Mechanisches Filter für Rohrleitungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisches Filter für Rohrleitungen.
Bekannte mechanische, in Rohrleitungen eingeschaltete Filter müssen immer von Zeit zu Zeit gereinigt werden, weil es sich nicht verhindern lässt, dass sich die Filteröffnungen mit der Zeit durch Schmutz und dergleichen verstopfen. Derartige Wartungsdienste sind jedoch meist recht umständlich und teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zeiträume zwischen zwei Wartungsdiensten wesentlich grösser wählen zu können als dies bei bekannten Filtern bisher der Fall war, ohne dass zuvor ein Schaden eintritt. Dabei ist es bereits bekannt, unterhalb eines Filtereinsatzes in der Rohrleitung eine Vertiefung oder einen Stutzen vorzusehen, in dem sich der von dem Filtereinsatz herabfallende Schmutz sammelt. Dies genügt jedoch in der Regel nicht, um das Verstopfen der Durchfluss öffnungen eines Filters zu verhindern. Auch ein teilweises Verstopfen des Filtereinsatzes bewirkt schon eine wesentliche Erhöhung des Durchflusswiderstandes durch den Filtereinsatz, so dass schon durch dieses teilweise Verstopfen der Durchflussöffnungen erhebliche Nachteile entstehen.
Man hat versucht, die Nachteile des teilweisen Verstopfens der Durchflussöffnungen durch. den Filtereinsatz dadurch zu beheben, dass man den Durchmesser des Filtereinsatzes wesentlich grösser gewählt hat als den Durchmesser der an das Filtergehäuse angeschlossenen Rohrleitung. Diese Massnahme erwies sich jedoch schon allein deshalb als völlig unzureichend, weil sich die Randbezirke dieses vergrösserten Filtereinsatzes wegen der geringen Fliessgeschwindigkeit im Randbereich wesentlich schneller zusetzen als im mittleren Bereiche des Filtereinsatzes.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten mechanischen Filter und besteht darin, dass am Filtergehäuse Mittel vorgesehen sind, um im Filtergehäuse die Ausbildung von Schwingungen in der Flüssigkeit zu begünstigen.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Teile dieses Ausführungsbeispiels, teilweise im Schnitt dargestellt.
In eine eine Flüssigkeit führende Leitung 1, z. B. eine Wasserleitung, ist ein mechanisches Filter 2 eingeschaltet, das aus einem schrägstehenden Sieb oder dergleichen besteht, das in dem zylindrischen Gehäuse 22 angeordnet ist. Das Wasser fliesst in der Leitung 1 in Richtung des Pfeiles 3. An der Oberseite des Filtergehäuses ist ein Rohrstutzen 13 befestigt, der noch teilweise mit Wasser, teilweise aber auch mit Luft gefüllt ist, so dass in dem Rohrstutzen ein Luftpolster eingeschlossen ist. Infolge der Druckschwankungen in der Leitung 1 ändert sich die Höhe des sich über dem Wasserspiegel 14 befindlichen Luftpolsters. Die hierdurch ermöglichte Wasserbewegung im Bereich des Filters bewirkt eine Durchspülung des Filters auch entgegengesetzt zur Strömungsrichtung 3 und bringt gegebenenfalls auch noch den Filtereinsatz 2 zum Schwingen.
Hierdurch werden bei an sich ruhender Flüssigkeit in der Leitung 1 im Filtereinsatz festgesetzte Teilchen gelöst, die dann wegen der Schrägstellung des Filters 2 ungehindert nach unten sinken können.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann auch beispielsweise eine Wand des mit Flüssigkeit gefüllten Rohrstutzens 13 durch eine Membran oder dergleichen gebildet sein.
Der Erfindung liegt nämlich die Erkenntnis zugrunde, dass sich in dem Rohrnetz innerhalb und ausserhalb von Gebäuden die Druckverhältnisse ständig ändern. Bei dem Filter 2, bei dem im Bereich des Filtergehäuses 22 ein die Ausbildung von Schwingungen begünstigendes Mittel, nämlich ein Luftpolster, vorgesehen ist, führt daher die Flüssigkeitssäule, angeregt durch die sich ständig ändernden Druckverhältnisse in Verbindung mit der Federwirkung des Luftpolsters, stets Schwingungen aus. Die schwingende Flüssigkeitssäule tritt daher kurz hintereinander in wechselnden Richtungen durch den Filtereinsatz 2 hindurch und verhindert dadurch, dass sich Schmutz in den Durchflussöffnungen des Filtereinsatzes 2 festsetzt.
Wenn der Filtereinsatz 2 aus einem etwas nachgiebigem Material besteht, beispielsweise aus Kunststoff oder aber aus einem Drahtsieb, so nimmt der Filtereinsatz 2 an diesen Schwingungen, möglicherweise mit einer kleineren Amplitude, teil. In diesem Falle wird nicht nur ein Verstopfen der Durchflussöffnungen des Filtereinsatzes 2 dadurch verhindert, dass die Flüssigkeit Schwingbewegungen relativ zu dem ebenfalls schwingenden Filtereinsatz 2 durchführt, sondern auch dadurch, dass durch die mechanischen Schwingungen des Filtereinsatzes 2 Verunreinigungen von dem Filtereinsatz gelöst werden.
Für die Erfindung ist wesentlich, dass die Flüssigkeitssäule ins Schwingen kommt und dadurch der Filtereinsatz 2 entweder selbst in Schwingung gerät oder zumindest die Flüssigkeit in einer Schwingbewegung durch den Filtereinsatz 2 hindurchtritt.
Wird als ein die Ausbildung von Schwingungen begünstigendes Mittel eine federnde Membran oder dergleichen gewählt, so muss diese selbstverständlich so stark bemessen sein, dass sie die auftretenden Wasserdrücke aufzunehmen vermag.
Wird als ein die Ausbildung von Schwingungen begünstigendes Mittel ein Luftpolster verwendet, so kann bei einer Ausführungsform der Erfindung das Luftpolster von der Flüssigkeit durch eine biegsame Membran, z. B. Kunststoffolie oder dergleichen, getrennt sein. In den Hohlraum, in dem das Luftpolster angeordnet ist, kann ein Ventil 21 münden, das zum Einfüllen von Druckluft oder zum Entlüften des Hohlraumes benutzt werden kann.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass der Filtereinsatz 2 sich nicht mehr verstopfen kann und daher dieser Filtereinsatz auch nicht mehr gewartet und ausgewaschen werden muss. Sollte diese selbstreinigende Wirkung des Filters 2 in Ausnahmefällen nicht ganz in dem beabsichtigten Umfang eintreten, so sind doch die Zeiträume, innerhalb derer Wartungsdienst durchgeführt werden muss, gegenüber den bekannten Filtern und Filtereinsätzen ganz wesentlich verlängert.
Bei der Ausführungsform der Erfindung ist der Filtereinsatz 2 eben ausgebildet und auf der Filtratseite ist eine Rückschlagklappe 19 schwenkbar angeordnet, die beispielsweise auf Verlangen der Behörden in derartige Leitungen eingebaut werden soll. In diesem Falle kann es zweckmässig sein, das die Schwingungen der Flüssigkeitssäule begünstigende Organ auf der Filtratseite des Filters anzuordnen.
Zum Auffangen des sich im Filter 2 absetzenden Schmutzes und der durch die Schwingungen des Luftpolsters abgelösten Teilchen ist ein Stutzen 4 vorgesehen, der unterhalb des Filters 2 an das Filtergehäuse 22 angeschlossen ist, so dass sich die Verunreinigungen ausserhalb des Flüssigkeitsstromes absetzen können. In diesem Stutzen 4 ist ein Schauglas 5 vorgesehen, welches den Füllzustand dieses Stutzens erkennen lässt. Am unteren Ende des Stutzens ist ein Absperr- und Auslaufventil 6 angeschraubt. Das untere Ende der Innenwand des Stutzens 4 ist trichterförmig ausgebildet, so dass sich das untere Ende ohne Stoss auf den Durchmesser des Einlassquerschnittes des Ventiles 6 verjüngt.
Das Küken 7 des Ventils ist so aufgebaut, dass der untere Auslassquerschnitt 8 des Stutzens 4 im wesentlichen ohne Stoss in den Abflusskanal 9 des Kükens 7 übergeht, so dass beim Öffnen des Ventiles der Schmutz aus dem Stutzen 4 vollständig herausgespült werden kann. Das Küken ist ausserdem mit einem Vierkant 10 versehen, auf den ein entsprechender Schlüssel aufgesteckt werden kann. Ein Ausflusskanal 12 des Absperrventiles ist mit einer Schraubkappe 11 verschlossen.
Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass sich bei diesem Spülen in dem Stutzen 4 keine Winkel bilden, die nicht von dem Wasserstrom erfasst und gereinigt werden. Sie erlaubt, dass der Stutzen 4 in kürzester Zeit leicht und gründlich durch kurzzeitiges Öffnen des Absperr- bzw.
Auslaufventiles gereinigt werden kann, wogegen der Filtereinsatz selbst wegen der durch die Schwingungen der Flüssigkeit bzw. des Filtereinsatzes nicht besonders gereinigt werden muss.
Bei der bisher beschriebenen Anordnung kann zum Auswaschen des als Schmutzfang dienenden Stutzens 4 das ungefilterte Wasser benutzt werden, das über die Leitung 1 von rechts dem Filter zufliesst. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn zusätzlich noch eine Umgehungsleitung 15 vorgesehen wird, wie es bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel der Fall ist. Die Umgehungsleitung verbindet die Zulaufleitung zum Filter mit dem Rohrstutzen 13, der das Luftpolster enthält und der auf der Abflussseite des Filters 2 in das Filtergehäuse 22 mündet.
Die Umgehungsleitung 15 mündet unterhalb des Wasserspiegels 14 in den Rohrstutzen 13. Um von Zeit zu Zeit die Höhe des Luftpolsters in dem Rohrstutzen 13 auf einen geeigneten Wert einstellen zu können, ist am oberen Ende des Stutzen 13 ein Rückschlagventil 21 angebracht, welches sowohl das Einpumpen von Luft in diesen Stutzen als auch das Ablassen von Luft ermöglicht. Es kann auf diese Weise dafür Sorge getragen werden, dass sich die Mündung der Umgehungsleitung 15 im Stutzen 13 stets unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 14 befindet.
In der Umgehungsleitung 15 ist ein Absperrventil 16 angeordnet. Ein weiteres Absperrventil 17 befindet sich in der Zuflussleitung 1 im Bereich zwischen der Abzweigung der Umgehungsleitung 15 und dem Ventilgehäuse 22. Durch Schliessen des Ventiles 17 und Öffnen des Ventiles 16 wird die Eingangsseite des Filters 2 umgangen und bei Öffnen des Auslaufventiles 6 der Filtereinsatz entgegengesetzt zur normalen Strömungsrichtung vom Wasser durchflossen. Hierdurch wird bei der Reinigung des als Schmutzfang dienenden Stutzens 4 zugleich das Filter 2 durch das rückströmende Wasser gereinigt.
Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass selbst dann, wenn in Ausnahmefällen die durch das Schwingen erfolgte Selbstreinigung des Filters 2 nicht ausreicht, das Filter 2 durch einen kräftigen Wasserstrom rückgespült werden kann, wenn das Absperrventil 17 in der Zuflussleitung geschlossen und die Absperrventile 16, 6 in der Umgehungsleitung und am unteren Ende des als Schmutzfang dienenden Stutzens geöffnet werden.
Dabei ist noch von besonderem Vorteil, dass bei der Reinigung des Filters die Versorgung des angeschlossenen Verbrauchers mit Wasser nicht unterbrochen zu werden braucht, weil das Filter 2 durch die Umgehungsleitung 15 überbrückt ist. Ausserdem sind die Kosten für eine solche Umgehungsleitung 15 mit Ventil 16 nicht sehr hoch, weil diese Leitung einen geringen Querschnitt haben kann.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem das Luftpolster enthaltenden Rohrstutzen 13 unterhalb des Wasserspiegels 14 eine weitere Leitung mit einem Zapfhahn 18 anW geschlossen. Diese Leitung kann an sich eine beliebige Länge haben und auch mehrere Zapfstellen aufweisen. Diese Zapfstellen ermöglichen es, dem Leitungsnetz gefiltertes Wasser zu entnehmen, das noch keiner weiteren Behandlung unterworfen worden ist. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn dem Filter 2 eine Phosphat oder Chlorimpfstelle nachgeordnet ist, zu bestimmten Zwecken aber ein zwar gefiltertes, jedoch ungeimpftes Wasser benötigt wird.
Zweckmässig sind sowohl in dem als Schmutzfang dienenden Stutzen 4 als auch in dem Filtergehäuse 22 im Bereich des Filters 2 Schaugläser 5, 20 angeordnet, durch die beobachtet werden kann, ob der als Schmutzfang dienende Stutzen 4 mit Schmutz angefüllt ist und ob der Filtereinsatz 2 einwandfrei arbeitet.
Wie die Zeichnung ferner zeigt, kann auf der Rückseite des Filters 2 eine Rückschlagklappe 19 angeordnet sein, welche die sonst häufig verwendeten bzw. von Wasserwerken vorgeschriebenen Rückschlagventile in der dem Filter 2 nachgeschalteten Leitung ersetzen kann. Die Rückschlagklappe 19 ist im Bereich ihres oberen Randes an der Hinterfläche des Filters 2 schwenkbar gelagert. Der Sitz für die Klappe wird dabei von dem undurchlässigen Filterrahmen gebildet. Wenn ein ebener Filtereinsatz 2 in Verbindung mit einer Rückschlagklappe 19 verwendet wird, so hebt der durch den Filtereinsatz 2 hindurchströmende Flüssigkeitsstrom die Rückschlagklappe 19 von dem Filtereinsatz 2 ab. Zur Beobachtung der Rückschlagklappe 19 ist auch in dem Filtergehäuse 22 ein Schauglas 20 angeordnet.
Die in der Zeichnung dargestellte Lage der Rückschlagklappe 19 zeigt an, dass die Leitung 1 nicht von Wasser durchströmt wird, weil strömender Wasser die Klappe 19 vom Filter 2 abheben würde. Der Winkel, den die Klappe 19 bei strömendem Wasser mit dem Filter 2 bildet, ist ein Mass für die Wassermenge, die die Leitung 1 durchfliesst. Es wäre ohne weiteres möglich, auf dem Schauglas 20 eine Messskala anzubringen, auf der dann die Rückschlagklappe nach Art eines Zeigers die die Leitung 1 durchfliessende Wassermenge anzeigt.
Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Luftpolster auf die Flüssigkeit einwirkt und dieses Luftpolster in einem Stutzen 13 angeordnet ist, kann in diesem Stutzen 13 ebenfalls noch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Schauglas angeordnet sein, das erlaubt, das Volumen des Luftpolsters zu beobachten. In diesem Falle kann, wenn die in dem Luftpolster eingeschlossene Luftmenge bekannt ist, aus der Grösse des Luftpolsters der in dem Rohrsystem herrschende Wasserdruck abgelesen werden.
Zu diesem Zweck kann das Schauglas eine Skala aufweisen.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
Insbesondere können bei Ausführungsformen der Erfindung die Umgehungsleitung 15, besondere Zapfstellen 18 und/oder die Rückschlagklappe 19 entfallen. Auch ist eine andere Ausbildung des als Schmutzfänger dienenden Rohrstutzens möglich. Eine weitere Abwandlung könnte darin bestehen, dass die Umgehungsleitung und/oder die Zapfstellen getrennt von dem das Luftpolster enthaltenden Rohrstutzen 13 in das Filtergehäuse 22 einmünden.