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Filter f³r die Behandlung von Fl³ssigkeiten Die Erfindung betrift
die Behandlung von Fl³ssigkeiten, in dem dieselhen durch ein Bett eines Mat@rias
gef³hrt werden, das f³r derartigen Behaadlaag tells dam Weich@achen von Wasser durch
die Entfernung ralieoher Verunreinigungen dar, das dadurch @rrotobt wird$ daß zan
das Wasser durch ein Bett aus Ionenaustauscher.
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Harsen f³hrt, Ein weiteres Beispiel stellt die Entfernung su beanstandander
Geschmaoke- und G@ruchtsko@ko@ponentan aus Wasser dar, in dem daaeelbe duroh Aktivkohle
hindurchgef³hrt wird.
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Die e Erfindung betrifft insbesindere ein verbessertes Bauelement,
das die gew³nschten chemischen Mittel, die gew~hnlich k~rnig vorliegen, in Form
eines Bettes enthõlt, durch dae man die su behandelade Fl³ssigkeit flie#en lõ#t,
wobei dieses Bauelement f³r die Anorda in einem Druckgefõ# eine einet³ckige Bauart
aufweist.
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. Bisher ist man ³blicher Weise dergestalt verfahreren, da# die Behandlungsmaterialien,
wie die s. B. weiter oben angegebenen, in einen Behälter engebraoht werden, der
ein Paar @urohl~cherte, konsentriaohe, sylindÙrf~rmige H³lsen mit einem ringf~rmgen
Raum zwischen
denselben f³r das Unterbringen der Behandlungsmaterialien
aufweiat, aowie an jedem Ende ein Dichtungsirng vorgesehen. ist, der den Ring ³berspannt
und oUt ale Verwohlüawe hierfür dient.
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Jeder oder beide derselben k~nnen als ein Kern angewandt werden, auf
dem Filtermedien, wie z. B. Baumwollgarn oder ein @ewebenes Textilgut befestigt
wird, so da# das gesamte Bauelement sowohl ale ei Filter ale auch eine Fl³ssigkeite-Behandlungsvorrichtung
dient.
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Handels³bliche Anordnungen dieser. Art werden hõfig fUr die Anwendung
in eine GehäueebekannterBauarthergestellt,wieeaB.B. in der US-Patentschrift 2 966
990 gezeigt ist. Der Fl³ssigkeits-. flup verläuft gewöhnlich in einer radialen Riohtung
von außen nach innen, sundehat durch die õu#ere Wandung, sodann durch das Bett der
Behandlungamedien und aodann durch die innerewand in einen Billigen Hohlraum, der
ale eine Ablaßleitung dient, die mit dem Ausla#teil des Gehõuses in Verbindundung
steht.
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Obgleich eine Bauart der oben beschriebenen Art swar besser als gar
keine derart ige Vorrichtung tat, ist, ist es doch schwierig die der Fl³ssigkeitsvehandlung
bienenden Medien (s. B. @ktivkohle in gek~rnter Form) ausreichend fest zu packen,
um so eine Kanalbildung su verhindern. Ee liegt ein weiterer Nachteil sort da aufgrund
des radiale Flues der Fl³sigkeit sich nur eine kurse Durchtrittalänge durch die
Behandlungemedien en ergi@t, und wenn aufgrund eines fehlerhaften Paokena oder Besochickens
oder einer Erosion der Medien eine Dichteabnahme des Bettes an einer Stelle erfolgt,
wird hier d@r Flie#widerstand verringert der Fl³@sigkeitsflu# konsentriert sich
an dieser Stelle, was nat³rlich f³r die Behndlungefunktion der Vorrichtung au#erordentlich
nachteilig ist.
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Erfindungsgemõ# ergibt sich nun eine Verringerung der Wahrscheinlichkeit
einer Kanalbildung des Behandlungsbettes ver@ittels einer einfachen @echanischen
Anordnung, die keine zu beanstandenden Wirkungen aufweist, wie dies gegebenenfalle
bei der Anwendung von Kitten oder Bindungs@itteln der Fall sein k~nnte.
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Erfindung@genõ# wird das Material des Behandlungsbettes autmatisch
in sine* dicht gepackten Zustand unabhõngig von der Benutzung des-@elben gehalten,
sowie eine Beschõdigung desselben verhindert, wie so bei der Handhabung durch ein
Sch³tteln oder gegenseitiges Abreiben eintrete kana, Erfindungsgenõ# ergibt sich
weiterhin ein Bauelement f³r die Fl³ssigkeitsbehandlung, in dem die Behandlungszedien
praktisch kanalfrei gehalten werden, und swar trotz des Sch³ttgewichtes derselben
wõhrend der Anwendung, wie sie s.B. durch eine érosion der Teilchen durch den flué
der Fl³ssigkeit durch oder us dieselben herum verur@scht werden kann.
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Dite Erfindung wird in folgenden beiepieleweiee unter Bezugnah@e auf
die beigef³gten Zeichnungen erlõutert, wobei teilweise ein dickwandiges Rohr geseigt
zist, das f³r die Anwendung in einen Gehanse goeignet ist, wie es z.B. in der US-Patent@chrift
2,966,990 beeschrieben ist.
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Fig. 1 lot n Seitenaufri#, der ³ber die e lõngsseitige Mittellinie
teilweise weggeechnitten fat.
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Fig. 2 ist in querseitiger Schnitt lõnge der Linie 2-2 der Fig, 1.
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Fig. 3 seigt eine abgewandelte Ausf³hrung@form der Bauart nach Fig.
1.
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Fig. 4 selgt ebenfalls fine abgewandelte Bauart der Ausf³hrung nach
Fig. l. hg. 5 let ein Seitenaufri#, der ³ber die lõngsseitige Mittellingie te weggeschnitten
iit, und eine weitere Ausf³hrungsform wiedergibt.
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Fig. 6 und 7 entsprechen allgemein der Ausf³hrungsform nach Fig.
5t wobei jedoch jeweils baumõ#ige Abwandlungen wiedergegeben sind.
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Bei der in der Fig. 1 gezeigten Bauart komat ein äußeres Gehõuse 12
mit einem Paar dichtungsartigen endstõndigen Kappen 14 in Anwendung, die eich radial
nach innen su einem mittigen Rohr 16 erstrecken.
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Diese Bauteile sind vorzug@wei se praktisch gegen³ber den Fl³ssigkeiton
undurohlõssig, mit denen dieselben zusammen angewandt werden und besitzen weiterhin
fl³sssigkeit@dichte Verbindungsstellen. Innerhalb de ringfdrmigen Raums 18, der
durch die oben angogebone Struktur begrenst wird, liegen swei allgemein kappenf~rmige,
durchl~cherte Bauteile 20 und 22, die zweckmõ#igerweise geneu gleich sein lu nu
Zwischen denselben ist ein Bett der Behand lungamedien 24 f³r die Flüssigkeit angeordnet,
die dort, wo Water zwecks Entfernung son su beanstandenden Ger³chen oder Geruch
verureachenden Verunreinigungen, wie Erdölverbindungen oder Chlor behandelt werden
soll, Aktivkohle in k~rnõger Form sufweisen kann.
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Die kappenf~rmigen, durchl~cherten Bauteile 20 und 22 aind kolbenartig
in dem Raum 18 bezüglich der inneren Oberfl§ohe des Gehõues 12 und des Rohre 16
eingepa#t, so da# sich ringf~rmige Rõume 26 bzw. 28 längs dieser Oberflõchen ergben.
Mit den Rumen 26 bzwo 28 stehen Einla#~ffnungen 30 und Auslaßöffnungen 32 in Yerbindung,
die in dem õu#eren Gehõuse 12 und dem Rohr 16 ausgebildet zind.
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Die hier gezeigte 8auert zist four die Anwendung vermittels Einsetzen
in einem õ³#eren GehOuze der Art vorgesehen , wie sie in der oben angegebenen US-Patentschrift
be@chrieben ist, und su diesem Zweck ist ein Paar federnder Dichtungen 34 an endstõndigen
Kappen 14 befeatigt gezeigt, um so eine Anordnung f³r die Befestigung der Anordnung
dichtend bez³glich der Obertlkohe A des Gehõuses sa erreichen, in dem das Bauelement
angewandt wird.
ta jedem Fall tritt die zu behandelnde Fl³ssigkeit
in die Vorrichtung durah die Oeffnungen 30 in den Raum 26 ein und fließt aodann
durch die Wand der ersten durchl~cherten Bauteile 20, durch das Bett der Behandlungsmedien
24 sowie anschlie#end durch die Wand des zweiten durchl~cherten Teils 22, und abschlie#end
durch die Oeffnun. gen 32 in die Abla#leitung 36 des mittigen Rohre 16, Diese Flie#-riohtung
erfolgt in der durch die Pfeile in der Fig. 1 angezeigten Weise.
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Wenn die Flüsaigkeit durch die oben beachriebene Anordnung fließt,
erfolgt nat³lich ³ber jedes der durchl~cherten Bauteile 20 und 22 und ebenfalls
r das Bett 24 von dem einen su dem anderen Ende hin ein Druckabfall. Dieser Zustand
wird auagenutztt indem den durch~cherten Bauteilen 20 und 22 eine gleitende, kolbenartige
Anpassung auf der inneren Oberfläche des Gehäuses 12 und auf der õu#eren Oberflõche
des mittigen Rohrs 16 vermittelt wird, so daß der Druckabfall liber dam Bauteil
20 daeselbe achsial in der Richtung des entfernten Endds des Bauelementes drückt,
wodurch auf das Bett 24 eine verdiohtende Belastung beaufschlagt wird. Hierdurch
wird dièse Belastung und eben@lls die durch den eigenen Druckabfall entwickelte
Belastung auf das Bauteil 22 übertragen, das somit an seinen Ende des Gehõuses festgehalten
wird. Eine Bewegung der K~rnchen des Bettes 24 relativ zueinander wird duroh die
fierdiohtende Belastung, die durch das Bauteil 20 entwickelt wird, prak. tisch verhindert.
Hierdurch wird eine Kanalbildung in dem Bett praktisch unterdr³ckt. Die Tatsache,
da# die Fl³ssigkeit lõngades Bette und nioht radial hiersu flie#t, unterst³tst ebenfalls
die Vordichtung desselben und verhindert eine Kanalbildung.
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In de Bauelement kann ebenfalls eine geeignete Feder 38 zwecks Drücken
des Bau@ile 20 in Richtung auf das Bauteil 22 und unterst³tsen des Verdichtens des
Bettes angewandt werden. Obgleich diese
Feder unter den. meisten
Arbeuitsbedingungen ³berfl³ssig ist, ist deren Anwendung wthrend der Bewegung der
Vorrichtung, wie einem Transport, vorteilhaft und dient ebenfalls einer zweckmäßigen
susõtzlichen verdichtenden Belastung, wenn nur ein geringf³giger Fl³ssigkeitsflu#
durch das Filtrationselement vorliegt. Um weiterhin die beschriebenen Bedingungen
des Druckabfalls aussunutzen, ist es sowohl zweckmõ#kg ale auch praktisoh das Gehõuse
12 aus einem flexible Kunststoff herzustellen. Es Kann sich dabei s.B. um sin mittels
Blasen verformtes Rohr handeln, das Eine Wandstõrke von etwa unter 1 mm (one-thirtysecond
of an inch) besitst. Wenn dies der Fall ist, bringt der Druckabfall die dünne Wand
radial im Inneren auf dem Bett 24 su Zusammenfallen, das durch das mittige Rohr
16 getragen wird, wodurch ein weiteres Verdichten und Halten gegen eine Kanalbildung
erfolgt.
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Bei der industriellen Durchführung und dort wo der Erfindungsgegenstand
zu der Behandlung von Trinkwasser angewandt werden soll, hat es sich ale sehr zweckmõ#ig
erwiesen, das Gehõuse 12, die endatõndigen Kappen 14 und das mittige Rohr 16 aus
Polyäthylen, d. h. einem wõrmeerweichenden Kunststoff, herzustellen, da die Toile
niteinander durch Wärmeversiegeln, einer Art Versohweißen, unter Ausbilden einer
eins³ckigen Struktur befestigt werden k~nnen, wodurch die Anwendung von L~sungsmitteln
verhindert wird, die gegebenenfalls zu beanstandende Ger³che und Dtifte einführen.
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Die durchl~cherten Bauteile 20 und 22 können aus irgendeinem einer
Anzahl von Materialien, wie gesintertem Metallpulver, nicht glazlorton porösen Keramiken,
verformten por~sen Kunststoffen, usw. gefertigt sein. Es ist jedoch die Anwendung
von Cellulosematerial bevorsugt, bei dem die Fasern miteinander gebunden sind und
das leicht duroh einen Verfor@ungsvorgang oder Zerscheiden auf die genw³nshte Form
verformt werden kann, wie sie z.B. in der Fig. 1
gezeigt ist, wobei
hier eine Lippe 40 im gleitenden Eingriff mit der der inneren Oberfl@che des Gehõuses
12 steht und ebenfalls einheitliche WAnddicke aufweist. Man sieht nat³rlich, da#
das Bauteil 20 leicht f³r die Anwendung als Filter proportioniert werden kans, der
den Zutritt von Festetoffen uew. zu dem Bett verhindert und somit dessen Verunreinigung
vermeidet. Hierdurch w@rd die Lebensdauer des Bettes verringert. Die gleiche Filtrationseisenachaft
ist in dem Beiapiel des Bauteils 22 w³nschenswert, wo dieselbe daza dient ein Heraustreten
des Bettmaterials aus der Anordnung su verhindern und f³hrt daru, dap die Vorrichtung
eotohl ale eine Anordnung SUr die e chemi@hhe Behandlung ale auah ein Filter dienen
kann. Durch die Anwendung des oben angegebenen Celluloeemateriala ergibt sich ein
weiterer Orteil dahingehend, da# dasselbe etwae nachgiebig ist und sich leicht an
gegen³berliegende Oberflõchen anpa#t.
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Die e Fig, 3 zeigt ein4e abgewandelte Ausf³hrungsform der in der
Fig.1 gezeigten Bauart. Hier ist das durchl~cherte Bauteil 22a õhnlich dem Bauteil
22 nach der Fig. 1 ausgef³hrt, dasselbe dient jedooh der zusätzlichenPunktiondecAbetützeneeineeEadeedeemtttigen
Roh 16a. Dies bedingt eine gewieee Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung, verändert
jedoch nicht den Betrieb der Vorriahtung.
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Des äußere Gehõuse 12a iat au4 einem St³ck gefertigt. Dasselbe und
die Dichtung 34a wirkon in der gleoichen Weise wie die õquivalenten Bauelemente
naah der Fig. 1.
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Die Fig. 4 seigt aine abgewandelte Ausf³hrungsform des Gehõu@es 12a
des schmale Wülwte 42 aufweiet, die winch radial naeh innen swecks Ber³hrung nit
den õu#eren Wänden der durehldeherten Bauteile 20b und 22b erstrecken, die die gleichen
Funktionen wie die Bauteile 20 und 22 aufweiten, jedoch ohne die Lippe 40 sind.
Die hier gezeig te Form des Gehõuses ist insbeso@ ere dann geeignet, wenn durch
ein
n Blasverformen hergestellte donne Wõnde Verwendung finden. Die St³tzanordnung des
mittigen Rohrs nach der Fig. 3 kann gegebenenfalle zusammen mit dieser Bauanordnung
Verwendung finden.
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Es ist zu beachten, da# die Dichtungen 34b hier so gezeigt sind, daß
sich dieselben nach innen von dem mittigen Rohr 16b auto erstrecken. Dies ermöglicht
die Anwendung der Vorrichtung in einem Gehäuse, wo daaeelbe in abdichtendem Eingriff
mit einem hohlen Abgaberohr ateht, wie es in der Fig. 4 vermittelt der gestrichelten
Linien durch dae Bezugazeichen B angezeigt ist.
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Die in der Fig. 5 gezeigte Vorrichtung iat fUr die Anwendung in einem
Druckgefõ# geeignet, in dem daselbe gegen die Ablapleitung des Gefõ#es vermittels
Federdruck gehalten wird, Die gestrichelten Linien 0 zeigen ein Teil veines Gefõ#es
dieser Art.
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Der Behõlter 44 ist aus einem beliebigen geeigneten Material, wie
Blech oder verformtem Kunststoff hergestellt. Derselbe weist einen Ablaßhals 46
und eine Dichtung 48 f³r den abdichtenden Eingriff mit dem Gefä, # C auf. Ein durchl~cherter
Deckel 50 ergibt einen An aohlag für die Feder 52 des Gefõ#es, die ebenfalls gestrichelt
gezeigt iat. Im Inneren des Behõlters. liegt eine Abzugsscheibe 54 vor die aus gewobenem
Drahtaieb beatehen kann, sotie eine Filtereinheit 56, ein Bett der Behandlungsedien
58 f³r die Fl³ssigkeit und eine weitere Filtereinheit 60. Zwischen der Einheit 60
und der .
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Lippe 64 des Behältere ist eine Druckfeder 62 angeordnet, die gegebenenfalls
sum Beaufschlagen einer kontinuierlichen sueammendr³ckenden Kraft auf das Bett 58
angewandt werden kann. Die Flie#-richtung verlõuft in der durch die Pfeile angegebenen
Richtung.
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Die Filtereinheit 56 und 60 kann in der gleichen Weise wie bei den
oben erlõuterten Bauarten aus jedem geeigneten Material gefertigt sein und sollte
eng angepaßt auf den Wõnden des Behõlters 44 vorliegen, umso einen Nebenlauf der
Fl³ssigkeit su verhindern.
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Die Einheit 60 sollte ebenfalle gleitbar im Inneren des Behõltere
varl iegen, @o da# dieselhbe auf das Bett 58 durch die Kraft gedr³ckt wird, die
durch deren nachgebende @igenschaft gegen³ber dem Durchflu# derzu behandelnden Fl³sigkeit
entwickelt wird. Die Einheit 56 braucht nur @0 fein zu sein, da# die Produkte irgendeines
Abbaue@ des Bettmaterials zur³ckgehalten werden, und die Abzugsscheibe ist vorgeaeheß,
um ein Abziden vau der gesanten Abzugaflõche der Einheit zu ergeben. Als eine wahlweise
Ausf³hrung@form gegen³ber dem Vorsehen einer Abzigscheibe kann das Ende des Behõlters
44 mit Rippen ausgef³hrt werden. Diese Abõnderung der Bauart ist so einfach, da#
@ich eine Darstellung derselben vermittels einer Zei chnung er³brigt.
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Die in der Fig. 6 gezeigto Anordnung ist praktisch diejenige naeh
der Fig. 5. wobei hier der Behälter 66 sehr wohl ein verformter flexibler Kunststoff
@ein kann. Die Abzugsscheibe 68, die Filtereinheit 70 @und das Behandlungsbett 72
weisen die gleiche Funktion wie. die enteprechenden Bauelemente naoh der Fig. 5
aMf wobei jedoch die Filtereinheit 74 dem Ein@a#ende der Anordnung nichet unter
Verdichten des Bette@ gleitet. Stattdessen ist das gewandene Teil 76 sowohl achsial
ale auoh wenigstens teilweise radial f³r das Verdichten. Hierdurch iet e « Dioht
notwendig die Einheit 74 sehr gut eineapaaeent da dieselbe an den Wõnden vermittels
eines Kittes oder durch Wõrmeverschlie#en oder wahlweise durch die Anwendung e susammenschn³renden
Teils, wie ein festgebundendes Band oder Gummiband 78 befestigt werden kann. Der
Abgabehals 80 kann in der geseigten Weiwe mit Gewinde versehen sein, um @o eine
Befestigungsangor fUr dieses Vorriohtangwteil in einem geeigneten Druckgefõ# zu
erreichen.
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Sine abgewandelte AMführmngaform der Bauart aaoh Fig. 6 14t inder
Fig. 7 geseigt. Hier besteht der Behõlter 82 aus swei Teilen, und swar einem Unterteil
84 und einer Wand 86. Die anderen Teile, und
swar die Absugsscheibe
88, Filtereinheit 90, Bett 92 und Filtereinheit 94 sind genau in der gleichen Weise
wie die entspreohendea Bauelemen te nach der Fig. 6 aufgef³hrt. Die Behõlterwand
86 stellt jedooh ein einfaches St³ck aus einem flexiblen Rohr dar, dan an jedem
Ende an den enteprechenden Bauteilen anhaftet. Wahlweiae kann es h hierbei um ein
federnd electisches Rohr, wie ein Rour aus Naturkautschuk handeln, das an den entsprechenden
Teilen durch eine Zusammenschn³rung befestigt ist.
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Es ergibt sich somit, da# erfindungegemõ# eine Vorrichtung sur Flussigkeitsbehandlung
in Vorschlag gebracht wird, bei der die Flie#geschwindigkeit durch diedelbe erh~ht
und gleichzeitig eine Erhohoag do* Druckabfall erreicht wird, daroh den dae Bett
der Behandlungsmedien verdichtet wird und nicht eine Neigung sur Zerst~rung desselben
besteht, wie es bei den vorbekannten Bauarten allgemein üblioh isto Es ergibt sich
weiterhin, da# das Bett gegen St~rungen durch sine sehr einfache mechanische Anordnung
gehalten werden kann, und da# die durchl~cherte Anordnung zum Halten des Bettes
ein Paar st³ckiger Filterteile aufweist, die Abõnderungen dergestalt erfahren k~nnen,
da# sie auf unterschiedliche Arbeitsbedingungen angepaßt werden k~nnen, ohne da#
eine Komplizierung der gesamten baumes, Struktur oder deren Zusammenbau bedingt
wird.
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In einigen Fõllen ist es zweckmõ#ig und praktisch das durchl~cherte
Bautell 22 an dem Abgabeende des Bettes 24 in Fortfall kommen ou lassen, und die
Ausla#~ffnungen 32 dergestalt su proportionieren, daß dieselben als ein Ersatz der
ersteren dienon. Diese Anordnung 1st nieht in den Zeichnungen gezeigt, da dieselbe
offensichtlich, ist und keinerlei Darstellung bedarf.
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In einigen Fällen, wie s. Be dort wo mittele entgegengesetster Stromtmg
trend des Regenerierens von Behandlungsbetten aus Ionenaustauscherhars gearbeitet
wird, ist es swekmõ#ig, da# das Bauteil
22 gegen eine Bewegung
festgelegt wird. Dies kann in jader ³hlichen Weise, wie z.B. durch sinen PaBsitz
in dem Gehõuse 12 oder durch Verkleben an Ort und Stelle durohgef³hrt werden, so
da# diee t. c ! °n hincr : rls ftt Bt l. t tn ° : caung : rlent ~f : ll cl lt, r,
, r ! ttrrh : x enteR'tx 'li. r. . t flu, etwas bewegtwerden sollte.