DE1241802B - Filterapparat - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

BOId

Deutsche KL: 12d-19

Nummer: 1241 802

Aktenzeichen: M 63187 VIIb/12d

Anmeldetag: 20. November 1964

Auslegetag: 8. Juni 1967

Die Erfindung betrifft einen Filterapparat mit voi zugsweise mehreren in lotrechter Ebene zueinander parallel in einem trübe- und filtratseitig abgeteilten Gehäuse angeordneten Filterelementen, bei dem gleichzeitig der auf der Filterelementoberfläche angesammelte Feststoff, einschließlich einer Filterhilfsschicht, von allen Filterelementen mittels einer von außen bewegbaren Vorrichtung abgeworfen werden kann.

Filter von im Aufstrom arbeitenden Patronenfiltern, die beispielsweise zur Filterung von Waschflüssigkeit in der chemischen Reinigung Verwendung finden, bestehen im wesentlichen aus einem äußeren Gehäuse, in dem eine Anzahl von langen Filterelementen in Form von porösen, zylindrischen Filterpatronen angeordnet sind. Bei solchen Filtern wird im allgemeinen ein beispielsweise pulverförmiger Stoff wie beispielsweise Kieselgur als Filterhilfe der Waschflüssigkeit zugesetzt, und die Filterpatronen bedecken sich außen mit einem Filterkuchen, der durch Verschlechterung der Filtereigenschaft und Veränderung der Form die Wirksamkeit des eigentlichen Filterelementes beeinträchtigt.

Ist die Waschflüssigkeit durch den Filter hindurchpassiert, hält der Filterkuchen mitgerissenen Schmutz, Baumwoll- oder andere Fasern oder -fäden u. dgl. ebenso wie klebrige oder ölige Substanzen zurück; diese Fremdstoffe sind bestrebt, in den Filterkuchen einzudringen und die Filteroberfläche zusätzlich zu überziehen. Dies hat zur Folge, daß der Filterkuchen an den zugeordneten Filterelementen fest haftenbleibt und daß es z. B. im Fall einer notwendig werdenden Auswechslung schwer zu entfernen ist.

Es sind nun Verfahren zur Entfernung von Filterkuchen bekanntgeworden, die darin bestehen, daß in das Innere der Filterpatronen unter Druck ein Reinigungsmittel eingeführt wird, um auf diese Weise den zugeordneten Filterkuchen von der äußeren Oberfläche der Filterpatrone abzubrechen. Dieses Verfahren hat sich jedoch für die vollständige Entfernung des Filterkuchens als nicht in jedem Fall erfolgreich erwiesen. Bei anderen bekannten Verfahren werden die in Frage stehenden Filterelemente gerüttelt oder in der Waschflüssigkeit hin- und herbewegt, damit der Filterkuchen oder abgesetzter Schlamm auf diese Weise weggebrochen bzw. durch die mechanisch angreifende Waschflüssigkeit entfernt wird. Diese zuletzt genannten Methoden eignen sich jedoch nur für Filterelemente mit besonderen mechanischen Eigenschaften und sind zur Verwendung bei mit Aufstrom arbeitenden Patronenfiltern, bei denen die zugeordneten Filterelemente fest montiert sind, ganz ungeeignet.

Filterapparat

Anmelder:

McGraw-Edison Company, Elgin, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Stehmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Schweinzer,

Patentanwälte, Nürnberg, Essenweinstr. 4-6

Als Erfinder benannt:

Russell G. McLagan, Milford, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. November 1963
(325 408)

Es ist ferner bekannt, mittels einer von außen bewegbaren Vorrichtung den auf der Oberfläche der Filterelemente angesammelten Feststoff zusammen mit einer Filterhilfsschicht (beide gemeinsam bilden den sogenannten Filterkuchen) von allen Filterelementen gleichzeitig abzuwerfen, um sie dann beim Rückspülen aus dem Filterapparat zu entfernen. Auch diese Art des Abwerfens des Filterkuchens kann keineswegs befriedigen, da dieser dabei nicht so fein zerteilt wird, daß ein Entfernen durch Abpumpen oder Wegführen zusammen mit der Waschflüssigkeit bzw. eine direkte Wiederverwendung des Filterhilfsmaterials möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filterapparat zu schaffen, bei dem die Filterkuchen von den Filterelementen vorzugsweise bei im Aufstrom arbeitenden Filtern schon während ihrer Bildung abgesprengt und beseitigt werden können, wobei der Betrieb des Filterapparates so wenig wie überhaupt möglich gestört wird.

Demgemäß ist erfindungsgemäß um jedes dieser Filterelemente je eine in seiner Längsrichtung wahlweise bewegbare, innerhalb der Filterhilfsschicht liegende zylindrische Schraubenfeder angeordnet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schraubfeder in ihrer

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Ausgangsstellung Windungen mit untereinander glei- in die Wascheinrichtung 11 fließen kann. Die Wasch-

chen, aber verhältnismäßig großem Abstand auf- flüssigkeit fließt anschließend aus dem Reservetank

weisen. 14 durch das Filter 10 und die Wascheinrichtung 11

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeich- so lange, wie der Reinigungsprozeß dies erforderlich

nungen beispielsweise erläutert. In den Zeichnun- 5 macht,

gen ist In den F i g. 2 und 3 ist die erfindungsgemäße

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage Einrichtung des Filters 10 dargestellt. Der Filter 10

zur chemischen Reinigung, bei der eine erfindungs- besteht aus einem langen metallischen Behälter 30,

gemäße Einrichtung beispielsweise Verwendung der in geeigneter Weise ausgebildet ist, beispielsweise

findet, io als Zylinder, und der eine ausreichend abgedichtete

F i g. 2 eine Seitenansicht des in der Anlage gemäß Bodenöffnung 31 aufweist; die Bodenöffnung 31 ist

F i g. 1 verwendeten Filters, bei dem die erfindungs- mit einem Einlaßstutzen 32 versehen, der zum

gemäße Einrichtung verwendet wird, Anschluß der Leitung 20 dient.

F i g. 3 eine Teilansicht des Filters nach F i g. 2, Die obere Kante des Behälters 30 ruht in einer

teilweise geschnitten, 15 Ringnut 34 in der Unterseite einer flachen, kreis-

Fig.4 einen Schnitt entlang der LinieIV-IV in förmigen Patronenhalteplatte 36. Oberhalb der

F i g. 3 und · Patronenhalteplatte 36 ist ein runder Deckel 37 vor-

F i g. 5 und 6 Einzelheiten der erfindungsgemäßen gesehen, der mit einem Zylindermantelabschnitt 38

Anordnung, im Schnitt dargestellt, zur Veranschau- in geeigneter Weise an seiner Unterseite dicht und

lichung der Arbeitsweise der Mittel zur Entfernung 20 fest verbunden ist. Der Zylindermantelabschnitt 38

der Filterkuchen. weist denselben Durchmesser wie Behälter 30 auf

Bei der in F i g. 1 schematisch dargestellten Anlage und ist zu diesem konzentrisch angeordnet; mit seiner

zur chemischen Reinigung handelt es sich um eine unteren Kante ruht der Mantelabschnitt 38 in einer

bekannte derartige Einrichtung, die aus einem Filter Ringnut 40 in der Oberseite der Patronenhalteplatte

10 und einer Wascheinrichtung 11 irgendeiner be- 25 36. Die Patronenhalteplatte 36 teilt den Filter 10 in

kannten Bauart für bei chemischen Reinigungsverfah- eine große Hauptkammer 41, die vom Behälter 30

ren verwendeten Waschflüssigkeiten besteht. Das obere gebildet wird, und eine kleinere Auslaßkammer 42,

Ende des Filters 10 ist mit dem Eingang der Wasch- die vom Deckelteil 37 gebildet wird,

einrichtung 11 mittels einer Leitung 12 über ein Mittels einer Anzahl von am Umkreis in Abständen

Absperrventil 13 verbunden, und der Ausgang der 30 angeordneten, nach oben sich erstreckenden Bolzen

Wascheinrichtung 11 ist mittels einer Leitung 16 mit 43, die mit dem oberen Ende des Behälters 30 fest

einem Flüssigkeits-Reservetank 14 verbunden. Mittels verbunden sind und die zugeordneten Bohrungen 44

einer Nebenleitung 17 mit einem Absperrventil 18 ist in dem Außenflansch des Deckelteiles 37 durch-

der Reservetank 14 mit dem oberen Ende des Filters setzen, werden Deckelteil 37 und Patronenhalteplatte

10 verbunden. 35 36 in ihrer gegenseitigen Lage festgehalten, und zwar

Der Eingang einer geeigneten Pumpe 15 ist mittels mittels Muttern 46, die mit Gewinden am oberen einer Leitung 19 mit dem Reservetank 14 verbunden, überstehenden Ende der zugeordneten Bolzen 43 und deren Ausgang ist mittels einer Leitung 20 mit zusammenarbeiten. In jeder der beiden Ringnuten 34 einem Rückstromventil 21 und einem Absperrventil und 40 an der Unter- bzw. Oberseite der Patronen-22 mit dem unteren Ende bzw. dem Eingang des 40 halteplatte 36 sind zugeordnete Dichtungen 45 ange-Filters 10 verbunden. Das untere Ende des Filters 10 ordnet, so daß zwischen Behälter 30 und Zylinderbzw, dessen Eingang ist außerdem mittels einer mantelabschnitt 38 eine dichte Verbindung sicher-Leitung 23 mit einem Ventil 24 mit dem Eingang gestellt ist.

einer Pumpe 25 verbunden; der Ausgang der Pumpe In der Patronenhalteplatte 36 sind in Abständen

25 ist mittels einer Leitung 26 mit einem Schlamm- 45 eine Anzahl von Bohrungen 50 angeordnet, deren

fänger 28 verbunden. Der Schlammfänger 28 ist über jede ein einhängbares Element 51 aufnimmt. Jedes

eine Rückleitung 29 mit dem Reservetank 14 ver- dieser Elemente 51 weist oben eine Manschette 52

bunden. auf, die in der zugeordneten Öffnung 50 ruht, außer-

Bei Beginn des Betriebes der in F i g. 1 dargestellten dem einen Flansch 53 (F i g. 3, 5, 6) an seinem oberen

Einrichtung zur chemischen Reinigung sind die 50 Ende, der gegen die Oberseite der Patronenhalteplatte

Ventile 18 und 22 geöffnet, die Ventile 13 und 24 36 mittels einer Spannplatte 55, die mittels Bolzen 56

sind geschlossen, so daß die Pumpen 15 und 25 befestigt ist, fest und dicht angepreßt wird. In der

abgeschaltet sind. Der Waschflüssigkeit im Reserve- Spannplatte 55 sind eine Anzahl öffnungen 58 ange-

tank 14 wird die notwendige Menge von Filterhilfs- ordnet, derart, daß jede dieser öffnungen 58 oberhalb

stoff zugesetzt, und dann wird die Pumpe 15 in 55 der Patronenhalteplatte 36 mit zugeordneten öff-

Betrieb gesetzt, so daß die Waschflüssigkeit nungen 50 in letzterer zur Deckung kommt, so daß

zusammen mit dem mitgeführten Filterhilfsstoff über die Waschflüssigkeit aus der Hauptkammer 41 in die

die Leitung 20 am unteren Eingang des Filters 10 obere kleinere Kammer 42 eintreten kann. Die

eingeführt wird, wo der Filterhilfsstoff sich auf den Elemente 51 sind mit Filterpatronen 60 fest ver-

darin angeordneten Filterelementen absetzt. (Bei der 60 bunden, von denen jede aus einem Zylinder von

nachfolgenden ausführlichen Beschreibung des Filters durchlässigem, porösem Material besteht (beispiels-

10 wird auf diesen Absetzvorgang des Filterhilfs- weise aus Drahtgitter), die mit ihren oberen Enden

stoffes noch näher eingegangen.) Anschließend läuft an den zugeordneten Manschetten 52 befestigt und

die klare Flüssigkeit über das Ventil 18 und die an ihren unteren Enden geschlossen sind.

Leitung 17 in den Reservetank 14 zurück. 65 Jede einzelne dieser Filterpatronen 60 wird

Sind nun die Patronen im Filter 10 bedeckt, wird von einer verhältnismäßig steifen Spiralfeder 65

das Ventil 18 in der Nebenleitung 17 geschlossen und umschlungen, wobei der Abstand der einzelnen

das Ventil 13 geöffnet, so daß die Waschflüssigkeit Windungen der Spiralfeder 65 verhältnismäßig groß,

aber im wesentlichen überall gleich ist. Filterpatrone womit dem Schaft 85 eine schnelle Aufundabbewe-

60 und Spiralfeder 65 erstrecken sich im wesentlichen gung erteilt wird. Da jede einzelne Spiralfeder 65 in

über dieselbe Länge. Bei jeder dieser Spiralfedern 65 einem zugeordneten Filterkuchen 98 voll eingebettet

ist das zugeordnete obere Ende zur Bildung eines ist, kann zu Beginn des Reinigungsprozesses diese

Verankerungszapfens 66 quer nach außen abgebogen. 5 Hin- und Herbewegung sich nicht sofort auf die

Diese Verankerungszapfen 66 sind in zugeordnete, ganze Länge der Spiralfeder 65 erstrecken. Die

geeignet angeordnete Bohrungen im Radkranz 68 schnelle Hin- und Herbewegung, die dem Randteil 70

eines Rades 70 mit einer Nabe 71 und Speichen 72, erteilt wird, bewirkt jedoch, daß der Filterkuchen 98

die sich von der Nabe 71 zum Radkranz 68 am obersten Ende der Filterpatrone 60 wegzubrechen

erstrecken, eingeführt. Der Radkranz 68 dient zur io beginnt, während der Rest der Spiralfeder 65 unbe-

Kupplung jeder einzelnen Spiralfeder 65 mit einer weglich bleibt. Wenn der Filterkuchen 98 an den

Antriebseinrichtung 75: Auf diese Weise kann zur zugeordneten oberen Enden der Patronen 60 abzu-

Ablösung eines Filterkuchens von der zugeordneten brechen beginnt, werden die ersten paar Windungen

Filterpatrone 60 jede Spiralfeder 65 betätigt werden. des oberen Endes der Spiralfeder 65 bewegungsfrei,

(Die Wirkungsweise dieser Ablösung des Filter- 15 und weiteres Filterkuchenmaterial beginnt zu zer-

kuchens mittels der Spiralfeder 65 wird weiter unten bröckeln. Wie aus F i g. 6 ersichtlich ist, setzt sich

näher beschrieben.) dieser Prozeß fortlaufend nach unten fort, so lange,

Die Antriebseinrichtung 75 besteht aus einem bis die zugeordnete Spiralfeder 65 auf ihrer gesamten

Motor 76 und einer verhältnismäßig großen Rillen- Länge in schnelle Hin- und Herbewegung geraten ist,

scheibe 77; beide sind miteinander mittels eines 20 so daß nicht nur die mit der Spiralfeder 65 unmittel-

Riemens 78 verbunden, und beide sind in geeigneter bar in Berührung stehenden Teile des Filterkuchens,

Weise in der Nähe des oberen Endes des Behälters 30 sondern auch die restlichen Teile des Filterkuchens

befestigt. Das untere Ende einer Stange 80 ist entlang der gesamten Länge der Filterpatrone 60

exzentrisch mit der Rillenscheibe 77 verbunden, zerbröckelt werden.

während das obere Ende dieser Stange 80 drehbar 25 Es ist klar, daß die erfindungsgemäßen Mittel zur

mit einem Ende eines Hebels 82 verbunden ist, der Entfernung von Filterkuchen nicht nur einen Filter-

wiederum drehbar zwischen den Zinken einer Gabel kuchen 98 von jeder zugeordneten Filterpatrone 60

83 angeordnet ist; die Gabel 83 ist an der Oberseite wirkungsvoll ablösen, sondern daß durch deren des Deckelteiles 37 befestigt. Das untere Ende des Wirkung auch dieser Filterkuchen in verhältnismäßig Hebels 82 ist mittels eines kurzen Verbindungsgliedes 30 kleine Teilchen zerbröckelt wird. Dies ist aber nicht

84 mit dem oberen Ende eines Schaftes 85 verbunden, nur deshalb wünschenswert, weil dadurch die Entder sich durch Mittelöffnungen 86 und 87 in der fernung des Filterkuchens 98 aus dem Filter 10 Patronenhalteplatte 36 bzw. dem Deckelteil 37 erleichtert wird, sondern ist es auch in allen solchen hindurch erstreckt und dessen unteres Ende 88 mit Fällen, in denen die Filterhilfsstoffe unmittelbar der Nabe 71 verschraubt ist. 35 anschließend wieder den Filterpatronen 60 zugeführt

Zur Abdichtung des Schaftes 85 in der Mittel- werden sollen. Es hat sich gezeigt, daß das Filterbohrung 87 im Deckelteil 37 ist eine geeignete hilfsmaterial, gemischt mit den ausgefilterten Dichtung 89 vorgesehen, die aus einem mit der Ober- Substanzen und Schmutz, durchlässiger bzw. poröser seite des Deckelteiles 37 fest verbundenen Hauptteil ist, als wenn der Schmutz auf der Oberfläche des 90 besteht, der mit Öffnung 87 zur Deckung kommt, 40 Filterkuchens 98 als Deckschicht zurückbleibt. Eine und aus einem rohrförmigen Ansatz 91, der sich derartige Vermischung wird durch die Zerbröckenach unten durch die Bohrung 87 hindurch erstreckt. lungswirkung der zugeordneten Spiralfeder 65 Innerhalb des Hauptteiles 90 der Dichtung 89 ist eine erleichtert, wenn mittels derselben der Filterkuchen Dichtungsbuchse 92 angeordnet, die mittels eines 98 von der Filterpatrone 60 abgelöst wird, wobei der Befestigungsteiles 93 in ihrer zugeordneten Lage 45 Schmutz und das Filterhilfsmaterial in der Waschgehalten wird, wobei dieses Befestigungsteil 93 mit flüssigkeit dispergiert wird und auf diese Weise wieder dem Hauptteil 90 mittels Bolzen 94 nachstellbar dem Filterelement erneut zurückgeführt werden kann, befestigt ist. Die untere Kante des rohrförmigen um ein durchlässigeres bzw. poröseres Filtermaterial Ansatzes 91 stützt sich gegen eine Dichtung 96 ab, zu erhalten. Dies wird durch Wiederanlassen der die auf diese Weise gegen die Öffnung 86 in der 50 Pumpe 15 bei geöffnetem Ventil 18 und bei Patronenhalteplatte 36 angepreßt wird, um dadurch geschlossenem Ventil 13 erreicht, wodurch der ein Durchtreten unfiltrierter Waschflüssigkeit aus der Umlauf über die Nebenleitung zur Wiederbedeckung Hauptkammer 41 in die Auslaßkammer 42 zu ver- der Filterpatronen 60 erneuert wird,
hindern. Wird die Menge des angesammelten Schmutzes

Bei Beginn des Reinigungsprozesses ruht jede 55 und des ausgefilterten Materials unzulässig groß, einzelne der Spiralfedern 65 eingebettet in einem so daß dadurch der Durchsatz in unzulässiger Weise zugeordneten Filterkuchen 98, der sich auf jeder vermindert wird, muß der Filterkuchen 98 seiner einzelnen der Filterpatronen 60 abgesetzt hat, wie Ablösung von den zugeordneten Filterpatronen 60 dies in F i g. 5 dargestellt ist. Nachdem sich der aus dem Filter 10 entfernt werden. Aus F i g. 1 ist Filterkuchen 98 mit ausgefilterten Substanzen ange- 60 ersichtlich, daß die Entfernung von Filterkuchenreichert hat und von diesen durchsetzt und dadurch material und Schlamm aus dem Filter 10 durch dessen Entfernung · erforderlich ist, wird das Öffnung des Ventils 22 bei der Pumpe 25 in Betrieb Abschluß ventil 18 (Fig. 1) geöffnet und Ventil 13 und abgeschalteter Pumpe 15 bewirkt wird; hierdurch geschlossen, so daß die Pumpe 16 abgeschlossen ist; werden die Waschflüssigkeit, das Filterkuchenauf diese Weise wird der Flüssigkeitsdruck im Filter 6g material und der Schlamm am unteren Ende des 10 herabgesetzt. Anschließend wird Motor 76 einge- Behälters 30 über die Leitungen 23, 26 dem schaltet, die Rillenscheibe 77 beginnt sich zu drehen, Schlammfänger 28 zugeführt, in welchem die Filter- und der Hebel 82 verschwenkt sich in der Gabel 83, kuchenteilchen ausgeschieden werden; anschließend

wird die übrigbleibende Waschflüssigkeit in den Reservetank 14 über die Leitung 29 zurückgeführt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Filterapparat mit vorzugsweise mehreren in lotrechter Ebene zueinander parallel in einem trübe- und filtratseitig abgeteilten Gehäuse angeordneten Filterelementen, bei dem gleichzeitig der auf der Filterelementoberfläche angesammelte Feststoff, einschließlich einer Filter- xo hilfsschicht, von allen Filterelementen mittels einer von außen bewegbaren Vorrichtung abgeworfen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß um jedes Filterelement (60) je eine in seiner Längsrichtung wahlweise bewegbare, innerhalb der Filterhilfsschicht (98) liegende zylindrische Schraubenfeder (65) angeordnet ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (65) in ihrer Ausgangsstellung Windungen mit untereinander ao gleichem, aber verhältnismäßig großem Abstand aufweist.

3. Filter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filterpatrone (60) in an sich bekannter Weise aus einem gitterartig ausgebildeten, mit Filtertuch od. dgl. überzogenem festem Material besteht.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schubkurbelgetriebe (80, 82, 83, 84, 85) mit seinem Hauptdrehpunkt (83) fest mit dem Apparategehäuse (30), auf einer Seite seines Hauptdrehpunktes (83) mittels Kupplungsmittel (84, 85, 88, 71, 70, 68, 66) mit der Schraubenfeder (65) auf dei anderen Seite des Hauptdrehpunktes (83) über sein Kurbelelement (80) mit dem Antriebsmittel (75) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 858 539;
deutsche Patentanmeldung J 5636 IVb/12d
(bekanntgemacht am 5.1.1955);

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 878 430;
USA.-Patentschriften Nr. 2 429 417, 3 100 190.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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