Anschwemm-Filter
Es gibt bereits sich selbstreinigende Anschwemm Filter, d. h. solche, wo die Filterschicht, z. B. Kieselgur, von der unter Druck zugeführten, zu reinigenden Flüssigkeit (z. B. Wasser) an die Aussenfläche des Filters, also vor die Filteröffnung angeschwemmt wird und wo die Filterschicht bei Wegnahme des Druckes von selber vom Filter abfällt, das Filter sich also selbst reinigt.
Es gibt auch schon Filter aus aufeinandergeschichteten, ringförmigen Elementen, die zwischen sich die Filterschlitze frei lassen. Solche Filter, die bisher noch nie als Anschwemmfilter ausgebildet wurden, haben durch ihren Aufbau verschiedene Vorteile. Da man nach Lösen der die Elemente zu einer Kerze > vereinigenden Verbindungsmittel die Elemente voneinander trennen kann, lassen sich am Filter sehr leicht Reparaturen, Auswechseln von Filterelementen und eine Reinigung der- selben vornehmen. Sie bieten auch günstige Festigkeitsund Raumbedarfsverhältnisse und lassen sich immer wieder genau zusammenbauen.
Ziel der Erfindung ist es, solche aus aufeinandergeschichteten, ringförmigen Elementen zusammenge setzte Filter als sich selbstreinigende Filter auszubilden.
Dabei wurde zuerst vom Problem des einwandfreien Abfallens der Filterschicht ausgegangen, denn es kommt bei bekannten, sich selbst reinigenden Anschwemmfiltern immer wieder vor, dass die Filterschicht nach Wegnahme des Druckes in der das Filter umgebenden Flüssigkeit nicht einwandfrei abfällt. Man kam nach vielen Versuchen auf folgende Überlegung:
Das Filterhilfsmittel (z. B. Kieselgur) ist im wässerigen Milieu dispergiert. Durch seine oberflächenaktive Natur ist auch das Wasser auf dem Filterhilfsmittel absorbiert, so dass Idasselbe einen hydrophilen, also wasserfreundlichen Charakter erhält.
Wenn nun die Filterelemente ebenfalls aus hydrophilem Material bestehen bzw. einem solchen, das durch Hydratation der Oberfläche hydrophilen Charakter erhält, wird das Filterhilfsmittel durch Teilvalenzen an den Träger, also an die Filterelemente gebunden und fällt nicht selbsttätig ab.
Man ist daher bei der Entwicklung des erfindungsgemässen Filters auf die Idee gekommen, die Filterelemente aus hydrophobem, also wasserabweisendem Material herzustellen in der Annahme, dass bei solchem Material keine Bindung an der Oberfläche stattfindet und das Filterhilfsmittel in einwandfreier Weise selbsttätig abfällt, sobald der Druck im Filtergut abfällt. Materialien der hydrophoben Gruppe sind alle Kohlenwasserstoffe acyklischer, cyklischer oder gemischtbasischer Natur und daraus hergestellte Kunststoffe, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol usw. Nun werden ringförmige Elemente aus solchen Kunststoffen gespritzt oder gepresst und verziehen sich beim Abkalten.
Bei ringförmigen Filterelementen tritt dies insbesondere an den Aussenkanten der Schlitze auf, so dass die mit Rücksicht auf den Flüssigkeitsdurchtritt vorausbestimmte oder -berechnete Schlitzbreite nicht eingehalten wird. Ausserdem können Ungenauigkeiten bei der Montage auftreten.
Es ist nun gemäss der Erfindung gelungen, ein sich selbst reinigendes Filter zu entwickeln, das die oben dargelegten Nachteile vermeidet bzw. die oben geschilderten Bedingungen erfüllt.
Das erfindungsgemässe Anschwemmfilter ist dadurch gekennzeichnet, dass die durch je zwei benachbarte, aus hydrophobem Material bestehende Elemente gebildeten Filterschlitze ausserhalb der Partie mit vorausbestimmter Breite eine Partie mit grösserer Breite aufweisen.
Dadurch wird die Stelle mit vorausberechneter Breite gegenüber der Filteraussenfläche zurückversetzt und der Abstand der benachbarten Elemente ausserhalb dieser Stelle, also dort, wo die Elemente sich beim Abkalten verziehen, grösser gewählt. Dadurch ist man frei, das geeignete hydrophobe Material zu wählen und trotzdem die vorberechnete Schlitzbreite genau einzuhalten. Dies ist besonders wichtig bei kleinen Schlitzbreiten von z. B.
0,1 bis 0,15 mm oder allgemein so kleinen Öffnungen, wie sie bisher nur mit Gittern, also Siebfiltern, erreichbar waren.
Dank dem Aufbau des erfindungsgemässen Filters ist auch eine besonders vorteilhafte Rückspülung möglich, was bei Siebfiltern nicht der Fall ist.
Die Zeichnung zeigt einige beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Anschwemmfilters.
Fig. 1 ist ein in seiner Länge unterbrochener Vertikalschnitt durch das erste Beispiel.
Fig. 2 ist ein Querschnitt zu Fig. 1 zwischen zwei benachbarten Filterelementen.
Fig. 3 ist in grösserem Massstabe ein Ausschnitt aus Fig. 1.
Fig. 4 entspricht der Fig. 2 und zeigt die angeschwemmte Filterschicht.
Fig. 5 ist in grösserem Massstabe ein Vertikalschnitt zu Fig. 4.
Fig. 6 ist ein der Fig. 2 entsprechender Querschnitt durch eine andere Ausführungsform und
Fig. 7 in grösserem Massstab ein Axialschnitt zu Fig. 6.
Fig. 8 und 9 sind der Fig. 6 bzw. Fig. 7 entsprechende Schnitte eines weitern Ausführungsbeispiels.
Fig. 10 ist in grösserem Massstab ein Ausschnitt aus dem Vertikalschnitt gemäss Fig. 1, eine Rückspülvorrichtung veranschaulichend, und
Fig. 11 ist ein Querschnitt zu Fig. 10.
Gemäss Fig. 1 sind, abgestützt auf einem hohlen Bodenstück 1, kreisringförmige Elemente 2 aus hydrophobem Material (z. B. Polystyrol) aufeinandergeschichtet. Auf ihrer Oberseite oder auf ihrer Unterseite haben diesetgespritzten oder gepressten Elemente 2 aus einem Stück mit ihnen bestehende, gleichmässig über den Umfang verteilte Abstandhalter 3 (Fig. 2 und 3), die in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Diese Abstandhalter sind so gewählt, dass die zwischen benachbarten Elementen 2 freigelassenen Eintrittsschlitze 4 (Fig. 3) an einer gegen über der Filteraussenfläche 5 nach innen versetzten Stelle die voraus berechnete Breite 6 von z. B. 0,1 bis 0,15 mm haben.
Zwischen der Stelle 6 und der Aussenfläche haben die Schlitze 4 eine Partie 7, die sich von der Stelle 6 nach aussen hin dank einer Abfassung 8 an der untern Fläche des obern zweier benachbarter Elemente 2 verbreitert. Wenn nun nach der Herstellung der Elemente 2 beim Abkalten derselben die Kanten der äussern Schlitzpartie 7 sich auch verziehen, so wird die Breite der Schlitze in der Partie 7 immer grösser bleiben als an der Stelle 6, so dass die genau eingehaltene, vorausberechnete Breite der Stelle 6 durch das Verziehen in der Partie 7 nicht illusorisch wird.
Zuoberst auf dem Paket von Elementen 2 ist ein Schulterring 9 aufgesetzt und auf diesen ein Rohrstück 10, das mittels einer Schulter 11 in die Öffnung 12 einer Platte 13 eingreift, an welcher das kerzen- förmige Filter ausgehängt ist. Zusammengehalten werden die Teile 1, 2, 4, 9, 10 und 13 durch eine Vorrichtung mit einem Flachstab 14, an welchem unten ein durch das Bodenstück 1 hindurchgehender Schraubenbolzen 15 und oben ein Schraubenbolzen 16 befestigt, z. B. festgeschweisst, ist. Der Bolzen 16 tritt durch eine die Öffnung 12 überbrückende Traverse 17. Durch Anziehen der obern oder untern Schraubenmutter 18 bzw. 19 wird die Kerze zusammengehalten und an der Platte 13 befestigt.
Die Zahl der Abstandhalter 3 pro Element 2 ist so gewählt, dass unter der Wirkung des unter Zug gesetzten Flachstabes 14 eine unerwünschte Deformation der Elemente 2, d. h. eine Veränderung der vorausberechneten Schlitzbreite an der Stelle 6, vermieden wird. Die Abstandhalter 3 können weiter nach innen verlegt sein als in Fig. 2. Dies hat den Vorteil, dass die Schlitze auf dem Umfang nicht unterbrochen, sondern umlaufend sind.
Fig. 4 und 5 zeigen die im Betrieb des Filters gemäss Fig. 1 bis 3 (z. B. für Wasserreinigung) aufgeschwemmte Filterschicht. Die Filterhilfsmittelschicht 20 (z. B. Kieselgur), die während des Betriebes dauernd aus dem wässerigen Milieu gespiesen wird, tritt in die erweiterten Schlitzpartien 7 ein und bildet dort gewissermassen ringförmige Rippen. Bei Druckschwankungen in dem das Filter umgebenden Wasser geben diese Rippen der Filterschicht 20 einen Halt gegen unerwünschtes Abrutschen. Ausserhalb der Filterschicht 20 setzt sich die Schmutzschicht 21 an, wobei der Schmutz natürlich allmählich auch in die Filterschicht 20 eindringt. Von Zeit zu Zeit wird der Druck ausserhalb des Filters aufgehoben, so dass dank der hydrophoben Eigenschaft der Elemente 2 Filterschicht 20 und Schmutzschicht 21 selbsttätig abfallen.
Während im Beispiel der Fig. 1 bis 3 die Distanzhalter 3 sich nur bis zur Stelle 6 der Schlitze 4 erstrecken, so gehen die Distanzhalter 22 der Ausführungsform gemäss Fig. 6 und 7 darüber hinaus und stehen über die Filteraussenfläche 5 vor. Dadurch werden Filterschicht 20 und Schmutzschicht 21 unterteilt, was bei zähem Schmutz, der die Filterschicht 20 mit der Zeit gewissermassen armiert , ein Abfallen erleichtert.
Das Beispiel gemäss Fig. 8 und 9 hat Distanzhalter 3 wie in Fig. 4 und an der Aussenfläche 5 vorstehende Trennstücke 23, die sich nach aussen verjüngen. Diese Trennstücke übernehmen die gleiche Funktion wie die in Fig. 6 über die Aussenfläche 5 vorstehenden Distanzhalter 22. Auch hier könnten die Distanzhalter 3 weiter nach innen versetzt sein, um umlaufende Schlitze zu erhalten.
Die ringförmigen Filterelemente 2 können anstatt Kreisform auch eine andere Form, z. B. Dreieck- oder Vieleckform haben. Ebenso kann die äussere Schlitzpartie 6 grösserer Breite jede andere als die gezeigte Form haben. Anstelle des Flachstabes 14 kann eine andere Verbindung treten, z. B. Nocken und Vertiefungen auf den Abstandhaltern 3, z. B. in der Art von Druckknöpfen.
Es ist möglich, je nach Verwendungszweck der Filter eine Rückspülvorrichtung anzubringen, das heisst, Spülflüssigkeit von innen nach aussen durch die Schlitze 4 zu schicken. Hierzu kann die in Fig. 10 und 11 dargestellte Vorrichtung dienen, bei welcher zum Rückspülen die Kerze nicht ausgebaut werden muss, wie dies z. B. bei Siebgitterfiltern notwendig ist.
Da das Filterinnere durch den Flachstab 14 halbiert ist, hat die Rückspülvorrichtung ein halbmondförmiges Verteilstück 24 mit einer halbkreisförmigen Nut 25 an ihrem Umfang. In diese Nut 25 mündet eine Blindbohrung 26, an welche über eine Bohrung 27 ein in das Verteilstück 24 eingesetztes Rohr 28 angeschlossen ist. Zur Rückspülung führt man durch die Öffnung 12 der Platte 3 die Vorrichtung 24, 28 in das Filter ein und bestreicht damit sämtliche Filterschlitze 4 durch Verschieben in Vertikalrichtung, während man den Schlitzen 4 Druckmedium l (z. B. Wasser) von ausserhalb des Filters durch das Rohr 28 und die Nut 25 zuführt.
Wie Fig. 10 zeigt, werden in jeder Höhenlage der Vorrichtung zwei Schlitze 4 auf einmal rückgespült. Natürlich könnte das Verteilstück 24 auch höher sein, damit auf einmal mehr als nur zwei Schlitze gereinigt werden. Nach Rückspülung der einen Filterhälfte bringt man die Vorrichtung 24, 28 auf die andere Seite des Flachstabes 14.