CH380704A - Filterapparat für die Reinigung von Wasser, insbesondere Schwimmbeckenwasser - Google Patents

Description

  
 



  Filterapparat für die Reinigung von Wasser, insbesondere   Schwinunbeckenwasser   
Die Erfindung befasst sich mit einem Filterapparat für die Reinigung von Wasser. Bei bisher bekannten Ausführungsformen von solchen Filterapparaten hat man bereits eine kleinstückige Filtermasse von einem spezifischen Gewicht verwendet, bei dem die Filtermassenstückchen von dem den Filterbehälter durchströmenden Wasser in einer von der Schwerkraftrichtung abweichenden Richtung gegen eine quer dazu stehende Siebplatte gedrängt werden.

   Dabei ergibt sich, dass auch bei diesen, meist auf der Filterflüssigkeit schwimmenden und von dieser von unten nach oben durchströmten Filtermassen der gleiche Mangel wie bei bekannten, von oben nach unten durchströmten Sandfiltermassen besteht, dass nämlich die Durchgangsquerschnitte zwischen den einzelnen Filtermassenteilchen im Bereich des ganzen Filterdurchganges gleich gross sind. Da aber diese Durchlassquerschnitte auf die Grösse der kleinsten abzufiltrierenden Teilchen eingestellt sein müssen, werden diese Teilchen bereits an der beaufschlagten Seite der Filtermasse abgefangen und bilden auf dieser eine ihrerseits filtrierende Haut, die in kürzeren Zeiträumen durch eine Rückstromspülung wieder entfernt werden muss.

   In anderen Fällen der Druckfiltration hat man, um eine beim Nachlassen des Druckes sich ausdehnende und in gewissem Umfang vom Schmutz befreiende Filtermasse zu erhalten, als Filtermasse Schaumgummikugeln vorgesehen, wobei man Schaumgummischnitzel wegen ihrer Form für nicht geeignet ansah.



   Gemäss der Erfindung ist nun vorgesehen, dass die Teilchen der Filtermasse aus elastisch zusammendrückbaren Schnitzeln aus geschäumtem Kunststoff bestehen.



   Durch diese neuartige Gestaltung der Filtermasse innerhalb des Filterapparates ergibt sich einerseits gegenüber den Kugeln ein wesentlich billigerer Ausgangsstoff, der zudem z. B. gegenüber Schwimmbekkenwasser unempfindlich ist. Anderseits ergibt sich eine wesentliche Verstärkung der bei Schaumgummikugeln kaum auftretenden und noch nicht erkannten Wirkung, dass sich die elastische Filtermasse unter dem Staudruck der zuströmenden Flüssigkeit in einem mit zunehmendem Abstand von der beaufschlagten Filterfläche zunehmendem Masse zusammendrückt.



  Dabei verengen sich dann die zwischen den einzelnen Filterpartikeln verbleibenden Durchgänge, so dass insgesamt eine Filtermasse entsteht, bei der an der Filtereinlassseite zunächst gröbere Durchlassquerschnitte, im mittleren Bereich feinere und im Endbereich ganz feine Durchlassquerschnitte gegeben sind. Dadurch wird wieder weitgehend die Bildung einer Sperrhaut auf der Einlassseite des Filters vermieden, weil die feinsten Partikelchen zunächst durch die groben Durchlässe der Einlassseite hindurchgehen und je nach ihrem Feinheitsgrad erst im mittleren oder Endbereich festgehalten werden. Einerseits wird die Reinigungswirkung des Filters dadurch erheblich erhöht und anderseits die Zahl etwaiger Spülungen zur Reinigung des Filters oder die Häufigkeit eines notwendigen Filteraustausches ganz wesentlich herabgesestzt.



   Um solche Spülungen auf dem Wege der Rückspülung im Filtergehäuse zu ermöglichen, ist es zweckmässig, wenn auf der vom Zustrom beaufschlagten Seite der Filtermasse ein freier Wasserraum vorgesehen ist und weiterhin auf der vom Zustrom beaufschlagten Seite der Filtermasse im Behälter jenseits des freien Wasserraumes eine zweite Siebplatte vorgesehen ist, und wenn an dem Behälter des Filterapparates auf der von der Filtermasse abgekehrten Seite der ersten Siebplatte ein Anschluss für eine Wasserdruckleitung vorgesehen ist.  



   Dadurch ist bei einem Filterapparat nach der Erfindung die Wirkung des Rückspülvorganges wesentlich intensiver, weil nämlich durch die Wirkung des Rückspüldruckwassers die Filtermassenteilchen des Filterkuchens nicht nur zurück- und auseinandergedrängt und miteinander verwirbelt werden, sondern auch an der zweiten, unteren Siebplatte zur Anlage kommen und schliesslich sogar gegen diese Siebplatte gepresst werden können. Durch dieses Zusammendrücken des gegen die untere Siebplatte gedrückten Filterkuchens wird dieser, dank der elastischen Eigenschaft der Filtermassenteilchen, sozusagen durchgeknetet, woraus sich wieder eine besonders gute Reinigungswirkung des Rückspülvorganges ergibt. Dieses Auskneten des gegen die untere Siebplatte gedrückten Filterkuchens kann durch Abstellen und Wiedereinschalten des Rückspülwasserstromes sogar wiederholt werden.



   Falls für den Rückspülvorgang das mit dem üblichen Druck zufliessende Rohwasser verwendet werden soll, empfiehlt es sich, das am Behälterende auf der von der Filtermasse abgekehrten Seite der ersten Siebplatte vorgesehene Anschlussrohr sowohl für den   Filtriervorgang    an die Reinwasserabflussleitung als auch für den Rückspülvorgang an die Rohwasserzufuhrleitung anschliessbar zu machen, wobei in die Reinwasserabflussleitung ein erstes Ventil, in dem zum oberen Anschluss führenden Zweig der Rohwasser zufuhrleitung ein zweites Ventil, in dem zum unteren Zuflussrohr führenden Zweig ein drittes Ventil und in das untere Abflussrohr ein viertes Ventil eingesetzt ist und diese Ventile von einem gemeinsamen Betätigungsorgan so schaltbar sind, dass für den Filtriervorgang das erste und dritte geöffnet und die beiden andern geschlossen sind,

   während sie bei dem Rückspülvorgang umgekehrt geschaltet sind.



   Wenn man zusätzlich vorsieht, dass das vierte Ventil auch willkürlich einzeln schaltbar ist, so kann man bei extrem starkem Schmutzanfall, den abzufiltrieren es sich nicht lohnt, durch Umstellen dieses vierten Ventils während des Einströmens des Rohwassers durch das dritte Ventil gleich den ganzen Schlamm wegleiten. Diese Schaltung ist auch dann verwendbar, wenn an die für das Ansaugen des Rohwassers vorgesehene Leitung ein Unterwasserschmutzsauger angeschlossen werden soll.



   Es empfiehlt sich, am Behälterboden unterhalb des Zuflusses eine zentrische, vom Zuflussstrom nicht erreichbare Vertiefung vorzusehen und an diese einen Abfluss anzuschliessen. Diese Vertiefung wirkt als Sammelbehälter für den Grob- und Schwerschmutz und kann mit Hilfe des zusätzlichen Abflusses entfernt werden, ohne dass ein Rückspulvorgang erforderlich wird. Die Grobschmutzbeseitigung erübrigt in diesem Falle eine Unterbrechung des laufenden Fil  trienorganges.   



   Günstig ist es auch, wenn im Behälter eine zentrale, senkrechte Rührwerkswelle mit mindestens einem Rührflügel vorgesehen ist. Mit einem solchen Rührwerk kann man während der Auflösung des Kuchens bei beginnender Rückspülung die Teilchen noch zusätzlich durcheinanderwirbeln. Eine dauernde Verwendung des Rührwerkes ist nicht erforderlich.



   Die in dem Filtriergerät meistens vorgesehene, von unten nach oben führende Durchflussrichtung des zu reinigenden Wassers kann zu einem zusätzlichen Absetzen von Grob- und Schwerschmutzteilchen dadurch ausgenutzt werden, dass man mindestens am unteren Ende des Filterbehälters die   Zutrittsrichtung    tangential zu diesem verlaufen lässt. Es bildet sich dann im Zentrum eine Zone geringer Geschwindigkeit oder völliger Bewegungslosigkeit, aus der sich dann die Grob- und Schwerschmutzteile besonders schnell nach unten in den oben erwähnten, zentralen Absetzbehälter absetzen.



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.



  Darin zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt nach der Schnittlinie 1-1 in Fig. 2 und
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1.



   Innerhalb des mit 11 bezeichneten Behälters des Filterapparates ist eine untere Siebplatte 12 und eine obere Siebplatte 13 zu erkennen. In diesen Platten ist eine Rührwerkswelle 14 gelagert und zusätzlich noch durch ein Spurlager 15 abgestützt. Auf dieser Rührwerkswelle ist unterhalb der unteren Siebplatte 12 eine mit ihren Borsten nach oben gerichtete zweiarmige Bürste 16 mit Hilfe der Nabe 17 so befestigt, dass sie die Unterseite der Siebplatte 12 bestreichen kann. In dem Raum zwischen der unteren Siebplatte 12 und der oberen Siebplatte 13 sind auf der Rührwerkswelle zwei zweiarmige Rührflügel 18 und 19 zu erkennen, von denen der untere eine nach oben gerichtete und der obere eine nach unten gerichtete Förderwirkung hat.

   Oberhalb der Siebplatte 13, aber noch innerhalb des Behälters 11, ist auf der Welle 14 ein aus den Armen 20 und Schaufeln 21 bestehendes Schaufelrad lose laufend angebracht. Ausserdem trägt die Welle an ihrem oberen Ende eine Handkurbel 26.



  Ein Zahnrad 22 ist am Schaufelrad befestigt und ist über die Zahnräder 23, 24 mit einem weiteren Zahnrad 25 drehmomentübertragend verbunden. Da dieses Zahnrad 25 über eine   Überholkupplung    auf die Welle 14 treibt, kann über die erwähnte Untersetzung die Welle 14 vom Schaufelrad 20, 21 und von Hand in Umlauf gesetzt werden. Sie kann aber auch blokkiert werden.



   An den Behälter sind verschiedene Leitungen in folgender Weise angeschlossen:
An dem Boden des Behälters 11 ist eine zentrische Vertiefung 27 vorgesehen und an diese eine Abflussleitung 28 mit einem Absperrventil 29 angeschlossen.



   Mit 30 ist eine Rohwassersaugleitung und mit 31 die zugehörige Saugpumpe bezeichnet. Von dieser Pumpe aus geht eine Zweigleitung 32 für das Rohwasser mit darin eingeschaltetem Ventil 33 zu dem Behälterraum unterhalb des Siebbodens 12. Der an  dere, das Ventil 34 enthaltende Zweig 35 der Rohwasserleitung führt zu dem Behälterraum oberhalb der oberen Siebplatte 13 und mündet in der Ebene des Schaufelrades 20, 21. Von diesem Behälterraum oberhalb der Siebplatte 13 geht auch noch eine Reinwasserabflussleitung 36 aus, in die ein Ventil 37 eingeschaltet ist. Die Betätigungsarme 29a, 33a, 34a, 37a dieser Ventile 29, 33, 34 und 37 sind an eine als gemeinsames Betätigungsorgan vorgesehene Schubstange 38 angeschlossen, wobei der Ventilarm 29a, z.

   B. unter Federwirkung, lediglich gegen die Unterseite der Schubstange angedrückt wird und infolgedessen auch unabhängig von der Bewegung der Schubstange im Sinne des Öffnens nach unten geschwenkt werden kann. Die erwähnten Ventile sind so geschaltet, dass bei der in der Zeichnung ausgezogenen Stellung, also bei hochgezogener Schubstange, das Ventil 37 geöffnet, das Ventil 34 geschlossen, das Ventil 33 geöffnet und das Ventil 29 geschlossen ist.



   Innerhalb des Behälters 11 ist eine bei 39 angedeutete Filtermasse zu erkennen, die aus lauter Schnitzeln eines geschäumten Kunststoffes, z. B. auf der Basis von Polyvinylchlorid oder Polyurethan, von der Elastizität des üblichen Schaumgummis besteht, die ihrerseits ein solch geringes spezifisches Gewicht haben, dass sie entweder schwimmfähig sind und innerhalb des Behälters nach oben schwimmen, bis sie an die obere Siebplatte angedrückt sind, oder aber zum mindesten durch den von unten nach oben gerichteten Beaufschlagungsstrom in diese Richtung bzw. bei waagrechtem Beaufschlagungsstrom gegen eine quergestellte, vertikale Siebplatte gedrängt werden.



   Im Betrieb arbeitet dieser Filterapparat wie folgt:
Wird bei der besprochenen Ventilstellung die Pumpe 31 in Gang gesetzt, so führt sie über die Leitung 32 Rohwasser am unteren Ende des Behälters 11 ein. Durch die tangentiale Einströmrichtung entsteht ein Wasserwirbel, aus dem sich im Zentrum die Grob- und Schwerschmutzanteile durch Absinken absondern und sich in dem Sammelbehälter 27 bei 40 ansammeln. Das Rohwasser wird durch die Siebplatte 12 nach oben in den Behälter gedrückt. Grobschmutzteile, die sich etwa an der Unterseite der Siebplatte 12 festsetzen und die Durchbrechungen zu verstopfen drohen, werden von den Bürstenarmen 16 entfernt.



  Der nach oben gerichtete Beaufschlagungsstrom des Rohwassers drückt die in ihm schwimmenden oder schwebenden Filterpartikelchen gegen die obere Siebplatte 13 und übt auf die Gesamtmasse 39 einen solchen Druck aus, dass sie Dank ihrer elastischen Eigenschaften zusammengedrückt werden und einen dichten Filterkuchen bilden, in dem die verbleibenden Filterkanäle mit zunehmender Entfernung vom Filtereinlass enger werden. Das diesen Filterkuchen durchdringende Wasser ist klar filtriert und verlässt durch die Leitung 36 als Reinwasser den Apparat.



  Schwere Schmutzbestandteile gelangen wegen der aufwärts gerichteten Strömung gar nicht gegen die Unterseite des Filterkuchens 39. Soll dieser Filterkuchen im Rückspülverfahren gereinigt werden, so wird die Schubstange 38 nach unten gedrückt, bis die Ventilhebel in der gestrichelten Stellung stehen. Dabei ist dann das Ventil 37 geschlossen, das Ventil 34 geöffnet, das Ventil 33 geschlossen und auch das Ventil 29 geöffnet. Nunmehr fördert die Pumpe 31 ihren Rohwasserstrom über die Leitung 35 zum oberen Ende des Behälters 11. Der nach unten gerichtete Strom drückt den Kuchen nach unten, der sich wegen der fehlenden Beaufschlagung von unten auch ausgedehnt hat und durch den Rückspülstrom auseinandergerissen wird.



   Der durch die Leitung 35 eintretende Rohwasserspülstrom setzt auch das Schaufelrad 20, 21 und damit die Welle 14, solange sie nicht blockiert ist, mit ihren Rührflügeln 18 und 19 in Bewegung. Diese wirbeln dabei die einzelnen Schaumstoffschnitzel im Behälter durcheinander, wobei jedes einzelne Stückchen sich infolge der Elastizität ausdehnt und den an ihm haftenden Schmutz ab stösst. All dieser Schmutz wird von dem nach unten gerichteten Spülstrom durch die Leitung 28 und das Ventil 29 weggefördert, nachdem zuvor schon der angesammelte Grob- und Schwerschmutz 40 durch diese Leitung ausgetreten war.



   Das Rühren kann auch durch Benutzung der Handkurbel 26 besorgt werden. Im Anschluss an diese Auflockerung des Kuchens kann das Rührwerk stillgesetzt werden. Der Rückspülstrom drückt dann die Filtermassenstückchen gegen die (vom oberen noch festen Kuchen aus gesehen) in einiger Entfernung davon jenseits eines freien Wasserraumes angeordnete untere Siebplatte und knetet ihn dort aus.



   Für den Fall, dass besonders grob verschmutztes Rohwasser anfällt, dessen Filtrierung sich nicht lohnt, kann der Betätigungshebel 29a des Ventils 29 auch während der Stellung der übrigen Ventile im Sinne des Filtriervorganges (ausgezogene Linien in der Zeichnung) durch Lösen der lösbaren Ankupplung an die Stange 38 nach unten geschwenkt werden, so dass dann das von der Pumpe 31 kommende Rohwasser durch das Ventil 33 und die Leitung 32 in den unteren Teil des Behälters 11 und aus diesem sofort wieder durch die Leitung 28 und das Ventil 29 hinausgelangt. Der Filterapparat wird mit diesem stark verschlammten Rohwasser gar nicht belastet.



   Das dem beschriebenen Beispiel zugrundeliegende Prinzip der Verwendung von gummielastisch zusammendrückbarem, kleinstückigem Filtermaterial, das durch sein geringes spezifisches Gewicht entgegen der Schwerkraftwirkung in Strömungsrichtung mitgenommen wird, lässt sich nicht nur an ortsfesten Geräten der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Art verwenden, sondern auch z. B. in solchen Fällen, bei denen an ein ortsbewegliches Reinigungsgerät für die Beckenwandungen und für den Beckenboden besondere Filterbehälter angeschlossen sind. Man kann nach dem Grundprinzip vorliegender Erfindung auch diese Filterbehälter mit dem elastisch nachgiebigen, kleinstückigen Filtermaterial füllen.

   Hierbei empfiehlt es sich, das eingefüllte Material in einer groben, netz  artigen Hülle zusammenzuhalten, so dass es mit dieser herausnehmbar ist und dann auch durch Ausquetschen und Kneten vom Schmutz befreit werden kann.



   Das wesentlichste Anwendungsgebiet des beschriebenen Filterapparates ist die Reinigung von Schwimmbeckenwasser.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Filterapparat für die Reinigung von Wasser mit einer kleinstückigen Filtermasse, deren Teilchen beim Filtriervorgang von dem den Filterbehälter durchströmenden Wasser in einer von der Schwerkraftrichtung abweichenden Richtung gegen eine quer dazu stehende Siebplatte gedrängt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen der Filtermasse (39) aus elastisch zusammendrückbaren Schnitzeln aus geschäumtem Kunststoff bestehen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Filterapparat nach Patentanspruch, in dem auf der vom Zustrom beaufschlagten Seite der Filtermasse im Filterbehälter ein freier Wasserraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom Zustrom beaufschlagten Seite der Filtermasse (39) im Filterbehälter (11) jenseits des freien Wasserraumes eine zweite Siebplatte (12) vorgesehen ist.

   2. Filterapparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Filterbehälter (11) auf der von der Filtermasse abgekehrten Seite der ersten Siebplatte (13) ein Anschluss für eine Wasserdruckleitung (35) vorgesehen ist.

   3. Filterapparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermasseteilchen in einer netzartigen Hülle untergebracht und mit dieser aus dem Gehäuse herausnehmbar sind.

   4. Filterapparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das am Filterbehälterende auf der von der Filtermasse (39) abgekehrten Seite der ersten Siebplatte vorgesehene Anschlussrohr sowohl für den Filtriervorgang an die Reinwasserabflussleitung (36) als auch für den Rückspülvorgang an die Rohwasserzufuhrleitung (30, 35) anschliessbar ist, wobei in die Reinwasserabflussleitung ein erstes Ventil (37), in dem zum oberen Anschlussrohr führenden Zweig (35) der Robwasserzufuhrleftung ein zweites Ventil (34), in den zum unteren Zuflussrohr führenden Zweig (32) ein drittes Ventil (35) und in das untere Abflussrohr (28) ein viertes Ventil (29) eingesetzt ist und diese Ventile von einem gemeinsamen Betätigungsorgan (38) so schaltbar sind, dass für den Filtriervorgang das erste und dritte geöffnet und die beiden anderen geschlossen sind,

   während sie bei dem Rückspülvorgang umgekehrt geschaltet sind.

   5. Filterapparat nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Ventil (29) auch willkürlich einzeln schaltbar ist.

   6. Filterapparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am Behälterboden unterhalb des Zuflusses (32) eine zentrische, vom Zuflussstrom nicht erreichbare Vertiefung (27) vorgesehen und an diese ein Abfluss (28) angeschlossen ist.

   7. Filterapparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (11) eine zentrische, senkrechte Rührwerkswelle (14) mit mindestens einem Rührflügel (18, 19) vorgesehen ist.

   8. Filterapparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die an den Enden einer Rührwerkswelle (14) vorgesehenen Rührflügel eine gegen das andere Ende hin gerichtete Förderwirkung haben.

   9. Filterapparat nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch tangentiale Richtung des am oberen Behälterende vorgesehenen Anschlussrohres.