DE102014012032B4 - Method and device for filtering a liquid - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Filtrieren einer Flüssigkeit durch eine Vorrichtung (10) mit mehreren Kammern, wobei eine erste Kammer (13) mindestens eine Eintrittsöffnung (11) und eine weitere Kammer mindestens eine Austrittsöffnung (12) aufweist und aufeinanderfolgende Kammern untereinander durch Filterelemente (17, 18) zum Filtern der Flüssigkeit getrennt werden und eine von der Eintrittsöffnung (11) der ersten Kammer (13) zu der Austrittsöffnung (12) der weiteren Kammer strömende Flüssigkeit von mindestens einem Filterelement (17, 18) filtriert wird und das mindestens eine Filterelement (17, 18) in der Vorrichtung (10) bei Bedarf abgereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Stufen in der Vorrichtung (10) gefiltert wird, wobei die Flüssigkeit zunächst von einem ersten Filterelement (17) in einer ersten Filtrationsstufe vorfiltriert und anschließend von einem zweiten Filterelement (18) in einer zweiten Filtrationsstufe feinfiltriert wird und wobei das erste Filterelement (17) abgereinigt wird, ohne dass die Filtration der Flüssigkeit unterbrochen wird, während von dem zweiten Filterelement (18) weiterhin die Flüssigkeit filtriert wird oder dass das zweite Filterelement (18) abgereinigt wird, während die Flüssigkeit von dem ersten Filterelement (17) und/oder dem zweiten Filterelement (18) ununterbrochen filtriert wird, wobei zum Abreinigen des ersten Filterelements (17) ein Unterdruck in der ersten Kammer (13) relativ zu der weiteren Kammer bzw. zur Atmosphäre erzeugt wird und im Anschluss bei Bedarf eine Scheibe (29) parallel zu einer Achse (23) des ersten Filterelements (17) in der ersten Kammer (13) bewegt wird und zum Abreinigen des zweiten Filterelements (18) mindestens eine Saugdüse (45) entlang einer Innenwandung (20) des zweiten Filterelements (18) in der weiteren Kammer geführt wird.Method for filtering a liquid through a device (10) with several chambers, wherein a first chamber (13) has at least one inlet opening (11) and a further chamber has at least one outlet opening (12), and successive chambers are separated from one another by filter elements (17, 18) for filtering the liquid, and a liquid flowing from the inlet opening (11) of the first chamber (13) to the outlet opening (12) of the further chamber is filtered by at least one filter element (17, 18), and the at least one filter element (17, 18) is cleaned in the device (10) if necessary, characterized in that the liquid is filtered in at least two successive stages in the device (10), wherein the liquid is first pre-filtered by a first filter element (17) in a first filtration stage and then finely filtered by a second filter element (18) in a second filtration stage, and wherein the first filter element (17) is cleaned without the filtration the liquid is interrupted while the liquid continues to be filtered by the second filter element (18) or that the second filter element (18) is cleaned while the liquid is continuously filtered by the first filter element (17) and/or the second filter element (18), wherein for cleaning the first filter element (17) a negative pressure is generated in the first chamber (13) relative to the further chamber or to the atmosphere and then, if required, a disk (29) is moved parallel to an axis (23) of the first filter element (17) in the first chamber (13) and for cleaning the second filter element (18) at least one suction nozzle (45) is guided along an inner wall (20) of the second filter element (18) in the further chamber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device according to the preamble of claim 4.

In Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser, insbesondere Meerwasser in Häfen, Flussmündungen, tideabhängige Bereiche oder in Gebieten mit temperatur- und naturbedingt höheren Schwebstoff- bzw. Partikelanteilen, sind vielfach Verunreinigungen unterschiedlicher Herkunft und Art enthalten. Bei diesen Verunreinigungen kann es sich beispielsweise um Blätter, Geäst, kleine Steine, aber auch um Kleinstlebewesen, wie beispielsweise Muscheln, Algen oder dergleichen handeln.Liquids such as water, especially seawater in ports, river mouths, tidal areas or in areas with higher levels of suspended matter or particles due to temperature and natural conditions, often contain contaminants of different origins and types. These contaminants can be leaves, branches, small stones, but also microorganisms such as mussels, algae or the like.

Insbesondere bei der Verwendung einer Flüssigkeit wie Wasser als Kühlflüssigkeit für Anlagen, wie etwa Motoren an Bord von Schiffen, Kraftwerken, Fabriken und für vergleichbare Einsatzzwecke aber auch als Ballastwasser, führt die Ansammlung von Verunreinigungen und Schwebstoffen und insbesondere für den Fall von Kleinstlebewesen deren Vermehrung dazu, dass die Anlagen verschmutzen bzw. verschlammen und sich ein Oberflächenbesatz mit Kleinstlebewesen bildet. Um die Anlagen von diesen Stoffen und deren Auswirkungen zu befreien, bzw. eine derartige Verunreinigung zu vermeiden, wird die Flüssigkeit durch Filterelemente geleitet. Durch diese Filterelemente werden die nur beispielhaft genannten Verunreinigungen aus der Flüssigkeit herausgefiltert. Je nach Einsatzbedingungen müssen die Filterelemente derart ausgelegt werden, dass sie möglichst viele Verunreinigungen aus der Flüssigkeit herausfiltern, aber gleichzeitig weiterhin eine hohe Transmission des Wassers durch den Filter zulassen. Zum Herausfiltern von Kleinstlebewesen sind beispielsweise andere Anforderungen an das Filterelement zu stellen, als zum Herausfiltern von größeren Blättern oder Algen. Außerdem ist zu bedenken, dass je nach Einsatzart die Filterelemente regelmäßig gereinigt werden müssen, damit sich der Flüssigkeitsdurchsatz nicht zu stark mit der Zeit reduziert.Particularly when a liquid such as water is used as a coolant for systems such as engines on board ships, power stations, factories and for similar purposes, but also as ballast water, the accumulation of contaminants and suspended matter and, in the case of microorganisms in particular, their proliferation, leads to the systems becoming dirty or silted up and the surface becoming covered in microorganisms. In order to free the systems of these substances and their effects, or to avoid such contamination, the liquid is passed through filter elements. These filter elements filter out the contaminants mentioned only as examples from the liquid. Depending on the conditions of use, the filter elements must be designed in such a way that they filter out as many contaminants as possible from the liquid, but at the same time still allow a high level of transmission of the water through the filter. For example, different requirements must be placed on the filter element to filter out microorganisms than to filter out larger leaves or algae. It should also be remembered that, depending on the type of application, the filter elements must be cleaned regularly so that the liquid throughput does not decrease too much over time.

Um Flüssigkeiten bzw. Wasser von Verunreinigungen und Schwebstoffen zu trennen, werden üblicherweise mechanische Filter vor dem Einlass in die jeweilige zu schützende Vorrichtung eingesetzt. Dazu weisen die bekannten Filtervorrichtungen siebartige Filterelemente auf, deren Maschengröße bzw. Perforierung kleiner als die Abmessungen der herauszufilternden Stoffe sind. Die Schwebstoffe können somit die Filterelemente nicht passieren und sammeln sich innerhalb des Filterelements. Dadurch verringert sich der Durchsatz der Filter kontinuierlich bis zum vollständigen Verstopfen. Das führt dazu, dass eine regelmäßige Wartung bzw. eine regelmäßige Reinigung der Filterelemente oder sogar Auswechslung notwendig wird, welche mit einer zeit- und kostenintensiven Unterbrechung der Filtration bzw. Nutzung der mit der Flüssigkeit zu versorgenden Anlage verbunden ist.In order to separate liquids or water from impurities and suspended matter, mechanical filters are usually used before the inlet into the respective device to be protected. For this purpose, the known filter devices have sieve-like filter elements whose mesh size or perforation is smaller than the dimensions of the substances to be filtered out. The suspended matter cannot pass through the filter elements and collects inside the filter element. This means that the throughput of the filters is continuously reduced until they become completely blocked. This means that regular maintenance or regular cleaning of the filter elements or even replacement is necessary, which is associated with a time-consuming and costly interruption of the filtration or use of the system to be supplied with the liquid.

Außerdem kann bisher in einer Filtereinheit immer nur eine Verunreinigung bis zu einer Maximalgröße herausgefiltert werden; dies ist sehr unspezifisch. Wird die Filtrierung groß gewählt, d.h., dass nur die größten Verunreinigungen herausgefiltert werden, führt das dazu, dass alles was kleiner ist, den Filter passiert. Eine feinere Filtrierung führt dazu, dass das Filterelement schnell verstopft. Daher werden bisher einzelne Filter in Reihe verwendet, oder es werden durch ein grobmaschiges Sieb oder Netz vor der Filtereinheit die gröbsten Verunreinigungen vorgefiltert. Dies ist jedoch sehr aufwendig bzw. bedarf einen erhöhten Aufwand in der Betreibung und Steuerung, sowie Reinigung der einzelnen Filter. Derartige Filter werden beispielsweise in CN 2 464 423 Y , CN 2 03 663 533 U oder DE 10 2007 003 925 A1 beschrieben.In addition, a filter unit can only filter out one contaminant up to a maximum size; this is very unspecific. If the filtration is large, i.e. only the largest contaminants are filtered out, this means that everything smaller passes through the filter. A finer filtration means that the filter element quickly becomes clogged. Therefore, individual filters are used in series, or the coarsest contaminants are pre-filtered using a coarse-mesh sieve or net in front of the filter unit. However, this is very complex and requires increased effort in operating and controlling the individual filters, as well as cleaning them. Such filters are used, for example, in CN 2 464 423 Y , CN 2 03 663 533 U or EN 10 2007 003 925 A1 described.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtrieren einer Flüssigkeit zu schaffen, die das Filtrieren weniger kosten- und zeitintensiv gestaltet.The invention is based on the object of creating a method and a device for filtering a liquid, which makes the filtering less costly and time-intensive.

Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Maßnahmen des Anspruchs 1. Demnach sieht es die Erfindung vor, dass die Flüssigkeit in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Stufen in der Vorrichtung gefiltert wird. Durch diese Aufteilung der Filtration der Flüssigkeit in mehrere Stufen fallen an jeder einzelnen Stufe weniger Stoffe an, die herauszufiltern sind. Dadurch kann die Filtration der Flüssigkeit durch Variation der Stufen bzw. Abstimmung der Filterelemente auf das entsprechende Einsatzgebiet eingestellt bzw. optimiert werden. Durch das stufenartige bzw. schrittartige Filtrieren der Flüssigkeit können zur gezielten Wartung bestimmte Stufen überbrückt werden, beispielsweise durch einen Bypass. Wobei stets darauf geachtet wird, dass eine geforderte Mindestanforderung an der Filtertransmission bzw. -feinheit eingebaut und gewährleistet wird. Außerdem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Flüssigkeit zunächst von einem ersten Filterelement in einer ersten Filtrationsstufe vorfiltriert und anschließend von einem zweiten Filterelement in einer zweiten Filtrationsstufe feinfiltriert wird. Durch eine derartige Trennung des Filtrationsprozesses in eine Vorfiltrierung bzw. Grobfiltrierung in der große Verunreinigungen effektiv von der Flüssigkeit getrennt werden können und in eine Fein- bzw. Feinstfiltrierung in der Verunreinigungen im Mikrometerbereich von der Flüssigkeit getrennt werden, lässt sich die Filtrierung sehr effizient gestalten. Dadurch, dass die Filtrierung nicht nur durch die Verwendung von zwei verschiedenen Filterelementen in Stufen getrennt wird, sondern auch dadurch, dass sie durch ihre räumliche Separierung voneinander getrennt werden, können die beiden Filtrationsstufen als für sich getrennte Einrichtungen bzw. Prozesse angesehen werden, die mehr oder weniger unabhängig voneinander eine gemeinsame Vorrichtung zum Filtrieren einer Flüssigkeit bilden. Andererseits ist die Zusammenfügung der beiden Filterelemente in ein gemeinsames Gehäuse der Vorrichtung besonderes vorteilhaft, da so die Filtrierung als wenig platzaufwendig erfolgen kann und weniger Kosten für die Installation, bzw. für zusätzliche Verrohrung oder elektrische Anschlüsse und Messvorrichtungen anfallen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens besteht darin, dass sich durch die Kombination mehrerer Filterelemente bzw. Stufen in einem Gehäuse die Abnahme- und Prüfkosten, wie beispielsweise für kundenseitige Prüforganisationen, reduzieren, die zumindest teilweise gesetzlich vorgeschrieben sein können. Das erste Filterelement wird unabhängig vom zweiten Filterelement abgereinigt, ohne die Filtration der Flüssigkeit zu unterbrechen, während von dem zweiten Filterelement weiterhin die Flüssigkeit filtriert wird, insbesondere das zweite Filterelement abgereinigt wird, während von dem ersten Filterelement eine Flüssigkeit filtriert wird. Die Filtration braucht demnach während des Abreinigens nicht unterbrochen zu werden. Dadurch lässt sich die Vorrichtung zumindest teilweise abreinigen, während ein anderer Teil der Vorrichtung noch der Filtration der Flüssigkeit dient. Auf diese Art und Weise kann die Zeit, in der die Vorrichtung zum Filtrieren einer Flüssigkeit genutzt wird, maximiert werden bzw. kann der Prozess des Durchsatzes und der Filtration kontinuierlich gestaltet werden. Da die typische Dauer zum Abreinigen eines Filterelements einige Sekunden bzw. Minuten betragen kann, lässt sich so die Standzeit bzw. die minimale abreinigungsprozessbedingten Durchsatzschwankungen der Vorrichtung minimieren. Außerdem wird zum Abreinigen des ersten Filterelements ein Unterdruck in der ersten Kammer relativ zu der weiteren Kammer bzw. zur Atmosphäre erzeugt und im Anschluss bei Bedarf eine Scheibe parallel zu einer Achse des ersten Filterelements in der ersten Kammer bewegt und zum Abreinigen des zweiten Filterelements mindestens eine Saugdüse entlang einer Innenwandung des zweiten Filterelements in der weiteren Kammer geführt. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Reihenfolge der Filterelemente eine andere ist.A method for solving this problem is characterized by the measures of claim 1. Accordingly, the invention provides that the liquid is filtered in the device in at least two consecutive stages. By dividing the filtration of the liquid into several stages, fewer substances are produced at each individual stage that need to be filtered out. As a result, the filtration of the liquid can be adjusted or optimized by varying the stages or by adjusting the filter elements to the corresponding area of application. By filtering the liquid in stages or steps, certain stages can be bypassed for targeted maintenance, for example by a bypass. Care is always taken to ensure that a required minimum requirement for the filter transmission or fineness is installed and guaranteed. In addition, the invention provides that the liquid is first pre-filtered by a first filter element in a first filtration stage and then finely filtered by a second filter element in a second filtration stage. By separating the filtration process in this way into a pre-filtration or coarse filtration in which large impurities can be effectively separated from the liquid and a fine or ultra-fine filtration in which impurities in the micrometer range are separated from the liquid, the filtration can be made very efficient. Because the filtration is not only achieved by using two different In addition to the fact that the filter elements are separated into stages, but also because they are separated from one another by their spatial separation, the two filtration stages can be viewed as separate devices or processes which, more or less independently of one another, form a common device for filtering a liquid. On the other hand, the combination of the two filter elements in a common housing of the device is particularly advantageous, since this means that filtration can be carried out with little space and fewer costs are incurred for installation or for additional piping or electrical connections and measuring devices. A further advantage of the device and method according to the invention is that the combination of several filter elements or stages in one housing reduces the acceptance and testing costs, for example for customer-side testing organizations, which may be at least partially required by law. The first filter element is cleaned independently of the second filter element, without interrupting the filtration of the liquid, while the second filter element continues to filter the liquid, in particular the second filter element is cleaned while the first filter element is filtering a liquid. The filtration therefore does not need to be interrupted during cleaning. This means that the device can be at least partially cleaned while another part of the device is still used to filter the liquid. In this way, the time in which the device is used to filter a liquid can be maximized or the throughput and filtration process can be made continuous. Since the typical time for cleaning a filter element can be a few seconds or minutes, the service life or the minimal fluctuations in throughput of the device due to the cleaning process can be minimized. In addition, to clean the first filter element, a negative pressure is generated in the first chamber relative to the other chamber or to the atmosphere and then, if necessary, a disk is moved parallel to an axis of the first filter element in the first chamber and at least one suction nozzle is guided along an inner wall of the second filter element in the other chamber to clean the second filter element. However, it is also conceivable that the order of the filter elements is different.

Insbesondere kann es die Erfindung weiter vorsehen, dass von dem ersten Filterelement Stoffe aus der Flüssigkeit heraus filtriert werden, die verschieden zu denen sind, die durch das zweite Filterelemente heraus filtriert werden, vorzugsweise dass die Stoffe, die von dem ersten Filterelement heraus filtriert werden, größer sind als die Stoffe, die von dem zweiten Filterelement heraus filtriert werden. Diese Abstufung in der Filtration der Filterelemente soll sich jedoch nicht nur auf die Größe der Verunreinigung beschränken, sondern kann sich vielmehr auch auf die Form und die chemische bzw. biologische Beschaffenheit der Verunreinigung erstrecken.In particular, the invention can further provide that substances are filtered out of the liquid by the first filter element which are different from those filtered out by the second filter element, preferably that the substances filtered out by the first filter element are larger than the substances filtered out by the second filter element. However, this gradation in the filtration of the filter elements should not only be limited to the size of the contamination, but can also extend to the shape and the chemical or biological nature of the contamination.

Die Erfindung sieht es außerdem weiter als besonders vorteilhaft vor, dass das Vorfiltrieren durch das erste Filterelement und das Feinfiltrieren durch das zweite Filterelement, sowie das Abreinigen des ersten Filterelements und des zweiten Filterelements aufeinander abgestimmt werden, insbesondere das Filtrieren und das Abreinigen voll automatisiert erfolgen. Dazu können in der Vorrichtung bzw. an den Filterelementen Sensoren Messwerte aufnehmen, die gesteuert durch einen Mikroprozessor bzw. Prozessrechner den Filtrations- bzw. Abreinigungsprozess der Vorrichtung steuern. Auf diese Weise lässt sich durch vorprogrammierte Algorithmen die Funktionsweise der Filterelemente optimiert aufeinander abstimmen und somit die Filterleistung maximieren.The invention also provides that it is particularly advantageous that the pre-filtration by the first filter element and the fine filtration by the second filter element, as well as the cleaning of the first filter element and the second filter element, are coordinated with one another, in particular that the filtration and cleaning are fully automated. For this purpose, sensors in the device or on the filter elements can record measured values which, controlled by a microprocessor or process computer, control the filtration or cleaning process of the device. In this way, the functionality of the filter elements can be optimally coordinated with one another using pre-programmed algorithms, thus maximizing the filter performance.

Eine Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 4 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass mindestens zwei Filterelemente unterschiedlicher Transmission jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kammern angeordnet sind, um die durch die Kammern strömende Flüssigkeit sukzessive in zwei aufeinanderfolgenden Stufen zu filtrieren. Dabei sind die Filterelemente so ausgebildet, dass sie eine zunächst größere Kammer in zwei kleinere trennen. Die Filterelemente können siebartig ausgebildet sein oder als Perforation einer zylindrischen Wandung. Erfindungsgemäß sind die mindestens zwei Filterelemente derart ausgebildet, dass sie unterschiedlich beschaffene Verschmutzungen aus der Flüssigkeit herausfiltern. Die Filterelemente weisen jeweils eine eigene Einrichtung zum automatischen Abreinigen auf, die unabhängig voneinander betreibbar sind, vorzugsweise das erste Filterelement eine Scheibe aufweist, die entlang einer Längsachse des Filterelements an einer Innenwandung des ersten Filterelements entlang bewegbar ist und dem zweiten Filterelement mehrere Saugdüsen zugeordnet sind, die an einer Innenwandung des zweiten Filterelements entlang bewegbar sind, insbesondere die Filterelemente durch Erzeugung eines Unterdrucks in den entsprechenden Kammern relativ zu den Kammern, in denen sich die filtrierte Flüssigkeit befindet, abreinigbar sind, wobei das Filtrieren der Flüssigkeit durch die verschiedenen Filterelemente aufeinander abstimmbar ist und die Einrichtungen zum Abreinigen der Filterelemente einzeln und gemeinsam ansteuerbar sind, vorzugsweise durch einen Mikroprozessor bzw. Prozessrechner. Somit erfolgt der gesamte Filtrations- bzw. Abreinigungsprozess automatisch bzw. kann auch über ein Netzwerk aus beliebiger Entfernung gesteuert und kontrolliert werden. Außerdem ist es möglich, den Filtrations- und Abreinigungsprozess für dokumentatorische Zwecke aufzuzeichnen bzw. elektronisch zu speichern.A device for solving the problem mentioned at the beginning has the features of claim 4. Accordingly, it is provided that at least two filter elements with different transmission are arranged between two consecutive chambers in order to filter the liquid flowing through the chambers successively in two consecutive stages. The filter elements are designed in such a way that they initially separate a larger chamber into two smaller ones. The filter elements can be designed like a sieve or as a perforation of a cylindrical wall. According to the invention, the at least two filter elements are designed in such a way that they filter out contaminants of different nature from the liquid. The filter elements each have their own device for automatic cleaning, which can be operated independently of one another, preferably the first filter element has a disk that can be moved along a longitudinal axis of the filter element on an inner wall of the first filter element and the second filter element is assigned a plurality of suction nozzles that can be moved along an inner wall of the second filter element, in particular the filter elements can be cleaned by generating a negative pressure in the corresponding chambers relative to the chambers in which the filtered liquid is located, wherein the filtration of the liquid through the various filter elements can be coordinated with one another and the devices for cleaning the filter elements can be controlled individually and jointly, preferably by a microprocessor or process computer. The entire filtration or cleaning process thus takes place automatically or can also be controlled and monitored via a network from any distance. It is also possible to record or electronically store the filtration and cleaning process for documentation purposes.

Vorzugsweise sieht es die Erfindung weiter vor, dass die Filterelemente siebartig ausgebildet sind, wobei das erste Filterelement undurchlässig ist für Stoffe, die größer als 2 mm, insbesondere größer als 0,6 mm, vorzugsweise größer als 0,2 mm sind und das zweite Filterelement undurchlässig ist für Stoffe, die größer als 0,1 mm, insbesondere größer als 0,04 mm, vorzugsweise größer als 0,01 mm sind. Diese Durchlässigkeit der Filterelemente lässt sich beliebig kombinieren. Außerdem sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Filterelemente nicht auf diese Werte eingeschränkt sein sollen, sondern vielmehr jeden denkbaren Wert annehmen können.Preferably, the invention further provides that the filter elements are designed like a sieve, with the first filter element being impermeable to substances that are larger than 2 mm, in particular larger than 0.6 mm, preferably larger than 0.2 mm, and the second filter element being impermeable to substances that are larger than 0.1 mm, in particular larger than 0.04 mm, preferably larger than 0.01 mm. This permeability of the filter elements can be combined as desired. It should also be expressly pointed out that the filter elements according to the invention should not be restricted to these values, but can instead assume any conceivable value.

Die Erfindung sieht es weiter vor, dass die Bereiche der Vorrichtung, in denen die verschiedenen Stufen des Filtrierens der Flüssigkeit erfolgen, insbesondere die Kammern, in denen das Filtrieren der Flüssigkeit stattfindet bzw. in denen sich die Einrichtungen zum Abreinigen befinden, durch eine Öffnung miteinander verbunden sind. Diese Öffnung dient der Kontrolle der Strömungsrichtung der Flüssigkeit, insbesondere beim Abreinigen der Filterelemente, vorzugsweise des ersten Filterelements.The invention further provides that the areas of the device in which the various stages of filtering the liquid take place, in particular the chambers in which the filtering of the liquid takes place or in which the cleaning devices are located, are connected to one another by an opening. This opening serves to control the flow direction of the liquid, in particular when cleaning the filter elements, preferably the first filter element.

Außerdem sieht es die Erfindung vor, dass alle Kammern in einem gemeinsamen Gehäuse der Vorrichtung angeordnet sind und die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung radial zu einer Längsachse des Gehäuses insbesondere parallel zu der Längsachse des Gehäuses, vorzugsweise dass die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung unterschiedlich zueinander ausgerichtet sind. Die Positionierung der Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen relativ zueinander und bezüglich des Gehäuses kann je nach Einsatzort und Funktion angepasst werden bzw. variieren. Die Zusammenfassung der beiden Filterelemente in ein gemeinsames Gehäuse der Vorrichtung ist besonderes vorteilhaft, da so die Filtrierung und auch das Abreinigen als weniger platzaufwendig erfolgen kann und weniger Kosten für die Installation, bzw. für zusätzliche Verrohrung oder elektrische Anschlüsse und Messvorrichtungen anfallen.The invention also provides that all chambers are arranged in a common housing of the device and the inlet opening and the outlet opening are radial to a longitudinal axis of the housing, in particular parallel to the longitudinal axis of the housing, preferably that the inlet opening and the outlet opening are aligned differently to one another. The positioning of the inlet openings and outlet openings relative to one another and to the housing can be adapted or varied depending on the location and function. Combining the two filter elements in a common housing of the device is particularly advantageous because this means that filtration and cleaning can be carried out in a less space-consuming manner and there are fewer costs for installation or for additional piping or electrical connections and measuring devices.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

  • Figur einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Filtrieren einer Flüssigkeit.
A preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the single figure of the drawing. In this figure:
  • Figure shows a section through a device according to the invention for filtering a liquid.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ist in der Figur dargestellt. Bevor eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser als Prozess oder Kühlflüssigkeit in Motoren oder anderen Anlagen zum Einsatz kommt, muss sie von Verunreinigungen und Schwebstoffen befreit werden. Dies trifft besonders zu, wenn das zu verwendende Wasser aus natürlichen Reservoiren kommt wie einem Meer, Seen, Flüssen oder ähnlichen Gewässern. Bei derartigen Reservoiren ist das Wasser mit Schwebstoffen und Kleinsttieren und anderen Verunreinigungen versehen. Zusätzlich zu diesen Schwebstoffen ist das Wasser aber zumeist auch durch größere Gegenstände wie Algen, Blätter, Stöcker, Quallen oder Ähnlichem verunreinigt. Um das Wasser effektiv von diesen großen und kleinen Verunreinigungen zu trennen, beansprucht die vorliegende Erfindung ein Filtrieren von Wasser in mehreren Stufen. Damit diese Filtrierung in der Vorrichtung 10 dauerhaft und effizient erfolgen kann, ist diese außerdem erfindungsgemäß automatisch abreinigbar.The device 10 according to the invention is shown in the figure. Before a liquid, in particular water, is used as a process or cooling liquid in engines or other systems, it must be freed of impurities and suspended matter. This is especially true if the water to be used comes from natural reservoirs such as the sea, lakes, rivers or similar bodies of water. In such reservoirs, the water is contaminated with suspended matter and micro-animals and other contaminants. In addition to these suspended matters, the water is usually also contaminated by larger objects such as algae, leaves, horse mackerel, jellyfish or the like. In order to effectively separate the water from these large and small contaminants, the present invention requires water to be filtered in several stages. So that this filtration can take place permanently and efficiently in the device 10, it can also be cleaned automatically according to the invention.

Das erfindungsgemäße Filtrieren und das Abreinigen einer Flüssigkeit wird durch das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 nur beispielhaft dargestellt und soll nicht auf diese beschränkt sein. Vielmehr sind beliebige Variationen der Vorrichtung 10 in der Anordnung, Orientierung etc. ihrer Elemente und Bestandteile vorgesehen.The filtration and cleaning of a liquid according to the invention is only shown by way of example in the embodiment of the device 10 shown in the figure and is not intended to be limited to this. Rather, any variations of the device 10 in the arrangement, orientation, etc. of its elements and components are provided.

Zum Filtrieren des Wassers tritt dieses zunächst durch eine Eintrittsöffnung 11 in die Vorrichtung 10 ein und nach dem Filtrieren durch eine Austrittsöffnung 12 wieder aus der Vorrichtung 10 heraus. Zwischen der Eintrittsöffnung 11 und der Austrittsöffnung 12 durchläuft das Wasser eine erste Kammer 13, eine zweite Kammer 14, eine dritte Kammer 15 und eine vierte Kammer 16.To filter the water, it first enters the device 10 through an inlet opening 11 and, after filtering, exits the device 10 again through an outlet opening 12. Between the inlet opening 11 and the outlet opening 12, the water passes through a first chamber 13, a second chamber 14, a third chamber 15 and a fourth chamber 16.

Die Kammern werden gebildet, indem sie durch Filterelemente 17, 18 voneinander getrennt werden. So werden die erste Kammer 13 und die zweiten Kammer 14 dadurch gebildet, dass ein erstes Filterelement 17 zwischen ihnen positioniert ist und diese somit in zwei Kammern trennt. Die dritte Kammer 15 wird von der vierten Kammer 16 durch ein zweites Filterelement 18 getrennt. Das erste Filterelement 17 wird durch ein Rohr gebildet, wobei die Wandung 19 des Rohres siebartig ausgebildet ist bzw. perforiert ist. Die Perforation der Wandung 19 umfasst Öffnungen, die je nach Anwendungsbereich der Vorrichtung 10 variieren können. Um lediglich größere Verunreinigungen aus dem Wasser zu filtern, sind die Öffnungen der Perforation entsprechend groß ausgebildet. Soll schon eine relativ feine Vorfiltration stattfinden, sind die Öffnungen in der Wandung 19 kleiner auszubilden. Üblicherweise sind die Öffnungen in der Wandung 19 einige Millimeter im Durchmesser, insbesondere einige hundert Mikrometer.The chambers are formed by separating them from one another by filter elements 17, 18. The first chamber 13 and the second chamber 14 are formed by positioning a first filter element 17 between them, thus separating them into two chambers. The third chamber 15 is separated from the fourth chamber 16 by a second filter element 18. The first filter element 17 is formed by a tube, the wall 19 of the tube being sieve-like or perforated. The perforation of the wall 19 comprises openings which can vary depending on the area of application of the device 10. In order to only filter larger contaminants from the water, the openings of the perforation are made accordingly large. If a relatively fine pre-filtration is to take place, the openings in the wall 19 must be made smaller. The openings in the wall 19 are usually a few millimeters in diameter, in particular a few hundred micrometers.

Das zweite Filterelement 18 ist ebenso wie das erste Filterelement 17 rohrartig ausgebildet, wobei die Wandung 20 eine Perforation aufweist, deren Öffnungen im Durchmesser kleiner sind als die der Wandung 19. Durch diese Wahl der Durchmesser in den Wandungen 19 und 20 ist es möglich, das Wasser zunächst vorzufiltrieren und danach feinzufiltrieren und somit die Filtrierung des Wassers in mehreren Stufen durchzuführen. Auch der Durchmesser der Öffnungen in der Wandung 20 kann je nach Einsatzgebiet der Vorrichtung 10 variieren. Üblicherweise weisen die Öffnungen in der Wandung 20 einen Durchmesser von einigen 100 Mikrometern bzw. einigen zehn Mikrometern auf.The second filter element 18 is designed like the first filter element 17 in a tube-like manner, with the wall 20 having a perforation whose openings are smaller in diameter than those of the wall 19. This choice of diameters in the walls 19 and 20 makes it possible to first pre-filter the water and then finely filter it, thus carrying out the filtration of the water in several stages. The diameter of the openings in the wall 20 can also vary depending on the application of the device 10. The openings in the wall 20 usually have a diameter of a few hundred micrometers or a few tens of micrometers.

Die zweite Kammer 14 ist von der dritten Kammer 13 durch eine blendenartige Durchlassöffnung 21 getrennt. Diese Durchlassöffnung 21 kann in ihrem Durchmesser variieren und dient der Kontrolle der Strömungsgeschwindigkeit und -richtung währende des Abreinigens der Filterelemente 17, 18.The second chamber 14 is separated from the third chamber 13 by a screen-like passage opening 21. This passage opening 21 can vary in its diameter and serves to control the flow speed and direction during the cleaning of the filter elements 17, 18.

Zum Filtrieren der Flüssigkeit tritt das Wasser zunächst durch die Eintrittsöffnung 11 in die Vorrichtung 10 hinein. Bevor das Wasser in die Eintrittsöffnung 11 der Vorrichtung 10 tritt, kann es bereits vorgefiltert sein, um sehr große Verunreinigungen wie Bretter, größere Algen oder Tiere abzutrennen.To filter the liquid, the water first enters the device 10 through the inlet opening 11. Before the water enters the inlet opening 11 of the device 10, it may already be pre-filtered in order to separate very large contaminants such as boards, larger algae or animals.

Üblicherweise herrscht zumindest in den Kammern 13 und 14 gegenüber der Umgebung ein Überdruck. Dieser Überdruck bewirkt, dass das Wasser durch die Eintrittsöffnung 11 in die erste Kammer 13 strömt. Ein derartiges Verhalten des Wassers kann jedoch auch durch zusätzliche Pumpen erreicht bzw. verstärkt oder reguliert werden. Nachdem das Wasser in die erste Kammer 13 strömt, tritt es durch die Wandung 19 des ersten Filterelements 17 und unterläuft einer Vorfiltrierung. Das so vorgefilterte Wasser tritt dann weiter durch die Durchlassöffnung 21 in die dritte Kammer 15. Danach strömt das Wasser durch die Öffnungen in der Wandung 20 des zweiten Filterelements 18 in die vierte Kammer 16, bevor es durch die Austrittsöffnung 12 der Vorrichtung 10 im gefilterten Zustand wieder verlässt. Das Ausströmen des Wassers durch die Austrittsöffnung 12 kann wiederum durch eine Druckdifferenz bezüglich der Umgebung bzw. des Betriebsdrucks im Rohrleitungssystems erreicht werden oder durch eine zusätzliche Pumpe 22. Durch die Pumpe 22 lässt sich der Austritt des Wassers aus der Austrittsöffnung 12 regulieren bzw. steuern, falls der die Betriebsdrücke im System nicht ausreichen. In einzelnen Fällen kann die Pumpe 22 auch als Saugpumpe das Abreinigen der Filterelemente 17, 18 bzw. das Ausschleusen der Flüssigkeit aus dem Spülaustritt 44 optimieren, bzw. bei Systemen mit unzureichendem Druckverhältnissen diese Ausschleusung ermöglichen.Usually, at least in the chambers 13 and 14, there is an overpressure compared to the environment. This overpressure causes the water to flow through the inlet opening 11 into the first chamber 13. However, this type of water behavior can also be achieved, reinforced or regulated by additional pumps. After the water flows into the first chamber 13, it passes through the wall 19 of the first filter element 17 and undergoes pre-filtration. The water pre-filtered in this way then passes through the passage opening 21 into the third chamber 15. The water then flows through the openings in the wall 20 of the second filter element 18 into the fourth chamber 16 before leaving the device 10 again in a filtered state through the outlet opening 12. The outflow of water through the outlet opening 12 can in turn be achieved by a pressure difference with respect to the environment or the operating pressure in the pipe system or by an additional pump 22. The pump 22 can regulate or control the outflow of water from the outlet opening 12 if the operating pressures in the system are insufficient. In individual cases, the pump 22 can also act as a suction pump to optimize the cleaning of the filter elements 17, 18 or the discharge of the liquid from the flushing outlet 44, or enable this discharge in systems with insufficient pressure conditions.

Zum Abreinigen bzw. Säubern der Filterelemente 17 und 18 weisen beide Filterelemente 17, 18 jeweils eine Einrichtung zum Abreinigen auf, die getrennt und unabhängig voneinander funktionieren. Bedingt durch die unterschiedlichen Verunreinigungen, die durch die Filterelemente 17 und 18 aus dem Wasser herausgefiltert werden, sind die Filterelemente 17, 18 auch durch unterschiedliche Verunreinigungen besetzt. Daher unterscheiden sich die Einrichtungen zum Abreinigen der Filterelemente 17 und 18 voneinander.To clean the filter elements 17 and 18, both filter elements 17, 18 each have a cleaning device that functions separately and independently of each other. Due to the different impurities that are filtered out of the water by the filter elements 17 and 18, the filter elements 17, 18 are also occupied by different impurities. The devices for cleaning the filter elements 17 and 18 therefore differ from each other.

Zum Abreinigen des ersten Filterelements 17 weist die erste Kammer 13 auf einer Längsachse 23 der ersten und zweiten Kammer 13, 14 eine Spindel 24 auf. Diese Spindel 24 weist ein Gewinde auf und erstreckt sich zumindest über den Bereich der Wandung 19. Die Spindel 24 kann sich allerdings auch über die gesamte Länge der ersten Kammer 13 erstrecken.To clean the first filter element 17, the first chamber 13 has a spindle 24 on a longitudinal axis 23 of the first and second chambers 13, 14. This spindle 24 has a thread and extends at least over the area of the wall 19. The spindle 24 can, however, also extend over the entire length of the first chamber 13.

Die Spindel 24 ist mit einem der Eintrittsöffnung 11 zugewandten Ende an einer Führung 25 im Inneren der ersten Kammer 13 derart befestigt, dass sie sich um ihre eigene Achse drehen kann. Die Führung 25 ist ringartig ausgebildet, wobei der äußere Durchmesser des Rings mit der Form der Wandung 19 korrespondiert und fest an diesem anliegt. Die Führung 25 weist außerdem Speichen auf, welche die Aufnahme der Spindel 24 mit dem äußeren Ring verbindet. Die Anzahl und die Form der Speichen ist derart bemessen, dass die Transmission des Wassers, das durch die Eintrittsöffnung 11 in die erste Kammer 13 tritt, durch die Führung 25 nur geringfügig beeinflusst wird. Auf der der Führung 25 entgegengesetzten Seite tritt die Spindel 24 durch einen Flansch 26, der die Vorrichtung 10 fluiddicht verschließt. Damit kein Wasser aus der ersten Kammer 13 heraustritt, ist der Durchtritt durch den Flansch 26 mit einem Dichtungspaket 27 abgedichtet (Fig.).The spindle 24 is attached with one end facing the inlet opening 11 to a guide 25 inside the first chamber 13 in such a way that it can rotate about its own axis. The guide 25 is ring-shaped, with the outer diameter of the ring corresponding to the shape of the wall 19 and resting firmly against it. The guide 25 also has spokes which connect the receptacle of the spindle 24 to the outer ring. The number and shape of the spokes are such that the transmission of the water which enters the first chamber 13 through the inlet opening 11 is only slightly influenced by the guide 25. On the side opposite the guide 25, the spindle 24 passes through a flange 26 which seals the device 10 in a fluid-tight manner. To ensure that no water escapes from the first chamber 13, the passage through the flange 26 is sealed with a sealing package 27 (Fig.).

Außerhalb der Vorrichtung 10 ist die Spindel über einen Schaft mit einem Motor 28 verbunden, der die Spindel 24 drehbar antreibt.Outside the device 10, the spindle is connected via a shaft to a motor 28 which drives the spindle 24 to rotate.

Auf der Spindel 24 befindet sich im Inneren der ersten Kammer 13 eine Scheibe 29. Diese Scheibe 29 korrespondiert in ihrem Außendurchmesser mit dem Durchmesser der Wandung 19 bzw. ist dermaßen dimensioniert, dass die Flüssigkeit durch einen Spalt zwischen der Scheibe 29 und dem Sieb 19 in Richtung des geöffneten Spülausgang 32 strömen kann. Die Scheibe 29 weist einen lochartigen Einsatz auf, der einer Spindel 24 entsprechendes Innengewinde aufweist und mit diesem Einsatz entlang der Spindel 24 läuft.A disk 29 is located on the spindle 24 inside the first chamber 13. The outer diameter of this disk 29 corresponds to the diameter of the wall 19 and is dimensioned such that the liquid can flow through a gap between the disk 29 and the sieve 19 in the direction of the open flushing outlet 32. The disk 29 has a hole-like insert which has an internal thread corresponding to a spindle 24 and runs along the spindle 24 with this insert.

Versetzt zu der Spindel 24 bzw. zu der Längsachse 23 weist das Ausführungsbeispiel zwei Führungsstangen 30 auf. Diese Führungsstangen 30 sind an einer Siebauflage 48 montiert. Außerdem treten die beiden Führungsstangen 30 reibungslos durch zwei Löcher in der Scheibe 29.Offset from the spindle 24 or from the longitudinal axis 23, the embodiment has two guide rods 30. These guide rods 30 are mounted on a sieve support 48. In addition, the two guide rods 30 pass smoothly through two holes in the disc 29.

Wird die Spindel 24 manuell oder motorisch durch den Motor 28 zum Drehen gebracht, bewegt sich die Scheibe 29 entlang der Längsachse 23 von dem Flansch 26 zur Führung 25 oder in entgegengesetzte Richtung gemäß dem Pfeil 31. Die Führungsstangen 30 bewirken, dass sich die Scheibe 29 nicht mit der Spindel 24 mit dreht. Außerdem ist es denkbar, dass die Scheibe 29 oder die Wandung 19 nicht dargestellte Führungsnuten aufweisen, entlang derer sich die Scheibe 29 rotationsfrei auf der Spindel 24 bewegen kann. Es kann außerdem vorgesehen sein, dass die Scheibe 29 in ihrem Außendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Wandung 19. Desweiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spindel 24 ersetzt wird durch einen linearen Antrieb der Hübe ausführt. Dieser Antrieb kann pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angetrieben werden.If the spindle 24 is rotated manually or by the motor 28, the disk 29 moves along the longitudinal axis 23 from the flange 26 to the guide 25 or in the opposite direction according to the arrow 31. The guide rods 30 ensure that the disk 29 does not rotate with the spindle 24. It is also conceivable that the disk 29 or the wall 19 have guide grooves (not shown) along which the disk 29 can move without rotation on the spindle 24. It can also be provided that the disk 29 is slightly smaller in its outer diameter than the diameter of the wall 19. Furthermore, the invention provides that the spindle 24 is replaced by a linear drive that carries out strokes. This drive can be driven pneumatically, hydraulically or electrically.

Außerdem weist die erste Kammer 13 einen Spülausgang 32 mit einem nicht dargestellten Ventil auf, welches händisch oder motorisch geöffnet werden kann. Durch Öffnen des Ventils tritt das Wasser durch den Spülausgang 32 aus der Vorrichtung 10 heraus. Durch dieses schlagartige Heraustreten der Flüssigkeit wird bereits in einem ersten Schritt ein Großteil der abzureinigenden Stoffe aus der ersten Kammer 13 vom ersten Filterelement 17 bzw. dessen Wandung 19 herausbefördert. Schwebstoffe, insbesondere Stoffe oder Verunreinigungen, die an der Wandung 19 haften, können durch die sich entlang der Spindel 24 bewegenden Scheibe 29 in einem weiteren Abreinigungsschritt strömungsmechanisch abgereinigt werden. Zusätzlich zu dem strömungsmechanischen Abstreifen wird durch die Bewegung der Scheibe 29 entlang der Wandung 19 des ersten Filterelements 17 die Strömungsgeschwindigkeit in dem nur wenige Millimeter, vorzugsweise 2 bis 3 mm bzw. 50 bis 80 mm bei größeren Vorrichtungen, messenden Spalt zwischen der Scheibe 29 und der Wandung 19 erhöht. Durch diese lokale Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit entstehen im Inneren des ersten Filterelement 17 Verwirbelungen und Druckgefälle. Die Verwirbelungen und die Druckgefälle zwischen der sich bewegenden Scheibe 29 und der Wandung 19 bewirken, dass noch an der Wandung 19 haftende Verunreinigungen von der Wandung 19 losgerissen werden. Ebenso bewirkt die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit im Spalt, dass der Druck in dem Spalt niedriger ist als in der zweiten Kammer 14 wo die Strömungsgeschwindigkeit niedriger ist und somit der statische Druck im Spalt geringer ist (Bernoulli Theorem), daher kehrt sich partiell die Strömung um und zwar von der zweiten Kammer 14 in Richtung der erstem Kammer 13; allerdings findet diese Strömungsumkehr nur dort statt, wo die Strömungsgeschwindigkeit durch die Scheibe 29 erhöht wird.In addition, the first chamber 13 has a flushing outlet 32 with a valve (not shown) that can be opened manually or by motor. When the valve is opened, the water exits the device 10 through the flushing outlet 32. As a result of this sudden exit of the liquid, a large part of the substances to be cleaned are already transported out of the first chamber 13 by the first filter element 17 or its wall 19 in a first step. Suspended matter, in particular substances or contaminants that adhere to the wall 19, can be fluidically cleaned in a further cleaning step by the disk 29 moving along the spindle 24. In addition to the fluid-mechanical stripping, the movement of the disk 29 along the wall 19 of the first filter element 17 increases the flow velocity in the gap between the disk 29 and the wall 19, which measures just a few millimeters, preferably 2 to 3 mm or 50 to 80 mm for larger devices. This local increase in flow velocity creates turbulence and pressure gradients inside the first filter element 17. The turbulence and pressure gradients between the moving disk 29 and the wall 19 cause any contaminants still adhering to the wall 19 to be torn away from the wall 19. Likewise, the increased flow velocity in the gap means that the pressure in the gap is lower than in the second chamber 14, where the flow velocity is lower and thus the static pressure in the gap is lower (Bernoulli theorem), so the flow is partially reversed, from the second chamber 14 towards the first chamber 13; However, this flow reversal only occurs where the flow velocity is increased by the disk 29.

Ein derartiges Abreinigen des ersten Filterelements 17 durch Bewegen der Scheibe 29 entlang der Längsachse 23 und durch Erzeugung eines Druckgefälles durch Öffnen des Spülausgangs 32 erfolgt ein effektives Abreinigen des ersten Filterelements 17. Dieses Abreinigen dauert nur wenige Sekunden, kann jedoch auch je nach Verunreinigungsgrad einige Minuten dauern und kann beliebig wiederholt werden.Such cleaning of the first filter element 17 by moving the disk 29 along the longitudinal axis 23 and by generating a pressure gradient by opening the flushing outlet 32 results in effective cleaning of the first filter element 17. This cleaning takes only a few seconds, but can also take several minutes depending on the degree of contamination and can be repeated as required.

Sowohl die erste als auch die zweite Kammer 17, 18 können Druckmessgeräte aufweisen, die vorzugsweise automatisiert, ausgelesen werden. Der Abfall bzw. Anstieg von Drücken in den Kammern 13, 14 kann als Indiz angesehen werden, dass die Wandung 19 bzw. das erste Filterelement 17 derart stark verunreinigt ist, dass eine effektive Filtration nicht mehr stattfinden kann. In diesem Fall muss das erste Filterelement 17 abgereinigt werden. Eine derartige Steuerung des Auslesens der Druckmessgeräte, der Spindel 25 bzw. des Motors 28 und des Spülausgangs 32 kann automatisiert durch einen Prozessrechner oder manuell erfolgen.Both the first and the second chamber 17, 18 can have pressure gauges, which are preferably read out automatically. The drop or increase in pressure in the chambers 13, 14 can be seen as an indication that the wall 19 or the first filter element 17 is so heavily contaminated that effective filtration can no longer take place. In this case, the first filter element 17 must be cleaned. Such control of the reading of the pressure gauges, the spindle 25 or the motor 28 and the flushing outlet 32 can be carried out automatically by a process computer or manually.

Für die Abreinigung des zweiten Filterelements 18 in der dritten Kammer 15 weist diese auf einer Längsachse 33 einen Düsenverteiler 34 auf. Dieser Düsenverteiler 34, oder auch Scanner genannt, kann entlang der Längsachse 33 gemäß dem Pfeil 35 vor- und zurückbewegt werden. Außerdem ist der Düsenverteiler 34 gemäß dem Pfeil 36 in und entgegen dem Uhrzeigersinn um die Längsachse 33 drehbar. Diese Bewegungen können entweder händisch oder über eine spindelartige Kopplung 40, durch einen Motor 37 angetrieben, erfolgen. Bei dieser Bewegung des Düsenverteilers 34 im zweiten Filterelement 18 bzw. in der dritten Kammer 15 wird der Düsenverteiler 34 durch zwei Stirnseiten 38 und 39 der dritten Kammer 15 geführt und zwar so, dass kein Flüssigkeitsaustausch zwischen der dritten Kammer 15 und der vierten Kammer 16 stattfinden kann. Für die flüssigkeitsdichte Verbindung des Düsenverteilers 34 in der Stirnseite 38 zwischen der zweiten Kammer 14 und der dritten Kammer 15 weist die Stirnseite 38 ein Dichtungspaket 52 auf. Gleichermaßen ist die dritte Kammer 15 gegen eine fünfte Kammer 43 bzw. gegen einen Spülaustritt 44 am Durchtritt des Düsenverteilers 34 durch die Stirnseite 39 der dritten Kammer 15 mittels eines weiteren Dichtungspakets 53 abgedichtet. Für eine flüssigkeitsdicht Verbindung der Kopplung 40 mit dem Düsenverteiler 34 durch einen Flansch 41 wird dieser durch ein Dichtungspaket 51 im Flansch 41 geführt. Außerdem weist der Flansch 41 zur Abdichtung der fünften Kammer 43 zur Umgebung ein weiteres Dichtungspaket 42 auf.For cleaning the second filter element 18 in the third chamber 15, the latter has a nozzle distributor 34 on a longitudinal axis 33. This nozzle distributor 34, also called a scanner, can be moved back and forth along the longitudinal axis 33 according to the arrow 35. In addition, the nozzle distributor 34 can be rotated clockwise and counterclockwise about the longitudinal axis 33 according to the arrow 36. These movements can be carried out either manually or via a spindle-like coupling 40 driven by a motor 37. During this movement of the nozzle distributor 34 in the second filter element 18 or in the third chamber 15, the nozzle distributor 34 is guided through two end faces 38 and 39 of the third chamber 15 in such a way that no liquid exchange can take place between the third chamber 15 and the fourth chamber 16. For the liquid-tight connection of the nozzle distributor 34 in the front side 38 between the second chamber 14 and the third chamber 15, the front side 38 has a sealing package 52. Likewise, the third chamber 15 is sealed against a fifth chamber 43 or against a flushing outlet 44 at the passage of the nozzle distributor 34 through the front side 39 of the third chamber 15 by means of a further sealing package 53. For a liquid-tight connection of the coupling 40 with the nozzle distributor 34 by means of a flange 41, the latter is guided through a sealing package 51 in the flange 41. In addition, the flange 41 has a further sealing package 42 to seal the fifth chamber 43 from the environment.

Der Düsenverteiler 34 ist rohrartig ausgebildet, wobei der Innenbereich des Düsenverteilers 34 über eine fünfte Kammer 43 mit einem Spülaustritt 44 verbunden. Der Spülaustritt 44 stellt eine weitere Austrittsöffnung aus der Vorrichtung 10 dar. Dem Düsenverteiler 34 sind senkrecht zu der Längsachse 33 stutzenartige Saugdüsen 45 zugeordnet. Diese Saugdüsen 45 sind über die gesamte Länge des Düsenverteilers 34 verteilt und schließen untereinander jeweils einen Winkel ein. Die Saugdüsen 45 sind ebenfalls rohrartig ausgebildet und stehen in einer kommunizierenden Verbindung mit dem Düsenverteiler 34. Die Saugdüsen 45 sind derart auf der rohrartigen Oberfläche des Düsenverteilers 34 angeordnet, dass durch die translatorische und rotierende Bewegung des Düsenverteilers 34 jeder Punkt der Wandung 20 durch eine Saugdüse 45 erreicht werden kann. Die Rotation des Düsenverteilers 34 erfolgt gemäß dem Pfeil 36 sowohl in als auch entgegen dem Uhrzeigersinn. Diese Rotation des Düsenverteilers 34 wird gesteuert durch einen Prozessrechner und einen Endlagenmelder 50 sowie Anschlägen 49 an einer dem Düsenverteilers 34 zugeordneten Spindel oder durch eine andere entsprechend geeignete Wegemessung.The nozzle distributor 34 is designed like a tube, with the interior of the nozzle distributor 34 being connected to a flushing outlet 44 via a fifth chamber 43. The flushing outlet 44 represents a further outlet opening from the device 10. The nozzle distributor 34 is assigned nozzle-like suction nozzles 45 perpendicular to the longitudinal axis 33. These suction nozzles 45 are distributed over the entire length of the nozzle distributor 34 and each enclose an angle with one another. The suction nozzles 45 are also designed like a tube and are in a communicating connection with the nozzle distributor 34. The suction nozzles 45 are arranged on the tubular surface of the nozzle distributor 34 in such a way that every point on the wall 20 can be reached by a suction nozzle 45 due to the translatory and rotating movement of the nozzle distributor 34. The rotation of the nozzle distributor 34 takes place according to the arrow 36 both clockwise and anti-clockwise. This rotation of the nozzle distributor 34 is controlled by a process computer and an end position indicator 50 as well as stops 49 on a spindle assigned to the nozzle distributor 34 or by another appropriately suitable path measurement.

Die Saugdüsen 45 weisen einen Düsenschaft 46 und einen Düsenkörper 47 auf. Der Düsenkörper 47 ist mit einem den Düsenverteiler 34 abgewandten offenen Ende der Wandung 20 des zweiten Filterelements 18 zugewandt bzw. kurz vor dieser Wandung 20 positioniert, steht insbesondere in Kontakt mit der Wandung 20. Durch einen vorprogrammierten Bewegungsablauf, lässt sich so die gesamte Innenseite der Wandung 20 des zweiten Filterelements 18 automatisch abfahren bzw. abscannen.The suction nozzles 45 have a nozzle shaft 46 and a nozzle body 47. The nozzle body 47 is positioned with an open end facing away from the nozzle distributor 34 towards the wall 20 of the second filter element 18 or just in front of this wall 20, in particular is in contact with the wall 20. By means of a pre-programmed movement sequence, the entire inside of the wall 20 of the second filter element 18 can be automatically traveled or scanned.

Die fünfte Kammer 43 der Vorrichtung 10 weist einen Spülaustritt 44 auf. Dieser Spülaustritt 44 ist durch ein nicht dargestelltes Ventil geschlossen. Dadurch, dass die Düsenkörper 47 der Saugdüsen 45 an einem Ende jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die Wasser in die Saugdüsen 45 und somit in den Düsenverteiler 34 eintreten kann, herrscht bei geschlossenem Ventil des Spülaustritts 44 innerhalb der dritten Kammer 15 und der fünften Kammer 43 ein konstanter Druck, vielmehr existiert kein Druckgefälle. Beim Öffnen des Ventils bzw. des Spülaustritts 44 strömt das Wasser aus den Saugdüsen 45 und den Düsenverteiler 34 durch den Spülaustritt aus der Vorrichtung 10 heraus. Durch dieses Öffnen des Spülaustritts 44 entsteht an den Öffnungen der Düsenkörper 47 ein Druckgefälle und Wasser aus der vierten Kammer 16 wird in die Saugdüse 45 gesogen. Somit tritt zumindest an den Öffnungen des Düsenkörpers 47 eine Zwangsumkehr der Flüssigkeitsströmung ein. Verunreinigungen die vom zweiten Filterelement 18 aus dem Wasser herausgefiltert wurden und sich an der Wandung 20 gesammelt haben, werden ebenfalls mit in die Saugdüsen 45 gesogen und durch den Düsenverteiler 34 und den Spülaustritt 44 aus der dritten Kammer 15 bzw. der Vorrichtung 10 herausbefördert. Herrscht in der dritten Kammer 15 kein ausreichender Druck zur Abreinigung, kann dieser über eine Zusatzpumpe 22 bzw. über ein Drosseln der Eintrittsöffnung 11 bzw. Austrittsöffnung 12 kurzfristig ein ausreichendes Druckgefälle erzeugt werden. Außerdem ist es denkbar, die Pumpe 22 mit dem Spülaustritt 44 zu verbinden, um dadurch ein ausreichendes Druckgefälle zum Absaugen der Kammern bzw. des Filterelements 18 durch die Saugdüsen zu erzeugen.The fifth chamber 43 of the device 10 has a flushing outlet 44. This flushing outlet 44 is closed by a valve (not shown). Because the nozzle bodies 47 of the suction nozzles 45 each have an opening at one end through which water can enter the suction nozzles 45 and thus the nozzle distributor 34, when the valve of the flushing outlet 44 is closed, there is a constant pressure within the third chamber 15 and the fifth chamber 43; in fact, there is no pressure gradient. When the valve or the flushing outlet 44 is opened, the water flows out of the suction nozzles 45 and the nozzle distributor 34 through the flushing outlet and out of the device 10. By opening the flushing outlet 44 in this way, a pressure gradient is created at the openings of the nozzle bodies 47 and water from the fourth chamber 16 is sucked into the suction nozzle 45. This results in a forced reversal of the liquid flow at least at the openings of the nozzle body 47. Impurities that have been filtered out of the water by the second filter element 18 and have collected on the wall 20 are also sucked into the suction nozzles 45 and transported out of the third chamber 15 or the device 10 through the nozzle distributor 34 and the flushing outlet 44. If there is insufficient pressure in the third chamber 15 for cleaning, a sufficient pressure gradient can be generated for a short time using an additional pump 22 or by throttling the inlet opening 11 or outlet opening 12. It is also conceivable to connect the pump 22 to the flushing outlet 44 in order to generate a sufficient pressure gradient for the chambers or the filter element 18 to be vacuumed through the suction nozzles.

Der Düsenverteiler 34 wird durch den Motor 37 so bewegt, dass jeder Bereich der Wandung 20 des zweiten Filterelements 18 durch den Düsenkörper 47 erreicht wird. Durch den lokalen Unterdruck zwischen der Saugdüse 45 und deren Umgebung werden die Verunreinigungen an der Wandung 20 des zweiten Filterelements 18 in die Saugdüse 45 gesogen. Nach Beendigung der Abreinigung bzw. des Abscannens der Wandung 20 des zweiten Filterelements 18 wird das Ventil bzw. der Spülaustritt 44 automatisch wieder geschlossen und es stellt sich erneut ein Druckgleichgewicht ein. Während der Abreinigung sowohl des ersten als auch des zweiten Filterelements 17, 18 braucht die Filtration der Flüssigkeit nicht unterbrochen zu werden. Die Vorrichtung 10 ermöglicht somit eine kontinuierliche Filtration der Flüssigkeit und Durchströmung der Filterelemente von der Eintrittsöffnung 11 bis zur Austrittsöffnung 12 und ist dabei nur teilweise oder komplett abhängig von zusätzlichen Pumpen 22, falls der Systemdruck nicht ausreicht. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei hinreichenden System- bzw. Betriebsdrücken eine vollautomatische und kontinuierliche, sowie ununterbrochene Filtration durch die Vorrichtung ermöglicht wird.The nozzle distributor 34 is moved by the motor 37 so that every area of the wall 20 of the second filter element 18 is reached by the nozzle body 47. The local negative pressure between the suction nozzle 45 and its surroundings sucks the contaminants on the wall 20 of the second filter element 18 into the suction nozzle 45. After cleaning or scanning of the wall 20 of the second filter element 18 has been completed, the valve or flushing outlet 44 is automatically closed again and a pressure equilibrium is established again. During cleaning of both the first and the second filter elements 17, 18, the filtration of the liquid does not need to be interrupted. The device 10 thus enables continuous filtration of the liquid and flow through the filter elements from the inlet opening 11 to the outlet opening 12 and is only partially or completely dependent on additional pumps 22 if the system pressure is insufficient. According to the invention, a fully automatic and continuous as well as uninterrupted filtration through the device is made possible at sufficient system or operating pressures.

Die Drehrichtung des Motors 37 und der Kopplung 40 wird über nicht dargestellte Näherungsschalter, Initiatoren oder Endlagenmelder 50 bzw. Anschläge 49 kontrolliert, angepasst und bewerkstelligt. Auch der dritten Kammer 15 bzw. der vierten Kammer 16 sind Drucksensoren zugeordnet, die durch einen Prozessrechner ausgelesen werden. Anhand der ausgelesenen Messwerte wird vom Prozessrechner, bestimmten Vorgaben entsprechend, Ventile bzw. Motoren gesteuert. So lassen sich über eine Fernsteuerung mittels des Prozessrechners die Filtrierung und die Abreinigung der Filterelemente steuern und kontrollieren.The direction of rotation of the motor 37 and the coupling 40 is controlled, adjusted and managed via proximity switches, initiators or end position indicators 50 or stops 49 (not shown). Pressure sensors are also assigned to the third chamber 15 and the fourth chamber 16, which are read by a process computer. Based on the measured values read, the process computer controls valves or motors in accordance with certain specifications. In this way, the filtration and cleaning of the filter elements can be controlled and monitored via remote control using the process computer.

Claims (7)

Verfahren zum Filtrieren einer Flüssigkeit durch eine Vorrichtung (10) mit mehreren Kammern, wobei eine erste Kammer (13) mindestens eine Eintrittsöffnung (11) und eine weitere Kammer mindestens eine Austrittsöffnung (12) aufweist und aufeinanderfolgende Kammern untereinander durch Filterelemente (17, 18) zum Filtern der Flüssigkeit getrennt werden und eine von der Eintrittsöffnung (11) der ersten Kammer (13) zu der Austrittsöffnung (12) der weiteren Kammer strömende Flüssigkeit von mindestens einem Filterelement (17, 18) filtriert wird und das mindestens eine Filterelement (17, 18) in der Vorrichtung (10) bei Bedarf abgereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Stufen in der Vorrichtung (10) gefiltert wird, wobei die Flüssigkeit zunächst von einem ersten Filterelement (17) in einer ersten Filtrationsstufe vorfiltriert und anschließend von einem zweiten Filterelement (18) in einer zweiten Filtrationsstufe feinfiltriert wird und wobei das erste Filterelement (17) abgereinigt wird, ohne dass die Filtration der Flüssigkeit unterbrochen wird, während von dem zweiten Filterelement (18) weiterhin die Flüssigkeit filtriert wird oder dass das zweite Filterelement (18) abgereinigt wird, während die Flüssigkeit von dem ersten Filterelement (17) und/oder dem zweiten Filterelement (18) ununterbrochen filtriert wird, wobei zum Abreinigen des ersten Filterelements (17) ein Unterdruck in der ersten Kammer (13) relativ zu der weiteren Kammer bzw. zur Atmosphäre erzeugt wird und im Anschluss bei Bedarf eine Scheibe (29) parallel zu einer Achse (23) des ersten Filterelements (17) in der ersten Kammer (13) bewegt wird und zum Abreinigen des zweiten Filterelements (18) mindestens eine Saugdüse (45) entlang einer Innenwandung (20) des zweiten Filterelements (18) in der weiteren Kammer geführt wird.Method for filtering a liquid through a device (10) with several chambers, wherein a first chamber (13) has at least one inlet opening (11) and a further chamber has at least one outlet opening (12) and n successive chambers are separated from one another by filter elements (17, 18) for filtering the liquid and a liquid flowing from the inlet opening (11) of the first chamber (13) to the outlet opening (12) of the further chamber is filtered by at least one filter element (17, 18) and the at least one filter element (17, 18) is cleaned in the device (10) if necessary, characterized in that the liquid is filtered in at least two successive stages in the device (10), wherein the liquid is first pre-filtered by a first filter element (17) in a first filtration stage and then finely filtered by a second filter element (18) in a second filtration stage and wherein the first filter element (17) is cleaned without the filtration of the liquid being interrupted, while the second filter element (18) continues to filter the liquid, or that the second filter element (18) is cleaned while the liquid is filtered by the first filter element (17) and/or the second filter element (18) is continuously filtered, wherein in order to clean the first filter element (17) a negative pressure is generated in the first chamber (13) relative to the further chamber or to the atmosphere and then, if required, a disk (29) is moved parallel to an axis (23) of the first filter element (17) in the first chamber (13) and in order to clean the second filter element (18) at least one suction nozzle (45) is guided along an inner wall (20) of the second filter element (18) in the further chamber. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem ersten Filterelement (17) Stoffe aus der Flüssigkeit herausfiltriert werden, die verschieden zu denen sind, die durch das zweite Filterelement (18) herausfiltriert werden, vorzugsweise dass die Stoffe die von dem ersten Filterelement (17) herausfiltriert werden, größer sind als die Stoffe, die von dem zweiten Filterelement (18) herausfiltriert werden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the first filter element (17) filters out substances from the liquid which are different from those filtered out by the second filter element (18), preferably that the substances filtered out by the first filter element (17) are larger than the substances filtered out by the second filter element (18). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorfiltrieren durch das erste Filterelement (17) und das Feinfiltrieren durch das zweite Filterelement (18) sowie das Abreinigen des ersten Filterelements (17) und des zweiten Filterelements (18) aufeinander abgestimmt werden, insbesondere das Filtrieren und das Abreinigen voll automatisiert erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pre-filtration by the first filter element (17) and the fine filtration by the second filter element (18) as well as the cleaning of the first filter element (17) and the second filter element (18) are coordinated with one another, in particular the filtration and the cleaning are fully automated. Vorrichtung (10) zum Filtrieren einer Flüssigkeit mit mehreren Kammern, wobei eine erste Kammer (13) mindestens eine Eintrittsöffnung (11) und eine weitere Kammer mindestens eine Austrittsöffnung (12) aufweist und aufeinanderfolgende Kammern untereinander durch Filterelemente (17, 18) zum Filtern der Flüssigkeit getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Filterelemente (17, 18) unterschiedlicher Transmissionen jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kammern angeordnet sind, um die durch die Kammern strömende Flüssigkeit sukzessive in zwei aufeinanderfolgenden Stufen zu filtrieren, wobei das erste Filterelement (17) eine Scheibe (29) aufweist, die entlang einer Längsachse (23) des Filterelements (17) an einer Innenwandung (19) des ersten Filterelements (17) entlang bewegbar ist und dem zweiten Filterelement (18) mehrere Saugdüsen (45) zugeordnet sind, die an einer Innenwandung (20) des zweiten Filterelements (18) entlang bewegbar sind, wobei die Filterelemente (17, 18) durch Erzeugung eines Unterdrucks in den entsprechenden Kammern relativ zu den Kammern, in denen sich die filtrierte Flüssigkeit befindet, abreinigbar sind und wobei das Filtrieren der Flüssigkeit durch die verschiedenen Filterelemente (17, 18) aufeinander abstimmbar ist und die Einrichtungen zum Abreinigen der Filterelemente (17, 18) einzeln und gemeinsam ansteuerbar sind, vorzugsweise von einem Mikroprozessor bzw. Prozessrechner ansteuerbar sind.Device (10) for filtering a liquid with several chambers, wherein a first chamber (13) has at least one inlet opening (11) and a further chamber has at least one outlet opening (12) and successive chambers are separated from one another by filter elements (17, 18) for filtering the liquid, characterized in that at least two filter elements (17, 18) of different transmissions are each arranged between two successive chambers in order to filter the liquid flowing through the chambers successively in two successive stages, wherein the first filter element (17) has a disk (29) which can be moved along a longitudinal axis (23) of the filter element (17) along an inner wall (19) of the first filter element (17) and the second filter element (18) is assigned a plurality of suction nozzles (45) which can be moved along an inner wall (20) of the second filter element (18), wherein the filter elements (17, 18) are generated by generating a negative pressure in the corresponding chambers relative to the chambers in which the filtered liquid is located, and wherein the filtration of the liquid through the various filter elements (17, 18) can be coordinated with one another and the devices for cleaning the filter elements (17, 18) can be controlled individually and jointly, preferably by a microprocessor or process computer. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (17, 18) siebartig ausgebildet sind, wobei das erste Filterelement (17) undurchlässig ist für Stoffe, die größer als 2 mm, insbesondere größer als 0,6 mm, vorzugsweise größer als 0,2 mm sind und das zweite Filterelement (18) undurchlässig ist für Stoffe, die größer als 0,1 mm, insbesondere größer als 0,04 mm, vorzugsweise größer als 0,01 mm sind.Device (10) according to Claim 4 , characterized in that the filter elements (17, 18) are designed like a sieve, wherein the first filter element (17) is impermeable to substances which are larger than 2 mm, in particular larger than 0.6 mm, preferably larger than 0.2 mm, and the second filter element (18) is impermeable to substances which are larger than 0.1 mm, in particular larger than 0.04 mm, preferably larger than 0.01 mm. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche der Vorrichtung (10), in denen die verschiedenen Stufen des Filtrierens der Flüssigkeit erfolgen, insbesondere die Kammern, in denen das Filtrieren der Flüssigkeit stattfindet bzw. in denen sich die Einrichtungen zum Abreinigen befinden, durch eine Öffnung (21) miteinander verbunden sind.Device (10) according to Claim 4 or 5 , characterized in that the regions of the device (10) in which the various stages of filtering the liquid take place, in particular the chambers in which the filtering of the liquid takes place or in which the devices for cleaning are located, are connected to one another by an opening (21). Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kammern (13, 14, 15, 16) in einem gemeinsamen Gehäuse der Vorrichtung (10) angeordnet sind und die Eintrittsöffnung (11) und die Austrittsöffnung (12) parallel zu einer Längsachse des Gehäuses, vorzugsweise dass die Eintrittsöffnung (11) und die Austrittsöffnung (12) unterschiedlich zueinander, ausgerichtet sind.Device (10) according to one of the Claims 4 until 6 , characterized in that all chambers (13, 14, 15, 16) are arranged in a common housing of the device (10) and the inlet opening (11) and the outlet opening (12) are aligned parallel to a longitudinal axis of the housing, preferably that the inlet opening (11) and the outlet opening (12) are aligned differently from one another.
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