DE19806651C2 - Verfahren zum Reinigen von Filterkerzen und Reinigungslanze zu seiner Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Filterkerzen sowie eine Reinigungslanze.

Filter zum Reinigen von Wasser sind in vielen Wasserkreisläufen angeordnet. Es befindet sich in der Regel eine größere Anzahl an Filterkerzen in einem Filterkessel. Eine Filterkerze besteht aus einem Stützkörper aus VA- Legierung, auf den ein Gewebe aufgewickelt ist. Filterkerzen können mit Ionenaustauscherharz angeschwemmt werden. Die Harzschicht kann zusätzlich durch eine mechanisch filtrierende Schicht aus geeignetem Inertmaterial geschützt werden, welche ebenfalls durch das Anschwemm­ verfahren aufgebaut wird.

Mit zunehmender Betriebszeit der Filterkerzen kommt es zum Verschmutzen des Kerzengewebes. Die Verschmutzung erfolgt durch Partikeleintrag infolge Fehler in der Filterharzschicht (entstanden beim Anschwemmen) oder durch Risse in der Anschwemmschicht, welche während des Betriebes entstanden sind - kolloidales Eisen ist nicht filtrierbar und agglomeriert im Harz. Die entstehenden Feststoffe lagern sich im Kerzenmaterial ein. Dieser Eintrag führt letztlich dazu, daß die Filterstandzeiten mit zunehmender Betriebszeit abnehmen, weil mittels eines Rückspülprogrammes die Einträge nicht mehr restlos entfernt werden können.

Zum Reinigen muß der Filterkessel geöffnet werden. Entweder müssen die Filterkerzen entnommen und gegen neue Filterkerzen ausgetauscht werden, oder das auf den Stützkörper aufgewickelte Gewebe wird entfernt und durch neues Gewebe ersetzt. Beide Verfahren verursachen hohe Kosten für neue Filterkerzen bzw. für neues Filtergewebe und - je nach Anwendungsbereich der Kerzen - noch wesentlich höhere Kosten für die Entsorgung der alten, kontaminierten Kerzen oder des kontaminierten Filtergewebes.

Es sind deshalb in den vergangenen Jahren viele Verfahren zur Reinigung verschmutzter Filterkerzen entwickelt worden. Keines der Verfahren kann jedoch von der Reinigungswirkung und vom Kostenaspekt her zufrieden­ stellen.

Beispielsweise aus der DE 19 44 438 C3 ist eine Reinigungslanze bekannt, deren Düsenkopf über einen gemeinsamen Auslaß für unter Überdruck stehendes Wasser und Preßluft verfügt. Die Reinigungslanze wird in die Filterkerze eingeführt, so daß das aus dem Auslaß ausströmende Wasser bzw. die Preßluft im Verlauf des Reinigungsvorgangs die gesamte mantelförmige Filterfläche der Kerze von innen her durchströmt und das außen auf der Filterfläche haftende und dieselbe verstopfende Material nach außen herausgespült wird. Es kann entweder nur unter Überdruck stehendes Wasser oder nur Preßluft mit einem relativ hohen Druck zugeführt werden, jedoch hat sich gemäß dieses Standes der Technik die gleichzeitige Zuführung von Wasser und Preßluft durch dieselbe Auslaßöffnung als besonders vorteilhaft erwiesen.

Das Verfahren hat in der Praxis jedoch den Nachteil, daß das unter Druck stehende Gemisch aus Luft und Wasser sich den Weg des geringsten Widerstandes durch die Filterkerze sucht. Im Bereich des aufgewickelten Gewebes der Filterkerze bilden sich immer Stellen, an denen sich mehr Verunreinigungen absetzen als an anderen Stellen. Die Stellen mit den geringsten Verunreinigungen bieten dem ausströmenden Wasser einen geringeren Widerstand. Das aus der Reinigungslanze ausströmende Wasser- Luftgemisch wird verstärkt an diesen Stellen ausströmen und sie reinigen. Da nicht erzwungen werden kann, daß das Wasser-Luft-Gemisch auch entlang der Stellen mit höherem Strömungswiderstand fließt, vollzieht sich die Reinigung in diesen Bereichen wesentlich unwirksamer. Dies hat zur Folge, daß die Filterkerze entweder nur unzureichend gereinigt wird, oder daß große Mengen an Wasser verbraucht werden, die im Falle umweltschädlicher Filtrate aufgefangen und ebenfalls entsorgt werden müssen.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Reinigen von Filterkerzen vorzuschlagen, bei dem die Filterkerzen besser als bei den vorgenannten Verfahren gereinigt werden, und gleichzeitig der Verbrauch an Frischwasser erheblich reduziert wird, um die Entsorgung von kontaminiertem Schmutzwasser zu erleichtern.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Reinigen von Filterkerzen vorgeschlagen, bei dem gleichzeitig unter Druck stehendes Wasser und Preßluft aus einem Auslaß an einen Düsenkopf einer Reinigungslanze entgegen der Richtung des Filterstroms durch eine Filterkerze geführt wird, wobei separate Öffnungen für Wasser und Preßluft vorgesehen werden.

Vorzugsweise wird dabei in axialer Richtung der zu reinigenden Filterkerze in aufeinanderfolgenden Abschnitten Preßluft, unter Druck stehendes Wasser und wiederum Preßluft durch die Filterkerze hindurchgeführt.

Der Wasserdruck sollte dabei höher als der Luftdruck sein. Ein Luftdruck zwischen 5 und 9 bar und ein Wasserdruck zwischen 9 und 13 bar hat sich als effizient erwiesen, insbesondere ein Luftdruck von 7 und ein Wasserdruck von 11 bar.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reinigungslanze zur Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zur Reinigung von Filterkerzen vorzuschlagen, die die zur Reinigung einer Filterkerze erforderliche Wassermenge erheblich reduziert und eine gründliche Reinigung der Filterkerze sicherstellt.

Erfindungsgemäß wird eine Reinigungslanze zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, die aus einem rohrförmigen Abschnitt und einem Düsenkopf mit einem radialen Auslaß für Wasser und Pressluft unter Druck besteht, wobei der Auslaß in Form von jeweils mindestens einer separaten Auslaßöffnungen für Wasser und Pressluft ausgebildet ist.

Durch die separate Anordnung von Auslaßöffnungen für Wasser und Preßluft wird erreicht, daß bei gleichzeitiger Zufuhr von Preßluft und Wasser dieses sehr gezielt durch einen Bereich der Filterkerze hindurchgeleitet wird, an welchem sich der Düsenkopf gerade befindet. Es wird vermutet, daß im Grenzbereich zwischen unter Druck stehendem Wasser und Preßluft Verwirbelungen entstehen, die eine Sperrwirkung für das Wasser haben. Das Wasser kann nicht ausweichen und wird unter vollem Druck durch die Filterkerze hindurchgeleitet.

Vorzugsweise sind zwei Auslaßöffnungen für Preßluft oder zwei Gruppen von Auslaßöffnungen für Preßluft vorgesehen, die in axialer Richtung der Reinigungslanze vor und hinter der bzw. den Auslaßöffnungen für Wasser angeordnet sind. So wird erreicht, daß durch Verwirbelungen im Grenzbereich zwischen Wasser und Luft beidseitig eine Sperrwirkung erzielt wird und das Wasser nicht in axialer Richtung entlang der Reinigungslanze abfließen kann. Das Wasser wird also mit annähernd vollem Druck durch einen sehr eng begrenzten Bereich der Filterkerze geleitet und reinigt die Kerze in diesem Bereich gründlich.

Die Preßluftauslaßöffnungen sind vorzugsweise ringförmig am Lanzenkopf angeordnet. So kann durch axiale Bewegung der Lanze in der Filterkerze die gesamte Mantelfläche der Kerze bearbeitet werden. Insbesondere erweist sich eine Preßluftauslaßöffnung in Form eines umlaufenden Schlitzes als besonders vorteilhaft.

Damit es in den Übergangsbereichen zwischen Auslaßöffnung für unter Druck stehendes Wasser und Preßluft zu Verwirbelungen kommen kann, die die angestrebte Sperrwirkung herbeiführen, ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser des Lanzenkopfes im Bereich der Luftauslaßöffnungen gegenüber dem restlichen Bereich vergrößert ist. Der Außendurchmesser des Düsenkopfes im Bereich der Luftaustrittsschlitze muß etwas geringer sein als der Durchmesser der Eintrittsöffnung in die Filterkerze.

Die Wasserauslaßöffnungen werden insbesondere in Form von Langlöchern ausgeführt. Als besonders vorteilhaft erweisen sich dabei drei oder vier Langlöcher, so daß das Wasser radial in einem möglichst großen Winkelbereich aus dem Lanzenkopf austreten kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Reinigungslanze verfügt der rohrförmige Abschnitt der Reinigungslanze über ein ringförmig die Lanze umfassendes Gleitstück, das über einen sich radial erstreckenden Fortsatz verfügt. Dieses Gleitstück kann entlang dem rohrförmigen Abschnitt der Reinigungslanze gleiten. Die Anwendung der Reinigungslanze kann dann derart erfolgen, daß die Reinigungslanze in die Filterkerze eingeführt und ihre Position in der Ebene durch das Gleitstück, welches auch als Stopfbuchse dient, fixiert wird. Der Anwender der Reinigungslanze kann dann das Gleitstück mit dem Fuß am radialen Fortsatz fixieren. Die Reinigungslanze kann in axialer Richtung bewegt werden. Bei vertikaler Anwendung trägt der bei Wasser- und Luftzufuhr in der Filterkerze entstehende Druck das Gewicht der Lanze, so daß der Anwender die Lanze in der durch das Gleitstück fixierten Position leicht vertikal bewegen kann, ohne daß großer Kraftaufwand erforderlich wäre.

Das Gleitstück sollte vorzugsweise gegenüber dem rohrförmigen Abschnitt der Lanze dichtend ausgebildet sein und verfügt an der dem Lanzenkopf zugewandten Seite um axial wirkende Dichtungsmittel. So kann verhindert werden, daß Wasser-Luftgemisch nach oben aus der Filterkerze austritt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn es sich um umwelt- oder gesundheitsschädliche Filtrate handelt, die keinesfalls in die Umgebung gelangen dürfen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Reinigungslanze mit Gleitstück in Draufsicht.

Die erfindungsgemäße Reinigungslanze 1 verfügt über einen rohrförmigen Abschnitt 2, welcher der Filterkerzenlänge angepaßt ist, und einen Düsenkopf 3 mit radialen Auslässen 4, 5 für unter Druck stehendes Wasser und Preßluft. Die Auslaßöffnungen 4 für Preßluft liegen in axialer Richtung der Reinigungslanze gesehen vor und hinter den Auslaßöffnungen 5 für unter Druck stehendes Wasser. Die Preßluftauslaßöffnungen 4 sind ringförmig, so daß der vollständige 360°-Winkelbereich der Mantelinnenfläche der Filterkerze erreicht werden kann.

Die Auslaßöffnungen 5 für unter Druck stehendes Wasser sind langlochförmig. Es sind vier Öffnungen angeordnet, so daß ebenfalls annähernd der 360°-Winkelbereich der Mantelinnenfläche der Filterkerze erreicht werden kann. Im Grenzbereich zwischen Preßluft und unter Druck stehendem Wasser wird eine Verwirbelung erzeugt, die vermutlich dafür sorgt, daß das unter Druck stehende Wasser nur zu einem geringen Teil nach oben oder unten ausweichen kann. Das Wasser wird somit unter hohem Druck durch die Filterkerze geleitet.

Im Bereich des rohrförmigen Abschnitts 2 der Filterkerze ist ein Gleitstück 6 angeordnet. Das Gleitstück 6 kann entlang dem rohrförmigen Abschnitt 2 der Reinigungslanze 1 gleiten. Es verfügt über einen radialen Fortsatz 7. Das Gleitstück ist gegenüber dem rohrförmigen Abschnitt 2 der Reinigungslanze 1 abgedichtet. Weiter verfügt es über eine axial wirkende Dichtung 8 auf der dem Lanzenkopf 3 zugewandten Seite.

Der Anwender führt die Reinigungslanze bei geöffnetem Filterkessel in die senkrecht stehende Filterkerze ein und schließt die obere Öffnung der Filterkerze mit dem Gleitstück als Stopfbuchse. Er stellt einen Fuß auf den radialen Fortsatz 7, so daß die Reinigungslanze in ihrer horizontalen Position fixiert ist. Durch Zuführung von Preßluft und unter Druck stehendem Wasser wird die Filterkerze im Bereich der Wasserauslaßöffnungen 5 unter hohem Druck vom Wasser durchströmt. Der Wasserdruck beträgt dabei in der Regel zwischen 9 und 13 bar, wobei vorzugsweise 11 bar verwendet werden. Gleichzeitig wird durch die Preßluftauslaßöffnungen 4 Preßluft mit einem Druck von 5 bis 9 bar, vorzugsweise 7 bar, ausgeblasen. Ein positiver Nebeneffekt ist dabei, daß die Reinigungslanze praktisch schwerelos wird, da sie durch den Strömungswiderstand, den die Filterkerze bildet, durch die ausströmende Preßluft und das unter Druck stehende Wasser gehalten wird. Der Benutzer muß keine großen Kraftanstrengungen vollbringen, um die Reinigungslanze in vertikaler Richtung auf und ab zu bewegen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Reinigen von Filterkerzen, bei dem gleichzeitig unter Druck stehendes Wasser und Preßluft aus einem Auslaß an einem Düsenkopf einer Reinigungslanze entgegen der Richtung des Filterstroms durch eine Filterkerze geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß separate Öffnungen für Wasser und Preßluft vorgesehen werden.

2. Verfahren zum Reinigen von Filterkerzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung der zu reinigenden Filterkerze in aufeinanderfolgenden Abschnitten Preßluft, unter Druck stehendes Wasser und wiederum Preßluft durch die Filterkerze hindurchgeführt wird.

3. Verfahren zum Reinigen von Filterkerzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Preßluft 5 bis 9 bar, vorzugsweise 7 bar, und der Druck des Wassers 9 bis 13 bar, vorzugsweise 11 bar, beträgt.

4. Reinigungslanze (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3, bestehend aus einem rohrförmigen Abschnitt (2) und einem Düsenkopf (3) mit einem radialen Auslaß für Wasser und Preßluft unter Druck, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß in Form von jeweils mindestens einer separaten Auslaßöffnung (4, 5) für Wasser und Preßluft ausgebildet ist.

5. Reinigungslanze (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für Preßluft zwei Auslaßöffnungen (4) oder zwei Gruppen von Auslaßöffnungen vorgesehen sind, die in axialer Richtung der Reinigungslanze (1) vor und hinter der bzw. den Auslaßöffnungen (5) für Wasser angeordnet sind.

6. Reinigungslanze (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßluftauslaßöffnungen (4) ringförmig am Düsenkopf (3) angeordnet sind, insbesondere als umlaufende Schlitze.

7. Reinigungslanze (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Reinigungslanze (1) im Bereich der Preßluftauslaßöffnungen (4) am größten ist.

8. Reinigungslanze (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Außendurchmesser der Reinigungslanze (1) geringfügig kleiner als der kleinste Innendurchmesser der Eintrittspartie einer zu reinigenden Filterkerze an ihrer engsten Stelle ist.

9. Reinigungslanze (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserauslaßöffnungen (5) als Langlöcher ausgebildet sind, deren Anzahl vorzugsweise vier beträgt.

10. Reinigungslanze (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am rohrförmigen Abschnitt (2) der Reinigungslanze (1) ein dieses ringförmig umfassendes Gleitstück (6) gleitend in axialer Richtung der Reinigungslanze (1) angeordnet ist, das über einen sich radial erstreckenden Fortsatz (7) verfügt.

11. Reinigungslanze (1) nach nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (6) gegenüber dem rohrförmigen Abschnitt (2) der Reinigungslanze (1) dichtend ausgebildet ist.

12. Reinigungslanze (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Düsenkopf (3) zugewandten Seite des Gleitstücks (6) axial wirkende Dichtungsmittel (8) angeordnet sind.