DE19603856C2 - Rückspülbarer Filter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen rückspülbaren Filter für strömungsfähige Fluide gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Filter ist in Form eines sogenannten Ker­ zenfilters bekannt. (Prospekt der Firma Brieden Filtra­ tion GmbH & Co., Bochum "Perfekte Filtersystem und Reini­ gungsanlagen"). Er umfaßt innerhalb eines Filtergehäuses auf einem Teilkreis angeordnete zylindrische Filterkerzen aus aufeinander geschichteten Scheiben. Die durch Radial­ stege gebildeten Spalte zwischen den Scheiben vergrößern sich von innen nach außen. Die Filterkerzen sind auf einem Lochblech befestigt, das quer im Filtergehäuse an­ geordnet ist und damit das Filtergehäuse in einen An­ strömbereich und in einen Abströmbereich trennt.

Das Verunreinigungen aufweisende verschmutzte Fluid, bei­ spielsweise Kühl-, Brauch-, Fluß- oder Meerwasser, wird in den Anströmbereich des Filtergehäuses auf der den Fil­ terkerzen abgewandten Seite des Lochblechs eingeführt, durchströmt das Lochblech, anschließend von innen nach außen die Filterkerzen und tritt dann auf der anderen Seite des Lochblechs aus dem Abströmbereich des Filterge­ häuses aus. Hierbei scheiden sich die Verunreinigungen, wie Partikel, Fasern, Blätter etc. auf den Innenseiten der Filterkerzen ab, sobald diese Verunreinigungen größer oder zumindest gleich groß sind, wie die Spaltweiten zwi­ schen den Scheiben der Filterkerzen.

In dem Anströmbereich des Filtergehäuses befindet sich eine um die Achse des Teilkreises drehbare Absaugeinheit, die mit dem Innenraum wenigstens einer Filterkerze wäh­ rend des Filterbetriebs gekoppelt werden kann. Durch ent­ sprechende Beaufschlagung der Absaugeinheit wird gerei­ nigtes Fluid aus dem die Filterkerzen umgebenden Abström­ bereich des Filtergehäuses quer durch die Filterkerzen von außen nach innen gesaugt, wobei die auf den Innensei­ ten der Filterkerzen haftenden Verunreinigungen entfernt werden sollen.

Bei dem bekannten Kerzenfilter können im sogenannten Grenzkornbereich liegende Verunreinigungen sich in den Spalten zwischen den Scheiben verklemmen. Diese werden dann beim Rückspülen der Filterkerzen nicht entfernt. So­ mit können sich von Rückspülintervall zu Rückspülinter­ vall immer mehr Verunreinigungen festsetzen und damit eine stetige Verkürzung des Zeitraums zwischen zwei Rück­ spülvorgängen erforderlich machen.

Desweiteren besteht die Möglichkeit, daß sich faserige Verunreinigungen im Innern der Filterkerzen verflechten und dadurch die Spalte ebenfalls mit der Zeit so zusetzen können, daß auch durch ein intensives Rückspülen in kur­ zen Zeitabständen eine Reinigung der Filterkerzen nicht möglich ist. Der Kerzenfilter muß außer Betrieb genommen, demontiert, gereinigt und wieder in Betrieb gesetzt wer­ den.

Um beim bekannten Kerzenfilter einen vergleichsweise ge­ ringen Druckabfall zu erzielen, ist es außerdem erforder­ lich, die einzelnen Filterkerzen vergleichsweise lang auszubilden, so daß dann die Größe des gesamten Kerzen­ filters unbefriedigende Abmaße annimmt.

Schließlich ist im bekannten Fall anzumerken, daß die Filterkerzen nur ein begrenztes Speichervolumen für Ver­ unreinigungen aufweisen. Auch hierdurch wird der zeit­ liche Abstand zwischen zwei Rückspülmaßnahmen vergleichs­ weise kurz.

Man hat zwar durch sogenannte atmende Filterkerzen ver­ sucht, das Grenzkornproblem zu verringern. Hierbei sollen eingeklemmte Verunreinigungen durch eine in Abhängigkeit von dem Spülintervall zeitlich begrenzte Erweiterung der Spalte zwischen zwei Scheiben freigegeben werden. Diese Maßnahme hat aber nur zu einer geringfügigen Verbesserung der Abreinigung geführt. Wirklich befriedigt hat diese Maßnahme nicht, da sich die Filterkerzen mit der Zeit dennoch zusetzen.

Bei der Anordnung zum Reinigen mindestens einer Filter­ kerze gemäß der DE 40 19 833 C2 bestehen die einzelnen Filterelemente aus mehreren übereinander angeordneten Teilfiltern. Bei der Reinigung der Filterelemente wird jeder Teilfilter am unteren Ende eines Filterelements ra­ dial ins Zentrum des Filtergehäuses verlagert und dort mittels eines Stempels nach oben befördert. Bei diesem Transport passieren die Teilfilter eine Abstreifkante, wo außen an den Teilfiltern anhaftende Verunreinigungen ent­ fernt werden. Ferner werden die Teilfilter einem Spülpro­ zeß unterworfen, bei dem von innen heraus über einen von oben vertikal bewegbaren Gegenstempel ein Spülmittel beim Aufwärtsbewegen der Teilfilter durch diese gepreßt wird. Am oberen Ende des Filtergehäuses werden dann die Teil­ filter wieder radial nach koaxial oberhalb der Filterele­ mente verlagert.

Aus der DE 43 12 731 A1 ist es bekannt, in einem Filter mehrere Filterkerzen anzuordnen und diese mittels zweier Saugschuhe und einem gemeinsamen Saugrohr rückzuspülen. Die Filterkerzen sind auf einem Filterboden angeordnet.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen rückspülbaren Filter zu schaffen, der bei einfachem Aufbau eine verbesserte Abscheidung von Verunreinigungen aus einem verschmutzten Fluid bei einem vergrößerten Speichervolumen für Verunreinigungen und einwandfreier intensiver Abreinigung beim Rückspülen ge­ währleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Danach sieht die Erfindung jetzt eine große Anzahl von sich quasi radial erstreckenden, im wesentlichen recht­ eckig konfigurierten Spaltfiltern auf einem Teilkreis vor. Die Tiefe der Spaltfilter in Strömungsrichtung der Fluide ist im Vergleich zu ihrer Breite und Höhe verhält­ nismäßig klein bemessen. Durch die quasi radiale Anord­ nung ergibt sich zusammen mit den zwischen den Spaltfil­ tern befindlichen weiteren Wandelementen ein Filterkorb, mit dem im Vergleich zu einem herkömmlichen Kerzenfilter nicht nur eine wesentliche Vergrößerung der Filterfläche ohne Erhöhung der geometrischen Abmessungen des Filters insgesamt, sondern durch die entsprechend dünn bemessenen Filterlamellen auch ein großes Öffnungsverhältnis erzielt wird. Dabei ergibt sich der weitere Vorteil, daß aufgrund der extrem dünn gehaltenen, jedoch in Strömungsrichtung dennoch vergleichsweise lang bemessenen Filterlamellen eine hohe Unempfindlichkeit gegen insbesondere faserige Verunreinigungen erreichbar ist. Durch die quasi radiale Anordnung der Spaltfilter und den sich dabei ergebenden Filterkorb werden ferner vom Volumen her große Sammelta­ schen für Verunreinigungen gebildet, wodurch eine hohe Schmutzspeicherkapazität erreicht wird. Die positive Folge hiervon sind lange Rückspülintervalle bei geringem Druckanfall mit dem Vorteil, daß sich auch die Verunrei­ nigungen kaum noch an den Spaltfiltern verpressen können.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung wird darin gesehen, daß die Filterlamellen jedes Spaltfilters ab­ standsveränderbar sind. Das heißt, die Spaltweite zwi­ schen jeweils zwei einander benachbarten Filterlamellen während der Reinigung eines verschmutzten Fluids ist deutlich geringer als beim Rückspülvorgang, das heißt bei der Säuberung des Spaltfilters. Befindet sich mithin das um die Achse des Filterkorbs drehbare Absaugsegment in einer Position, in welcher zwei Sammeltaschen mit dem Absaugsegment strömungstechnisch gekoppelt sind, so wer­ den automatisch die Spalte zwischen den Filterlamellen der die Sammeltaschen seitlich begrenzenden Spaltfilter vergrößert. Während des Filterbetriebs in den Spalten eingeklemmte Verunreinigungen werden freigegeben und kön­ nen problemlos abgeführt werden. Das von den bekannten Kerzenfiltern her bekannte, mit der Zeitdauer des Ein­ satzes wachsende Verstopfungsproblem wird auf diese Weise vorteilhaft beseitigt.

Der Rückspülvorgang wird erfindungsgemäß insbesondere au­ tomatisch ausgelöst, und zwar schon dann, wenn ein nur geringfügiger Druckanstieg festgestellt wird. Dieser Druckanstieg bewirkt dann eine Rotation des Ab­ saugsegments. Hierbei kann innerhalb kurzer Zeit eine Säuberung sämtlicher Spaltfilter erzielt werden. Bei­ spielsweise werden die Spaltfilter innerhalb von einer Minute zweimal mit dem Absaugsegment gekoppelt und auf diese Weise der ursprüngliche Druckabfall an den nunmehr gereinigten Spaltfiltern wieder hergestellt.

Die Vergrößerung der Spaltweite der Spaltfilter hat außerdem den positiven Effekt, daß bei optimaler Intensi­ tät eine nur geringe Menge an Rückspülfluid erforderlich ist. Demzufolge vergrößert sich auch die verwertbare ge­ filterte Fluidmenge. Somit wird eine erheblich verbes­ serte Wirtschaftlichkeit bei Einsatz des erfindungsge­ mäßen Filters erreicht.

Durch die sehr dünnen Filterlamellen werden folglich Spaltfilter geschaffen, bei denen im wesentlichen die ge­ samten Filteroberflächen von dem zu reinigenden Fluid kontaktiert werden und damit zur Abscheidung von Verun­ reinigungen herangezogen werden können. Aufgrund dieser besonders großen Filteroberflächen und der geringen Spaltquerschnitts-Geschwindigkeiten ist ein nur geringer Druckabfall in Strömungsrichtung vorhanden. Auch wird durch die quasi radiale Erstreckung der Spaltfilter ein äußerst gleichmäßiger Verlauf der Strömungsfäden sowohl des zu reinigenden Fluids als auch des gereinigten Fluids im Bereich der Spaltfilter erzielt.

Die Ausführungsform des Anspruchs 2 sieht vor, daß die Spaltfilter zusammen mit den zwischen ihnen befindlichen Wandelementen des Filterkorbs einen mäanderförmigen Ver­ lauf besitzen. Dadurch werden neben den Sammeltaschen mit dem Filtergehäuse verbundene Abströmkammern für das gereinigte Fluid geschaffen.

Die Fertigung des Filters sowie die Herstellung der not­ wendigen Abdichtungen zwischen dem Innenraum des Filter­ korbs und dem Abströmbereich zwischen dem Filterkorb und dem Filtergehäuse werden durch die Merkmale des Anspruchs 3 noch weiter verbessert.

Der jeweils zweckmäßige Abstand der Filterlamellen eines Spaltfilters kann bevorzugt mit den Merkmalen des An­ spruchs 4 realisiert werden. Die Vorsprünge können beispielsweise durch aus den Ebenen der Filterlamellen ein- oder beidseitig geprägte Noppen hergestellt sein. Zu diesem Zweck kann unter entsprechender Kalibrierung eine Noppendruckwalze zur Anwendung gelangen.

Die Merkmale des Anspruchs 5 erweisen ihren Vorteil ins­ besondere beim Rückspülvorgang. Das Absaugsegment, wel­ ches minimal etwa 3% der Filteroberfläche abdeckt, wird dadurch aktiviert, daß ein Absperrorgan in einer Sauglei­ tung zwischen dem Absaugsegment und einem Sammelbehälter für verschmutztes Fluid geöffnet wird. Hierbei wird ein negatives Druckgefälle errichtet. Entscheidend für die Intensität der Rückspülung ist dann die Druckdifferenz zwischen dem Druck auf der Außenseite des Filterkorbs, das heißt in dem Bereich zwischen dem Filterkorb und dem Filtergehäuse, und dem Atmosphärendruck am Austritt aus der das Absperrorgan aufweisenden Saugleitung. Diese ne­ gative Druckdifferenz führt zu einer Vergrößerung der Spaltweiten der Spaltfilter gegen eine elastische Rück­ stellkraft. Wandert das Absaugsegment zur nächsten Ab­ strömkammer, sorgt die elastische Rückstellkraft dafür, daß die Filterlamellen auf den Abstand zurückgeführt wer­ den, der zur Reinigung des verschmutzten Fluids erforder­ lich ist.

Die elastische Rückstellkraft kann auf verschiedene Art und Weise bewirkt werden. So ist es gemäß Anspruch 6 bei­ spielsweise denkbar, daß die Filterlamellen an ihren En­ den auf Führungsstangen gefädelt sind, die unter dem Ein­ fluß von Schraubendruck- oder Gummifedern stehen können. Jeweils die Filterlamellen der eine Abströmkammer begren­ zenden beiden Spaltfilter sind zweckmäßig dadurch gemein­ sam abstandsveränderbar, daß die Führungsstangen für die Filterlamellen innenseitig des Filterkorbs miteinander verbunden sind.

Eine weitere Verbesserung des Strömungsverhaltens, insbe­ sondere beim Reinigungsvorgang, kann mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erzielt werden. Die Vorsprünge sind hier­ bei bevorzugt den den Abströmkammern benachbarten Ab­ schnitten zugeordnet. Durch eine Veränderung des Winkels zwischen den den Abströmkammern benachbarten Abschnitten und den den Sammeltaschen zugewandten Abschnitten kann außerdem problemlos eine weitere Spaltbreitenanpassung erzielt werden. Desweiteren weisen abgewinkelte Filter­ lamellen auch bei extrem dünner Wanddicke eine hohe Form­ stabilität auf.

Bei der im Anspruch 8 gekennzeichneten bevorzugten Aus­ führungsform des grundlegenden Erfindungsgedankens sind zwei Spaltfilter der zuvor beschriebenen Ausführungsform gewissermaßen konstruktiv zusammengefaßt, so daß ein sol­ cher Spaltfilter nunmehr exakt radial auf dem Teilkreis angeordnet ist. Zwischen zwei derartigen Spaltfiltern ist zwar eine Sammeltasche angeordnet, jedoch ist keine Ab­ strömkammer mehr vorhanden. Dafür sind in den Filterla­ mellen und in der Wand des Filterkorbs Abströmbohrungen für das gereinigte Fluid vorgesehen. Diese Abströmbohrun­ gen liegen kanalartig übereinander. Da die Anströmfilter­ fläche jedes Spaltfilters wesentlich größer ist als die durch die Bohrungen in der Wand des Filterkorbs gebildete gesamte Ausströmfläche, wird eine Ejektorwirkung erzielt, die eine größere Abströmgeschwindigkeit des gereinigten Fluids im Verhältnis zu der Anströmgeschwindigkeit des zu reinigenden Fluids bewirkt. Hiermit verbunden ist ein derartiger Saugeffekt, daß die einzelnen Filterlamellen der Spaltfilter aneinandergepreßt werden. Hinzu kommt noch der Staudruckeffekt im Inneren des Filterkorbs auf die Innenflächen jedes einzelnen Spaltfilters. In diesem Zusammenhang kann auch auf die Anordnung von Federn zum Schließen der Spaltfilter verzichtet werden, da die je­ weiligen Drücke vor und hinter den Spaltfiltern dazu ge­ nutzt werden, um einmal bei der Filtration die Filter­ spalte so eng wie nur möglich zu halten und beim anderen bei der Rückspulung einen möglichst großen Abstand der Filterlamellen zu erzielen.

Die exakte radiale Anordnung der Spaltfilter ermöglicht es darüber hinaus, die Eintrittsbereiche der Sammelta­ schen enger zu bemessen mit dem Erfolg, daß diese Ein­ trittsbereiche quasi in Form von Einströmspalten als Vor­ filter wirksam sind und gröbere Verunreinigungen davon abhalten, in die Sammeltaschen und damit in den Bereich der Filterlamellen zu gelangen.

Von Vorteil bei der weiteren Ausführungsform ist es darüber hinaus, daß die Filterlamellen allseitig frei im zu reinigenden Fluid liegen. Dadurch kann das zu reini­ gende Fluid von allen Seiten zwischen die Filterlamellen dringen und über die Bohrungen in den Filterlamellen so­ wie in der Wand des Filterkorbs abströmen. Dadurch, daß auf diese Art und Weise die Spaltfilter von beiden Seiten mit dem zu reinigenden Fluid beaufschlagt werden, sind die einzelnen Filterlamellen quasi spannungsfrei und da­ durch keinen Beanspruchungen im Hinblick auf Torsion, Biegung und Verwerfung ausgesetzt.

Eine einwandfreie betriebliche Lage der Filterlamellen jedes Spaltfilters wird bereits dann erzielt, wenn ent­ sprechend Anspruch 9 die Filterlamellen auf mindestens zwei im Abstand parallel zueinander angeordnete und vom Filterkorb getragene Führungsbolzen gefädelt sind. Insbe­ sondere handelt es sich um runde Führungsbolzen. Die axiale Lage der Führungsbolzen kann ggfls. durch Schraub­ bolzen verändert werden, die vom äußeren Filtergehäuse her mit den Stirnseiten der Führungsbolzen in Kontakt ge­ bracht werden können.

Gelangen die Merkmale des Anspruchs 10 zur Anwendung, so werden im Kantenbereich der Filterlamellen keine durchge­ henden Spalte mehr gebildet. Werden vielmehr zwei Filter­ lamellen aufgrund des vorhandenen Druckunterschieds zwi­ schen dem Filtergehäuse und dem Filterkorb gegeneinander gezogen, so wird eine Vielzahl von Durchtrittsbereichen gebildet, die dann mit den Bohrungen in den Filterlamel­ len in Verbindung stehen. Hiermit wird der weitere Vor­ teil erzielt, daß sich im Prinzip keine Schmutzteilchen mehr verklemmen und die Filterlamellen ungewollt ausein­ anderdrücken können.

Insbesondere bei einer parallelen Anordnung der Filterla­ mellen kann es gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11 vor­ teilhaft sein, die Oberflächen der Filterlamellen aufzu­ rauhen oder mit Strukturierungen zu versehen. Durch der­ art gestaltete Oberflächenbereiche werden Feinstfilter im µ-Bereich erzeugt. Auf diese Art und Weise kann der er­ findungsgemäße Filter auch für eine Feinstfiltration ein­ gesetzt werden. Das Aufrauhen kann durch Sandstrahlen oder durch eine bestimmte Beschichtung erreicht werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruchs 12 erblickt. Auf diese Weise wird nicht nur eine einwandfreie Zuführung des verschmutzten Fluids zu den Spaltfiltern erzielt, sondern auch ein etwa trichterförmiges Absaugsegment gebildet, das bei gegebe­ ner negativer Druckdifferenz mit Vergrößerung der Spalt­ weiten der Spaltfilter für deren einwandfreie Abreinigung Sorge trägt. Der Einsatzkörper kann in einfacher Weise aus Blechen geformt sein, die am Umfang zusammengefügt sind und gleichzeitig mit zur Lagerung der Spaltfilter herangezogen werden können. Die Zentralbereiche der Kegel können außerdem zur Lagerung einer Welle herangezogen werden, die der Rotation des Absaugsegments dient.

Die Merkmale des Anspruchs 13 tragen mit zur optimalen Fluidführung bei.

Das Filtergehäuse ist zweckmäßig aus zwei Kegel ab­ schnitten mit unterschiedlichen Kegelwinkeln zusammenge­ setzt (Anspruch 14). Die Verbindung der beiden Kegelab­ schnitte erfolgt etwa in der Ebene, in der auch die bei­ den Kegel des zentralen Einsatzkörpers zusammengefügt sind. Auf diese Weise wird die Montage erleichtert. Des­ weiteren kann durch die Wahl der Kegelwinkel des Einsatz­ körpers und des Filtergehäuses ein optimaler Strö­ mungsverlauf, insbesondere des verschmutzten Fluids, er­ reicht werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im schematischen vertikalen Längsschnitt einen rückspülbaren Filter für Schmutzwasser;

Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt durch die Dar­ stellung der Fig. 1 entlang der Linie II-II;

Fig. 3 in vergrößerter perspektivischer Darstellung den Ausschnitt III der Fig. 2;

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt IV der Fig. 3;

Fig. 5 eine Stirnansicht auf die Darstellung der Fig. 4 gemäß dem Pfeil V;

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt VI der Fig. 2 gemäß einer weiteren Ausführungs­ form;

Fig. 7 in nochmals vergrößerter Darstellung den Aus­ schnitt VII der Fig. 6;

Fig. 8 in perspektivischer Darstellung ähnlich der­ jenigen der Fig. 3 eine weitere Ausführungs­ form eine rückspülbaren Filters für Schmutz­ wasser;

Fig. 9 in der Stirnansicht das Detail IX der Fig. 8;

Fig. 10 einen Querschnitt durch die Darstellung der Fig. 9;

Fig. 11 einen Horizontalschnitt durch die Darstellung der Fig. 8 entlang der Linie XI-XI und

Fig. 12 eine Ansicht auf die Darstellung der Figur XI gemäß dem Pfeil XII.

Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 allgemein ein rückspül­ barer Filter für Schmutzwasser bezeichnet. Bei den Verun­ reinigungen im Schmutzwasser kann es sich um Sandkörner, Fasern, Blätter etc. handeln.

Der Filter 1 besitzt ein rotationssymmetrisches Filterge­ häuse 2 aus zwei Kegelabschnitten 3, 4. Der einen kleine­ ren Kegelwinkel aufweisende untere Kegelabschnitt 3 ist höher als der einen größeren Kegelwinkel aufweisende obere Kegelabschnitt 4 bemessen.

Der untere Kegelabschnitt 3 ist auf einer Tragkonstruk­ tion 5 befestigt, während der obere Kegelabschnitt 4 ein Abströmgehäuse 6 trägt.

Im Höhenbereich des unteren Kegelabschnitts 3 ist ein aus den Fig. 1 und 2 näher erkennbarer Filterkorb 7 auf einem Teilkreis 8 liegend angeordnet. Der Filterkorb 7 besteht aus mehreren sich quasi radial erstreckenden rechteckig konfigurierten Spalt filtern 9 sowie die Spalt­ filter 9 verbindenden Wandabschnitten 10, 11. Auf diese Weise erhält der Filterkorb 7 den aus der Fig. 2 er­ sichtlichen mäanderförmigen Querschnitt. Durch diese Mä­ anderform werden zur Achse 12 des Filterkorbs 7 offene trapezförmige Sammeltaschen 13 für im Schmutzwasser ent­ haltene Verunreinigungen und zum Bereich 14 zwischen dem Filterkorb 7 und dem Filtergehäuse 2 offene rechteckige Abströmkammern 15 für gereinigtes Wasser gebildet. Die Mittellängsebenen 16 der Abströmkammern 15 verlaufen durch die Achse 12 des Filterkorbs 7. Die Spaltfilter 9 erstrecken sich parallel zu den Mittellängsebenen 16.

Etwa in der Verbindungsebene 17 der beiden Kegelab­ schnitte 3, 4 des Filtergehäuses 2 befindet sich auch die Verbindungsebene zweier einen zentralen Einsatzkörper 18 formender Kegel 19, 20. Der einen kleineren Kegelwinkel aufweisende untere Kegel 19 begrenzt dabei die Zuführung 21 des Schmutzwassers, während der einen größeren Kegel­ winkel aufweisende obere Kegel 20 zusammen mit dem oberen Kegelabschnitt 4 des Filtergehäuses 2 die Abführung 22 des gereinigten Wassers begrenzt.

Der Einsatzkörper 18 wird von einer Welle 23 durchsetzt, die über Kegelräder 24 mit einer Antriebswelle 25 verbun­ den ist. Die Welle 23 ist mit einem zylinderartigen Dreh­ stutzen 26 verbunden, der sich zwischen dem unteren Kegel 19 des Einsatzkörpers 18 und einer ortsfesten Saugleitung 27 mit einem darin eingegliederten Absperrorgan 28 befin­ det.

Der Drehstutzen 26 bildet Bestandteil eines trichterför­ migen Absaugsegments 29, das sich etwa über die Höhe H des Filterkorbs 7 erstreckt. Die Breite B des Absaugseg­ ments 29 an der Saugmündung 30 ist, wie die Fig. 2 er­ kennen läßt, so bemessen, daß zwei eine Abströmkammer 15 seitlich begrenzende Sammeltaschen 13 für Verunreinigun­ gen an die Saugleitung 27 gekoppelt werden können.

Wie die Fig. 3 näher zu erkennen gibt, besteht jeder Spaltfilter 9 aus mehreren im vorbestimmten parallelen Abstand zueinander angeordneten dünnen Filterlamellen 31. Die Filterlamellen 31 sind mit ihren oberen und unteren Enden auf Führungsstangen 32 relativbeweglich gefädelt.

Die Führungsstangen 32 sind an ihren der Achse 12 des Filterkorbs 7 zugewandten Enden 33 in Vertikalstäben 34 gelagert, die mit ihren oberen und unteren Enden in Nuten 35 von unteren und oberen Tragringen 36 des Filterkorbs 7 radial beweglich angeordnet sind (siehe auch Fig. 1). Die Vertikalstäbe 34 sind zu den Tragringen 36 hin mit Hilfe von Dichtungskörpern 37 abgedichtet. Zwei einer Abström­ kammer 15 zugeordnete Vertikalstäbe 34 sind durch einen Wandabschnitt 10 miteinander verbunden.

Mit ihren anderen Enden 38 durchsetzen die Führungsstan­ gen 32 an den Tragringen 36 festgelegte Vertikalstäbe 39. Auf die in den Bereich 14 zwischen dem Filterkorb 7 und dem Filtergehäuse 2 ragenden Endabschnitte 41 der Füh­ rungsstangen 32 sind Druckfedern 40 gesetzt. Die Druckfe­ dern 40 stützen sich einerseits an den Wandabschnitten 11 des Filterkorbs 7 und andererseits an auf die Endab­ schnitte 41 gedrehte Muttern 42 ab.

Aufgrund der Druckfedern 40 werden die radial beweglichen Vertikalstäbe 34 an die örtlich fixierten Vertikalstäbe 39 bis auf die vorbestimmte minimale Spaltweite A zwi­ schen den Filterlamellen 31 herangezogen.

Diese Spaltweite A wird, wie die Fig. 4 und 5 näher erkennen lassen, durch aus den Ebenen der Filterlamellen 31 geprägte Noppen 43 erzielt. Die Noppen 43 können re­ gelmäßig oder unregelmäßig auf den Filterlamellen 31 ver­ teilt angeordnet sein.

Wie die Pfeile PF in den Fig. 1 bis 3 zu erkennen ge­ ben, durchströmt das Schmutzwasser beim Filterbetrieb die Spaltfilter 9, wobei sich die Verunreinigungen im Schmutzwasser an den Spaltfiltern 9 absetzen. Ist auf­ grund der durch die Verunreinigungen hervorgerufenen Querschnittsverringerung durch eine nicht näher darge­ stellte Druckmeßeinrichtung ein bestimmter Druckabfall, beispielsweise 0,2 bar, gemessen worden, wird das Absaugsegment 29 in Rotation versetzt und das Absperror­ gan 28 geöffnet. Durch die Druckdifferenz zwischen dem Atmosphärendruck auf der dem Sammelbehälter 44 zugewand­ ten Seite des Absperrorgans 28 und dem Fluiddruck im Be­ reich 14 zwischen dem Filterkorb 7 und dem Filtergehäuse 2 wird eine begrenzte Menge an gereinigtem Fluid entspre­ chend den Pfeilen PF1 in den Fig. 1 und 2 rückwärts durch die Spaltfilter 9 gezogen, an denen das Absaugseg­ ment 29 steht (Fig. 2). Ferner wird durch diese Druck­ differenz die Spaltweite A der Spaltfilter 9 gegen die Rückstellkraft der Druckfedern 40 geöffnet, so daß auch festsitzende Verunreinigungen des Grenzkornbereichs ge­ löst und in den Sammelbehälter 44 überführt werden.

Das Absaugsegment 29 wird beispielsweise während einer Minute zweimal rotiert. Dieser Vorgang reicht aus, um alle Spaltfilter 9 wieder zu säubern.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Variante 31a der Filterlamellen 31 veranschaulicht. Danach sind die Fil­ terlamellen 31a winkelförmig gekrümmt. Sie setzen sich im horizontalen Querschnitt aus zwei Längenabschnitten 45 und 46 zusammen. Ein Längenabschnitt 45 erstreckt sich quer zu den horizontalen Mittellängsebenen 16 der Ab­ strömkammern 15, während der andere Längenabschnitt 46 in Richtung zur Zuführung 21 im Filterkorb 7 abgewinkelt ist.

Bei dieser Ausführungsform sind die Noppen 43 an den Fil­ terlamellen 31a an den Längenabschnitten 45 vorgesehen, die sich rechtwinklig zu den Mittellängsebenen 16 er­ strecken. Dennoch kann, wie die Fig. 7 zeigt, bei durch die Noppen 43 bestimmter, gleich bleibender Spaltweite A dennoch die Spaltweite A1 der abgewinkelten Längenab­ schnitte 46 dadurch variiert werden, daß der Winkel α zu den Längenabschnitten 45 verändert wird.

Bei der in der Fig. 8 veranschaulichten Ausführungsform sind aus Filterlamellen 31b gebildete Spaltfilter 9a exakt radial ausgerichtet mit der Wand 47 des Filterkorbs 7a verbunden. Zu diesem Zweck werden die Filterlamellen 31b von zwei im vertikalen Abstand zueinander angeordne­ ten Führungsbolzen 48 relativbeweglich durchsetzt (In der Fig. 8 ist nur der untere Führungsbolzen 48 veranschau­ licht). Die Führungsbolzen 48 sind an den radial inneren Enden mit vertikal ausgerichteten Stäben 49 verbunden. Die radial nach außen weisenden Enden durchsetzen Dich­ tungen 50 in der Wand 47 und münden in Stutzen 51, die sich im Bereich zwischen der Wand 47 und dem nicht näher veranschaulichten Filtergehäuse 2 befinden. In die Stirn­ seiten der Stutzen 51 sind Schraubbolzen 52 gedreht, wel­ che bei Bedarf auf die radial äußeren Stirnseiten der Führungsbolzen 48 einwirken können.

In der vertikalen Mittellängsebene der Spaltfilter 9a sind in der Wand 47 des Filterkorbs 7a mehrere mit gerin­ gem Abstand übereinander angeordnete Abströmbohrungen 53 vorgesehen, welche mit entsprechenden Durchtrittsbohrun­ gen 54 in den Filterlamellen 31b (in der Fig. 8 stirn­ seitig der geschnitten dargestellten Spaltfilter 9a ange­ deutet) korrespondieren.

Die Lage der Spaltfilter 9a im Filterkorb 7a ist so ge­ troffen, daß sie allseitig in dem zu reinigenden Fluid liegen. D.h. das zu reinigende Fluid kann sowohl seitlich als auch von oben und unten zwischen die Filterlamellen 37b treten.

Der Abstand zweier benachbarter vertikaler Stäbe 49 ist so gewählt, daß durch den derart gebildeten Spalt 55 vom Volumen her größere Verunreinigungen des Schmutzwassers aufgehalten werden und nicht zu den Filterlamellen 31b gelangen.

Wie auch bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 ro­ tiert im Inneren des Filterkorbs 7a ein Absaugsegment 29, dessen Breite B an der Mündung so bemessen ist, daß je­ weils zwei von drei Spaltfiltern 9a gebildete Sammelta­ schen 13a mit dem Absaugsegment 29 verbunden werden kön­ nen.

Beim Filtrationsbetrieb strömt das Schmutzwasser über die Sammeltaschen 13a umfangsseitig der Spaltfilter 9a zwi­ schen die Filterlamellen 31b und gelangt über die Durch­ trittsbohrungen 54 in den Filterlamellen 31b sowie die Abströmbohrungen 57 in der Wand 47 des Filterkorbs 7a in den Bereich zwischen dem Filterkorb 7a und dem Filterge­ häuse 2 und tritt in derselben Weise gereinigt nach außen, wie es anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert worden ist. Die Spalte zwischen den Filterlamellen 31b schließen sich hierbei einmal durch das positive Druckgefälle zwi­ schen der Zuführung 21 und der Abführung 22 (Fig. 1) so­ wie der aufgrund der höheren Geschwindigkeit in den Boh­ rungen 53, 54 als an der Filterfläche der Spaltfilter 9a erzielten Ejektorwirkung.

Auch bei der Ausführungsform der Fig. 8 wird bei einer durch die Verunreinigungen hervorgerufenen Querschnitts­ verringerung an den Spaltfiltern 9a das Absaugsegment 29 in Rotation versetzt und das aus der Fig. 1 erkennbare Absperrorgan 28 geöffnet. Durch die Druckdifferenz zwi­ schen dem Atmosphärendruck auf der dem Sammelbehälter 44 zugewandten Seite des Absperrorgans 28 und dem Fluiddruck im Bereich zwischen dem Filterkorb 7a und dem Filterge­ häuse 2 wird eine begrenzte Menge an gereinigtem Fluid entsprechend den Pfeilen PF2 in der Fig. 8 rückwärts durch die Spaltfilter 9a gezogen, an denen das Absaugseg­ ment 29 sich gerade befindet. Ferner wird durch diese Druckdifferenz die Spaltbreite der Spaltfilter 9a ver­ größert.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Kanten 56 jeder zweiten Filterlamelle 31c eines Spaltfilters 9a wellenförmig verformt sind. Auf diese Weise werden die Eintrittsbereiche in die Spaltfilter 9a in viele kleine Öffnungen 57 aufgegliedert mit dem Ergeb­ nis, daß eine noch effizientere Filterung selbst kleiner Verunreinigungen möglich ist.

Den Fig. 11 und 12 ist eine Variante der Filterlamel­ len 31d zu entnehmen, gemäß welcher die Oberflächen 58 der Filterlamellen 31d zumindest auf einer Seite durch Sandstrahlen aufgerauht sind. Dies führt bei aneinander­ liegenden Filterlamellen 31d zur Ausbildung von Feinst­ filtern.

Bezugszeichenliste

1 Filter
2 Filtergehäuse
3 unterer Kegelabschnitt v. 2
4 oberer Kegelabschnitt v. 2
5 Tragkonstruktion
6 Abströmgehäuse
7 Filterkorb
7a Filterkorb
8 Teilkreis
9 Spaltfilter
9a Spaltfilter
10 Wandabschnitte v. 7
11 Wandabschnitte v. 7
12 Achse v. 7
13 Sammeltaschen
13a Sammeltaschen
14 Bereich zw. 7 u. 2
15 Abströmkammern
16 Mittellängsebenen v. 15
17 Verbindungsebene
18 Einsatzkörper
19 Kegel v. 18
20 Kegel v. 18
21 Zuführung
22 Abführung
23 Welle
24 Kegelräder
25 Antriebswelle
26 Drehstutzen
27 Saugleitung
28 Absperrorgan
29 Absaugsegment
30 Saugmündung
31 Filterlamellen
31a Filterlamellen
31b Filterlamellen
31c Filterlamellen
31d Filterlamellen
32 Führungsstangen
33 Enden v. 32
34 Vertikalstäbe
35 Nuten in 36
36 Tragringe
37 Dichtungskörper
38 Enden v. 32
39 Vertikalstäbe
40 Druckfedern
41 Endabschnitte v. 32
42 Muttern
43 Noppen
44 Sammelbehälter
45 Längenabschnitt v. 31a
46 Längenabschnitt v. 31a
47 Wand v. 7a
48 Führungsbolzen f. 31b
49 Stäbe f. 48
50 Dichtungen
51 Stutzen
52 Schraubbolzen
53 Abströmbohrungen in 47
54 Durchtrittsbohrungen in 31b
55 Spalt zw. 49
56 Kanten
57 Öffnungen
58 Oberflächen v. 31d
A Abstand v. 31
A1 Spaltweite
B Breite v. 29
H Höhe v. 7
PF Pfeile
PF1 Pfeile
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α Winkel zw. 45 u. 46

Claims (14)

1. Rückspülbarer Filter für Fluide, der innerhalb eines Filtergehäuses (2) auf einem Teil­ kreis (8) zueinander versetzt angeordnete Filterele­ mente (9, 9a) länglicher Konfiguration aufweist, die einerseits unter Abscheidung von Verunreinigungen mit einem verschmutzten Fluid und andererseits unter Ent­ fernung der Verunreinigungen partiell mit einem gereinigten Fluid beaufschlagbar sowie an ein drehba­ res Absaugsegment (29) koppelbar sind, wobei die Fil­ terelemente als im wesentlichen rechteckig konfigu­ rierte, von einem Fluid mindestens zum Teil quer durchströmbare Spaltfilter (9, 9a) mit mehreren par­ allel zueinander verlaufenden, abstandsveränderbaren Filterlamellen (31, 31a-d) gestaltet, quasi radial auf dem Teilkreis (8) angeordnet und zu einem Filter­ korb (7, 7a) zusammengesetzt sind, wobei jeder Spalt­ filter (9, 9a) mit einem der beiden benachbarten Spaltfilter (9, 9a) eine mit dem verschmutzten Fluid beaufschlagbare, zur Achse (12) des Filterkorbs (7, 7a) offene Sammeltasche (13, 13a) für Verunreinigun­ gen bildet und jedem Spaltfilter (9, 9a) ein mit dem Filtergehäuse (2) verbundener Abströmraum (15, 53) für das gereinigte Fluid zugeordnet ist, und jeweils zwei auf dem Teilkreis (8) einander benachbarte Sam­ meltaschen (13, 13a) an das um die Achse (12) des Filterkorbs (7, 7a) drehbare Absaugsegment (29) kop­ pelbar sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spaltfilter (9) auf einer Seite zusammen mit einem weiteren Spaltfilter (9) sowie einem Wandabschnitt (10) des Filterkorbs (7) eine zum Filtergehäuse (2) offene Ab­ strömkammer (15) für das gereinigte Fluid einschließt und auf der anderen Seite eine zur Achse (12) des Filterkorbs (7) hin offene Sammeltasche (13) für das zu reinigende Fluid begrenzt.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils eine Abströmkammer (15) begrenzende Spaltfilter (9) paral­ lel zueinander angeordnet sind und die Mittel­ längsebene (16) der Abströmkammer (15) durch die Achse (12) des Filterkorbs (7) verläuft.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein­ ander benachbarte Filterlamellen (31, 31a) durch Vor­ sprünge (43) zueinander distanziert sind.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltweite (A, A1) zwischen den Filterlamellen (31, 31a) eines Spaltfilters (9) durch die Kraft des Dif­ ferenzdrucks des Atmosphärendrucks zu dem zwischen dem Filterkorb (7) und dem Filtergehäuse (2) herr­ schenden Fluiddruck gegen eine elastische Rückstell­ kraft (40) vergrößerbar ist.

6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Rück­ stellkraft (40) durch Federn gebildet ist.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Abströmkammern (15) benachbarten Abschnitte (45) der Filterlamellen (31a) im rechten Winkel zu den Mittellängsebenen (16) der Abströmkammern (15) ver­ laufen und die den Sammeltaschen (13) zugewandten Ab­ schnitte (46) zur Achse (12) des Filterkorbs (7) hin abgewinkelt sind.

8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen der Spaltfilter (9a) radial gerichtet sind und jeder Spaltfilter (9a) allseitig vom zu reinigenden Fluid umströmbar ist, wobei in den Filterlamellen (31b-d) Durchtrittsbohrungen (54) und in der Wand (47) des Filterkorbs (7a) Abströmbohrungen (53) für das gerei­ nigte Fluid vorgesehen sind.

9. Filter nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterlamellen (31b-d) auf mindestens zwei im Abstand parallel zu­ einander angeordnete und vom Filterkorb (7a) getra­ gene Führungsbolzen (48) gefädelt sind.

10. Filter nach einem der Ansprüche 1, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (56) jeder zweiten Filterlamelle (31c) eines Spaltfilters (9a) wellenförmig verformt sind.

11. Filter nach einem der Ansprüche 1, oder 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (58) der Filterlamellen (31d) aufgerauht oder strukturiert sind.

12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugsegment (29) neben einem aus zwei Kegeln (19, 20) mit unterschiedlichen Kegelwinkeln bestehenden Einsatzkörper (18) rotationsfähig gelagert sind.

13. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (19) mit dem kleineren Kegelwinkel die Zuführung (21) für das verschmutzte Fluid und der andere Kegel (20) die Ab­ führung (22) des gereinigten Fluids begrenzt.

14. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (2) aus zwei Kegelabschnitten (3, 4) mit unterschiedlichen Kegelwinkeln zusammengesetzt ist.