專利名稱：用于膜式過濾裝置的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜式過濾裝置，該膜式過濾裝置包括多個平面的膜式過濾器元件，該多個膜式過濾器元件相結(jié)合以形成膜包并且相互平行且彼此間隔開地設(shè)置在該膜包內(nèi)；壁，在所有側(cè)面上圍住該膜包，并且在該壁內(nèi)，至少一個輸入腔形成在膜式過濾器元件的上游，并且至少一個輸出腔形成在膜式過濾器元件的下游，其中，該至少一個輸入腔連接至至少一個進(jìn)口，用于供給待過濾的流體，該至少一個輸出腔連接至至少一個出口，用于排出通過過濾產(chǎn)生的已過濾的流體部分；振動單元，該振動單元連接至膜包和壁，以使得它們在平行于膜式過濾器元件的方向上振動。本發(fā)明的另一方面涉及一種用于農(nóng)業(yè)中的生物學(xué)上污染廢水的分離方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的核心問題涉及到對污染廢水進(jìn)行處理。由于更為嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，諸如將這種污染廢水散布到廣大地區(qū)的土地上之類的既定方法是根本不能使用的或者是僅可以非常有限的程度加以使用的。因此，需要用于以使污染廢水滿足較高的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)或理想地可將其處理成常規(guī)廢水的方式有效地處理這種污染廢水的方法。一種實(shí)現(xiàn)該目的的可能的方法是例如在污水處理廠中處理該廢水。然而，這涉及復(fù)雜裝備并且因此既是昂貴的又是維修密集型的。因此，對于處理由農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的生物學(xué)上的污染廢水而言，在污水處理廠中進(jìn)行處理不是經(jīng)濟(jì)的途徑。主要從US 4，952，317中獲知用于不同技術(shù)領(lǐng)域的一種用于處理膠狀懸浮體并可用在實(shí)驗室規(guī)模上的過濾器技術(shù)。US 4，952，317涉及一種膜式過濾裝置，其中，使一種包括多個平行設(shè)置的膜復(fù)合物在內(nèi)的膜包振動，振動方向平行于膜的表面。結(jié)果，在膜表面與待過濾的膠狀懸浮體之間產(chǎn)生剪切力，這防止膜被固體顆粒所堵塞并且由此將過濾維持一定的操作持續(xù)時間。當(dāng)前裝置和當(dāng)前方法的發(fā)明人已認(rèn)識到，該膜式過濾原理也主要適用于過濾農(nóng)業(yè)中的生物學(xué)上的污染廢水。然而，當(dāng)利用US 4，952，317中所述的裝置時，出現(xiàn)阻止對這種廢水進(jìn)行任何有效操作的問題。例如，對其中所示的裝置而言，描述了用于使膜包振動的多種選擇方案。這些選擇方案包括由驅(qū)動裝置直接施加在膜包上的交互的平移振動和圓振動。該驅(qū)動裝置或者是利用剛體運(yùn)動學(xué)的旋轉(zhuǎn)式致動器，或者是機(jī)電扭轉(zhuǎn)諧振器。將該驅(qū)動裝置以將這些振動單元內(nèi)產(chǎn)生的任何振動直接傳遞至膜包的方式剛性地連接至該膜包。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以這種方式不能實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)中的生物學(xué)上的污染廢水進(jìn)行高效的膜式過濾，這或者是因為用于進(jìn)行膜式過濾的能量輸入太高，或者是因為該膜式過濾裝置在所有膜式過濾器的必要更換之間的操作時間太短。從US 6，322，698B1中獲知另一種包括膜包在內(nèi)的膜式過濾裝置，借助于驅(qū)動機(jī)構(gòu)將振動運(yùn)動給予膜包以增強(qiáng)過濾。盡管在該在先公開文獻(xiàn)中也描述了一種適用于利用基于本發(fā)明的方法過濾農(nóng)業(yè)中的生物學(xué)上的污染廢水的系統(tǒng)，但該公開文獻(xiàn)并未提供關(guān)于如何可將該系統(tǒng)發(fā)展為成使得能夠以在經(jīng)濟(jì)方面有效率的方式來操作對這種廢水進(jìn)行的膜式過濾的任何指示。從US 7，297，278B2中獲知一種用于通過添加沉淀劑來分離金屬和水的膜式過濾裝置。然而，該裝置的缺點(diǎn)為需要添加沉淀劑，這使得更難于連續(xù)地實(shí)施該過程，并且由于呈沉淀劑的形式的消耗品的所需添加，因而這也降低了該過程的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于凈化農(nóng)業(yè)中的生物學(xué)上的污染廢水的裝置，并且該裝置可以經(jīng)濟(jì)方面有效率的方式運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明，利用最初詳細(xì)說明的這類裝置實(shí)現(xiàn)該目的，在該裝置中，振動單元連接至框架，該框架圍住膜包并且借助于至少一個彈簧連接至膜包的壁，該彈簧的主要彈簧作用方向平行于膜式過濾器的表面延伸。至少一個彈簧可為平行于膜式過濾器元件的平面延伸的螺旋彈簧。作為選擇，可 使用板簧、螺旋彈簧、盤簧等。利用根據(jù)本發(fā)明的膜式過濾裝置，提出了對現(xiàn)有技術(shù)的膜式過濾裝置進(jìn)行的一種發(fā)展，由于特定結(jié)構(gòu)和振動單元至膜包的聯(lián)接，甚至是在不同的載荷下，該發(fā)展都允許膜包的高效振動。與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，需要輸入以產(chǎn)生振動的能量的數(shù)量是相當(dāng)少的，同時具有較高的振動幅度。就此而言，一個技術(shù)相關(guān)的特征是利用一個或多個彈簧，該彈簧將膜包聯(lián)接至圍住膜包的外部框架。振動單元本身連接至該框架。這類聯(lián)接避免了在振動單元與膜包之間具有剛性聯(lián)接。代替地，膜包本身與至少一個彈簧相結(jié)合被設(shè)計成具有共振頻率的振動系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，該振動頻率使得作用在膜表面上的剪切力由該振動頻率以極為有效的方式產(chǎn)生，其結(jié)果，膜式過濾同樣可以極為有效的方式發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明，提供了多個彈簧，該彈簧的施力方向平行于膜式過濾器元件的平面延伸，特別地，彈簧平行于膜式過濾器元件的平面延伸，并且，彈簧在它們的一端處連接于膜包的壁，并且在它們的另一端處連接至框架，其中，彈簧被再分成至少一個第一彈簧組和一個第二彈簧組，每個彈簧組內(nèi)的所有彈簧都相互平行地延伸，并且一組中的彈簧的方向傾斜于并且優(yōu)選地垂直于另一組的彈簧的方向延伸。利用本發(fā)明的所述發(fā)展，進(jìn)一步地改進(jìn)了本發(fā)明的原理，使得通過提供被再分成至少兩組的多個彈簧，改進(jìn)了或真正完全提供了通過彈簧在所需的振動方向上引導(dǎo)膜包的功能。應(yīng)當(dāng)了解到的是，就此而言，每組中的彈簧可在平面中或在多個平面中彼此相鄰地設(shè)置。通過將彈簧設(shè)置和再分為組，制造在限定方向上并且以限定的幅度振動的機(jī)械確定的系統(tǒng)是可能的。同樣應(yīng)當(dāng)了解作為基本原理的是，可利用不同結(jié)構(gòu)的彈簧來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果。例如，可優(yōu)選地利用螺旋彈簧，例如，利用該螺旋彈簧，施力方向與彈簧的延伸方向是相同的。然而，作為選擇，利用其它類型的彈簧、例如片簧、盤簧等是可能的，這同樣沿直線或沿近似直線來施力。最后，利用圍繞軸線施加扭力的彈簧類型、例如螺旋彈簧或扭桿彈簧同樣是可能的，因此，這需要相應(yīng)的機(jī)械聯(lián)動裝置，以便在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用。將彈簧的平行設(shè)置明確地理解為，彈簧在膜包上的作用線的平行設(shè)置，從而在相關(guān)的情況下考慮相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。彈簧可同樣設(shè)置成是空間平行的，盡管在利用特定類型的彈簧的情況下，空間設(shè)置也會偏離這種平行設(shè)置。通過將兩組彈簧設(shè)置成彼此成90°角，獲得限定的具有恒定幅度的振動運(yùn)動是可能的。如果，相比之下，將兩組彈簧設(shè)置成彼此成不同的角度，那么形成多重未定的機(jī)械系統(tǒng)是可能的，該系統(tǒng)在連續(xù)的一系列振動中執(zhí)行不同幅度的振動。根據(jù)待處理的廢水的類型，并且特別根據(jù)廢水的密度及其受固態(tài)顆粒污染的程度，彼此相關(guān)的彈簧組的一種或其它設(shè)置可能是優(yōu)選的。更為具體地說，優(yōu)選的是將螺旋彈簧總共再分為四組，其中兩組相互平行并彼此間隔開，并且每組相互成90°角，使得這些組形成矩形橫截面。
更為優(yōu)選的是，使彈簧的彈簧常數(shù)、長度和數(shù)量以及振動單元以使得振動單元能夠使由至少一個彈簧和膜包構(gòu)成的振動系統(tǒng)以其共振頻率中的一種進(jìn)行振動的方式適應(yīng)于膜包的質(zhì)量。當(dāng)以這種方式構(gòu)造時，可使膜包以共振頻率振動，這導(dǎo)致了極少量的實(shí)現(xiàn)極高振動幅度所需要的能量輸入。極為優(yōu)選的是，可調(diào)整在框架與膜包之間的彈簧的偏壓、彈簧常數(shù)、有效數(shù)量和/或有效長度以設(shè)定由至少一個彈簧和膜包形成的振動系統(tǒng)的共振頻率。利用本發(fā)明的該發(fā)展，設(shè)定對膜式過濾而言是極為高效的共振頻率，并且在日常工作中以使得可由此根據(jù)不同的載荷、例如待過濾的介質(zhì)的不同體積或密度來調(diào)整振動特性的方式進(jìn)行上述設(shè)定。這可大多數(shù)僅通過接入或斷開彈簧來實(shí)現(xiàn)。在另一變型方案中，通過部分地阻擋住彈簧可改變該彈簧的有效長度。應(yīng)當(dāng)了解的是，利用前述類型的單個措施，或利用這種措施的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)用于設(shè)定振動系統(tǒng)的所需共振頻率的多種選擇方案。進(jìn)一步優(yōu)選的是，膜包借助于優(yōu)選地為鋼絲繩的牽引構(gòu)件懸掛在框架內(nèi)，該牽引溝件將膜包的重力傳遞至框架。該結(jié)構(gòu)提供了承受膜包重力的方法，該方法對于所需的共振效果是尤其有利的，并且同樣可將膜包出于維修的目的而以簡單的方式移出框架并拆卸。牽引構(gòu)件可從膜包的頂緣延伸至其上方的框架立柱。一方面，牽引構(gòu)件的懸掛可作為適當(dāng)?shù)膽覓禳c(diǎn)和牽引構(gòu)件長度的結(jié)果允許在所需平面中的共振振動運(yùn)動。另一方面，這種牽引構(gòu)件懸掛的阻尼效應(yīng)在實(shí)際操作中是可以忽略的，這可允許持久的懸掛并且同時允許實(shí)現(xiàn)振動的少量能量輸入。通過提供一個或更多個阻尼構(gòu)件可進(jìn)一步發(fā)展根據(jù)本發(fā)明的膜式過濾裝置，其中，將阻尼構(gòu)件設(shè)置在框架的下側(cè)上，用于在底面上放置膜式過濾裝置。在本文中，應(yīng)當(dāng)將阻尼構(gòu)件理解為并不呈現(xiàn)純彈性的特性、而是至少呈現(xiàn)出粘彈性特性的構(gòu)件，即，該阻尼構(gòu)件特別地具有取決于變形速度的剛度。該構(gòu)型使得特別是在膜包的振動不引起對相鄰安裝的裝置的干擾的情況下，將本發(fā)明的膜式過濾裝置設(shè)置在底面上成為可能。此外，進(jìn)一步優(yōu)選的是，振動裝置包括驅(qū)動其上設(shè)置有偏心重物的軸的馬達(dá)，并且該馬達(dá)優(yōu)選地通過連接件連接至框架，其中該連接件具有比在框架與膜包之間的至少一個彈簧和/或彈簧總和的彈簧常數(shù)剛硬至少一個并且優(yōu)選地多個數(shù)量級的彈簧常數(shù)。利用這種構(gòu)型，以穩(wěn)固的方式激勵該振動，該方式在結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝方面也是合算的。馬達(dá)及其偏心重物基本上剛性地連接至框架。在這一點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)理解的是，必須以與在膜包與框架之間的連接件的剛度相關(guān)的方式來考慮在馬達(dá)與框架之間的剛性連接件的剛度。在該關(guān)系中，優(yōu)選的是，彈簧常數(shù)在框架與振動裝置之間的連接件中比在框架與膜包之間的連接件中剛硬一個數(shù)量級并且具體地說多個數(shù)量級。應(yīng)當(dāng)被理解為是基本原理的是，該剛度比和因此確立為剛性或剛硬連接件的定義的關(guān)系可用于振動裝置至框架的任何類型的聯(lián)接。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方式，在框架與膜包之間的至少一個彈簧和/或優(yōu)選地所有彈簧被偏壓以施加壓力。即使由于引起的振動而在膜包與框架之間存在相對運(yùn)動，以這種方式發(fā)展來本發(fā)明也防止彈簧從壓力載荷偏轉(zhuǎn)到拉伸載荷中，并且防止彈簧經(jīng)過呈它們的標(biāo)稱長度的形式的中立點(diǎn)，這會導(dǎo)致基本上混亂的振動行為。此外，偏壓彈簧傾向于產(chǎn)生更高的共振頻率，這是由于作用在框架與膜包之間的力基本上是較強(qiáng)的。進(jìn)一步優(yōu)選的是，振動裝置包括驅(qū)動其上設(shè)置有偏心重物的軸的馬達(dá)，該偏心重物的偏心率是可調(diào)節(jié)的以設(shè)定膜包的振動幅度。調(diào)節(jié)偏心重物的偏心率、即調(diào)整該重物的質(zhì)心距旋轉(zhuǎn)軸線的不同的徑向距離是設(shè)定振動幅度及由此設(shè)定在待凈化的介質(zhì)與膜包的膜表面之間的剪切力的強(qiáng)度的有效方法。特別地，也可出于設(shè)定更高或更低的馬達(dá)轉(zhuǎn)速的目的來設(shè)定該偏心率。在這一點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)理解的是，該裝置的全部承載能力運(yùn)行偏心率的增大，并且同時增大或維持馬達(dá)轉(zhuǎn)速僅直至給定的極限值。為了不超過該過濾裝置的疲勞極限，可將WiiWer曲線(疲勞曲線)用于根據(jù)部件的設(shè)計和尺寸來規(guī)定每個偏心率的最大轉(zhuǎn)速。在該調(diào)整范圍內(nèi)，可改變重物的偏心率并且在相關(guān)的情況下改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速以達(dá)到特定的共振頻率和振動幅度?？赏ㄟ^使軸垂直于膜式過濾器元件的平面延伸來進(jìn)一步發(fā)展帶有具有軸的馬達(dá)，該軸帶有偏心重物的實(shí)施方式。在該構(gòu)造中，將由偏心重物圍繞軸線的運(yùn)動而產(chǎn)生的振動力以使得振動力作用在平行于膜式過濾器元件的平面中的方式直接定向，其結(jié)果是，可以極為有效的方式直接實(shí)現(xiàn)在所需方向上的振動。最后，可進(jìn)一步地發(fā)展根據(jù)本發(fā)明的膜式過濾器裝置，使得將膜包的重力傳遞至框架上一個或更多個點(diǎn)，這些點(diǎn)在重力的方向上位于膜式過濾器元件的質(zhì)心的上方。借助于本實(shí)施方式，將膜包的重量以結(jié)構(gòu)上有利的方式傳遞至框架，使得沒有阻尼效應(yīng)阻礙膜包的所需的振動運(yùn)動，同時允許對本發(fā)明的膜式過濾裝置進(jìn)行簡單的制造和組裝。最后，進(jìn)一步優(yōu)選的是，振動裝置固定至框架的一側(cè)，并且將質(zhì)量優(yōu)選地等于振動裝置的質(zhì)量的配重在相對側(cè)上剛性地固定至框架。通過將振動裝置固定至框架的一側(cè)并且將質(zhì)量優(yōu)選地等于振動裝置的質(zhì)量的配重剛性地固定至框架的相對側(cè)，以有效的方式優(yōu)化了框架的振動行為并且由此優(yōu)化了膜包的共振的產(chǎn)生，同時阻止了由恒定的振動對框架造成的任何損壞。就這一點(diǎn)而言，配重可優(yōu)選地通過將其焊接或栓接至框架而被剛性地連接至該框架。振動裝置和配重都可優(yōu)選地被制成為在高度上是可調(diào)節(jié)的，以便能夠調(diào)節(jié)振動裝置的振動效應(yīng)和配重質(zhì)量對膜包的載荷狀態(tài)的影響、膜包在框架內(nèi)的設(shè)置以及框架的振動行為。本發(fā)明的另一方面涉及將前述類型的膜式過濾裝置用于對由飼養(yǎng)家禽所產(chǎn)生的生物學(xué)上的污染廢水進(jìn)行膜式過濾。本發(fā)明的該方面基于這一認(rèn)識，即迄今為止主要用在實(shí)驗室規(guī)模的膜式過濾裝置在經(jīng)過適當(dāng)?shù)貥?gòu)造和調(diào)整的情況下，也適用于農(nóng)業(yè)中的工業(yè)凈化的目的并且尤其適用于凈化生物學(xué)上的污染廢水。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提出了一種用于凈化來自農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的生物學(xué)上的污染廢水的方法，所述方法包括以下步驟-將廢水供給至設(shè)置在多個膜式過濾器元件的上游的一個或多個輸入腔，-借助于膜式過濾器元件過濾廢水，-將過濾后的廢水從設(shè)置在膜式過濾器元件的下游的一個或更多個輸出腔排出，并且其特征在于，使膜式過濾器元件振動，使得振動方向平行于膜式過濾器元件的平面。根據(jù)本發(fā)明的該方法基于這一認(rèn)知，即，可利用多個膜式過濾器元件非常高效地過、濾來自農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的生物學(xué)上的污染廢水，如果使膜式過濾器元件以極為有效和高效的方式振動，使得在膜式過濾器元件與待凈化的廢水之間產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切力。在這一點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)了解到的是，可以任何構(gòu)造的方式，特別是通過來自剛性地連接至膜式過濾器元件的振動源的直接激勵將振動基本上傳遞至膜式過濾器元件。然而，極為優(yōu)選的是，借助于振動裝置、優(yōu)選地借助于旋轉(zhuǎn)失衡使膜式過濾器元件振動，該振動裝置剛性地連接至圍住膜式過濾器元件的框架，并且將振動從框架通過彈簧傳遞至膜式過濾器元件，該彈簧優(yōu)選地被偏壓以施加壓力。本發(fā)明的該發(fā)展以對于所述目的是極為有效且經(jīng)濟(jì)的方式激勵用于本發(fā)明的方法的振動，并且也可使得能夠過濾含高比例的固態(tài)顆粒的高度污染的廢水。最后，極為優(yōu)選的是，通過調(diào)整在框架與膜包之間的彈簧的偏壓、彈簧常數(shù)、有效數(shù)量和/或有效長度來設(shè)定由彈簧和膜式過濾器元件形成的振動系統(tǒng)的共振頻率。利用本發(fā)明的該發(fā)展，通過調(diào)整與振動相關(guān)的設(shè)計參數(shù)來獲得由膜包和彈簧構(gòu)成的振動系統(tǒng)的共振頻率，該彈簧在框架內(nèi)沿振動方向支承該膜包。這樣一來，可在所需的能量輸入中具有最大減少量的情況下獲得非常強(qiáng)大的振動效應(yīng)。


現(xiàn)在參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的膜式過濾裝置的優(yōu)選實(shí)施方式，其中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的膜式過濾裝置的第一實(shí)施方式的如于后上方的角度處看到的立體圖，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的膜式過濾裝置的第二實(shí)施方式的如于前方的角度處看到的立體圖，圖3示出了圖2中的膜式過濾裝置的如從后面的角度處看到的立體圖，以及圖4示出了如在圖2中所示的根據(jù)本發(fā)明的膜式過濾裝置的局部水平剖開的俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，兩個實(shí)施方式僅在將配重和馬達(dá)殼體固于框架的方式上有所不同，并且現(xiàn)在將就它們的共有特征一起對其進(jìn)行描述。本發(fā)明的膜式過濾裝置設(shè)置在基板10上，借助于多個雙T形型件將基板10保持在地板上方的一定距離處，并且可將該基板10通過將該雙T形型件栓接至所述地板而固定地錨接于地板。立方體形的框架20借助于振動構(gòu)件31-34固定于基板10的頂側(cè)。立方體形的框架20在其下側(cè)上具有四個優(yōu)選地呈L形型件21-24形式的型件，將L形型件21-24焊接在一起以形成矩形，并且特別是正方形。將振動構(gòu)件31-34在由L形型件形成的正方形的下側(cè)上各自插入到相應(yīng)的拐角中，例如，將橡膠狀的彈性元件31-34插在基板10與L形型件元件之間，并且將振蕩構(gòu)件31-34于其兩端處固定住。框架型件41-44從由L形型件21-24形成的正方形的每個拐角在豎直方向上延伸直至頂部蓋板50，該頂部蓋板50就其本身而言被焊接至形成正方形的四個型件51-54?？蚣苄图?1-44的上端部于所述正方形的拐角處焊接至型件51-55。膜包60設(shè)置在由于底部和頂部處接合以形成正方形的L形型件和框架型件41-44形成的框架內(nèi)。膜包60包括多個結(jié)構(gòu)完全相同的膜支承板，這些膜支承板彼此疊置并且通過在豎直方向上施加的夾持力按壓到彼此上。因此，膜支承框架形成在所有側(cè)面上圍住膜包的膜包的壁。下部基板和上部蓋板于頂部和底部處封閉住該膜包。在每個膜支承框架內(nèi)設(shè)置有兩個膜式過濾器元件，這兩個膜式過濾器元件相互平行且彼此間隔設(shè)置并且圍住這兩個膜式過濾器元件之間的輸入腔。輸出腔設(shè)置在膜保持框架的各個上部膜式過濾器元件與相鄰的膜保持框架的各個下部膜式過濾器元件之間。膜包中的所有膜式過濾器元件相互平行且彼此間隔開地設(shè)置，并且以使得框架型件41-44的延伸方向定向成垂直于膜式過濾器元件的平面。膜包由此形成多個輸入腔，這些輸入腔彼此直接流體連通并且連接至形成在膜包上的進(jìn)口。在膜包內(nèi)同樣存在多個輸出腔，這些輸出腔就其自身而言彼此直接流體連通并且連接至形成在膜包上的出口。輸入腔和輸出腔經(jīng)由膜式過濾器元件間接地彼此連接，使得流體可通過穿過膜式過濾器元件而從輸入腔流到輸出腔中。膜式過濾器元件的設(shè)計及由其形成的膜包的設(shè)計可特別地與US 4，952，317或US6，322，698中所述的設(shè)計相同；以參引的方式將這些文獻(xiàn)完全合并在本公開中。膜包60設(shè)置在膜殼體中，該膜殼體呈圓柱形管的形式，沿豎直的對稱軸線延伸，并且該膜殼體因此在水平面中具有圓形橫截面。于膜殼體的外部圓周處設(shè)置有豎直地延伸 的側(cè)向條帶61-64，這些側(cè)向條帶61-64圍繞膜殼體以彼此相距90°的角間距分布，并且遍布該管的全部長度。應(yīng)當(dāng)了解的是，作為基本原理，其中設(shè)置膜包的膜殼體的內(nèi)部橫截面應(yīng)當(dāng)與膜輪廓相同，并且因此，如果膜輪廓是矩形的，則它同樣也可以是矩形橫截面。膜殼體在其頂側(cè)和下側(cè)處被矩形板封閉住，并且特別地由正方形板封閉住，如于此所示。膜殼體在豎直方向上延伸，由此膜包60具有比框架型件41-44小的長度。膜包60圍繞其豎直軸相對于側(cè)向條帶61-64的位置朝向框架旋轉(zhuǎn)45°，并且設(shè)置在該框架內(nèi)，從而使膜包60的側(cè)向條帶61-64達(dá)到恰好擱置在兩個相應(yīng)的框架型件41-44的中間。如可從圖2看到的那樣，框架型件41-44和通過連接側(cè)向條帶形成的假想橫截面由此在水平橫截面中形成其中設(shè)置有菱形的正方形。每個側(cè)向條帶61-64具有向外伸出的與膜包的外表面成90°角的桿件，即，位于徑向平面中的桿件。膜殼體的側(cè)向條帶61-64設(shè)置有多個鉆孔，將在水平方向上平行于膜式過濾器元件延伸的各個導(dǎo)向螺栓牢固地插入到并且固定到這些鉆孔中的每個中。在所示實(shí)施方式中，每個框架型件41-44都呈L形型件的形式，并且同樣在“L”的每個分支中具有多個貫通鉆孔?！癓”的每個分支中的鉆孔的數(shù)量等于在膜包條帶中形成的鉆孔的數(shù)量的一半，并且L形型件中的鉆孔之間的距離是膜包條帶中的鉆孔之間的距離的兩倍?？蚣苄图?1-44中的鉆孔設(shè)計成，使得框架型件41-44中的每個鉆孔恰好與膜包條帶中的一個鉆孔相對并且絕不與相同的貫通鉆孔相對。在框架型件41-44的每個貫通鉆孔中插入并緊固導(dǎo)向螺栓，該導(dǎo)向螺栓相對于處于膜包條帶的相對的貫通鉆孔中的相應(yīng)的導(dǎo)向螺栓同軸地定向。導(dǎo)向螺栓用于接收和引導(dǎo)螺旋彈簧91-98。在兩個彼此面對的同軸的導(dǎo)向螺栓之間，螺旋形的壓縮彈簧以偏壓的狀態(tài)插入到膜包條帶與框架型件之間。多個螺旋形的壓縮彈簧以這種方式在每個膜包條帶與每個框架型件之間延伸，使得膜包條帶在兩個水平方向上都由它們分別設(shè)置在其間的框架型件支承。
作為該布置的結(jié)果，膜包60由總共八組螺旋形的壓縮彈簧固定在該框架內(nèi)。在這八組中，四組相互平行地定向，并且其余四組垂直于所述四組并且同樣相互平行地定向。螺旋形的壓縮彈簧組各自設(shè)置在將會形成在兩個相鄰的框架型件41-44之間的假想側(cè)壁的一個平面中。膜包60借助于四條鋼絲繩71-74懸掛，這些鋼絲繩71_74從框架的上部型件51-54固定于膜包的頂部四個拐角。四條鋼絲繩71-74承受膜包的全部重力，使得被偏壓以施加壓力的螺旋彈簧不必承受任何豎直載荷。將上部橫向構(gòu)件85和下部橫向構(gòu)件86焊接至框架型件43、44。在豎直方向上延伸的兩個縱向型件87、88插入到兩個插置的橫向構(gòu)件85、85之間，并且剛性地焊接至橫向構(gòu)件85、86。 電動馬達(dá)93設(shè)置在殼體90內(nèi)。殼體90和電動馬達(dá)93連接至兩個縱向型件87、88，使得該殼體被縱向型件中的四個對應(yīng)的鉆孔中的四個固定件直接地且剛性地固定。該電動馬達(dá)以這種方式直接地且剛性地連接至由框架型件41-44形成的框架，并且定向成使得該電動馬達(dá)的輸出軸圍繞豎直軸線91旋轉(zhuǎn)。軸線91與該膜式過濾器元件垂直地豎立。當(dāng)電動馬達(dá)轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生不平衡的重物92偏心地固定至輸出軸。電動馬達(dá)90及其輸出軸上的偏心重物可借助于殼體被完全密封住，在該殼體中，輸出軸也可被適當(dāng)?shù)匕惭b以便吸收由失衡的旋轉(zhuǎn)所造成的力。多個鉆孔在縱向型件87、88中彼此豎直間隔開地設(shè)置，使得可沿著縱向型件在多個離散的間隔處豎直地調(diào)整殼體90和設(shè)置在其中的馬達(dá)的布置。這樣一來，可在離散的間隔處豎直地調(diào)整輸入振動效應(yīng)的位置，這是因為可將殼體沿著縱向型件87、88固定于多個豎直間隔開的位置處。在殼體90內(nèi)，電動馬達(dá)設(shè)置在偏心重物的下面。這使得能夠?qū)⒃撈闹匚镌O(shè)置成，該偏心重物在膜包質(zhì)心和環(huán)繞該膜包的膜殼體的質(zhì)心所在的平面中旋轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致膜包的非常高效的振動，即，可利用少量的能量輸入產(chǎn)生并在膜包內(nèi)的所有膜表面上產(chǎn)生高效的剪切運(yùn)動的振動。在與框架型件43、44相對的側(cè)面上，上部橫向構(gòu)件81和下部橫向構(gòu)件82通過焊接以相同的方式剛性地連接至框架型件41、42。在根據(jù)圖I的第一實(shí)施方式中，板狀的配重100直接地且剛性地固定至所述橫向構(gòu)件81、82。在根據(jù)圖2-4的第二實(shí)施方式中，兩個在豎直方向上延伸的縱向型件87、88插入到兩個插置的型件81、82之間，并且剛性地焊接至橫向構(gòu)件85、86。在該實(shí)施方式中，配重100可與另一側(cè)上的電動馬達(dá)一樣，借助于縱向支承件83、84中的多個鉆孔安裝于不同的可調(diào)整的高度處，并且可因此使配重100適應(yīng)偏心重物的位置。配重100的質(zhì)量等于電動馬達(dá)、偏心重物、和水平的L形型件83、84的附加質(zhì)量。該配重用于平衡框架的由旋轉(zhuǎn)中的偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的振動行為，從而可將膜包制造成在振動的懸掛物內(nèi)以共振頻率振動。
權(quán)利要求
1.一種膜式過濾裝置，包括 -多個平面的膜式過濾器元件，所述膜式過濾器元件被結(jié)合以形成膜包，并且所述膜式過濾器元件相互平行且彼此間隔地設(shè)置在所述膜包內(nèi)， -壁，所述壁在所有側(cè)面上圍住所述膜包，并且在所述壁內(nèi) O至少一個輸入腔形成在所述膜式過濾器元件的上游，所述輸入腔連接至至少一個進(jìn)口，用于供給待過濾的流體，以及 O至少一個輸出腔形成在所述膜式過濾器元件的下游，所述輸出腔連接至至少一個出口，用于排出通過過濾產(chǎn)生的已過濾的流體部分， -振動單元，所述振動單元連接至所述膜包和所述壁，以使所述膜包和所述壁在平行于所述膜式過濾器元件的方向上振動，并且所述振動單元連接至框架，所述框架環(huán)繞所述膜 包并且借助于至少一個彈簧連接至所述膜包的所述壁，所述至少一個彈簧的主要彈簧作用方向平行于所述膜式過濾器的平面延伸， 其特征在于多個彈簧， -所述彈簧的施力方向平行于所述膜式過濾器元件的平面延伸，特別是，所述彈簧平行于所述膜式過濾器元件的平面延伸，以及 -所述彈簧在它們的一端處連接至所述膜包的所述壁，并且在它們的另一端處連接至所述框架， 其中，所述彈簧被再分為至少一個第一彈簧組和至少一個第二彈簧組，并且每個彈簧組內(nèi)的所有彈簧相互平行地延伸，并且一組中的彈簧的方向與另一組中的彈簧的方向成角度地并且優(yōu)選地垂直地延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，所述彈簧的彈簧常數(shù)、長度和數(shù)量以及振動單元適應(yīng)于所述膜包的質(zhì)量，從而使得所述振動單元能夠使由所述至少一個彈簧和所述膜包組成的振動系統(tǒng)以所述振動系統(tǒng)的共振頻率中的一個振動。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，在所述框架與所述膜包之間的所述彈簧的偏壓、所述彈簧常數(shù)、有效數(shù)量和/或有效長度能夠被調(diào)節(jié)，以便設(shè)定由所述至少一個彈簧和所述膜包形成的所述振動系統(tǒng)的所述共振頻率。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，所述膜包借助于牽引構(gòu)件、優(yōu)選地鋼絲繩懸掛在所述框架內(nèi)，所述牽引構(gòu)件將所述膜包的重力傳遞至所述框架。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，一個或多個阻尼構(gòu)件，所述阻尼構(gòu)件設(shè)置在所述框架的下側(cè)上，用于將所述膜式過濾裝置設(shè)置在底面上。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，所述振動裝置包括馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動其上設(shè)置有偏心重物的軸，并且所述馬達(dá)優(yōu)選地通過連接件連接至所述框架，其中，所述連接件具有比在所述框架與所述膜包之間的所述至少一個彈簧的所述彈簧常數(shù)剛硬至少一個、優(yōu)選地多個數(shù)量級的彈簧常數(shù)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，在所述框架與所述膜包之間的所述至少一個彈簧、優(yōu)選地全部的所述彈簧被偏壓以施加壓力。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，所述振動裝置包括馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動其上設(shè)置有偏心重物的軸，所述偏心重物的偏心率是可調(diào)節(jié)的，以設(shè)定所述膜包的振動幅度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求8所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，所述軸垂直于所述膜式過濾器元件的平面延伸。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，所述振動裝置包括圍繞軸線旋轉(zhuǎn)并且偏心于所述軸線設(shè)置的重物，并且所述膜包的質(zhì)心位于一平面中，所述重物在所述平面中旋轉(zhuǎn)，特別地，所述平面能夠借助于在所述偏心重物與所述框架之間的可無限地變化的或可離散地調(diào)節(jié)的連接件相對于所述膜包被調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，所述膜包的重力被傳遞至所述框架上的在重力方向上位于所述膜式過濾器元件的質(zhì)心上方的一個或更多個點(diǎn)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的膜式過濾裝置， 其特征在于，所述振動裝置固定至所述框架的一側(cè)，并且配重在相對側(cè)上剛性地固定至所述框架，所述配重的質(zhì)量優(yōu)選地等于所述振動裝置的質(zhì)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中的任一項所述的裝置用于凈化來自農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的生物學(xué)上的污染廢水的用途。
14.一種用于凈化來自農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的生物學(xué)上的污染廢水的方法，包括以下步驟 -將所述廢水供給至設(shè)置在多個膜式過濾器元件的上游的一個或多個輸入腔， -借助于所述膜式過濾器元件過濾所述廢水， -將過濾后的廢水從設(shè)置在所述膜式過濾器元件的下游的一個或更多個輸出腔排出， 其特征在于，使所述膜式過濾器元件振動，使得振動方向平行于所述膜式過濾器元件的平面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法， 其特征在于，借助于振動裝置、優(yōu)選地借助于旋轉(zhuǎn)失衡使所述膜式過濾器元件振動，所述振動裝置剛性地連接至圍住所述膜式過濾器元件的框架，并且所述振動從所述框架通過彈簧傳遞至所述膜式過濾器元件，所述彈簧優(yōu)選地被偏壓以施加壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法， 其特征在于，通過調(diào)整在所述框架與所述膜包之間的彈簧的偏壓、彈簧常數(shù)、有效數(shù)量和/或有效長度來設(shè)定由彈簧和所述膜式過濾器元件形成的所述振動系統(tǒng)的共振頻率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膜式過濾裝置，其包括多個平面的膜式過濾器元件，其被結(jié)合以形成膜包并相互平行且彼此間隔地設(shè)置在膜包內(nèi)；壁，其在所有側(cè)面上圍住膜包，并且在該壁內(nèi)，至少一個輸入腔形成在膜式過濾器元件的上游，并且至少一個輸出腔形成在膜式過濾器元件的下游，其中，至少一個輸入腔連接至至少一個進(jìn)口，用于供給待過濾的流體，至少一個輸出腔連接至至少一個出口，用于排出通過過濾產(chǎn)生的已過濾的流體部分；振動單元，其連接至膜包和壁，以使該振動在平行于膜式過濾器元件的方向振動。根據(jù)本發(fā)明，該振動單元連接至框架，該框架圍住膜包并且借助于至少一個彈簧連接至膜包的壁，該至少一個彈簧的主要彈簧作用方向平行于膜式過濾器的平面延伸。
文檔編號B01D63/08GK102753254SQ201180009493
公開日2012年10月24日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者賴因霍爾德·韋塞爾曼, 阿明·施瓦茨 申請人:大荷蘭人國際有限公司