Filtereinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere für unter Druck stehende Flüssigkeiten, sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben.
Die erfindungsgemässe Filtereinrichtung besitzt eine oder mehrere parallel geschaltete Filtereinheiten, welche je einen abschliessbaren Einlass für die zu filtrierende Flüssigkeit und einen abschliessbaren Auslass für das Filtrat aufweisen, wobei die Auslassseite jeder Filtereinheit über je ein erstes Abschlussventil an eine zu einem Spülmittelbehälter führende Leitung und die Einlassseite über je ein zweites Abschlussventil an eine Ablaufleitung angeschlossen ist, sowie eine Steuerung, mittels weicher mindestens die Venr tile in einer vorwählbaren Reihenfolge betätigbar sind.
Das Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemä ssen Filtereinrichtung besteht darin, dass zum Filtrieren der Einlass für die zu filtrierende Flüssigkeit sowie der Auslass für das Filtrat geöffnet und die beiden Abschlussventile geschlossen werden, dass danach zur Reinigung der Filterelemente der Einlass und der Auslass geschlossen und die beiden Abschlussventile geöffnet werden, so dass die Filtereinheit durch aus dem Spülmittelbehälter zufliessendes Spülmittel in zur vorangehenden Phase entgegengesetzter Richtung durchströmt wird, dass anschliessend zum Wiederauffüllen des Spülmittelbehälters der Einlass für die zu filtrierende Flüssigkeit geöffnet und das zweite Abschlussventil geschlossen wird, wodurch frisches Filtrat dem Spülmittelbehälter zufliesst,
wonach schliesslich der Filtratauslass geöffnet und das erste Abschlussventil geschlossen wird und somit der zum Filtrieren erforderliche Zustand wieder hergestellt ist, wobei die Steuerung in einstellbarer Weise die Zeitfolge der Verfahrensschritte bestimmt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt:
Fig. 1 ein den Aufbau andeutendes Schema einer erfindungsgemässen Filtereinrichtung,
Fig. 2 eine Aussenansicht der Gehäuse der in Fig. 1 dargestellten Filtereinheiten sowie schematisch einige Anschlussmöglichkeiten (Fig. 2a, 2b, 2c),
Fig. 3 ein in der Filtereinrichtung gemäss Fig. 1 verwendbares Filterelement im Schnitt.
Die in Fig. 1 dargestellte Filtereinrichtung weist zwei parallel geschaltete Filtereinheiten 2 und 3 auf.
Jede Filtereinheit besteht aus einer eigentlichen, die Filterelemente 4 enthaltenden Filterkammer 5, deren Einlass 6 und Auslass 7 durch je eine Vorkammer 8 bzw. 9 abgeschlossen ist. Die beiden Vorkammern 8 und 9 besitzen je zwei seitlich gegenüberliegende Stutzen 10 und 11, die derart angeordnet sind, dass eine beliebige Anzahl Filtereinheiten durch Verbindung an den Stutzenflanschen parallel geschaltet werden können. Der Auslass jeder Filterkammer ist mittels eines Rohrkolbenventils 12 und der Einlass mittels eines Rohrkolbenventils 13 abschliessbar.
Die rohrförmigen, axial bewegbaren Ventilkörper der Rohrkolbenventile 12, 13 bilden ihrerseits einen Teil der Verbindungsleitung zu Abschlussventilen, von denen jeweils das erste, 14, dem Rohrkolbenventil 12 zugeordnete, die Filtereinheit mit einer zu einem Spülmittelbehälter 15 führenden Leitung 16 und jeweils das zweite, dem Rohrkolbenventil 13 zugeordnete, 17, an eine Ablaufleitung 18 angeschlossen ist. Eine Steuerung 19, die eine mittels eines Synchronmotors 20 angetriebene und auf Abtastorgane 21 einwirkende Nockenwalze 22 aufweist, betätigt auf an sich bekannte Weise die Ventile 12, 13, 14 und 17 und ist derart ausgebildet, dass sowohl die Reihenfolge wie auch die Zeitfolge der Betätigung vorwählbar ist.
Die Rohrkolbenventile 12 und 13 sowie die ersten Abschlussventile 14 und die zweiten Abschlussventile
17 werden durch eine über die Steuerung 19 vermittelte Hilfskraftquelle, wie beispielsweise Druckluft, gegen eine Rückstellkraft betätigt, und zwar derart, dass bei Ausbleiben der Hilfskraft die Rohrkolbenventile 12 und 13 offen und die Abschlussventile 14 und 17 geschlossen bleiben. Der an die Leitung 16 angeschlossene Spülmittelbehälter 15 ist als Druckgefäss ausgeführt und über ein Dreiwegventil 23, das ebenfalls durch die Steuerung 19 betätigt wird, über eine Druckluftleitung 24 an eine nicht dargestellte Druckluftquelle bzw. über eine Entlüfterleitung 25 an die Umgebung anschliessbar.
In der in Fig. 1 dargestellten Stellung sind beide Filtereinheiten 2 und 3 parallel in den Filterzyklus eingeschaltet. Zu filtrierende Flüssigkeit fliesst in Richtung des Pfeiles 26 in die Filtereinheiten. Durch die Einlassöffnungen 6 gelangt die zu filtrierende Flüssigkeit in den die Filterelemente 4 umgebenden Raum der Filterkammern 5 und durchdringt die filternde Oberfläche der Filterelemente 4 beider Filtereinheiten in Richtung je zu einer zentralen Sammelleitung 28 hin, die über den Auslass 7 in die auslassseitige Vorkammer 9 führt. Von hier aus fliesst die nunmehr als Filtrat zu bezeichnende Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles 27 ab.
Die aus der zu filtrierenden Flüssigkeit abgetrennten Verunreinigungen lagern sich auf der Aussenwand der Filterelemente 4 ab und verstopfen in zunehmendem Mass die Poren der Filterflächen bis zu einem Punkt, da der Druckabfall und/oder der Durchsatz zwischen Einlass und Auslass wirtschaftlich vertretbare Grenzen über- bzw. unterschreitet.
Das Eintreten dieses Zustandes kann durch vorhergehende Versuche zeitlich voraussehbar sein oder von Mal zu Mal mittels geeigneter Druckmessgeräte festgestellt werden. In diesem Zeitpunkt hat der Reinigungszyklus der Filterelemente einzusetzen. Die Steuerung 19, die mittels eines nicht dargestellten Zeitschalters mit vorwählbaren Schaltintervallen oder mittels eines ebenfalls nicht dargestellten, zwischen Eine und Auslass geschalteten Differentialpressostaten auslösbar sein kann, betätigt nun die Ventile in einer vorwählbaren Zeit- und Reihenfolge, damit die Reinigung der Filterelemente durchgeführt wird. Bei aus einer Mehrzahl von Filtereinheiten bestehenden Filtereinrichtungen, wie in diesem Ausführungsbeispiel, wird die Steuerung vorzugsweise so eingestellt, dass die Filtereinheiten der Filtereinrichtung gruppenweise dem Reinigungszyklus unterworfen werden.
In diesem Beispiel sollen zunächst die Filterelemente der Filtereinheit 2 dem Reinigungszyklus unterworfen werden. Für die Filterelemente der Filtereinheit 3 verläuft der Reinigungszyklus analog. Zu Beginn des Reinigungszyklus wird durch Betätigung der entsprechenden Rohrkolbenventile 12, 13 sowohl Auslass wie auch Einlass der Filtereinheit 2 geschlossen. Anschlie ssend wird das zuvor geschlossene Ventil 17 zur Ablaufleitung und das zuvor ebenfalls geschlossene Ventil 14 zur Spülmittelleitung geöffnet. Damit ist die Filtereinheit 2 an den Spülmittelbehälter 15 einerseits und an den Ablauf 18 anderseits angeschlossen.
Nun betätigt die Steuerung 19 das Dreiwegventil 23 und setzt damit den Spülmittelb eh älter dem Druck der Druckluftquelle aus. Dadurch wird Spülmittel über die Leitung 16 durch das Ventil 14 in die nun an den Rohrkolben des Rohrkolbenventils 12 auge- schlossene Auslassöffnung 7 der Filtereinheit 2 gepresst und von da aus durch die zentrale Sammelleitung 28 in die Filterelemente 4 und von innen durch die Filterflächen nach aussen in den die Filterelemente umgebenden Raum der Filterkammer 5. Beim Durchströmen der Filterflächen in entgegengesetzter Richtung löst das Spülmittel die in den Poren der Filterflächen haftenden Verunreinigungen und reisst diese mit.
Von der Filterkammer 5 aus fliesst das nun mit Verunreinigungen gesättigte Spülmittel über die Einlassöffnung 5 in den Rohrkolben des (geschlossenen) Rohrkolbenventils 13 und über das (offene) Ventil 17 in den Ablauf. Diese Spülung wird mindestens so lange fortgesetzt, bis der Spülmittelbehälter leer ist. Wenn die Steuerung derart eingestellt ist, dass das Dreiwegventil den Spülmittelbehälter 15 nach dessen Entleerung eine beschränkte Zeit lang noch an der Druckluftquelle angeschlossen hält, kann die Filtereinheit 2 nach der Spülung mit Spülmittel zusätzlich noch ausgeblasen werden. Nach diesem Reinigungszyklus betätigt die Steuerung erneut das Dreiwegventil 23, damit der Spülmittelb eh älter druckfrei wird, schliesst das Abschlussventil 17 und öffnet das Rohrkolbenventil 13.
Dadurch wird die nun gereinigte Filtereinheit 2 dem Zufluss von zu filtrierender Flüssigkeit erneut geöffnet. Hingegen kann das nun neu aus der Filtereinheit 2 anfallende Filtrat noch nicht über den Auslass 7 in die Vorkammer 9 fliessen, sondern fliesst über den Rohrkolben des (noch geschlossenen) Rohrkolbenventils 12 und über das Abschlussventil 14 in die Leitung 16 und von da in den nun druckfreien Spülmittelbehälter 15, bis dieser wieder angefüllt ist. Danach wird durch die Steuerung das Abschlussventil 14 geschlossen und das Rohrkolbenventil 12 geöffnet und schaltet damit die nun gereinigte Filtereinheit 2 wieder in den Filterzyklus. Dieser gesamte Vorgang wiederholt sich nach einer einstellbaren Zeitspanne für die Filtereinheit 3.
Der soeben beschriebene Reinigungszyklus kann bei aus mehreren Filtereinheiten bestehenden Filtereinrichtungen durch eine Vorreinigung ergänzt werden, die durch entsprechende Einstellung der Steuerung durchführbar ist. Nach abgeschlossenem Filtrieren wird zunächst an einem Teil der Filtereinheiten durch Betätigung der entsprechenden Rohrkolbenventile 13 der Einlass geschlossen und die Abschlussventile 17 geöffnet. Dadurch sind die Filterkammern der der Vorreinigung unterworfenen Filtereinheiten mit dem Ablauf verbunden. Durch das Schliessen des Einlasses werden die Filterkammern druckfrei, wäh- rend die zentralen Sammelleitungen 28 noch unter dem Auslassdruck des aus benachbarten Filtereinheiten abgehenden Filtrates stehen.
Im betrachteten Teil der Filtereinheiten bewirkt das so entstehende entgegengesetzte Druckgefälle eine Umkehr der Strömung, und ein Teil des aus benachbarten Filtereinheiten stammenden Filtrates durchströmt die der Vorreinigung unterworfenen Filterelemente in entgegengesetzter Richtung und entfernt somit einen Teil der auf denselben angesammelten Verunreinigung. Nach der Vorreinigung werden durch die Steuerung am betreffenden Teil der Filtereinheiten die Rohrkolbenventile 12 geschlossen und die Abschlussventile 14 geöffnet, womit der vorstehend beschriebene Reinigungszyklus eingeleitet wird.
Zur Erhöhung der Filterwirkung können auf den Filterelementen Filterhilfsschichten aufgetragen bzw. abgelagert werden, die zu Beginn eines neuen Filterzyklus als Suspension in der zu filtrierenden Flüssigkeit entweder über den Einlauf bei geschlossenen Ventilen 17 und offenen Ventilen 13 oder aber über den Ablauf bei offenen Ventilen 17 und geschlossenen Ventilen 13 auf die äussere Fläche der Filterelemente geleitet werden und sich dort absetzen unter Bildung der eigentlichen Filterhilfsschicht.
Dabei ist es zweckmässig, die Suspension des Filterhilfsstoffes in der zu filtrierenden Flüssigkeit jeweils in einem separaten, aber über gesteuerte Ventile fest an der Einrichtung angeschlossenen Behälter (nicht dargestellt) aufzubereiten, wobei zur Aufbereitung ein über dieselbe Steuerung 19 ausgelöstes Rührwerk und zur Zuführung die ebenfalls durch die Steuerung betätigten Ventile herangezogen werden können.
In Fig. 2 ist eine Ansicht der Gehäuse der Filtereinheiten der in Fig. 1 gezeigten Filtereinrichtung dargestellt.
Die Gehäuse 30, 31 enthalten die Filtereinheit 2 bzw. 3 und sind untereinander gleich. Jedes Gehäuse besitzt einen rohrförmigen, die Filterkammer bildenden Mittelteil 37, der an einem Ende durch eine die einlassseitige Vorkammer bildende Kappe 36, am anderen durch eine die auslassseitige Vorkammer bildende Kappe 35 abgeschlossen ist.
Sowohl die einlassseitigen wie auch die auslassseitigen Vorkammerkappen 36 bzw. 35 weisen je zwei seitlich gegenüberliegende Stutzen 34 bzw. 32 auf, welche mit Flanschen versehen sind und geeignet sind, die Filtereinheiten in beliebiger Anzahl ohne weitere wesentliche Verbindungsmittel parallel geschaltet aneinanderzureihen. Beide Vorkammerkappen 36 und 35 weisen zudem stirnseitig und koaxial zu der Filterkammer 37 je eine Öffnung 39 bzw. 40 auf, die dem Anschluss der entsprechenden Rohrkolbenventile 13 bzw. 12 (Fig. 1) und Abschlussventile
17 bzw. 14 (Fig. 1) dienen.
Ein Sichtfenster 38 in jeder Filterkammer 37 zur Beobachtung der eingebauten Filterelemente im Betrieb sowie nicht dargestellte Anschlussstutzen sowohl an Filterkammer wie auch an Vorkammerkappen für Leitungen zur Probenentnahme ergänzen das Gehäuse jeder Filtereinheit.
In Fig. 2a, 2b und 2c sind einige Anschlussmöglichkeiten einer aus zwei Filtereinheiten bestehenden Filtereinrichtung schematisch gezeigt. Die auf die Figuren hinweisenden Pfeile deuten die Herkunft der Leitung der zu filtrierenden Flüssigkeit sowie die Einlassseite der Filtereinrichtung an, während die von den Figuren wegweisenden Pfeile den Auslass und die Abgangsrichtung für das Filtrat markieren. Nicht dargestellt sind die Leitungen zum sowie der Spülmittelbehälter selbst und die Leitungen zum Ablauf. Die nicht benötigten Einlass- und Auslassstutzen werden selbstverständlich jeweils mit Blindflanschen abgeschlossen.
Es versteht sich, dass solche Filtereinheiten sowohl lotrecht wie auch waagrecht eingebaut werden können, in einer oder mehreren Reihen, wobei vereinheitlichte Massgebung der Filtereinheiten einen baukastenähnlichen Aufbau von Filtereinrichtungen für verschiedenste Leistungen ermöglicht.
In Fig. 3 ist ein in der beschriebenen Filtereinrichtung verwendbares Filterelement im Schnitt dargestellt.
Längsmittig auf einen radiale Bohrungen 51 aufweisenden und als Stütznabe dienenden Rohrabschnitt 50 ist ein kreisringförmiges Stützblech aufgezogen, derart, dass die Radialbohrungen 51 je hälftig auf der einen und anderen Seite des Stützbleches 52 ausmünden.
Zu beiden Stirnseiten des Rohrabschnittes ist zunächst je ein erster Kreisring 53 aus grobmaschigem Drahtnetz als Traggewebe angeordnet. Über jedem ersten Kreisring ist ferner je ein zweiter Kreisring 54 aus feinmaschigem Filtergewebe, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, angeordnet; die erwähnten ersten und zweiten Kreisringe 53 und 54 besitzen einen dem Innendurchmesser des Rohrabschnittes 50 entsprechenden Innendurchmesser und einen im wesentlichen dem Aussendurchmesser des Stützbleches 52 entsprechenden Aussendurchmesser und sind kegelstumpf artig verformt, damit sie aufeinander und sowohl auf dem Rohrabschnitt wie auf dem Umfang des Stützbleches aufliegen.
Das auf diese Weise aufgeschichtete Filterelement wird schliesslich am Innendurchmesser durch beidseitige Verklebung mit einem flachen inneren Abschlussring 59 und am Aussendurchmesser durch ein über den Umfang gestülptes Gummiprofil 62, das zusätzlich zu beiden Seiten über je einen Ring 61 mittels einer Anzahl Schrauben und Muttern 60 axial gepresst wird, zusammengehalten.
Eine Mehrzahl solcher Filterelemente lässt sich zu einem Filtereinsatz aneinanderreihen, bei dem die inneren Abschlussringe 59 benachbarter Filterelemente unter Zwischenlage einer Dichtung aufeinan derliegen und bei dem die aneinandergereihten Rohr abschnitte so eine zentrale Sammelleitung bilden. Ein derartiger Filtereinsatz eignet sich zum Einbau in die Filterkammern 5 (Fig. 1).
Zur Erzielung eines besseren Druckausgleiches über die ganze Anzahl einen Filtereinsatz bildenden Filterelemente können diese auf ein zentrales Rohr aufgereiht werden, das einen kleineren Aussendurchmesser besitzt als der Innendurchmesser der inneren Abschlussringe 59 und das im Bereich der aufgereihten Elemente mit radialen Bohrungen versehen ist. In diesem Fall bildet das Rohr die zentrale Sammelleitung, und das zwischen den Filterelementen und dem Rohr vorhandene Spiel genügt, um einen Druckausgleich unter den verschiedenen Filterelementen herbeizuführen.
Die vorstehend beschriebene Filtereinrichtung weist wesentliche Vorteile auf. Dank baukastenähnlichem Aufbau lässt sich diese Filtereinrichtung vielseitigen Bedürfnissen anpassen. Sie lässt sich auch nach Inbetriebnahme durch Hinzufügen weiterer Filtereinheiten mit einem Mindestmass an Arbeitsaufwand erweitern. Dadurch, dass sowohl einlassseitig wie auch auslassseitig die der zu filternden und die der filtrierten Flüssigkeit dienenden Leitungen mittels einfachster Ventilkombinationen an jede Filtereinheit anschliessbar sind, wird mit Hilfe einer verhältnismässig einfachen Steuerung ein automatischer Betrieb ermöglicht, wobei der Reinigungszyklus jeweils den Verhältnissen anpassbar und ohne Demontagen durchführbar ist.
Filter device
The present invention relates to a filter device, in particular for liquids under pressure, and a method for operating the same.
The filter device according to the invention has one or more filter units connected in parallel, each having a lockable inlet for the liquid to be filtered and a lockable outlet for the filtrate, the outlet side of each filter unit via a first shut-off valve to a line leading to a detergent container and the inlet side is connected to a drain line via a second shut-off valve, as well as a control by means of which at least the valves can be operated in a preselectable sequence.
The method for operating the filter device according to the invention consists in that, for filtering, the inlet for the liquid to be filtered and the outlet for the filtrate are opened and the two shut-off valves are closed, that afterwards for cleaning the filter elements the inlet and the outlet are closed and the two End valves are opened so that the filter unit is flowed through by the detergent flowing in from the detergent container in the opposite direction to the previous phase, that then to refill the detergent container, the inlet for the liquid to be filtered is opened and the second stop valve is closed, whereby fresh filtrate flows into the detergent container ,
after which the filtrate outlet is finally opened and the first shut-off valve is closed and the state required for filtration is thus restored, the control system determining the time sequence of the process steps in an adjustable manner.
An embodiment of the subject of the invention is described with reference to the accompanying drawings, namely shows:
1 shows a diagram of the structure of a filter device according to the invention,
FIG. 2 shows an external view of the housing of the filter units shown in FIG. 1 and, schematically, some connection options (FIGS. 2a, 2b, 2c),
3 shows a filter element which can be used in the filter device according to FIG. 1, in section.
The filter device shown in FIG. 1 has two filter units 2 and 3 connected in parallel.
Each filter unit consists of an actual filter chamber 5 containing the filter elements 4, the inlet 6 and outlet 7 of which are each closed by an antechamber 8 or 9. The two antechambers 8 and 9 each have two laterally opposite nozzles 10 and 11, which are arranged such that any number of filter units can be connected in parallel by connecting them to the nozzle flanges. The outlet of each filter chamber can be closed by means of a tubular piston valve 12 and the inlet by means of a tubular piston valve 13.
The tubular, axially movable valve bodies of the tubular piston valves 12, 13 in turn form part of the connecting line to the shut-off valves, of which the first, 14, assigned to the tubular piston valve 12, the filter unit with a line 16 leading to a flushing agent container 15 and the second, the Tubular piston valve 13 associated with 17, is connected to a drain line 18. A controller 19, which has a cam roller 22 driven by a synchronous motor 20 and acting on scanning elements 21, actuates the valves 12, 13, 14 and 17 in a manner known per se and is designed such that both the sequence and the time sequence of actuation is preselectable.
The bulrush valves 12 and 13 and the first shut-off valves 14 and the second shut-off valves
17 are actuated against a restoring force by an auxiliary power source, such as compressed air, which is conveyed via the controller 19, in such a way that, if the auxiliary power fails, the tubular piston valves 12 and 13 remain open and the shutoff valves 14 and 17 remain closed. The detergent container 15 connected to the line 16 is designed as a pressure vessel and can be connected via a three-way valve 23, which is also actuated by the control 19, via a compressed air line 24 to a compressed air source (not shown) or via a vent line 25 to the environment.
In the position shown in Fig. 1, both filter units 2 and 3 are switched on in parallel in the filter cycle. Liquid to be filtered flows in the direction of arrow 26 into the filter units. The liquid to be filtered passes through the inlet openings 6 into the space of the filter chambers 5 surrounding the filter elements 4 and penetrates the filtering surface of the filter elements 4 of both filter units in the direction of a central collecting line 28 which leads via the outlet 7 into the outlet-side antechamber 9 . From here, the liquid, which can now be referred to as the filtrate, flows off in the direction of the arrow 27.
The impurities separated from the liquid to be filtered are deposited on the outer wall of the filter elements 4 and increasingly clog the pores of the filter surfaces to a point where the pressure drop and / or the throughput between the inlet and outlet exceed or exceed economically justifiable limits. falls below.
The occurrence of this state can be predictable in time through previous experiments or it can be determined from time to time by means of suitable pressure measuring devices. At this point the filter element cleaning cycle must start. The controller 19, which can be triggered by means of a time switch (not shown) with preselectable switching intervals or by means of a differential pressostat (also not shown) connected between one and the outlet, now actuates the valves in a preselectable time and sequence so that the filter elements can be cleaned. In the case of filter devices consisting of a plurality of filter units, as in this exemplary embodiment, the control is preferably set such that the filter units of the filter device are subjected to the cleaning cycle in groups.
In this example, the filter elements of the filter unit 2 should first be subjected to the cleaning cycle. The cleaning cycle runs analogously for the filter elements of the filter unit 3. At the beginning of the cleaning cycle, both the outlet and the inlet of the filter unit 2 are closed by actuating the corresponding tubular piston valves 12, 13. Then the previously closed valve 17 to the drain line and the previously closed valve 14 to the detergent line are opened. The filter unit 2 is thus connected to the detergent container 15 on the one hand and to the drain 18 on the other hand.
The controller 19 now actuates the three-way valve 23 and thus exposes the detergent to the pressure of the compressed air source. As a result, flushing agent is pressed via the line 16 through the valve 14 into the outlet opening 7 of the filter unit 2, which is now closed to the tubular piston of the tubular piston valve 12, and from there through the central collecting line 28 into the filter elements 4 and from the inside through the filter surfaces to the outside into the space of the filter chamber 5 surrounding the filter elements. When it flows through the filter surfaces in the opposite direction, the detergent dissolves the impurities adhering to the pores of the filter surfaces and carries them away.
From the filter chamber 5, the rinsing agent, which is now saturated with impurities, flows through the inlet opening 5 into the tubular piston of the (closed) tubular piston valve 13 and through the (open) valve 17 into the drain. This rinsing process is continued at least until the detergent dispenser is empty. If the control is set in such a way that the three-way valve keeps the detergent container 15 connected to the compressed air source for a limited time after it has been emptied, the filter unit 2 can also be blown out after it has been rinsed with detergent. After this cleaning cycle, the control actuates the three-way valve 23 again so that the detergent is depressurized before it gets older, closes the shut-off valve 17 and opens the tubular piston valve 13.
As a result, the now cleaned filter unit 2 is opened again to the inflow of liquid to be filtered. On the other hand, the filtrate that is now newly accumulating from the filter unit 2 cannot yet flow through the outlet 7 into the antechamber 9, but flows through the cattail of the (still closed) cattail valve 12 and through the shut-off valve 14 into the line 16 and from there into the now pressureless detergent container 15 until it is filled again. Thereafter, the control closes the shut-off valve 14 and opens the tubular piston valve 12, thus switching the now cleaned filter unit 2 back into the filter cycle. This entire process is repeated for the filter unit 3 after an adjustable period of time.
In the case of filter devices consisting of several filter units, the cleaning cycle just described can be supplemented by pre-cleaning, which can be carried out by setting the control accordingly. After filtering has been completed, the inlet is first closed on some of the filter units by actuating the corresponding tubular piston valves 13 and the closing valves 17 are opened. As a result, the filter chambers of the filter units subjected to pre-cleaning are connected to the drain. By closing the inlet, the filter chambers are depressurized, while the central collecting lines 28 are still under the outlet pressure of the filtrate leaving the adjacent filter units.
In the considered part of the filter units, the resulting opposite pressure gradient causes a reversal of the flow, and part of the filtrate from neighboring filter units flows through the filter elements subjected to pre-cleaning in the opposite direction and thus removes part of the contamination that has accumulated on them. After the pre-cleaning, the control on the relevant part of the filter units closes the tubular piston valves 12 and opens the shut-off valves 14, thereby initiating the cleaning cycle described above.
To increase the filter effect, filter aid layers can be applied or deposited on the filter elements, which at the beginning of a new filter cycle as a suspension in the liquid to be filtered either via the inlet with closed valves 17 and open valves 13 or via the drain with open valves 17 and closed valves 13 are passed to the outer surface of the filter elements and settle there, forming the actual filter aid layer.
It is advisable to prepare the suspension of the filter aid in the liquid to be filtered in a separate container (not shown) that is permanently connected to the device via controlled valves, with an agitator triggered by the same controller 19 for preparation and the likewise Valves operated by the control can be used.
FIG. 2 shows a view of the housing of the filter units of the filter device shown in FIG. 1.
The housings 30, 31 contain the filter unit 2 and 3 and are identical to one another. Each housing has a tubular central part 37 that forms the filter chamber and is closed at one end by a cap 36 that forms the inlet-side prechamber and at the other end by a cap 35 that forms the outlet-side antechamber.
Both the inlet-side and the outlet-side prechamber caps 36 and 35 each have two laterally opposite nozzles 34 and 32, which are provided with flanges and are suitable for connecting the filter units in parallel in any number without further essential connecting means. Both prechamber caps 36 and 35 also have an opening 39 and 40 on the end face and coaxially to the filter chamber 37, which are used to connect the corresponding tubular piston valves 13 and 12 (FIG. 1) and shutoff valves
17 and 14 (Fig. 1) are used.
A viewing window 38 in each filter chamber 37 for observing the built-in filter elements during operation as well as connecting pieces (not shown) both on the filter chamber and on antechamber caps for lines for sampling complete the housing of each filter unit.
In Fig. 2a, 2b and 2c some connection options of a filter device consisting of two filter units are shown schematically. The arrows pointing to the figures indicate the origin of the line of the liquid to be filtered and the inlet side of the filter device, while the arrows pointing away from the figures mark the outlet and the outlet direction for the filtrate. The lines to and the detergent container itself and the lines to the drain are not shown. The inlet and outlet connections that are not required are of course closed off with blind flanges.
It goes without saying that such filter units can be installed both vertically and horizontally, in one or more rows, with standardized dimensions of the filter units enabling a modular construction of filter devices for a wide variety of capacities.
In Fig. 3, a filter element that can be used in the filter device described is shown in section.
In the longitudinal center of a tubular section 50 having radial bores 51 and serving as a support hub, an annular support plate is drawn in such a way that half of the radial bores 51 open out on one and the other side of the support plate 52.
A first circular ring 53 made of a coarse-meshed wire mesh is initially arranged as a supporting fabric on both end faces of the pipe section. A second circular ring 54 made of fine-meshed filter fabric, for example made of stainless steel, is also arranged above each first circular ring; The aforementioned first and second circular rings 53 and 54 have an inner diameter corresponding to the inner diameter of the pipe section 50 and an outer diameter essentially corresponding to the outer diameter of the support plate 52 and are shaped like a truncated cone so that they rest on each other and both on the pipe section and on the circumference of the support plate .
The filter element stacked in this way is finally on the inside diameter by gluing on both sides with a flat inner end ring 59 and on the outside diameter by a rubber profile 62 slipped over the circumference, which is additionally pressed axially on both sides over a ring 61 by means of a number of screws and nuts 60 is held together.
A plurality of such filter elements can be lined up to form a filter insert in which the inner end rings 59 of adjacent filter elements lie on top of one another with the interposition of a seal and in which the lined up pipe sections form a central collecting line. Such a filter insert is suitable for installation in the filter chambers 5 (FIG. 1).
To achieve a better pressure equalization over the whole number of filter elements forming a filter insert, these can be lined up on a central tube which has a smaller outer diameter than the inner diameter of the inner end rings 59 and which is provided with radial bores in the area of the lined up elements. In this case, the pipe forms the central collecting line, and the play existing between the filter elements and the pipe is sufficient to bring about a pressure equalization between the various filter elements.
The filter device described above has significant advantages. Thanks to its modular structure, this filter device can be adapted to a wide range of needs. It can also be expanded after commissioning by adding additional filter units with a minimum of work. The fact that the lines to be filtered and those serving the filtered liquid can be connected to each filter unit on the inlet side as well as on the outlet side by means of the simplest valve combinations enables automatic operation with the aid of a relatively simple control system, with the cleaning cycle being adaptable to the circumstances and without dismantling is feasible.