DE1611158A1

DE1611158A1 - Filtriereinrichtung

Info

Publication number: DE1611158A1
Application number: DE19671611158
Authority: DE
Inventors: Duff Joseph Howard
Original assignee: Ecodyne Corp
Current assignee: Ecodyne Corp
Priority date: 1966-08-24
Filing date: 1967-08-24
Publication date: 1972-03-09
Also published as: DE1611158C3; GB1199058A; ES344182A1; GB1199057A; DE1611158B2; US3428177A

Description

8 MÜNCHEN 80 -SCHWEIGERSTHASSE 2

TELEFON 83 06 51 TEI-EQKAiIMADUESSE : PKOTEOTPATENT MOKOHEX

DR. ING. F. WTTESTHOFF A η Λ Α Λ Τ". Ο

DIPI,. ING. G. PULS 1 D 1 1 I O O DR.E.V.PEOHMANN

1A-33 565 -

Beschreibung

zu der Patentanmeldung

UHION TANK GAR COMPANY, Chicago, Illinois, U.S.A.

betreffend Filtriereinrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten mit einem Filterbett, und sie betrifft insbesondere eine Filtriereinrichtung mit Mitteln, die es ermöglichen, das Filterbett in der Gegenrichtung von einem ü-as durchströmen zu lassen, um es zu reinigen_o

Ein·typisches Verfahren zum Filtrieren einer Flüssigkeit besteht darin, die unbehandelte oder rohe Flüssigkeit durch eine Filterkammer zu leiten, in der sich ein Filterbett aus einem geeigneten Filtermaterial bekannter Art, z.B. Sand oder einem anderen kornförmigen Material, befindet. Die unbehandelte Flüssigkeit wird der Einlaßseite der Filterkammer zugeführt, und wenn die Flüssigkeit das Filterbett durchströmt, wird das in der Flüssigkeit suspendierte Material zurückgehalten. Die behandelte oder filtrierte Flüssigkeit strömt durch einen geeigneten falschen Boden der Filterkammer zur Auslaßseite der Filterkammer, um zu einer Ablaufkammer zu gelangen. Der falsche Boden ist so ausgebildet, daß er das Material des Filter-

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betts zurückhält, jedoch die filtrierte Flüssigkeit durchläßt, so daß diese zu der Ablaufkammer gelangen kann_o Die filtrierte Flüssigkeit wird von der Ablaufkammer aus über geeignete Kanäle einer Entnahmeleitung zugeführt.

Nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne verstopft sich das Filterbett mit festen !fremdstoffen, die während der Filtration aus der unbehandelten Flüssigkeit entfernt 7/orden sind, so daß die Wirksamkeit des Filterbetts nachläßt, /«enn sich das Filterbett verstopft, nimmt der Druckunterschied zwischen der Eintrittsseite und der .austrittsseite des Filterbetts zu. Daher kann man den Gefälleverlust oder die Zunahme des Druckabfalls an dem Filterbett als Maßstab benutzen, um festzustellen, wann das Filterbett gereinigt v/erden mu£>.

Ein Verfahren zum Heinigen des Filterbetts besteht darin, daß man das Filterbett in der Gegenrichtung von filtrierter Flüssigkeit durchströmen läßt. Zu diesem Zweck wird ein sich in der umgekehrten Richtung bewegender Strom filtrierter Flüssigkeit durch das Filterbett geleitet, damit die Fremdstoffe aus dem Filterbett entfernt und abgeführt werden können. Manche Stoffe, die aus der rohen Flüssigkeit ausfiltriert werden, sind klebrig und neigen dazu, an dem Filtermittel festzuhaften, so daß ein einfaches Durchspülen in der Gegenrichtung nicht ausreicht, um eine einwandfreie Reinigung des Filterbetts nach Abschluß einer Filtrierperiode zu gewährleisten. Diese Tatsache ist seit vielen Jahren bekannt. Um diese Nachteile auszuschalten, führt man vor dem Durchspülen in der Gegenrichtung einen Arbeitsgang zum Reinigen des Filterbetts mit Hilfe eines Gases durch, oder man benutzt eine Oberflächen-

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Waschvorrichtung, oder eine unter der Oberfläche zur Wirkung kommende Wascheinrichtung. Bei einem solchen Gasreinigungsvorgang wird Druckluft oder ein anderes geeignetes unter Brück stehendes Gas in die Ablaufkammer der Filterkammer eingeführt und nach oben durch das Filterbett geleitet. Wenn die Luft bzw. das Gas das Filterbett durchströmt, wird das Filtermaterial in heftige Bewegung versetzt, so daß Fremdstoffe abgelöst werden, die sich in dem Filterbett und auf dessen Oberseite befinden» Die beim Durchspülen in der Gegenrichtung verwendete Flüssigkeit bewirkt dann, daß die Fremdstoffe aus der Filterkammer entfernt werden-.

Bis jetzt ist es bei solchen Filtriereinrichtungen erforderlich, ein .Regelventil in der Leitung vorzusehen, die die Ablaufkammer der Filterkammer mit der Entnahmeleitung und der Hückspülspeicherkammer verbindet» Dieses Hegelventil wird durch automatische Steuermittel betätigt, doch kann es auch mit. der Hand betätigt werden. In Jedem Fall erhöht die Verwendung dieses Ventils die Kosten der Einrichtung, und auch der Aufwand für die Wartung des Filters vergrößert sich. Daher wäre es erwünscht, dieses Hegelventil durch weniger kostspielige Mittel zu ersetzen, die einer Wartung in geringerem Maße bedürfen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein mit Gas arbeitendes Filterreinigungssystem vorzusehen, bei dem es nicht erforderlich ist, ein Ventil in die Leitung einzuschalten, die die Ablaufkammer der Filterkammer mit der Entnahmeleitung und der Leitung zum Zuführen des Hückspülwassers verbindet»

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung zum Filtrieren einer Flüssigkeit mit einem Filterbett, bei der das Filterbett mit Hilfe eines Gases gereinigt werden kann.

Ferner sieht die· Erfindung eine Einrichtung zum Filtrieren einer Flüssigkeit vor, die feste Verunreinigungen enthält»

Weiterhin sieht die Erfindung ein System vor, das es ermöglicht, das Filterbett einer Filterkammer mit Hilfe eines Gases zu reinigen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert»

Fig. 1 zeigt in einem senkrechten Schnitt ein erfindungsgemäßes Filtersystem und veranschaulicht dessen Arbeitsweise während des Filtriervorgangs.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 durch den Einlaßkasten des Filtersystems.

Fig. 3 zeigt das Filtersystem nach Fig. 1 für den Fall, daß das Filterbett mit Hilfe eines Gases gereinigt wird.

Fig.„4- zeigt das Filtersystem nach Fig. 1 für den Fall, daß der Hüekspülvorgang durchgeführt wirdo

Fig. 5 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine weitere Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Filtersystems vmä. veranschaulicht deren Wirkungsweise während des Filtrationsbetriebs-r

Fig. 6 zeigt das Filtersystem nach Fig. 5 für den Fall,

daß.das Filterbett mit Hilfe eines Gases gereinigt wird,

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Fig. 7 zeigt das Filtersystem nach Fig. 5 für den Fall, . daß der Rückspülvorgang durchgeführt wird.

In Fig. 1 und 2 erkennt man ein erfindungsgemäßes Filtrier-. system mit einem Filter 10, einem Zulaufkasten 40, einem Luftgebläse 70 und Strömungsregelmitteln 90· Der Filter 10 enthält ein Filterbett 12 aus einem Filtermaterial, durch das die rohe Flüssigkeit während des Filtrierbetriebs geleitet wird, um die Flüssigkeit von den darin enthaltenen festen Fremdstoff en zu befreien. Das filtrierte oder behandelte Wasser wird dem Filter 10 über eine Leitung entnommen und seiner Verwendung zugeführt. Uachdem sich das Filterbett 12 mit den aus der rohen Flüssigkeit entfernten Fremdstoffteilchen verstopft hat, wird automatisch ein Gasreinigungsvorgang eingeleitet, um Luft nach oben durch das Filterbett 12 strömen zu lassen, so daß die in und auf dem Filterbett bzw. dem Filtermaterial vorhandenen Fremdstoffe abgelöst werden. Nachdem das Filterbett 12 mit Hilfe von Gas gereinigt worden ist, wird es mit behandelter Flüssigkeit in der Gegenrichtung durchgespült, um die Fremdstoffe aus dem Filterbett zu entfernen. Danach kann der nächste Filtriervorgang eingeleitet werden.

Genauer gesagt umfaßt der Filter 10 einen oberen offenen zylindrischen Behälter 11, der mit Hilfe geeigneter Mittel von einem geschlossenen unteren zylindrischen Behälter 13 aus unterstützt wird. Der Behälter 11 bildet eine Rückspülspeicherkammer 20, während der Behälter 13 eine Filterkammer 18 abgrenzt. Das Filterbett 12 aus einem geeigneten Filtermaterial wie Sand oder dergleichen ist in der Filterkammer 18 auf bekannte Weise auf ein@m falschen Boden 22 angeordnet $ der mit Siebmitteln

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versehen ist. Somit befindet sich eine Einlaßkammer 26 oberhalb und eine Ablaufkammer 28 unterhalb des in der Filterkammer 18 angeordneten Filterbetts 12_O

Eine Rohrleitung 30 steht in Verbindung mit der Einlaßkammer 26 und ermöglicht es, der Filterkammer 18 rohe Flüssigkeit zuzuführen. Wie im folgenden näher erläutert, dient diese Rohrleitung auch dazu, die Rückspü&flüssigkeit und das Reinigungsgas aus der Filterkammer 18 und der Einlaßkammer 26 abzuführen. Innerhalb der Einlaßkammer 26 ist ein Umlenkorgan angeordnet, das dazu dient, die über die Leitung 30 zugeführte rohe Flüssigkeit gleichmäßig über dem Filterbett 12 zu verteilen» Während eines Filtriervorgangs strömt somit die rohe Flüssigkeit aus der Leitung 30 über das Umlenkorgan 32 hinweg in die Filterkammer 18, durch das Filterbett 12 und über die Siebe 24 zu der Ablauf kammer 28. Hierbei werden die in der rohen Flüssigkeit suspendierten unlöslichen Stoffe extrahiert und in dem Filterbett zurückgehalten.

An die Leitung 30 ist eine Speiseleitung 36 angeschlossen, die sich nach oben zu einem Punkt oberhalb der Rückspülspeicher— kammer 20 erstreckt. Die Speiseleitung 36 ist mit einem Zulaufkasten 40 der Bauart mit einem Überlaufwehr verbunden. Der Zulaufkasten '40 ist als rechteckiger Behälter ausgebildet, in den ein Wehr bzw. eine "J-'rennwand 38 eingebaut ist, die den Behälter in zwei Kammern 42 und 44 unterteilt. Eine Rohrleitung 46 für die rohe Flüssigkeit ist an die Kammer 42 angeschlossen, so daß die rohe Flüssigkeit dieser Kammer zugeführt werden kann. Die rohe Flüssigkeit strömt über das Wehr 38 zu der Kammer 44 und aus dieser zu der Speiseleitung 36. Wenn die rohe Flüssigkeit

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in Foria einer Kaskade über das Wehr 38 strömt', wird Luft von der Flüssigkeit mitgerissen.

Die rohe Flüssigkeit wird somit von einer geeigneten quelle aus über die Leitung 46 der Kammer 42 des Zulaufkastens 40 zugeführt, woraufhin sie über das Wehr 38 strömt, um über -die Kammer 44, die Speiseleitung 36 und die Leitung 30 zu der Einlaßkammer 26 zu gelangen. Die £©k§?e rohe Flüssigkeit passiert das Filterbett 12, und das behandelte vVasser wird in der Ablaufkammer 28 aufgefangen."Das behandelte Wasser strömt aus der Ablaufkammer zu einer Verbindungsleitung 48, die zum unteren Ende der Strömungsregelmittel 90 führt. Die Strömungsregelmittel umfassen einen Behälter ^I m±t einem Wehr bzw. einer Trennwand 88, die den unteren Teil des Behälters in zwei Kammern 92 und 94 unterteilt. Die Leitung, steht mit der Kammer 92 in Verbindung. Die filtrierte Flüssigkeit strömt somit über die Leitung 48 zu der Kammer 92 der etrömungsregelrüittel 90, um über das Wehr 88 zu der Kammer 94 zu gelangen. Eine Rohrleitung 49 verbindet den unteren Teil der Kammer 94- mit dem unteren Teil der Rückspülspeicherkasimer 20. Somit kann die filtrierte Flüssigkeit von der Kammer 94 aus über die Leitung 49 zu der Rückspül Speicherkammer strömen. Eine Auslaß- oder Entnahmeleitung 50 ist an den oberen Teil der Rückspülspeicherkammer 20 angeschlossen. Die Speicherkammer 20 füllt sich, bis die;filtrierte Flüssigkeit das Niveau der Entnahme!eitung 50 erreicht, woraufhin die behandelte Flüssigkeit über die Entnahmeleitung abströmt. Die Flüssigkeit in der Rückspülspeicherkammer 20 dient dazu, das Filterbett 12-während des Rückspülvorgangs zu reinigen»

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Ein Rohr 54 zum Hegeln der oberen Standhölie steht mit der Einlaßkammer 26 der Filterkammer 18 in Verbindung«, Das Rohr "54 erstreckt sich senkrecht durch die Eückspülspeicherkammer 20, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, oder es ist außerhalb des Filters 10 angeordnet. An seinem oberen Ende, das sich zu einem Punkt oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes · in der Rückspülspeicherkammer 20 erstreckt, ist das Rohr mit einem Fühlschalter 56 für die obere Standhöhe versehen, dem ein Fühler 58 zugeordnet ist. Der Schalter 56 wird betätigt, wenn die in dem Rohr 54 hochsteigende Flüssigkeit in Berührung mit dem Fühler 58 kommt. Der Punkt, an dem der Schalter 56 zum Regeln der oberen Standhöhe betätigt wird, repräsentiert einen vorbestimmten Druckabfall längs des Filterbetts 12.

Der Schalter 56 ist gemäß Fig. 1 durch eine elektrische Leitung 61 mit elektrischen Betätigungsmitteln 60 verbunden, die ihrerseits mit einem Klappenventil 62 oder dergleichen verbunden sind, das auf mechanischem Wege geöffnet und geschlossen werden kann; das Ventil 62 ist in eine Rückspülleitung 34 eingeschaltet, die an die Speiseleitung 36 und die Leitung JO angeschlossen ist. Der Schalter 56 zum Regeln der oberen Standhöhe ist ferner elektrisch durch eine Leitung mit einem Ein- und Ausschalter 72 für das Luftgebläse 70 verbunden. Eine geeignete Rohrleitung 74 verbindet das Luftgebläse 70 mit dem oberen Teil des Behälters 90.

Das Luftgebläse 70, bei dem es sich um eine beliebige geeignete bekannte Konstruktion handeln kann, ist auf einer an dem Behälter 11 befestigten Plattform 80 oberhalb des Niveaus angeordnet, auf dem die Entnahmeleitung 50 mit der Rückapül-

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Speicherkammer 20 in Verbindung stellt, d.h.. oberhalb der höchsten ütandhöhe, welche die Flüssigkeit in dem Behälter 11 erreichen kann, um zu verhindern, daß Flüssigkeit in das --rebläse ?0 gelangt. Vorzugsweise ist das Gebläse 70 oberhalb der dtandhöhe angeordnet, die die Flüssigkeit erreichen konnte, wenn beim Betrieb des FiItersystems eine Störung auftritt. Beispielsweise würde es- bei dem hier gezeigten Filtersystem zweckmäßig sein, das Gebläse 70 oberhalb des Zulaufkastens 4-0 anzuordnen, denn die Flüssigkeit konnte auch dann nicht über dieses Miveau hinaus ansteigen, wenn aus irgendeinem Grunde das Ventil 62 und die Entnahmeleitung 50 gleichzeitig geschlossen sind. Der auf bekannte "«eise ausgebildete Ein- und Ausschalter 72 wird durch den Schalter 56 automatisch betätigt, tfird der schalter 72 betätigt, bleibt das Luftgebläse 70 während einer vorbestimmten Zeitspanne in Betrieb und wird dann automatisch abgeschaltet. Der Druck der von dem Gebläse 70 geförderten Luft ist so eingestellt, daß er höher ist als das FlLissigkeitsgefalle in der Ablaufkammer 28 während des Gasreinigungsvorgangs, wenn das Ventil 62 offen ist, und daß dieser Druck auch genügend hoch ist-, um zu verhindern, daß Rückspülwasser aus dem Rückspülspeiclierbehälter 20 über das Wehr 88 zu dem Filterbehälter 13 gelangt,, Bei der beschriebenen Anordnung strömt die Druckluft von dem Gebläse 70 aus über die Strömungsregelmittel 90 zu der ^blaufkammer 28 und nach oben durch das Filterbett 12, wenn der Gasreinigungsvorgang in der aus Fig. 3 ersichtlichen »ieise durchgeführt wird.

dfird der Fühl s ehalt er 56 für die hohe Standhöhe betätigt, wird den "elektrischen Betätigungsmitteln 60 und dem Ein- und . -Ausschalter 72 ein elektrischer Impuls zugeführt. Hierdurch wird

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bewirkt, daß die Betätigungsmittel 60 das Ventil 62 schnell öffnen. Gleichzeitig wird das Luftgebläse 70 m±t Hilfe des Schalters 72 eingeschaltet, so daß gemäß Fig. 3 der -iäsreii-igungsvorgang durchgeführt wird, bei dem die durch das Gebläse 70 geförderte Luft über die Leitung 74, die Strömungsregelmittel 90 und die Leitung 48 der Unterseite des Filterbetts 12 zugeführt wird, um das Filterbect nach oben zu durchströmen und die darin enthaltenen Fremdstoffe abzulösen. Die Luft verläßt die Filterkammer 18 über die Leitung 30 und die Leitung sowie- ein Entlüftungsrohr 75; hierauf wird im folgenden näher eingegangen. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne wird das Luftgebläse 70 abgeschaltet, woraufhin der Rückspülvorgang eingeleitet wird·

Während des Rückspülvorgangs strömt die filtrierte Flüssigkeit aus der Hückspülspeicherkainmer 20 über die Verbindung si ei tung 49 zu den Strömungsregelmitteln 90 und über das Wehr 88 und die Leitung 48 zur Ablauf kammer 28 der Filterkammer 18» Die Rückspülflüssigkeit strömt nach oben durch das Filterbett 12 und gelangt über die Leitung 30 zu der Speiseleitung 36, um von dort aus über die Rückspülleitung 34 und das Ventil 62 abgeführt zu werden. Die Rückspülflüssigkeit führt die aus dem Filterbett 12 entfernten Fremdstoffe mit.

Eine Rohrleitung 64 zum Regeln der unteren Standhöhe erstreckt sich nach unten in die Rückspülspeicherkammer 20 hinein, und der Auslaß am unteren Ende dieser Leitung steht in Verbindung mit dem unteren Teil der Rüekspülspeicherkammer Ein Schalter 66 zum Fühlen der unteren Standhöhe ist auf dem oberen Ende des Rohrs 64 angeordnet und mit einem Fühler 68 ver-

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sehen, der sich nach -Tint en zum Auslaß des Rohrs 64 erstreckt. Der Fühlschalter 66 wird "betätigt, wenn die Standhöhe der Flüssigkeit in der Rückspülspeicherkammer 20 "bis unterhalb des liiveaus des unteren Endes des Fühlers 68 zurückseht. Der Fühlschalter 66 ist mit den elektrischen Betätigungsmitteln 60 ebenfalls durch eine Leitung 77 verbunden, die an die Leitung 61 angeschlossen ist. Wird der Fühlschalter 66 betätigt, wird den elektrischen Betätigungsmitteln 60 ein elektrischer Impuls zugeführt. Auf dieseWeise werden die Betätigungsmittel 60 betätigt, um das Ventil 62 zu schließen. Wenn die Standhöhe der filtrierten Flüssigkeit in der Rückspülspeicherkammer 20 bis unterhalb des unteren Endes des Fühlers 68 zurückgegangen ist, wobei in diesem Zeitpunkt kein zusätzliches &ückspülwasser in den Behälter 15 einströmen kann, wird das Ventil 62 somit geschlossen, und der normale Filtrierbetrieb der Einrichtung 10 wird erneut eingeleitet.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Filtriereinrichtung 10 mit weiteren Einzelheiten näher erläutert; während des normalen Filtrierbetriebs ist das Ventil 62 geschlossen. Gemäß Fig. 1 strömt die rohe Flüssigkeit zusammen mit der mitgerissenen Luft über die Einlaßleitung 36und die Leitung 30 zur -&inlaßkammer 26 der Filterkammer 18. Die rohe Flüssigkeit ' passiert dasFilterbett 12 und gelangt zu der Ablaufkammer 28, von der aus sie durch die Leitung 48 und dann nach oben durch die Kammer 92 strömt; danach strömt die Flüssigkeit über das Wehr 88 zu der Kammer 94 und dann durch die Leitung 49 zu der fiückspülspeicherkammer 20. Die Kammer 20 füllt sich mit filtrierter Flüssigkeit, bis die Flüssigkeit das Niveau der

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Entnalomeleitung 50.erreicht hat, woraufhin die filtrierte Flüssigkeit über diese Leitung abgeführt wird.

Die von der rohen Flüssigkeit mitgerissene Luft wird von der rohen Flüssigkeit in der Einlaßkammer 26 der Filterkammer 18 abgegeben. Diese abgegebene Luft sammelt sich und bewirkt gemäß Fig. 1, daß der Raum 21 in der Einlaßkammer 26 mit Luft gefüllt wird. Die sich sammelnde Luftmenge, d.h. die Größe des leeren Raums 21, wird durch die Entlüftungsleitung 75 geregelt, die mit der Einlaßkammer 26 im wesentlichen auf dem Niveau in Verbindung steht, auf dem die Oberfläche der Flüssigkeit in der Einlaßkammer 26 gehalten werden soll. Die überschüssige Luft, die sich in der Einlaßkammer 26 ansammelt, wird über die Entlüftungsleitung 75 abgeführt.

Während des Filtriervorgangs bewirkt die Ansammlung von Fremdstoffen in dem Filterbett 12, daß sich der Druckabfall längs des Filterbetts erhöht, so daß sich ein Druckunterschied zwischen der Einlaßkammer 26 und der Ablaufkammer 28 ausbildet. Dieser Druckunterschied macht sich dadurch.bemerkbar, daß die viHiüssigkeit in der Leitung 5^ zum Fühlen der hohen ötandhöhe nach oben steigt, Wenn der Druckabfall längs des Filterbetts einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Flüssigkeit in der-Leitung 54- so weit angestiegen sein, daß aie die Sonde 58 berührt. Hierdurch wird der Schalter 56 betätigt, so daß auch die Betätigungsmittel 60 und der Ein- und Ausschalter 72 betätigt werden, um das Ventil 62 zu öffnen und das Gebläse 70 in Betrieb zu setzen. Wenn das Ventil 62 offen ist, strömt filtrierte Rückspülflüssigkeit aus der Rückspülspeicherkammer über die Leitung 4-9, die Strömungsregelmittel 90 und die Leitung

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48 zu der Filterkammer 18, bis der durch das Gebläse JQ erzeugte Luftdruck ausreicht, um dieses Strömen der Flüssigkeit zu unterbrechen. Dieses Strömen von Rückspülwasser vor der Reinigung des■Filterbetts mit Hilfe von Gas ist jedoch erwünscht, da eine geringe Fluidisierung des Filterbetts ,12 die Wirkung der nachfolgenden Reinigung mit Hilfe von Gas verstärkt. . -,'"■■.-."■ --■

Sobald das Gebläse 70 einen ausreichenden Luftdruck erzeugt hat, drückt die Luft den Wasserspiegel in den StrÖmungs*- regelmitteln 9Ö\bis zu einem Punkt nach unten, der tiefer liegt als das obere Ende des Wehrs 88. Hierdurch wird das Strömen des Rückspülwassers unterbrochen. Wenn der Luftdruck zunimmt, strömt Luft in die Ablauf kammer 28, um dann schnell nach oben durch das Filtermaterial des Filterbetts 12 zu strömen. Auf diese Weise wird gemäß Fig. 3>dei· Gasreinigungsvorgang; eingeleitet. Die in die Ablaufkammer 28 eintretende Luft durchströmt das Filterbett 12 nach.oben mit einer relativ hohen Geschwindigkeit. Die Luft versetzt das Material des Filterbetts 12 in Bewegung und bewirkt, daß die in dem Filterbett angesammelten Fremdstoff teilchen von dem Filtermaterial afbgelÖst werden. Wenn die Luft nach oben durch das Filterbett strömt, wird ein Seil des Filtermaterials von der Luft mitgerissen* Jedoch trennt sich das Filtermaterial von der Luft, wenn die Luft in den Luftraum 21 im oberen Teil der Filterkammer 18 eintritt. In diesem Luftraum 21 fällt das von der zur Reinigung dienenden Luft mitgerissene Filtermaterial in die Flüssigkeit zurück, die sich in. der Filterkammer 18 befindet. Auch das Umlenfcörgan 32 trägt dazu bei, das Filtermaterial von der Reinigungsruf t zu trennen* Die Reinigungsluft entweicht aus dem Be-

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halter 13 über die Leitung 30 und die Speiseleitung 36 und/oder die Entlüftungsleitung 75·

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne schaltet der Schalter 72 das Luftgebläse 70 automatisch ab, und der RückspülVorgang beginnt. Die filtrierte Flüssigkeit in der Rückspülspeicherkammer 20 strömt gemäß Fig. 4- über die Verbindungsleitung 49» die Strömungsregelmittel 90, die Leitung 48, die Ablaufkammer 28, das Filterbett 12 und die Leitung 30 zu der Leitung 34·» mittels deren die Rückspülflüssigkeit abgeführt wird. Dieses Hindurchströmen der Rückspülflüssigkeit durch das Filterbett 12 bewirkt, daß die Fremdstoffe entfernt werden, die sich während des Filtrierbetriebs darin angesammelt haben.

Wenn die in der Kammer 20 gespeicherte filtrierte Flüssigkeit eine Standhöhe unterhalb des Endes des Fühlers 68 erreicht, wird der Schalter 66 betätigt, so daß die elektrischen Betätigungsmittel 60 das Ventil 62 schließen. Sobald das Ventil 62 geschlossen worden ist, beginnt ein neuer Filtriervorgang, und die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge wiederholen sich-r Während dieses Filtriervorgangs wird natürlich der nach dem Rückspülen verbliebene Gasraum 21 dadurch wieder vergrößert,· daß die rohe Flüssigkeit die von ihr mitgerissene Luft freigibt. Auf diese Weise wird ein Grasraum 21 von ausreichender Größe geschaffen, so daß sieh das Filtermaterial während des nächsten Gasspülvorgangs von dem Reinigungsgas trennen kann.

Um ein einwandfreies Arbeiten der Filtriereinrichtung zu gewährleisten, soll das obere Ende des vifehrs 88 nicht höher liegen als die untere Standhöhe der zugeführten Rückspülflüssig^- keit, denn anderenfalls würde die Zufuhr von Rückspülwasser unter-

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brochen, "bevor der liückspülvorgang beendet ist. Die kindesthöhe des rt-ehrs 88 muß größer sein, als es dem Druckgefälle des zugeführten Rückspülwassers abzüglich des Druckgefalles des zugeführten Reinigungsgases entsprichst;,; um zu verhindern, daß jiückspülwasser während des Gasreinigungsvorgangs über das /ehr 88 strömt.

Fig» 5 his 7 zeigen eine weitere insgesamt mit 110 be-",.. zeichnete Ausbildungsform einer erfindungBgemäßen" filtrier- :~^:- einrichtung. Diese iiltriereinricntung ähnelt·.-allgemein dir beschriebenen^Einrichtung 10, und daher sind einander entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. G-emäß Fig. 5 his 7 sind die Strömuhgsregelmittei 90 der .Einrichtung 10 durch Strömungsregelmittel 115 ersetzt worden, die eine'Leitung 112 umfassen, welche die Ablaufkammer 28 mit einem unteren Teil der Eückspülwasserkammer 20 verbindet. Die leitung 112 umfaßt einen umgekehrt U-förmigen Abschnitt 115 j dessen oberer Teil an die Förderleitung 74 des Luftgebläses angeschlossen ist. Der U-förmige Abschnitt 113 verhindert in Verbindung mit dem Grebläse 70 das Strömen von Bückspälwasser während des mit Luft durchgeführten Beinigungsvorgangs, wie es bei der Filtereinrichtung 10 durch die Strömungsregelmittel bewirkt wird. > :

Die Wirkungsweise der Filtriereinriehtung 110 ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der Filtriereinrichtung Vfahrend des Filtrierbetriebs ist das Ventil 62 geschlossen. Die rohe Flüssigkeit strömt zusammen mit der mitgerissenen Luft über die Speiseleitung 36 und die Leitung 30 zur Einlaßkammer der Filterkammer 18» Die rohe Flüssigkeit passiertdas Filter- ,

2Q9811/0435 , . _ßÄÖ _omHkL

"bett 12 und gelangt in die Ablaufkammer 28, aus der es über die Leitung 112 zu der Hückspülspeicherkammer 20 strömt. Die Kammer 20 füllt sich mit filtrierter Flüssigkeit, bis deren Spiegel das Niveau der Entnahmeleitung ^O erreicht, woraufhin die filtrierte. Flüssigkeit über die Leitung 50 abgegeben wird.

Die von der rohen Flüssigkeit mitgerissene Luft wird von der Flüssigkeit in der Einlaßkammer 26 der Filterkammer 18 abgegeben. Diese freigesetzte Luft sammelt sich und füllt in der Einlaßkammer 26 einen Baum 21 aus, wie es Vorstehend bezüglich der Filteriereinrichtung 10 beschrieben wurde.

Während des Filtrierbetriebs bewirkt die Ansammlung von Fremdstoffen in dem Filterbett 12, daß sich der Druckabfall längs des Filterbetts vergrößert, so daß sich ein Druckunterschied zwischen der Einlaßkammer 26 und der Ablaufkammer 28 ausbildet. Dieser Druckunterschied macht sich dadurch bemerkbar, daß die Flüssigkeit in der Leitung 54- ^ζυ*& Fühlen der hohen Standhöhe nach oben steigt. Wenn der Druckabfall längs des Filterbetts einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Flüssigkeit in der Leitung 54- so weit nach oben gestiegen sein, daß sie den Fühler 58 berührt. Hierdurch wird der Schalter betätigt, so daß die Betätigungsmittel 60 und der Ein- und Ausschalter 72 bewirken, daß das Ventil 62 geöffnet und das Gebläse 70 in Betrieb gesetzt wird. Ist das Ventil 62 offen, strömt filtrierte Flüssigkeit aus der Hückspülspeic Vierkammer 2U über die Leitung 112 zur Filterkammer 18, bis der durch das Gebläse erzeugte Luftdruck ausreicht, um dieses Strömen der Flüssigkeit zu unterbrechen. Sobald d^_, Gebläse 70 einen ausreichenden Druck aufgebracht hat, drückt die Luft den Wasserspiegel in dem U-förmigen Abschnitt 113 so weit nach unten, α;·ΐί

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—17-er tiefer liegt als der oberste Teil des U-förmigen Abschnitts 113, so daß gemäß Pig'". 6 kein weiteres Wasser zu der Ablaufkammer 28 strömt. Hierdurch, wird das Strömen des Bückspülwassers beendet. Wenn der Luftdruck zunimmt, strömt die Luft in die Ablaufkammer 28 ein und durchströmt das Filtermaterial des Filterbetts 12 mit hoher Geschwindigkeit. Hierdurch wird der' · Gasspüivorgang eingeleitet. Die in die Ablaufkammer 28 eintretende Luft strömt mit einer relativ hohen Geschwindigkeit nach oben durch das Filterbett 12, wobei das Material des Filterbetts in Bewegung versetzt wird; infolgedessen werden die Fremdstoffteilchen, die sich in dem Filterbett gesammelt haben, von dem.Filtermaterial abgelöst. Wenn das Filterbett von der Luft durchströmt"wird, wird ein Teil des Filtermaterials" von der Luft mitgerissen* Jedoch trennt sich das Filtermaterial von der Luft, sobald die Luft in den Luftraum 21 im oberen Teil der Filterfcammer 18 eintritt. In diesem Luftraum 21 fällt das von der opülluft mitgerissene Filtermaterial in die Flüssigkeit in der Filterkammer 18 zurück. Auch das Umlenkorgan 32 trägt dazu bei, das Filtermaterial von der opülluft zu trennen. Die opülluft verläßt den Behälter 13 über die Leitung 30, die Speiseleitung 36 und/oder die Entlüftungsleitung 75·

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne wird das Luftgebläse 70 durch den Schalter 72 automatisch ausgeschaltet«, nunmehr beginnt der Rückspülvorgang. Die filtrierte Flüssigkeit strömt aus der ßückspülSpeicherkammer 20 gemäß Fig, 7 über die · Leitung 112, die Ablaufkammer 28y das Filterbett 12 und die Leitung 30 zu der Leitung 34-, mittels deren die Spül flüssigkeit abgeführt"wird. Dieses Strömen der .Bückspülflüssigkeit durch das

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Filterbett 12 bewirkt, daß die Fremdstoffe entfernt werden, die sich während des Filtrierbetriebs- in dem Filterbett angesammelt haben.

Wenn die filtrierte Flüssigkeit, die in der Kammer 20 gespeichert wurde, eine dtandhöhe unterhalb des ilndes des Fühlers 68 erreicht, wird der ochalter 66 betätigt, woraufhin die elektrischen Betätigungsmittel 60 das Ventil 62 schließen. Sobald das Ventil 62 geschlossen worden ist, beginnt der nächste Filtriervorgang, und die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge wiederholen sich. Während des Filtrierbetriebs wird natürlich der G-asraum 21, der nach dem Rückspülvorgsng verbleibt dadurch wieder vergrößert, daß die zugefiihrte rohe Flüssigkeit die mitgerissene Luft abgibt. Auf diese Weise wird ein Gasraum 21 von ausreichender Größe geschaffen, so daß sich das Filtermaterial während des nächsten Gasspülvorgangs von dem Reinigungsgas trennen kann,,

Um ein einwandfreies Arbeiten der Filtriereinrichtung zu gewährleisten, soll der obere Teil des U-förmigen Leitungsabschnitts 113 nicht über der unteren ötandhöhe des zugeführten Rückspülwassers liegen, denn anderenfalls würde die Zufuhr von Hückspülwasser unterbrochen, bevor der Rückspülvorgang beendet ist. Die Mindesthöhe des oberen Teils des U-förmigen Abschnitts 113 muß größer sein als das Druckgefälle des zugeführten Hückspülwassers abzüglich des Druckgefälles des zugeführten Spül— gases, um zu verhindern, daß Rück Spülwasser während des Gasspülvorgangs durch den U-förmigen Leitungsabschnitt 113 strömt.

Die FiI trier einrichtungen 10 und 110 können benutzt werden, um Wasserströme, Zuckerlösungen, Kohlenwasserstoffströme und

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dergleichen zu filtrieren, wie es jedem-Fachmann geläuf#ig ist_o Die «Valil des Filtermaterials -richtet sich natürlich nach der zu behandelnden Flüssigkeit und-"den darin enthaltenen.Verun- \ reinigungen. Anstelle von.Luft kann man auch andere Spülgase verwenden, z.B. Stickstoff, Sauerstoff oder dergleichen,doch wird.die Verwendung von Luft wegen der geringeren Eosten vorgezogen. Es sei' bemerkt, daß das "Ventil 62, die Schalter 66 und 56, die elektrischen Betätigungsinittel 60 und der Ein- und Ausschalter 72 für das ü-ebläse 70 als solche nicht einen Gegenstand der "Erfindung bilden, da es zahlreiche andere geeignete .Iviittel gibt, die bei den Filtriereinrichtungen 10 und 110 die gleichen Aufgaben erfüllen können. Für einen Fachmann ist es daher nicht schwierig, geeignete Ventile und Steuer- bzwo Regelmittel vorzusehen, die es ermöglichen, die Filtriereinrichtungen 10 und llü in der erfindungsgemäßen «eise zu betreiben*

Das Gasgebläse 70 kann auch unterhalb des Punktes angeordnet werden, an dem die Entnahmeleitung £?0 an die Rückspül— Speicherkammer 20 angeschlossen ist. In diesem Fall muß die Gasleitung von der Ablauf kammer aus nach oben bis zu einem Punkt oberhalb der "Verbindung zwischen der Üntnahmeleitung 50 und der Kammer 20 verlaufen und dann in Form einer Schleife nach unten zu dem Gebläse geführt werden, um das Einströmen von wasser in das Gebläse zu verhindern. Vorzugsweise erstreckt sich diese Leitungsschleife bis oberhalb der otandhöhe, die die Flüssigkeit in dem Filtriersystem erreichen könnte, wenn während des Betriebs eine ötorun^ auftritt. Bei den hier behandelten Anordnungen müßte dieser Punkt höher liegen als der ^uIa¹Ufkasten 4ü_o

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Hatürlich ist es möglich, die Entnahmeleitung 50 direkt mit der Leitung 4-9 "bzw. der Leitung 112 zu verbinden. In diesem Fall sieht man eine senkrechte Verlängerung der Leitung 4-9 bzw. 112 vor, an welche die Entnahmeleitung 50 angeschlossen v/ird. Wenn der Filtriervorgang beginnt, tritt filtrierte Flüssigkeit in die Eückspulspeicherkammer 20 ein, bis der Flüssigkeitsspiegel die Entnahmeleitung 50 erreicht. Dann wird die filtrierte Flüssigkeit um die JRückspülspeicherkammer 20 herumgeleitet, d.h. sie strömt direkt zu der Entnahmeleitung.

Bei den Filtriereiiirichtungen 10 und 110 kann das Hackspülwasser anstelle der in Fig. 1 bis 7 dargestellten Rückspülspeicherkammer auch einer anderen Quelle entnommen werden, xis sei bemerkt, daß man bei den erfindungsgemäßen Einrichtungen jedes Wasser verwenden kann, das zur Durchführung des Kückspülvorgangs geeignet ist. Abgesehen davon, daß' das iüickspülwasser rein sein muß, ist es nur erforderlich, ein ausreichendes Gefälle vorzusehen, um zu gewährleisten, daß das Wasser durch die Strömungsregelmittel 90 bzw. 112 nach oben durch das Filterbett 12 strömt, um dann über die Leitungen 30 und 34 abgeführt zu werden.

Wenn das der Filtriereinrichtung 10 bzw. 110 zugeführte Wasser keine mitgerissene Luft enthält, kann man den gewünschten Luftraum 21 nach einem Filtriervorgang und vor der Durchführung des (lasspülvorgangs dadurch schaffen, daß man einen 'feil der Flüssigkeit aus der Filterkammer 26 über hier nicht gezeigte geeignete Ventile und Rohrleitung©!! abführt» Ferner kann es awecJeaäSig sein, den Luftratuti 21 dadurc^ zu vergrößern, daß maa einen Teil der Flüssigkeit aus der Filterkammer abzieht.

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Für jeden Fachmann liegt es auf der Hand, daß man geeignete Mittel vorsehen kann,um zu bewirken, daß_r'automatisch Flüssigkeit ausdem Filterbehälter abgelassen wird, bevor der Gas-* spül-vorgang durchgeführt wird. , .

.Es sei hemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. ' - - · ■

Patentansprüche: -

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Claims

8 MÜNCHEN »O j) *7 SCEWEIOEnSTUASSE a

TELEFQK 22 06Sl

PBOTEOTPATENT mCmcHkn

lA-33 565

Patentansprüche

1. Filtereinrichtung mit einem Filterbehälter, der durch

ein Filterbett in eine obere Einlaßkammer für die zu filternde Flüssigkeit und eine untere Austrittskammer unterteilt ist, einer Einrichtung für die Durchspülung des Filterbetts mit einer das Filterbett aufwärts durchströmenden Flüssigkeit und einer Einrichtung für die üurchspülung des Filterbetts mit einem das Filterbett aufwärts durchströmenden Gas, dadurch gekenn ze ichnet, daß der Austrittskammer (28) des Filterbehälters (13) ein Strömungsspeicher (9o,ll5) für die Spülflüssigkeit und das Spülgas nachgeschaltet ist, die zwei an ihrer Oberseite miteinander verbundene Kammern (92,9*0 umfaßt, in welche die Zuführleitung (7*0 für das Spülgas mündet, wobei die erste Kammer (92) mit der Austrittskammer und die zweite Kammer (9*0 unterhalb der Verbindungsstelle zwischen den beiden Kammern mit der Einrichtung (11) für die Spülflüssigkeitsströmung verbunden ist,

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η · zeichne t, daß die Einrichtung (11) für die Spülflüssigkeitsströmüng einen oberhalb des Filterbehälters

(13) angeordnete Speicherkammer (2o) für filtrierte Flüssigkeit umfaßt.

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3i Filtereinrichtung nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch ge £ e ηη ζ e i Ch η et, daß die Ableitung (5o) für die filtrierte Flüssigkeit gleichfalls an die zweite Kammer des Strömungsreglers (90*115) angeschlossen ist.

A. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch .g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Verbindungsstelle zwischen den beiden Kammern (92,9A) des Strömungsreglers (9o,115) in einer Hölje oberhalb der Anschlußöffnung zur Einrichtung (11) für die Spülflussigkeitsstromung liegt, die größer als die maximale Druckhöhe der Spülflüssigkeit im Strömungregler vermindert um die Druckhöhe des Spülgases ist.

5. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis k, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Verbindungsstelle zwischen den beiden Kammern (92,9*0 des Strömungsreglers (9o,'115) unterhalb der unteren Spülflüssigkeitsstandhöhe der Einrichtung (11) für die Spülflussigkeitsstromung liegt.

6. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch g e-

kenn ze ic h η et, daß der Strömungsregler (9,o) von einem Behälter (91) mit einer die beiden Kammern (92»9^)

abteilenden Trennwand (88) gebildet ist, an. deren Gberflache die Kammern miteinander verbunden sind.

7. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e -

kennzeichnet, daß der Strömungsregler (115) von einem umgekehrt u-förmigen Rohr (113) gebildet ist, dessen abwärts weisende Schenkel die beiden Kammern(92,9^) umgrenzen.

8. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis ?, dadurch g e kenn ζ e lehn et, daß eine Betätigungseinrichtung (56-72) für die Einrichtung (7o) für die Gasspülströmung

vorgesehen ist, die auf einen vorbestimmten Anstieg der zu filternden Flüssigkeit in der Einlaßkammer (18) oberhalb des Filterbetts (12) anspricht und die Einrichtung für die Gasspülströmung nach vorbestimmter Zeit wieder abschaltet,

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