DE1761897A1

DE1761897A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herausfiltern fester Verunreinigungspartikeln aus einer schmutzigen Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1761897A1
Application number: DE19681761897
Authority: DE
Inventors: Wykoff Richard H; Gene Hirs
Original assignee: Hydromation Engineering Co
Current assignee: Hydromation Engineering Co
Priority date: 1968-07-17
Filing date: 1968-07-19
Publication date: 1970-11-12
Also published as: FR1575431A; AT306058B; DE1761897B2; DE2005179B2; DE2005179C3; DE2005179A1; BE719095A; GB1195795A

Description

PATENTANWÄLTE

i\o. H. NEGEXDANK · mn- inc;. II. IIAUCK · dipi..phvs. W. SCHMITZ

HAMBUHG-MUNCHEN Z USTB LJUUN GSANf! C K RIFT: .HAMBURG 3β · XKl' E RJVA LT. 11

TKI.. 8« 7t 38 CNII «· *1 in

P 17 61 897·2*·27 τ«ιιυ«. nbojcdapatknt Hamburg

Hydroaati.cn Engineering Coiup* münchenio · mozartsth. 23

-B ssoo ae

TIMOI. NIOKDAFATKNT MÜNCHEN

1761897 HAMiivRo. 22. Mai J970

•Verfahren und Vorrichtung zum Herausfiltern fester Voruru^irdgungspartikel aus einer schmutzigen Flüssigkeit"

Die Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren und eine Vorrichtimg xuo Kerausflltern fester V*runreinigunsspartikol aus einer »ohoutzlgen, durch ein körniges Filterbett fließenden Flüssigkeit.

Filter mit einem regeneriorfählgen Filterbett sind an sich bekannt. Derartige bekannte Filter haben oine Füllung aus Sand» Kohle oder Schotter« Daa Regenerieren eines solchen. Filterbettes nach dem Erreichen eines gewißson Vorschrcuxzung/igrades erfolgt dann dadurch, daß das Filterbett aus dem Filterrauffl abgepumpt und an einer «nt/ernten Stolle gereinigt wird. In Weiterfllhrung eines solchen Reinigungevarfahrens ist es bekannt, die verschmutzten Kürner zu elnott Waschbohaltor zu führen, in welchem sie unter Zuhilfenahmo von reinem Wasser abgespült und von den Schmutzpartikeln befreit werden. Anschließend daran gelangen die gereinigten Körner dann wieder Iu den Filterraum.

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Es 1st Aufgab· dw Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herausfiltern fester Verunrelnigungeps&tlkel zu β chaff en, welche eine Zuhilfenahme von getrennten Rei*- nigungsbehältern Überflüssig nacht und bei der die Filter* körner im wesentlichen lamer im Pilterraua bleiben such * während dor Reinigung.

Die gestellte Aufgabe ist bei eine« Terfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst» daJÖ gemäß der Erfindung in das stark mit Verunreinigungspartikeln verschmutzte Filterbett eine VerdUnnungsflUssigkelt eingespritzt wird, alt der das Filterbett aufgeschwemmt wird unter Bildung einer fließfähigen Mischung, welche die Körner und Partikel enthält, dad die fließfähige Mischung in einen kontinuierlichen Strom aus dom Filterraum durch eine Trennvorrichtung und wieder in den Filterraum strömt und in der Trennvorrichtung ein Teil der Flüssigkeit zusammen mit Verunreinigungspartikeln abgezogen wird, nährend die Körner mit dem restliehen Teil der Flüssigkeit ein Abziehsieb nicht passleren können und zum Filterraum geführt werden.

Bei einem derartigen Verfahren bleiben die Körner des Filterbettes praktisch immer in dem Filterraum· Aus dem Filterbett und dem Schmutz wird zürn Zwecke der Reinigung eine Aufschlämmung gebildet, die dann mit beträchtlicher Strömungsgeschwindigkeit durch die Trennvorrichtung geführt

wird, wobei ein Teil der Aufschlämmung, und zwar der/£chmutz-

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BAD OBfQMNAL

Partikeln, aus dem Flüssigkeitsstrom abgezogen wird. Der verbleibende Reet der Aufschlämmung, der die mit der Strömung mitfließenden Körner des Filtorbettes enthält, gelangt wieder In den Filterraum zurück· Die Bildung der Aufschlämmung wird durch die Verwendung von Körnern eines organischen Polymerisats o3s Filtermittel begünstigt. Hierbei kommen z· B. Körner aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen und Polystyrol oder dergleichen In Betracht, da diese Materialien eXn geringes Gewicht haben und in leicht eiifschlämnbarer Gestalt erhältlich sind. Die Flüsslgkeitamenge in der Aufschlämmung xxcd dl« Häufigkeit, mit welcher die Aufschlag«· mung durch die Trennvorrichtung geführt wird, hängen davon ab, wie weit die Körner gereinigt werden sollen. Auch der Anteil dev durch die Trennvorrichtung abgezogenen Menge der Aufschlämmung ist einstellbar.

Bei dor Verwendung organischer Polymerisate, wie z. B. Polyvinylchlorid, Polyäthylen und Polypropylen oder dergleichen ergibt «ich der Vorteil, daß diese Werkstoffe relativ leicht sind bei einer großen strukturellen Festigkeit und sich deshalb nach Größe und Fora für die Aufschlämmung eignen, wenn sie gereinigt werden sollen.

Bei einer anderen Ausführungaform dea Verfahrens nach der Erfindung zum Herausfiltern fester Verunreinigungspartikel aas elno'r schmutzigen, durch ein körniges Filterbett fliessenden Flüssigkeit wird so verfahren, daß in daa stark

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mit Verunreinigungspartilceln verschmutzte Filterbett eine VerdUnnungsflUssigkeit eingespritzt wird, mit der das Filterbett aufgeschwemmt wird unter Bildung einer fließfähigen Mischung, welche die Körner und Partikel enthält und mit beträchtlicher Geschwindigkeit an einem perforierten · Trennelement vorbei wieder zum Filterraum geführt wird, wobei die Körner infolge der ihnen in der Strömung erteilten Geschwindigkeiten an der Perforation vorbeiströmen, während ein Teil der Mischung, der aus Flüssigkeit und Verunreinlgungspartikeln best&t, durch die Perforation hindurch weggeführt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit wird bei diesem Verfahren so groß gewählt, daß die Körner des Filterbettes auch dann nicht durch die Poren des Trennelementes hindurchtreten können, wenn diese einen größeren Durchmesser als die Filterkörner haben.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist derart aufgebaut, daß die Körner des FiIterbettea aus einem synthetischen organischen polymeren Material mit einem spezifischen Gewicht von weniger als etwa 1,59 bestehen, während die Verunreinlgungspartlkol ein demgegenüber wesentlich größeres spezifisches Gewicht aufweisen, und daß ein zusätzlicher Auslaß und ein zusätzlicher

über Einlaß/eine Trennvorrichtung verbindbar sind uÄd nit einor

Umwälzpumpe oino im Filterraum gebildete Aufschlämmung aus Körnern, Verunroiuigungspartikeln und Flüssigkeit die AuX-vorn Auslaß zum Einlaß puuipbar ist, wobei die

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Auf schlämiaung auf dem \£eg durch die Trennvorrichtung an einer perforierten Fläche entlang strömt, durch die Schmutzpartikel und ein Teil der Flüssigkeit der Aufschlämmung hindurchtreten und abführbar sind, während der Rest der Flüssigkeit mit den Körnern in den Filterraum zurückgelangt. , Im wesentlichen strömen damit die Filterkörnor mit dem an ihnen abgelagerten Schmutz nach dem Aufschlämmen innerhalb der VerdUnnungsflüssigkeit durch den geschlossenen Kreislauf und damit die Trennvorrichtung. Da das Geniisch % aus Filterkörnern und Schmutz während der Aufschlämmung kräftig gerührt wird und die Aufschlämmung dann noch mittels einer Pumpe in dem Kreislauf gefördert wird, wird der Kuchen aus Schmutz und Körnern des Filterbettes vollständig zerbrochen und in der Flüssigkeit aufgelöst. Ein Rühren der perforierten Fläche beim Passieren der Aufschlämniung begünstigt dann noch das Abziehen des vorbestimmten Teiles aus Schmutzpartikeln und Flüssigkeit. Bei der Verwendung von organischen Filterkörnern können sehr hohe Schnutzbela- j düngen erreicht werden, bevor eine Rückspülung erforderlich wird. Beispielsweise können 73 kg Eisenoxyd von einem Kubikmeter Filterkörnern aufgenommen werden, wenn die Körner des Filterbettes aus diesen Werkstoffen bestehen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht das Trennelement der Trennvorrichtung aus einer Koildrahtwendol, wobei dann die Aufschlämmung entweder durch diese Vendel hindurchßoführt wird und vorschmutzte Flüssigkeit nach außen

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99 -

tritt Pdtr at·* 41· AufMhliUnaaf 4m rohrförmig· Trenneleaent τοπ auäea unepttlt und Al· Yereehautete Fllieeigkeit dann lnnea «bfnoe«ii «·»§·» kann· ί)1· gee«ai«ltl6«n Aba«s«uae«n tob Filt«rkörn»m_t chautipartikeln und »οτ·η oder spalten 4·· Trenn· •l«tt*ot·· »lud f«halten» daß di· Sanautapartlkal ohne behwlerlgktlt·» dinroh 41· Ρ·Γ·η oder Spalt· d·· TrenntXeaentta hindurohtr«t«n kttanva sa alt einer epUlenden

Wenn aan aaaiaat, dal da· «iltertett la eiaea Tank

• 4 -

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nit einem !'as3ung3vermögen von 3178 m angeordnet ist und die öchlammpumpe eine Leistung von 3,78 m /min. hat, wird die Einführung von zusätzlichen 3»73 in⁵· Flüssigkeit die feststoffkonzentration auf 50 £ verringern, jüie Zu eines gleich großen lankvolumens an Flüssigkeit genügt, um aU3 dem Filtermittel, dem Schmutz und der Yerdünnungaflüssigkeit eine Aufschlämmung zu bilden.

'.Venn die Verdünnungsflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von 1,89 m /min. durch das brennelement abgezogen wird, würde man während der ersten zwei Llinutcn der Iteinigungszeit die Hälfte der Flüssigkeit und die damit gemischte Hälfte des Schmutzes entfernen, llaeh Passieren de3 üeinigungöbehälters hat man* noch ein restliches üehlammvolumen von 3,78 m . üs werden dann weitere 3»78 ir frische Flüssigkeit zugesetzt. Da· bereits eine Hälfte der dchmutzbelastung entfernt worden ist, bedeutet die _M Zugabe des weiteren Vordünnungsmittelvolumen3, daß die Schmutzkonzentration nun ein Viertel des ursprünglichen Wertes beträgt. Jenn bei dem nächsten iireislauf über das Crennelement 3,78 m^ Verdünnungswaseer mit dem darin suspendierten iichmutz abgezogen worden, enthält die Aufschlämmung nach Passieren des Trennelenientes nur noch ein Viertel der ursprünglichen bchmutamenge.

Wenn durch die Entfernung der Hälfte des Schmutzes aaa Filtermittel genügend rein ist, würde man nur einen

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Umlauf durch den geschloooenen Strömungsv/og benötigen. Unter den oben angegebenen Umständen könnte man dann die Reinigung des Filtermittels in 2 Minuten bewerkstelligen, t'enn zur Regenerierung des PiItermittele 3/4 des Schmutzes entfernt v/er den müssen, würde man 4 Minuten benötigen. In entsprechender Weise wäre für eine weitere Reinigung auch eine zusätzliche Zeit erforderlich.

Obwohl die vorliegende Anmeldung nur einige besondere Versionen des lieinigungsbehälters offenbart, sind viele andere Varianten möglich. Allen gemeinsam ist die Strömung der Aufschlämmung aus PiItermittelkornern, üchmutzteilohen mit beträchtlicher Geschwindigkeit über ein Sieb, wobei ein Teil der Flüssigkeit und der entsprechende darin suspendierte üchoutzanteil durch das oieb abgezogen werden.

Pig. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Piltrationsapporateo, mit dem das erfindungsgemäße filtrationsverfahren durchgeführt werden kann.

Pig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Teil des in Pig. 1 dargestellten Piitrationsapparates·

009 84 6/0367 bad owqinal

-s-

Pig. 5 lot ein schnitt längs der xTbene 3-3 der Pig. 2.

Pig. 4 ist ein Teilschnitt längs der ^bene 4-4 der 1-¹Ig. 2.

Pig. 5 ist ein .Jchnitt längs der übene 5-5 der

Pig. 1, wobei die· Darstellung teilweise _

in der Ansicht gezeigt ist.

Pig. 6 iot ein Teilschnitt längs der libene 6-6 der Pig. 5.

Pig. 7 ist eine der Pig. 6 ähnliche Darstellung, die eine abgewandelte Porm jenes Seiles des erfindungagemäßen Apparates zeigt.

Pig. 8 ist eine ähnliche Darstellung wie in Pig. 2, ™ die eine andere ^usführungöform der Erfindung darstellt.

In Pig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 allgemein den erfindungogemäßen Apparat einschließlich deu 'fanks 11, der in Pig. 2 genauer dargestellt i3t. ./ie in Pig. dargestellt ist, besteht der Tank 11 au£i einem offenen angespitzten zylindrischen Körper 12 und einem kegeligen

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Boden 13. Der Tank ist von einem haubenförnigen .Deckel überdeckt, der in geeigneter V/eise, z. B. durch die Klemmvorrichtung 15» an dem Körper 12 befestigt ist. Der Boden 13 dieses Tanks 11 trägt mehrere am Umfang angeordnete einzelne üinlaßrohre 16, die durch den Boden 13 in eine untere Zuführungskammer 17 münden. Me Kammer 17 ist mit einem üinlaßstutzen 18 versehen, durch welchen die Trübe in .den Innenraum 19 des Tanks eingeführt wird.

Xiohre 16 sind an ihren oberen landen 21 offen, Sie sind ferner mit radialen öffnungen 22 versehen, die ^v naoh der Darstellung in ii'ig. 4 naoh innen zur Tankmitte hin geriohtet sind. Innerhalb der kreisförmigen Reihe der Zuführungsrohre 16 ist eine zweite kreisförmige Reihe von Austrittsrohren 23 angeordnet. Diese Rohre erstrecken sich ebenfalls von dem Boden 13 des Tanks aufwärts. Sie sind durch eine ütützplatte 24 an ihren oberen geschlossenen iinden in ihrer Lage befestigt, indem gemäß Fig. 2 die Platte 24 mit den freien oberen ünden der Rohre 23 verbunden ist. Der Innenraum der üohre steht mit einer Austrittskammer 25 unter dem Tankboden in Verbindung. Die gereinigte flüssigkeit tritt duroh einTiiohrstutzen 26 an der Kammer 25 aus.

Die liohre 23 bestehen aus spiralförmig aufgewickeltem Kelldraht und entsprechen in Konstruktion und Ausbildung

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den Rohren, die in der früheren jinmeldung dar gleichen Aninelderin ■beschrieben sind, so daß eine ins Einzelne gehende Beschreibung dieser Rohre hier nicht nötig erscheint·

Hach Pig. 1 ist die Eintrittskamaer 17 mit der Druckseite einer Pumpe 30 durch Leitungen 27 und 28 verbunden, wobei diese Verbindung duroh die Ventile V1 bzw. V2 gesteuert werden kann. Die Ansaugseite der Pumpe 30 ist durch die Leitung 31 und die Leitung 32 mit einen die 'xrübe enthaltenden Sank 33 verbunden. In der Leitung ist ein Ventil V3 angeordnet, mit dem die ütrönung der Trübe aus dem Tank 33 durch die Leitungen 32 und 31 aur Anoaugeeite der Pumpe 30 gesteuert v/erden kann. Die Ventile V2 und V1 dagegen steuern die Strömung der Trübe durch die Leitungen 28 und 27 in die Kammer 17 und von dort zu den Zuführungsrohren 16 in den Tank 11.

Die in den Tank 11 eingepumpte Trübe strömt durch das 3ett 35 aus körnigem Filtermaterial zu den Austrittsrohren 23 für dia reine flüssigkeit, die Kammer 25, den Stutzen 26 und die Leitung 36 zu dem Tank 37 für die reine Flüssigkeit.* Da die riintrittsrohre 16 oben offen sind, strömt die Trübe zunächst in den oberen Bereich de3 Tanks oberhalb des i'ilterbettes 35. Da sich die Austritteleitungen unterhalb der Bettoberflächo

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"befinden, wird die Flüssigkeit" bei ihrer Abwartsctröii filtriert. Wach längerer Filtration hat eich ein Druckabfall an oberen Bereich ausgebildet, so daß dann eine radial gerichtete ütrömung αμΓοΙι die Öffnungen 22 entsteht, die aich üann fortsetzt. Auf diese .veise wird die freie Oberfläche des Bettes 35 auch als Filterfläche benutzt. Dies ist der normale Betriebszyklus der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung, wenn sie. in Betrieb ist, d.h. während der filtration.

Das Bett 35 aus körnigem leitermaterial kann aus einem von mehreren körnigen werkstoffen bestehen. Vorzugsweise sind dies Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polystyrol, andere polymere Harze oder Ilolzsägemehl in der in der früheren Anmeldung der gleichen .'Uimelderin definierten Größe und Gestalt. Der allgemeine Körper des als Filtermittel geeigneten feinteiligen Materials hat ein spezifisches Gewicht unter etwa 1,55, eine mittlere Teilchengröße in dem Bereich von 0,25 bis 0,71 mm (entsprechend einer mittleren Teilchengröße in dem Bereich der liü-Uiebzahl von 25 bis 60) und einen Porositätabereich von etwa 55 bis 80 ','», Die hohe Porosität dieses Materials hat zur Folge, daß das Filtermittel ©in verhältnismäßig großes üchlamci- oder bchmutzaufnahmeverniögen hat, während die verhältnismäßig kleine Teilohongröße doo Materials ein Filtermittel mit kleinerem Volumen ergibt als die bekannten tiefen

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iAD ORIGTNAL

Pilterbetten aus Sand. Beispielsweise kann die ^riiefe de3 oPiltermittels zwischen 15»2 und 45,6 ein betragen, wobei ein gewöhnlicher Wert bei 30,5 cm liegt. Unter Ciefe ist bei dem in i'*ig. 2 dargestellten Bett der Abstand zwischen den üintrittsrohren 16 und den Austrittsrohren 23 zu verstehen.

Die Seuchen haben vorzugsweise im wesentlichen gleiche

Große, obgleich die Porm v/esentlich variieren kann. %

Vorzugsweise v/erden Polyvinylchlorid-'ieilchen benutzt, die aus einer Emulsion zu der gewünschten Größe gewachsen sind, da sie kugel- oder eiförmig sind und eine pockennarbige Oberfläche haben, etwa wie Blumenkohl oder Rüstmais (popcorn)· üb können auch teilchen aus i^Jolystyrol-Lichaum benutzt werden, die etwa kugelföriaige Gestalt haben. Polyäthylen-Teilchen werden duroh Jchnitzel größerer Seilchen, wie z, B. Würfel

mit 6,5 ram Kantenlänge, hergestellt. Sie liegen daher λ

als opäne vor und haben vorwiegend längliche Gestalt nach .art eines Bleistifts, einer iiohnur oder einer iiadel.

leichte Gewioht all dieser l'eilohen einschließlich der plattenartigen üägemehlteilohen begünstigen das Auf achläioiüveruügen des Bettes 35·

Diese i-laterialien sind organischer Natur und bestehen aus komplizierten synthetischen odsr natürlichen '^ohlenatoffverbindungon polymerer struktur und stehen

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damit im Gegensatz zu den bisher benutzten Filtermitteln für tiefe Betten, wie Kohle, oand und dergleichen·

Das Filtermittelbett 35 zeigt eine Toleranzeigenschaft für die Verunreinigungsteilchen insofern, als αehr weitgehend mit Schmutz beladen werden kann und dabei doch durchlässig für die Flüssigkeitsströmung bleibt. '.Venn sich das Bett 35 jedooh EiIt₁ Verunreinigunssteilchen beladen hat, ist es notwendig, das Bett zu regenerieren· Die Notwendigkeit einer solchen Regenerierung kann durch Ansteigen des Gregendruckes in dea Itaum über den Bett 35 angezeigt v/erden oder durch geeignete anders Mittel, wie durch zeitliohe Verzögerung, Messung der Utröjaungcgesohwindigkeit von dem Tank oder dergleichen. \·'βηη die regenerierung notwendig wird, schließt man daa Ventil V3, wodurch die Zuführung der Trübe zu der Pumpe 30 unterbrochen wird· Das .Ventil V10 wird ebenso wie das Ventil V1 geschlossen, um die normale PiIterströmung durch den Sank zu unterbrechen. Dann v/ird das Ventil V4 in der Leitung zwischen dem Tank 37 für reine Flüssigkeit und der Leitung 31.geöffnet, desgleichen das Ventil V5, welches die Zufuhrungsleitung 28 und die Leitung 43 von einem weiteren äintrittsstutzen 44 absperrt, der zum oberen Bercioh des Innenraumee dos Tanks 11 führt. .&loiohzeitig wird das obere Auatrittsventil V6 geöffnet, um den Austritt der Flüssigkeit duroh die By-paao-Leitung 46 und die Ansaugleitung 46 zu der Keinigunsopuape 47 freizu-

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BAD OKQlNAL

geben* Jie "/entile 77 und /8 v/erden geöffnet, ao. daß die üy-paas-ütrömung aue der Pumpe 47 durch .»Sintrittsleitung 41 in den Tank eintritt.

Durch die χ· 1 üb si gke its strömung von der Pumpe 30 durch die obere Eintrittsleitung 45» 44 und die Zuführung von By-pa3s-i'lU.S3igkeit von der Pumpe 46 durch die untere ^intrittoöffnung 42 gelangt ^Terdünnungsflüssigkeit unter

hohem Druck und in solcher Menge in den i^ilter't.ank 11, ™ dae* zunächst das Filterbett 55 ausgedehnt und dann zusammen mit dem darin eingebetteten schmutz aufgeochlämmt wird, wobei . die I-'lussigkeit und die damit vermischten Pestatoffe bis unter die Haube 14 steigen und unter Expansion und führung des Bettes eine Aufachliiin^ung bilden.

Die Aufschlämmung tritt durch den ^ustrittsstutaen 45 im oberen Teil des iOanks 11 oberhalb des normalen

Bettspiegels aus und gelangt durch die Leitung 46, J

die Ansaugleitung 40 zur Ansaugseite der ochlammpunps Der Schlamm strömt dann durch die Zentrifugalpumpe 47» v/obei er wiederum aufgewirbelt wird und ein Aufbrechen der größeren leuchen in die einzelnen Pilteraittelkörper und Lichmutzpartikel erfolgt, die in der Verdünnungsflüssigkeit aus dem xank 37 suspendiert werden.

Der Schlamm gelangt von der ^umpe 47 in einen lieinigungsbehiiltor, der in i'ig. 1 schcmatiüch mit LO und in den

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Einzelheiten in den i-ig. ρ und 7 dargestellt ist. Der

be-Beinigungsbehiilter 50/eteht im einzelnen aus einer äußeren geschlossenen erweiterten Leitung 51, die das Pumpenaustrittsrohr 52 konzentrisch umgibt und gegen dieses durch eine ütirnwandung 53 abgedichtet ist· An dem Pumpenaustritt or ohr 52 ist ein aus ICeildraht gebildetes zylinderförmiges i>±eh 54 befestigt, das im wesentlichen den gleichen Innendurchmesser wie das Jttohr hat· An den Saum zwischen der erweiterten Leitung 51 und der oiebleitung 54 ist eine Abzugsleitung 56 angeschlossen. An das Austrittuende des üiebes 54 schließt sich die itücklaufleitung 55 an, die ebenfalls durch eine ütirnv/andung 56 gegen die Trennkammer abgedichtet ist. Die Itücklaufleitung 55 steht über Ventil V7 mit den verzweigten liückspiilleitungen 4. in Verbindung, so daß dor durch die iCeildrahtleitung 54 hindurchgehende Schlamm durch den oben beschriebenen Stutzen 42 in den Innenraua des Tanks zurückgeführt wird. ■

Gemäß der Darstellung in I''ig. 6 besteht die iveildraiitleitung 54 aus einem keilförmigen Prallt 57, der unter sehr genauer Einhaltung eines gegenseitigen Abstandes spiralförmig aufgev/ickqlt und an axial vorlaufenden utäben 57b feotgeschwoißt oder in anderer Weise befestigt ist und so in dor aufgewickelten Lage gehalten wird· Dieser Viokelkürper 57, 57b enthält Öffnungen 57a in I'Orm spiralförmiger uohlitze, deren Breite kleiner als die

0 9 8 4 6/0367 -H- *^A0

Größe der Piltermittelkürner, jedoch "breiter als die Größe der in dem Schlamm suspendierten 3ohmutateilchen ist.

Wenn die Aufschlämmung durch die Leitung 52 und die Keildrahtleitung 54 strömt, wird ein Teil der !flüssigkeit durch die Leitung 58 abgezogen. Dieser Teil gelangt über die Leitung 58 mit dem Ventil V8 zu dem Absetzbehälter Da die Piltermittelkörner so groß sind, daß sie durch den Keildraht zurückgehalten we'rden, kann nur die flüssigkeit λ mit dem darin suspendierten Schmutz durch die Leitung abgezogen werden. Der Anteil der so abgezogenen i'lüosigkei/c kann durch Einstellung des Ventils V8 oder durch Veränderung der Größe der Leitung 58 oder in anderer geeigneter Weise auf den gewünschten v/ert eingestellt werden. Gewöhnlich wird 50 ·/» der durch den *Ceildraht strömenden flüssigkeit duroh die Leitung 58 abgezogen.

«ian sieht also, daß die Piltermittelkompoaente der Aufschlämmung durch den geschlossenen ütrömungov/eg aus der Leitung 46, Pumpenansaugleitung 48,· Puapu 47, l'umpenabgabeloitung 52, Irennbehälter 50, Auatrittsleitung 55 und den verzweigten üintrittorohran 41 zurück zu dem Tank 11 strömt, während ein Teil der flüssigen Phase dos ,'jchlammeo mit dun darin suspendierten Schmutz aue dem Trennbehälter durch die Leitung 58 mit dein einstellbaren Ventil V8 abgezogen wird, au!' diooo Weiue erreicht man in dom Behälter 50 elno i'rennun^j Ceo üchiuutzea von den Piltermittelkürnern.

BAD ORfGINAL

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mm I ρ m.,

Wenn eine ausreichende ächmutzuenge von dem abgetrennt worden ist, werden die Ventile V5 und V6 geechloseen_tund das Ventil V9 in der By-pass-Leitung 60 wird geöffnet. Dann umströmt die von der Pumpe 30 geförderte flüssigkeit den Tank, und die Aufschlämmung wird gestoppt« Die By-paaa-otrömung durch Leitung -43 und By-pass-Leitung 60 mit Ventil V9 spült den restlichen Sohlamm aus der Leitung 46, -der Leitung 48, der Pumpe 47» dom Behälter 50 und den Leitungen 55 und 41 fort. Naoh einer zur üpUlung der Leitungen ausreichenden Zeitdauer wird die Pumpe 47 angehalten, die Ventile V7, V8 und V9 werden geschlossen, und der normale filtrationsbetrieb wird durch Öffnen der Ventile V1, /3 und V10 und Schließen des Ventils V4 wieder aufgenommen.

In der in Pig. 7 dargestellten Ausführungsforia der Erfindung bezeichnet die Beaugszahl 70 einen etwas anderen Sohmutzabtrennbehälter, der aus einer erweiterten Außenleitung 71 besteht, welche die Aufschlämmung oder mischung aus Filtermittel» Schmutz und i>'lUssigkeit durch einen mit der Druckseite der Pumpe 47 durch eine Leitung 73 verbundenen Eintrittsstutzen erhält. In der Leitung 71 ist koaxial eine üeildrahtleitung 75 angeordnet, die im wesentlichen die gleiche wie die in i'i^. 5 dargestellte Leitung 54 ist. Die Leitung 75 ist an einem ^nde, beispielsweise durch einen stopfen 76, geschlossen und steht am anderen i£nde mit einer Dränageleitung 77 in Ver-

009846/0367 .₁₆.

_BAD

bindung.

Ler durch die erweiterte Leitung 71 stromende öChIa₁Tim fließt in die oben beschriebene Leitung 55. χ·in I'eil der flüssigen .rhase dea Schlammes wird durch die Leitung 77 abgezogen. Jieser I¹GiI der Flüssigkeit enthält einen proportionalen Anteil des Schmutzes, v/ie oben beschrieben wurde. Vorzugsweise ist die Lichtung des Keildrahtes in dem .Drahtrohr 75 umgekehrt wie in iiig. 6 dargestellt, so daß die Schmutzteilchen sich nicht zwisohen benachbarten Keildrähten einklemmen können.

Im übrigen ist die Arbeitsweise und i^;unktion der in Tig. gezeigten Auoführungsform die gleiche wie bei der in tfig. 5 gezeigten Ausführungsform.

80
iiaoh i'ig. 8 ist ein Tank/von im wesentlichen der gleichen ü-estalt wie der früher beschriebene i'auic 11 vorgesehen, jedoch mit der Ausnalime, daß aer i'anic 80 einen unteren gelochten Zwischenboden 31 aufweiüc, der aus in geringem Abstand angeordnetem Cellaraht oder ähnlichen Bauteilen 82*bestöht, zwischen doncn uchlitze gelassen sind. jJie üasse 83' dea j?ilteraittöls wird von diesem angehobenen Boden 01 getragen.

.Die Zuführungarohre 84 sind im wesentlichen die

gleichen wie die in i'ig. 1 dargeatolltcn üolire 16, jedoch 009846/0367

BAD OWGfNAL

mit der Ausnahme, daß ihr Unterteil 05, das durch die Kammer 86 unterhalt dea Bodens 81 reicht, unjelocht ist. Me Austrittsrohre 87 sind im wesentlichen die gleichen wie die in Piß, 2 dargestellten Austrittsrohre 23. Der einzige Unterschied besteht darin, daß diese itohre von einer unteren Austrittskacuner 88 aufwiirtsgerichtev sind, die in der Kammer 86 abgeteilt und mit einer Austrittsöffnung 89 versehen ist. Die Austrittsöffnun^ o9 steht mit der in Fig. 1 gezeigten" üeinwasaer-Leitung 36 in Verbindung. Mit der Kammer 86 ist eine ^ntwüssorungcleitung 90 verbunden.

Die normale üetriebsv/eise des in Pig. 8 gezeigten Apparates ist leicht zu erkennen. Die Trübe tritt durch Lintritts3tutzen 91 ein, fließt durch die üintrittskacner 92 in die liohre 84 und dann durch die I<la3se des Filtermittels 83. Das saubere Wasser tritt durch die xiolirc 37» die Kammer 88 und die Auslaßleitung 89 au3 und stro&tdann zu dem lieinwassertonk 37 zurück.

Der kegencriermGchanismus für das Filtermittel besteht aus einem oboron Auslaß3tutzon 95» der durch eine Leitung. 96 mit einem Ventil V11 an einen induktor 97 angeschlossen iot, desoen ülinsohnUrung 98 bei 99 mit der Leitung 96 in Verbindung steht. Eine By-pasc-Leitung 100 führt über die Leitung 101 mit dem Ventil V12 in das Innere des l'anko 80 unmittelbar oberhalb der Keildralit-

.5*^or- 0 09846/0367 - ia -

iAD ORIGINAL

schicht 81. jJs können mehrere solcher Leitungen 101 vorgesehen v/erden, die unmittelbar über den ...CoildraJ.it en an auf Abstand gehaltene ^intrittooffnun^en herangeführt werden, iüine Zentrifugalpumpe 103 saugt jrlüssigkeit durch die Leitung 104 an und drückt sie durch die Leitung 105 in den Induktor 97·

V/enn man das Filtermittel regenerieren will, wird die

Pumpe 103 angelassen, nachdem die normalen ZuführunoS- m

und Abführungsleitungen zu dem !Tank 80 geschlossen worden sind. Die Pumpen3trömung durch die Leitungen 100 und wirbelt da3 Bett des Filtermittels 83 auf, und die sich ergebende strömung des Verdünnungsmittels bewirkt eine Aufschlämmung de3 fettes 83 in der Plüssigkeit. Der induktor 97 saugt diese Aufschlämmung aus dem G?ank 80 ab.

Die sich ergebende Zirkulation des ochlumues durch

die Leitungen 96, 100 und 101 erzeugt οine hoho Λ

utrüLvangsgeschwindigkeit durch die iioildraht schicht '.renn man bei dor ütroraung des üchlaiüiaeo über dio Ueildralitschicht 8° einen ^fi)eil der i'liiüaigkeil; durch das «.eiluruhtjiob 82 und die Loitung 90 abzieht, cntiOrnt i/ion ao einen '^oil der i-lussigkeit rait düu d:,rin ü aiorten .>chiauta. uan erhielt :jo ο Lao uo^moriorung u jiltorbot tos cj3 in im worjontlichon der gleichen ./oio v/i ο boi den obon bonchx· Lebanon ivUüf uhrLUi₄j.]L'oc\.ica tior , Jodoch mit der Auunaiim», u...» ic^in ii

SAD OWGINAL

009846/03 6.7 -ly-

behälter außerhalb des Tank3 80 erforderlich ist.

\*enn durch die Leitung 90 genügend Flüssigkeit abgezogen ist, um den gewünschten iJchinutzanteil zu entfernen, wird die Pumpe 108 angehalten, die Ventile V11 und V12 v/erden geschlossen, und die strömung durch die Leitung 90 wird unterbrochen. Der normale Pilterbetrieb wird wieder aufgenommen, indem Trübe durch die ICaomer 92 und die iSinlaßrohre 84 eingeführt und reine Plüosijkoit durch Austrittsrohre 87 und Stutzen 89 abgezogen wird.

In jeder erfindungsgemäßen Ausführungsfora ist die bei der Regenerierung dea Pilterbettes eingeführte flüssigkeit tatsächlich eine "Verdünnungsflüssigkeit", die entweder eine reine Plüsöigkeit oder die normalerweise zur filtration in den Tank eingeführte Trübe sein , kann. Palis eine Trübe benutzt w4.rd, ist dio üchnutzkonzentration darin um so viel kleiner alc die konzentration in der Aufschlämmung, daß auch die Trübe unter den hier definierten Begriff "Verdünnung3-flüssigkeit" füllt.

ORIGINAL 0098A6/0367

Claims

Hydromation Engineering Comp.

Neue Patentansprüche:,

1. Verfahren zum Herausfiltern fester Verunreinigungspartikel aus einer schmutzigen, durch ein körniges Filterbett
fließenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in das stark mit Verunreinigungspartikein verschmutzte Filterbett eine Verdünnungsflüssigkeit eingespritzt wird, iait der das Filterbett aufgeschwemmt wird unter Bildung einer fließfähigen Mischung, welche die Körner und Partikel enthält,
daß die fließfähige Mischung in einem kontinuierlichen Strom aus dem Filterraum durch eine Trennvorrichtung und wieder in den Filtorraum strömt und in dor Trennvorrichtung ein Teil der Flüssigkeit zusammen mit Verunreinigungspartikel abgezogen wird, während die Körner mit dem restlichen Teil der Flüssigkeit ein Abziehsieb nicht passieren können und zutü
Filterraum geführt werden.

2. Verfahren zum Herausfiltern fester Verunreinigungspnrtikel aus einer schmutzigen, durch ein körniges Filterbett fließenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in das stark mit Verunreinigungepartikeln verschmutzte FiIterb.tt eine Verdünnungsflüssigkeit eingespritzt wird, mit der das Filterbett aufgeschwemmt wird unter Bildung einer fließfähigem Mischung, welche die Körnor und Partikel enthält
und iait beträchtlicher Geschwindigkeit an einem pcrforiur-

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BAD OftJG_fNAL'

ten Trennelement vorbei wieder zum Filterraum gefübrt wird, wobei die Körner Infolge der ihnen in der Strömung erteilten Geschwindigkeit an der Perforation vorbeiatrönen, während ein Teil der Mischung, der aus Flüssigkeit und Vor« unreinigungspiATtikeln besteht, durch die Perforation hin- ' durch weggeführt wird.

3» Filtervorrichtung zur Irtirchfütiruxig des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einem Filterraum, in dea sich ein körniges Filterbett bef jjadet und der mit einem Einlaß für vorschmutzte Flüssigkeit und einem Auslaß für. gereinigte Flüssigkeit ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner des Filterbettea aus einem synthetischen organischen polymeren Material mit oinem spezifischen Gewicht von venißer air. etwa 1155 bestehen, während die Verouireinigungspartikel ein demgegenüber wesentlich größeres spezifisches Gewicht aufweisen, und daß ein zusätzlicher Auslaß (45) und ein zusätzlicher Einlaß (44) über eine Trennvorrichtung (50) verbindbar sind uud mit einer Umwälzpumpe (47) eine im Filterraum (11) gebildete Aufschlämmung aus Körnern (35), Verunreinigungepartikeln und Flüssigkeit die Aufschlämmung vom Auslaß zum Einlaß pucpbar ist, wobei die Aufschlilmmunfj nuf dem Weg durch die Trennvorrichtung an einer perforierten Fläche (54, 75) entlang strömt*, durch die Schmutzpartlkol und ein Toil dor FlUasigkoit dor Aufschlämmung hindurchtrotc» und abführ^bar cJLxxd, wührond der Rest der Flüssigkeit mit .dun Körnern in den Filterraum zurückgelangt.'

— 3 —

BAD ORIGINAL

4«, Filtervorrichtung nach Anspruch 3# dadurch gekennzeich- *iet, daß »ils Trennvorrichtung-(50) eus einer Kammer mit eineia Einlaß (32, 73) bosteht, durch den dlo Aufschlämmung zu oinoffl porigea Trennelement (54, 75) gelangt* das auf der vcm EiJtLaB abgewandten Seite die in der Aufschlämmung ent~ hhltenon K'jrntr mit einein Teil der Aufachlfinraung wieder abual tifti} a\if der von der Durch.flußoberfläciia dec Trennabliegenden ObarflUohe hixiaurchgötretene, mit

durchsötzto FlUsaigköit gesammelt und ü-leitet vlrd.

, Pütervorrichtung nach den Ansprüchen 3 und A_f dadurch , daB daß Ti*ennolettont aus einer Kelldraht-

β. Filtervorrichtung jiach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtimg außerhalb des Filter angeordnet ißC,

7. Filtervorrichtung nach den Ansprüchon .5 bin 6, dadurch güiccannzeichnet, daß das rohrförmig« Trennelomont von der Aufschlämmung dvirchetrömt wird und ein TeLl der Aufnehlämmung radial nach außen abziehbar let»

fl. Filtervnrrichtung nach den Ansprüchen 3 bis u_t dadurch gekennzeleimet» daß das rohrftjimlge Tronnoleiaent von dar AufßchläainuDg luaatrümt wird und oin Toll rlor Aufi;chlüranung radial nach innen abziehbar ist.

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9« Pilterrorriohtung naoh den Aaaprilohen 3 UIa 8, dadurob g·kennselohnet» da* dl· Urn» des filterbett*· ·1η· olota· t· Ton weniger als 1»55, ·1β«β Durch«·■»er etwa ewisoh·» 0,25 Ba und 0,71 mi und «la· Porosität von etwa 55 bis 80 ^ aufweit«n, während dl· Sohautipartlk·! ««««ntlloli klolntro Durohaee··» haben und dl· DarohXafiapalt« größer aln dl· -ohautepertikel, jnAooh kleiner nie dl· Körner des Fllter* bettee sind.

009846/0367 BAD ORIGINAL

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