Einrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten
Im Hauptpatent wurde ein Filtrationsver- fahren und eine naeh dem Anschwemmver- fahren arbeitende Filtereinrichtung mit Hilfs- mitteln zum Waschen und Regenerieren der Ansehwemmasse besehrieben, bei der der Waschraum in einem gemeinsamen Behälter unmittelbar unter dem Filterraum angeord- net ist und an n seinen Seitenwänden das Wasehsieb trägt ; zum Abwerfen der An schwemmsehicht diente hierbei ein Wind- kessel, in dem sich eine gewisse Filtratmenge sammelte ;
diese wurde dann nach Beendigung einer Filtrierperiode durch die Filterelemente zurüekgedrückt, so dass die Anschwemm- sehieht von den Filterfläehen abfiel. Für den Hasch-un Filterraum war dabei eine Entlüftung über ein Sehwimmerventil vorgesehen ; ein etwaiger Luftüberschuss aus dem über dem Filterraum liegenden Windkessel sollte während des Rüekspülvorganges in die Filtratableitung entweichen.
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser Einrichtung und besteht darin, dass der als Filtratspeicher für die Rückspülung dienende Windkessel über ein Tauchrohr mit einem zu seiner Entlüftung dienenden Schwimmerventil verbunden und der Filterraum mit einem gesteuerten Entlüftungs- ventil ausgerüstet ist. Auf diese Weise kann einerseits die Filtratableitung luftfrei gehalten werden ; vor allem wird aber zu Beginn einer jeden Filtrierperiode das im Windkessel verbleibende Luftvolumen erneut genau abgemessen, so dass am Ende der Filtrierperiode für das Abwerfen der Anschwemmschicht stets gleiche Druckverhältnisse gewährleistet sind.
Weiterhin gewinnt man hierdurch die Möglichkeit, die wä. hrend der Filtrierperiode im Filterraum gesammelte Luft über das gesteuerte Ventil unmittelbar vor dem Rück- spülen abzuführen, so dass bereits im ersten Moment, in dem man die Rückspülung durch Entleeren des Filterraumes einleitet, der volle Druck des Windkessels auf allen Teilen der Filterflä. ehe wirksam wird. Durch die Kombination dieser beiden Massnahmen gelingt es, für das Abwerfen der Anschwemmasse von den Filterflächen stets gleiche und sehr wirk- same Bedingungen zu schaffen und hierdurch den einwandfreien Ablauf dieses periodisch wiederholten Prozesses sicherzustellen.
Weiterhin gewinnt man auf diese Weise den Vorteil, dass man die Filtratableitung nicht mehr am Windkessel anzubringen braucht, sondern diese Leitung durch den Unterteil des Behälters hindurch nach unten herausführen kann. Die Glocke, welche den Windkesselraum und den Filterraum umschliesst, lässt sich dann zweckmässig für die Reinigung abheben, ohne dass man das Filter von seinen Zu-und Ableitungen abzutren- nen braucht.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise in teil- weise angesehnittener Seitenansicht eine Fil- tereinrichtung der im Hauptpatent beschrie- benen, nach den obigen Gesichtspunkten ver besserten Art ; gleiche Teile sind hierbei mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie im Hauptpatent.
Das Gehäuse dieses Filters ruht auf den Füssen 1 und besteht aus einem Unterteil', der den Wasehraum W umschliesst. Dieser Unterteil 2 ist durch einen grossen Ringflansch 11 mit der Glocke 3 verbunden, welehe ihrerseits den Filterraum F umschlie¯t und oben den Windkessel K bildet ; dieser ist durch einen gewölbten Boden 4 vom Filterraum F getrennt.
Innerhalb des Filterraumes stehen die sternförmig angeordneten, plattenförmigen Filterelemente 5, welche im Kern des Sternes zwischen keilförmigen Stäben 6 eingespannt sind und das Filtrat über den Ringraum 7 dem perforierten Sammelrohr 9 zuführen, dessen Durchbrechungen mit 10 bezeichnet sind. Das Sammelrohr 9 mündet oben über die Öffnung 8 in den Windkessel ID, an dessen Boden 4 es befestigt ist ; unten ist das Sammelrohr 9 mit dem Filtratableitmgsrohr 17 über den Flansch 13 verbunden ; an das Ableitungsrohr 17 ist einerseits das Vorlaufventil 23, anderseits die Reinfiltratleitung 40 über das Rückschlagventil 24 angeschlossen.
Das Vorlaufventil 23 mündet in die Rohfiltratleitung 49.
Der Waschraum W ist mit dem konisehen Boden 16 und den seitlichen Wasehnetzen 14 ausgerüstet, welche ihn von dem Ringraum 18 trennen. Diesem Ringraum 18 strömt wäh- rend der Filtrierperiode das von der Pumpe 41 geförderte Rohfiltrat über das Ventil 26 zu. Es passiert dann die Waschnetze 14, füllt den Waschraum W und den Filterraum F, passiert die Filterelemente 5 und gelangt schliesslich als Reinfiltrat in das Sammelrohr 9.
Während des Wasehprozesses ist der Filterraum F leer, und das als Wasehflüssigkeit benutzte Rohfiltrat wird über das Ventil 25 den Waschdüsen 21 zugeführt, welche von unten in den Wasehraum TV münden ; der aus den Wasehnetzen 14 ausgewaschene Schmutz wird dann von der Wasehflüssigkeit über das geöffnete Ventil 22 in den Kessel 45 geschwemmt, dessen poröser Zwi- schenboden 47 die ausgesehwemmten Fasern und die agglomerierten Schmutzteilchen zu rüekhält, während die Wasehflüssigkeit iiber die Leitung 49 zur Pumpe 41 zurückfliesst ;
das Rohfiltrat fliesst dem Kessel 45 über das Schwimmerventil 46 zu. Um vor dem Wasehprozess das bei der Entleerung des Filters über das Ventil 22 abfliess. ende Rohfiltrat un- mittelbar in den Unterteil des Kessels 45 zu, rüekführen zu können, ist in der porösen Seheidewand 47 ein Umgehungsventil 48 vorgesehen.
Zum Auflösen frischer Anschwemm asse dient der Mischer 33, 35, welcher sieh über das Ventil 29 mit Rohfiltrat füllen lässt und in den man die trockene Ansehwemmasse über die Klappe 34 einfüllt, bevor man den Mi schermotor 35 einsehaltet. Die aufgelöste An- sehwemmasse wird der ausgewaschenen, alten Anschwemmasse unmittelbar vor Beginn des Ansehwemmprozesses zugeführt.
Man öffnet hierfür die Ventile 28 und 29 gleichzeitig, so dass das in den Behälter 33 eingedrüekte Rohfiltrat dessen Inhalt über das Ventil 28 und die Leitung 36 in den Wasehraum W hinüber- drückt.
Die Steuerung sämtlieher Ventile erfolgt nach dem im Hauptpatent besehriebenen Programm mittels des zentralen Steuerventils 43. von dem aus den einzelnen Ventilen eine Druckflüssigkeit als Steuermittel über (nieht gezeiehnete) Steuerleitungen zugeführt wird.
Im vorliegenden Falle dient als Steuerflüssig- keit das von der Pumpe 41 unter Druek ge- lieferte Rohfiltrat, welches dem Steuerventil 43 über ein kleines Vorfilter 44 zugeführt wird.
Bis zu diesem Punkt entspricht die dargestellte Konstruktion annähernd der des Hauptpatentes. Neuartig sind jedoch die Entlüftung des Filterraumes F und des Windkessels K sowie der zum Abheben der Gloeke 3 dienende, hydraulische Heber 50, welche im folgenden näher beschrieben werden sollen.
Innerhalb des Windkessels K ist ein Tauehrohr 31a vorgesehen, welches seitlieh über seinem Boden 4 mündet und zu dem Arbeitsraum des Schwimmerventils 32 führt.
('ber dem Schwimmerventil 32 ist das Spritz wasserfangrohr 30 vorgesehen.
Wird zur Einleitung des Waschprozesses das Filter entleert, so füllt sieh der ganze Windkessel K mit Luft. Steigt dann nach dem Waseh-und Ansehwemmprozess das Filtrat im Sammelrohr 9 hoch, so drückt es so lange Luft über das Sehwimmerventil 32 heraus, bis das Filtratniveau über die Mün- dung des Taiiehrohres 31a zu steigen beginnt ; die Luft, welche in diesem Moment im Windkessel verblieben ist, wird dann naeh oben zusammengedrückt.
Anderseits sammelt sich während der Filterperiode im Filterraum F unter dem Boden 4 häufig Luft an, welche vom Rohfiltrat mitgeschleppt wurde und die Filterelemente 5 nicht passieren kann. Das hierdurch entstehende Luftpolster erweist sich zwar wäh- rend der Filtrierperiode als vorteilhaft, weil es kleine Schwankungen des Pumpendruckes abpuffert. Beim Entleeren des Filters kann dieses Luftpolster jedoch das gleichmässige Abwerfen der Anschwemmschicht von den Filterelementen 5 behindern, so dass es sich als zweekmässig erwiesen hat, unmittelbar vor dem Entleeren des Filterraumes F die Entlüftungsleitung 51 mittels des Ventils 52 kurzzeitig zu öffnen, wobei man sich zur Steuerung dieses Ventils 52 des zentralen Steuerventils 43 bedient.
Da. die Entlüftungsvorrichtung 31a, 32 die Verwendung der Filtratableitung für die Entlüftung überflüssig macht, kann die Filtratableitung 40 unten am Fallrohr 17 ange sehlossen werden. Man kann die Glocke 3 daher nach Losen der Verschraubungen ihres Flansches 11 zu Reinigungszwecken abheben, ohne die Filtratableitung abtrennen zu müs- sen. Dieser Aufgabe dient die hydraulische Hebevorrichtung 50, welche ebenfalls von dem zentralen Steuerventil 43 gesteuert wird.
Die Ventile 22-29, 48 und 52 werden zweckmässig als Ringschieberventile ausgeführt, deren Steuerzylinder von dem ge meinsamen, als Mehrwegehahn ausgeführten Steuerventil 43 aus mit Druckwasser versorgt werden. Jeder Stellung des Steuerventils 43 ist hierbei eine Phase der verschiedenen, im Hauptpatent beschriebenen Betriebszustände zugeordnet.
Device for filtering liquids
In the main patent, a filtration process and a filter device working close to the precoat process with aids for washing and regenerating the exposed mass, in which the washroom is arranged in a common container directly below the filter room and on its side walls, was described Washer strainer carries; An air chamber was used to throw off the alluvial layer, in which a certain amount of filtrate collected;
this was then pushed back by the filter elements after the end of a filtering period, so that the alluvial layer fell off the filter surfaces. For the hash-un filter room, ventilation was provided via a float valve; Any excess air from the air chamber above the filter chamber should escape into the filter drain during the backflushing process.
The invention relates to an improvement of this device and consists in the fact that the air tank serving as a filtrate reservoir for backwashing is connected via a dip tube to a float valve serving for its venting and the filter chamber is equipped with a controlled venting valve. In this way, on the one hand, the filtrate discharge can be kept free of air; Above all, however, at the beginning of each filtration period, the volume of air remaining in the air chamber is again precisely measured, so that the same pressure conditions are always guaranteed at the end of the filtration period for the deposition of the precoat layer.
This also gives you the opportunity to use the wä. During the filtering period, the air collected in the filter room must be discharged via the controlled valve immediately before backwashing, so that the full pressure of the air chamber on all parts of the filter area at the first moment when backwashing is initiated by emptying the filter room. before it takes effect. By combining these two measures, it is possible to always create the same and very effective conditions for throwing off the precoat from the filter surfaces, thereby ensuring that this periodically repeated process runs smoothly.
Furthermore, in this way one gains the advantage that the filtrate drainage no longer needs to be attached to the air chamber, but this line can be led out through the lower part of the container downwards. The bell which encloses the air chamber and the filter chamber can then be conveniently lifted off for cleaning without having to separate the filter from its inlet and outlet lines.
The drawing shows, for example, a partially viewed side view of a filter device of the type described in the main patent, improved according to the above aspects; the same parts are denoted by the same reference numerals as in the main patent.
The housing of this filter rests on the feet 1 and consists of a lower part 'which surrounds the washing space W. This lower part 2 is connected to the bell 3 by a large annular flange 11, which in turn encloses the filter space F and forms the air chamber K at the top; this is separated from the filter space F by a curved floor 4.
Inside the filter space are the star-shaped, plate-shaped filter elements 5, which are clamped in the core of the star between wedge-shaped rods 6 and feed the filtrate via the annular space 7 to the perforated collecting pipe 9, the openings of which are denoted by 10. The collecting pipe 9 opens at the top via the opening 8 into the air chamber ID, to the bottom 4 of which it is attached; at the bottom, the collecting pipe 9 is connected to the filtrate drain pipe 17 via the flange 13; The flow valve 23 on the one hand and the pure filtrate line 40 on the other hand are connected to the discharge pipe 17 via the check valve 24.
The flow valve 23 opens into the raw filtrate line 49.
The washroom W is equipped with the conical floor 16 and the lateral washing nets 14 which separate it from the annular space 18. During the filtering period, the crude filtrate conveyed by the pump 41 flows to this annular space 18 via the valve 26. It then passes the washing nets 14, fills the wash space W and the filter space F, passes the filter elements 5 and finally reaches the collecting pipe 9 as the pure filtrate.
During the washing process, the filter space F is empty, and the raw filtrate used as washing liquid is fed via the valve 25 to the washing nozzles 21, which open into the washing space TV from below; the dirt washed out of the washing nets 14 is then washed by the washing liquid via the opened valve 22 into the boiler 45, the porous intermediate floor 47 of which holds back the washed-out fibers and the agglomerated dirt particles, while the washing liquid flows back via the line 49 to the pump 41 ;
the raw filtrate flows into the boiler 45 via the float valve 46. Before the washing process that flows off via valve 22 when the filter is emptied. In order to be able to return the crude filtrate directly to the lower part of the boiler 45, a bypass valve 48 is provided in the porous septum 47.
The mixer 33, 35, which can be filled with raw filtrate via the valve 29 and into which the dry viewing water is poured through the flap 34 before the Mi shear motor 35 is used, serves to dissolve fresh precoat asse. The dissolved precoat is added to the washed out, old precoat immediately before the start of the precoat process.
To this end, the valves 28 and 29 are opened at the same time, so that the crude filtrate injected into the container 33 presses its contents via the valve 28 and the line 36 into the washing chamber W.
The control of all valves takes place according to the program described in the main patent by means of the central control valve 43, from which a pressure fluid is supplied to the individual valves as control means via control lines (not shown).
In the present case, the raw filtrate supplied under pressure by the pump 41, which is fed to the control valve 43 via a small prefilter 44, serves as the control fluid.
Up to this point the construction shown corresponds approximately to that of the main patent. What is new, however, is the venting of the filter space F and the air chamber K as well as the hydraulic lifter 50 serving to lift the glove 3, which will be described in more detail below.
A rope pipe 31a is provided within the air vessel K, which opens out laterally above its base 4 and leads to the working space of the float valve 32.
('Above the float valve 32, the spray water collection pipe 30 is provided.
If the filter is emptied to initiate the washing process, the entire air chamber K fills with air. If the filtrate then rises up in the collecting pipe 9 after the washing and washing process, it presses air out via the float valve 32 until the filtrate level begins to rise above the mouth of the washing pipe 31a; the air that has remained in the air chamber at this moment is then compressed near the top.
On the other hand, air often collects in the filter space F under the floor 4 during the filter period, which air was carried along by the raw filtrate and cannot pass through the filter elements 5. The air cushion created in this way proves to be advantageous during the filtering period because it buffers small fluctuations in the pump pressure. When the filter is emptied, this air cushion can, however, hinder the uniform shedding of the precoat layer from the filter elements 5, so that it has proven to be useful to briefly open the venting line 51 by means of the valve 52 immediately before emptying the filter space F, whereby one has to go to Control of this valve 52 of the central control valve 43 is operated.
There. the venting device 31a, 32 makes the use of the filtrate drainage for venting superfluous, the filtrate drainage 40 can be closed at the bottom of the downpipe 17. The bell 3 can therefore be lifted off for cleaning purposes after the screw connections of its flange 11 have been loosened, without having to disconnect the filtrate drainage. The hydraulic lifting device 50, which is also controlled by the central control valve 43, serves this purpose.
The valves 22-29, 48 and 52 are expediently designed as ring slide valves, the control cylinders of which are supplied with pressurized water from the common control valve 43 designed as a multi-way valve. Each position of the control valve 43 is assigned a phase of the various operating states described in the main patent.