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Mit einem Gas rückspülbare Filterkerze für Anschwemmfilter Es sind
bereits viele Konstruktionen von Anschwemmfiltern bekannt und im Gebrauch, die mit
sogenannten Filterkerzen arbeiten. Die hierbei verwendeten Kerzen bestehen beispielsweise
aus einem porösen Material, wie Keramik od. dgl., und die Filtrierung verläuft hierbei
so, daß die in der Flüssigkeit mitgeführten Schmutzteilchen beim Durchdrücken durch
die Kerzenwand von außen nach innen zurückgehalten werden und die filtrierte Flüssigkeit
aus dem Innern der Kerze abläuft.
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Ferner sind auch Kerzen im Gebrauch, die aus einem mehrfach gelochten
Träger bestehen, der auf seiner Außenseite mit Filtermaterial, z. B. einem Tuch
oder einem beliebigen Metallgewebe, versehen ist. Andererseits hat man auch vorgeschlagen,
den Träger in Form von Drahtspiralen auszubilden, über die von außen her eine Filtertuchhülse
gezogen ist.
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Im übrigen sind seit Beginn der Filterindustrie die bekannten Filterschläuche
im Gebrauch, bei denen jedoch die Durchströmrichtung von innen nach außen verläuft,
so daß die zurückgehaltenen Trübstoffe aus der meistens länglich mit rundem Querschnitt
ausgebildeten Filterröhre entfernt werden müssen.
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Bei der Durchführung einer Feinfiltration ist es fernerhin bekannt,
die erwähnten Vorrichtungen als sogenannte Anschwemmfilter zu benutzen, wobei Filterhilfsmittel,
wie Asbest, Zellulose, Kohle, Kieselgur u. dgl., mit der zu filternden Flüssigkeit
angeschwemmt werden. Es ist zweckmäßig, diese Filterhilfsmittel vorher in einem
besonderen Mischbehälter einem Teil der Flüssigkeit zuzumischen und dann diese in
einem Kreislauf von dem Mischbehälter durch das Filter solange zurück zum Mischbehälter
zu pumpen, bis sich die der Flüssigkeit beigemischten Filterhilfsmittel auf die
feinen Tuch- oder Metalldrahtgewebe niedergeschlagen haben und gewiss ermaßen einen
Filterkuchen bilden, der nun eine erhöhte Filterwirkung auf die durchströmende Flüssigkeit
ausübt. Man kann auch mittels einer Dosierpumpe diese Filterhilfsmittel in die Druckleitung
des Filters pumpen. Häufig sind auch natürliche Filterhilfsmittel in der Flüssigkeit
enthalten, wie z. B. in Abwässern der Zellstoff- und Papierindustrie. Die in solchen
Abwässern befindlichen Fasern bilden von selbst einen Filterkuchen auf dem Filtermaterial
der Filterkerzen.
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Hierbei ist es jedoch unvermeidlich, daß sich die Filterkuchen je
nach der Menge der in der Flüssigkeit enthaltenen und zu entfernenden Trübstoffe
nach einer gewissen Zeit verstopfen. Dieser Umstand zeigt sich dadurch an, daß die
Durchlaufgeschwindigkeit bei gleichzeitigem Druckanstieg allmählich verringert wird,
bis schließlich das Filter völlig verstopft und der Flüssigkeitsdurchtritt unterbrochen
ist. Die Arbeitsdauer dieser Filter ist demnach verhältnismäßig be-
grenzt und die
Zeitspanne bis zu einer Reinigung, d. h. einer Neubildung des Filterkuchens, richtet
sich nach dem Feinheitsgrad, d. h. bei einer Feinstfiltrierung ist eine sehr häufige
Betriebsunterbrechung erforderlich.
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Es ist auch ein Verfahren zur Reinigung von Anschwemmfiltern bekannt,
bei dem kerzenförmig ausgebildete elastische Filterkörper bei der Rückspülung durch
rasch-wechselnden Druck in atmende Bewegung versetzt werden, wobei sie ihre Form
und/oder ihr Volumen ändern und dadurch die Entfernung des Filterkuchens fördern.
Diese Filter können z. B. aus Drahtwendeln als Stütze und einem darüber gezogenen
Feinsiebgewebe bestehen. Das Gewebe ist bei den atmenden Bewegungen sehr hohen Beanspruchungen
ausgesetzt und neigt daher zur Bildung von Undichtigkeiten, so daß häufig störende
Betriebsunterbrechungen- die Folge sind.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet eine mit Gas rückspülbare Filterkerze
für Anschwemmfilter, die aus einem frei durchlässigen, mit einem Gewebe überzogenen
Stützrohr besteht, wobei das Gewebe keine Filterwirkung oder nur einen Bruchteil
derjenigen der Anschwemmasse besitzt und die dadurch gekennzeichnet ist, daß das
Stützrohr, welches den Träger für das von außen anzuschwemmende Filtergut bildet,
in seinem Innern eiri Rückspülrohr mit Öffnungen am unteren Ende aufweist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Rückspülrohres im Innern
des Trägers wird die Reinigung des Filters in besonderes wirkungsvoller Weise ermöglicht.
Das Stützrohr kann z. B. aus einem
Drahtgewebe oder aus einem gelochten
Blechzylinde: bestehen.
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Ein Filter dieser Art kann gleichzeitig mehrere Kerzen enthalten,
deren Rückspülrohre einer gemeinsamen Vertellerkammer zur Zuführung des Rückspülmediums
angeschlossen sind.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Rückspülrohre
gleichzeitig zum Einspannen der einzelnen Träger in dem Filtergehäuse zu verwenden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 eine auswechselbare Filterkerze gemäß Erfindung, Fig. 2 den
Filterkopf eines einkerzigen Filters mit Rückspülrohr, das gleichzeitig zur Befestigung
- der Filterkerze dient,-Fig. 3 ein einkerziges Filter unter Verwendung der in den
vorhergehenden Figureff dargestellten Elemente, Fig. 4 einen Luftrückspiileinsatz
für ein vier kerziges Filter, Fig. 5 die Kopfplatte eines vierkerzigen Filters,
Fig. 6 ein komplettes vierkerziges Filter.
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Die auswechselbare Filterkerze 1 besteht aus einem aus grobem, engmaschigem
Drahtgewebe gebildeten Stützrohr 2, an dessen oberem Ende - ein Ring 3 zur Aufnahme
einer Dichtung~4 und am unteren Ende ein Ring 5 befestigt ist. Das Stützrohr 2 kann
ebenso aus gelochtem Blech oder einem stabilen Körper, der freien Abfluß gestattet,
hergestellt sein. über die ganze Länge des Stützrohres 2 ist ein feines Trägergewebe
6 gezogen, das aus Metalltuch, Glasgewebe oder Kunststoffgewebe bestehen kann und
am oberen Ring 3 an der Stelle 7 und am unteren Ring 5 an der Stelle 8 durch Löten
oder sonstwie zweckmäßig ringsherum dicht befestigt ist.
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Der Filterkopf 9 (Fig. 2) eines einkerzigen Filters besteht aus der
Kopfplatte 10 mit Dichtungsring 11 und kann auf den Filterzylinder oder Filterkessel
aufgeschraubt oder damit verflanscht werden; In der Mitte hat die Kopfplatte 10
ein Filtratablaufloch 12, durch welches frei schwebend das Luftzuführungsrohr 13
eingeführt ist, das am oberen Ende des Filterkopfes an Stelle 14 befestigt ist.
Das Luftzuführungsrohr 13 hat außerhalb des Filterkopfes ein Luftventil 15. Es kann
an der Stelle 16 mit einem Luftkompressor oder einem Druckluftbehälter verbunden
sein.
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Im unteren Teil des Luftzuführungsrohres 13 befinden sich einige
Löcher 17. Ein Gewindestutzen 18 schließt im übrigen das Rohr dicht ab und dient
zur Verschraubung der Filterkerze 1 mittels Abschlußdeckel 19 und Flügelmutter 20,
nachdem zwischen Filterkerze und Abschlußdeckel 19 noch ein Dichtungsring 21 gelegt
worden ist. Die Filtratkammer 22 hat ein Filtratablaufrohr 23 mit Ventil 24.
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Ein zusammengebautes einkerziges Filter ist in Fig. 3 dargestellt,
bei dem der Filterkopf 9 über einen Zylinder 25 mittels Gestänge 26 mit dem Einlaufboden
27 verschraubt ist. Der Zylinder 25 kann aus Plexiglas, Glas, einer Kunststoff-
oder Metallröhre bestehen. Der Filterkopf 9 kann aber auch auf einen Filterkessel
aufgeschraubt oder in einer sonstigen geeigneten Weise befestigt werden.
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Der Einlaufboden 27 ist zweckmäßig trichterförmig gestaltet, damit
der Filterkuchenschlamm beim Rückspülen ungehinderten Ausfluß durch Entleerstutzen
mit Entleerventil 28 hat. Durch das Einlaufrohr 29 mit Ventil 30 tritt das unfiltrierte
Filtergut in das Filter ein.
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Fig. 4 zeigt einen Luftrückspüleinsatz 31 für ein vierkerziges Filter.
Bei mehrkerzigen Filtern muß die Luft für die Rückspülung in geeigneter Weise auf
die einzelnen Filterkerzen verteilt werden. Das Problem ist durch den Einbau einer
Luftverteilerkammer 32 in den Filterkopf gelöst. Die Luftverteilerkammer 32 hat
ein Zufuhrrohr 33, das in Verbindung mit dem Luftzuleitungsrohr steht. Von der Luftverteilerkammer
32 führen dann die einzelnen Luftzuführungsrohre 13 in das Innere der Filterkerzen.
Die Luftverteilerkammer 32 hat dann noch eine Mehrzahl von Füßchen 35, die in entsprechende
Bohrungen der Kopfplatte 36 rasten.
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Die Ausführung der Luftzuführungsrohre 13 ist ähnlich wie beim einkerzigen
Filter (Fig. 2 und 3).
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-=Amm¢teren Ende des Luftzuführu-ngsrohres-13 -ist ein Gewindestutzen
18 angebracht. Unmittelbar darüber sind Löcher 17 gebohrt.
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Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf die Kopfplatte 36 eines- vierkerzigen
Filters. Die Kopfplatte ist im Ausführungsbeispiel beiderseits mit Dichtungsringen
37 versehen. Im vierkerzigen Filter hat sie vier Filtratablauflöcher 38 und im Ausführungsbeispiel
vier Bohrungen 39, in welche die Füßchen 35 der -Luftverteilerkammer 32- bzw. des
Luftrückspüleinsatzes 31 eingreifen.
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Fig.- 6 zeigt ein komplettes vierkerziges Filter mit zwei eingeschraubten
Filterkerzen- 1; Zwischen Filterkessel 40 und Filterkopf 41 - ist die Kopfplatte
36 mittels Klappschrauben 42 verschraubt. Die Dicht tungsringe 37 sorgen für gute
Abdichtung. Der Luft liickspüleinsatz 31 rastet auf Füßchen 35 inden dafür vorgesehenen
Bohrungen 39 in der Kopfplatte 36.
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Das obere Ende der Filterkerze 1 paßt mit Ring 3 in das Filtratablaufloch
38 der Kopfplatte 36. Das untere Ende wird - wie in Fig. 2 - durch Abschlußdeckel
19 von Gewindestutzen- 18 des Luftzuführungsrohres 13 geführt. Die Filterkerze 1wird
mit einer Flügelmutter 20 an die Kopfplatte gezogen.
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Die unfiltrierte Flüssigkeit tritt durch Einlaufrohr 43 mit Ventil
44 von unten in den Filterkörper ein.
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Stutzen 45 mit Ventil 46 sind zur Ableitung des Filterkuchenschlamms
bestimmt.
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Das Filtrat läuft durch die Filtratkammer 47 im Filterkopf 41 ab
und verläßt das Filter durch das Auslaufrohr 48 mit dem Ventil 49.
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Durch eine Verschraubung 50 oder auf eine sonstige zweckmäßige Weise
ist das Druckluftrohr 51 nebst dem Ventil 52 mit dem Zufuhrrohr 33 nebst der Luftverteilerkammer
32 im Innern des Filterkopfes 41 verbunden.
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Mit gleichem Erfolg können diese Filter auch mit einer beliebig großen
Anzahl von Filterkerzen ausgerüstet werden.
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Das Arbeiten dieser Filter geht wie folgt vonstatten: Filterhilfsmittel,
wie z. B. Diatomeenerden (Kieselgur), Aktivkohle, Asbest- und Zellstoffasern, Bleicherden
usw., werden einem Teil der zu filtrierenden Flüssigkeit beigemischt und durch Einlaufrohr
43 mit Hahn 44 in das Filter gepumpt. Die Flüssigkeit steigt rasch im Filter bis
zur Kopfplatte 36 hoch. Die im Filterkessel befindliche Luft entweicht durch die
Filterkerzen. Wenn der Filterbehälter gefüllt ist, kann die Flüssigkeit nur durch
die feinen Trägergewebe 62 mit denen die Filterkerzen 1 bespannt: sind, durch den
hohlen Raum der Filterkerze und das Filtratablaufloch 38 in die Filtratkammer 47
des Filters gelangen und von dort durch Auslaufrohr 48 und Ventil 49 wieder zurück
zum Mischbehälter, von wo sie sofort wieder durch das Filter gepumpt wird. An diesem
Kreislauf können die dem Filtergut beigemischten
Filterhilfsmittel
nicht teilnehmen. Sie werden von den feinen Trägergeweben 6 der Filterkerzen herausgesiebt
und bilden darauf die Filterkuchen. Das Anschwemmen der Filterkuchen dauert bis
zu etwa 30 Sekunden. Der Einlauf der Pumpe wird dann auf die Trübebehälter umgeschaltet
und der Auslauf des Filters auf die Behälter für die Aufnahme des Filtrats.
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Wenn das Filter erschöpft ist, wird Auslaufhahn 49 und Einlaufhahn
44 geschlossen. Ventil 52 des Druckluftrohres 51 wird geöffnet, so daß die Druckluft
einströmen kann. Dies und das gleichzeitige Sprengen und Herausschleudern der Filterkuchen
durch Entleerstutzen 45 ist aber erst möglich, wenn Schlammventil 46 geöffnet wird.
Die Luft tritt dann über die Luftverteilerkammer 32 in die Luftzuführungsrohre 13
und sprengt durch Löcher 17 die Filterkuchen von den Trägergeweben 6 der Filterkerzen,
wirbelt innerhalb und außerhalb der Filterkerze 1, die ebenso wie der Filterkessel
noch mit Flüssigkeit angefüllt ist, nach oben, reißt dabei die erschöpften Filterkuchen
vollständig herunter, stößt sich an der Kopfplatte 36 und schleudert die im Filter
befindliche Flüssigkeit zusammen mit den gesprengten Filterkuchen durch Entleerstutzen
45 aus dem Filter heraus.
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Dies Abreißen des Filterkuchens durch die innerhalb und außerhalb
der Filterkerze nach oben wirbelnde Luft ist bei Filterkerzen nach der Erfindung
von besonderer Bedeutung.
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Bei der Filterkerze nach der Erfindung ist das Stützrohr so ausgebildet,
daß es keine nennenswerte Filterwirkung ausübt. Bei keramischen Filterkerzen z.
B., die immer eine Filterwirkung aufweisen, muß die Rückspülluft erst die verstopfte
Filterkerze durchströmen, ehe sie auf die auf der Kerze sitzende Schicht einwirken
kann. An stark verstopften Stellen der Filterkerze ist die Luft aber oft gar nicht
in der Lage, die Verstopfung zu beseitigen, so daß hier ein Angriff auf den Filterkuchen
unterbleibt.
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Dieser Nachteil wird bei der erfindungsgemäßen Filterkerze mit großer
Sicherheit vermieden.