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.
Precoat filter
There are already self-cleaning precoat filters, i. H. those where the filter layer, e.g. B. diatomaceous earth, from the liquid to be cleaned (e.g. water) supplied under pressure to the outer surface of the filter, i.e. in front of the filter opening, and where the filter layer falls off by itself when the pressure is removed, i.e. the filter itself cleans itself.
There are also filters made up of stacked, ring-shaped elements that leave the filter slots free between them. Such filters, which have never been designed as precoat filters, have various advantages due to their structure. Since the elements can be separated from each other after loosening the connecting means which unite the elements to form a candle, repairs, replacing filter elements and cleaning the same can be carried out very easily on the filter. They also offer favorable strength and space requirements and can be reassembled precisely again and again.
The aim of the invention is to form those composed of stacked, annular elements put together filters as self-cleaning filters.
First, the problem of the proper dropping of the filter layer was assumed, because with known, self-cleaning precoat filters it happens again and again that the filter layer does not drop properly after the pressure in the liquid surrounding the filter is removed. After many attempts one came up with the following consideration:
The filter aid (e.g. kieselguhr) is dispersed in the aqueous medium. Due to its surface-active nature, the water is also absorbed on the filter aid, so that Idaself has a hydrophilic, i.e. water-friendly character.
If the filter elements are also made of a hydrophilic material or a material that is hydrophilic in character through hydration of the surface, the filter aid is bound to the carrier, i.e. to the filter elements, by partial valences and does not fall off automatically.
During the development of the filter according to the invention, the idea came up to manufacture the filter elements from hydrophobic, i.e. water-repellent material on the assumption that there is no binding to the surface with such a material and the filter aid automatically drops in a perfect manner as soon as the pressure in the Filter material falls off. Materials of the hydrophobic group are all hydrocarbons of acyclic, cyclic or mixed-basic nature and plastics made from them, such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, etc. Now, ring-shaped elements made of such plastics are injected or pressed and warp when cooling.
In the case of ring-shaped filter elements, this occurs in particular at the outer edges of the slots, so that the slot width, which is predetermined or calculated with regard to the passage of liquid, is not maintained. In addition, inaccuracies can occur during assembly.
According to the invention, it has now been possible to develop a self-cleaning filter which avoids the disadvantages set out above or meets the conditions set out above.
The precoat filter according to the invention is characterized in that the filter slots formed by two adjacent elements made of hydrophobic material each have a section with a greater width outside the section with a predetermined width.
As a result, the position with the pre-calculated width is set back in relation to the outer surface of the filter and the distance between the neighboring elements outside this position, i.e. where the elements warp when they cool down, is selected to be greater. This means that you are free to choose the suitable hydrophobic material and still strictly adhere to the precalculated slot width. This is particularly important with small slot widths of e.g. B.
0.1 to 0.15 mm or generally as small openings as were previously only achievable with grids, i.e. sieve filters.
Thanks to the structure of the filter according to the invention, particularly advantageous backwashing is also possible, which is not the case with sieve filters.
The drawing shows some exemplary embodiments of the precoat filter according to the invention.
Fig. 1 is a vertical section interrupted in its length through the first example.
Fig. 2 is a cross section to Fig. 1 between two adjacent filter elements.
FIG. 3 is a section from FIG. 1 on a larger scale.
FIG. 4 corresponds to FIG. 2 and shows the alluvial filter layer.
FIG. 5 is a larger-scale vertical section to FIG. 4.
FIG. 6 is a cross section corresponding to FIG. 2 through another embodiment and
7 shows an axial section to FIG. 6 on a larger scale.
8 and 9 are sections corresponding to FIGS. 6 and 7 of a further embodiment.
FIG. 10 is, on a larger scale, a detail from the vertical section according to FIG. 1, illustrating a backwashing device, and FIG
FIG. 11 is a cross section of FIG. 10.
According to Fig. 1, supported on a hollow bottom piece 1, circular ring-shaped elements 2 made of hydrophobic material (z. B. polystyrene) are stacked. On their upper side or on their underside, these injection-molded or pressed elements 2 have spacers 3 (FIGS. 2 and 3) which are made of one piece with them and are evenly distributed over the circumference (FIGS. 2 and 3), which are not shown in FIG. These spacers are chosen so that the inlet slots 4 (FIG. 3) left free between adjacent elements 2 at a point offset inwardly with respect to the filter outer surface 5, the previously calculated width 6 of z. B. 0.1 to 0.15 mm.
Between the point 6 and the outer surface, the slots 4 have a portion 7 which widens from the point 6 to the outside thanks to a bezel 8 on the lower surface of the upper two adjacent elements 2. If the edges of the outer slot section 7 also warp after the elements 2 have been produced when they cool down, the width of the slots in section 7 will always remain greater than at point 6, so that the precisely maintained, pre-calculated width of the point 6 does not become illusory due to the warping in game 7.
On top of the package of elements 2, a shoulder ring 9 is placed and on top of this a pipe section 10 which, by means of a shoulder 11, engages in the opening 12 of a plate 13 from which the candle-shaped filter is suspended. The parts 1, 2, 4, 9, 10 and 13 are held together by a device with a flat bar 14 to which a screw bolt 15 passing through the base piece 1 is attached below and a screw bolt 16 above, for. B. is welded. The bolt 16 passes through a cross member 17 bridging the opening 12. By tightening the upper or lower screw nut 18 or 19, the candle is held together and fastened to the plate 13.
The number of spacers 3 per element 2 is chosen so that, under the action of the flat bar 14 placed under tension, an undesired deformation of the elements 2, ie. H. a change in the precalculated slot width at point 6 is avoided. The spacers 3 can be moved further inward than in FIG. 2. This has the advantage that the slots on the circumference are not interrupted, but are circumferential.
FIGS. 4 and 5 show the filter layer floating on during operation of the filter according to FIGS. 1 to 3 (e.g. for water purification). The filter aid layer 20 (for example kieselguhr), which is continuously fed from the aqueous medium during operation, enters the widened slot sections 7 and there forms, to a certain extent, annular ribs. In the event of pressure fluctuations in the water surrounding the filter, these ribs give the filter layer 20 a hold against undesired slipping. Outside the filter layer 20, the dirt layer 21 is deposited, the dirt naturally also gradually penetrating into the filter layer 20. From time to time the pressure outside the filter is released, so that thanks to the hydrophobic property of the elements 2, the filter layer 20 and the dirt layer 21 automatically fall off.
While in the example of FIGS. 1 to 3 the spacers 3 only extend up to the point 6 of the slots 4, the spacers 22 of the embodiment according to FIGS. 6 and 7 go beyond this and protrude beyond the filter outer surface 5. As a result, the filter layer 20 and dirt layer 21 are divided, which makes it easier to fall off in the case of tough dirt, which to a certain extent reinforces the filter layer 20 over time.
The example according to FIGS. 8 and 9 has spacers 3 as in FIG. 4 and separating pieces 23 which project on the outer surface 5 and which taper outward. These separating pieces assume the same function as the spacers 22 protruding beyond the outer surface 5 in FIG. 6. Here, too, the spacers 3 could be offset further inward in order to obtain circumferential slots.
The annular filter elements 2 can, instead of a circular shape, also have a different shape, e.g. B. triangular or polygonal shape. Likewise, the outer slot portion 6 of greater width can have any shape other than that shown. Instead of the flat bar 14, another connection can occur, e.g. B. cams and recesses on the spacers 3, z. B. in the manner of snaps.
It is possible, depending on the intended use of the filters, to attach a backwash device, that is to say to send washing liquid from the inside to the outside through the slots 4. The device shown in FIGS. 10 and 11 can be used for this purpose, in which the candle does not have to be removed for backwashing, as is the case, for example, in FIG. B. is necessary for mesh filters.
Since the inside of the filter is halved by the flat rod 14, the backwashing device has a crescent-shaped distributor piece 24 with a semicircular groove 25 on its circumference. A blind bore 26 opens into this groove 25, to which a tube 28 inserted into the distribution piece 24 is connected via a bore 27. For backwashing, the device 24, 28 is inserted into the filter through the opening 12 of the plate 3 and all of the filter slots 4 are coated with it by sliding them in the vertical direction, while pressure medium 1 (e.g. water) is passed through the slots 4 from outside the filter the tube 28 and the groove 25 supplies.
As FIG. 10 shows, two slots 4 are backwashed at once at each height of the device. Of course, the distribution piece 24 could also be higher so that more than just two slots are cleaned at once. After backwashing one half of the filter, the device 24, 28 is brought to the other side of the flat rod 14.