Filterbehälter.
Filterbehälter, die eine Filtermasseschicht enthalten, besitzen bekanntlieh zylindrische Form, und demzufolge ist das darin ent. haltene lose Filtermaterial zu einem einen Zylinder bildenden Filterbett, zusammengeschlossen.
Während der Filterarbeit werden Feststoffe abfiltriert, die mehr oder weniger schnell die freien Durehlaufquerschnitte innerhalb der Filtermasse zusetzen, wobei es gleiehgültig ist, ob es sieh uni ein Ionenaustauschfilter oder um ein meehanisehes Filter handelt. Das Filterbett wird allmählich zu einem kompakten, undurchlässigen, zylindrischen Korper. Unter Umständen beschleunigen chemische Ausfäl- lungen, die während des Filterprozesses statt- finden können, diesen Vorgang.
Finden ausserdem noeh Quellungen der Filtermasse, wie sie in Sonderfällen beispielsweise bei Basen austauschern auftreten, statt, so führen diese Erscheinungen nach kurzer Betriebsdauer zum Filterschlu#. Die Filtermasse hat sich dann aus Mangel an Ausdehnungsmöglichkeit, die ohnehin nur in vertikaler Richtung nach oben erfolen kann, an den. parallel liegenden Aussenflächen des Filters verklemmt. Um nun eine venselimutzte und/oder verklemmte Filtermasse wieder betriebsfähig zu machen. muss eine Rüekspülung erfolgen die insbeson- dere bei Verquellung der Massen periodisch wiederholt werden muss.
Es hat sieh hierbei als äusserst störend erwiesen, dass beim Einlassen des Rüekspülmediums, enter Anwendung eines entspre chenden Druckes, das gesamte Filterbett wie ein Kolben oder Pfropfen in die Hoche steigt und beim Abstellen des Bückspüldruckes ohne zu zerfallen wieder absinkt. Erst nach häufiger Wiederholung dieses Rückspülvorganges, wobei auch die Geschicklichkeit der Be dienung eine gewisse Rolle spielt, gelingt es allmählieh, erst einzelne Masseteilehen, dann grössere Bruehstüeke vom Zylinderkörper abzulösen und die Masse wieder vollständig auf- zulockern und auszuwaschen.
Ein weiterer Nachteil des zylindrischen Filters besteht darin, dass bei Neufüllung eines leergelaufenen Filters die zwischen der losen Masse eingeschlossenen Luftbläschen das Filterbett wie einen Pfropfen hochsteigen lassen. Eine volige Verdrängung der Luft ist dabei, wenn überhaupt, nur sehr schwer mög- lich. Daher muss man bei den bisher üblichen zylindrischen Austauscherbehältern die Beladung, Rückspülung, Regenerierung, Auswaschung in kontinuierlichem Flüssigkeitsstrom, ohne jemals den Behälter leerlaufen zu lassen, vornehmen. Bei diesen in Kauf ge nommenen Vorgängen treten unerwünschte Verdünnungen und Vermischungen ein.
Bei der Anwendung in der Niehtwasserehemie, also in Sonderfällen, sind diese Erscheinungen nicht nur besonders lästig, sondern auch mit erhebliehen Kosten verbunden.
Es wurde nun gefunden, da# diese Schwie- rigkeiten nicht auftreten, wenn gemäss der Erfindung die Wände des Filterbehälters sich nach oben erweitern. Hierdurch wird erreieht, dass die Filtermasse einen sieh naeh oben er weiternden, beispielsweise konischen Körper bildet, der beim Rückspülvorgang schon während des ersten Anhebens völlig auseinanderbricht, so dass der dureli die Verschlammung bzw. Verklemmung erzeugte Verband der Filtermasse so weit gelockert wird, dass die Masse vom Rüekspülmedium leicht ausgewasehen wird.
Der in Filterbehältern mit nach oben er weiterten Wandungen beobaehtete Effekt erleichtert die Rüekspülung in erstaunlichem Ma#e und beschleunigt sie derart, da# sie nur etwa ein Zehntel der Zeit gegenüber der in einem zylindrischen Filter gleichen Inhaltes erfordert. Der Effekt tritt schon bei geringen Neigungswinkeln der Behälterwände zur Senk- rechten ein. Die Behlter werden vorzugsweise so ausgebildet, da# die Neigung der Filterbehälterwände gegen die Senkreehte etwa 3 oder mehr beträgt.
Die Ausbildung der Filterbehälter gemäss der Erfindung hat. ausserdem noch die Wirkung, dass bei Anwendung von zur Quellung neigenden Austauschermassen die bisher auf- tretende Pfropfenbildung, die eine Erhöhung des Filterwiderstandes und unter Umständen einen totalen Filtersehluss zur Folge haben kann. völlig ausgeschaltet wird, da die hori zontal wirkenden Quellungskräfte infolge der Neigung der Behälterwände in einem bestimmten Winkel gegen die Senkrechte in Komponenten zerlegt werden, von denen eine nach oben wirkt. Diese Komponente verhindert ein Verklemmen des Filterbettes.
Ein weiterer wesentlicher Orteil des Filters mit nach oben erweiterter Wandung besteht darin, dass man diese Filter ohne weiteres leerlaufen lassen kann, ohne bei Flüssigkeits füllung von unten Gefahr zu laufen, da# die eingetretene Luft im Behälter verbleibt. Beim Auseiuanderfallen des Filterbettes während des Anhebens entweicht die darin eingeschlossene Luft und wird von der nachsteigenden Flüssigkeit völlig aus dem Bellälter ausgetrieben.
Diese Wirkung ist deshalb bemerkens- wert, da die Beladung, Rückspülung, Regenerierung, Auswashcung usw. nicht nehr kontinuierlich zu erfolgen braucht, sondern ge- trennt durchgeführt werden kann und somit eine Vermischung, Verdünnung usw. der verschiedenen Flüssigkeiten wie Regeneriermittel, Waschwasser, Filtermedien usw. vermieden wird.
Dureh Versuche wurde festgestellt, dass die Aufladungskapazität des Filterbehälters mit naeh oben sieh erweiternden Wänden der jenigen eines zylindrischen Filters gleich ist.
In beiliegender Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt, wobei die Fig. 1, und 3 drei verschiedene Ausführungsbeispiele von Filterbellältern zeigen, deren Wände sich naeh oben erweitern.