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Dokumentenidentifikation DE69928640T2 08.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001038659
Titel GERÄT ZUR ENTWÄSSERUNG DURCH KONTINUIERLICHES QUETSCHEN
Anmelder Ishigaki Co. Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder ISHIGAKI, Eiichi, Sakaide-shi, Kagawa 762-0032, JP;
MORI, Tooru, Kanonji-shi, Kagawa 768-0060, JP;
FUJITA, Kunio, Takamatsu-shi, Kagawa 761-8045, JP;
KATAYAMA, Masayoshi, Zentsuji-shi, Kagawa 765-0062, JP;
NASU, Masafumi, Takamatsu-shi, Kagawa 761-8079, JP
Vertreter Hoefer & Partner, 81545 München
DE-Aktenzeichen 69928640
Vertragsstaaten DE, DK, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.09.1999
EP-Aktenzeichen 999433881
WO-Anmeldetag 17.09.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/JP99/05077
WO-Veröffentlichungsnummer 0000016970
WO-Veröffentlichungsdatum 30.03.2000
EP-Offenlegungsdatum 27.09.2000
EP date of grant 30.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.06.2006
IPC-Hauptklasse B30B 9/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B01D 29/01(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B01D 29/62(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C02F 11/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
TECHNISCHES ANWENDUNGSGEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression für konzentrierten Schlamm, und insbesondere für eine Entwässerungsvorrichtung durch Kompression für Schlamm, der schwierig zu filtern ist, wie zum Beispiel Abwasserschlamm.

Stand der Technik

Eine Filterpresse, eine Bandpresse und eine Spindelpresse (beziehen sich zum Beispiel auf die japanische Patentanmeldung/Veröffentlichung Nr. 44-2929 und die ungeprüfte japanische Patentanmeldung/Veröffentlichung Nr. 6-695) sind bekannte Typen von unter Druck stehenden Entwässerungsvorrichtungen zum Entwässern von Schlamm, der schwierig zu filtern ist, wie zum Beispiel Abwasserschlamm.

Mit einer Filterpresse gibt es jedoch eine Tendenz zum Verstopfen, was im als Filtermaterial verwendeten Filtertuch auftritt, und es ist schwierig, das Filtertuch durch Reinigen zu erneuern.

Um die Funktionen des als Filtermaterial verwendeten Filtertuchs aufrecht zu erhalten, ist es bei einer Bandpresse notwendig, das Filtertuch ständig zu reinigen, während die Entwässerung durchgeführt wird. Daher wird eine große Menge an Reinigungswasser verbraucht. Weil zusätzlich der Schlamm nur an den äußeren Umfangsflächen einer großen Anzahl von in einer Reihe angeordneten Andrückwalzen unter Druck gesetzt wird, ist ein großes Ausmaß von Einbauplatz erforderlich und die Filterwirkung gering.

Weil die Filterfläche auf der Innenfläche eines zylindrischen Metallfiltermaterials geteilt ist, ist bei einer Spindelpresse ein hohes Ausmaß von Einbauplatz erforderlich und die Filterwirkung gering.

Offenbarung der Erfindung

Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen, in der Vergangenheit aufgetretenen Probleme, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Denaturierungs-Vorrichtung durch kontinuierliche Kompression mit einem einfachen Aufbau, geringer Größe und kleinem Einbauplatz zu schaffen, und die eine hohe Filterwirkung aufweist und bei geringer Geschwindigkeit betrieben wird, um somit nur eine kleine Antriebsquelle zu beanspruchen.

Zum Erreichen der oben erwähnten Aufgabe weist ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Filterkammer (1), eine Antriebswelle (17), Flügel (15) und einen Versorgungskanal (50) auf. Die Filterkammer (3) ist in eine Ringplatte (2) und zwei Seitenplatten (1, 1) geteilt. Die Antriebswelle (17) geht durch die Mittelachse der Ringplatte (2) und durch das Innere der Filterkammer (3) hindurch, und ist bezüglich der Filterkammer (3) frei drehbar. Die Flügel (15) werden innerhalb der Filterkammer (3) angeordnet, bezüglich der Antriebswelle (7) befestigt, erstrecken sich von der Antriebswelle (17) in Richtung der Ringplatte (2), und drehen sich in Übereinstimmung mit der Antriebswelle (17). Der Versorgungskanal (50) geht durch das Innere der Antriebswelle hindurch und führt der Filterkammer (3) unbearbeitete Flüssigkeit zu. Die Flügel (15) weisen zwei Seitenkanten (15a, 15a), die der Seitenplatten (1, 1) gegenüberstehen, und eine Endkante (15b), die der Ringplatte (2) gegenübersteht, auf.

Mindestens eine der Seitenplatten (1, 1) umfasst ein Filterelement (4) zum Trennen der unbearbeiteten Flüssigkeit in eine Flüssigkeit und einen Kuchen. Die Ringplatte (2) umfasst eine Ausstoßöffnung (7) für den Kuchen.

Durch die Wirkung des Zulaufdruckes der unbearbeiteten Flüssigkeit vom Versorgungskanal (18) zum Inneren der Filterkammer (3) und der Rotation der Flügel (15) fließt die gefilterte Flüssigkeit vom Filterelement (4) zur Außenseite der Filterkammer (3) aus, ein Kuchen, der innerhalb der Filterkammer (3) verbleibt, wird zur Außenseite der Filterkammer (3) von der Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen.

In der oben erwähnten Anordnung fließt die unbearbeitete Flüssigkeit in den Mittelteil der Filterkammer (3) vom Versorgungskanal (50). Nachdem sie in die Filterkammer geflossen ist, wird die unbearbeitete Flüssigkeit mit diesem Fließdruck beaufschlagt, bewegt sich zur Seitenplatte (1), und wird durch das Filterelement (4) gefiltert. Die gefilterte Flüssigkeit geht durch das Filterelement (4) durch und wird von der Filterkammer (3) ausgestoßen, wobei der Kuchen auf dem Filterelement (4) verbleibt. Die verbleibende dünne Kuchenschicht wird durch die Seitenkante (15b) der rotierenden Flügel (15) abgekratzt und durch die Flügel (15) in Richtung des Außenumfanges befördert. Wenn sich der Kuchen bewegt, wird eine Drehreibkraft zwischen dem Kuchen und den Flügeln (15) aufgebaut, so dass der Gleitwiderstand zwischen dem Kuchen und der Seitenplatte (1) erzeugt wird. Daher wird der Kuchen weiter gefiltert, wenn er sich bewegt, so dass der Wassergehalt im Bereich der Ringplatte (2) am geringsten ist. Der Kuchen mit geringem Wassergehalt wird über die Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen.

Das Filterelement (4) kann auf jeder der Seitenplatten (1) und im Wesentlichen über den gesamten Bereich der Seitenplatte (1) vorgesehen werden. Dadurch wird der filtrierende Flächenbereich bezüglich der unbearbeiteten Flüssigkeit erhöht, wodurch ferner die Filterwirkung erhöht wird.

Die Ringplatte (2) kann ein zweites Filterelement (9) zum Trennen der unbearbeiteten Flüssigkeit in eine Flüssigkeit und einen Kuchen umfassen. Dadurch wird der filtrierende Flächenbereich bezüglich der unbearbeiteten Flüssigkeit erhöht, wodurch sich die Filterwirkung weiter verbessert. Der Kuchen auf dem Filterelement (9) wird durch die Endkante (15b) des Flügels (15) unter Druck gesetzt und weiter entwässert, so dass ein Kuchen mit weiter abnehmendem Wassergehalt durch die Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen wird.

Das Filterelement (4) kann im Wesentlichen ein krapfenförmiges Sieb (4) mit einer großen Anzahl von Feinlöchern sein. Das zweite Filterelement (9) kann ein Sieb (9) mit einer großen Anzahl von Feinlöchern sein.

Die Seitenplatte (1) kann ein Sieb (4), einen ringförmigen Außenrahmen (5), der an der äußeren Umfangskante des Siebes (4) angeordnet ist, einen ringförmigen Innenrahmen (6), der an der inneren Umfangskante des Siebes (4) angeordnet ist, und eine Lamelle (5a), das den äußeren Rahmen (5) und den inneren Rahmen (6) verbindet, aufweisen. Somit wird der Aufbau des Siebes (4) an der Seitenplatte (1) erleichtert und die Beanspruchbarkeit des Siebes (4) erhöht.

Der Versorgungskanal (50) kann einen Hauptversorgungskanal (18) innerhalb der Antriebswelle (17), eine Zuführöffnung (19), die in der Antriebswelle (17) ausgebildet ist, die sich in Richtung des Hauptversorgungskanals (18) öffnet, und einen Verbindungskanal (11) aufweisen, der zur Antriebswelle (17) auf der Seite des Flügels (15) benachbart ist und die Zuführöffnung (19) und die Filterkammer (3) verbindet.

In der oben erwähnten Anordnung fließt die unbearbeitete Flüssigkeit vom Hauptversorgungskanal (18) durch die Zuführöffnung (19) und den Verbindungskanal (11) in die Filterkammer (3) von der Seite des Flügels (15). Die Position der Zuführöffnung (19) ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie auf der Seite des Flügels (15) ist. In dem Fall, in dem die unbearbeitete Flüssigkeit direkt vom Hauptversorgungskanal (18) der Filterkammer (3) zugeführt wird, ist es dagegen notwendig, dass eine Öffnung zum Zuführen in dem Teil der Antriebswelle (17) gebildet wird, die der Filterkammer (3) gegenüberliegt. Um den Flügel (15) durch die Antriebswelle (17) sicher zu fixieren, gibt es daher die Möglichkeit einer Zunahme bei der Materialdicke der Antriebswelle (17). Wenn die Materialdicke der Antriebswelle (17) zunimmt, kann dieses eine Gewichts- und Größenzunahme der Vorrichtung mit sich bringen. Mit Betrachtung dieses Punktes, ist es gemäß der oben erwähnten Anordnung möglich, eine Zuführöffnung (19) an einer Stelle zu bilden, die kein Problem bezüglich der Dauerhaftigkeit darstellt, wodurch die Gewichts- und Größenzunahme der Vorrichtung begrenzt wird.

Die Flügel (15, 63, 65, 67) können funktionsfähige Flächen aufweisen, die nach vorn in die Drehrichtung der Antriebswelle (17) gerichtet sind, und die lineare Form der funktionsfähigen Fläche auf einem Querschnitt, der senkrecht zur Antriebswelle (17) ist, kann im Wesentlichen gleich sein, und ist nach der Anordnung auf dem Querschnitt in axialer Richtung der Antriebswelle (17) unabhängig.

Die funktionsfähige Fläche (52) auf dem Querschnitt, der rechteckig zur Antriebswelle (17) ist, kann durch eine Linie entlang einer Referenzgeraden (68), die durch den Mittelpunkt der Antriebswelle (17) hindurchgeht, dargestellt werden.

Die funktionsfähige Fläche (52) auf dem Querschnitt, der senkrecht zur Antriebswelle (17) ist, kann als eine Linie entlang der Referenzkurven (54, 64), die sich von der Antriebswelle (17) aus erstrecken, dargestellt werden, und eine Tangentiale (56) an einem frei wählbaren Punkt auf den Referenzkurven (54, 64) kann in Richtung des hinteren Teils der Drehrichtung der Antriebswelle (17) bezüglich einer Geraden (57), die durch den frei wählbaren Punkt und den Mittelpunkt der Antriebswelle (17) hindurchgeht, geneigt werden.

Die Flügel (15, 63) in der oben erwähnten Anordnung besitzen die Aufgabe, den Kuchen in eine radiale Richtung zu befördern, und eine Filterkraft bezüglich des Kuchens zu erzeugen. Die Filterkraft bezüglich des Kuchens wird als Abstoßungskraft bezüglich eines Gleitwiderstandes zwischen den Flügeln (15, 63) und der Seitenplatte (1) erhalten.

Die Referenzkurve (64) kann eine logarithmische Spirale mit einem Schnittwinkel (&agr;) zwischen der Tangentialen (56) und der Geraden (57) sein, der konstant und unabhängig an der Position des frei wählbaren Punktes ist.

Weil der Schnittwinkel (&agr;) konstant ist, ergibt sich beim Flügel (63) in der oben erwähnten Anordnung in der Nähe der Ringplatte (12), bei der der Wassergehalt des Kuchens reduziert ist, eine Zunahme bei der Drehkeil-Betätigungskraft und der Kraft, die den Kuchen in radialer Richtung entlang einer Kurve bewegt, so dass eine große Schubkraft auf den Kuchen aufgebracht wird.

Die funktionsfähige Fläche (52) im Querschnitt kann durch eine stückweise lineare Kurve (62), die durch eine Mehrzahl von geraden Abschnitten gebildet wird, dargestellt werden.

In der oben erwähnten Anordnung ist der Flügel (67) einfach herzustellen und bietet eine ausreichende Dauerhaftigkeit.

Die Flügel (15, 63, 65, 67) können eine hintere Fläche (53) zum hinteren Teil in der Drehrichtung der Antriebswelle (17) und eine Lamelle (27) aufweisen, die von der hinteren Fläche hervorspringt und den Flügel (15) verstärkt.

Gemäß der oben erwähnten Anordnung wird die Dauerhaftigkeit der Flügel (15, 63, 65, 67) erhöht. Dadurch wird eine Drehkeilwirkung bezüglich des Kuchens erreicht, der einen reduzierten Wassergehalt und einen erhöhten Gleitwiderstand aufweist.

Ein Abkratzer (26) in der Nähe der Seitenplatte (1) kann auf mindestens einer Seitenkante (15a) des Flügels (15) geschaffen werden.

Gemäß der oben erwähnten Anordnung wird die dünne Kuchenschicht auf dem Filterelement (4) mit hohem Filterwiderstand abgekratzt, wodurch sich die Filterelemente (4) nacheinander erneuern. Es ist daher möglich, einen ständigen Filterbetrieb über eine lange Zeitperiode auszuführen.

Eine Kunststoffschicht kann auf die funktionsfähige Fläche (52) aufgetragen werden.

Gemäß der oben erwähnten Anordnung wird der Gleitwiderstand des Kuchens bezüglich der funktionsfähigen Fläche (52) reduziert, wenn der Kuchen während der Drehung zusammengepresst wird. Zusätzlich zu einer Erhöhung der Betriebswirkung der Vorrichtung wird es dadurch für den Kuchen schwierig, sich in Übereinstimmung mit dem Flügel (15) zu drehen.

Die oben erwähnte Vorrichtung gemäß des ersten Aspekts kann mit einem Ventilmechanismus (8, 8a) geschaffen werden, der das Öffnungsmaß der Ausstoßöffnung (7) erhöht und verringert.

Gemäß der oben erwähnten Anordnung wird das Öffnungsausmaß der Ausstoßöffnung (7) durch den Ventilmechanismus (8, 8a) eingestellt, so dass der Kuchen einem Gegendruck unterliegt, unter Druck entwässert und von der Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen wird.

Der Ventilmechanismus (8) kann ein Paar Drehwellen (28, 28), die bezüglich der entgegengesetzten Kante der Ausstoßöffnung (7) drehbar abgestützt sind, ein Paar Dämpfer (29, 29), das an jeder der Drehwellen (28) befestigt ist und das die Ausstoßöffnung (7) öffnet und schließt, einen Zylinder (32) mit einer Stange (33), und zwei Verbindungsglieder (30, 30) aufweisen, die die Stange (33) und die Drehwellen (28, 28) verbinden, die Kolbenbewegung der Stange (33) in eine Drehbewegung der Drehwellen (28, 28) umwandeln und diese Bewegung übertragen.

In der oben erwähnten Anordnung wird das Öffnungsausmaß der Ausstoßöffnung durch ein Ventil (8) mit einem einfachen Aufbau eingestellt. Folglich wird der Gegendruck aufgenommen und eine Entwässerungskompression durchgeführt, so dass ein Kuchen mit einem im Wesentlichen gleichmäßigen Wassergehalt vom Mittelpunkt der Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen wird.

Der Ventilmechanismus (8a) kann eine Drehwelle (28a), die bezüglich der Ausstoßöffnung (7) drehbar abgestützt wird, einen Dämpfer (29a), der an der Drehwelle (28a) befestigt ist, der die Ausstoßöffnung (7) öffnet und schließt, einen Zylinder (32) mit einer Stange (33), und einen Hebel (43) aufweisen, der die Stange (33) und die Drehwelle (28a) verbindet, die Kolbenbewegung der Stange in eine Drehbewegung der Drehwelle (28a) umwandelt und diese Bewegung überträgt.

In der oben erwähnten Anordnung wird das Öffnungsausmaß der Ausstoßöffnung (7) durch den Ventilmechanismus (8a) mit einem einfachen Aufbau eingestellt. Folglich wird der Gegendruck aufgenommen und eine Entwässerungskompression durchgeführt, so dass ein Kuchen mit einem im Wesentlichen gleichmäßigen Wassergehalt von der Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen wird.

Eine Vorrichtung gemäß dem oben erwähnten ersten Aspekt kann ferner mit einer Spüldüse (34) für das Filterelement (4) ausgeführt werden. Die Spüldüse (34) kann entgegengesetzt dem Filterelement (4) auf der Außenseite der Seitenplatte (1) angeordnet werden.

Wenn der Betrieb der Vorrichtung beendet ist, wird der auf dem Filterelement (4) verbleibende Kuchen gemäß der oben erwähnten Anordnung leicht durch das Spülwasser, das von der Spüldüse (34) abgegeben wird, entfernt.

Eine Mehrzahl von Flügeln (15) kann im oben erwähnten ersten Aspekt geschaffen werden. Damit ergibt sich auch für eine unbearbeitete Flüssigkeit, die schwierig zu filtern ist, eine Erhöhung bei der Schubkraft und der Beförderungskraft, die auf den Kuchen wirkt, so dass die Kuchen unter Druck gesetzt und mit guter Ausgeglichenheit befördert werden, wodurch Kuchen mit einem geringen Wassergehalt erhalten werden.

Die Seitenplatten (1, 1) können so angeordnet werden, um im Wesentlichen gemeinsam parallel zu sein, wobei der Abstand (D) von einer Endkante (15b) eines Flügels (15) bis zu einem benachbarten Flügel (15) zu dessen hinterem Teil bezüglich der Drehrichtung größer als die Länge (L) zwischen den Seitenplatten (1, 1) ist. Damit kann der Filterflächenbereich, der versucht, den Kuchen zu stoppen, mehr als zweimal so groß wie die funktionsfähige Fläche (52) des Flügels (15) gemacht werden, die versucht, den Kuchen zu bewegen, wobei die übereinstimmende Drehung des Kuchens wirksam verändert wird.

Eine Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Mehrzahl von Filtereinheiten (70), die parallel geschaffen werden, und eine Antriebswelle (17) auf. Jede Filtereinheit (70) umfasst eine Filterkammer (3), die in eine Ringplatte (2) und zwei Seitenplatten (1, 1) geteilt ist, und einen Flügel (15), der innerhalb der Filterkammer (3) angeordnet ist. Die Ringplatten (2, 2) werden um eine gemeinsame Achse angeordnet. Die Antriebswelle (17) geht durch die Mittelachse der Ringplatten (2, 2) und durch das Innere der Filterkammern (3, 3) hindurch, und ist bezüglich der Filterkammer (3) ungehindert drehbar. Der Flügel (15) ist bezüglich der Antriebswelle (17) befestigt, erstreckt sich von der Antriebswelle (17) zur Ringplatte (2), und dreht sich in Übereinstimmung mit der Antriebswelle (17). Ein Versorgungskanal (50), der der Filterkammer (3) unbearbeitete Flüssigkeit zuführt, wird innerhalb der Antriebswelle (17) gebildet. Der Flügel (13) weist zwei Seitenkanten (15a), die den Seitenplatten (1, 1) gegenüberstehen, und eine Endkante (15b), die der Ringplatte (2) gegenübersteht, auf. Von den Seitenplatten (1, 1) der Filtereinheit (70) weist mindestens eine Seitenplatte ein Filterelement (4) zum Trennen der unbearbeiteten Flüssigkeit in eine Flüssigkeit und einen Kuchen auf. Die Ringplatte (2) umfasst eine Ausstoßöffnung für den Kuchen. Durch die Wirkung des Fließdrucks der unbearbeiteten Flüssigkeit vom Versorgungskanal (50) zum Inneren der Filterkammer (3) und der Drehung des Flügels (15), fließt die gefilterte Flüssigkeit vom Filterelement (4) zur Außenseite der Filterkammer (3) aus, ein Kuchen, der innerhalb der Filterkammer (3) verbleibt, wird zur Außenseite der Filterkammer (3) von der Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen.

In der oben erwähnten Anordnung ist es wegen einer Mehrzahl von Filterkammern (3), die parallel geschaffen werden, möglich, das gleichzeitige Filtern einer großen Menge von unbearbeiteter Flüssigkeit auszuführen. Zusätzlich kann der Platz, der durch die Vorrichtung beansprucht wird, reduziert werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

1 ist eine Querschnittsansicht einer Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II von 1.

3 ist eine Querschnittsansicht, die die Filterkammer darstellt.

4 ist eine Draufsicht des Keildrahtsiebes von 1, das in Richtung des Pfeils IV betrachtet wird.

5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V von 1.

6 ist eine Querschnittsansicht, die einen weiteren Aspekt einer Filterplatte darstellt.

7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1.

8 ist eine Querschnittsansicht eines Flügelrades.

9 ist eine Querschnittsansicht, die den Zustand darstellt, in dem ein Abkratzer auf einem Flügelrad befestigt ist.

10 ist eine Vorderansicht eines Flügelrades.

11 ist eine Vorderansicht, die einen weiteren Aspekt eines Flügelrades darstellt.

12 ist eine Vorderansicht, die noch einen weiteren Aspekt eines Flügelrades darstellt.

13 ist eine Vorderansicht, die noch einen weiteren Aspekt eines Flügelrades darstellt.

14 ist eine vergrößerte Ansicht von 2, die ein Gegendruck-Einstellventil darstellt.

15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XV-XV von 14.

16 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVI-XVI von 14.

17 ist eine Querschnittsansicht, die einen weiteren Aspekt eines Gegendrucks-Einstellventils darstellt.

18 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVIII-XVIII von 17.

19 ist eine Querschnittsansicht einer Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.

Wie in 1 dargestellt, weist eine Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression eine Filterkammer 3, eine Antriebswelle 17, ein Flügelrad 14 und einen Versorgungskanal 50 zum Zuführen der unbearbeiteten Flüssigkeit auf.

Die Filterkammer 3 ist durch eine zylindrisch geformte Ringplatte 2 und einem Paar scheibenförmiger Filterplatten 1, 1 (Seitenplatten), die im Wesentlichen gemeinsam parallel zueinander gegenüberstehen, in eine zylindrische Form mit einer vorgeschriebenen Weite L in horizontaler Richtung abgegrenzt.

Wie in 4 und 5 dargestellt, wird jede Filterplatte 1, 1 durch ein im Wesentlichen krapfenförmiges Keildrahtsieb 4 (Filterelement), einem ringförmigen Außenrahmen 5, einem ringförmigen Innenrahmen 6, und Lamellen 5a, 5b gebildet. Die äußere Umfangskante der Filterplatten 1, 1 (der äußere Rahmen 5) wird mit den beiden Kanten der Ringplatte 2 verbunden und daran befestigt.

Das Sieb 4 wird aus einer Mehrzahl von Keildrähten 4a, die in einer Ebene mit einem vorgeschriebenen Abstand ausgerichtet sind, und einer Mehrzahl von Abstützungsstangen, die sich in einer Richtung erstrecken, die im Wesentlichen rechteckig zu den Keildrähten 4a ist, hergestellt. Die Abstützungsstange 4b ist mit dem Keildraht 4a verbunden und stützt den Keildraht 4a ab. Der Abstand zwischen den Keildrähten 4a bildet die Feinlöcher. Diese Feinlöcher sind in gleichmäßiger Dichte über den im Wesentlichen gesamten Bereich der Filterplatte 1 vorhanden.

Daher ist es für die gefilterte Flüssigkeit und den Feststoffen schwierig, zu Verstopfungen zu führen, wodurch sich die Reinigungsfrequenz der Filterplatte 1 reduziert.

Die Größe der sehr kleinen Löcher des Siebes 4 (der Abstand zwischen benachbarten Keildrähten) wird auf einen Wert eingestellt, bei der sich ein kleiner Schlammkanal ergibt und bei dem der Ausstoß der gefilterten Flüssigkeit gut ist, und bei dem es auch für den Schlamm schwierig ist, klumpig zu werden. Im Fall von filtrierendem Schlamm, der schwierig zu filtern ist, wird die Größe der Feinlöcher vorzugsweise nicht kleiner als 50 &mgr;m und nicht größer als 300 &mgr;m gemacht.

Anstatt des Keildrahtsiebes 4 ist es möglich, ein Metallsieb, das durch ein gelochtes Metall gebildet wird, oder eine dünne Metallplatte zu verwenden, in die Löcher durch einen Elektronenstrahl ausgebildet worden sind, zu verwenden.

Die Lamellen 5a erstrecken sich in radialer Richtung des Außenrahmens 5 und verbinden den Außenrahmen 5 und den inneren Rahmen 6. Die Lamelle 5b verbindet die Lamellen 5a.

Das Sieb 4 wird zwischen dem Außenrahmen 5 und den Innenrahmen 6 befestigt und wird durch den Außenrahmen 5, den Innenrahmen 6, und die Lamellen 5a und 5b abgestützt.

Wie in 6 dargestellt, kann mindestens ein Teil der Ringplatte 2 aus dem gleichen Siebtyp 9 (Filterelement) wie das Sieb 4 der Filterplatte 1 hergestellt werden. Damit wird der Filterflächenbereich durch das Ausmaß des Siebes, das der Filterkammer 3 gegenübersteht, vergrößert.

Wie in 1 dargestellt, werden beide Enden des inneren Rahmens 6 fixiert und durch ein Paar Abstützhülsen 10, 10 abgestützt, die sich gemeinsam gegenüberstehen. Die Abstützhülsen 10 werden auf einem Rahmen 13 abgestützt.

Die Antriebswelle 17 ist zylindrisch und geht durch die Mittelachse der Ringplatte 2 und durch den Mittelpunkt beider Abstützhülsen 10, 10 und durch das Innere der Filterkammer 3 hindurch. Beide Enden der Antriebswelle 17 sind über die Lager 12, 12 drehbar zu den Abstützhülsen 10, 10 abgestützt. Das heißt, die Antriebswelle 17 kann bezüglich der Filterkammer 3 ungehindert rotieren.

Wie in 2 und 7 dargestellt, wird das Flügelrad 14 durch eine Nabe 16 und einer Mehrzahl von Flügeln 15 (sechs in der in 2 dargestellten Ausführungsform) gebildet. Die Nabe 16 ist in den Außenumfang der Antriebswelle 17 zwischen den Abstützhülsen 10, 10 eingebaut und daran befestigt, und die Flügelräder drehen sich in Übereinstimmung mit der Antriebswelle 17. Der Flügel 15 ist innerhalb der Filterkammer 3 angeordnet und erstreckt sich radial nach außen in Richtung der Ringplatte. Jeder Flügel umfasst zwei Seitenkanten 15a, 15a, die den Filterplatten 1, 1 gegenüberstehen, und eine Endkante 15b, die der Ringplatte 2 gegenübersteht.

Der Versorgungskanal 50 wird durch einen Hauptversorgungskanal 18, einer Zuführöffnung 19, und einen Verbindungskanal 11 gebildet. Der Hauptversorgungskanal 18 geht durch das Innere der Antriebswelle 17 hindurch. Die Zuführöffnung 19 ist in der Antriebswelle 17 auf beiden Seiten der Nabe 16 ausgebildet und öffnet sich in Richtung des Hauptversorgungskanals 18. Der Verbindungskanal ist zur Antriebswelle 17 benachbart und durch die Antriebswelle 17, den Abstützhülsen 10 und den Innenrahmen 6 abgegrenzt. Der Verbindungskanal 11 verbindet die Zuführöffnung 19 und die Filterkammer 3.

Wie in 1 dargestellt, wird ein Ende der Antriebswelle 17 mit einem Schlammbehälter 22 über einen freien Anschluss 20, eine Zuführleitung 21 und eine Versorgungspumpe 23 verbunden. Das andere Ende der Antriebswelle 17 ist mit einer Rückströmleitung 44 über einen freien Anschluss 51 verbunden.

Die unbearbeitete Flüssigkeit (Schlamm) im Schlammbehälter 22 wird in den Hauptversorgungskanal 18 durch die Versorgungspumpe 23 befördert. Wie in 7 dargestellt, geht die unbearbeitete Flüssigkeit im Hauptversorgungskanal 18 durch die Zuführöffnung 19 und den Verbindungskanal 11 hindurch und fließt in die Filterkammer 3. Der Versorgungsdruck in der Filterkammer 3 durch die Versorgungspumpe 5 wird zum Beispiel auf einen Wert eingestellt, der im Bereich von 0,1 kg/cm2 bis 0,7 kg/cm2 liegt.

Die unbearbeitete Flüssigkeit, die in die Filterkammer 3 geflossen ist, wird dem Druck von der Versorgungspumpe und der Wirkung der Drehung des Flügels 15 unterzogen, so dass sie sich in Richtung der Ringplatte 2 bewegt. Wenn dieses auftritt, geht der Wassergehalt (gefilterte Flüssigkeit) durch die beiden Filterplatten 1,1 hindurch und wird von der Innenseite der Filterkammer 3 ausgestoßen, der in der Filterkammer 3 verbleibende Kuchen wird dem Druck der funktionsfähigen Fläche 52 des Flügels 15 unterzogen, was später beschrieben wird, so dass er sich in Richtung der Ringplatte 2 bewegt, während er komprimiert wird. Beim komprimierenden Vorgang wird der Wassergehalt schrittweise von der Filterplatte 1 ausgestoßen. In der Nähe der Ringplatte 2 ist der Wassergehalt des Kuchens minimal.

Wie in 7 dargestellt, befindet sich die Seitenkante 15a des Flügels 15 in der Nähe des Siebes 4. Durch die Einwirkung der Seitenkante 15a des sich drehenden Flügels 15 wird ein Kuchen auf der Innenfläche des Siebes 4 weggekratzt, so dass das Sieb 4 ständig erneuert wird. Die Seitenkante 15a kann auch so angeordnet werden, um mit dem Sieb 4 in Kontakt zu sein.

Wie in 9 dargestellt, ist es möglich, einen Gummi- oder Kunststoffabkratzer 26 auf der Seitenkante 15a des Flügels zum Abkratzen des Kuchens zu schaffen. Damit ist es möglich, den Kuchen vom Sieb 4 besser zu entfernen. Der Abkratzer 26 kann auch so angeordnet werden, um mit dem Sieb 4 in Kontakt zu sein.

Wie in 10 dargestellt, ist jeder Flügel 15 eine gebogene Platte mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke und mit einer funktionsfähigen Fläche 52 auf der Seite zur Drehrichtung und einer hinteren Fläche 53 zur hinteren Seite der Drehrichtung. Die funktionsfähige Fläche 52, die im Querschnitt mit einer Schnittfläche senkrecht zur Antriebswelle 17 veranschaulicht ist, kann durch eine Referenzkurve 54, die sich von der Antriebswelle 17 erstreckt, dargestellt werden. Die Form der Linie der funktionsfähigen Fläche 52 im Querschnitt mit einer Schnittfläche senkrecht zur Antriebswelle 17 ist an der Position der Schnittfläche in axialer Richtung der Antriebswelle 17 unabhängig und im Wesentlichen gleichmäßig. Eine Tangente am frei wählbaren Punkt auf der Referenzkurve 54 wird in rückwärtiger Richtung bezüglich der Richtung einer Geraden 57, die durch den frei wählbaren Punkt und den Mittelpunkt der Antriebswelle 17 hindurchgeht, geneigt.

Ein wie oben erwähnt gebildeter Flügel 15 weist eine Funktion zum Befördern eines Kuchens in radialer Richtung und zum Erzeugen einer filtrierenden Kraft bezüglich des Kuchens auf. Die filtrierende Kraft bezüglich des Kuchens wird als Abstoßungskraft bezüglich eines Gleitwiderstandes zwischen dem Flügel 15 und der Filterplatte 1 (Sieb 4) erhalten.

Wenn der Winkel &agr; des Schnittpunktes (Nacheilwinkel) zwischen der Tangentiale 56 und der Geraden 57 klein ist, wird der Gleitwiderstand des Kuchens bezüglich der funktionsfähigen Fläche 52 größer als der Gleitwiderstand des Kuchens bezüglich des Siebes 4, wodurch es für den Kuchen einfacher wird, sich in Übereinstimmung mit dem Flügel 15 zu drehen. Wenn jedoch der Nacheilwinkel &agr; groß ist, wird der Abstand zwischen den benachbarten Flügeln 15 klein und es wird für den Kuchen einfach, sich in Übereinstimmung zu drehen. Um den Kuchen vom Rotieren mit dem Flügelrad wirksam einzuschränken und die Bewegungswirkung des Kuchens zu erreichen, ist es vorteilhaft, dass der Nacheilwinkel &agr; mindestens 20° und nicht größer als 50°, und noch vorteilhafter, dass er mindestens 30° und nicht größer als 45° gemacht wird.

Die Anzahl der Flügel 15 wird am bestens groß ausgelegt, um somit eine filtrierende Kraft zu erzeugen. Wenn jedoch die Anzahl der Flügel wegen des kleinen Abstands zwischen den Flügeln 15 zunimmt, wird es für den Kuchen einfach, sich in Übereinstimmung zu drehen, wodurch die Funktion aufgegeben wird, den Kuchen zu befördern. Daher wird die Anzahl der Flügel 15 festgelegt, um somit sowohl eine gute Beförderung der Kuchen als auch ein wirksames Erzeugen einer filtrierenden Kraft zu erreichen. Insbesondere sollte für die Anzahl der Flügel 15 für einen auf einen vorgeschriebenen Wert eingestellten Nacheilwinkel &agr; eine Anzahl festgelegt werden, für die der Abstand D von einer Endkante 15a eines Flügels 15 zur funktionsfähigen Fläche 52 von einem anderen, benachbarten Flügel 15 zu dessen hinterem Teil bezüglich der Drehrichtung größer als die Breite L der Filterkammer 3 (Abstand zwischen den Filterplatten 1, 1), dargestellt in 3, ist.

Wie in 8 und 10 dargestellt, ist eine verstärkte Platte 27 zum Verstärken des Flügels 15 an der hinteren Fläche 53 jedes Flügels 15 entlang der Mittellinie des Flügels 15 befestigt. Die verstärkende Platte 27 wird im Wesentlichen parallel zum Sieb 4 (siehe 1) angeordnet, und springt von der hinteren Fläche 53 hervor. Das Ausmaß des Vorsprunges der verstärkenden Platte 27 von der hinteren Fläche 53 sollte groß sein, um den Flügel 15 zu verstärken, und klein sein, um die Drehung in Übereinstimmung mit dem Kuchen, der der verstärkenden Platte 27 zuzuordnen ist, zu beschränken. Um sowohl eine gute Verstärkung des Flügels 15 als auch die Minderung der Drehung in Übereinstimmung mit dem Kuchen zu schaffen, wird die Höhe des Vorsprunges der verstärkenden Platte 27 von der hinteren Fläche 53 eingestellt, um somit stufenweise von der Nabe 16 zur Endkante 15b verringert zu werden.

Auf der funktionsfähigen Fläche 52 kann eine Schicht, die aus einem Material mit Schmiereigenschaften und Verschleißwiderstand, wie zum Beispiel Teflon [TM], Nylon [TM] oder einem hochpolymeren Kunststoff, hergestellt wird, aufgetragen werden. Damit wird der Gleitwiderstand des Kuchens bezüglich der funktionsfähigen Fläche 52 reduziert, und es wird einfacher, den Kuchen zu befördern.

11 bis 13 stellen Beispiele von Flügelrädern 58, 59 und 60 anstatt des Flügelrades 14 dar.

Ein Flügel 63 des Flügelrades 58 von 11 unterscheidet sich vom Flügel 15 von 10 in seinem Nacheilwinkel &agr; und der Anzahl der Flügel. Die Referenzkurve 64 des Flügels 63 ist eine logarithmische Spirale, und die Anzahl der Flügel 63 beträgt vier. Eine logarithmische Spirale ist eine Kurve, in der der Nacheilwinkel &agr; und der Keilwinkel &bgr; ungeachtet der Position auf der Kurve konstant sind. Der Keilwinkel &bgr; ist der Schnittpunktswinkel zwischen der Normallinie/Normalen 61 und der Tangente 56, wobei die Summe des Nacheilwinkels &agr; und des Keilwinkels &bgr; einen rechten Winkel bilden. Da der Nacheilwinkel &agr; konstant bleibt, nimmt die Drehkeil-Betätigungskraft des Flügels 63 und die Kraft, die wirkt, um den Kuchen in die Radialrichtung in der Nähe der Ringplatte 2 zu bewegen, bei der der Wassergehalt des Kuchens verringert wird, zu, wodurch eine große Schubkraft auf den Kuchen aufgebracht wird. In der gleichen Weise wie beim Flügel 15 von 10, ist der Abstand D von einer Endkante des Flügels 63 zur funktionsfähigen Fläche 52 eines anderen, benachbarten Flügels 63 zum hinteren Teil bezüglich der Drehrichtung größer als die Breite L der Filterkammer 3.

Ein Flügel 65 des Flügelrades 59 von 12 unterscheidet sich vom Flügel 15 von 10, indem die funktionsfähige Fläche 52 eine stückweise lineare Kurve 62 mit einer Mehrzahl (4) von Liniensegmenten 62a, 62b, 62c und 62d, die sich einer Referenzkurve 66 annähern, aufweist. Die Referenzkurve 66 ist eine logarithmische Spirale mit einem Nacheilwinkel von 35°. Weil es nicht notwendig ist, den Flügel 65 als Kurve auszubilden, wird das Herstellen dieses Flügels 59 erleichtert und die Dauerhaftigkeit erhöht. Obwohl die Anzahl der Liniensegmente in der stückweisen linearen Kurve 62 nicht besonders eingeschränkt ist, sollte sie mindestens 2 betragen und nicht größer als 10 sein.

Ein Flügel 67 des Flügelrades 60 von 13 unterscheidet sich vom Flügel 15 von 10 dadurch, dass der Querschnitt der funktionsfähigen Fläche 52 durch eine Linie entlang einer Referenzgeraden 68, die durch den Mittelpunkt der Antriebswelle 17 hindurchgeht, dargestellt wird. Abhängig von den Eigenschaften der zu filternden, unbearbeiteten Flüssigkeit (Schlamm) ist es möglich, auch diesen Typ eines ebenen Plattenflügels 67 zu verwenden. Wenn die funktionsfähige Fläche 52 im Wesentlichen parallel zur Referenzgeraden 68 ist, wird ein Zustand, bei dem sich eine wesentliche Übereinstimmung mit der Referenzgeraden 68 ergibt, mit eingeschlossen.

In den Flügelrädern 58, 59 und 60 von 11 bis 13, ähnlich dem Flügelrad 14 von 10, weisen die Flügel 63, 65 und 67 ebenfalls zwei Seitenkanten, die den Filterplatten 1, 1 gegenüberstehen, und eine Endkante, die der Ringplatte 2 gegenübersteht, auf. Jeder der Flügel 63, 65 und 67 wird aus einer Platte mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke hergestellt, und weist eine funktionsfähige Fläche 52 in der vorwärts gerichteten Drehrichtung und eine hintere Fläche 53 zum hinteren Teil bezüglich der Drehrichtung auf. Die Form der Linie der funktionsfähigen Fläche 52 im Querschnitt mit einer Schnittfläche senkrecht zur Antriebswelle 17 ist an der Position der Schnittfläche in Axialrichtung der Antriebswelle 17 unabhängig und im Wesentlichen gleichmäßig. Eine verstärkende Platte 27 ist an der hinteren Fläche von jedem Flügel 63, 65 und 67 befestigt.

Wie in 1 und 2 dargestellt, ist eine Scheibe 25 am Außenumfang eines Endes der Antriebswelle 17 eingepasst und daran befestigt. Die Scheibe 25 ist mit einer Antriebsscheibe 24a einer Antriebsvorrichtung 24 durch einen Riemen 69 verbunden. Die Drehantriebskraft der Antriebsvorrichtung 24 wird zur Antriebsscheibe 17 über die Scheibe 24a, den Riemen 69 und die Scheibe 25 übertragen, so dass sich das Flügelrad 14 innerhalb der Filterkammer 3 in Übereinstimmung mit der Antriebswelle 17 dreht.

Die Versorgungspumpe 23 pumpt die unbearbeitete Flüssigkeit vom Hauptversorgungskanal 18 innerhalb der Antriebswelle 17 in die Filterkammer 3 bei einem Druck von zum Beispiel 0,1 bis 07 kg/cm2. Die unbearbeitete Flüssigkeit innerhalb der Filterkammer 3 wird zunächst gegen die Filterplatten 1, 1 auf beiden Seiten durch den Zulaufdruck gedrückt und gefiltert. Die Antriebsvorrichtung 24 bewirkt beim Flügelrad 14, dass es sich bei einer Umfangsdrehzahl von zum Beispiel 100 bis 500 mm/min dreht.

Die unbearbeitete Flüssigkeit innerhalb der Filterkammer 3 wird zur Ringplatte 2 befördert, während sie durch die funktionsfähige Fläche 52 des Drehflügels 15 komprimiert wird. Wenn dieses auftritt, wird die gefilterte Flüssigkeit nacheinander von der Filterplatte 1 ausgestoßen. Folglich wird in einem im Wesentlichen dreieckigen Raum, der zwischen der funktionsfähigen Fläche des Flügels 15 und der Ringplatte 2 gebildet wird, der Wassergehalt von der unbearbeiteten Flüssigkeit entfernt und in einem komprimierten Kuchen gesammelt.

Wie in 2 dargestellt, wird eine im Wesentlichen rechteckige Ausstoßöffnung 7 auf dem Boden der Ringplatte 2 zum Ausstoßen eines Kuchens innerhalb der Filterkammer 3 gebildet. Ein Gegendruck-Stellventil 8 (Ventilmechanismus), das das Öffnungsausmaß der Ausstoßöffnung 7 erhöht und verringert, wird auf dieser Ausstoßöffnung 7 geschaffen. Stromabwärts des Gegendruck-Stellventils 8 wird eine Kuchenrinne 41 geschaffen.

Wegen der Notwendigkeit, einen Kuchen vorab zu entfernen, wenn die Vorrichtung für eine lange Zeitperiode anzuhalten ist, wird die Ausstoßöffnung 7 vorzugsweise auf dem unteren Halbumfangsbereich der Ringplatte 2 angeordnet. Um den Kontakt zwischen einem Kuchen, der von der Ausstoßöffnung 7 ausgestoßen wird, und der gefilterten Flüssigkeit, die von der Filterplatte 1 ausgestoßen wird, zu verhindern, ist es vorteilhaft, dass die Ausstoßöffnung 7 an einer Position auf der Ringplatte 2 angeordnet wird, die im Wesentlichen um 45° von der Vertikalen geneigt ist.

Wie in 14, 15 und 16 dargestellt, weist das Gegendruck-Stellventil 8 ein Paar Drehwellen 28, 28, die bezüglich der gegenüberliegenden Kante der Ausstoßöffnung 7 drehbar abgestützt sind, ein Paar Dämpfer 29, 29, das an jeder der Drehwellen 28 befestigt ist, das die Ausstoßöffnung 7 öffnet und schließt, einen Zylinder 32 mit einer Stange 33, und zwei Verbindungsglieder 30, 30 auf, die die Stange 33 und die Drehwellen 28, 28 verbinden, die Kolbenbewegung der Stange 33 in eine Drehbewegung der Drehwellen 28, 28 umwandeln und diese Bewegung übertragen. Wie in 15 dargestellt, wird eine Befestigungsbohrung 30a, in die die Drehwelle 28 eingepasst und fixiert wird, auf einem Ende von jedem Verbindungsglied 30 ausgebildet. Auf dem anderen Ende von jedem Verbindungsglied 30 wird eine verlängerte Bohrung 31 gebildet, wobei sich diese Bohrungen gemeinsam überlagern. Die Welle 33a, die an der Stange 33 befestigt ist, geht drehbar durch die verlängerten Bohrungen 31 hindurch. Wenn sich die Stange 33 ausdehnt, drehen sich die Dämpfer 29, 29, um sich einander anzunähern (die Schließrichtung), und wenn sich die Stange 33 zurückzieht, drehen sich die Dämpfer 29, 29, um sich somit voneinander zurückzuziehen (die Öffnungsrichtung). Wegen der Drehreibkraft des Flügelrades 14 und des Schließens der Ausstoßöffnung 7, wird der Gegendruck innerhalb der Filterkammer 3 aufgebaut. Durch Aufbringung des Gegendrucks auf den Kuchen, werden die Kuchen ständig komprimiert und entwässert und von der Ausstoßöffnung 7 ausgestoßen.

17 und 18 stellen ein weiteres Beispiel eines Gegendruck-Stellventils 8a dar. Das Gegendruck-Stellventil 8a weist eine Drehwelle 28a, die bezüglich einer Kante eines Elements 7a, das an der unteren Kante der Ausstoßöffnung 7 gebildet ist, drehbar abgestützt ist, einen Dämpfer 29a, der an der Drehwelle 28a befestigt ist und der die Ausstoßöffnung 7 öffnet und schließt, einen Zylinder 32 mit einer Stange 33, einen Hebel 43 auf, der die Stange 33 und die Drehwelle 28a verbindet, die Kolbenbewegung der Stange 33 in eine Drehbewegung der Drehwelle 28a umwandelt und diese Bewegung überträgt. Ein Ende des Hebels 43 ist an der Drehwelle 28a befestigt und das andere Ende des Hebels 43 ist mit der Stange 33 drehbar verbunden. Der Hebel 43 wird so ausgelegt, um sich ungehindert auszustrecken und sich selbst zurückzuziehen. Wenn sich die Stange 33 ausstreckt, dreht sich der Dämpfer 29a in die Öffnungsrichtung, und wenn sich die Stange 33 zurückzieht, dreht sich der Dämpfer 29a in die Schließrichtung.

Die Gegendruck-Stellventile 8, 8a können auch eine Einrichtung zum Ermitteln des Drucks innerhalb der Filterkammer 3 aufweisen. Insbesondere kann ein Sensor zum Ermitteln des Drucks innerhalb der Filterkammer 3 an einer Innenfläche der Ringplatte 2 befestigt werden. Wenn das Öffnen der Ausstoßöffnung 7 als Antwort auf den ermittelten Wert vom Sensor (Druck innerhalb der Filterkammer 3) eingestellt wird, ist es möglich, den Wassergehalt des von den Ausstoßöffnungen 7, 7a ausgestoßenen Kuchens so einzustellen, damit er gleichmäßiger ist. Es ist auch möglich, einen Steuer/Regelschaltkreis zum Steuern/Regeln des Zylinders 32 als Antwort auf den ermittelten Wert vom Sensor zu schaffen.

Wie in 1 und 2 dargestellt, werden Spüldüsen 34 zum Spülen des Siebs 4 auf der Außenseite der Filterplatten 1, 1 oberhalb der Antriebswelle 17 angeordnet. Jede Spüldüse 34 ist an einer Spülwasserleitung 35 befestigt. Das Endteil der Spülwasserleitung 35 ist mit einer Spülwasser-Zuführleitung über eine Drehverschraubung 36 verbunden. Eine Scheibe 38 ist am Außenumfang am Endteil der Spülwasserleitung 35 befestigt, wobei diese Scheibe 38 mit einer Antriebsvorrichtung 39 verbunden ist. Die Antriebsvorrichtung 39 bewirkt bei der Spülwasserleitung 35, Wellen über die Scheibe 38 zu erzeugen. Damit bewegen sich die Spüldüsen 34 wechselseitig über die Außenfläche der Filterplatten 1, 1, um somit das Spülwasser auf das Sieb 4 zu sprühen.

Die Filterkammer 3 oberhalb der Antriebswelle 17 (Filterplatten 1, 1 und Ringplatte 2) und die Spüldüsen 34 werden durch eine Abdeckung 42 abgedeckt, um das Sprühen des Spülwassers zu verhindern. Der Endteil der Spülwasserleitung 35 wird durch die Abdeckung 42 hindurchgeführt. Die Filterkammer 3 unterhalb der Antriebswelle 17 (Filterplatten 1, 1 und Ringplatte 2) wird durch eine Wanne 40 zum Aufnehmen der gefilterten Flüssigkeit abgedeckt. Die vom Sieb 4 ausgestoßene gefilterte Flüssigkeit fließt von einer Ausstoßöffnung 40a, die im Bodenteil der Wanne 40 ausgebildet ist, aus.

Ein Verfahren zum Anwenden einer wie oben beschriebenen ausgelegten Vorrichtung folgt.

Beim Start der Anwendung, wenn die Filterkammer 3 leer ist, wird das Flügelrad 14 veranlasst, sich bei einer sehr niedrigen Drehzahl mit der geschlossenen Ausstoßöffnung 7 zu drehen, während die unbearbeitete Flüssigkeit (Schlamm) der Filterkammer 3 zugeführt wird. Wenn das beendet ist, wird die Drehzahl des Flügelrades in einem Bereich von zum Beispiel 100 bis 500 mm/min und der Zuströmdruck der unbearbeiteten Flüssigkeit in einem Bereich von zum Beispiel 0,1 bis 0,7 kg/cm2 eingestellt. Die unbearbeitete Flüssigkeit, die in die Filterkammer 3 eingeflossen ist, nimmt den oben erwähnten Zuführdruck und den Druck von der funktionsfähigen Fläche 52 des Flügels 15 auf und wird unter Druck in Richtung des Außenumfangs befördert.

Wenn das eintritt, filtern die Siebe 4, 4 der Filterplatten 1, 1 nacheinander die unbearbeitete Flüssigkeit.

Die Konzentration der unbearbeiteten Flüssigkeit wird, sofort nachdem sie in die Filterkammer 3 geflossen ist, durch den oben erwähnten Zuführdruck bewirkt. Das Flügelrad 14 beaufschlagt die unbearbeitete Flüssigkeit mit einer Kraft, die die Gleitreibkraft zwischen der konzentrierten unbearbeiteten Flüssigkeit und der Filterplatten 1, 1 überschreitet, so dass die unbearbeitete Flüssigkeit nach außen in radialer Richtung gedrückt wird, während sie durch den Zuführdruck und die Drehkeil-Betätigungskraft des Flügels 15 mit einem Nacheilwinkel von &agr; entwässert wird. Folglich wird die unbearbeitete Flüssigkeit in einen Kuchen umgewandelt, während der Kuchen, der sich entlang einer kurvenförmigen Linie bewegt, einer Schubkraft ausgesetzt wird.

Nach Ablauf einer vorgeschriebenen Zeitgröße, wenn die Filterkammer 3 mit einem Kuchen gefüllt ist und der Druck darin ansteigt, wird die Ausstoßöffnung 7 durch ein vorgeschriebenes Ausmaß geöffnet. Damit nimmt der komprimierte Kuchen Gegendruck von der Ausstoßöffnung 7 auf und wird ausgestoßen. Mit dem in der Filterkammer 3 eingestellten Druck werden die Kuchen mit einem erwünschten Wassergehalt ständig ausgestoßen.

Durch Anordnen eines mit dem Sieb 4 in Kontakt stehenden Abkratzers 26 an der Kante des Flügels 15 ist es möglich, das Auftreten von Verstopfungen des Siebes 4 zuverlässig zu verhindern, wodurch ein ständiger Betrieb möglich gemacht wird.

Wenn der Betrieb beendet ist, spült das von den Spüldüsen 34 abgegebene Spülwasser die unbearbeitete Flüssigkeit (Schlamm), der sich an den Filterplatten 1, 1 angeheftet hat, ab, woraufhin die Vorrichtung angehalten wird.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.

19 stellt eine Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression mit einer Mehrzahl von parallel angeordneten Filterkammern 3 dar. Teile dieser Vorrichtung, die die gleichen wie die in 1 sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden nachstehend nicht beschrieben.

Die Vorrichtung von 19 weist eine Mehrzahl von parallel angeordneten Filtereinheiten 70 und eine Antriebswelle 17 auf. Jede Filtereinheit 70 weist eine Filterkammer 3, die durch eine Ringplatte 2 und zwei Filterplatten 1, 1 abgegrenzt ist, und ein Flügelrad 14, das innerhalb der Filterkammer 3 angeordnet ist, auf.

Die Mehrzahl der Ringplatten 2 werden um eine gemeinsame Mittelachse herum angeordnet. Die Antriebswelle 17 geht durch die Ringplatten 2 und durch das Innere der Filterkammern 3 hindurch, und ist bezüglich der Filterkammern 3 ungehindert drehbar. Die Antriebswelle 17 wird auf einem Rahmen 13 durch Abstützhülsen 10, 10a und 10b abgestützt.

Das Flügelrad 14 wird an der Antriebswelle 17 befestigt und dreht sich in Übereinstimmung mit der Antriebswelle 17. Innerhalb der Antriebswelle 17 wird ein Hauptversorgungskanal 18 gebildet, der unbearbeitete Flüssigkeit jeder der Filterkammern 3 zuführt. Jeder Flügel 15 der Flügelräder 14 weist zwei Seitenkanten, die den Filterplatten 1, 1 gegenüberstehen, und eine Endkante, die der Ringplatte 2 gegenübersteht, auf.

Jede der Filterplatten 1 umfasst ein Sieb zum Trennen der unbearbeiteten Flüssigkeit in eine gefilterte Flüssigkeit und einen Kuchen. Die Ringplatte 2 umfasst eine Ausstoßöffnung für den Kuchen. Das Sieb und die Ausstoßöffnung werden gleichermaßen denen in 2 dargestellten ausgelegt.

Der Zulaufdruck der unbearbeiteten Flüssigkeit vom Hauptversorgungskanal 18 in die Filterkammer 3 und die Drehung des Flügels 15 veranlasst die gefilterte Flüssigkeit, um zur Außenseite der Filterkammer 3 vom Sieb 4 zu fließen, wobei ein innerhalb der Filterkammer 3 verbliebener Kuchen zur Außenseite der Filterkammer 3 von der Ausstoßöffnung 7 ausgestoßen wird.

Gemäß einer in dieser Art ausgelegten Vorrichtung durch eine Mehrzahl von Filterkammern 3, ist es möglich, eine große Menge von Schlamm gleichzeitig zu verarbeiten. Weil die Anordnung der Filterkammern 3 eine in einer Reihe ausgerichtete ist, wird der durch die Vorrichtung eingenommene Raum reduziert.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Wie oben beschrieben, ist eine Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß der vorliegenden Erfindung beim Entwässern von konzentriertem Schlamm durch kontinuierliche Kompression verwendbar, und ist insbesondere zum Entwässern von schwer zu filterndem Schlamm, wie zum Beispiel Abwasserschlamm, durch kontinuierliche Kompression geeignet.


Anspruch[de]
  1. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression mit:

    – einer Filterkammer (3), die durch eine Ringplatte (2) und zwei Seitenplatten (1, 1) abgegrenzt ist;

    – einer Antriebswelle (17), die durch eine Mittelachse der Ringplatte (2), durch das Innere der Filterkammer (3) hindurchgeht, und bezüglich der Filterkammer (3) ungehindert drehbar ist;

    – mindestens einem Flügel (15), der innerhalb der Filterkammer (3) angeordnet ist, bezüglich der Antriebswelle (17) befestigt ist, sich von der Antriebswelle (17) zur Ringplatte (2) erstreckt, und sich in Übereinstimmung mit der Antriebswelle (17) dreht; und

    – einem Versorgungskanal (50), der durch die Antriebswelle (17) hindurchgeht, der Filterkammer (3) unbearbeitete Flüssigkeit zuführt, wobei

    – der Flügel (15) zwei Seitenkanten (15a, 15a), die den Seitenplatten (1, 1) gegenüberstehen, und eine Endkante (15b), die der Ringplatte (2) gegenübersteht, aufweist,

    – mindestens eine der Seitenplatten (1, 1) ein Filterelement (4) zum Trennen der unbearbeiteten Flüssigkeit in eine gefilterte Flüssigkeit und einen Kuchen umfasst,

    – die Ringplatte (2) eine Ausstoßöffnung (7) für den Kuchen aufweist, und

    – ein Zulaufdruck von der unbearbeiteten Flüssigkeit vom Versorgungskanal (50) in die Filterkammer (3) und die Drehung des Flügels (15) bei der gefilterten Flüssigkeit bewirken, vom Filterelement (4) zur Außenseite der Filterkammer (3) auszufließen, wobei ein innerhalb der Filterkammer (3) verbleibender Kuchen zur Außenseite der Filterkammer (3) über die Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen wird.
  2. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – das Filterelement (4) auf jeder Seitenplatte (1) geschaffen ist.
  3. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – das Filterelement (4) über den im Wesentlichen gesamten Bereich der Seitenplatte (1) angeordnet ist.
  4. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 3, wobei

    – das Filterelement (4) ein im Wesentlichen krapfenförmiges Sieb mit einer großen Anzahl von Feinlöchern ist.
  5. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 4, wobei

    – die Seitenplatte (1) das Sieb (4), einen ringförmigen Außenrahmen (5), der am Außenumfang des Siebes (4) befestigt ist, einen ringförmigen Innenrahmen (6), der am Innenumfang des Siebes (4) befestigt ist, und eine Lamelle (5a), die den Außenrahmen (5) und den Innenrahmen (6) verbindet, aufweist.
  6. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – die Ringplatte (2) ein zweites Filterelement (9) zum Trennen der unbearbeiteten Flüssigkeit in die gefilterte Flüssigkeit und den Kuchen aufweist.
  7. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 6, wobei

    – das zweite Filterelement (9) ein Sieb (9) mit einer großen Anzahl von feinen Löchern ist.
  8. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – der Versorgungskanal (50) einen Hauptversorgungskanal (18) innerhalb der Antriebswelle (17), eine Zuführöffnung (19), die in der Antriebswelle (17) gebildet ist und den Hauptversorgungskanal (18) öffnet, und einen Verbindungskanal (11) aufweist, der zur Antriebswelle (17) auf der Seite des Flügels (15) benachbart ist, wobei er die Zuführöffnung (19) und die Filterkammer (3) verbindet,

    – und die unbearbeitete Flüssigkeit vom Hauptversorgungskanal (18) über die Zuführöffnung (19) und den Verbindungskanal (11) in die Filterkammer (3) fließt.
  9. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – der Flügel (15) eine funktionsfähige Fläche (52) in die Vorwärtsrichtung bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle (17) aufweist,

    – und die Form der Linie der funktionsfähigen Fläche im Querschnitt mit einer Schnittfläche senkrecht zur Antriebswelle (17) unabhängig von der Position der Schnittfläche in axialer Richtung der Antriebswelle (17), und im Wesentlichen gleichmäßig ist.
  10. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – der Flügel (15) eine funktionsfähige Fläche (52) in die Vorwärtsrichtung bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle (17) aufweist,

    – und die funktionsfähige Fläche (52) im Querschnitt mit einer Schnittfläche senkrecht zur Antriebswelle (17) durch eine Linie entlang einer Referenzgeraden (68), die durch den Mittelpunkt der Antriebswelle (17) hindurchgeht, dargestellt ist.
  11. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – der Flügel (15) eine funktionsfähige Fläche (52) in die Vorwärtsrichtung bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle (17) aufweist,

    – die funktionsfähige Fläche im Querschnitt mit einer Schnittfläche senkrecht zur Antriebswelle (17) durch Referenzkurven (54, 64), die sich von der Antriebswelle (17) erstrecken, dargestellt ist, und

    – eine Tangente an einem frei wählbaren Punkt auf den Referenzkurven (54, 64) in Richtung des hinteren Teils der Drehrichtung der Antriebswelle (17) bezüglich einer Geraden (57), die durch den frei wählbaren Punkt und den Mittelpunkt der Antriebswelle (17) hindurchgeht, geneigt ist.
  12. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 11, wobei

    – die Referenzkurve (64) eine logarithmische Spirale mit einem Schnittpunktwinkel (&agr;) zwischen der Tangente (56) und der Geraden (57) ist, die konstant und unabhängig von der Position des frei wählbaren Punktes ist.
  13. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 11, wobei

    – die funktionsfähige Fläche auf dem oben erwähnten Querschnitt eine stückweise lineare Kurve (62) mit einer Mehrzahl von geraden Abschnitten ist, die sich der Referenzkurve (66) annähern.
  14. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – der Flügel (15) eine hintere Fläche im hinteren Teil bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle (17), und eine verstärkte Lamelle (27) aufweist, die den Flügel (15) verstärkt und von der hinteren Fläche (53) hervorspringt.
  15. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – ein Abkratzer (26) auf mindestens einer Seitenkante (15a) des Flügels (15) in der Nähe der Seitenplatte (1) geschaffen ist.
  16. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, wobei

    – der Flügel (15) eine funktionsfähige Fläche (52) in die Vorwärtsrichtung bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle (17), und eine Kunststoffschicht auf der funktionsfähigen Fläche (52) aufweist.
  17. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1 mit:

    – Ventilmechanismen (8, 8a), die das Öffnungsausmaß der Ausstoßöffnung (7) erhöhen und verringern.
  18. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 17, wobei

    – der Ventilmechanismus (8) ein Paar Drehwellen (28, 28), die bezüglich einer gegenüberliegenden Kante der Ausstoßöffnung (7) drehbar abgestützt sind, ein Paar Dämpfer (29, 29), die an jeder der Drehwellen (28) befestigt sind, die die Ausstoßöffnung (7) öffnen und schließen, einen Zylinder (32) mit einer Stange (33), und zwei Verbindungsglieder (30, 30) aufweist, die die Stange (33) und die Drehwellen (28, 28) verbinden, die Kolbenbewegung der Stange (33) in eine Drehbewegung der Drehwellen (28, 28) umwandeln und diese Bewegung übertragen.
  19. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 17, wobei

    – der Ventilmechanismus (8a) eine Drehwelle (28a), die bezüglich der Ausstoßöffnung (7) drehbar abgestützt ist, einen Dämpfer (29a), der an der Drehwelle (28a) befestigt ist, der die Ausstoßöffnung (7) öffnet und schließt, einen Zylinder (32) mit einer Stange (33), und einen Hebel (43) aufweist, der die Stange (33) und die Drehwelle (28a) verbindet, die Kolbenbewegung der Stange (33) in eine Drehbewegung der Drehwelle (28a) umwandelt, und diese Bewegung überträgt.
  20. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist:

    – eine Spüldüse (34) für das Filterelement (4).
  21. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 20, wobei

    – die Spüldüse (34) angeordnet ist, um somit dem Filterelement (4) auf der Außenseite der Seitenplatte (1) gegenüberzustehen.
  22. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 1 mit:

    – einer Mehrzahl von Flügeln (15, 15), die innerhalb der Filterkammer (3) angeordnet sind.
  23. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression gemäß Anspruch 22, wobei

    – die Seitenplatten (1, 1) angeordnet sind, um somit im Wesentlichen gemeinsam parallel zu sein, wobei der Abstand (D) von einer Endkante (15b) eines Flügels (15) zu einem benachbarten Flügel (15) zu dessen hinterem Teil bezüglich der Drehrichtung so festgesetzt ist, dass er größer als die Länge (L) zwischen den Seitenplatten (1, 1) ist.
  24. Entwässerungsvorrichtung durch kontinuierliche Kompression mit:

    – einer Mehrzahl von Filtereinheiten (70), die parallel angeordnet sind; und

    – einer Antriebswelle (17), wobei

    – jede Filtereinheit (70) eine Filterkammer, die durch eine Ringplatte (2) und zwei Seitenplatten (1, 1) abgegrenzt ist, und einen Flügel (15), der innerhalb der Filterkammer (3) angeordnet ist, aufweist,

    – die Ringplatten (2, 2) um eine gemeinsame Mittelachse herum angeordnet sind und die Antriebswelle (17) durch die Mittelachse der Ringplatten (2, 2) und durch das Innere der Filterkammer (3) hindurchgeht, und sich bezüglich der Filterkammer (3) ungehindert dreht,

    – der Flügel (15) bezüglich der Antriebswelle (17) befestigt ist, sich in radialer Richtung zur Ringplatte (2) erstreckt, und sich in Übereinstimmung mit der Antriebswelle (17) dreht,

    – ein Versorgungskanal (50), der der Filterkammer (3) unbearbeitete Flüssigkeit zuführt, innerhalb der Antriebswelle (17) ausgebildet ist,

    – der Flügel (15) zwei Seitenkanten (15a), die den Seitenplatten (1, 1) gegenüberstehen, und eine Endkante (15b), die der Ringplatte (2) gegenüberstehen, aufweist,

    – mindestens eine der Seitenplatten (1, 1) von jeder Filtereinheit (70) ein Filterelement (4) zum Trennen der unbearbeiteten Flüssigkeit in eine gefilterte Flüssigkeit und einen Kuchen aufweist,

    – die Ringplatte (2) eine Ausstoßöffnung (7) für den Kuchen umfasst, und

    – ein Zulaufdruck der unbearbeiteten Flüssigkeit vom Versorgungskanal (50) in die Filterkammer (3) und die Drehung des Flügels (15) bei der gefilterten Flüssigkeit bewirkt, vom Filterelement (4) zur Außenseite der Filterkammer (3) auszufließen, wobei der in der Filterkammer (3) verbleibende Kuchen zur Außenseite der Filterkammer (3) über die Ausstoßöffnung (7) ausgestoßen wird.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






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