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Druckfilter für Flüssigkeiten, insbesondere Ionenaustauscher zur Wasserentsalzung
Die Erfindung betrifft Druckfilter für Flüssigkeiten, insbesondere Ionenaustauscher zur Wasserenisal- zung, bei dem die Flüssigkeit zum Zufluss über die Filtermasse zum Abfluss geleitet wird und eine Anord- nung zum Spülen der Filtermasse in umgekehrter Strömungsrichtung vorgesehen ist.
Derartige geschlossene Filter sind in der Regel als Hochschichtfilter ausgeführt. Zu unterscheiden sind hiebei zwei Arten. Bei der einen ist die Filterschicht durch den sie tragenden Düsenboden vom Filtratsammelraum getrennt, während bei der andern-und hiezu gehören vorwiegend Ionenaustauscher- Sickerleitungen im Filterbett angeordnet sind, durch welche das Reinwasser aus dem Filterstoff in die Reinwasserleitung tritt.
Während es die Aufgabe der eigentlichen Filter ist, die Flüssigkeit von Schwebeteilchen zu befreien, soll der Filterstoff bei andern Filtern, wie z. B. den Ionenaustauschern, mit im Wasser enthaltenen Stoffen reagieren. Die gleichzeitig bewirkte Filterung ist hier unerwünscht, weil die angeschwemmten Schwebestoffe die Reaktionsmasse mit einem feinen Schlamm überziehen und in zunehmendem Masse die ge- wünscht Reaktion behindern bzw. verzögern.
Gewöhnlich erfolgt der Wasserdurchtritt bei Druckfiltern dieser Art von oben nach unten. Dabei sackt der Filterstoff mit der Zeit zusammen und bewirkt mit der sich laufend vergrössernden Menge an Anschwemmungen eine stetige Erhöhung des Filterwiderstandes. Von Zeit zu Zeit ist daher eine Filterspülung erforderlich. Hiezu benutzt man in einfacher Weise das Rohwasser, das mit Hilfe von Umschaltarmaturen in umgekehrter Durchflussrichtung durch das Filter geführt wird.
Beim Spülvorgang ist man zur Vermeidung grösserer Betriebsunterbrechungen auf möglichst rasche Filterspülung, also grösseren Spülwasserdurchsatz bei hohem Wasserdruck bedacht. Zum Zwecke einer guten Auflockerung des Filterstoffes und Ablösung der Schlammschicht ist es bekannt, die Ventile mehrere Male stossweise zu öffnen.
Hiebei besteht, wie überhaupt beim. ganzen Spülvorgang, die, Gefahr, dass der Filterstoff mitgerissen wird.
Abgesehen vom Verlust des Filterstoffes, den man vor allem bei den wertvollen Austauschstoffen zu vermeiden sucht, kann der mitgerissene Filterstoff in Leitungen, Armaturen und bei den Verbrauchern, z. B. in Dampfkesseln, zu ernsten Schäden führen. So schliessen beispielsweise die Ventile bei Einklemmung von Filterstoffkörpern nicht mehr dicht.
Um den durch Verlust des'Filterstoffes verursachten Rückgang der Filterkapazität zu beheben, muss man den Filterbehälter öffnen, was den Filterbetrieb unterbricht.
Zur Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten, die bei allen Filterarten auftreten, hat man in den Ableitungen schon Filterstoffänger in Form von Siebscheiben oder hülsenförmigen Siebkörpern vorgesehen. So wurde schon vorgeschlagen, Siebscheiben zwischen die Flanschen einer Trennstelle der Reinwasserleitung anzuordnen. Je feinkörniger der Filterstoff ist, umso feinmaschiger müssen natürlich die Siebe sein. Dabei wird leider der freie Leitungsquerschnitt im Sinne einer unerwünschten Widerstandserhöhung verringert, was beim normalen Filterbetrieb schon störend ist, bei Ansetzen des Filterstoffes während des Spülvorganges aber eine einwandfreie Spülung erheblich behindern kann.
Daran ändert sich auch nichts, wenn man statt der beschriebenen Siebe Schmutzfänger üblicher Bauart in den Ableitungen ausserhalb des Filters einbauen würde. Abgesehen davon ; dass hiebei die für Schmutzfänger üblichen Abmessungen um ein Vielfaches vergrössert werden mussten, also sehr kostspieli-
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ge Sonderarmaturen erstellt werden müssten, bestünde hiebei das Erfordernis, den aufgefangenen Filterstoff stets wieder in den Filterbehälter zurückzubefördern. Das ist aber-wie dargelegt-in zweifacher Hinsicht ein wenig erträglicher Zustand.
Die Erfindung behebt diese Schwierigkeiten in einfacher Weise dadurch, dass bei einem Druckfilter der eingangs erwähnten Art, bei dem, wie bekannt, die Zufuhrleitung und die Spülmittelablaufleitung in ein allseitig geschlossenes Gehäuse münden, das im Filterbehälter angeordnet und mit dem Innenraum desselben durch Öffnungen in der Wandung verbunden ist, erfindungsgemäss die Wandung des Behälters vorwiegend als Sieb ausgebildet ist und die Zufluss- und Spülmittelablaufleitung direkt einmünden und bis zur Mündung mit etwa gleichbleibendem Durchtrittsquerschnitt ausgeführt sind.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird der sich beim Spülvorgang am Siebgehäuse angesetzte Filterstoff bei Umschaltung auf Filterbetrieb wieder selbsttätig in das Filterbett zurückgespült. Auch festgeklemmte Filterstoffteilchen werden hiebei wieder befreit. Die Erfindung besteht somit im Prinzip aus einem Siebgehäuse, das in wenigstens einer Betriebsphase von der Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung durchströmt wird.
Das in erfindungsgemässer Weise im Filterbehälter angeordnete Siebgehäuse kann ohne sonstige rücksichten stets so bemessen sein, dass die Siebdurchtrittsfläche des Siebgehäuses ein Vielfaches des Querschnittes der Spülmittelablaufleitung ist, so dass der Strömungswiderstand des Siebgeflechtes nicht ins Gewicht fällt und auch bei angesetztem Filterstoff während des Spülvorganges nicht wesentlich erhöht ist. Zu diesem Zweck kann man selbstverständlich auch dem Siebgehäuse die verschiedensten auf Vergrösserung der wirksamen Sieboberfläche berechneten Formen geben.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Siebgehäuse auch die wie üblich am höchsten Punkt des Filterbehälters angeordnete Entlüftungsöffnung bzw. Entlüftungsstutzen umhüllt. Hiebei wird ein zweites Siebgehäuse eingespart, ohne dass zusätzliche Bauelemente erforderlich sind.
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von einem Siebgeflecht umhüllt ist.
Als Material sowohl für das Gehäuse als auch das Siebgeflecht kommen hauptsächlich Edelstähle und Kunststoffe in Betracht.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert und beschrieben, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Kationenaustauscher und Fig. 2 das erfindungsgemässe Siebgehäuse.
Beim Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist der in Fig. 2 im einzelnen ersichtliche Siebbehälter 1 im Deckel 2a des schematisch dargestellten Kationenaustauschfilters 2 eingeschweisst.
Das nicht dargestellte - aus Ionenaustauschharz bestehende - Filterbett wird über das an die Leitung a angeschlossene Verteilerkreuz 3 mit Salzsäure beladen, wobei die vom Filter im Austauschvorgang aus dem Wasser entfernten Kationen (Calcium, Magnesium, Natrium) durch Wasserstoff ersetzt werden und die sich mit dem Chlor bildenden Mineralsäuren über das Verteilerkreuz 4 durch den Ablauf b' abfliessen.
Beim Betrieb des Austauschers 2 fliesst das Rohwasser bei entsprechender Schaltung der Ventile 5 durch die Leitungen c, c'und c" in das Siebgehäuse l, durch welches das Wasser fein verteilt dem
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Siebbehälter 1 und die Leitung c" in den Schmutzwasserablauf e.
Das Siebgeflecht 6 (Fig. 2) des Siebgehäuses l ist in bezug auf seine Maschenweite so ausge- wählt, dass der Austauschstoff nicht durchtreten kann. Soweit sich ein Austauschstoff beim Spülvorgang an den Durchgängen 7a des Siebgehäusemantels 7 angesetzt hat, wird dieser bei Nutzung des Siebgehäuses 1 beim Filterbetrieb als Wasserverteiler wieder in das Filterbett zurückgespült. Beim Ausführungsbeispiel ist auch die Entlüftungsleitung f mit ihrem Einlassende in das Siebgehäuse 1 eingeführt. Bei notwendiger Entlüftung des Kationenaustausch-Filterbehälters 2 wird hiemit ein Ausschwemmen des Austauschstoffes durch diesen Ausgang verhindert.
Eine Möglichkeit der Ausbildung des erfindungsgemässen Siebgehäuses 1 ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Die mit Schlitzlochung 7a versehene Platine 7 ist zu einem zylindrischen Rohr gerollt, das
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durch die eingeschweissten Ringscheiben 8a und 8b gestützt ist. Unten bei 7b ist ein konisches Übergangsstück 9 mit dem Rohranflanschstück 10 angesetzt. Auf den mit der Schlitzlochung 7a versehenen Mantel 7 ist das als Hülse ausgebildete Siebgeflecht 6 aufgezogen und durch diesen gestützt.
Dieses in einfacher Weise zu fertigende Siebgehäuse kann allen erforderlichen Formen angepasst werden.
Wie das Bemessungsverhältnis des Rohranflanschstückes 10 zu dem leicht schätzbaren Durchtrittsquerschnitt der Schlitzlochung 7a erkennen lässt, ist der letztere ein Vielfaches von dem des Rohranflanschstückes 10.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckfilter für Flüssigkeiten, insbesondere Ionenaustauscher zur Wasserentsalzung, bei dem die Flüssigkeit vom Zufluss über die Filtermasse zum Abfluss geleitet wird und eine Anordnung zum Spülen der Filtermasse in umgekehrter Strömungsrichtung vorgesehen ist, wobei die Zuflussleitung und die Spülmittelablaufleitung in ein allseitig geschlossenes Gehäuse münden, das im Filterbehälter angeordnet und mit dem Innenraum desselben durch Öffnungen in der Wandung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Behälters vorwiegend als Sieb ausgebildet ist und die Zufluss-und Spülmittelablaufleitung direkt einmünden und bis zur Mündung mit etwa gleichbleibendem Durchtrittsquerschnitt ausgeführt sind,
und dass das Gehäuse gegebenenfalls auch die wie üblich am höchsten Punkt des Filterbehälters angeordnete Entlüftungsöffnung bzw. Entlüftungsstutzen umhüllt.