| WO/1998/011972 | A DEVICE IN A FILTER SECTOR FOR A ROTATING FILTER DISC |
| WO/1998/045022 | FILTER DEVICE WITH FILTER DISKS |
| WO/1998/016293 | OSCILLATING SHOWER FOR DISC FILTER |
MÖSGES, Klaus (Zeissring 25, Holzminden, 37603, DE)
FRITSCH, Stephan (Friedrich-Wilhelm-Weber-Straße 5a, Paderborn, 33106, DE)
FRETER, Heiko (Über dem Dorfe 7, Einbeck, 37574, DE)
MÖSGES, Klaus (Zeissring 25, Holzminden, 37603, DE)
FRITSCH, Stephan (Friedrich-Wilhelm-Weber-Straße 5a, Paderborn, 33106, DE)
| A N S P R Ü C H E 1. Filtrationsvorrichtung mit einem, in einem Becken (1) um eine horizontale Achse (5) in einem durch die zu filternde Flüssigkeit gebildeten Bad drehend antreibbaren, zumindest eine Anordnung (15) aus nebeneinander angeordneten Filterscheiben (16) tragenden Rotorsystem (2) sowie mit Leitungen für die Zuführung der zu filternden Flüssigkeit und für den Austrag des Filtrates, wobei jede Filterscheibe (16) aus flächigen Segmenten (32) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Segmente (32) einer jeden Filterscheibe (16) zur Darstellung einer tragfähigen, einheitlich handhabbaren Struktur miteinander in Verbindung stehen und dass die Filterscheiben (16) einer jeden Anordnung (15) auf einen zentralen, rohrartigen Träger aufsteckbar sind. 2. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Achsrichtung der Filterscheiben (16) zueinander fluchtend positionierte Segmente (32) über angeformte Kupplungsstücke (22) eine durchgängige Filtratsammelleitung (23) bilden. 3. Filtrationsvorrrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsstücke (22) axial benachbarter Filterscheiben (16) einer Anordnung (15) ineinander steckbar sind. 4. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren Anordnungen (15) des Rotorsystems (2) aus einem sich parallel zu dessen Achse (5) erstreckenden, die Filterscheiben (16) tragenden, den genannten Träger darstellenden Rohrzylinder (17) besteht. 5. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrzylinder (17) einer jeden der mehreren Anordnungen (15) mit einer zentralen, zur Lagerung des Rotorsystems (2) bestimmten Hohlwelle (18), sich mit dieser drehend, in Verbindung stehen. 6. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Falle lediglich einer Anordnung (15) deren Achse in Richtung der Achse (5) der zur Lagerung des Rotorsystems (2) bestimmten, den genannten Träger darstellenden Hohlwelle (18) erstreckt. 7. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterscheiben (16) auf dem genannten Träger axial unter elastischer Vorspannung fixiert sind. 8. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine fest mit dem Träger in Verbindung stehende und eine entgegen der Kraft zumindest eines Federelements (45) axial bewegliche Stützstruktur, wobei die Filterscheiben (16) einer jeden Anordnung (15) zwischen diesen Stützstrukturen axial eingespannt sind. 9. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der (N) Filterscheiben (16) einer Anordnung (15) jeweils (n) axial unmittelbar aufeinanderfolgende Filterscheiben (16) über mittig und / oder peripher angeordnete Verbindungselemente untereinander in Verbindung stehen, wobei gilt (n) < (N). 10. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mittig und / oder peripher angeordneten Verbindungselemente von jeweils (n) axial aufeinanderfolgenden Filterscheiben (16) in peripherer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. 11. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens eine, zur Einführung von zu filternder Flüssigkeit in das Flüssigkeitsbad bestimmte, in einem achsnahen Bereich des Rotorsystems (2) sich parallel zu diesem erstreckende Verteilerlanze (30). 12. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , gekennzeichnet durch wenigstens eine, zur Einführung von zu filternder Flüssigkeit in das Flüssigkeitsbad bestimmte, in einem achsnahen Bereich einer Anordnung (15) angeordnete, sich zu dieser parallel erstreckende, in Ausnehmungen (46) der Filterscheiben (16) gehaltene Verteilerlanze. 13. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorsystem (2) innerhalb des Flüssigkeitsbades an beiden Enden über Lagereinheiten (6, 7) gehalten ist, in welchen Winkelabweichungen gegenüber der Achse (5) aufnehmende Lager eingesetzt sind. 14. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Lager als Gleitlager mit kugelschalenförmigen, mit Sperrflüssigkeit beaufschlagten Lagerflächen ausgebildet sind. 15. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Filtratsammelleitung (23) über tragende Strukturelemente des Rotorsystems (2) in durchgängiger Verbindung mit einer zum Filtrataus- trag eingesetzten Sammelkammer (26) steht. 16. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer (26) aus einem Abschnitt der Hohlwelle (18) besteht. 17. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch ein bodenseitig in dem Becken (1) angeordnetes Netzwerk (31) aus zum Einführen von Luftblasen in das Flüssigkeitsbad bestimmten Leitungen, und einem zur Lagerung bes Rotorsystems (2) bestimmten Rahmengestell (4), wobei Teile des Rahmengestells (4) als Leitungen zur Druckluftversorgung bes Netzwerkes (31) eingesetzt sind. |
Filtrationsvorrichtunq
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtrationsvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Filtrationsvorrichtungen kommen zum Einsatz beim Reinigen von eine unlösliche Schmutzfracht führenden Flüssigkeiten, insbesondere von Abwasser mit dem Ziel, ein erneut verwertbares Filtrat zu gewinnen. Sie können jedoch auch allgemein zur Trennung eines Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches in eine feste und eine flüssige Phase benutzt werden.
Bekannt sind diese Vorrichtungen in der Form beispielsweise rotierender Saugfilter, wobei innerhalb eines Flüssigkeitsbades ein als Träger scheibenförmiger, innenseitig mit Unterdruck beaufschlagter Filterelemente fungierendes Rotorsystem um eine horizontale Achse drehend antreibbar gelagert ist.
Aus dem Dokument DE 10 2004 063 879 A1 ist eine solche Filtrationsvorrrichtung bekannt, bei welcher in einem Flüssigkeitsbad ein Rotorsystem um eine horizontale Achse drehbar gelagert ist und mit einem Elektromotor um diese Achse in Antriebsverbindung steht. Das Rotorsystem besteht aus einer Tragscheibe, an der mehrere Anordnungen scheibenförmiger, gestaffelt nebeneinander gehaltener Filterelemente gelagert sind, deren jedes einen Hohlraum umschließt, wobei die Hohlräume einer jeden der mehreren Anordungen über radial außenseitig angeschlossene Sammelleitungen zusammengefasst und die Sammelleitungen aller Anordnungen zentral zusammengeführt sind. Die Anordnungen umschließen einen sich koaxial zu der Achse der Tragscheibe erstreckenden Raum, in den eine zur Führung von Spülluft bestimmte Lanze hineinragt. Eine weitere, im Bedarfsfall zuschaltbare, ebenfalls zur Führung von Spülluft bestimmte Lanze befindet sich bodenseitig unterhalb des Rotorsystems. Die Filterelemente bestehen aus Segmenten, die im zusammengesetzten Zustand die Gestalt einer Kreisscheibe darstellen und es werden diese Segmente einzeln unter Zwischenanordnung von Distanzstücken auf durchgängigen, mit der Tragscheibe in Verbindung stehenden stangenartigen Trägern gehalten. Eine tragfähige, einheitlich handhabbare Filterscheibe ist bei dieser Filtrationsvorrichtung nicht vorgesehen und es ist dementsprechend eine
vergleichweise aufwändige Haltekonstruktion für die Segmente erforderlich. Dies bedeutet, dass sich die Montage sowie die Demontage der Filterscheiben bzw. der Segmente aufgrund der individuellen Befestigung der Segmente vergleichweise kompliziert gestaltet. Ein nicht unbeträchtlicher Aufwand ist auch in den zur
Zusammenfassung des Filtrates der einzelnen Filterelemente erforderlichen
Maßnahmen zu sehen.
Eine weitere hiermit vergleichbare Filtrationsvorrichtung ist in dem Dokument EP 1 149 619 A1 beschrieben. Auch hierbei ist in einem Flüssigkeitsbad ein um eine horizontale Achse drehbar gelagertes Rotorsystem bestehend aus einer sich koaxial zu der Achse erstreckenden Tragscheibe gegeben, der axial mit Abstand ein Lagerflansch gegenüberliegt, wobei sich zwischen der Tragscheibe und dem Lagerflansch - mittels Distanzscheiben in einem definierten gleichförmigen Abstand zueinander gehalten - kreisringförmige Filterscheiben befinden. Jede der Filterscheiben besteht aus acht kreisausschnittförmigen, einen zentralen Hohlraum umschließenden Segmenten, und es ist der Zusammenhalt des Gesamtsystems bestehend aus den Filterscheiben, der Tragscheibe sowie dem Lagerflansch durch Stangen gesichert, die jeweils axial aufeinander folgende Segmente durchdringen und an der Tragscheibe bzw. dem Lagerflansch festgelegt sind. Die Filterscheiben umgeben einen zentralen, mit dem Flüssigkeitsbad kommunizierenden Hohlraum, über welchen zu filtrierende Flüssigkeit in die Zwischenräume der Filterscheiben gelangt. Zumindest einheitlich handhabbare Filterscheiben sind nicht gegeben, so dass die Montage sowie die Demontage von Segmenten stets mit einer vollständigen Zerlegung des Rotorsystems verbunden sind.
Aus dem Dokument DE 26 35460 A1 ist eine Vorrichtung zur Klärung von Flüssigkeiten bekannt, bei welcher innerhalb eines zylindrischen Behälters um eine vertikale Achse drehend antreibbar ein Stapel bestehend aus Filterscheiben gelagert ist. Zu klärende Flüssigkeit wird zentral in axialer Richtung des Stapels in den Behälter eingeführt, wobei ein Teil durch Zwischenräume zwischen den Filterscheiben in radial auswärtiger Richtung geführt wird, wobei in den außenseitig durch Membrane begrenzten, jeweils Hohlräume umschließenden Filterscheiben ein Filtrat gewonnen und radial aus diesen ausgetragen wird, und wobei verbleibende Flüssigkeit aus den Zwischenräumen als Konzentrat gesammelt und ausgetragen wird. Die kreisringförmigen und in Umfangsrichtung nicht segmentiert ausgebildeten Filterscheiben sind über Nabenteile ineinander steckbar und werden axial zwischen zwei miteinander verschraubten Stirnplatten gehalten. Sowohl eine Montage als auch eine Demontage einzelner Filterscheiben ist zwangsläufig mit einer völligen Zerlegung des Stapels verbunden.
Aus dem Dokument DE 26 51 151 A1 ist ein weiteres rotierendes Saugfilter bekannt, bei welchem in einem Tank ein um eine horizontale Achse drehend antreibbares Rotorsystem vorgesehen ist. Das Rotorsystem besteht aus einer zentral angeordneten, mit achsparallelen, mit einer Vakuumquelle in Verbindung stehenden Längskanälen versehenen Welle, wobei ein jeder der Längskanäle über radiale Öffnungen mit einem Filtersegment in durchgängiger Verbindung steht. Die Öffnungen sind axial gruppenweise axial mit Abstand zueinander mit der Maßgabe angeordnet, dass die mit den Öffnungen verbundenen Filtersegemente entlang der Welle mehrere voneinander beabstandete filterscheibenartige Strukturen bilden. Zum Anschluß der Filtersegmente an die Öffnungen sind jeweils besondere Verbindungselemente vorgesehen, die mit der Welle verschraubt sind.
Nachteilig an dieser Ausführungsform ist ein vergleichsweise komplizierter Aufbau, da eine speziell gestaltete, Längskanäle aufweisende und mit besonderen Verbindungselementen ausgerüstete Welle benötigt wird, die mit individuell zu montierenden bzw. zu demontierenden Filtersegmenten bestückt ist.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist somit insgesamt ein verhältnismäßig großer konstruktiver Aufwand zur Darstellung eines die Filterscheiben tragenden Rotorsystems.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Filtrationsvorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung mit Hinblick auf einen einfacheren konstruktiven Aufbau, insbesondere auch betreffend die montagemäßige Handhabung von segmentierten Filter- scheiben zu verbessern. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Filtrationsvorrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.
Erfindungswesentlich ist hiernach, dass die Segmente einer jeden Filterscheibe dahingehend untereinander in Verbindung stehen, dass sich ohne zusätzliche Maßnahmen eine tragfähige Struktur ergibt. Die so dargestellte Filterscheibe ist einer einheitlichen Handhabung zugänglich, dass heißt sie kann als Einheit montiert und demontiert werden. Die Segmente der Filterscheibe können im Umfangsbereich beispielsweise formschlüssig miteinander verbunden werden und zusätzlich verschraubt oder vernietet sein. Jede dem Fachmann geläufige Verbindungstechnik kann an dieser Stelle eingesetzt werden.
Erfindungswesentlich ist ferner, dass die so konzipierten Filterscheiben im Rahmen einer Anordnung auf einen zentralen rohrartigen Träger aufsteckbar sind. Der Zusammenhalt einer durch ein Paket von Filterscheiben gebildeten Anordnung wird somit ausschließlich durch diesen Träger bewirkt, so dass in Abkehr von dem eingangs vorgestellten Stand der Technik nicht jedes einzelne Segment zur Montage individuell mit bestimmten Tragstrukturen eines Rotorsystems in Verbindung gebracht werden muss.
Insgesamt ergibt sich auf diese Weise ein Rotorsystem, welches sich durch einen vergleichsweise einfachen Aufbau auszeichnet.
Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf die nähere Ausgestaltung der Filterscheiben gerichtet. Diese umschließen in jedem Fall einen Hohlraum, wobei die Hohlräume aller Filterscheiben einer Anordnung mit ineinander steckbaren Kupplungsstücken ausgerüstet sind, die im zusammengesteckten Zustand eine durchgängige Filtratsammelleitung bilden. Die Segmente bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff und sind im Spritzgussverfahren als Formteile einstückig mit den genannten Kupplungsstücken kostengünstig herstellbar. Eine auf diesem Wege dargestellte Filtratsammelleitung verbindet in einer Anordnung alle axial zueinander ausgerichteten Segmente. Die Merkmale der Ansprüche 4 bis 6 sind auf unterschiedliche Rotorsysteme gerichtet, die sich hinsichtlich der Anzahl der gelagerten Anordnungen unterscheiden. Für den Fall dass das Rotorsystem zwei oder mehr Anordnungen umfasst, wird der Träger einer Anordnung, auf weichen die Filterscheiben aufsteckbar sind, jeweils durch einen Rohrzylinder gebildet, der sich parallel zu der Achse des Rotorsystems jedoch exzentrisch zu dieser erstreckt. Der Rohrzylinder steht mit einer Hohlwelle, um deren Achse das Rotorsystem drehend antreibbar ist, in fester Verbindung. Falls das Rotorsystem nur eine Anordnung aufweist, wird der eingangs genannte Träger unmittelbar durch dessen Hohlwelle gebildet.
Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8 sind die Filterscheiben einer Anordnung in ihrer Montageposition axial elastisch nachgiebig zwischen zwei Stützstrukturen eingespannt, von denen die eine entgegen der Kraft eines Federelements beweglich angeordnet ist. Auf diese Wege ist eine spielfreie, axiale Ausgleichsbewegungen zwischen dem aus Filterscheiben bestehenden Paket und der Hohlwelle erlaubende Positionierung des Pakets auf dem genannten Träger darstellbar.
Die Merkmale der Ansprüche 9 und 10 sind auf die Fixierung der Filterscheiben einer Anordnung untereinander gerichtet. Um Verspannungszustände zu vermeiden, die aufgrund eines werkstofflich bedingten unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens der vorzugsweise aus einem Kunststoff bestehenden Filterscheiben einerseits und der regelmäßig metallischen Verbindungselemente, z. B. Gewindebolzen entstehen könnten, wird entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 9 und 10 vorgeschlagen, lediglich Teilmengen bestehend aus z. B. zwei axial unmittelbar aufeinander folgenden Filterscheiben mittels der Verbindungselemente peripher und mittig aneinander zu befestigen, so dass eine Verwendung langer durchgängiger Verbindungselemente jedenfalls vermieden wird. Zusätzlich können die Verbindungselemente von in Achsrichtung aufeinander folgenden Teilmengen der Filterscheiben in peripherer Richtung versetzt angeordnet werden. Die Auswirkungen eines werkstofflich bedingten unterschiedlichen thermischen Dehnungsverhaltens können auf diesem Wege in Grenzen gehalten werden.
Die Merkmale der Ansprüche 11 und 12 sind die räumliche Anordnung der zum Einführen von zu filternder Flüssigkeit in das Flüssigkeitsbad bestimmten Verteiler- lanzen gerichtet. Diese befinden sich in einem zentralen Bereich des Rotorsystems, dessen Achse benachbart und erstrecken sich über dessen gesamte Länge. Sie können ferner in einem zentralen Bereich einer Anordnung, deren Achse benachbart, zu dieser parallel verlaufend, sich über deren gesamte Länge erstreckend und durch Ausnehmungen der Filterscheiben hindurchgeführt sein.
Die Merkmale der Ansprüche 13 und 14 sind auf die Ausbildung der Lagerung des Rotorsystems gerichtet. Vorzugsweise kommen Gleitlager zum Einsatz, die einen dreidimensionalen Ausgleich von Winkelabweichungen der aufgenommenen, das Rotorsystem lagernden Hohlwelle ermöglichen. Durch diese Maßnahme werden Verspannungen des Rahmengestells vermieden, die durch diese Abweichungen ansonsten entstehen könnten.
Dadurch, dass die Lager, insbesondere deren Gleitflächen mit einer Sperrflüssigkeit beaufschlagt werden, die stets einem Fluß aus dem Lager heraus und in das
Flüssigkeitsbad hinein unterliegt, ist ein Eindringen von Fremdstoffen aus dem
Flüssigkeitsbad, insbesondere von abrasiv wirkenden Stoffen in das Lager
ausgeschlossen.
Nach den Merkmalen der Ansprüche 15 und 16 werden tragende Strukturelemente des Rotorsystems als Medienleitung, hier zur Filtratleitung eingesetzt. Auf diese Weise kann eine ansonsten erforderliche, aufwändige und störanfällige Ver- schlauchung entfallen. Hierzu eignen sich grundsätzlich Hohlprofile.
Vergleichbares gilt entsprechend den Merkmalen bes Anspruchs 17 für die Druckluftversorgung eines bodenseitig innerhalb des Flüssigkeitsbades befindlichen Leitungsnetzwerks. Eine Druckluftzufuhr kann hiernach über Elemente eines das Netzwerk tragenden Rahmengestells erfolgen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Ansicht einer erfindungsgemäßen Filtrationsvorrichtung in einer vertikalen Schnittebene; Fig. 2 eine teilweise Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Filtrationsvorrichtung in einer Schnittebene II - II;
Fig. 3 eine teilweise Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Filtrationsvorrichtung in einer
Schnittebene III - III;
Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung einer Einzelheit IV der Fig. 1;
Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung einer Einzelheit V der Fig. 1;
Fig. 6 eine teilweise perspektivische Ansicht einer Einzelheit VI der Fig. 1 in
vergrößerter Darstellung;
Fig. 7 eine isolierte Darstellung einer Filterscheibe in einer Draufsicht;
Fig. 8 eine schematische perspektivische Darstellung der randseitigen Befestigung der Segmente dreier aufeinander folgender Filterscheiben;
Fig. 9 eine vereinfachte teilweise ebene Darstellung der mittigen Befestigung der Segmente aufeinanderfolgender Filterscheiben;
Fig. 10 eine vergrößerte teilweise Schnittdastellung des Endbereichs eines
erfindungsgemäßen Rotorsystems.
Die in Fig. 1 gezeigte Filtrationsvorrichtung besteht aus einem innerhalb eines oberseitig offenen, zur Aufnahme von zu filternder Flüssigkeit bestimmten Becken 1 und einem innerhalb desselben bodenseitig fest aufgestellten, im Folgenden noch zu beschreibenden Rotorsystem 2. Das Rotorsystem 2 befindet sich während des Betriebes der Vorrichtung unterhalb des Flüssigkeitspegels 3 innerhalb des Beckens 1.
In sämtlichen Zeichnungsfiguren sind übereinstimmende Funktionselemente übereinstimmend beziffert.
Das Rotorsystem 2 ist in einem bodenseitig innerhalb des Beckens 1 aufgestellten Rahmengestell 4 um eine horizontale Achse 5 drehbar gelagert und steht über ein Zugmittelgetriebe 6, z. B. ein Zahnriemengetriebe mit einem oberhalb des Beckens 1 angeordneten, zeichnerisch nicht dargestellten Elektromotor in Antriebsverbindung. Das Rahmengestell 4 besteht aus zwei, untereinander im wesentlichen gleich beschaffenen, an den stirnseitigen Enden des Rotorsystems 2 Lagereinheiten 6, 7 aufnehmenden, jeweils aus drei, eine dreieckige Stützstruktur bildenden Lagerstützen 8, 9, welche untereinander über sich bodenseitig erstreckende Längsstreben 10 in Verbindung stehen. Die Lagerstützen 8, 9 sind auf dem Boden 11 des Beckens 1 in geeigneter Weise fixiert und können beispielsweise mit diesem verschraubt sein. Die Lagereinheiten 6, 7 sind vorteilhafterweise dahingehend angelegt, dass eine einfache Entnahme des Rotorsystems 2 als einheitliche Baugruppe aus dem Becken 1 sowie ein erneutes Einsetzen in das Becken 1 einfach durchführbar sind. Wartungsarbeiten an dem Rotorsystem 2 sind somit vereinfacht.
Wie anhand der Fig. 4 und 5 erkennbar ist, ist eine jede der beiden Lagereinheiten 6, 7 durch einen kugelschalenartigen Lagerkörper 47 gekennzeichnet, der in einer dem- entsprechenden kugelschalenförmigen Lagerpfanne 48 aufgenommen ist. Auf diese Weise werden auch bei schiefer Aufstellung sowie bei durch dynamische
Belastungen entstehenden Vibrationen dreidimensionale Ausgleichsbewegungen ermöglicht und damit ein verspannungsfreier Zustand des Rahmengestells 4.
Mit 49 ist ein Anschluß einer jeden der beiden Lagereinheiten 6, 7 bezeichnet, der zur Einführung einer Sperrflüssigkeit zwischen die relativ zueinander gleitfähigen Flächen der Lagerpfanne 48 sowie des Lagerkörpers 47 bestimmt ist. Durch die unter Druck stehende, feststoffreie Sperrflüssigkeit werden ein Eindringen von Fremdstoffen in den Raum zwischen den genannten Flächen und ein hiermit einhergehender Verschleiss zuverlässig verhindert. Bei der als Sperrflüssigkeit eingesetzten Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um das durch den
Filtrationsprozess gewonnene Filtrat handeln.
Das Rotorsystem 2 besteht beispielsweise aus drei, jeweils auf zueinander und zu der Achse 5 sich parallel erstreckenden Achsen 12, 13, 14 gehaltenen Anordnungen 15 bestehend aus einzelnen Filterscheiben 16. Eine jede dieser Anordnungen 15 besteht aus einem zentralen, sich koaxial zu der jeweiligen Achse 12, 13, 14 erstreckenden Rohrzylinder 17, wobei diese Rohrzylinder 17 endseitig über eine stern- förmige, sich in einer Ebene senkrecht zu den Achsen 12, 13, 14 erstreckenden Anordnung von auf einer zentralen, das Rotorsystem 2 tragenden, um die Achse 5 drehbar gelagerten Hohlwelle 18 eine tragfähige Rahmenstruktur bildenden Rohrzylindern 19, welche gleichzeitig als Sammelleitungen das für gewonnene Filtrat fungieren, abgestützt sind. Dreieckförmig an den Enden des Rotorsystems 2 angeordnete Knotenstreben 20 dienen zur Stabilisierung.
Die Anordnungen 15 sind vorzugsweise dahingehend in dem Rotorsystem 2 gehalten, dass im Bedarfsfall eine einfache Demontage oder Montage als Baugruppe möglich ist.
Die Filterscheiben 16 sind dicht gestaffelt unter Belassung vergleichweise enger Zwischenräume 21 auf dem, eine Tragstruktur bildenden Rohrzylinder 17 angeordnet und stehen über in einem achsnahen Bereich angeordnete, dichtend ineinander steckbare, im zusammengesetzten Zustand einen Leitungsabschnitt bildende
Kupplungsstücke 22 untereinander derart in Verbindung, dass die Gesamtheit dieser Kupplungsstücke 22 eine Filtratsammelleitung 23 bildet. Die Zwischenräume können beispielsweise mit 8 mm bemessen sein.
Jede Filterscheibe 16 ist aus vier plattenartigen, vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellten Segmenten 32 zusammengesetzt, die im Umfangsbereich miteinander in Verbindung stehen, beispielsweise miteinander vernietet sind. Andere, dem Fachmann geläufige Verbindungsarten kommen jedoch gleichermaßen in Betracht. Im zusammengesetzten Zustand bilden die Segmente 32 eine einheitlich handhabbare, hier achteckige, mit einer zentralen Öffnung versehene Filterscheibe 16, die auf den Rohrzylinder 17 aufschiebbar ist.
Ein jedes der Segmente 32 ist mit zumindest einem, in Fig. 9 dargestellten Kupplungsstück 22 versehen, so dass axial hintereinander auf dem Rohrzylinder 17 angeordnete Segmente 32 zumindest eine Filtratsammelleitung 23 bilden.
Ein Segment 32 kann aus einem im Spritzgussverfahren hergestellten rahmen- bzw, gitterartigen Formteil bestehen, dessen flächige Ober- und Unterseite mit einem Filtergewebe oder auch einer Membran belegt sind. In jedem Fall ergibt sich ein Hohlraum, der beidseitig durch ein Filtergewebe begrenzt ist und über die Filtrat- sammelleitung zur Ableitung von Filtrat eingerichtet ist.
Im dargestellten Fall sind entsprechend den vier Segmenten 32 vier Filtratsammel- leitungen 23 vorgesehen.
Die Filterscheiben 16 einer jeden der drei Anordnungen 15 stehen untereinander in Verbindung, und zwar randseitig, wie in Fig. 7 beispielhaft anhand der Verbindung zwischen drei innerhalb einer Anordnung 15 axial aufeianderfolgender Segmente 33, 34, 35 erläutert werden wird.
Ein metallisches Verbindungselement, z. B. ein Gewindebolzen, ein Niet oder dergleichen verbindet an der Stelle 36 lediglich das erste Segment 33 mit dem zweiten Segment 34, nicht hingegen mit dem dritten Segment 35. An der Stelle 37 hingegen ist in gleicher Weise eine Verbindung zwischen dem zweiten Segment 34 und dem dritten Segment 35 hergestellt, nicht hingegen mit dem ersten Segment 33. Indem auf durchgängige, daß heißt alle axial aufeinanderfolgenden Segmente durchdringende und diese gleichförmig relativ zueinander fixierende Verbindungselemente verzichtet wird, ist ein Einfluß von thermisch bedingten unterschiedlichen Dehnungen der genannten metallischen Verbindungselemente einerseits und der aus Kunststoff bestehenden Filterscheiben 16 andererseits in engen, insbesondere tolerierbaren Grenzen gehalten.
Mittig, das heißt in einem dem Rohrzylinder 17 benachbarten Bereich stehen die Filterscheiben 16 einer Anordnung 15, wie Fig. 8 zeigt, derart in Verbindung, dass an den einander diametral gegenüberliegenden Stellen 38, 39 Verbindungselemente eingesetzt sind, über welche zwei axial auf dem Rohrzylinder 17 aneinanderliegende Filterscheiben 16 aneinander befestigt sind. Die an den im Vergleich zu den Stellen 38, 39 um 90° in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Stellen 40, 41 befindlichen Bohrungen, die fluchtend zu denjenigen der sich anschließenden Filterscheibe verlaufen, sind hingegen zur Aufnahme solcher Verbindungselemente bestimmt, über welche die sich axial an die gezeigte Filterscheibe 16 anschließende zweite und dritte Filterscheibe miteinander in Verbindung stehen. Dadurch, dass die Verbindungselemente mit der Maßgabe eingesetzt werden, dass deren Befestigungs- wrkung lediglich zwei einander axial benachbarte Filterscheiben bzw. Segmente erfasst, ist ein zwängungsfreier Zustand des Filterscheibenpakets einer Anordnung 15 auch bei höheren bzw. wechselnden Temperaturen ermöglicht.
Zwischen den Filterscheiben 16 einer Anornung 15 befinden sich im Übrigen lediglich Distanzhalter 50, so dass sich aus dem Zusammenwirken dieser Distanzhalter mit den vorstehend genannten Verbindungselementen eine konstruktiv einfach darstellbare, allen betrieblichen Anforderungen gerecht werdende, mechanisch stabile Bauweise einer Anordnung 15 ergibt.
Das Paket der auf die Hohlwelle 18 aufgeschobenen, auf der in Fig. 1 linken Seite an der Filtrataufnahmekammer 24 anliegenden Filterscheiben 16 ist auf der rechten Seite, wie in Fig. 5 vergrößert gezeigt, axial federnd abgestützt.
Zu diesem Zweck ist auf der Hohlwelle 18, und zwar an dem in Fig. 1 rechtsseitigen Ende ein Flanschring 42 axial festlegbar, an dem über mehrere, peripher gleichförmig verteilte, sich parallel zu der Achse 5 erstreckende Gewindebolzen 43 ein auf der Hohlwelle 18 gleitfähig angeordneter, auf seiner einen Seite an dem aus
Filterscheiben 16 bestehenden Paket anliegender Ringflansch 44 axial gestützt ist. Man erkennt, dass das genannte Paket, zwischen der fest angeordneten Filtrataufnahmekammer 24 und dem Ringflansch 44 elastisch eingespannt ist.
Die Gesamtheit aller Filtratsammelleitungen 23 einer jeden Anordnung 17 steht mit einer Filtrataufnahmekammer 24 in durchgängiger Verbindung, wobei sämtliche dieser Filtrataufnahmekammern 24 ihrerseits über Verbindungsstücke 25 und die Rohrzylinder 19 in einer, durch einen Abschnitt der Hohlwelle 18 gebildeten
Sammelkammer 26 zusammengefasst sind. Aus dieser Sammelkammer 26 ist das Filtrat über eine zeichnerisch nicht dargestellte Leitung austragbar.
Die zu filternde, mit Verunreinigungen befrachtete Flüssigkeit gelangt über eine zeichnerisch nicht dargestellte Leitung zunächst in eine, mit der Hohlwelle 18 in fester Verbindung stehende Eingangskammer 27 und aus dieser über periphere Öffnungen 28 in eine, erstere ringartig umgebende Verteilkammer 29, welche außenseitig einen Teil des Zugmittelgetriebes 6 bildet. Außenseitig an die Verteilkammer 29 angeschlossen, und zwar vorzugsweise in gleichförmiger Umfangsverteilung sowie sich parallel zu der Achse 5 erstreckend sind außerhalb der Hohlwelle 18 eine Reihe von Verteilerlanzen 30 vorgesehen, die sich über die gesamte axiale Länge des Rotorsystems 2 erstrecken. Diese Verteilerlanzen 30 sind umfangsseitig mit Bohrungen versehen, die dazu bestimmt sind, die zu filternde Flüssigkeit aus diesen heraus in das Becken 1 einzuführen.
Weitere Verteilerlanzen können der Rohrzylinder 17 der einzelnen Anordnungen 15 vorgesehen sein, die in zeichnerisch nicht dargestellter Weise ebenfalls mit der Verteilkammer 29 in Verbindung stehen. Zu diesem Zweck sind die Segmente 32, wie in den Figuren 6 und 7 erkennbar, mit zueinander fluchtenden Ausnehmungen 46 versehen, in denen diese Verteilerlanzen festgelegt werden können.
Die den Rohrzylindern 17 zugeordneten Verteilerlanzen einerseits und die der Hohlwelle 18 zugeordneten Verteilerlanzen 30 andererseits können unter Zwischenanordnung von dem Fachmann bekannten Absperrorganen auch alternativ mit der zu filternden Flüssigkeit beaufschlagt werden.
Mit 31 ist ein bodenseitig innerhalb des Beckens 1 unterhalb des Rotorsystems 2 angeordnetes Netzwerk an Rohrleitungen bezeichnet, welches beispielsweise auf den Längsstreben 10 aufgelagert sein kann und über gleichmäßig verteilte Bohrungen der Einführung von Druckluft in das Flüssigkeitsbad innerhalb des Beckens 1 dient. Das Netzwerk 31 und die genannten Bohrungen sind mit der Maßgabe angelegt, dass innerhalb der Zwischenräume 21 zwischen den Filterscheiben 16 ein Bereich dargestellt ist, in dem in gleichmäßiger Verteilung Luftblasen aufsteigen, welche eine nach oben gerichtetes Strömungsfeld erzeugen und eine auf ein Entfernen von Ablagerungen gerichtete Reinigungswirkung auf die Filterflächen der Filterscheiben 16 ausüben.
Praktisch können die Rohrleitungen des Netzwerkes 31 aus gelochten Tragrohren bestehen, deren jedes mit einer über dieses gestülpten, perforierten, schlauchartigen Membran, bestehend beispielsweise aus einem elastomeren Werkstoff überzogen ist. Beim Einführen von Druckluft kommt es zu einer druckabhängigen Aufweitung der Membran und hiermit einhergehend zu einem Austritt von Luftblasen in das Flüssigkeitsbad.
Während des Betriebes wird der Filtrationsvorrichtung Schmutzwasser, z. B. eine Feststofffracht führendes Abwasser in die Eingangskammer 27 zugeführt. Das Schmutzwasser gelangt anschließend über die Verteilkammer 29 und die Verteilerlanzen 30 in das Flüssigkeitsbad des Beckens 1. In dem Becken 1 dreht das Rotorsystem 2 um die Achse 5, wobei sich der durch diese Drehbewegung ausgelösten Badbewegung infolge der aus dem Netzwerk 31 aufsteigenden Luftblasen eine aufwärts gerichtete Strömung überlagert.
Bezugszeichenliste:
1. Becken 19. Rohrzylinder 37. Stelle
2. Rotorsystem 20. Knotenstrebe 38. Stelle
3. Flüssigkeitspegel 21. Zwischenraum 39. Stelle
4. Rahmengestell 22. Kupplungsstück 40. Stelle
5. Achse 23. Filtratsammelleitung 41. Stelle
6. Lagereinheit 24. Filtrataufnahmekammer 42. Flanschring
7. Lagereinheit 2 5 . Verbindungsstück 43. Gewindebolzen
8. Lagerstütze 26. Sammelkammer 44. Ringflansch
9. Lagerstütze 27. Eingangskammer 45. Federelement
10. Längsstrebe 28. Öffnung 46. Ausnehmung
1 1. Boden 29. Verteilkammer 47. Lagerkörper
12. Achse 30. Verteilerlanze 48. Lagerpfanne
13. Achse 31. Netzwerk 49. Anschluß
14. Achse 32. Segment 50. Distanzhalter
IS. Anordnung 33. Segment
16. Filterscheibe 34. Segment
17. Rohrzylinder 35. Segment
18. Hohlwelle 36. Stelle