DD252765A1 - Selbstspuelender wasserreinigungsfilter - Google Patents

Abstract

Der selbstspuelende Wasserreinigungsfilter ist anwendbar fuer saemtliche Filtrationsaufgaben der Wasseraufbereitung, bei denen ueblicherweise mit rueckspuelbaren Schwerkraftfiltern gearbeitet wird. Zweckmaessig ist die Anwendung bei Wasseraufbereitungsanlagen kleiner Kapazitaeten und Versuchsanlagen im Dauerbetrieb. Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Wasseraufbereitungsfilter oekonomischer Bauweise zu entwickeln, bei dem auf Spuelwasserpumpen, Geblaese sowie Mess- und Regeltechnik zur automatischen Filterspuelausloesung verzichtet werden kann. Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines selbstspuelenden Wasserreinigungsfilters, der nach Verbrauch einer einstellbaren Spuelwassermenge selbstaendig den naechsten Filtrationszyklus anfaehrt und dabei die Filtergeschwindigkeit frei optimierbar ist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest, indem ein selbstspuelender Wasserreinigungsfilter entwickelt wurde mit einer ueber der Filterkammer durch einen Zwischenboden abgetrennten Ventilkammer, welche mit der Filterkammer durch ein Schwimmerventil verbunden ist, einer direkt in die Ventilkammer fuehrenden Rohwasserdruckleitung, einem am Ende des Rueckspuelrohres angebrachten Schwerkraftventil, einer schwimmerventilgesteuerten Belueftungsleitung und einem nach dem Injektorprinzip funktionierenden Spuelluftzumischer im Einlauf der Verbindungsleitung zwischen Reinwasserspeicherbehaelter und Sammelkammer, welcher mit einem im oberen Niveaubereich des Reinwasserspeicherbehaelters arbeitenden Schwimmerventil verbunden ist.

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Der selbstspülende Filter kann für sämtliche Filtrationsaufgaben der Wasseraufbereitung eingesetzt werden, bei denen üblicherweise mit rückspülbaren Schwerkraftfiitern gearbeitet wird. Zweckmäßig ist die Anwendung bei Wasseraufbereitungsanlagen kleiner Kapazitäten und Versuchsanlagen im Dauerbetrieb.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind automatische Schwerkraftfilter bekannt, bei denen die Anlage in zwei oder mehr Kammern vertikal unterteilt ist, um vor allem den Spülwassereinstz zu reduzieren

Das Rohwasser fließt von oben nach unten durch das Filtermaterial und den Düsenboden in die Steigleitung zum Verbraucher.

Gleichzeitig füllt sich ein oben angeordneter, mit der Filterkammer eine konstruktive Einheit bildender Spülwassersammelbehälter mit Reinwasser auf. Durch den ansteigenden Filterwiderstand wird außerdem das Hebersystem gefüllt. Bei dem konstruktiv vorgegebenen Grenzfilterwiderstand springt der Heber an und zieht das gesamte Spülwasser sehr schnell von unten nach oben durch das Filterbett.

Während des Spülvorganges wird über das Spülrohr das Filterspülabwasser, das weiter zulaufende Rohwasser sowie ein Teil des Reinwassers (über das Unterbrecherrohr) abgeführt.

Nachteilig bei dieser Lösung ist somit, die zu Lasten der Spülwassergeschwindigkeit (Spüleffekt) gehende zusätzliche Belastung des Spülrohres mit Rohwasser und nicht an der Spülung beteiligtem Reinwasser.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Wasseraufbereitungsfilter ökonomischer Bauweise zu entwickeln, bei dem auf Spülwasserpumpen, Gebläse sowie Meß- und Regeltechnik zur automatischen Filterspülauslösung verzichtet werden kann und ein optimaler Spüleffekt bei niedrigem Spülwasserverbrauch, einfacher Bauweise und geringer Bauhöhe der Gesamtanlage erreicht sowie eine hohe Betriebssicherheit garantiert wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines selbstspülenden Wasserreinigungsfilters, der nach Verbrauch einer einstellbaren Spülwassermenge selbständig den nächsten Filtrationszyklus anfährt und dabei die genannten Nachteile der bekannten technischen Lösungen nicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, in dem über einer Filterkammer, in welcher auf einem Filterboden ein Filterbett aus körnigem Material aufgeschichtet ist, eine durch einen Zwischenboden abgetrennte Ventilkammer angeordnet ist. Die Ventilkammer ist durch ein Schwimmerventil mit der Filterkammer verbunden. Eine Rohwasserdruckleitung führt direkt in die Ventilkammer.

Am Ende des Rückspülrohres ist ein Schwerkraftventil angebracht. Das Schwerkraftventil besteht aus einem Auffangbehälter und einem Dichtungsstempel, der durch einstellbare Federkraft betätigt wird. Der Auffangbehälter wird durch Führungsbolzen lagestabilisiert. Innerhalb des Auffangbehälters befindet sich eine Heberleitung, die zur Entleerung dient.

Eine schwimmergesteuerte Belüftungsleitung mündet auf ihrer einen Seite am Ende des aufsteigenden Teils des Rückspülrohres, auf ihrer anderen Seite ist sie am Reinwasserspeicherbehälter angeordnet. Diese Belüftungsleitung ist durch ein schwimmergesteuertes Ventil absperrbar.

Im Einlauf der Verbindungsleitung zwischen Reinwasserspeicherbehälter und Sammelkammer ist ein nach dem Injektorprinzip funktionierender Spülluftzumischer angeordnet. Dieser ist mit einem im oberen Niveaubereich des Reinwasserspeicherbehälters arbeitenden Schwimmerventil verbunden.

Der selbstspülende Wasserreinigungsfilter arbeitet nach dem Prinzip des hydraulischen Hebers. Dabei wird ein Teil des in der Filterphase anfallenden Reinwassers in dem über Filterniveau liegenden Reinwasserbehälter gespeichert. Nach Erreichen eines vorgegebenen Druckverlustes wird einΉeber ausgelöst, der das gespeicherte Reinwasser entgegen der Filtrationsrichtung mit hoher Geschwindigkeit durch die Filterschicht fließen läßt und dabei die hier abgelagerten Partikel ausspült. Es wird keine zusätzliche Hilfsenergie benötigt, sondern die vorhandene potentielle Energie des Rohwassers ausgenutzt.

Der Spülluftzumischer besteht aus einer Querschnittsverengung in der Reinwasserleitung unmittelbar am Anschluß zum Reinwasserbehälter. Im Bereich der Unterdruckzone nach der Querschnittsverengung mündet eine Luftzuführungsleitung ein, die am anderen Ende durch ein vom Wasserstand im Reinwasserbehälter gesteuerten Schwimmerventil absperrbar ist. Das Absperrventil arbeitet im oberen Teil des Spülwasserbehälters, so daß die Luftzumischung nur am Anfang der Spülung erfolgt.

Ausführungsbeispiel 1

Der mittels Pumpe oder Niveaubehälter erzeugte Rohwasserzufluß (1) gelangt in den Überstauraum des Filters (2) und von dort über das offene Schwimmerventil (3) durch den Filter (4) und die Rein-, Spülwasserleitung in den Reinwasserbehälter (5). Beim Füllen des Reinwasserbehälters wird die Heberbelüftungsleitung (6) durch das schwimmergesteuerte Belüftungsventil dicht verschlossen.

Nach Füllung des Reinwasserbehälters läuft das Filtrat über den Überlauf ab. Der Filterdurchfluß entspricht dabei dem eingestellten Rohwasserzulauf. Der hydrostatische Filtervordruck steigt mit zunehmender Verschlammung des Filters entsprechend dem hydrodynamischen Druckhöhenverlust an.

Erreicht der Wasserstand im Steigrohr (8) die Überlaufleitung, so fließt der überschüssige Rohwasserteilstrom in den Auffangbehälter des durch Federkraft geschlossen gehaltene Schwerkraftventils der Heberleitung.

Nach Erreichen eines bestimmten Eigengewichtes des Auffangbehälters wird die Federkraft des Ventils überwunden und die Heberleitung geöffnet. Dadurch läuft die Ventilkammer des Filters leer bis der Schwimmer des Ventils (3) frei liegt. _ Fällt der Auftrieb des Schwimmers weg, so schließt das Ventil (3) infolge der eigenen Schwerkraft und dem Sog des strömenden Wassers schlagartig und unterbricht damit die Verbindung zwischen Ventilkammer und Filterraum.

Der beim Schließen des Schwimmerventils (3) auftretende Druckstoß bewirkt ein sofortiges Hochreißendes Filterbettes und Einleitung des Spülvorganges. Nach Schließen des Ventils (3) fließt das Wasser nunmehr infolge der vorhandenen Heberwirkung mit hoher Geschwindigkeit aus dem Spülwasserbehälter durch den Filter über die Heberleitung ab. Das während des Spülvorganges weiter zulaufende Rohwasser sammelt sich zwischenzeitlich in der Ventilkammer. Fällt der Wasserstand im Spülwasserbehälter infolge des Spülvorganges bis zu einem einstellbaren Niveau, so öffnet das schwimmergesteuerte Belüftungsventil (7) die Belüftungsleitung des Hebers, welcher dadurch zum Abreißen gebracht wird.

Filtrationszyklus beginnt.

Ausführungsbeispiel 2

Erreicht der Filterdruck einen bestimmten, am Schwerkraftventil einstellbaren Wert, so wird die Schließkraft der Federn am Schwerkraftventil überwunden und das infolge der nunmehr vorhandenen Undichtheit aus der Heberleitung austretende Wasser füllt den Auffangbehälter des Schwerkraftventils und bewirkt so ein rasches, vollständiges Öffnen des Ventils und Anspringen der Heberleitung. Dadurch beginnt die Ventilkammer (9) leer zu laufen und öffnet zunächst das schwimmergesteuerte Belüftungsventil (7).

Fällt der Wasserstand in der Ventilkammer so weit, daß der Schwimmer des Ventils (3) frei liegt, so schließt dieses schlagartig und unterbricht damit die Verbindung zwischen Ventilkammerund Filterraum. Der weitere Ablauf entspricht den unter Ausführungsbeispiel 1, dargelegten Beispiel.

Der besondere Vorteil der unter 2 dargelegten Lösung besteht im Wegfall vom Bauhöhe beanspruchenden Konstruktionsteil Steigrohr.

Die in den Ausführungsbeispielen dargelegten Lösungen zeichnen sich dadurch aus, daß der Reinwasserbehälter als separates Bauteil vorgesehen ist. Dies bietet den Vorteil, daß er z. B. reihengleich mit der Filteroberkante angebracht werden kann (Einsparung von Bauhöhe) und mehrere Filter an einem Reinwasserbehälter angeschlossen werden können.

Das entsprechend der erforderlichen Spülwassermenge im Reinwasserbehälter hochgeführte Ablaufrohr ist so gestaltet, daß dieses über ein Verbindungsrohr mit dem in gleicher Höhe geführten oben offenen Endteiles der Reinspülwasserleitung in Höhe Endwasserstand verbunden ist. Dieses im Reinwasserbehälter befindliche Endteil der Verbindungsleitung hat unmittelbar über dem Behälterboden angebrachte Öffnungen, die bei niedrigem Wasserstand wirksam werden. Dadurch wird erreicht, daß das gütegeminderte Erstfiltrat nach Filterspülung den Rein-, Spülwasserbehälter füllt und nur für die Spülungen verwendet wird.

Claims (3)

1. Selbstspülender Wasserreinigungsfilter mit auf einem Filterboden aufgeschichteten Filterbett aus körnigem Material, einem über Filterniveau angeordneten Reinwasserspeicherbehälter mit einer Verbindungsleitung, die die Sammelkammer mit dem Reinwasserspeicherbehälter verbindet und einem mit dem Überstauraum verbundenen, über das Niveau des Reinwasserspeicherbehälters führenden und unterhalb desselben ausmündenden Rückspülrohr, gekennzeichnet dadurch, daß über der Filterkammer 4 eine durch einen Zwischenboden abgetrennte Ventilkammer 2 angeordnet ist, welche mit der Filterkammer 4 durch ein Schwimmerventil 3 verbunden ist, einer direkt in die Ventilkammer 2 führenden Rohwasserdruckleitung 1, einem am Ende des Rückspülrohres angebrachten Schwerkraftventil 10, einer schwimmerventilgesteuerten Belüftungsleitung 6 und einem nach dem Injektorprinzip zu funktionierenden Spülluftzumischer im Einlauf der Verbindungsleitung zwischen Reinwasserspeicherbehälter 5 arbeitenden Schwimmerventil 7 verbunden ist.

2. Selbstspülender Wasserreinigungsfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schwerkraftventil 10 aus einem Auffangbehälter 11 und einem mittels einstellbarer Federkraft betätigten Dichtungsstempel 12 besteht, wobei der Auffangbehälter durch Führungsbolzen 13 lagestabilisiert wird und in demselben eine Heberleitung zur Entleerung angeordnet ist.

3. Selbstspülender Wasserreinigungsfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die schwimmergesteuerte Belüftungsleitung auf der einen Seite am Ende des aufsteigenden Teils des Rückspülrohres 14 mündet, auf der anderen Seite am Reinwasserspeicherbehälter angeordnet ist und durch ein schwimmergesteuertes Ventil 7 absperrbar ist.