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Filterdüse aus im Spritzgießverfahren verarbeitbarem Kunststoff Es
sind in Verbindung mit Wasserreinigungsanlagen zur mechanischen Beseitigung von
Verunreinigungen bereits Filterdüsen für mit Kies beladene Filterböden bekannt.
Solche Filterdüsen bestehen meist aus einer über der Filterbodenplatte angeordneten,
vielfach schlitzförmig durchbrochenen glockenförmigen Kappe, die von der Filterbettschüttung
vollständig bedeckt ist, und einem entweder an der Kappe befestigten Zapfen oder
einem in eine Kappenöffnung eingehängten Düsenstock, der durch die Öffnung im Filterboden
hindurchgesteckt und dann mit diesem verschraubt wird. Die Düsenschlitze sind enger
als der Durchmesser der kleinsten Körner in dem Filterbett. Der gesamte Querschnitt
aller Düsenschlitze muß so groß sein, daß beim Durchfluß der gereinigten Flüssigkeit
nur ein kleiner Druckverlust entsteht.
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Bei rückspülbaren Filterböden ist der Zapfen bzw.
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Düsenstock der Filterdüse hohl ausgeführt und reicht dann als sogenanntes
Zentralrohr weit unter die Bodenplatte hinab. Zum Auflockern und Reinigen der verschmutzten
Filterbettschüttung wird diese mit Wasser und bzw. oder Luft rückgespült. Dabei
werden die Düsen in umgekehrter Richtung wie beim Filtervorgang durchströmt. Sie
haben bei der Rückspülung die Aufgabe, für eine möglichst gleichmäßige Verteilung
der Spülmittel zu sorgen.
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Früher wurden die Düsen aus Kupferblech, Porzellan oder Hartgummi
hergestellt. In den letzten Jahren haben die Kunststoffe aber mehr und mehr als
Düsenwerkstoff Bedeutung gewonnen. Der Grund hierfür liegt vor allem darin, daß
bei den neuzeitlichen Anlagen zur Erzeugung von vollentsalztem Wasser durch Ionenaustauscher
weitgehend säure-und laugebeständige Düsenwerkstoffe gefordert werden müssen. Außerdem
können Düsen aus Kunststoff im Spritzgußverfahren ohne Schwierigkeit in jeder gewünschten
Form mit großer Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit hergestellt werden.
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Die bisher bekannten Filterdüsen aus Kunststoff sind aber in mehrfacher
Hinsicht mangelhaft. Es werden z.B. Düsen aus mehr als drei Teilen verwendet, von
denen der sogenannte Düsenteller für die Filterfunktion nicht notwendig ist. Die
Verschraubung der Düsenkappe mit dem Teller verlangt ferner eine sehr verwickelt
aufgebaute, mehrfach geteilte Spritzgußform. Außerdem kann sich bei den Spülvorgängen
die Verschraubung zwischen Düsenkopf und Teller lockern. Man kann das zwar durch
Verkleben der beiden Gewinderänder verhindern, jedoch setzt dies voraus, daß der
Kunststoff klebbar ist, was nicht für jeden Kunststoff zutrifft.
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Nachteilig darüber hinaus ist die notwendige Forderung, daß ungeachtet
der Unebenheiten und Lageveränderungen der Filterbodenplatte das Gewinde am Düsenstock
und der Teller genau in einem Winkel von 900 zur Tellerebene stehen müssen. Andernfalls
kommt der Teller schon bei geringen Winkelabweichungen des Gewindes nur an einem
Punkt auf dem Filterboden zur Auflage. Dabei werden dem Düsenstock und der Befestigungsschraube
Biegespannungen aufgezwungen. Da einige sonst gut geeignete Kunststoffe nur verhältnismäßig
geringe Dauerstandfestigkeitswerte aufweisen, können sie bei derart ungünstiger
betrieblicher Belastung schnell zu Bruch gehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile
zu vermeiden und eine im Spritzgießverfahren herzustellende Filterdüse zu schaffen,
die ungeachtet der Unebenheiten des Filterbodens und seiner späteren Lageveränderung
einen Einbau ohne ungleichmäßige Spannungen in der glockenförmigen Düsenkappe und
im Düsenstock bzw. Zentralrohr gewährleistet und ferner auch bequem zu montieren
ist.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Kopfteil des
Zentralrohres mit einer kugeligen Fläche ausgeführt ist, die sich auf einer kegelig
ausgeführten Gegenfläche in der Öffnung der Düsenkappe abstützt.
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Die Düsenkappe besitzt oben eine kreisförmige Öffnung mit einer kegeligen
Fläche. Durch die Öffnung ist das etwa in der Höhe der Filterbodenebene mit Durchtrittsöffnungen
versehene Zentralrohr hindurchgesteckt. Das Zentralrohr ist so lang, daß es bis
unter den Düsengegenboden reicht. Es stützt sich mit seinem kugelig ausgeführten
Kopfteil auf der kegeligen Fläche in der Öffnung der Düsenkappe ab. Bei der Montage
braucht, während das Zentralrohr unter dem Düsenboden verschraubt wird, die
Düsenkappe
über dem Düsenboden nicht festgehalten zu werden. Für die Montage reicht daher eine
Arbeitskraft aus. Der Kraftschluß zwischen dem Bund am Kopfteil des Zentralrohres
und der kegeligen Gegenfläche der Düsenkappe erfolgt dann ungeachtet von Winkelabweichnungen
beider Teile stets über eine Ieislime. Auf diese Weise kann sich bei der Montage
die vielfach schlitzförmig durchbrochene Düsenkappe zwanglos zur Oberfläche des
Düsenbodens einstellen, während sich das Zentralrohr der Fläche der Befestigungsmutter
bzw. der unteren Fläche der Filterbodenplatte entsprechend anpaßt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer Düse nach der
Erfindung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt eine Düse für eine Anlage zur Vollentsalzung, F i
g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem oberen Teil dieser Düse, F i g. 3 einen
senkrecht zur Achse stehenden Schnitt A-A durch die Düse, F i g. 4 einen zweiten
Düsentyp für eine Filterwassererzeugungsanlage und Fig.5 einen QeuerschnittB-B durch
diese Düse.
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Andere Ausführungsformen unter Zugrundelegung der erfindungsgemäßen
Kennzeichen sind entsprechend den verwendeten Filterbetten und Schichthöhen möglich.
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Die Düse besteht aus einer Düsenkappe 1 und einem Zentralrohr 2.
Die Düsenkappe 1 besitzt in ihrem Oberteil eine Öffnung 3, in welche das Zentralrohr
2 mit einem Kopf 4 eingehängt ist. Hierzu ist der Kopf des Zentralrohres 2 seitlich
mit einem Stützbund 5 versehen. Dieser ruht mit einer kugelig ausgeführten Sitzfläche
6 auf einer kegelig ausgeführten Gegenfläche 7 der Düsenkappe 1. Dadurch ist gewährleistet,
daß sich das Zentralrohr 2 unabhängig von der Lage der Düsenkappe 1 einstellen kann.
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Die Düsenkappe 1 besitzt seitliche Rippen 16 bzw.
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Schlitze 8, welche von oben bis zum unteren Rand der Düsenkappe 1
durchgehen. Der freie Querschnitt der Schlitze 8 nimmt von innen nach außen hin
ab.
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Das Zentralrohr 2 ist in dem oberen Teil mit Durchtrittsöffnungen
9 versehen. Diese beginnen unterhalb des Stützbundes 5 und reichen bei eingebauter
Düse bis unter die obere Fläche 10 des Düsenbodens 11 (Fig.4). Die Öffnungen 9 besitzen
insgesamt einen freien Querschnitt, der größer ist als der freie Querschnitt der
Summe aller Schlitze 8 der Düsenkappe 1.
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Um der Düsenkappe eine ausreichende Festigkeit zu geben, ist sie
nahe ihrem unteren Rand außerhalb der Schlitze mit einem die Rippen ringförmig umfassenden
Verstärkungsbund 15 versehen. Dieser ist, weil er in die Spritzgußform als entsprechender
Hohl-
raum eingearbeitet wird, mit allen Düsenkappenrippen 16 fest verbunden. Er
legt damit gleichzeitig die zwischen den Rippen 16 vorhandenen Schlitze 8 in ihrem
Abstand fest. Der Querschnitt des Bundes 15 kann je nach den konstruktiven Erfordernissen
z. B. quadratisch, rechteckig, trapezförmig oder auch halbrundartig gewählt werden.
Zweckmäßig werden am Zentralrohr 2 mehrere, z.B. vier parallel verlaufende Durchtrittsöffnungen
9 gleichmäßig verteilt angeordnet. Das Zentralrohr 2 wird aus einem Stück hergestellt,
um die Montage zu erleichtern, und ist unter dem Düsenboden auf einer Länge von
etwa dem zweifachen Außendurchmesser mit Gewinde 12 versehen. Es endet in einer
Länge von etwa dem 20- bis 30fachen seines Außendurchmessers unterhalb des Düsenbodens.
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Die Düsen für Filterwassererzeugungsanlagen (Fig. 4) sind in ähnlicher
Form ausgeführt wie die oben beschriebene Form nach F i g. 1. Auch bei dieser zweiten
Ausführungsform wird eine oben offene Düsenkappe 1 ohne Düsenteller verwendet, und
das Zentralrohr 2 ruht gleichfalls mit seinem Oberteil in der Sitzfläche der Düsenkappe
1.
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Zum Festschrauben besitzt das Zentralrohr 2 (F i g. 4) ein Gewinde
12, auf welches eine Mutter 13 aufgeschraubt wird. Diese wirkt über einen Dichtungsring
14 und klemmt beim Einschrauben die Düsenkappe 1 zwischen dem Kopf 4 des Zentralrohres
2 und dem Düsenboden 11 fest. Das Zentralrohr 2 reicht weit unter den Düsenboden
11 und kann daher bei der Montage der Düse auf einer Seite festgehalten und hier
auch verschraubt werden.