DE60007863T2

DE60007863T2 - Filtriervorrichtung zur Fest-/Flüssigtrennung

Info

Publication number: DE60007863T2
Application number: DE60007863T
Authority: DE
Inventors: Shunji Izumi
Original assignee: Izumi Products Co
Current assignee: Maxell Izumi Co Ltd
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2020-10-03
Also published as: ATE258076T1; EP1190756A1; EP1190756B1; DE60007863D1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung für die Trennung von Feststoffen, groben Fremdstoffen usw. aus einer Flüssigkeit oder aus einem Fest-Flüssig-Gemisch.
2. Stand der Technik
Eine von der herkömmlichen, bekannten Vorrichtungen zur Fest-Flüssig-Trennung ist jene, die in einer Vorrichtung für Entwässerungsbehandlung für grobe Fremdstoffe verwendet wird.
Diese Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung bearbeitet wasserbeinhaltende grobe Fremdstoffe in der Form eines Fest-Flüssig-Gemisches, gebildet durch das Vermischen von groben Fremdstoffen, die aus der Küche mit Wasser entleert werden und durch Zerreibung dieses Gemisches. Solche wasserbeinhaltende groben Fremdstoffe werden in das innere des unteren Teils eines Filters eingeführt und dann, durch die Rotation der Schaufeln einer Schraube, die in dem Filter eingebaut sind, in den oberen Teil des Filters befördert. Während die groben Fremdstoffe zum oberen Teil des Filters hin bewegt werden, fließt das Wasser aus dem Filter durch eine unzählige Anzahl von kleinen Öffnungen (Flüssigkeitsdurchflusswege) die in dem Filter gebildet sind. Die groben Fremdstoffe werden dadurch aus dem oberen Teil des Filters getrennt und in einem entwässerten Zustand abgeleitet. 111 der oben beschriebenen Struktur werden Feststoffe, wie zum Beispiel verriebene grobe Fremdstoffe usw., und eine Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, usw., die in einem Gemisch enthalten sind, durch den Filter der unzählige kleine Öffnungen aufweist, getrennt. Diese Struktur weist jedoch Probleme auf. Obwohl die Feststoffe, die an der inneren umlaufenden Fläche des Filters haften, ständig durch die Schaufeln abgeschabt werden können, können kleine Partikel des Feststoffes, die an der unteren Wandoberfläche der kleinen Öffnungen haften, die als Durchflusswege für die abgetrennte Flüssigkeit agieren, nicht durch die Schaufeln abgeschabt werden. Im Ergebnis neigen die kleinen Öffnungen dazu, sich zu verstopfen und das Abfließen der Flüssigkeit wird unzureichend. Ebenso sinkt die Effizienz der Fest-Flüssig-Trennung und häufige Säuberungen oder Ersatz des Filters wird notwendig. Solch ein Verstopfen kann vermindert werden durch das Verwenden eines dümmeren Filters, um die Länge der Flüssigkeitsdurchflusswege zu verkürzen oder durch das Vergrößern des Durchmessers der kleinen Öffnungen. Diese Maßnahmen verursachen jedoch ein Ansteigen des Anteils von Feststoffen, die in der abgetrennten Flüssigkeit verbleiben, was zu einer Abflussverunreinigung führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend soll die vorliegende Erfindung die obigen Probleme lösen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung bereitzustellen, die Feststoffe und Flüssigkeiten effizient trennen kann, wobei das Verstopfen des Filters verhindert wird.
Die oben genannte Aufgabe wird durch eine einzigartige Struktur für eine Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung der vorliegenden Erfindung erreicht, die folgendes umfasst:
Einen Filter, der als zylindrischer Körper gebildet ist, durch nebeneinanderstehendes Anordnen einer Vielzahl von flachen, plattenförmiger, kreisförmiger Ringelemente mit dazwischenliegenden Lücken;
ein Gehäuse mit einem Aufnahmebereich zum Einsetzen des Filters, wobei der Aufnahmebereich in einen inneren Filterbereich und einen äußeren Filterbereich unterteilt ist, so dass in dem äußeren Filterbereich eine Einlassöffnung zum Einführen eines Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches gebildet ist und eine Abflussöffnung zum Ableiten der Flüssigkeit nach außen, die zwischen den kreisförmigen Ringelementen fließt und in den inneren Bereich des Filters eindringt, in dem inneren Filterbereich gebildet ist; und einen Abstreifer, der plattenförmige vorstehende Elemente umfasst, deren Enden in die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen hineinragen, wobei der Abstreifer entlang der äußeren umlaufenden Flächen der kreisförmigen Ringelemente beweglich ist, um die Feststoffe, die an den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente anhaften, zu entfernen.
In dem obigen Aufbau wird die in dem Gemisch, welches in den äußeren Bereich des Filters eingeführt wird, enthaltene Flüssigkeit in den inneren Bereich des Filters hineingezogen, in dem sie die Lücken zwischen der flachen Oberfläche der entsprechenden kreisförmigen Ringelementen, die den Filter bilden, passiert, und aus der Abflussöffnung entleert wird. Demgegenüber verbleiben die Feststoffe in dem äußeren Bereich des Filters, da die sie nicht durch die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen durchgehen. Dadurch wird die Fest-Flüssig-Trennung erreicht.
Im Gegensatz zu den kleinen Öffnungen, die in konventionellen Filterstrukturen verwendet werden, in denen die Länge der Flüssigkeitsdurchflusswege gleich der Dicke des Filters ist, weisen außerdem die Flüssigkeitsdurchflusswege, die durch die kreisförmigen Ringelemente in der vorliegenden Erfindung gebildet werden, mindestens die Länge auf, die der Differenz zwischen den internen Durchmessern und den externen Durchmessern der kreisförmigen Ringelemente entspricht. Dadurch ist die Länge des Flüssigkeitsdurchflussweges der vorliegenden Erfindung beträchtlich länger im Vergleich zu dem üblichen Flüssigkeitsdurchflussweg, der durch kleine Öffnungen gebildet ist. Dementsprechend wird die Menge der Feststoffe, die in die Zwischenräume zwischen die kreisförmigen Ringelemente eindringt und an den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente haftet, vergrößert, und die Menge der Feststoffe, die in den inneren Bereich des Filters eindringt verringert. Im Ergebnis stellt die Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Fest-Flüssig-Trennleistung zur Verfügung.
Außerdem werden die Feststoffe, die an den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelementen anhaften, ständig durch die plattenförmigen vorstehenden Elementen des Abstreifers, die im Verhältnis zur äußeren Umfangsfläche des Filters entlang bewegt werden, abgeschabt. Dementsprechend wird das Verstopfen verhindert.
Vorzuziehen ist die Installation des Filters in den Aufnahmebereich des Gehäuses, so dass er sich um die Drehachse in einer horizontalen Richtung drehen kann, und die Einlassöffnung und die Abflussöffnung geöffnet sind, so dass zumindest die äußere Umfangsfläche des oberen Filterbereichs sich oberhalb des Flüssigkeitspegels des Gemisches aus dem Gehäuse befindet. In der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls vorzuziehen, dass die Abstreifer die Feststoffe, die an der flachen Oberfläche des Filters, die sich oberhalb des Flüssigkeitspegels des Gemisches befindet von dem Abstreifer abgeschabt werden. Mit den oben beschriebenen Strukturen werden die Feststoffe, die an dem Filter oberhalb des Flüssigkeitspegels des Gemisches haften entfernt und die Feststoffe, die dadurch abgeschabt wurden, werden daran gehindert, sich wieder mit dem Gemisch zu vermischen. Dadurch wird eine effiziente Fest-Flüssig-Trennung durchgeführt.
Der Abstreifer ist an der Austrittsseite des oberen Filterbereichs im Bezug zur Drehrichtung des Filters angeordnet. Mit dieser Abstreiferposition legen die Feststoffe, die an dem Filter haften und von der Flüssigkeitsoberfläche des Gemisches herausgetragen wurden, eine größere Distanz zurück, bevor sie von dem Abstreifer abgeschabt werden. Dementsprechend besteht für die Flüssigkeit eine erhöhte Gelegenheit aus dem Feststoff herauszurinnen, und die Fest-Flüssig-Trennleistung wird im Vergleich zu den Fällen, in welchen die Feststoffe gleich nach dem Verlassen der Flüssigkeitsoberfläche abgeschabt werden, stark verbessert.
Da die an dem Filter haftenden Feststoffe von dem Abstreifer abgeschabt werden, während die Feststoffe von dem oberen Bereich des Filters nach unten verlagert werden, können außerdem die Feststoffe, die abgeschabt wurden, leicht aus dem Filter entfernt werden. Dadurch kann ein wirkungsvolles Abschaben der Feststoffe erfolgen.
Eine oder mehrere Überstände sind an der äußeren Umfangsfläche der mindestens einer der Vielzahl der kreisförmigen Ringelemente gebildet, so dass die Feststoffe, die in dem Ge misch enthalten sind aus dem Flüssigkeitspegel des Gemisches herausgeführt werden. Es werden insbesondere zwei Typen von kreisförmigen Ringelementen verwendet: Flache kreisförrmige erste Ringelemente und flache kreisförmige zweite Ringelemente. Die zweiten kreisförmigen Ringelemente weisen denselben äußeren Durchmesser wie die ersten kreisförmigen Ringelemente auf und weisen eine Vielzahl von Überständen auf, die an der äußeren Umfangfläche in bestimmten Winkelintervallen gebildet sind. Durch die Verwendung dieser kreisförmigen Ringelemente wird der Filter gebildet durch die Anordnung einer Vielzah1 von kreisförmigen Ringelementen Seite an Seite mit bestimmten Lücken dazwischen zwischengelagert zwischen den zweiten kreisförmigen Ringelementen, so dass der Filter eine zylindrische Form und eine Vielzahl von Rippen aufweist, welche durch die Überstände der zweiten kreisförmigen Ringelementen auf der äußeren Fläche gebildet sind.
Im Ergebnis werden die Feststoffe, die in dem Gemisch enthalten sind nach oben abgeschabt und aus dem Gemisch durch die Überstände (welche die Rippen bilden) entfernt. Dadurch kann eine viel effizientere Fest-Flüssig-Trennung erreicht werden.
Die Abflussöffnung in der Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist im Aufnahmebereich des Gehäuses geöffnet. Sie ist an der Zulaufseite des Abstreifers angebracht im Bezug zur Drehrichtung des Filters, so dass die Feststoffe, die durch den Abstreifer abgeschabt werden zur Außenseite des Gehäuses durch die Entladungsöffnung entfernt werden. Zusätzlich ist ein Abdeckelelement und ein Andruckmittel, welches das Abdeckelement ständig an den Filter andrückt, in der Nähe der Entladungsöffnung vorgesehen. Das Abdeckelement ist so vorgesehen, dass es die Entladungsöffnung verdeckt. Ein Ende des Abdeckelements ist drehbar an dem Eckteil der Entladungsöffnung an der Zulaufseite der Entladungsöffnung im Bezug zur Drehrichtung des Filters angebracht, so dass das andere Ende des Abdeckelements (das heißt die Seite, die an der Austrittsseite der Entladungsöffnung im Bezug zur Drehrichtung des Filters liegt) frei um das eine Ende schwingbar ist.
Mit dieser Struktur werden die durch die Rotationen des Filters bewegten Feststoffe durch das Abdeckelement gepresst, so dass die Flüssigkeit, die in den Feststoffen enthalten ist, ausgepresst wird. Dadurch wird die Fest-Flüssig-Trennleistung stark verbessert.
Zusätzlich kann ein Pressbereich irgendwo zwischen der Einlassöffnung und dem Abstreifer gebildet werden. Dieser Pressbereich ist so gebildet, dass der relative Abstand zwischen der äußeren Umfangsfläche des Filters und der inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Aufnahmebereichs des Gehäuses in der Drehrichtung des Filters allmählich enger wird. Aufgrund dieser Struktur bleibt die Flüssigkeit, die in den Feststoffen enthalten ist, an der äußeren Umfangsfläche des sich rotierenden Filters haften, ferner in der Pressrichtung ausgepresst, so dass der entwässernde Effekt stark verbessert wird.
In der vorliegenden Erfindung ist die Einlassöffnung in einer niedrigeren Position als die Ausgangsöffnung positioniert. Dadurch sammelt sich die Flüssigkeit in dem rohrförmigen Aufnahmebereich bis hinauf zu dem Pegel der Auslassöffnung. Diese Struktur ermöglicht den Feststoffen, die in der Flüssigkeit enthalten sind, die durch den rohrförmigen Aufnahmebereich über die Einlassöffnung eintritt sich in der angesammelten Flüssigkeit zu verstreuen und sich um die äußere Umfangsfläche des Filters zu verbreiten. Dadurch kann eine Situation verhindert werden, dass lediglich ein Teil des Filters immer einen Teil des Gemisches filtert, der eine hohe Konzentration an Feststoffen aufweist. Dadurch kann eine wirkungsvolle Entwässerung erreicht werden.
Zeichnungsbeschreibung
1 ist ein erläuterndes Diagramm, welches das grundsätzliche Konzept der Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Schnittdarstellung entlang der Rotationsachse des Filters in der Vorrichtung der 1;
3 ist eine vordere Schnittdarstellung, welche den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ist eine Seitenansicht des Filters, der in 3 gezeigt wird;
5 ist eine Explosionsdarstellung des Filters, der in 3 gezeigt wird und
6 ist eine Scnnittdarstellung, welche den Aufbau eines anderen Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Zuerst wird das Grundkonzept der Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung 10 der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Der Filter 12, der in der Vorrichtung zur Fest-Flüssig Trennung 10 verwendet wird, ist in der Form eines zylindrischen Körpers und wird durch das Aufeinanderstapeln einer Vielzahl von flachen, plattenförmigen, kreisförmigen Ringelementen 14 erhalten (oder Anordnung der flachen, plattenförmigen, kreisförmigen Ringelementen 14 Seite an Seite) mit bestimmten Lücken zwischen den entsprechenden kreisförmigen Ringelementen 14. Die Größe der Lücken, die sich zwischen den Oberflächen der benachbarten kreisförmigen Ringelementen 14 bildet, wird von der Größe der Partikel aus den Feststoffen 16 bestimmt, die in dem Gemisch enthalten sind und aus der Flüssigkeit 18 durch den Filter 12 getrennt werden.
Mit anderen Worten, wenn der Verunreinigungsgrad der Flüssigkeit 18 durch das Verringern des Anteils an Feststoffen, die in der abgetrennten Flüssigkeit 18 enthalten sind, abgesenkt werden soll, werden die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen 14 verengt, so dass der Anteil an Feststoffen, die zwischen den kreisförmigen Ringelementen 14 hindurchkommt verringert wird. Für den gegenteiligen Fall werden die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen 14 in einem gewissen Ausmaß verbreitert.
In der gezeigten Struktur ist der Filter 12 als ein zylindrischer Körper ausgeformt, der einen konstanten Durchmesser aufweist durch Aufeinanderstapeln der kreisförmigen Ringelemente 14 mit dem gleichen äußeren Durchmesser. Es ist ebenfalls möglich den Filter 12 in Form eines Kegelstumpfs zu bilden, so dass der äußere Durchmesser allmählich zu einem Ende des Filters 12 hin abnimmt durch Anordnung der kreisförmigen Ringelemente 14 mit kleineren Durchmessern in der Richtung des selben Endes.
Die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen 14 bilden Flüssigkeitsdurchflusswege, durch welche die Flüssigkeit fließen kann. Entsprechend kann die Differenz zwischen dem äußeren und dem inneren Durchmesser der kreisförmigen Ringelemente 14, oder die Breite A der kreisförmigen Ringelemente 14 wie in 1 gezeigt, die Flüssigpfadlänge der Flüssigkeitsdurchflusswege bilden. Ein Teil der Feststoffe, die in der Flüssigkeit enthalten sind, die durch die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen 14 durchfließt (dass heißt, die Lücken, die durch die Ringformen gebildet sind) haften an den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente 14 während die Flüssigkeit durch die Lücken hindurchkommt. Entsprechend vergrößert sich der Anteil an Feststoffen, die an der flachen Oberfläche der kreisförmigen Ringelemente 14 haftet mit dem Vergrößern der Länge der Flüssigkeitsdurchflusspfade, dass heißt, der Breite A der flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente 14.
Wie oben ersichtlich ist, beeinflusst die Breite A der flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente 14 die Fähigkeit des Filters 12 die Flüssigkeit und die Feststoffe zu trennen. Deshalb ist es wünschenswert die Breite A zu vergrößern, wenn die Trennfähigkeit vergrößert werden soll. Andererseits, wie nachfolgend beschrieben, werden die Feststoffe, die an der Oberfläche der kreisförmigen Ringelemente 14 haften von den flachen plattenförmigen (lamellenförmigen) vorstehenden Elementen 22 des Abstreifers 20 abgeschabt; deshalb, wenn die Breite A der flachen Oberfläche der kreisförmigen Ringelemente 14 zu breit ist, vergrößert sich der Kontaktwiderstand zwischen den hervorstehenden Elementen 22 und den kreisförmigen Ringelementen 14, wodurch eine hohe Antriebskraft notwendig ist für das Drehen des Filters 12. In der üblichen Anwendungen der Trennvorrichtung wird deshalb die Breite A der flachen Oberfläche der kreisförmigen Ringelemente 14 unter Berücksichtigung der erforderlichen Antriebskraft und der Fest-Flüssig-Trennfähigkeit bestimmt.
Das Gehäuse 24 hat einen rohrförmigen Aufnahmebereich (ab hier einfach als "Aufnahmebereich" genannt) 26, welcher den Filter 12 darin aufnimmt. Dieser Aufnahmebereich 26 wird durch den Filter 12 in einen inneren Filterbereich B und einen äußeren Filterbereich C aufgeteilt. Außerdem wird der Filter 12 drehbar im Aufnahmebereich 26 unterstützt, und die beiden Enden des Filters 12 sind geschlossen. Zusätzlich wird der Filter 12 so angeordnet, dass seine drehende Welle 48 waagrecht ist.
Eine Einlassöffnung 28, welche ein Gemisch von Flüssigkeit und Feststoffen in den äußeren Filterbereich C innerhalb des Aufnahmebereichs 26 einführt, wird in dem oberen Teil des Aufnahmebereichs 26 angeordnet.
Eine Abflussöffnung 30 ist im Aufnahmebereich 26 so geformt, dass sie in dem inneren Filterbereich B und unterhalb der Entladeöffnung (nachfolgend beschrieben) angeordnet werden kann. Die Abflussöffnung 30 entlädt die Flüssigkeit, welche in den inneren Filterbereich B eingedrungen ist, nach außen in den Aufnahmebereich 26. Als ein Beispiel liegt die Abflussöffnung 30 in der Nähe der inneren Umfangsfläche des unteren Bereichs des Filters 12 gebildet.
Der Abstreifer 20 umfasst ein Stützelement 32 und eine Vielzahl von plattenförmigen (lamellenförmigen) vorstehenden Elementen 22, angeordnet an dem Stützelement 32. Die Enden der vorstehenden Elemente 22 dringen in den Raum zwischen den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelementen 14 ein, welche den Filter 12 bilden und erreichen die inneren Umfangsflächen der kreisförmigen Ringelemente 14. Das Stützelement 32, auf welchem die vorstehenden Elemente 22 angeordnet sind, werden am besten wie in 2 gezeigt angeordnet, so dass sie sich in Axialrichtung des Filters 12 erstrecken; und die hervorstehenden Elemente 22 werden auf einer flachen Oberfläche des Stützelements 32 angeordnet, welche dem Filter 12 gegenüberstehen. Eine Kante 22a des vorstehenden Elements 22 und eine Kante 32a des Stützelements 32 die an der Zuflussseite im Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12 positioniert sind, wie in 1 gezeigt, sind im Bezug zum Durchmesser des Filters 12 geneigt. Dadurch werden die Feststoffe 16, die von den vorstehenden Elementen 22 abgeschabt wurden allmählich in Richtung des äußeren Umfangs der kreisförmigen Ringelemente 14 entlang der geneigten Kanten 22a und 32a bewegt, während sich der Filter 12 dreht. Darüber hinaus ist die filterseitige Kante der Endfläche des Stützelements 32, welche an der Zuflussseite mit Bezug auf die Drehrichtung D des Filters 12 positioniert ist, in Kontakt mit den äußeren Umfangsflächen der kreisförmigen Ringelemente 14.
Als Ergebnis der Abstreiferstruktur 20 werden die Feststoffe 16, die an den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente 14 haften abgeschabt durch die vorstehenden Ele mente 22, und die Feststoffe 16, die an den äußeren Umfangsflächen der kreisförmigen Ringelemente 14 haften werden von den Endflächen des Stützelements 32 auf der Zuflussseite mit Bezug auf die Drehrichtung D des Filters 12 abgeschabt. Die Feststoffe 16, die dadurch abgeschabt wurden, werden von den geneigten Kanten 22a der vorstehenden Elemente 22 und durch die geneigte Kante 32a des Stützelements 32 geleitet und aus dem Gehäuse 24 durch die Ablauföffnung 34, vorgesehen an der Zuflussseite des Abstreifers 20, herausgeführt.
Eine Antriebsvorrichtung 36 dreht den Filter 12. Es handelt sich um einen Motor oder ähnliches, und bewirkt, dass der Filter 12 sich während des Verfahrens für die Fest-Flüssig-Trennung kontinuierlich dreht.
Mit der oben beschriebenen Struktur werden die Feststoffe 16, die sich in den Lücken zwischen den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente 14, die als Flüssigkeitsdurchflusswege agieren, und die Feststoffe 16, die an den flachen Oberflächen der äußeren Umfangsflächen der kreisfömrmigen Ringelemente 14 haften, ständig von dem Abstreifer 20 abgeschabt. Dementsprechend tritt kein Verstopfen des Filters 12 ein. Darüber hinaus wird die Länge des Durchflussweges der Flüssigkeit, die den Filter 12 durchfließt, durch die Breite A des kreisförmigen Ringelements 14 definiert und diese Länge ist beträchtlich länger als die Länge des Durchflussweges, welcher durch die Dicke eines konventionell aufgebauten Plattenfilters definiert ist, in welchem kleine Öffnungen im Plattenfilter gebildet sind. Dadurch kann die Menge an Feststoffen, die an den Innenflächen der Flüssigkeitsdurchflusswege haften, entsprechend erhöht werden und dadurch kann die Fest-Flüssig-Trennleistung verbessert werden.
Als nächstes wird die Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung 10 der vorliegenden Erfindung genauer mit Bezug auf die 3 bis 6 beschrieben. Die dargestellten Komponenten, welche dieselben sind wie in der oben beschriebenen grundsätzlichen Konstruktion, werden mit den gleichen Referenzsymbolen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung dieser Komponenten entfällt.
Die Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung 10 umfasst den Filter 12, das Gehäuse 24, den Abstreifer 20 und die Antriebsvorrichtung 36, welche den Filter 12 dreht.
Eine Vielzahl von kreisförmigen Ringelementen 14 werden seitlich gestapelt oder Seite an Seite mit dazwischenliegenden Lücken zwischen diesen kreisförmigen Ringelementen 14 angeordnet und bilden den Filter 12 mit einer zylindrischen Form. Die kreisförmigen Ringelemente 14 bestehen aus 2 unterschiedlichen Typen: Flache kreisförmige erste Ringelemente 14a und flache kreisförmige zweite Ringelemente 14b. Die flachen kreisförmigen zweiten Ringelemente 14b weisen den gleichen externen Durchmesser auf wie die ersten kreisförmigen Ringelemente 14a und weisen eine Vielzahl von (beispielsweise 3) Überständen 38 auf, welche in bestimmten Intervallen auf deren äußeren Umfangsflächen gebildet sind.
Die kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b werden am besten aus der 4 ersichtlich, seitlich gestapelt mit bestimmten Lücken dazwischen, in solch einer Weise, dass ein bestimmtes Element (eines aus den 4 und 5) des ersten kreisförmigen Ringelements 14a zwischengelagert ist zwischen zwei benachbarten kreisförmigen Ringelementen 14b. Die oben beschriebenen bestimmten Lücken werden durch Abstandshalter 44 erzielt, wie in der 5 gezeigt wird. Mit anderen Worten, die Abstandshalter 44 werden auf ersten Stegen 42 angepasst, welche durch die Durchgangsbohrungen 40 hindurchkommen, die in den kreisförmigen Ringelementen 14a und 14b gebildet sind. Es können jedoch andere Elemente für das Erzielen der Lücken verwendet werden.
Die Y-förmigen Speichen 46 werden beispielsweise am Innenteil der kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b angebracht; und eine Drehwelle 48 ist in der Mitte dieser Speichen 46 angebracht. Beide Ende der Drehwelle 48 werden im Gehäuse 24 drehend gelagert. Mindestens ein Ende der Drehwelle 48 durchdringt das Gehäuse 24 nach außen, so dass dieses Ende drehend angetrieben wird durch die Antriebsvorrichtung 36, wodurch der Filter 12 in die von dem Pfeil D gezeigten Richtung aus der 3 gedreht wird. Der Filter 12 wird kontinuierlich gedreht; er kann aber auch wiederholt in bestimmten Intervallen gedreht und gestoppt werden und ebenfalls zu beliebigen Zeiten gedreht werden.
Die zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b, welche die Überstände 38 an ihren äußeren Umfangsflächen aufweisen, werden so angeordnet, dass die Überstände 38 die Rippen 50 auf der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 bilden. Dadurch erstrecken sich die Rippen 50 in der Axialrichtung des Filters 12. Mit anderen Worten, die Überstände 38 eines zweiten kreisförmigen Körpers 14b sind direkt hinter den Überständen 38 des nächsten zweiten kreisförmigen Ringkörpers 14b positioniert, so dass die Rippen 50 aus diesen Überständen 38 gebildet werden, wenn der Filter 12 von einem Ende davon betrachtet wird. Im Ergebnis werden eine Vielzahl von Rippen 50, die parallel zur Achse des Filters 12 liegen auf der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 gebildet. Weil die ersten kreisförmigen Ringelemente 14a, die keine Überstände 38 aufweisen, zwischen den kreisförmigen zweiten Ringelementen 14b zwischenpositioniert sind, bilden sich Lücken zwischen den Rippen 50.
Das Gehäuse 24 weist einen röhrenförmigen Aufnahmebereich 26 auf, welcher den Filter 12 aufnimmt. Der Filter 12 wird innerhalb des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 hineingesetzt, so dass die Rotationsachse des Filters 12, das heißt, die Rotationswelle 48, welche mit dem Filter 12 verbunden ist, in einer waagrechten Richtung orientiert ist. Die Öffnungen an beiden Enden des Filters 12 sind durch ein paar gegenüberliegenden Innenwandflächen des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 verschlossen, so dass die Flüssigkeitsbewegung zwischen dem äußeren Bereich C und dem inneren Bereich B des Filters 12 hauptsächlich über die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen 14a und 14b erfolgt.
Außerdem ist die Einlassöffnung 28, welche ein Gemisch aus Feststoffen und Flüssigkeit einlässt, in der Wand in der Nähe des Bodens des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 geöffnet, um in dem äußeren Bereich C des Filters positioniert zu werden. Ebenso ist die Abflussöffnung 30, welche die von den Feststoffen abgetrennte Flüssigkeit aus dem Gehäuse 24 nach außen befördert, in der Wand des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 geöffnet, so dass sie im Inneren des Bereichs B des Filters 12 positioniert ist. Die Einlassöffnung 28 ist an einer niedrigeren Position als die Abflussöffnung 30 angeordnet, wie in 3 ersichtlich. Dadurch sammelt sich das Gemisch ständig an der niedrigeren Position des rohrförmigen Aufnahmebereichs 26, wobei der untere Teil des Filters 12 in dem Gemisch eingetaucht ist, und der obere Teil des Filters 12 oberhalb des Flüssigkeitspegels F des Gemisches, wie in 3 gezeigt, offen ist.
Die Entladungsöffnung 34 ist in dem oberen Teil des rohrförmigen Aufnahmebereichs 26 offen, so dass die Entladungsöffnung 34 in dem äußeren Bereich C des Filters 12 angeordnet ist. Die Entladungsöffnung 34 erstreckt sich in der Richtung der Drehachse des Filters 12, so dass sie die Feststoffe 16 entfernt, die aus der Flüssigkeit abgetrennt worden sind und entlang der inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Aufnahmebereichs 26 durch die Rippen 50 außerhalb des Gehäuses 24 befördert werden.
Die Entladungsöffnung 34 öffnet sich in den Raum des rohrförmigen Aufnahmebereichs 26 oberhalb des Flüssigkeitspegels F des Gemisches. Die Entladungsöffnung 34 ist an der Austrittsseite des oberen Bereichs T des Filters 12, im Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12, und auf der Zuflussseite des Abstreifers 20, im Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12, wie aus der 3 ersichtlich, angeordnet.
Das Abdeckelement 52 ist auf der Entladungsöffnung 34 des Gehäuses 24 angeordnet, so dass die Entladungsöffnung 34 vom Abdeckelement 52 abgeschlossen wird. Insbesondere ist ein Ende des Abdeckelements 52 an der Kante der Entladungsöffnung 34 drehbar befestigt, angeordnet auf der Zuflussseite der Entladungsöffnung 34, im Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12, so dass das andere Ende des Abdeckelements 52, das sich auf der Austrittsseite im Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12 befindet, zu und von der Entladungsöffnung 34, wie in der 34 durch den Pfeil S gezeigt, bewegt wird oder schwingt.
Das Abdeckelement 52 wird ständig an den Filter 12 durch ein Andruckelement oder eine Feder 54 angedrückt. Die Feder 54 ist an einem Ende an dem Gehäuse 24 angekoppelt und an einem anderen Ende an dem Abdeckelement 53 angekoppelt.
Durch die Vorspannung der Feder 54, drückt das Abdeckelement 52 die Feststoffe 16, welche von den Rippen 50 des Filters 12 gedrückt und bewegt werden, an die äußere Umfangsfläche des Filters 12, um die Flüssigkeit aus den Feststoffen 16 herauszupressen. Das Abdeckelement 52 und die Feder 54 können weggelassen werden, so dass die Feststoffe, die vom Abstreifer 20 abgeschabt werden, entladen werden (oder ohne von dem Abdeckele ment 52 gepresst zu werden) zur Außenseite des Gehäuses 24 hin von der Entladungsöffnung 34.
Der rohrförmige Aufnahmebereich 26 wird mit einem Pressbereich E in zumindest einem Bereich davon gebildet. In dem Pressbereich E verengt sich der Abstand zwischen der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 und der inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Aufnahmebereichs 26 allmählich in Richtung der Entladungsöffnung 34 von der Einlassöffnung 28 entlang der Drehrichtung D des Filters 12.
In der 3 erstreckt sich der Bereich E von der Einlassöffnung 28 bis in die Nähe der Auslassöffnung 30. Der Pressbereich E kann an einer bestimmten Stelle in dem Bereich gebildet werden, der sich von der Einlassöffnung 28 zur Entladungsöffnung 34 erstreckt; und alternativ kann er in dem gesammten Bereich gebildet werden, der sich von der Einlassöffnung 28 zur Entladungsöffnung 34 hin erstreckt, so dass sich der Pressbereich allmählich in Richtung der Entladungsöffnung 34 verengt. Anstatt in der Nähe der Eingangsöffnung 28, wie in 3 gezeigt, kann der Pressbereich E in der Nähe des Abdeckelements 52 gebildet werden.
Mit dieser Struktur, die sowohl das Abdeckelement 52 als auch den Pressbereich E umfasst, kann die Flüssigkeitsmenge die in den Feststoffen 16 enthalten ist, stark verringert werden und die Fest-Flüssig-Trennungsleistung wird verbessert.
In den Fällen, in denen eine gute Trennfähigkeit nur durch das Abdeckelement 52 oder den Pressbereich E erreicht wird, ist es ausreichend nur eines dieser beiden Elemente zu verwenden. Es ist ebenfalls möglich beide Elemente, das Abdeckelement 52 und den Pressbereich E, wegzulassen, im Hinblick auf Nachfrage nach einer Vereinfachung der Struktur, Senken der Produktionskosten, usw.
Wie aus 5 ersichtlich, kann der Abstreifer 20 durch das seitliche Stapeln einer Vielzahl von flachen Platten aufgebaut werden; wie in 3 gezeigt wird der Abstreifer 20 an der Austrittsseite des oberen Bereichs T des Filters 12, im Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12, angeordnet. Zusätzlich wird der Abstreifer 20 in der Nähe der Entladungsöffnung 34 angeordnet, so dass er auf der Austrittsseite der Entladungsöffnung 34 im Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12 angeordnet ist.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden der Abstreifer 20 und die Entladungsöffnung 34 auf der Austrittsseite des oberen Bereichs T des Filters 12 im Bezug auf die Drehrichtung D des Filters 12 angeordnet. Diese Elemente können jedoch auch in der Nähe des oberen Bereichs T des Filters 12 angeordnet werden, und es ist ebenfalls möglich diese Elemente auf der Zuflussseite des Filters 12 im Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12 anzuordnen, so dass sie sich in einer Position befinden, die den Flüssigkeitspegel F des Gemisches nicht erreicht.
Der Abstreifer 20 wird nachfolgend bezüglich seiner konkreten Struktur beschrieben.
Der Abstreifer 20 umfasst plattenförmige erste hervorstehende Elemente 56, plattenförmige zweite hervorstehende Elemente 58 und Stützelemente 60.
Jeder der hervorstehenden Elemente 56 ist aus einer Platte gebildet, die dieselbe Dicke wie die der des entsprechenden ersten kreisförmigen Ringelements 14a, die den Filter 12 bilden und das Ende (obere Ende in 5) des ersten hervorstehenden Elements 56 durchdringt in Richtung der äußeren Umfangsfläche eines jeden der ersten kreisförmigen Ringelemente 14a, so dass sie Feststoffe 16 abschaben, die an den äußeren Umfangsflächen der ersten ringförmigen Elemente 14a haften.
Jedes der zweiten hervorstehenden Elemente 58 wird aus einem plattenförmigen Material gebildet, das dieselbe Dicke aufweist wie die einer der Lücken zwischen den ersten kreisförmigen Ringelementen 14a und zweiten kreisförmigen Ringelementen 14b. Das Ende (obere Ende in 5) des zweiten hervorstehenden Elements 58 dringt in die Lücken zwischen den ersten und zweiten kreisförmigen Ringelementen 14a und 14b ein, um die Feststoffe 16 abzuschaben, die an den entsprechenden flachen Oberflächen der kreisförmigen 14a und 14b haften.
Jedes der Stützelemente 60 wird aus einem plattenförmigen Material gebildet, das dieselbe Dicke aufweist wie die entsprechenden zweiten ringförmigen Elemente 14b, die Überstände 38 auf deren äußeren Umfangsflächen aufweisen.
Die ersten vorstehenden Elemente 56, zweiten vorstehenden Elemente 58 und Stützelemente 60 sind, wie in 4 gezeigt, in einer festgelegten Reihenfolge versehen übereinstimmend mit der Anordnungsreihenfolge der ersten kreisförmigen Ringelemente 14a und zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b, welche den Filter 12 bilden. Insbesondere sind die ersten vorstehenden Elemente 56 so angeordnet, dass sie den Umfangsflächen der ersten kreisförmigen Ringelemente 14a gegenüberstehen, die zweiten vorstehenden Elemente 58 sind so angeordnet, dass die spitzen Endbereiche davon in die Lücken zwischen die kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b eindringen, und die Stützelemente 60 sind so angeordnet, dass sie den Umfangsflächen der zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b gegenüberstehen. Die ersten vorstehenden Elemente 56, zweiten vorstehenden Elemente 58 und Stützelemente 60 sind ferner in einer ganzheitlichen Einheit mit den zweiten Stegen 64 gebildet, welche durch die Durchgangsbohrungen 62, die in diesen Elementen gebildet sind, hindurchkommen.
In dieser Struktur sind die Lücken zwischen den entsprechenden kreisförmigen Ringelementen 14a und 14b so festgelegt, dass sie kleiner sind als die Dicke der entsprechenden kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b. Im Ergebnis ist die Dicke der zweiten vorstehenden Elemente 58, welche in die Lücken zwischen den entsprechenden kreisförmigen Ringelementen 14a und 14b eindringen, kleiner als die Dicke der kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b. Dadurch kann die Stärke der zweiten vorstehenden Elemente 58 möglicherweise nicht ausreichend sein; dementsprechend werden die zweiten vorstehenden Elemente 58, durch die Zwischenstellung zwischen den ersten vorstehenden Elemente 56 und den Stützelementen 60, angeordnet auf beiden Seiten der zweiten vorstehenden Elemente 58, verstärkt.
In den Strukturen die in 4 und 5 gezeigt werden, sind die ersten kreisförmigen Ringelemente 14a an beiden Enden des Filters 12 angeordnet, welcher eine zylindrische Form als Ganzes aufweist. Dementsprechend ist das erste vorstehende Element 56, das zweite vorste hende Element 58 und das Stützelement 60 in dieser Reihenfolge von einem Ende des Abstreifers 20 angeordnet und dadurch eine "Einheit" bildend; und diese "Einheit" wird in der Richtung der zweiten Stege 64 wiederholt, und das erste vorstehende Element 56 wird an dem anderen Ende des Abstreifers 20 angeordnet.
In der in 5 gezeigten Struktur unterscheiden sich die ersten vorstehenden Elemente 56a, welche an beiden Enden des Abstreifers 20 angeordnet sind, in der Form von anderen ersten vorstehenden Elementen 56, die in den zwischenliegenden Teilen des Abstreifers 20 angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die ersten vorstehenden Elemente 56a an beiden Enden größer und weisen einen breiteren Bereich auf im Vergleich zu den anderen vorstehenden Elemente 56. Es wird beabsichtigt, dass diese ersten vorstehenden Elemente 56a das Abdeckelement 52 an beiden Enden (angeordnet auf der Zuflussseite des Abstreifers 20 in Bezug zur Drehrichtung D des Filters 12) von beiden Seiten aus festhalten, so dass beide Enden des Abdeckelements 52 von diesen ersten vorstehenden Elementen 56a abgedeckt werden.
Der Betrieb der Struktur der obigen Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung 10 wird nachfolgend beschrieben:
Die Antriebsvorrichtung 36 wird in Betrieb genommen, so dass der Filter 12 anfängt sich innerhalb des Gehäuses 24 kontinuierlich zu drehen.
Ein Gemisch aus Feststoffen 16 und Flüssigkeit wird in den äußeren Bereich C (siehe 1 und 3) des Filters 12 in den unteren Teil des röhrenförmigen Aufnahmeteils 26 über die Einführungsöffnung 28 eingeführt. Die Flüssigkeit durchläuft die Lücken zwischen den ersten kreisförmigen Ringelementen 14a und zweiten kreisförmigen Ringelementen 14b, die den Filter 12 bilden und dringt in den inneren Bereich B des Filters 12 ein. Danach fließt die Flüssigkeit aus dem Gehäuse 24 über die Auslassöffnung 30 heraus.
Unter Berücksichtigung der externen Dimensionen der Feststoffe 16, welche aus der Flüssigkeit herausgetrennt werden sollen, werden unterdessen die Lücken zwischen den ersten kreisförmigen Ringelementen 14a und zweiten kreisförmigen Ringelementen 14b so einge stellt, dass die Feststoffe 16 nicht durch die Lücken durchkommen können. Entsprechend sammeln sich die meisten der Feststoffe 16 an der äußeren Umfangsfläche des Filters 12. Einige der Feststoffe 16, mit kleinen äußeren Ausmaßen gelangen in die Lücken zwischen den ersten kreisförmigen Ringelementen 14a und zweiten ringförmigen Elementen 14b. In der vorliegenden Erfindung wird die Differenz zwischen dem äußeren Durchmesser und dem inneren Durchmesser der entsprechenden kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b so eingestellt, dass sie gleich der Länge der Flüssigkeitsdurchflusswege des Filters 12 ist, welche länger ist als die Länge der Durchflusswege in konventionellen Filtern. Dementsprechend haften solche Feststoffe, welche in die Lücken hineindringen, an den entsprechenden flachen Oberflächen der ersten und zweiten kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b, und die Menge der so haftenden Feststoffe ist größer als die in konventionellen Filtern.
Eine primäre Fest-Flüssig-Trennung wird dadurch durchgeführt.
Wie aus 3 ersichtlich ist die Flüssigkeitsauslassöffnung 30 geringfügig oberhalb der Einlassöffnung 28 gebildet. Entsprechend erreicht der Flüssigkeitspegel F des Gemisches innerhalb des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 nur einen Teil der Auslassöffnung 30, und das Gemisch sammelt sich im unteren Teil des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26. Folglich befindet sich der untere Teil des Filters 12 ständig in dem Flüssigkeitsgemisch. Im Ergebnis dieser Struktur mischt sich das Gemisch, welches durch die Einlassöffnung 28 eingeführt wird, mit dem Gemisch, welches vorhergehend in den röhrenförmigen Aufnahmebereich 26 eingeführt wurde und sammelt sich in dem röhrenförmigen Aufnahmebereich 26 und die Feststoffe, die in dem Gemisch enthalten sind, diffundieren in dem angesammelten Gemisch. Als Ergebnis kann ein Zustand verhindert werden, in dem nur ein Teil der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 die Gemischflüssigkeit mit einer extrem hohen Konzentration an Feststoffen berührt und die Adhäsion einer größeren Menge an Feststoffen an einem gewissen Teil der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 wird vermieden. Dadurch wird das Verstopfen eines Teils des Filters 12, das zeitweilig auftreten würde, verhindert.
Die Feststoffe 16, welche sich an der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 sammeln, werden von den Rippen 50, die sich an den äußeren Umfangsflächen gebildet haben, eingefangen und gesammelt, und diese Feststoffe werden durch die Rippen 50 entlang der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 entlangbefördert, während sich der Filter 12 dreht.
Wie aus 3 ersichtlich, ist der untere Teil der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 im wesentlichen flach ausgebildet und die Seitenwand führt von diesem flachen unteren Ende allmählich in einer Kreisbogenform nach oben entlang der Drehrichtung D des Filters 12. Entsprechend verengt sich die Lücke zwischen der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 und der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 allmählich in dem Bereich, in dem der flache untere Teil in die bogenförmige Seitenwand übergeht. Dieser Bereich bildet dadurch den Pressbereich E.
Im Ergebnis durchlaufen die Feststoffe 16, die von den Rippen 50 gesamelt und befördert werden, diesen Pressbereich E, die Feststoffe werden zwischen der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 und der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 zusammengedrückt, die flüssige Komponente, die in den Feststoffen enthalten ist, wird weiter ausgepresst, und die Feststoffe 16 werden über den Flüssigkeitspegel F des Gemisches befördert, während sich der Filter 12 dreht.
Eine sekundäre Fest-Flüssig-Trennung wird dadurch ausgeführt.
Die Flüssigkeit die dadurch ausgepresst wurde, durchläuft den Filter 12, dringt in den inneren Bereich B des Filters 12 ein, und wird über die Auslassöffnung 30 entladen. Wenn die Rippen 50 oberhalb des Flüssigkeitspegels F des Gemisches herausragen, verbleiben Feststoffe 16 an den Oberflächen der Rippen 50. Entsprechend kann die aus den Feststoffen 16 herausgesickerte Flüssigkeit zu den Rückseiten der Rippen 50 über die Lücken in den Rippen 50 durchdringen, so dass diese Flüssigkeit sich mit dem Gemisch wieder vermischt.
Zudem werden durch die Rotation des Filters 12 die Feststoffe 16 von den Rippen 60 weggedrückt und entlang der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 durch den Bereich oberhalb des Flüssigkeitspegels F weiterverschoben. Auch während dieses Vorgangs durchdringt die aus den Feststoffen 16 herausrinnende Flüssigkeit den Filter 12 und fällt auf den Boden des inneren Bereichs B des Filters 12. Dadurch erfolgt ebenfalls eine Fest-Flüssig-Trennung während der Bewegung der Feststoffe.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abstreifer 20 und die Entladungsöffnung 34, wie aus 3 ersichtlich, auf der Austrittsseite des oberen Bereichs T des Filters 12 im Bezug zur Drehrichtung des Filters 12 angeordnet. Dementsprechend werden die Feststoffe 16, die an dem Filter 12 haften oder die Feststoffe 16, die von den Rippen 50 abgeschabt werden und aus dem Flüssigkeitspegel F des Gemisches heraustreten über eine längere Strecke in den Raum oberhalb des Flüssigkeitspegels F verlagert, bevor die Feststoffe den Abstreifer 20 und die Entladungsöffnung 34 erreichen. Dadurch besteht eine verbesserte Gelegenheit für die Flüssigkeit um aus den Feststoffen 16 herauszurinnen, und eine verbesserte Fest-Flüssig-Trennleistung wird sichergestellt, im Vergleich zu den Fällen, in denen die Feststoffe sofort nach dem Heraustreten aus dem Flüssigkeitspegel F abgeschabt werden.
Des weiteren werden die Feststoffe 16, die von dem Filter 12 verlagert werden, von dem Abstreifer 20 abgeschabt, während die Feststoffe von dem oberen Bereich T des Filters 12 nach unten bewegt werden. Dementsprechend können die Feststoffe 16, die dadurch abgeschabt wurden, leicht aus dem Filter 12 entfernt werden und aus der Entladungsöffnung 34 entladen werden. Die Feststoffe 16 werden dadurch mit einer guten Wirksamkeit abgeschabt und entladen.
Wenn die Feststoffe 16 weiter verlagert werden und in den Bereich der Entladungsöffnung 34 eintreten, nachdem sie den oberen Bereich T des Filters 12 passiert haben, wird die Flüssigkomponente, die noch immer in den Feststoffen 16 enthalten ist, durch das Abdeckelement 52, welches an der Entladungsöffnung 34 angebracht ist, herausgepresst und von der Feder 54 ständig an den Filter 12 angedrückt.
Eine dritte Fest-Flüssig-Trennung wird dadurch durchgeführt.
Hier durchläuft die Flüssigkeit, die aus den Feststoffen 16 durch Pressen mit dem Abdeckelement 52 ausgepresst wurde, die Lücken zwischen den entsprechenden kreisförmigen Ringelementen 14a und 14b des Filters 12 und fließt nach unten in den Bereich B des Filters 12. Diese Flüssigkeit fließt in Richtung Boden des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 über eine bogenförmige Durchflusspassage 66. Diese Durchflusspassage 66 ist der Bereich, der durch die innere Grenzfläche des Stützelements 60 (wobei jede davon so angeordnet ist, um der äußeren Umfangsflächen der entsprechenden zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b gegenüberzuliegen, die Überstände 38 an deren äußeren Umfangsflächen aufweisen) und durch die flachen Oberflächen der benachbarten zwei vorstehenden Elemente 58 (welche die Stützelemente 60 einpferchen und so angeordnet sind, dass sie den Umfangsflächen der zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b gegenüberstehen) definiert wird. Ein Teil der Flüssigkeit kann zu den Rückseiten der Rippen 50 hinfließen, in dem sie die Lücken der Rippen 50 durchläuft und ferner in den äußeren Bereich B des Filters 12, durch das durchqueren der Lücken zwischen den entsprechenden kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b, gelangt.
Wenn die Feststoffe 16 einen Mittelpunkt der inneren Oberfläche des Abdekcelements 52 erreichen, werden die Feststoffe 16, die an den äußeren Umfangsflächen der ersten kreisförmigen Ringelemente 14a anheften durch die ersten vorstehenden Elemente 56 des Abstreifers 20 abgeschabt. Ebenso werden die Feststoffe 16, die an den entsprechenden flachen Oberflächen der ersten kreisförmigen Ringelemente 14a und zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b haften, durch die zweiten vorstehenden Elemente 58 abgeschabt.
Danach werden die so abgeschabten Feststoffe durch die ersten und zweiten kreisförmigen Ringelemente 14a und 14b des Abstreifers 20 vom Filter 12 zur oberen Oberfläche des Abstreifers 20 befördert. Wie aus der Beschreibung bezüglich der vorstehenden Elemente 22 ersichtlich ist_; die geneigte Kanten 22a in 1 aufweisen, ist der obere Bereich 20a des Abstreifers 20 als eine schiefe Ebene ausgebildet, welche sich nach unten entlang einer Tangentialrichtung des Filters 12 erstreckt. Dementsprechend werden die Feststoffe 16, die zur oberen Fläche 22a des Abstreifers 20 verlagert werden, durch die Rippen 50 des Filters 12 entlang der geneigten Ausrichtung des Filters 20 weggedrückt, wodurch die Andrückkraft der Feder 54 und das Öffnen des Abdeckelements 54 überwunden werden und außerhalb des Gehäuses 24 entladen werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt. Hinsichtlich der Struktur des Abstreifers 20 kann die Drehwelle 48 des Filters 12 in einer anderen Richtung als die waagrechte ausgerichtet sein, beispielsweise in einer geneigten Ausrichtung. Auch in diesem Fall sind mindestens der Abstreifer 20 und die Entladungsöffnung 34 so angeordnet, dass sie außerhalb des Flüssigkeitspegels F des Gemisches, das sich im unteren Teil des Aufnahmebereichs 26 angesammelt hat, positioniert sind.
Ebenso erstrecken sich in dem obigen Ausführungsbeispiel die Rippen 50, welche auf der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 durch benachbarte Überstände 38 der zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b gebildet sind, direkt in die Axialrichtung des Filters 12. Diese Rippen 50 können jedoch eine andere Form aufweisen, beispielsweise können die Rippen 50 in einer Spiralform an der äußeren Umfangsfläche des Filters 12a gebildet werden. Diese spiralförmigen Rippen werden durch die Anordnung der zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b erhalten, so dass die Überstände 38 umfangsseitig geringfügig von den Überständen der benachbarten zweiten kreisförmigen Ringelemente 14b verschoben sind. Mit diesen spiralförmigen Rippen durchlaufen die Feststoffe 16, die von einer Rippe 15 bewegt werden, den Pressbereich E beim Durchkreuzen in einer diagonalen Richtung. Entsprechend kann die Widerstandskraft, die der Antriebseinrichtung 36, die den Filter 12 antreibt, kleiner sein im Vergleich zu der Struktur, die gerade Rippen einbezieht. Dadurch kann der Filter 12 durch eine schwächere Antriebskraft gedreht werden.
Im Gegensatz zur Struktur, in welcher der Filter 12 gedreht wird und der Abstreifer 20 fixiert ist, wie in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, kann eine Struktur verwendet werden, in welcher der Filter 12 stationär ist und der Abstreifer 20 gedreht wird.
Darüber hinaus ist es möglich die externe Form des Filters 12 als Kegelstumpf und nicht als Zylinder zu formen, wie in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel. In diesem Fall werden kreisförmige Ringelemente 14a und 14b mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet, so dass Ringelemente mit größeren Durchmessern an einem Ende und Ringelement mit kleineren Durchmessern in Richtung des anderen Endes vorgesehen sind.
Ferner kann die Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung 10 wie in 6 gezeigt aufgebaut sein. In dieser Struktur ist der Abstand zwischen der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 und der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 am kleinsten in seinem Mittelpunkt und verbreitet sich in Richtung der Entladungsöffnung 34. Mit dieser Struktur wird die Kraft, die durch die äußere Umfangsfläche des Filters 12 und innere Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 den Feststoffen 16 angewandt werden, die von dem Filter 12 verlagert werden, allmählich kleiner. Dadurch ist es möglich die Feststoffe 16, die von den Rippen 50 transportiert werden, sanft zu entladen.
In der Struktur aus 6 ist die Querschnittsform der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 im wesentlichen kreisförmig, und der Filter 12, mit einer kreisförmigen Querschnittsform wird in diesem röhrenförmigen Aufnahmebereich 26 mit der Drehwelle 48 versetzt von dem röhrenförmigen Aufnahmebereich 26 eingebaut. Im Ergebnis erreicht der Abstand zwischen der äußeren Umfangsfläche des Filters 12 und der inneren Umfangsfläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs 26 sein Minimum an dem Mittelpunkt (rechte Seite in 6) zwischen der Einlassöffnung 28 und der Entladungsöffnung 34. In dem Ausführungsbeispiel aus 6 wird das Abdeckelement (52) nicht verwendet.
Die obigen Ausführungsbeispiele werden im Bezug zu einer Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung beschrieben, die in einer Entwässerungsverfahrensvorrichtung für grobe Verunreinigungen verwendet werden, und Wasser wird aus verriebenen groben Verunreinigungen abgetrennt. Es ist jedoch ersichtlich, dass die Trennvorrichtung der vorliegenden Erfindung auch für die Trennung anderer Kombinationen als grobe Verunreinigungen und Wasser verwendet werden kann.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wird in der Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung der vorliegenden Erfindung der Filter aus einer Vielzahl von gestapelten kreisförmigen Ringelementen mit dazwischenliegenden Lücken gebildet, und Feststoffe, die an den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente, die den Filter bilden, haften, werden von einem Abstreifer abgeschabt. Obwohl die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen eng eingestellt werden können, kann jedes Verstopfen, verursacht durch die Ansammlung von Feststoffen in den Räumen zwischen den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente, die den Flüssigkeitsabflussweg bilden, vermieden werden. Dadurch wird eine gute Fest-Flüssig-Trennleistung sichergestellt. Weil kein Verstopfen auftritt kann ferner die Differenz zwischen dem inneren Durchmesser und dem äußeren Durchmesser der kreisförmigen Ringelemente größer sein und als Ergebnis werden längere Flüssigkeitsabflusswege erzielt im Vergleich zu Strukturen, in welchen kleine Öffnungen in einer Platte gebildet werden, um als Flüssigkeitsabflusswege in konventionellen Vorrichtungen zu dienen. Daher werden mehr Feststoffe, die in die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen eindringen, an den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente anhaften und entfernt, wodurch der Filtereffekt stark verbessert wird.
Weil die Menge an angesiedelten Feststoffen, die an dem Filter haften reduziert werden kann, ist zusätzlich die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Fäulnis geringer und die Bildung von unangenehmen Gerüchen usw. kann ebenfalls verhindert werden.

Claims

Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung beinhaltend: einen Filter (12) in Zylindergestalt, der durch eine Vielzahl flacher, plattenförmiger, kreisförmiger Ringelemente (14a, 14b) gebildet wird, die mit Lücken zwischen sich nebeneinander zur Trennung des Feststoffes von der Flüssigkeit angeordnet sind; ein Gehäuse (24) mit einem Aufnahmebereich (26) darin, der den Filter (12) aufnimmt, wobei dieser Aufnahmebereich (26) durch den Filter (12) in einen inneren Filterbereich (B) und einen äußeren Filterbereich (C) unterteilt ist, so dass in dem äußeren Filterbereich eine Einlassöffnung (28) zum Einführen eines Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches (C) gebildet ist und in dem inneren Filterbereich (B) eine in den inneren Filterbereich (B) erweiterte Abflussöffnung (30) gebildet ist, die die Flüssigkeit, welche die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen (14a, 14b) passiert hat, nach außen ableitet; und ein Abstreifer (20) mit plattenförmigen vorstehenden Elementen (56, 58), deren Enden in die Lücken zwischen den kreisförmigen Ringelementen (14a, 14b) hineinragen, um die an den flachen Oberflächen der kreisförmigen Ringelemente (14a, 14b) anhaftenden Feststoffe zu entfernen; dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (12) so eingebaut ist, dass er um eine horizontale Achse im Aufnahnebereichs (26) rotiert; die Einlassöffnung (28) und die Abflussöffnung (30) so in den Aufnahmebereich (26) des Gehäuses (24) geöffnet sind, dass mindestens ein oberer Teil des Filters (12) aus dem Gemisch herausragt; und der Abstreifer (20) die an einem über das Gemisch herausragenden Teil des Filters (12) anhaftenden Feststoffe abschabt.
Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung nach Anspruch 1, worin der Abstreifer (20) bezüglich der Rotationsrichtung des Filters (12) in einer Austrittsseite des oberen Bereichs des Filters (12) vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung nach Anspruch 1 oder 2, worin wenigstens eines der Vielzahl kreisförmiger Ringelemente (14b) mit wenigstens einem Überstand (38) an einer äußeren Umfangsfläche versehen ist, damit die in dem Gemisch enthaltenen Feststoffe an die Oberfläche des Gemisches bewegt werden.
Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung nach Anspruch 3, worin: die kreisförmigen Ringelemente (14a, 14b) flache kreisförmige erste Ringelemente (14a) und flache kreisförmige zweite Ringelemente (14b) umfassen, wobei die zweiten kreisförmigen Ringelemente (14b) denselben äußeren Durchmesser wie die ersten kreisförmigen Ringelemente (14a) besitzen und am äußeren Umfang mit einer Vielzahl von Überständen (38) in festgelegten Winkelintervallen versehen sind; und der Filter (12) eine Zylindergestalt hat und gebildet ist durch eine Vielzahl von kreisförmigen Ringelementen (14a, 14b), die so auf Lücke angeordnet sind, dass die ersten kreisförmigen Ringelemente (14a) sich zwischen den zweiten kreisförmigen Ringelementen (14b) befinden, wobei der Filter (12) eine Vielzahl von Rippen besitzt, die durch die Überstände an dem äußeren Umfang der zweiten kreisförmigen Ringelemente (14b) gebildet sind.
Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, weiterhin umfassend: eine Entladungsöffnung (34), die in den Aufnahmebereich (26) geöffnet und in Bezug auf die Rotationsrichtung des Filters (12) an der Zulaufseite des Abstreifers (20) angebracht ist, um die Feststoffe, die durch den Abstreifer (20) abgeschabt werden, zur Außenseite des Gehäuses (24) abzuleiten; ein Abdeckelement (52), das auf der Entladungsöffnung (34) angeordnet ist, wobei das Abdeckelement (52) bezüglich der Rotationsrichtung des Filters (12) an einer Zuflussseite der Entladungsöffnung (34) an einem Ende drehbar an einer Ecke der Entladungsöffnung (34) befestigt ist, so dass ein anderes Ende des Abdeckelementes (52), das sich bezüglich der Rotationsrichtung des Filters (12) an einer Austrittseite der Entladungsöffnung befindet, um das eine Ende schwingbar ist; und ein Andruckmittel (54), welches das Abdeckungselement zum Filters (12) hin drückt.
Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, weiterhin beinhaltend einen Pressbereich (E), der zwischen der Einlassöffnung (28) und dem Abstreifer (20) gebildet ist, wobei der Pressbereich ein sich in Rotationsrichtung des Filters (12) fortschreitend verengender Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Filters (12) und der inneren Fläche des röhrenförmigen Aufnahmebereichs (26) ist.
Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, worin die Einlassöffnung (28) tiefer als die Abflussöffnung (30) angeordnet ist.