DE102005004552A1

DE102005004552A1 - Rückspülbare Filtereinrichtung

Info

Publication number: DE102005004552A1
Application number: DE102005004552A
Authority: DE
Inventors: Bert Miecznik
Original assignee: Honeywell Technologies SARL
Current assignee: Pittway SARL
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-01
Also published as: DE102005004552B4

Abstract

Rückspülbare Filtereinrichtung, insbesondere für eine Hauswasseranlage, wobei die Filtereinrichtung einen Hauptfilter (1) umfasst, mit dem im Normalbetrieb ein zu filterndes Medium filterbar ist und das im Rückspülbetrieb zum Reinigen spülbar ist, und einen Vorfilter (2) umfasst, über das beim Rückspülen dem Hauptfilter (1) ein Spülmedium zuführbar ist, wobei die Filtereinrichtung eine Mittel zur Erzeugung eines Querstroms (Querstrommittel 3) umfasst, um im Rückspülbetrieb strömungstechnisch unmittelbar vor einem Teil des Vorfilters (2) einen Querstrom relativ zum Vorfilter (2) zur Reinigung desselben zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine rückspülbare Filtereinrichtung mit einem Hauptfilter und einem Vorfilter, wobei das Hauptfilter im Normalbetrieb ein zu filterndes Medium filtert und wobei über das Vorfilter im Rückspülbetrieb dem Hauptfilter ein Spülmedium zuführbar ist.

Eine derartige rückspülbare Filtereinrichtung ist aus der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer EP 0 723 797 B1 bekannt. Die dort offenbarte Filtereinrichtung weist ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass auf. Das Gehäuse der Filtereinrichtung besteht im Wesentlichen aus einem oberen Gehäuseteil und einem unteren Gehäuseteil, der ein verschließbares Ablassventil aufweist, über das beim Rückspülen die Spülflüssigkeit abgeführt wird. In dem Gehäuse ist das Hauptfilter und das Vorfilter eingesetzt. Der Hauptfilter besitzt eine kreiszylindrische Form und in seinem Inneren befindet sich eine Sprüh- oder Spritzvorrichtung, die auch als Impeller bezeichnet wird. Die Ausgestaltung des Impellers kann der genannten Druckschrift entnommen werden. An das Hauptfilter schließt sich nach oben konzentrisch das Vorfilter an, wobei die beiden Filter einstückig ausgebildet sind und den gleichen Durchmesser aufweisen.

In dem Vorfilter ist eine Fliehkraftpumpe angeordnet, die zwei an den Impeller angesetzte radial gerichtete Pumpenschaufeln aufweist. Im Rückspülbetrieb der Vorrichtung wird die Fliehkraftpumpe in Betrieb gesetzt, die eine Reinigung des Vorfilters bewirkt, in dem das Spülmedium entgegen der allgemeinen Fließrichtung durch die Pumpenschaufeln der Fliehkraftpumpe nach außen gedrückt wird.

Während durch den Impeller eine sehr zuverlässige Reinigung des Hauptfilters möglich ist, ist die Reinigungsleistung der Fliehkraftpumpe zum Reinigen des Vorfilters unter ungünstigen Randbedingungen nicht im gleichen Maße ausreichend. Es sind daher immer wieder Bedienereingriffe notwendig, nicht um das Hauptfilter zu reinigen, sondern um das Vorfilter zu reinigen. Derartige Bedienereingriffe sind nicht erwünscht, da möglichst wartungsfreie rückspülbare Filtereinrichtungen angestrebt werden.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rückspülbare Filtereinrichtung vorzuschlagen, bei der eine hohe Wartungsfreiheit gewährleistet ist und insbesondere das Vorfilter möglichst selbsttätig während des Rückspülbetriebes gereinigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Filtereinrichtung ein Mittel zur Erzeugung eines Querstroms (Querstrommittel) umfasst, um im Rückspülbetrieb strömungstechnisch unmittelbar vor einem Teil des Vorfilters einen Querstrom relativ zu dem Vorfilter zur Reinigung desselben zu erzeugen. Ein derartiger Querstrom quer zur Oberfläche des Vorfilters kann durch einen Rückstrom zurück durch den Vorfilter ergänzt werden, der ebenfalls durch das Querstrommittel ermöglicht wird.

Da nur ein Teil des Vorfilters von dem reinigenden Quer- oder Rückstrom erfasst wird, ist es vorteilhaft, dass das Querstrommittel beweglich vor dem Vorfilter angeordnet ist, um den erfassten Bereich verschieben zu können. Wird das Querstrommittel vor dem Vorfilter verschoben, kann nach und nach die gesamte Oberfläche des Filters abgetastet werden, um eine Reinigung desselben zu ermöglichen. Das Querstrommittel übergreift vorteilhaft einen oder mehrere Bereiche des Vorfilters zur Erzeugung des Querstroms.

Das Querstrommittel kann Antriebselemente umfassen, mit welchen eine Bewegung des Querstrommittels durch die Strömung des Spülmediums angetrieben wird. In einem solchen Fall muss kein besonderes Antriebsmittel, wie zum Beispiel ein Motor, zum Verschieben des Querstrommittels vorgesehen werden.

In einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist das Vorfilter hohlzylindrisch ausgebildet. Auch das Querstrommittel kann hohlzylindrisch ausgebildet sein, wobei das Querstrommittel vorteilhaft das Vorfilter umgreift.

Bei einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung kann das Querstrommittel zumindest ein Element zum Führen des Querstroms aufweisen, das nachfolgend als Führungselement bezeichnet wird. Dieses Führungselement kann eine konkave innere Oberfläche aufweisen, in welcher ein Kanal vorgesehen ist. Dieser Kanal leitet dann den Querstrom. Das Führungselement liegt vorteilhaft mit der inneren Oberfläche an einer äußeren Fläche des Vorfilters verschiebbar an.

Der Kanal eines erfindungsgemäßen Führungselements kann den Querstrom entlang der vom Querstrommittel übergriffenen Bereiche des Vorfilters leiten. Der Querstrom erfasst die Schmutzpartikel in den übergriffenen Bereichen und spült diese fort.

Eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung kann ein Absperrmittel aufweisen, welches im Rückspülbetrieb eine Verbindung eines Raums vor dem Vorfilter und eines Raums hinter dem Hauptfilter absperrt. Das Spülmedium muss dann durch das Vorfilter und das Hauptfilter hindurchtreten, um das Absperrmittel zu umgehen. Dadurch wird dann die Reinigung des Hauptfilters bewirkt.

In einer besonderen Ausbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung können die Führungselemente mit einem Ring verbunden sein. Der Kanal jedes der Führungselemente kann durch den Ring des Querstrommittels hindurch verlängert sein.

Das Absperrmittel umfasst vorteilhaft Elemente zum Beispiel Bohrungen zum Ermöglichen eines Durchflusses durch das Absperrmittel von aus dem Kanal austretender Flüssigkeit. Durch den Kanal des Führungselementes kann ein Raum innerhalb des Vorfilters unter Zwischenschaltung des Vorfilters im Rückspülbetrieb mit dem Raum hinter dem Hauptfilter verbunden sein. Ebenso ist es möglich, dass durch den Kanal der Einlass oder ein sich an den Einlass anschließender Raum der Filtereinrichtung im Rückspülbetrieb mit dem Raum hinter dem Hauptfilter verbunden ist.

Das Querstrommittel ist vorteilhaft auf einem ersten Teil des Absperrelements drehbar gelagert. Das erste Teil des Absperrelements kann ein Ring sein. Der Kanal in den Führungselementen eines Querstrommittels kann sich in Richtung zum Absperrmittel, d. h. in Richtung seiner Mündung zu den Bohrungen in dem Absperrmittel erweitern.

Die Antriebselemente des Querstrommittels können Turbinenschaufeln sein.

Eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung ist die Filtereinrichtung ohne ein äußeres Gehäuse dargestellt. Im Einzelnen zeigt
1 das Innere der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung zum Teil im Schnitt,
2 ein Detail der 1,
3 eine erste perspektivische Ansicht des Querstrommittels,
4 eine zweite perspektivische Ansicht eines Querstrommittels,
5 einen Längsschnitt durch eine Einheit aus einem Hauptfilter und einem Vorfilter,
6 eine Einzelheit aus 5,
7 einen Ring der Einheit gemäß 5 und 6 und
8 eine Draufsicht auf die Einheit nach 5 und 6.
Das in der Zeichnung dargestellte Innere kann in ein Gehäuse einer Filtereinrichtung eingesetzt werden, wie es in der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer EP 0 729 797 B1 offenbart ist. Das Innere tritt dann in der Vorrichtung gemäß der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer EP 0 729 797 B1 an die Stelle der entsprechenden Teile.
Das in der Zeichnung dargestellte Innere umfasst einen Hauptfilter 1, das im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist. Mit diesem Hauptfilter 1 ist ein Vorfilter 2, das ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet ist, einstückig verbunden. Hauptfilter 1 und Vorfilter 2 bilden somit eine Einheit (5, 6). Dieser Einheit aus Hauptfilter 1 und Vorfilter 2 ist ein Impeller 5 eingesetzt, wie er aus der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer EP 0 723 797 B1 bekannt ist. Im Unterschied zu dem Impeller gemäß der genannten Druckschrift muss der Impeller 5 gemäß der Zeichnung jedoch keine Fliehkraftpumpe aufweisen, kann diese aber zusätzlich vorsehen.
Hauptfilter 1, Vorfilter 2 und Impeller 5 entsprechen ihrer Funktion und ihrer Betriebsweise den entsprechenden Teilen der Filteranordnung gemäß der genannten Druckschrift.
In einem Normalbetrieb wird der Filtereinrichtung ein zu filterndes Medium zugeführt. Dieses strömt außen seitlich an dem Vorfilter 2 vorbei durch ein geöffnetes Absperrmittel 4 in den das Hauptfilter 1 umgebenden ringförmigen Raum. Von dort aus strömt das zu filternde Medium durch das Hauptfilter 1 und durchdringt so das Hauptfilter 1 von außen nach innen. In dem Hauptfilter 1 strömt das dann gefilterte Medium nach oben durch das Innere des Vorfilters 2 und gelangt dann über einen Austritt der Filteranordnung aus der Filteranordnung heraus. Damit im Normalbetrieb das zu filternde Medium nicht unter Umgehung des Hauptfilters 1 durch das Vorfilter 2 in Richtung Auslass strömt, ist eine Glocke vorgesehen, die im Normalbetrieb das Vorfilter von dem einströmenden, zu filternden Medium trennt. Diese Glocke übernimmt neben der Funktion des Abtrennens des einströmenden Mediums von dem Vorfilter 2 im Normalbetrieb eine Führungsfunktion für das Umstellen der Filteranordnung auf den Rückspülbetrieb, wie es in der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer EP 723 797 B1 beschrieben ist.
Im Rückspülbetrieb der Filtereinrichtung wird der das Vorfilter 2 umgebende Ringraum durch ein Absperrmittel 4 von dem das Hauptfilter 1 umgebenden Ringraum getrennt. Dadurch wird das Spülmedium von außen durch das Vorfilter 2 in das Innere der Einheit aus dem Vorfilter 2 und dem Hauptfilter 1 geleitet. In dieser Einheit fließt das Medium nach unten und tritt dann durch das Hauptfilter 1 in den das Hauptfilter 1 umgebenden Raum ein, um dann nach unten zu einem Auslass geleitet zu werden. Beim Durchströmen des Hauptfilters 1 löst das Spülmedium Verunreinigungen aus dem Hauptfilter 1 und reinigt es mittels des rotierenden Impellers 5 durch gezielte Spülstrahlen.
Das Absperrmittel 4 wird durch einen Ring 41 (7 und 8) gebildet, der außen auf der Einheit (5, 6) aus dem Hauptfilter 1 und dem Vorfilter 2 sitzt und Hauptfilter 1 und Vorfilter 2 voneinander trennt. Zum Absperren einer Verbindung zwischen dem Raum vor dem Vorfilter 2 und hinter dem Hauptfilter 1 im Rückspülbetrieb wirkt dieser Ring 41 mit dem Absatz im Gehäuse (nicht dargestellt), wie in ähnlicher Weise aus der Druckschrift DE 26 45 948 A1 bekannt, zusammen.
Für einen dauerhaften Betrieb der Filtereinrichtung ist es notwendig, dass verhindert wird, dass während des Rückspülbetriebs das Vorfilter 2 durch Verunreinigungen des Spülmediums verstopft. Ein Zusetzen des Vorfilters 2 wird durch einen Querstrom verhindert, der über die äußere Fläche des Vorfilters 2 streicht. Darüber hinaus wird auch ein Flüssigkeitsstrom des Spülmediums aus dem Inneren des Vorfilters 2 nach außen geleitet. Ein Teil der Flüssigkeit strömt also aus dem Inneren in den Raum außerhalb des Vorfilters 2 zurück. Sowohl der Querstrom als auch der Rückstrom aus dem Inneren des Vorfilters nach außen bewirkt ein Lösen von in dem Vorfilter 2 festsitzenden Partikeln. Zum Erzeugen des gewünschten Rückstroms beziehungsweise Querstroms ist ein Querstrommittel 3 vorgesehen. Dieses Querstrommittel 3 ist weist einen Ring 35 auf. Der Ring 35 des Querstrommittels ist auf dem Ring 41, d. h., auf dem Absperrmittel 4 drehbar gelagert, wobei der Ring 41 des Absperrmittels in einem inneren, den Filtern 1, 2 näheren Bereich Bohrungen 42 auf, die von dem Ring 35 des Querstrommittels 35 abgedeckt werden.
Das Querstrommittel 3 weist zwei Elemente 41 auf, welche den Querstrom über das Vorfilter 2 führen und nachfolgend als Führungselemente 31 bezeichnet sind. Die Führungselemente 31 sind einander gegenüberliegend an dem Ring 35 angeformt. Sie haben eine konkave innere Oberfläche 32. In diese konkave innere Oberfläche 32 ist jeweils ein Kanal 33 eingebracht. Dieser Kanal 33 ist durch den Ring 35 hindurch fortgeführt und endet mit einem ersten Ende oberhalb des Ringes 41 des Absperrmittels 4 in dem Bereich, in dem die Bohrungen 42 vorgesehen sind. Mit einem anderen Ende endet der Kanal ohne Mündung. Eine Flüssigkeit, die im Inneren des Vorfilters 2 ist, kann durch das Vorfilter 2 hindurch in den Kanal 33 eintreten. Die Flüssigkeit wird dann durch den Kanal durch den Ring 35 und die Bohrungen 42 hindurchgeleitet, so dass die Flüssigkeit das Absperrmittel 4 umgeht. Damit ist im Rückspülbetrieb ein Flüssigkeitsstrom von dem äußeren Raum des Vorfilters 2, durch das Vorfilter 2 hindurch in das Innere des Vorfilters 2 hinein und aus dem Inneren des Vorfilters 2 durch das Vorfilter 2, durch den Kanal 33, durch die Bohrungen 42 in den das Hauptfilter 1 umgebenden Raum hinein möglich. Durch den Rückstrom aus dem Inneren des Vorfilters 2 durch das Vorfilter 2 in den Kanal 33 und den Querstrom durch den Kanal 33 werden die Partikel von dem Vorfilter 2 gelöst und weggespült.
Damit nicht nur ein Bereich des Vorfilters 2 durch den Querstrom beziehungsweise Rückstrom gereinigt werden kann, ist das Querstrommittel 3 um das Vorfilter 2 drehbar gelagert. Im vorliegenden Fall ist ein Gleitlager vorgesehen, es können aber gegebenenfalls auch geeignete Rollen oder Kugellager zur Lagerung des Querstrommittels 3 ausgewählt werden. Um die Rotationsbewegung des Querstrommittels 3 herbeizuführen, sind Antriebselemente 34 an dem Ring 35 angebracht, die die Form von Turbinenschaufeln haben. Der Flüssigkeitsstrom, der von außen durch das Vorfilter 2 hindurchtritt, treibt die Turbinenschaufeln 34 an und bewegt dadurch das gesamte Querstrommittel 3 an. Durch die Rotation des Querstrommittels 3 werden die Führungselemente 31 um den gesamten Umfang des Vorfilters 2 bewegt. An jeder der überstrichenen Stellen kann dann der Querstrom beziehungsweise der Rückstrom die Reinigung des Vorfilters 2 bewirken. Es erfolgt somit im Rückspülbetrieb eine kontinuierliche Reinigung des Vorfilters 2 in ausreichendem Maße.

Claims

Rückspülbare Filtereinrichtung, insbesondere für eine Hauswasseranlage, wobei die Filtereinrichtung – einen Hauptfilter (1) umfasst, mit dem im Normalbetrieb ein zu filterndes Medium filterbar ist und das im Rückspülbetrieb zum Reinigen spülbar ist, und – einen Vorfilter (2) umfasst, über das beim Rückspülen dem Hauptfilter (1) ein Spülmedium zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Filtereinrichtung ein Mittel zur Erzeugung eines Querstroms (Querstrommittel 3) umfasst, um im Rückspülbetrieb strömungstechnisch unmittelbar vor einem Teil des Vorfilters (2) einen Querstrom relativ zum Vorfilter (2) zur Reinigung desselben zu erzeugen.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Querstrommittel (3) beweglich vor dem Vorfilter (2) angeordnet ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Querstrommittel (3) einen oder mehrere Bereiche des Vorfilters (2) zur Erzeugung des Querstroms übergreift.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Querstrommittel (3) Antriebselemente (34) umfasst, mit welchen eine Bewegung des Querstrommittels (3) durch eine Strömung des Spülmediums antreibbar ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorfilter (2) hohlzylindrisch ausgebildet ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Querstrommittel (3) im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Querstrommittel (3) das Vorfilter (3) umgreift.
Filtereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Querstrommittel (3) zumindest ein Element zum Führen des Querstroms (Führungselement 31) aufweist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (31) eine konkave innere Oberfläche (32) aufweist, in welcher ein Kanal (33) vorgesehen ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (31) mit der inneren Oberfläche (32) an einer äußeren Fläche des Vorfilters (2) verschiebbar anliegt.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (33) des Führungselements den Querstrom entlang der vom Querstrommittel übergriffenen Bereiche des Vorfilters (3) im Rückspülbetrieb leitet.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung ein Absperrmittel (4) aufweist, welches im Rückspülbetrieb eine Verbindung eines Raums vor dem Vorfilter (2) und eines Raums hinter dem Hauptfilter (1) absperrt.
Filtereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (31) mit zumindest einem Ring (35) verbunden sind.
Filtereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (33) jedes Führungselements (31) durch den Ring (35) hindurch verlängert ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (4) Elemente (42) zum Ermöglichen eines Durchflusses durch das Absperrmittel aufweist, an welchen der Kanal (33) mündet.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Kanal (33) ein Raum innerhalb des Vorfilters unter Zwischenschaltung des Vorfilters (2) im Rückspülbetrieb mit dem Raum hinter dem Hauptfilter (1) verbunden ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Kanal (33) der Einlass oder ein sich an den Einlass anschließender Raum im Rückspülbetrieb mit dem Raum hinter dem Hauptfilter (1) verbunden ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Querstrommittel auf einem ersten Teil (41) des Absperrmittels (4) drehbar gelagert ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (41) des Absperrmittels (4) ein Ring ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal (33) in Richtung Absperrmittel (4) erweitert.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente (34) Turbinenschaufeln sind.