DE1611158B2 - Filtereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem Filterbehälter, der durch ein Filterbett in eine obere Trübekammer mit einem Zulauf und eine untere Filtratkammer mit einem Ablauf unterteilt ist, einem über eine Rückspülleitung an die Filtratkammer angeschlossenen Speicherbehälter für Spülflüssigkeit, einer an die Filtratkammer angeschlossenen Spülgasleitung und einem an die Trübekammer angeschlossenen Rückspülablauf.

Eine derartige Filtereinrichtung ist bereits bekannt (BE-PS 664 278). Die Rückspülleitung und die Spülgasleitung münden getrennt in die Filtratkammer. Dabei ist in die Rückspülleitung ein Ventil eingebaut, das zu Beginn der Rückspülphase mittels einer Steuereinrichtung geschlossen wird, damit zunächst nur eine Auflokkerung des Filterbettes mittels Gas erfolgt, wodurch die im Bett abgeschiedenen Feststoffe vom körnigen Filtermittel gelöst werden, um dann anschließend mit der Rückspülflüssigkeit abgeführt zu werden. Diese einleitende Gasspülung ohne gleichzeitige Zufuhr von Rückspülflüssigkeit hat sich bewährt. Das dem Zurückhalten der Rückspülflüssigkeit während der einleitenden Reinigungsphase dienende Ventil in der Rückspülleitung bringt jedoch eine Komplizierung der Einrichtung und erhöht ihre Störanfälligkeit. Des weiteren weist diese Filtervorrichtung Wehrkammern auf.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die bekannte Filtereinrichtung so zu vereinfachen, daß ohne Ventil und Ventilsteuerung die Flüssigkeitsrückspülung erst nach der Gasrückspülung einsetzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Rückspülleitung zwei Kammern hintereinander eingeschaltet sind, deren Verbindung unterhalb des Speicherbehälters jedoch oberhalb der Einmündung der Rückspülleitung in die speicherbehälterseitige Kammer und oberhalb der Höhe angeordnet ist, in welcher der Spülflüssigkeitsdruck gleich dem Spülgasdruck ist, und daß die Spülgasleitung in die Verbindung zwischen den beiden Kammern mündet.

Durch diese Maßnahmen wird auf einfache Weise erreicht, daß bei beginnender Reinigungsphase die Spülflüssigkeit durch den sich innerhalb der Rückspülleitung bzw. in deren beiden Kammern aufbauenden Spülgasdruck zurückgehalten wird. Es bedarf daher keiner mechanischen Absperreinrichtung und zugehöriger Steuereinrichtung, um den Speicherbehälter zu Beginn der Gaszufuhr zu sperren und nach Beendigung der Gaszufuhr die Verbindung wieder freizugeben. Es ist ersichtlich, daß dadurch die Filtereinrichtung einfacher und störungsunanfälliger wird, ohne daß auf die als zweckmäßig erkannte Durchführung und Reihenfolge der einzelnen Schritte innerhalb der Rückspülphase verzichtet werden muß.

Zwar ist auch bereits eine gattungsgemäße Filtereinrichtung bekannt, bei der ohne Verwendung von Ventilen und zugehörigen Schalteinrichtungen eine automatische Umsteuerung zwischen den Filtrationsperioden und den Rückspülperioden erfolgt, was durch Verwendung eines mit Luft- bzw. Saugleitungen gesteuerten Siphons ermöglicht wird (DT-PS 1 183 050, US-PS 560 512).

Soweit neben der Rückspülung mittels Flüssigkeit auch eine Gasspülung vorgesehen ist, erfolgt das Einleiten von Gas gleichzeitig mit dem Zuführen der Rückspüiflüssigkeit. Zur getrennten Gasspülung und Flüssigkeitsrückspülung müßte auch hier eine besondere Ventilsteuerung vorgesehen werden.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Kammern von einem gemeinsamen Behälter umschlossen und durch ein Behälterwehr abgetrennt. Allerdings ist auch bei der eingangs beschriebenen bekannten Filtereinrichtung bereits eine Einschaltung von zwei durch ein Überlaufwehr getrennten Kammern bekannt. Dort ist die Einschaltung jedoch nicht in die Rückspülleitung, sondern in die Zulaufleitung für die Trübe erfolgt, wobei auch die Kammern oberhalb des Wehres offen sind, so daß schon deswegen der Aufbau eines Sperrdruckes oberhalb des Wehres ausscheidet.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Kammern von den abwärtsweisenden Schenkeln eines umgekehrten U-förmigen Rohres gebildet. Diese Ausführung, bei der die Spülgasleitung in das die beiden Schenkel verbindende Rohrmittelstück mündet, erfordert einen besonders geringen Aufwand.

Ferner ist vorzugsweise eine auf einen vorbestimmten Anstieg der Rohflüssigkeit in der Trübekammer entsprechende Steuereinrichtung zum öffnen des Rückspülablaufs sowie zum Einleiten und Abschalten der Spülgaszufuhr nach vorbestimmter Zeit vorgesehen.

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

F i g. 1 zeigt in einem senkrechten Schnitt ein erfindungsgemäßes Filtersystem und veranschaulicht dessen Arbeitsweise während des Filtriervorgangs;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1 durch den Einlaßkasten des Filtersystems;

F i g. 3 zeigt das Filtersystem nach F i g. 1 für den Fall, daß das Filterbett mit Hilfe eines Gases gereinigt wird;

F i g. 4 zeigt das Filtersystem nach F i g. 1 für den Fall, daß der Rückspülvorgang durchgeführt wird;

F i g. 5 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine weitere Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Filtersystems und veranschaulicht deren Wirkungsweise während des Filtrationsbetriebs;

F i g. 6 zeigt das Filtersystem nach F i g. 5 für den Fall, daß das Filterbett mit Hilfe eines Gases gereinigt wird;

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

In F i g. 1 und 2 erkennt man ein erfindungsgemäßes Filtriersystem 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 Filterbetriebs geleitet wird, um die Flüssigkeit von den darin enthaltenen festen Fremdstoffen zu befreien. Das filtrierte oder behandelte Wasser wird dem Filter 10 über eine Leitung entnommen und seiner Verwendung zugeführt Nachdem 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.

Der Filter 10 umfaßt 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 od. dgl. ist in der Filterkammer 18 auf bekannte Weise auf einem falschen Boden 22 angeordnet, der mit Siebmitteln 24 versehen ist. Somit befindet sich eine Einlaßkammer 26 oberhalb und eine Ablaufkammer 28 unterhalb des in der Filterkammer 18 angeordneten Filterbetts 12.

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 Rückspülflüssigkeit und das Reinigungsgas aus der Filterkammer 18 und der Einlaßkammer 26 abzuführen. Innerhalb der Einlaßkammer 26 ist ein Umlenkorgan 32 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 Ablaufkammer 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 Rückspülspeicherkammer 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 Trennwand 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 in Form 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 rohe Flüssigkeit passiert das Filterbett 12, und das behandelte Wasser 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 91 mit einem Wehr bzw. einer Trennwand 88, die den unteren Teil des Behälters in zwei Kammern 92 und 94 unterteilt Die Leitung 48 steht mit der Kammer 92 in Verbindung. Die filtrierte Flüssigkeit strömt somit über die Leitung 48 zu der Kammer 92 der Strömungsregelmittel 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 Rückspülspeicherkammer 20. Somit kann die filtrierte Flüssigkeit von der Kammer 94 aus über die Leitung 49 zu der Rückspülspeicherkammer 20 strömen. Eine Auslaßoder Entnahmeleitung 50 ist an den oberen Teil der Rückspülspeicherkammer 20 angeschlossen. Die Speicherkammer 20 füllt sich, bis die filtrierte Flüssigkeit das Niveau der Entnahmeleitung 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.

Ein Rohr 54 zum Regeln der oberen Standhöhe steht mit der Einlaßkammer 26 der Filterkammer 18 in Verbindung. Das Rohr 54 erstreckt sich senkrecht durch die Rückspülspeicherkammer 20, wie es in F i g. 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 54 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 F i g. 1 durch eine elektrische Leitung 61 mit elektrischen Betätigungsmitteln 60 verbunden, die ihrerseits mit einem Klappenventil 62 od. dgl. 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 30 angeschlossen ist Der Schalter 56 zum Regeln der oberen Standhöhe ist

ferner elektrisch durch eine Leitung 71 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 Rückspülspeicherkammer 20 in Verbindung steht, d. h. oberhalb der höchsten Standhöhe, welche die Flüssigkeit in dem Behälter 11 erreichen kann, um zu verhindern, daß Flüssigkeit in das Gebläse 70 gelangt Vorzugsweise ist das Gebläse 70 oberhalb der Standhöhe angeordnet, die die Flüssigkeit erreichen könnte, wenn beim Betrieb des Filtersystems eine Störung auftritt Beispielsweise würde es bei dem hier gezeigten Filtersystem zweckmäßig sein, das Gebläse 70 oberhalb des Zulaufkastens 40 anzuordnen, denn die Flüssigkeit könnte auch dann nicht über dieses Niveau hinaus ansteigen, wenn aus irgendeinem Grunde das Ventil 62 und die Entnahmeleitung 50 gleichzeitig geschlossen sind. Der auf bekannte Weise ausgebildete Ein- und Ausschalter 72 wird durch den Schalter 56 automatisch betätigt Wird 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 Flüssigkeitsgefälle 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 Rückspülspeicherbehälter 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 Ablaufkammer 28 und nach oben durch das Filterbett 12, wenn der Gasreinigungsvorgang in der aus F i g. 3 ersichtlichen Weise durchgeführt wird.

Wird der Fühlschalter 56 für die hohe Standhöhe betätigt, wird den elektrischen Betätigungsmitteln 60 und dem Ein- und Ausschalter 72 ein elektrischer Impuls zugeführt Hierdurch wird bewirkt, daß die Betätigungsmittel 60 das Ventil 62 schnell öffnen. Gleichzeitig wird das Luftgebläse 70 mit Hilfe des Schalters 72 eingeschaltet, so daß gemäß F i g. 3 der Gasreinigungsvorgang 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 Filterbett nach oben zu durchströmen und die darin enthaltenen Fremdstoffe abzulösen. Die Luft verläßt die Filterkammer 18 über die Leitung 30 und die Leitung 34 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 Rückspülspeicherkammer 20 über die Verbindungsleitung 49 zu den Strömungsregelmitteln 90 und über das Wehr 88 und die Leitung 48 zur Ablaufkammer 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 Rückspülspeicherkammer 20. Ein Schalter 66 zum Fühlen der unteren Standhöhe ist auf dem oberen Ende des Rohrs 64 angeordnet und mit einem Fühler 68 versehen, der sich nach unten zum Auslaß des Rohrs 64 erstreckt. Der Fühlschalter 66 wird betätigt, wenn die Standhöhe der Flüssigkeit in der Rückspülspeicherkammer 20 bis unterhalb des Niveaus des unteren Endes des Fühlers 68 zurückgeht 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 diese Weise 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 Rückspülwasser in den Behälter 13 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 F i g. 1 strömt die rohe Flüssigkeit zusammen mit der mitgerissenen Luft über die Einlaßleitung 36 und die Leitung 30 zur Einlaßkammer 26 der Filterkammer 18. Die rohe Flüssigkeit passiert das Filterbett 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 Rückspülspeicherkammer 20. Die Kammer 20 füllt sich mit filtrierter Flüssigkeit, bis die Flüssigkeit das Niveau der Entnahmeleitung 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 F i g. 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.

Wärend 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 Flüssigkeit in der Leitung 54 zum Fühlen der hohen Standhöhe nach oben steigt Wenn der Druckabfall längs des Filterbetts 12 einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Flüssigkeit in der Leitung 54 so weit angestiegen sein, daß sie 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 20 über die Leitung 49, die Strömungsregelmittel 90 und die Leitung 48 zu der Filterkammer 18, bis der durch das Gebläse 70 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 Strömungsregelmitteln 90 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 Ablaufkammer 28, um dann schnell nach oben durch das Filtermaterial des Filterbetts 12 zu strömen. Auf diese Weise wird gemäß F i g. 3 der Gasreinigungsvorgang eingeleitet Die in die Ablaufkammer 28 ein- ao tretende 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 Fremdstoffteilchen von dem Filtermaterial abgelöst »5 werden. Wenn die Luft nach oben durch das Filterbett strömt, wird ein Teil des Filtermaterial 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 Umlenkorgan 32 trägt dazu bei, das Filtermaterial von der Reinigungsluft zu trennen. Die Reinigungsluft entweicht aus dem Behälter 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 F i g. 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. 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 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 10 zu gewährleisten, soll das obere Ende des Wehrs 88 nicht höher liegen als die untere Standhöhe der zugeführten Rückspülflüssigkeit, denn anderenfalls würde die Zufuhr von Rückspülwasser unterbrochen.

bevor der Rückspülvorgang beendet ist Die Mindesthöhe des Wehrs 88 muß größer sein, als es dem Druckgefälle des zugeführten Rückspülwassers abzüglich des Druckgefälles des zugeführten Reinigungsgases entspricht, um zu verhindern, daß Rückspülwasser während des Gasreinigungsvorgangs über das Wehr 88 strömt.

Fi g. 5 bis 7 zeigen eine weitere, insgesamt mit 110 bezeichnete Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Filtriereinrichtung. Diese Filtriereinrichtung ähnelt allgemein der beschriebenen Einrichtung 10, und daher sind einander entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet Gemäß Fig.5 bis 7 sind die Strömungsregelmittel 90 der Einrichtung 10 durch Strömungsregelmittel 115 ersetzt worden, die eine Leitung 112 umfassen, welche die Ablaufkammer 28 mit einem unteren Teil der Rückspülwasserkammer 20 verbindet. Die Leitung 112 umfaßt einen umgekehrt U-förmigen Abschnitt 113, dessen oberer Teil an die Förderleitung 74 des Luftgebläses 70 angeschlossen ist. Der U-förmige Abschnitt 113 verhindert in Verbindung mit dem Gebläse 70 das Strömen von Rückspülwasser während des mit Luft durchgeführten Reinigungsvorgangs, wie es bei der Filtereinrichtung 10 durch die Strömungsregelmittel 90 bewirkt wird.

Die Wirkungsweise der Filtriereinrichtung 110 ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der Filtriereinrichtung 10. Während 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 26 der Filterkammer 18. Die rohe Flüssigkeit passiert das Filterbett 12 und gelangt in die Ablaufkammer 28, aus* der es über die Leitung 112 zu der Rückspülspeicherkammer 20 strömt. Die Kammer 20 füllt sich mit filtrierter Flüssigkeit, bis deren Spiegel das Niveau der Entnahmeleitung 50 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 Raum 21 aus, wie es vorstehend bezüglich der Filtriereinrichtung 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 zum 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 56 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 Rückspülspeicherkammer 20 über die Leitung 112 zur Filterkammer 18, bis der durch das Gebläse erzeugte Luftdruck ausreicht, um dieses Strömen der Flüssigkeit zu unterbrechen. Sobald das Gebläse 70 einen ausreichenden Druck aufgebracht hat, drückt die Luft den Wasserspiegel in dem U-förmigen Abschnitt 113 so weit nach unten, daß er tiefer liegt als der oberste Teil des U-förmigen Abschnitts 113, so daß gemäß Fig.6 kein weiteres Was-

509 629/40

ser zu der Ablaufkammer 28 strömt. Hierdurch wird das Strömen des Rückspülwassers 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 Gasspülvorgang 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 Fremdstoff teilchen, 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 Filterkammer 18 eintritt In diesem Luftraum 21 fällt das von der Spülluft mitgerissene Filtermaterial in die Flüssigkeit in der Filterkammer 18 zurück. Auch das Umlenkorgan 32 trägt dazu bei, das Filtermaterial von der Spülluft zu trennen. Die Spülluft 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 Rückspülspeicherkammer 20 gemäß F i g. 7 über die Leitung 112, die Ablaufkammer 28, das Filterbett 12 und die Leitung 30 zu der Leitung 34, mittels deren die Spülflüssigkeit abgeführt wird. Dieses Strömen der Rückspülflüssigkeit durch das 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 Standhöhe unterhalb des Endes des Fühlers 68 erreicht, wird der Schalter 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 Gasraum 21, der nach dem Rückspülvorgang verbleibt, dadurch wieder vergrößert daß die zugeführte 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 110 zu gewährleisten, soll der obere Teil des U-förmigen Leitungsabschnitts 113 nicht über der unteren Standhöhe des zugeführten Rückspülwassers liegen, denn anderenfalls würde die Zufuhr von Rückspülwasser unterbrochen, bevor der Rückspülvorgang beendet ist. Die Mindesthöhe des oberen Teils des U-förmigen Abschnitts 113 muß größer sein als das Druckgefälle des zugeführten Rückspülwassers abzüglich des Druckgefälles des zugeführten Spülgases, um zu verhindern, daß Rückspülwasser während des Gasspülvorgangs durch den U-förmigen Leitungsabschnitt 113 strömt.

Die Filtriereinrichtungen 10 und 110 können benutzt werden, um Wasserströme, Zuckerlösungen, Kohlenwasserstoffströme u.dgl. zu filtrieren, wie es jedem Fachmann geläufig ist Die Wahl des Filtermaterials richtet sich natürlich nach der zu behandelnden Flüssigkeit und den darin enthaltenen Verunreinigungen. An Stelle von Luft kann man auch andere Spülgase verwenden, z. B. Stickstoff, Sauerstoff od. dgl., doch wird die Verwendung von Luft wegen der geringeren Kosten vorgezogen. Es sei bemerkt, daß das Ventil 62, die Schalter 66 und 56, die elektrischen Betätigungsmittel 60 und der Ein- und Ausschalter 72 für das Gebläse 70 als solche nicht einen Gegenstand der Erfindung bilden, da es zahlreiche andere geeignete Mittel 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- bzw. Regelmittel vorzusehen, die es ermöglichen, die Filtriereinrichtungen 10 und 110 in der erfindungsgemäßen Weise zu betreiben.

Das Gasgebläse 70 kann auch unterhalb des Punktes angeordnet werden, an dem die Entnahmeleitung 50 an die Rückspülspeicherkammer 20 angeschlossen ist. In diesem Fall muß die Gasleitung von der Ablaufkammer aus nach oben bis zu einem Punkt oberhalb der Verbindung zwischen der Entnahmeleitung 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 Standhöhe, die die Flüssigkeit in dem Filtriersystem erreichen könnte, wenn während des Betriebs eine Störung auftritt. Bei den hier behandelten Anordnungen müßte dieser Punkt höher liegen als der Zulaufkasten 40.

Natürlich ist es möglich, die Entnahmeleitung 50 direkt mit der Leitung 49 bzw. der Leitung 112 zu verbinden. In diesem Fall sieht man eine senkrechte Verlängerung der Leitung 49 bzw. 112 vor, an welche die Entnahmeleitung 50 angeschlossen wird. Wenn der Filtriervorgang beginnt, tritt filtrierte Flüssigkeit in die Rückspülspeicherkammer 20 ein, bis der Flüssigkeitsspiegel die Entnahmeleitung 50 erreicht Dann wird die filtrierte Flüssigkeit um die Rückspülspeicherkammer 20 herumgeleitet, d. h. sie strömt direkt zu der Entnahmeleitung.

Bei den Filtriereinrichtungen 10 und 110 kann das Rückspülwasser an Stelle der in F i g. 1 bis 7 dargestellten Rückspülspeicherkammer auch einer anderen Quelle entnommen werden. Es sei bemerkt daß man bei den erfindungsgemäßen Einrichtungen jedes Wasser verwenden kann, das zur Durchführung des Rückspülvorgangs geeignet ist. Abgesehen davon, daß das Rück-. Spülwasser 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 Gasspülvorgangs dadurch schaffen, daß man einen Teil der Flüssigkeit aus der Filterkammer 26 über hier nicht gezeigte geeignete Ventile und Rohrleitungen abführt Ferner kann es zweckmäßig sein, den Luftraum 21 dadurch zu vergrößern, daß man einen Teil der Flüssigkeit aus der Filterkammer abzieht Für jeden Fachmann liegt es auf der Hand, daß man geeignete Mittel vorsehen kann, um zu bewirken, daß automatisch Flüssigkeit aus dem Filterbehälter abgelassen wird, bevor der Gasspülvorgang durchgeführt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Filtereinrichtung mit einem Filterbehälter, der durch ein Filterbett in eine obere Trübekammer mit einem Zulauf und eine untere Filtratkammer mit einem Ablauf unterteilt ist, einem über eine Rückspülleitung an die Filtratkammer angeschlossenen Speicherbehälter für Spülflüssigkeit, einer an die Filtratkammer angeschlossenen Spülgasleitung und einem an die Trübekammer angeschlossenen Rückspülablauf, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rückspülleitung (48, 49; 112, 115) zwei Kammern (92, 94) hintereinander eingeschaltet sind, deren Verbindung unterhalb des Speicherbehälters (20) jedoch oberhalb der Einmündung der Rückspülleitung (49, 115) in die speicherbehälterseitige Kammer (94) und oberhalb der Höhe angeordnet ist, in welcher der Spülflüssigkeitsdruck gleich dem Spülgasdruck ist, und daß die Spülgasleitung (74) in die Verbindung zwischen den beiden Kammern mündet.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (92,94) von einem gemeinsamen Behälter (91) umschlossen und durch ein Behälterwehr (88) abgetrennt sind.

3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (92, 94) von den abwärts weisenden Schenkeln eines umgekehrt U-förmigen Rohres (113) gebildet sind.

4. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einen vorbestimmten Anstieg der Rohflüssigkeit in der Trübekammer (18) ansprechende Steuereinrichtung (56; 72) zum Öffnen des Rückspülablaufs (34) sowie zum Einleiten und Abschalten der Spülgaszufuhr nach vorbestimmter Zeit vorgesehen ist.