäßrige Lösung in der erwünschten Reinheit vorliegt. Für ein wirtschaftliches und wirksames Ausfiltern von flüssigen Teilkomponenten mittels auf die Molekulargröße abgestimmter Filtermittel sind die mit Strömungsrippen versehenen Rotorscheiben wichtig. Der cross-flow- Effekt ist auch bei der Zurückhaltung der flüssigen Teilkomponenten von Bedeutung.

Die erfindungsgemäße Rotorfiltervorrichtung läßt sich für eine Flüssigkeitenmischung ohne Feststoffteilchen ausbilden und einsetzten. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn den Kammern für die Zurückhaltung der flüssigen Teilkomponenten mindestens eine Kammer mit einem Filtermittel zum Zurückhalten von Feststoffteilchen vorgeordnet ist, wobei der Kammer eine Einrichtung zur Entfernung eines Feststoffteilchen-Filterkuchens zugeordnet ist und der Ablaß dieser Kammer mit dem Einlaß der ersten für die Zurückhaltung einer flüssigen Teilkomponente bestimmten Kammer verbunden ist, wobei die mindestens eine Kammer für die Zurückhaltung von Feststoffteilchen und die Kammern für die Zurückhaltung von flüssigen Teilkomponenten ein einheitliches Gerät bildend in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt sind. Es wird eine mit Feststoffteilchen beladene Flüssigkeitenmischung verarbeitet, die zunächst von den Feststoffteilchen befreit wird, bevor die flüssigen Teilkomponenten von der wäßrigen Komponente abgeschieden werden. Die Einrichtung zum Entfernen des Feststoffteilchen-Filterkuchens besteht z. B. aus auseinander fahrbaren Kammerteilen. Es erfolgen die Abtrennung der Feststoffteilchen und die von mindestens einer flüssigen Teilkomponente mittels nur eines Gerätes, wobei bei einem solchen Gerät, wie bereits erwähnt, in der Regel alle Rotorscheiben auf einer gemeinsamen Welle sitzen und von nur einem Motor angetrieben sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Filtervorrichtung der eingangs genannten Art liegt in an sich bekannter (DE-PS 34 26 527) Weise vor, wenn zwei Filtermittel durch Hohlraum zur Filtrataufnahme voneinander getrennt sind und eine beidseitig mit Strömungsrippen versehene Rotorscheibe zwischen zwei Filtermitteln angeordnet ist. In diesem Fall ist es besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn der Raum zwischen den beiden Filtermitteln durch eine Trennwand in zwei voneinander gesonderte Hohlräume zur Filtrataufnahme unterteilt ist und eine am Umfang der Rotorscheibe vorgesehene in sich geschlossene Dichtung die beiden beiderseits der Rotorscheibe vorgesehenen Hohlräume zur Filtergutaufnahme voneinander trennt. Hierdurch ist die erwähnte vorteilhafte Ausgestaltung an die erfindungsgemäße Bauweise angepaßt. In den beiden durch die Trennwand voneinander getrennten Hohlräumen und in den beiden durch die mit Dichtung versehene Rotorscheibe voneinander getrennten Hohlräume werden jeweils verschiedene Substanzen aufgenommen bzw. verarbeitet. Jeder der durch die Trennwand getrennten Hohlräume hat einen eigenen Auslaß und jeder der durch die Rotorscheibe mit Dichtung getrennten Hohlräume hat einen eigenen Einlaß.

In den Hohlräumen, in denen kein Feststoffteilchen-Filterkuchen anfällt, können nichtflüssige Rückstände anfallen. Im Hinblick darauf ist es besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn im Mantel durch Deckel verschließbare kleine Öffnungen den Hohlräumen zum Entfernen von nichtflüssigen Rückständen zugeordnet sind. Durch die in der Regel an der Unterseite vorgesehenen kleinen Öffnungen werden die nichtflüssigen Rückstände herausgekratzt oder herausgespült.

Es wird jetzt zum Entfernen des flüssigen Filtergutes ein die Kammern umgebender Mantel nicht in Teilen axial auseinandergezogen, wobei auch das Filtermittel ausgewechselt werden kann. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es daher, wenn im Mantel durch Deckel verschließbare große Öffnungen den Filtermitteln zum Auswechseln der Filtermittel zugeordnet sind. Diese großen Öffnungen und deren Deckel bzw. Klappen erstrecken sich in der Regel über den halben Umfang des Mantels. In der Regel wird ein das Filtermittel tragender Stator herausgenommen und nach Austausch des Filtermittels wieder eingesetzt.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zwar eine Filtervorrichtung für eine Flüssigkeitenmischung teilweisen in Seitenansicht und teilweise im Schnitt.

Die Filtervorrichtung gemäß Zeichnung ist eine Kammerfilterpresse bzw. Rotorfilterpresse und als einheitliches kompaktes Gerät ausgebildet. Die Filtervorrichtung umfaßt einen zylindrischen Mantel 1, der von zwei zylindrischen Mantelstücken 2, 3 gebildet ist und an beiden Enden durch je eine Stirnwand 4 abgeschlossen ist. Durch das von dem Mantel 1 und den beiden Stirnwänden 4 gebildete Gehäuse verläuft mittig eine Welle 5, die von einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Motor 6 antreibbar ist und im Gehäuse mit Abstand voneinander angeordnete Rotorscheiben 7 trägt, die jeweils an beiden Stirnseiten mit radial verlaufenden Strömungsrippen 8 versehen sind. Um den Umfang jeder Rohrscheibe 7 verläuft eine Dichtung 9 gegenüber dem Mantel 1, so daß die Rotorscheibe nicht in axialer Richtung von Flüssigkeit passiert werden kann.

Mit Abstand von jeder Rotorscheibe 7 ist beiderseits jeder Rotorscheibe im Gehäuse ein Stator 10 angeordnet, durch den Flüssigkeit nahezu ungehindert hindurchtreten kann und an dem auf der der Rotorscheibe 7 zugeordneten Seite ein scheibenförmiges Filtermittel angebracht ist. Es sind drei gleichartige Filtermittel 11 und drei verschiedenartige Filtermittel 12, 13, 14 vorgesehen. Die Welle 5 ist in an sich bekannter Weise aus verschiedenen Stücken zusammengesetzt und läßt sich auseinanderziehen, wonach die Statoren 10 mit den Filtermitteln durch große Öffnungen 15 im Mantel 1 herausgenommen werden können. Die großen Öffnungen 15 sind von entsprechend großen Deckeln 16 bzw. Klappen verschlossen und in dem einen Mantelstück 2 vorgesehen.

Mit Abstand von den beiden äußeren Statoren 10 ist jeweils eine der beiden Stirnwände 4 vorgesehen und mittig zwischen je zwei inneren Statoren 10 ist jeweils eine Trennwand 17 vorgesehen. Jede Trennwand 17 ist von der Welle 5 drehbar, jedoch flüssigkeitsdicht durchdrungen und läßt keine Flüssigkeit von der einen Seite auf die andere Seite passieren. Es sind in dem Gehäuse Kammern gebildet, die radial nach außen von dem Mantel 1 begrenzt sind. Im Inneren jeder Kammer befindet sich ein mit Filtermittel versehener Stator 10, ein Hohlraum 18 zur Filtrataufnahme, ein Hohlraum 19 zur Filtergutaufnahme und ein Hohlraum 20 zur Trübenaufnahme. Der Hohlraum 20 zur Trübenaufnahme und der Hohlraum 19 zur Filtergutaufnahme gehen bei der vorliegenden Ausführungsform völlig ungetrennt ineinander über. Jede Kammer ist einerseits von einem Rotor 7 und andererseits von einer Stirnwand 4 oder einer Trennwand 17 begrenzt.

Von einer Pumpe 21 wird über eine Zuleitung 22 eine mit Feststoffteilchen beladene Flüssigkeitenmischung zu einem Einlaß 23 der (von rechts gesehen) ersten drei Kammern parallel zugeführt. In dem Hohlraum 19 zur Filtergutaufnahme jeder dieser drei Kammern bildet sich ein Feststoffteilchen-Filterkuchen 24. Die Filterkuchen 24 können entfernt werden, indem das Mantelstück 2 mittels einer nicht gezeigten Kolben-Zylinder-Einrichtung in Achsrichtung abgezogen wird. Über Auslässe 25 der drei Kammern tritt die von Feststoffteilchen gereinigte Flüssigkeitenmischung aus. Diese drei Auslässe 25 sind zusammengeführt und zu einem Einlaß 26 einer vierten Kammer geführt, deren Hohlraum 19 zur Filtergutaufnahme mit einer nach außen führenden Leitung 27 versehen ist, in der ein Ventil 37 vorgesehen ist. In dem Hohlraum sammelt sich eine erste flüssige Schmutzkomponente an, die über die Leitung 27 abgeführt wird. Die von der ersten Schmutzkomponente befreite Flüssigkeit sammelt sich in dem Hohlraum zur Filtrataufnahme der vierten Kammer und wird von dort über einen Ablaß 28 abgeführt und einem Einlaß 29 einer fünften Kammer zugeführt. Die fünfte Kammer ist mit einer nach außen führenden, mit Ventil 37 versehenen Leitung 30 für eine zweite flüssige Schmutzkomponente versehen und weist einen Auslaß 31 für die von der zweiten Schmutzkomponente befreite Flüssigkeit auf. Der Auslaß 31 ist mit einem Einlaß 32 einer sechsten Kammer verbunden, die eine nach außen führende, mit Ventil 37 versehene Leitung 33 für eine dritte flüssige Schmutzkomponente aufweist und an einem Auslaß 34 mehr oder weniger gereinigtes Wasser abgibt.

Jedem Hohlraum 19 zur Filtergutaufnahme ist im Mantel 1 und zwar in dessen feststehenden Mantelstück 3 eine kleine Öffnung 35 Zugeordnet, die von einem kleinen Deckel 36 oder eine Klappe verschlossen ist. Es wird eine aus einer Autowaschanlage stammende Flüssigkeitenmischung gereinigt, der zunächst Feststoffteilchen, die von Sand, Lack oder Fett gebildet sind, entzogen wird. In den nachfolgenden Kammern werden flüssige Schmutzkomponenten wie Öl, Benzin, Fette, Salzaufmischungen und Tenside herausgefiltert. Verwendbare Filtermittel werden von den Firmen Pal und Milipor hergestellt. Die Verwendung von zwei oder mehr parallelen Kammern zum Zurückhalten von Feststoffteilchen erfolgt in der Regel und ist durch den Gehalt an Feststoffteilchen in der Flüssigkeitenmischung bedingt; es ist aber auch möglich, mit nur einer Kammer zum Zurückhalten von Feststoffteilchen zu arbeiten. In der Praxis sind zwei durch eine Trennwand 17 getrennte Statoren 10 baulich zu einer Statoreinrichtung zusammengefaßt, die in der Mitte durch die Trennwand unterteilt ist. Der Druck der zugeführten Flüssigkeitenmischung wirkt sich auch dahin aus, daß die Flüssigkeit auch über die Einlässe 26, 29 und 32 zufließt. Sollte der Druck hierzu nicht ausreichen, so werden kleinen Pumpen zwischengeschaltet.


Anspruch[de]
  1. 1. Rotorfiltervorrichtung

    für eine Flüssigkeitenmischung, die aus mindestens zwei flüssigen Teilkomponenten und einer wäßrigen Komponente besteht,

    wobei sich die flüssigen Komponenten in ihrer Molekulargröße unterscheiden,

    bei der zwei oder mehr Kammern vorgesehen sind, bei denen jeweils ein Hohlraum zur Filtrataufnahme durch ein Filtermittel von einem Hohlraum zur Filtergutaufnahme getrennt ist, dem andererseits eine mit Strömungsrippen versehene Rotorscheibe sowie ein Hohlraum zur Trübenaufnahme zugeordnet ist,

    bei der der Trübenaufnahme-Hohlraum der ersten Kammer mit einer Zufuhreinrichtung für die Flüssigkeitenmischung verbunden ist, und

    bei der sämtliche Kammern für die Zurückhaltung von Filtergut ein einheitliches Gerät bildend in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt sind,

    dadurch gekennzeichnet,

    daß das Filtermittel (12) der ersten Kammer (41) auf die flüssige Teilkomponente größter Molekulargröße der Flüssigkeitenmischung abgestimmt ist und das Filtermittel (13) der zweiten Kammer (42) auf die flüssige Teilkomponente größter Molekulargröße des Filtrats aus der vorhergehenden Kammer (41) abgestimmt ist,

    daß der Filtergut-Hohlraum (19) der ersten Kammer (41) mit einer Abführungs-Leitung (27) für die flüssige Teilkomponente größter Molekulargröße verbunden ist und der Filtrat- Hohlraum (18) der ersten Kammer (41) mit dem Trüben-Hohlraum (20) der zweiten Kammer (42) verbunden ist, und

    daß der Filtergut-Hohlraum (19) der zweiten Kammer (42) mit einer Abführungs-Leitung (30) für die zweite flüssige Teilkomponente verbunden und der Filtrat-Hohlraum (19) der zweiten Kammer (42) mit einem Vorrichtungsauslaß (34) für die wäßrige Komponente in Verbindung steht.
  2. 2. Rotorfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Kammern für die Zurückhaltung der flüssigen Teilkomponenten mindestens eine Kammer mit einem Filtermittel (11) zum Zurückhalten von Feststoffteilchen vorgeordnet ist, wobei der Kammer eine Einrichtung (2) zur Entfernung eines Feststoffteilchen-Filterkuchens zugeordnet ist und der Ablaß (25) dieser Kammer mit dem Einlaß (26) der ersten für die Zurückhaltung einer flüssigen Teilkomponente bestimmten Kammer verbunden ist und wobei die Kammern für die Zurückhaltung von Feststoffteilchen und die Kammern für die Zurückhaltung von flüssigen Teilkomponenten ein einheitliches Gerät bildend in einem gemeinsamen Gehäuse (1, 41) zusammengefaßt sind.
  3. 3. Rotorfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Filtermittel durch Hohlraum zur Filtrataufnahme voneinander getrennt sind und eine beidseitig mit Strömungsrippen versehene Rotorscheibe zwischen zwei Filtermitteln angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den beiden Filtermitteln (12, 13) durch eine Trennwand (17) in zwei voneinander gesonderte Hohlräume (18) zur Filtrataufnahme unterteilt ist und eine am Umfang der Rotorscheibe (7) vorgesehene umlaufende Dichtung (9) die beiden beiderseits der Rotorscheibe (7) vorgesehenen Hohlräume (20) zur Filtergutaufnahme voneinander trennt.
  4. 4. Rotorfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Kammer von einem Mantel umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (1) durch Deckel (36) verschließbare kleine Öffnungen (35) den Hohlräumen (19) zum Entfernen von nicht flüssigen Rückständen zugeordnet sind.
  5. 5. Rotorfiltervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Kammer von einem Mantel umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (1) durch Deckel (16) verschließbare große Öffnungen (15) den Filtermitteln (12, 13, 14) zum Auswechseln der Filtermittel zugeordnet sind.






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