DE10003455A1 - Kompakte, zusammenschiebbare Filtereinheit zur Wasseraufbereitung mit einer wechselbaren Filterkartusche aus Elastomermaterial - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine tragbare, kompakte und zusammenschiebbare, Filtereinheit zur Wasseraufbereitung, in die eine, von einer zu behandelnden Flüssigkeit durchströmbare, wechselbare und mit Granulat 12 befüllbare Filterkartusche eingesetzt ist, die an der Zu- und Ablaufseite einsteckbare Grobfilter besitzt, mit deren Hilfe das Granulat im Innern der Kartusche durchströmbar und im wesentlichen unverlierbar gehalten wird. Das eingesetzte Filterkartuschengehäuse 5 besteht aus einem Elastomermaterial, vorzugsweise Silikonkautschuk.

Description

Die Erfindung betrifft eine tragbare, kompakte und zusammenschiebbare, Filtereinheit zur Wasserauf­ bereitung, in die eine, von einer zu behandelnden Flüssigkeit durchströmbare, wechselbare und mit Granulat befüllbare Filterkartusche aus Elastomermaterial eingesetzt ist, die an der Zu- und Ablauf­ seite einsteckbare Grobfilter besitzt, mit deren Hilfe das Granulat im Innern der Kartusche durchström­ bar und im wesentlichen unverlierbar gehalten wird, gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Tragbare Kleinfilter sind Geräte, die sich aufgrund ihrer Grösse und ihres Gewichts einfach auf Reisen, Expeditionen und zur Verwendung in Wochenendhäusern und Katastrophengebieten verwenden las­ sen. Sie weisen in der Regel ein Gehäusevolumen von einem Liter oder weniger und einem Gewicht von weniger als einem bis zwei Kilogramm auf, sodaß sie von einer Person bequem mitgenommen und platzsparend verpackt werden können. Ebenso ist denkbar, daß diese Geräte als stationäre Einhei­ ten dann zum Einsatz kommen, wenn es sich um Gegenden handelt die mit Trinkwasser schlecht oder nicht versorgt werden.

Bekannte Geräte dieser Art, die auch als Tropffilter bezeichnet werden, besitzen Filtereinsätze mit Granulatfüllung, Filterkerzen und weitere verschiedene Filtervarianten. Ein derartiges Gerät, mit einer Aktivkohlefüllung, wurde in den USA unter der Nummer U.S. Pat. No. 36430 TN 1 beschrieben. Hierzu liegt dem Anmelder ein Prospekt sowie ein Muster dieses Gerätes, das von der Fa. F. Schultheiss in 64546 Mörfelden-Walldorf, unter der Bezeichnung H2OK vertrieben wurde, vor. Als anmeldende Firma wurde in deren Prospektunterlagen die Firma Better Livings Laborities, USA, genannt. In diesem vorgenannten Gerät, das Stand der Technik ist, wird die zur Filtrierung eingefüllte Aktiv­ kohle direkt in das Filtergehäuse eingefüllt und mit kraftschlüssig eingesetzten Grobfiltern, die aus ei­ nem runden, durchbrochenen Kunststoffteller und einer Ronde aus Feinfiltergewebe bestehen, nach unten und oben hin, zur Lagesicherung des Kohlegranulats, verschlossen.

Ein derartig aufgebautes Gerät hat jedoch den Nachteil, daß beim Transport, die lose eingesetzten Kunststoffteller und Feinfiltergewebe herausfallen können und sich dann das Filtergranulat im ge­ samten Filterinnenraum verteilt. Der Filter wird dadurch unbrauchbar. Die technische Gestaltung des Filters erzeugt zwangsläufig eine hohe Bauform. Der Filter wird dadurch äusserst unhandlich und lässt sich nur schwer platzsparend mitnehmen oder verstauen. Ein weiterer Nachteil des Filtergerätes be­ steht darin, dass das verwendete Kunststoffmaterial, insbesondere bei niedrigen Aussentemperaturen, zur Versprödung neigt und damit die Gefahr besteht, dass z. B. während einer Expedition ein Bruch ein­ tritt der ein lebensnotwendiges Gerät zur Trinkwasserversorgung, unbrauchbar macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, kompakte und kostengünstige Filtervorrichtung zu schaf­ fen, die den Anforderungen von Einsätzen im häuslichen Bereich, sowie extremen Anforderungen bei Touren im Freien, gerecht wird. Es sollte weiterhin möglich sein, mobile und stationäre Filtereinheiten mit wechselbaren Filtereinsätzen auszustatten, die zum einen kostengünstig wiederbefüllt werden können, zum andern, die Möglichkeit bieten, den Filtereinsatz als komplettes Element auszutauschen. Desweiteren soll durch die Flexibilität des Materials der Filterkartusche ein Austausch, der in die, im Fil­ terbehälter oben und unten angebrachten Einrastnuten eingesetzten Grobfilter, ohne großen Aufwand und Werkzeug möglich sein. Für die sichere Trennung von verschmutzter und gefilterter Flüssigkeit, innerhalb des Filtergerätes, ist es unerlässlich, eine geeignete Dichtung vorzusehen, die den oberen verschmutzten Einlaufbereich vom unteren sauberen Auslaufbereich trennt. Der für die Herstellung der Filterbehälter verwendete Elastomerwerkstoff soll deshalb als Dichtung und Rutschhemmung ge­ genüber der Gehäusewand des Aufnahmegehäuses wirken, zum andern, soll er die kraftschlüssige Befestigung im Aufnahmegehäuse ermöglichen. Um bei extremer Kontaminierung eine Gesundheits­ gefährdung des Filteranwenders zu verhindern, soll der Filtereinsatzes durch materialbedingte Antihaft- und sterilisiereigenschaften, gut zu reinigen und einfach und ohne Werkzeug zu montieren sein. Die Außenabmessungen, insbesondere der Filtereinheit die im Freien verwendet und transportiert wird, sollten dabei so klein wie möglich gehalten sein um platzsparend verpackt werden zu können. Ein beidseitiger Verschluß der Einfüll- und Austrittsöffnung ist angezeigt um Verschmutzungen des Fil­ terinnenraumes beim Transport und bei der Lagerung zu verhindern.

Diese Aufgaben werden durch den Hauptanspruch 1 gelöst.

Eine vorteilhafte erfindungsgemäss gestaltete Filtereinheit zeigt einen einfachen technischen Aufbau mit gleichzeitig hoher Betriebszuverlässigkeit und kostengünstiger Herstellung.

Es ist dabei besonders vorteilhaft wenn sich erfindungsgemäss, die Filtereinheit durch ineinanderschie­ ben so verkleinern lässt, dass sie bequem und platzsparend mitgeführt und verpackt werden kann.

Die in der Filtereinheit eingesetzte erfindungsgemäss gestaltete Filterkartusche kann zur Erneuerung wahlweise als komplette Einheit ausgetauscht werden, oder aus kostengründen nur mit einer neuen Granulatfüllung befüllt werden, da die erforderlichen Zubehörteile wie Filterkartuschengehäuse und Grobfilter wiederverwendbar sind.

Weitere Vorteile bietet der unkomplizierte Aufbau der eine einfache Demontage und Montage, ohne Werkzeug, beim Austausch der kompletten Filterkartusche, des Granulats und der in der Filterkartu­ sche eingesetzten Grobfilter, ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Filterkartusche besteht aus einem Elastomerwerkstoff der über einen Tempe­ raturbereich von -50°C bis +180°C uneingeschränkt flexibel und praktisch unzerstörbar bleibt und da­ mit die geforderten Dicht- und Halte- und Montageeigenschaften aufweist.

Die bei einer möglichen Dekontaminierung der Filterkartusche erforderlichen hohen Temperaturen stellen kein Problem dar, da der Werkstoff eine hohe Temperaturbeständigkeit bis 180°C aufweist.

Die Flexibilität des verwendeten Elastomerkautschuks ist weiterhin beim Einsetzen der Grobfilter in die dafür vorgesehenen Einrastnuten vorteilhaft und unbedingt notwendig.

Der an der Einlaufseite eingesetzte Grobfilter dient neben der Lagesicherung des Granulats, auch zur Vorfilterung der einströmenden Flüssigkeit und sorgt damit auf längere Zeit für eine gute Durchström­ barkeit der Filterkartusche.

Es ist vorteilhaft, wenn erfindungsgemäss die Maschenweite des Feinfiltergewebes 250-300 µm be­ trägt. Mit einem solchen Filtergewebe kann der Partikelaustritt des Granulats mit einer minimalen Korngröße von 400 µm, im wesentlichen verhindert werden.

Ein kostengünstige Variante ist dann gegeben, wenn wie in dem erfindungsgemässen Aufbau, ein und dieselbe Filterkartuschengröße für ein stationäres, starres und ein mobiles, ineinanderschiebbares, kompaktes Gerät, verwendet werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den anliegen­ den Zeichnungen Blatt 1-3.

Es zeigen

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemässen stationären Filtereinheit mit einem im Mittelteil abgesetztem Filterergehäuse.

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Filterkartusche mit eingesetzten Grobfiltern und angedeuteter Granulatfüllung.

Fig. 3 eine spezielle Ausführung der Halterippen der Filterkartusche.

Fig. 4 eine weitere Gestaltungsmöglichkeit der Halterippen der Filterkartusche.

Fig. 5 die Draufsicht des aus Ring und Filtergewebe zusammengesetzten Grobfilters

Fig. 6 eine Querschnittsansicht der speziellen Ausführungsform einer erfindungsgemäs­ sen Filtereinheit, mit eingesetzter Filterkartusche, bei der die beiden rohrförmigen Gehäuseteile auseinandergezogen sind.

Fig. 7 eine Querschnittsansicht der Filtereinheit, mit eingesetzter Filterkartusche, bei der die rohrförmigen Gehäuseteile platzsparend ineinandergeschoben sind.

Die in Fig. 1 insgesamt dargestellt Filtereinheit besteht aus einem feststehenden rohrförmigen Gehäu­ seteil 1, das an der Oberseite mit einem Deckel 2 verschlossen ist. Der Deckel besitzt eine oder meh­ rere Entlüftungsöffnungen 3. In dieses Gehäuseteil 1 ist eine komplette Filterkartusche die aus den Teilen 5, 7, 11 und 12 besteht, so eingesetzt, dass der seitliche Randbereich 4 der Filterkartusche, so­ wie der obere, im Durchmesser vergrösserte, ringförmig angeordnete Randbereich 5, als Dichtung gegenüber der inneren Gehäusewandung 6, wirken. Zusätzlich wird erreicht, dass das Filterkar­ tuschengehäuse 7, kraftschlüssig im Gehäuseteil 1 festgehalten wird. Die Auslauföffnung 8 ist mit ei­ nem Stopfen 9 verschlossen um ein Austropfen eventuell zurückgebliebener Flüssigkeitsreste zu ver­ hindern. Die untere Gehäusewand 10 umschliesst die komplette Filterkartusche so, dass beim Ge­ brauch oder Transport keine Verformung oder Beschädigung derselben entstehen kann.

Die in Fig. 2 im Querschnitt dargestellte erfindungsgemässe Filterkartusche besteht aus dem Kartu­ schengehäuse 7, der Granulatfüllung 12, vorzugsweise Aktivkohle, und die in die Einrastnut 15 einge­ setzten oberen und unteren Grobfilter 11. Nach längerem Einsatz kann zur Verbesserung der Filterwir­ kung diese Kartusche als komplette Einheit erneuert und in das Filtergehäuse 1 eingesetzt werden, oder nach Ausbau der Kartusche und nach der Entnahme des oberen Grobfilters 11, kann nur ein Austausch des Granulats erfolgen, da die Kartusche 5 und der Grobfilter 11 wiederverwendbar sind. Die Anordnung des oberen Grobfilters über der Granulatfüllung 12, hat den Vorteil, dass grobe Schwebstoffe nicht in das Filtergranulat gelangen können und somit einer frühzeitigen Verschmutzung des Filtergranulates entgegenwirken, zum andern wird durch den unteren Grobfilter ein Austritt des Granulats 12 aus der Filterkartusche verhindert. Ein wesentlicher Austritt des Granulats durch das Fil­ tergewebe ist deshalb nicht möglich, da die Maschenweite des Feinfiltergewebes 17, 250-300 µm be­ trägt und die kleinsten Partikel des Granulats mindestens 400 µm betragen. Die dargestellte Auslauf­ öffnung 8 kann je nach Anwendung durch eine andere Form ersetzt werden. Um einen ungehinderten Abfluss der durchlaufenden und gereinigten Flüssigkeit zu erreichen, ist der Bodenbereich 27 trichter­ förmig ausgeführt. Erfindungsgemäß besteht das Kartuschengehäuse 7 aus einem Elastomerwerk­ stoff, vorzugsweise Silikonkautschuk, der innerhalb des Temperaturbereiches von -50°C bis +180°C flexibel bleibt und somit die notwendigen chemikalienbeständigen und elastischen Eigenschaften be­ sitzt.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen die möglichen Varianten 13 und 14 des oberen zylindrischen Randbereiches 5 des Filterkartuschengehäuses. Dieser Bereich hat neben der Eigenschaft, als zusätzliche Dichtung zwischen dem oberen Gehäusebereich 28 und dem unteren Gehäusebereich 29, zu wirken, die Auf­ gabe, die Filterkartusche beim Verschieben der Rohrstücke 18 und 19, kraftschlüssig im unteren Ge­ häusebereich 29 an der Innenwand 6, sicher zu halten.

Der in der Draufsicht Fig. 5 dargestellt Grobfilter besteht aus einem ringförmigen Gebilde 16, das mit dem Feinfiltergewebe 15, durch ultraschallschweißen, prägen, einlegen, verpressen, so verbunden ist, dass eine Einheit entsteht die so stabil ist, dass sie das Einsetzen der Grobfilter 11 in die Einrastnuten 15, ermöglicht.

Das in Fig. 6 im Querschnitt gezeigte erfindungsgemäße Filtergehäuse zeigt eine besonders gut zu transportierende und platzsparende Ausführung in die eine komplette Filterkartusche eingesetzt ist. Die Besonderheit dieser Ausführung liegt darin, dass das obere Rohrstück 18 über das untere Rohr­ stück 19 geschoben werden kann und damit eine gewünschte kompakte Einheit entsteht. Damit das Gehäuse im auseinandergezogenen Zustand stabil bleibt und nicht selbständig wieder ineinander glei­ tet, wird, beim Auseinanderziehen der beiden Rohrstücke 18 und 19, das obere Rohrstück 18 mit ei­ nem eingezogenen Bund 21 so mit der ringförmigen Verdickung 20 des unteren Rohres kraftschlüssig verpresst, das eine stabile Einheit entsteht. Der obere seitliche Randbereich 4 der Filterkartusche ga­ rantiert bei diesem Verschiebevorgang, durch die Flexibilität des Materials, die geforderte Abdichtung des oberen Gehäusebereiches 28 vom unteren Gehäusebereichs 29.

Eine Ausführungsvariante eines Verschlussdeckels 22 mit Entlüftungsbohrungen 3 ist ebenso wie die Verschlusskappe 23 aus Elastomermaterial, vorzugsweise Silikonkautschuk, hergestellt. Anstelle des Elastomermaterials kann aber auch ein Thermoplastkunststoffmaterial eingesetzt werden. Als Beson­ derheit weist die Verschlusskappe 23 einen mittig angeordneten konischen Zapfen 24 auf, der beim Aufsetzten der Kappe 23 auf das Rohrende, die Auslauföffnung 8 zwangsläufig verschliesst um eine Verschmutzung derselben zu verhindern. Ausserdem wurde der Randbereich 25 doppelt angeordnet um eine grössere kraftschlüssige Klemmwirkung am unteren Teil des Rohres 19 zu erzielen. Diese größere Klemmwirkung soll ein unbeabsichtigtes Abstreifen der Verschlusskappe 23 verhindern. Die Verschlusskappe 23 besitzt zusätzlich eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen.

Das in Fig. 7 im Querschnitt dargestellt erfindungsgemäße Filtergehäuse zeigt die Situation wenn die Rohrstücke 18 und 19 ineinandergeschoben sind und die gewünschte kompakte Form ergeben. Der beim Zusammenschieben, durch Kompression entstehende Luftüberdruck innerhalb des Filtergehäu­ ses kann durch die Entlüftungsbohrungen 3 im Verschlussdeckel 22, entweichen.

Während die vorangegangene Beschreibung eine zur Zeit bevorzugte Ausführung der Erfindung be­ schreibt, so muß darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.

Claims (13)

1. Die Erfindung betrifft eine tragbare, kompakte und zusammenschiebbare, Filtereinheit zur Wasser­ aufbereitung, in die eine, von einer zu behandelnden Flüssigkeit durchströmbare, wechselbare und mit Granulat 12 befüllbare Filterkartusche aus Elastomermaterial eingesetzt ist, die an der Zu- und Ablauf­ seite einsteckbare Grobfilter besitzt, mit deren Hilfe das Granulat im Innern der Kartusche durchström­ bar und im wesentlichen unverlierbar gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Filterkartuschengehäuse 5 aus einem Elastomermaterial, vorzugsweise Silikonkautschuk, besteht.

2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterkartuschengehäuse 7 mit ei­ ner oder mehreren ringförmigen Einrastnuten 15 ausgestattet ist.

3. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterkartuschengehäuse 7 im un­ teren Bereich eine trichterförmige Auslaufform 27 besitzt.

4. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterkartuschengehäuse 7 einen Randbereich 4 und 5 aufweist, der gegenüber der Gehäuseinnenwand des Rohres 1 als Dicht- und Halteelement wirkt.

5. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich 5 eine glatte Aussen­ form hat.

6. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich 5, Halterippen 13 be­ sitzt.

7. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich 5, Halterippen 14 be­ sitzt.

8. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Filtereinheit aus ei­ nem beidseitig offenen Rohr 1 besteht, das im Mittelteil eine Durchmesserverjüngung zur Auflage des Filterkartuschengehäuses 7 aufweist.

9. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil 1 aus Kunststoff oder Metall besteht.

10. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil aus zwei rohrförmi­ gen Gebilden 18, 19 besteht, die sich ineinanderschieben lassen.

11. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmigen Gebilde 18, 19 aus Kunststoff oder Metall bestehen.

12. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Verschliessen der offenen Rohrenden eingesetzten Kappen 22 und 23 mit Entlüftungsöffnungen 3 versehen sind.

13. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammengesetzte Grobfilter 11 durch ein geeignetes Verbindungsverfahren so hergestellt ist, dass eine nicht lösbare Verbindung zwi­ schen dem Ring 16 und dem Feinfiltergewebe 17 entsteht.