DE10012186A1 - Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus - Google Patents

Abstract

Zur gleichmäßigen, zufriedenstellenden und automatischen Entfernung von Fremdkörpern, die sich an einem Filter angesammelt haben, weist die Vorrichtung ein Gehäuse (1) mit einem Einlassabschnitt (11) und einem Auslassabschnitt (12), einen Filter mit einer großen Zahl gestapelter/geschichteter elastischer Filterchips, zwischen denen eine Filterlücke für den Durchgang des zu filternden Fluids ausgebildet ist, und ein Stellglied (3) zum Expandieren der Filterlücke zwischen Federelementen beim Rückwaschen, sowie einen Rückwaschkanal (4) auf, durch den Rückwaschfluid durch das Filter (2) fließen kann.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtervor­ richtung mit einem Rückwaschmechanismus, mit dem eine Verstopfung durch Rückwaschen eines Filters entfernt wird, wobei ein Waschfluid in einer Richtung geführt wird, die der des zu filternden Fluids entgegengesetzt ist.

Stand der Technik

Es sind Vorrichtungen mit unterschiedlichen Strukturen als Filtervorrichtungen bekannt, die ein Rückwaschen unter Verwendung eines Rückwaschfluides durchführen können. Im allgemeinen wird bei einer Filtervorrichtung, in der eine poröse Filterfläche aus metallischem Material oder dgl. gebildet wird, beim Beginn des Rückwaschens unter Verwendung eines Rückwaschfluides, bei dem Fremdkörper, die sich an einem Teil des Filters angesammelt haben, zuerst entfernt werden, der Durchflussratenwiderstand dieses Filterteiles wesentlich reduziert. Aus diesem Grund tritt das Rückwaschfluid haupt­ sächlich durch den Filterteil, von dem die Fremdkörper entfernt wurden, und der Druck des Rückwaschfluides wirkt nicht in gewünschtem Maße auf den anderen Filterteil. Als Folge hiervon ist es nicht möglich, die Fremdkörper gleich­ mäßig von der gesamten Filterfläche zu entfernen.

Das oben genannte Problem erschwert das automatische Rück­ waschen des Filters ohne zusätzliche Wartung des Filters. Mit anderen Worten ist es herkömmlicherweise notwendig, die Fremdkörper, die durch das Rückwaschen nicht in zufrieden­ stellender Weise entfernt werden können, manuell oder auf ähnliche Weise zu entfernen, insbesondere wenn eine Vielzahl von Filtern nebeneinander angeordnet ist und die Filter ohne Betriebsunterbrechung der Gesamtvorrichtung rückgewaschen werden, indem die Filter gegeneinander ausgetauscht werden. Es wurde daher festgestellt, dass das Rückwaschen des Filters nicht vollständig automatisiert werden kann und daher Manpower erfordert.

Andererseits ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-272315 ein Filter beschrieben, bei dem ein fadenförmi­ ger Körper, der Maschen eines Filtergrundkörpers bildet, Fadengruppen umfasst, die jeweils an einer äußeren Umfangs­ seite und einer inneren Umfangsseite angeordnet sind, wobei Bereiche der beiden Fadengruppen voneinander in Umfangs­ richtung beabstandet sind, um die Maschengröße zu ändern. Bei diesem Filter können Späne oder dgl., die die Maschen verstopfen, entfernt werden, indem die Maschengröße vergrößert wird. Da aber die Größe der Maschen geändert wird, indem die Phasen der Fadengruppen an der äußeren Umfangseite und der inneren Umfangseite gegeneinander verschoben werden, kann die Maschengröße nur über einen begrenzten Bereich geändert werden, und der Filter erfüllt nicht notwendigerweise die Anforderungen, die aufgrund der zu filternden Objekte gestellt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filter­ vorrichtung mit einem Rückwaschmechanismus zu schaffen, um Fremdkörper, die sich auf dem Filter angesammelt haben, gleichmäßig, zufriedenstellend und vor allem automatisch entfernen zu können.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Filterlücken beim Rückwaschen zu stabilisieren und den Vergrößerungsgrad der Filterlücken entsprechend dem zu filternden Gegenstand beliebig einzustellen, indem der Filter aus einer großen Anzahl aufeinander gestapelter/geschichteter elastischer Filterchips gebildet wird.

Ein automatisches Rückwaschen des Filters ohne zusätzliche Wartung und Manpower wird erreicht, indem eine Vielzahl von Filtervorrichtungen, die Seite an Seite angeordnet sind, während der Verwendung der Anordnung ausgetauscht werden.

Erfindungsgemäß wird eine Filtervorrichtung mit Rückwasch­ mechanismus vorgeschlagen, die ein Gehäuse mit einem Eingangs­ bereich und einem Ausgangsbereich für zu filterndes Fluid, ein zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich in dem Gehäuse angeordnetes zylindrisch geformtes Filter mit einer Vielzahl nebeneinander geschichteter/gestapelter elastischer Filterchips, wobei eine Filterlücke für den Durchgang des zu filternden Fluides zwischen den entsprechenden Filterchips vorgesehen ist, einen Rückwaschkanal, in dem ein Waschfluid in einer der Richtung des zu filternden Fluids entgegengesetz­ ten Richtung durch den Filter geführt wird, und Lückenver­ größerungsmittel zum Vergrößern der Filterlücken des Filters beim Rückwaschen durch das Waschfluid aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Filter durch einen Federdraht gebildet, der zu einer Spule gewunden ist, wobei eine Vielzahl von Kerben zur Bildung der Filterlücken an dem Federdraht ausgebildet ist, und wobei die Lückenvergrößerungsmittel durch ein Stellglied zum Antreiben des Federdrahtes in einer Richtung, in der die gegenüberlie­ genden Enden des Federdrahtes auseinanderbewegt werden, gebildet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Filter durch Aufstapeln/Schichten einer Vielzahl von ringförmigen Blattfederelementen gebildet, wobei jedes der Blattfederelemente einen Federbereich zur Vergrößerung einer Lücke zwischen dem Blattfederelement und einem angrenzenden Blattfederelement durch die Federkraft und einen beim Zusammendrücken des Filters als Stopper dienenden vor­ springenden Bereich zur Bildung der Filterlücke mit einer festgelegten Größe zwischen entsprechenden Blattfederelementen aufweist, wobei die Lückenvergrößerungsmittel durch ein Stellglied gebildet werden, und wobei das Stellglied beim Filtern die geschichteten Blattfederelemente entgegen der Vorspannkraft der Federbereiche zusammenpresst und die Kompression beim Rückwaschen aufhebt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Filter durch abwechselndes Aufstapeln/Schichten einer Vielzahl ringförmiger Blattfederelemente und Filterplatten gebildet, wobei jedes der Blattfederelemente in Dickenrichtung eine Wellenform aufweist, bei Kompression zu einer Plattenform abgeflacht wird und bei fehlender Kompression wieder die Wellenform annimmt, um eine Lücke zwischen dem Blattfeder­ element und der angrenzenden Filterplatte zu bilden, wobei jede der Filterplatten an ihrer gegenüberliegenden Vorder- und Rückseite eine große Anzahl von Filternuten in Radialrichtung aufweist, wobei die Lückenvergrößerungsmittel durch ein Stellglied gebildet werden, und wobei das Stellglied beim Filtern die Blattfederelemente entgegen der Vorspannkraft der Federelemente zusammendrückt und beim Rückwaschen den Druck aufhebt.

Die Filtervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform weist vorzugsweise eine oder mehrere zwischenliegende Halteplatten auf, die an einem Mittelabschnitt des Filters angebracht sind, und Lückeneinstellmittel zum Anhalten der mittleren Halteplat­ ten in einer Position, in der die Filterlücken beim Expandie­ ren des Filters durch Betätigen des Stellgliedes vergleich­ mäßigt werden.

Die Filtervorrichtungen weisen außerdem vorzugsweise einen Differentialdrucksensor zur Feststellung einer Verstopfung auf der Basis einer Druckdifferenz zwischen Primär- und Sekundär­ seiten des Filters und eine Steuerung zur Steuerung der Lückeneinstellmittel auf der Basis eines Ausgangs (Outputs) des Differenzdrucksensors auf.

Die Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung wird üblicherweise eingesetzt, indem eine Vielzahl von Vorrichtungen parallel zueinander angeordnet wird, wobei immer eine von ihnen verwendet wird und eine nicht verwendete Vorrichtung durch Rückwaschen zur Wiederverwendung recycelt wird. Andererseits wird eine einzelne Filtervor­ richtung durch Recyceln der Vorrichtung verwendet, indem sie während einer Stillstandszeit eines Maschinenzyklus rückge­ waschen wird, da die für das Rückwaschen erforderliche Zeit nur wenige Sekunden oder weniger beträgt.

Bei der Verwendung der Filtervorrichtung werden in dem zylindrischen Filter festgelegte Filterlücken ausgebildet. Beim Rückwaschen werden andererseits die Filterlücken durch die Mittel zum Expandieren der Filterlücken des Filters oder durch die Vorspannkraft der großen Zahl geschichteter elastischer Filterchips vergrößert. Wenn das Rückwaschfluid durch den Rückwaschkanal geführt wird, wird daher die Entfernung der Fremdkörper, die sich auf den entsprechenden Teil des Filters angesammelt haben, durch das Rückwaschfluid erleichtert und die manuelle Entfernung der Fremdkörper ist nicht mehr notwendig. Werden beim Expandieren der Filterlücken während des Rückwaschens Positionen der mittleren Halteplat­ ten, die in dem mittleren Bereich des Filters vorgesehen sind, durch die Lückeneinstellmittel so eingestellt, dass alle Filterlücken im Wesentlichen gleichmäßig sind, kann die Effizienz des Rückwaschens weiter erhöht werden. Durch Ausbilden des Filters aus einer Vielzahl geschichteter elastischer Filterchips können die Filterlücken beim Rück­ waschen stabilisiert und der Expansionsgrad der Filterlücken entsprechend dem zu filternden Objekt beliebig eingestellt werden.

Bei dem aus spulenförmigem Federdraht gebildeten Filter der ersten Filtervorrichtung werden festgelegte Filterlücken durch Kerben ausgebildet, die in dem Federdraht vorgesehen sind, wenn die Federelemente durch das Stellglied zusammengedrückt werden. Wenn die Lücke zwischen gegenüberliegenden Enden jedes der Federelemente durch das Stellglied vergrößert wird, werden andererseits die Filterlücken in dem Federdraht durch die dem Federdraht eigene Federkraft oder durch Zusammenwirken zwischen der Federkraft und der Einstellung der Positionen der mittleren Abschnitte des Filters mit Hilfe der mittleren Halteplatten im Wesentlichen gleichmäßig expandiert.

Bei dem durch Schichten der ringförmigen Blattfederelemente gebildeten Filter der zweiten Filtervorrichtung werden die Filterlücken einer festen Größe dadurch gebildet, dass der vorspringende Bereich an jedem der Blattfederelemente beim Gegeneinanderpressen der Blattfederelemente mit Hilfe des Stellgliedes als Stopper dient. Andererseits werden, wenn das Zusammendrücken der Blattfederelemente durch das Stellglied aufgehoben wird, die Filterlücken zwischen den Blattfeder­ elementen und den angrenzenden Blattfederelementen durch den an jedem Blattfederelement vorgesehenen Filterabschnitt im Wesentlichen gleichmäßig expandiert.

Außerdem wird bei dem durch abwechselndes Stapeln/Schichten der großen Anzahl ringförmiger Blattfederelemente und Filterplatten gebildeten Filter der dritten Filtervorrichtung jedes der Blattfederelemente durch Kompression des Feder­ elementes zu einer Plattenform abgeflacht und feste Filterlüc­ ken werden zwischen den Blattfederelementen und Filternuten an den gegenüberliegenden vorder- und Rückseiten der Filter­ platten ausgebildet. Wenn andererseits das Zusammendrücken durch das Stellglied aufgehoben wird, wird jedes der Blatt­ federelemente in seiner Dickenrichtung wieder zu der Wellen­ form gekrümmt und die Filterlücken zwischen den Blattfeder­ elementen und den angrenzenden Filterplatten werden expan­ diert.

Bei den ersten bis dritten Filtervorrichtungen können die Filter durch das Stellglied nach dem Rückwaschen komprimiert werden, so dass festgelegte Filterlücken ausgebildet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen und der Zeichnung näher beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Schnitt, der die Zustände des Filterns (untere Zeichnungshälfte) und Rückwaschens (obere Zeichnungshälfte) in einer Filtervorrichtung mit einem Rückwaschmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellt.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die Zustände des Filterns (untere Hälfte) und Rückwaschens (obere Hälfte) in dem Filter darstellt.

Fig. 3 ist eine veranschaulichende Darstellung, die zeigt, wie bei der Verwendung einer Vielzahl von Filter­ vorrichtungen mit Rückwaschmechanismen gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorrichtungen gegenein­ ander ausgetauscht werden.

Fig. 4 ist ein Schnitt, der einen Rückwaschzustand in einer Filtervorrichtung mit einem Rückwaschmecha­ nismus gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 5 ist ein Schnitt, der Zustände des Filterns (untere Hälfte) und Rückwaschens (obere Hälfte) in dem Filter zeigt.

Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Filters.

Fig. 7 ist ein Schnitt, der einen Zustand des Rückwaschens in einer Filtervorrichtung mit einem Rückwasch­ mechanismus gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 8 ist eine Ansicht von hinten der Vorrichtung gemäß Fig. 7.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht des Filters.

Fig. 10A ist eine Vorderansicht eines Blattfederelements des Filters.

Fig. 10B ist eine Seitenansicht des Filters.

Fig. 11 ist eine Vorderansicht einer Filterplatte des Filters.

Fig. 12 ist eine Ansicht entlang einer Linie A-A in Fig. 11.

Fig. 13 ist ein Schnitt, der einen Zustand des Rückwaschens in einer Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfasst die Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform ein Gehäuse 1 mit einem Eingangsbereich 11 und einem Ausgangsbereich 12, ein aus einer Vielzahl nebeneinander gestapelter/geschichteter elastischer Filterchips geformtes expandierendes und kontrahierendes zylindrisches Filter 2, das in dem Gehäuse 1 zwischen dem Eingangsbereich 11 und dem Ausgangsbereich 12 angeordnet ist, ein Stellglied 3 zum Zusammenpressen des Filters 2 beim Filtern, um eine Filterlüc­ ke einer festgelegten Größe zwischen jeweiligen Filterchips zu erreichen, und zum Aufheben der Kompression des Filters 2 beim Rückwaschen, um die Filterlücken zu expandieren, einen Rückwaschkanal 4, durch den Fluid zum Rückwaschen des Filters 2 fließt, und einen Differenzdrucksensor 5 zum Feststellen einer Druckdifferenz zwischen einer Primärseite und einer Sekundärseite des Filters 2.

Das Gehäuse 1 weist den Eingangsbereich 11 für zu filterndes Fluid an einem Ende in einer Axialrichtung des Gehäuses 1, den Ausgangsbereich 12 für das gefilterte Fluid an dem anderen Ende des Gehäuses 1, und ein Rückwaschfluid-Zufuhrrohr 41, das den Rückwaschkanal 4 bildet, durch den das Rückwaschfluid fließt, in der Nähe des Ausgangsbereiches 12 auf, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Ein inneres Ende des Rückwaschfluid- Zufuhrrohres 41 steht mit einem Rückwaschfluid-Zufuhrabschnitt 42 in Form eines scheibenförmigen Behälters in Verbindung, der zusammen mit dem Rückführrohr 41 den Rückwaschkanal 4 bildet. Der Ausgangsbereich 12 tritt durch den Rückwaschfluid- Zufuhrabschnitt 42 und öffnet sich in das Gehäuse 1.

Wie im Detail in Fig. 2 dargestellt ist, wird das Filter 2 in eine zylindrische Gestalt geformt, indem ein zu einer Spule gewundener Federdraht verwendet wird. Ein Ende des Filters 2 ist an einem Umfang des Ausgangsbereiches 12 befestigt, der durch den Rückwaschfluid-Zufuhrabschnitt 42 hindurchtritt, und das andere Ende des Filters 2 ist an einer Endplatte 31 befestigt, die zur Bewegung in einer Axialrichtung des Filters 2 durch Antrieb des Stellgliedes 3 gehalten wird. Eine festgelegte Anzahl von Kerben 22 ist in im Wesentlichen gleichen Abständen pro Windung des das Filter 2 bildenden Federdrahtes vorgesehen, wodurch beim Zusammendrücken des Filters 2 die Filterlücken festgelegt werden.

In geeigneten Positionen in Axialrichtung des Filters 2 ist eine Vielzahl von mittleren Halteplatten 35, die sich bewegen, wobei sie durch die Führungsstangen 33 geführt werden, an bestimmten Abständen angeordnet und mittlere Bereiche des das Filter 2 bildenden Federdrahtes sind an den mittleren Halteplatten 35 befestigt. Der Federdraht kann an den mittleren Halteplatten 35 befestigt werden, indem der mittlere Bereich jeder Windung des Federdrahtes durch jede der mittleren Halteplatten 35 hindurchgeführt wird, so dass er an der gegenüberliegenden Seite vorsteht, oder indem die Windungen des Federdrahtes an einer den mittleren Halteplatten 35 entsprechenden Position abgeschnitten und die Schnittenden jeweils an den mittleren Halteplatten 35 befestigt werden. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist außerdem eine Vielzahl von Rückwaschfluid-Spritzrohren 43, die von einem Umfang des Ausgangsbereiches 12 in dem Rückwaschfluid-Zufuhrabschnitt 42 vorstehen, in das Filter 2 eingesetzt, und eine große Zahl von Löchern 43a zum Herausspritzen des Rückwaschfluides ist an den Umfangsflächen der Rohre 43 ausgebildet.

Das Stellglied 3 dient dem Ausbilden der Filterlücken mit festgelegter Größe zwischen jeweiligen Filterchips, indem der das Filter 2 bildende Federdraht beim Filtern zusammengedrückt wird, und dem Expandieren der Filterlücke beim Rückwaschen des Filters 2, und wird durch eine bekannte Zylindervorrichtung gebildet.

Das Stellglied 3 wird durch eine nicht dargestellte Steuerung gesteuert, wenn der Differenzdrucksensor 5 eine Druckdifferenz zwischen der Primärseite und der Sekundärseite des Filters 2 und damit eine Verstopfung des Filters 2 festgestellt hat, und bewegt die Endplatte 31 in eine Richtung zum Expandieren der Filterlücken des Filters 2. Eine Kolbenstange 32, die beim Antrieb durch das Stellglied 3 hin und her bewegt wird, ist luftdicht von einer Seitenfläche an einem Eingangsbereich 11 des Gehäuses 1 eingesetzt. Die Endplatte 31 ist an der Spitze der Stange 32 befestigt. Die Vielzahl von Führungsstangen 33, die entlang der Expansions- und Kontraktionsrichtung des Filters 2 vorgesehen ist, ist beweglich durch den Umfang des Filters 2 in dem Gehäuse 1 eingesetzt. An den Spitzen der Führungsstangen 33 sind Stopper 34 zum Einstellen einer Begrenzung der Lücke zwischen dem Federdraht beim Rückwaschen durch Begrenzen der Bewegung der Endplatte 31 angebracht. Die mittleren Halteplatten 35, die in geeigneten Positionen in Axialrichtung des Filters 2 vorgesehen sind, werden durch die Führungsstangen 33 geführt, um eine Verungleichmäßigung der Filterlücken des Federdrahtes zu unterdrücken und die Gleichmäßigkeit der Lücken im Wesentlichen aufrecht zu erhalten. An den Führungsstangen 33 sind als Lückeneinstell­ mittel zur Begrenzung der Bewegung der jeweiligen mittleren Halteplatten 35, die an dem Filter 2 befestigt sind, an entsprechenden Abständen Stopper 36 angebracht.

Das Bezugszeichen 15 in Fig. 1 bezeichnet einen Drainageablass für das Rückwaschfluid, der an einer Bodenfläche des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Ventilationsöffnung an einer oberen Fläche des Gehäuses 1.

Bei der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus mit dem oben beschriebenen Aufbau sind durch die an dem Federdraht vorgesehenen Kerben 22 festgelegte Filterlücken in dem Filter 2 ausgebildet, wenn das Filter 2 durch das Stellglied 3 beim Filtern zusammengedrückt wird. Beim Rückwaschen wird dagegen die Entfernung von Fremdkörpern, die sich an entsprechenden Teilen des Filters 2 angesammelt haben, durch das Rückwasch­ fluid erleichtert, weil die Filterlücken durch das Stellglied 3 oder die Federkraft des das Filter 2 bildenden Federdrahtes vergrößert werden. Ein manuelles Nacharbeiten ist nicht mehr notwendig. Beim Expandieren der Filterlücken beim Rückwaschen kann das Filter 2 noch wirksamer rückgewaschen werden, indem die Positionen der mittleren Halteplatten 35, die in mittleren Bereichen des Filters 2 vorgesehen sind, durch die Stopper 36, die als Lückeneinstellmittel zur Vergleichmäßigung aller Filterlücken des Filters 2 dienen, eingestellt werden.

Bei dem aus dem spulenförmigen Federdraht gebildeten Filter 2 gemäß der ersten Ausführungsform werden durch die an dem Federdraht vorgesehenen Kerben 22 festgelegte Filterlücken ausgebildet, wenn das Stellglied 3 den Federdraht zusammen­ drückt. Andererseits werden beim Expandieren einer Lücke zwischen gegenüberliegenden Enden des Federdrahtes durch das Stellglied 3 die Filterlücken des Federdrahtes durch die Federkraft des Federdrahtes oder durch das Zusammenwirken zwischen der Federkraft und dem Einstellen der Position der mittleren Abschnitte des Filters 2 durch die mittleren Halteplatten 35 die Filterlücken des Federdrahtes im Wesentli­ chen gleichmäßig expandiert. Hierdurch ist es möglich, Fremdkörper, die sich auf dem Filter 2 angesammelt haben, beim Rückwaschen gleichmäßig, zufriedenstellend und vor allem automatisch zu entfernen.

Durch die Verwendung einer großen Zahl elastischer Filterchips als Filter 2 ist es außerdem möglich, die Filterlücken beim Rückwaschen zu stabilisieren und einen Expansionsgrad der Filterlücken entsprechend den zu filternden Objekten beliebig einzustellen.

Wie oben beschrieben wurde, können an dem Filter angesammelte Fremdkörper durch die Filtervorrichtung mit dem Rückwasch­ mechanismus gleichmäßig, einfach und automatisch entfernt werden. Wenn die Filtervorrichtungen S1 und S2 so vorgesehen sind, dass eine Vielzahl von Filtern gegeneinander ausge­ tauscht wird, wie es schematisch in Fig. 3 gezeigt ist, ist daher ein automatisches Rückwaschen des Filters ohne Wartung und manuelle Arbeiten möglich.

In einem Fall, in dem ein durch ein Ventil V1 zugeführtes zu filterndes Fluid in der Filtervorrichtung S1 gefiltert wird und das Filter in der Filtervorrichtung S2 rückgewaschen wird, wird ein Ventil Va1, das mit einem Einlassbereich der Filtervorrichtung S1 in Verbindung steht, geöffnet, und ein Ventil Va2, das mit dem Einlassbereich der Filtervorrichtung S2 in Verbindung steht, geschlossen. In diesem Zustand wird in der Filtervorrichtung S1 ein Ventil Vb1, das mit dem Einlassbereich in Verbindung steht, geöffnet, und ein Ventil Vc1, das mit einem Rückwaschkanal in Verbindung steht, geschlossen. In der Filtervorrichtung S2 wird dagegen ein Ventil Vb2, das mit einem Auslassbereich in Verbindung steht, geschlossen und ein Ventil Vc2, das mit dem Rückwaschkanal in Verbindung steht, wird geöffnet. Zu dieser Zeit fließt das durch die Filtervorrichtung S1 gefilterte Fluid durch das Ventil V2 ab, wobei jedoch ein Teil des Fluids als Rückwasch­ fluid durch das Ventil Vc2 in die Filtervorrichtung S2 fließt, und wird nach Rückwaschen des Filters in der Filtervorrichtung 2 durch das Ventil V2, das mit dem Drainageablass in Verbin­ dung steht, abgelassen. Nach dem Rückwaschen werden die Ventile Vc2 und Vd2 geschlossen.

In einem Fall, in dem ein durch das Ventil V1 eingetretenes zu filterndes Fluid in der Filtervorrichtung S2 gefiltert und das Filter in der Filtervorrichtung S1 rückgewaschen wird, wird dagegen das Ventil Va2, das mit dem Einlassbereich der Filtervorrichtung S2 in Verbindung steht, geöffnet und das Ventil Va1, das mit dem Einlassbereich der Filtervorrichtung S1 in Verbindung steht, geschlossen. In diesem Zustand wird in der Filtervorrichtung S1 das Ventil Vb1, das mit dem Einlassbereich in Verbindung steht, geschlossen, und das Ventil Vc1, das mit dem Rückwaschkanal in Verbindung steht, wird geöffnet. Andererseits wird in der Filtervorrichtung S2 das Ventil Vb2, das mit dem Auslassbereich in Verbindung steht, geöffnet und das Ventil Vc2, das mit dem Rückwaschkanal in Verbindung steht, geschlossen. Hierbei fließt das durch die Filtervorrichtung S2 gefilterte Fluid durch das Ventil V2 ab, wobei jedoch ein Teil des Fluids durch das Ventil Vc1 als Rückwaschfluid in die Filtervorrichtung S1 fließt und nach dem Rückwaschen des Filters in der Filtervorrichtung S1 durch das Ventil Vd1, das mit dem Drainageauslass in Verbindung steht, abfließt. Nach dem Rückwaschen werden die Ventile Vc1 und Vd1 geschlossen.

Wie oben beschrieben wurde, kann bei der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus eine Vielzahl von Filtervorrichtungen S1 und S2 nebeneinander angeordnet werden, wobei irgendeine von ihnen verwendet werden kann, während die nicht verwendete andere nacheinander rückgewaschen und zur Wiederverwendung recycelt werden kann.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Bei einer Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform wird ein Filter 2 in zylindrischer Form durch Stapeln/Schichten einer Vielzahl von ringförmigen Blattfederelementen 23 gebildet, und ein Federabschnitt 23a zum Expandieren einer Lücke zwischen dem Blattfederelement und dem jeweils angrenzenden Blattfederelement durch Federkraft und ein vorspringender Bereich 23b zur Bildung einer Filter­ lücke einer festgelegten Größe zwischen jeweiligen Blattfeder­ elementen 23, wobei der vorspringende Bereich als Stopper dient, wenn das Filter 2 zusammengedrückt wird, sind an jedem der Blattfederelementen 23, vorgesehen, indem ein Abschnitt des Blattfederelements 23 herausgeschnitten und vorgebogen wird (vgl. Fig. 5 und 6). Die jeweiligen Blattfederelemente 23 sind so geschichtet, dass die Orientierung des Feder­ abschnitts 23a jeweils um 90° zu dem des Federabschnitts 23a des benachbarten Blattfederelements 23 verschoben ist.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, steht eine Innenseite des Filters 2 mit dem Ausgangsabschnitt 12 des Gehäuses 1 in Verbindung, und ein Rückwaschfluid-Spritzrohr 43, das in einen ausgespar­ ten Bereich 23c in einer Radialrichtung an einer Innenseite eines Ringes jedes der Blattfederelemente 23 eingesetzt ist, wird als Tragführung für die große Anzahl von Blattfeder­ elementen 23 verwendet, die das Filter 2 in dem zylindrischen Filter 2 bilden.

Bei der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform werden die festgelegten Filterlücken ausgebildet, wenn der vorspringende Bereich 23b an jedem der Blattfederelemente 23 als Stopper dient, wenn das durch die ringförmigen Blattfederelemente 23 gebildete Filter 2 durch eine durch das Stellglied 3 bewirkte Bewegung der Endplatte 31 zusammengedrückt wird. Andererseits wird die Filterlücke zwischen aneinander angrenzenden Blattfederelementen 23 durch den Federbereich 23a an jedem der Blattfederelemente 23 im Wesentlichen gleichförmig expandiert, wenn die Kompression der Blattfederelemente 23 durch das Stellglied 3 aufgehoben wird.

Obwohl für die zweite Ausführungsform ein Fall beschrieben wurde, bei dem die große Zahl von Blattfederelementen 23, die das Filter 2 bilden, durch das als Tragführung dienende Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 geführt werden, ist die Erfindung nicht auf diesem Fall eingeschränkt.

Da der übrige Aufbau und die Betriebsweisen der Filtervor­ richtung mit Rückwaschmechanismus der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen der der ersten Ausführungsform entsprechen, wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet. Für ähnliche oder entsprechende Bereiche werden gleiche Bezugszeichen und Buchstaben verwendet.

Die Fig. 7 bis 12 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

Wie in Fig. 7 dargestellt ist, weist die Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus gemäß der dritten Ausführungsform ein Gehäuse 1 auf, das durch Ansetzen von Endblöcken 1B und 1C an gegenüberliegenden Enden eines Zylinders 1A gebildet wird, ein Filter 2 (vgl. Fig. 7 und 9), das zwischen den Endblöcken 1B und 1C in dem Gehäuse 1 angeordnet ist und durch abwechselndes Stapeln/Schichten einer großen Zahl von ringförmigen Blatt­ federelementen 24 und Filterplatten 25 in im Wesentlichen zylindrischer Gestalt gebildet wird, ein Stellglied (Zylinder) 3 zum Gegeneinanderdrücken der Blattfederelemente 24 und der Filterplatten 25 entgegen der Vorspannkraft der Blattfeder­ elemente 24 durch Antreiben einer Endplatte 31, die den Endbereich des Filters 2 verschließt, beim Filtern, und zum Aufheben des Zusammendrückens beim Rückwaschen, sowie ein poröses Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 mit einem Rückwaschkanal 4 _, durch den Fluid zum Rückwaschen des Filters 2 fließt. Ein Differenzdrucksensor zur Feststellung einer Verstopfung des Filters 2 durch Erfassen einer Druckdifferenz zwischen einer Primärseite und einer Sekundärseite des Filters 2 und eine Steuerung zur Steuerung des Antriebs des Stellgliedes 3 auf der Basis des Outputs des Differenzdrucksensors 5 sind an der Vorrichtung angebracht, jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt.

Wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, wird das Gehäuse 1 durch Ansetzen des Endblockes 1B mit einem Einlassbereich 11 für zu filterndes Fluid an ein Ende des im Wesentlichen zylindrischen Zylinders 1A, durch Ansetzen des Endblockes 1C mit einem Auslassbereich 12 für das gefilterte Fluid an das andere Ende des Zylinders 1A und durch Befestigen von vier Ecken jedes der Endblöcke 1B und 1C mit Hilfe von Bolzen 17 und 18 gebildet. Das über ein Verbindungselement 37 mit einer Kolbenstange 32 des Stellgliedes 3 verbundene Rückwaschfluid- Spritzrohr 43 ist durch eine als O-Ring ausgebildete Dichtung luftdicht in ein Zentrum des Endblockes 1B eingesetzt, so dass das Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 in Axialrichtung des Gehäuses 1 gleiten kann. Das Verbindungselement 37 weist den Rückwasch­ kanal 4 auf, der mit dem Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 in Verbindung steht. Das Rückwaschfluid wird durch den Rückwasch­ kanal 4 zum Rückwaschen des Filters 2 zugeführt.

An dem Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 ist eine Endplatte 31 zur Befestigung eines Endes des Filters 2 angebracht, und eine Vielzahl von Rückwaschdüsen 43b zum Ausspritzen des Rückwasch­ fluides sind an im Wesentlichen gleichen Abständen in einem sich von einer Spitze des Rohres 43 bis in die Nähe der Endplatte 31 erstreckenden Bereich vorgesehen.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, ist das Filter 2 zu einer im Ganzen zylinderischen Gestalt geformt, indem abwechselnd Blattfederelemente 24 und Filterplatten 25 aufeinander gestapelt/geschichtet werden, wobei die Filterplatte 25 an gegenüberliegenden Vorder- und Rückseiten eine große Zahl von Filternuten 25a in Radialrichtung aufweist, wie es in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist. Andererseits wird das Blattfeder­ element 24 beim Zusammendrücken zu einer plattenförmigen Gestalt abgeflacht und bei fehlender Kompression in seiner Dickenrichtung zu einer wellenförmigen Form gekrümmt, so dass es die angrenzende Filterplatte in einer solchen Richtung vorspannt, dass eine Lücke zwischen der angrenzenden Filter­ platte und dem Blattfederelement ausgebildet wird, wie es in den Fig. 9, 10A und 10B dargestellt ist. Die Fig. 10A und 10B zeigen einen Bereich 24a, der sich derart krümmt, dass er nach oben vorsteht, und einen Bereich 24b, der sich so krümmt, dass er nach unten vorsteht.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist das eine Ende des Filters 2 an einer inneren Fläche des Endblockes 1C des Gehäuses 1 befestigt, wobei es den Auslassabschnitt 12 einschließt, und das andere Ende des Filters 2 ist an der auf das Rückwasch­ fluid-Spritzrohr 43 aufgesetzten Endplatte 31 befestigt. Zwischen den Endblöcken 1B und 1C ist in Axialrichtung des Filters 2 eine Vielzahl von Führungsstangen 26 an dem Umfang des Filters 2 angeordnet, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Die Führungsstangen 26 stehen mit Außenseiten der Blattfeder­ elemente 24 und der Filterplatten 25 in Kontakt, um den gestapelten/geschichteten Zustand der Blattfederelemente 24 und der Filterplatten 25 zu erhalten.

Bei der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus gemäß der dritten Ausführungsform drückt die Endplatte 31, die auf das Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 aufgesetzt ist, das Filter 2 zusammen, um die Filterlücken des Filters 2 festzulegen, indem das Rohr 43 beim Filtern durch das Stellglied gleitend in das Gehäuse 1 hinein gedrückt wird. Mit anderen Worten werden bei dem Filter 2, das durch abwechselndes Stapeln der großen Zahl von Blattfederelementen 24 und Filterplatten 25 gebildet wird, die Blattfederelemente 24 beim Zusammendrücken der Blattfeder­ elemente 24 zu einer plattenförmigen Gestalt abgeflacht, wodurch die festen Filterlücken zwischen jeder der Filternuten 25a an den gegenüberliegenden Vorder- und Rückseiten der Filterplatte 25 und dem Filterelement 24 eingestellt werden. Andererseits wird beim Rückwaschen das Zusammendrücken durch die Endplatte 31 aufgehoben, indem das Rohr 43 durch das Stellglied 3 herausgezogen wird. Jedes der Blattfederelemente 24 krümmt sich dann zu der in Dickenrichtung wellenförmigen Gestalt und die Filterlücke zwischen den angrenzenden Filterplatten 25 und Blattfederelementen 24 wird expandiert.

Da der übrige Aufbau und die Betätigungsweise der dritten Ausführungsform im Wesentlichen denen der ersten Ausführungs­ form entspricht, wird auf ihre erneute Beschreibung verzich­ tet. Ähnliche oder entsprechende Bereiche werden mit gleichen Bezugszeichen und Buchstaben bezeichnet.

Fig. 13 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Eine Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus gemäß der dritten Ausführungsform weist ein Gehäuse 1, das durch Ansetzen von Endblöcken 1B und 1C an obere und untere gegenüberliegende Enden eines Zylinders 1a mit im wesentlichen zylindrischen Gestalt, der auf einem Gestell angeordnet ist, gebildet wird, ein Filter 2 (vgl. Fig. 7 und 9), das zwischen den Endblöcken 1B und 1C in dem Gehäuse 1 angeordnet ist und einen ähnlichen Aufbau aufweist wie das Filter bei der dritten Ausführungsform, ein Stellglied 3 (Zylinder) zum Gegenein­ anderdrücken der Federelemente 24 und der Filterplatten 25 entgegen der Vorspannkraft der Blattfederelemente 24 durch Antreiben einer den Endabschnitt des Filters 2 verschließenden Endplatte 31 beim Filtern und zum Aufheben des Zusammen­ drückens beim Rückwaschen, sowie ein poröses Rückwaschfluid- Spritzrohr 43 mit einem Rückwaschkanal 4, durch den Fluid zum Rückwaschen des Filters 2 fließt, auf.

Das Gehäuse 1 wird durch Aufsetzen des oberen Endblockes 1b, der an einer Seitenfläche einen Einlassbereich 11 und einen Auslassbereich 12 für zu filterndes Fluid aufweist, auf das obere Ende des im Wesentlichen zylindrische Zylinders 1A, durch Ansetzen des unteren Endblockes 1C der an seiner Bodenfläche einen Drainageauslass 15 für das Rückwaschfluid aufweist, an das untere Ende des Zylinders 1A, und durch Befestigen der Endblöcke 1B und 1C aneinander über Zugbolzen 17 erreicht. Ein Rückwaschfluid-Spritzrohr 43, das über ein Verbindungselement 37 mit einer Kolbenstange 32 des Stell­ gliedes 3 verbunden ist, ist über eine als O-Ring 13 ausge­ bildete Dichtung luftdicht in ein Zentrum des Endblockes 1B eingesetzt, so dass das Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 in Axialrichtung des Gehäuses 1 gleiten kann.

Der Drainageauslass 15 an dem unteren Endblock 1C wird beim Filtern geschlossen, während er beim Rückwaschen des Filters 2 geöffnet wird, um das Rückwaschfluid abzuführen. Da der übrige Aufbau und die Betriebsweise der vierten Ausführungs­ form im Wesentlichen der der dritten Ausführungsform ent­ spricht, wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet. Gleiche oder ähnliche Bereiche werden mit gleichen Bezugs­ zeichen und Buchstaben bezeichnet.

Wie es im Detail beschrieben wurde, ist es mit der vorliegen­ den Erfindung möglich, eine Filtervorrichtung mit Rückwasch­ mechanismus zum gleichmäßigen, zufriedenstellenden und automatischen Entfernen von Fremdkörpern, die sich an dem Filter angesammelt haben, zu schaffen, die ein automatisches Rückwaschen des Filters ohne manuelle Arbeiten und ohne die Notwendigkeit einer Wartung durch Entfernen der Vielzahl von Filtern und Austauschen der Filter gegeneinander ermöglicht.

Da das Filter durch Stapeln/Schichten der Vielzahl elastischer Filterchips gebildet wird, so dass das Filter expandieren und kontrahieren kann, können die Filterlücken beim Rückwaschen stabilisiert und ein Expansionsgrad der Filterlücken ent­ sprechend dem zu filternden Objekt beliebig eingestellt werden.

Claims (9)

1. Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus mit einem Gehäuse (1) mit einem Einlassbereich (11) und einem Auslass­ bereich (12) für zu filterndes Fluid, einem Filter (2), der aus einer Vielzahl gestapelter/geschichteter elastischer Filterchips in im Wesentlichen zylindrischer Form gebildet wird, wobei eine Filterlücke für den Durchgang des zu filternden Fluids zwischen den Filterchips vorgesehen ist, und wobei das Filter (2) zwischen dem Einlassbereich (11) und dem Auslassbereich (12) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, einem Rückwaschkanal (4), durch den Fluid durch das Filter (2) in eine Richtung fließen kann, die der des zu filternden Fluids entgegengesetzt ist, und Lückenexpandierungsmitteln zum Vergrößern der Filterlücke des Filters (2) beim Rückwaschen durch das Waschfluid.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Filter (2) durch einen zu einer Spule gewundenen Federdraht gebildet wird, dass eine Vielzahl von Kerben (22) zur Bildung der Filterlücke an dem Federdraht ausgebildet ist, und dass die Lückenexpandierungsmittel durch ein Stellglied (3) zum Antreiben des Federdrahtes in einer solchen Richtung gebildet wird, dass die gegenüberliegenden Enden des Federdrahtes voneinander wegbewegt werden.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Filter (2) durch Stapeln/Schichten einer Vielzahl ringförmiger Blattfederelemente (23) gebildet wird, dass jedes Blattfederelement (23) einen Federbereich (23a) zum Expandieren einer Lücke zwischen dem Blattfederelement (23) und einem angrenzenden Blattfederelement (23) durch Federkraft und einen vorspringenden Abschnitt (23b) zur Bildung der Filterlücke einer fixierten Größe zwischen jeweiligen Blattfederelementen (23), indem der vorspringende Bereich (23b) als Stopper dient, wenn das Filter (2) zusammengedrückt wird, aufweist, dass die Lückenexpandierungsmittel durch ein Stellglied (3) gebildet werden, und dass das Stellglied (3) die gestapelten/geschichteten Blattfederelemente (23)entgegen der Vorspannkraft der Federabschnitte (23a) beim Filtern zusammendrückt und die Kompression beim Rückwaschen aufhebt.

4. Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine Innenseite des zylindrischen Filters (2) mit dem Ausgangsbereich (12) des Gehäuses (1) in Verbindung steht, und dass ein in das Filter (2) eingesetztes Rückwasch­ fluid-Spritzrohr (43) als Tragführung für die Blattfeder­ elemente (23) verwendet wird.

5. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Filter (2) durch abwechselndes Sta­ peln/Schichten einer Vielzahl ringförmiger Blattfederelemente (24) und Filterplatten (25) gebildet wird, dass jedes Blattfilterelement (24) in Dickenrichtung eine Wellenform aufweist, die beim Zusammendrücken zu einer plattenförmigen Gestalt abgeflacht wird und sich bei Nichtkompression zu der Wellenform zurückbildet, um eine Lücke zwischen dem Blatt­ federelement (24) und der angrenzenden Filterplatte (25) zu bilden, dass jede Filterplatte (25) an ihren gegenüberliegen­ den Vorder- und Rückseiten eine große Anzahl von Filternuten (25a) in Radialrichtung aufweist, dass die Lückenexpandie­ rungsmittel durch ein Stellglied (3) gebildet werden, und dass das Stellglied (3) die Blattfederelemente (24) beim Filtern entgegen der Vorspannkraft der Federelemente (24) gegen die Filterplatten (25) presst und das Zusammendrücken beim Rückwaschen aufhebt.

6. Filtervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine oder mehrere mittlere Halteplatten (35), die an einem mittleren Bereich des Filters (2) befestigt sind, und durch Lückeneinstellmittel zum Stoppen der mittleren Halteplatten (35) in einer solchen Position, dass die Filterlücken beim Expandieren des Filters (2) durch die Betätigung des Stell­ gliedes (3) vergleichmäßigt werden.

7. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Differenzdrucksensor (5) zur Feststellung einer Verstopfung auf der Basis einer Druckdiffe­ renz zwischen einer Primärseite und einer Sekundärseite des Filters (2) und durch eine Steuerung zur Steuerung der Lückenexpandierungsmittel auf der Basis eines Outputs des Differenzdrucksensors (5).

8. Filtervorrichtungsanordnung mit Rückwaschmechanismus, die durch parallele Verbindung einer Vielzahl von Filtervor­ richtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gebildet wird, wobei der Einlassbereich (11) jeder Filtervorrichtung (S1, S2) durch ein einzelnes Zufuhrventil (V1) mit einem gemeinsamen Zufuhrrohr für zu filterndes Fluid verbunden wird, wobei der Auslassbereich (12) jeder der Filtervorrichtungen (S1, S2) durch ein einziges Auslassventil (V2) mit einem gemeinsamen Ausgangsrohr für gefiltertes Fluid verbunden ist, und wobei der Rückwaschkanal (4) jeder der Filtervorrichtungen (S1, S2) durch ein einzelnes Rückwaschventil mit einem Waschfluid- Zufuhrrohr verbunden ist.

9. Filtervorrichtungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassrohr für gefiltertes Fluid auch als Waschfluid-Zufuhrrohr verwendet wird, und dass gefiltertes Fluid von dem Auslassrohr in den Rückwaschkanal jeder der Filtervorrichtungen geführt wird.