DE19833381A1

DE19833381A1 - Filtersystem mit Rückspüleinrichtung

Info

Publication number: DE19833381A1
Application number: DE19833381A
Authority: DE
Inventors: Peter Gohle; Andre Roesgen; Holger Stahl
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-01-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem mit Rückspüleinrichtung, wobei durch den modularen Aufbau des Filtergehäuses mehrere Varianten für unterschiedliche Filtereinsätze geschaffen werden sollen. Hierfür wird ein Gehäuse 11 vorgeschlagen, welches aus einem Oberteil 12 und einem Unterteil 13 besteht, wobei diese Zwischenstücke 14 umgreifen. Die Filtereinsätze 15 befinden sich im wesentlichen in den rohrförmigen Zwischenstücken 14. Die Zwischenstücke 14 sind aus Rohren einfach zu fertigen und daher in ihrer Länge variabel. Der Filter- bzw. Rückspülprozess wird durch ein System korrespondierender Kanäle im Ober- bzw. Unterteil gewährleistet. Zur Einleitung des Rückspülprozesses betätigt eine Steuereinrichtung 22 die Ventile 20, 21.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem mit Rückspüleinrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Solche Systeme sind z. B. aus der DE 41 01 229 A1 bekannt. Sie werden unter anderem in der Anlagetechnik zur Reinigung von Prozeßfluiden verwandt. In Abhängigkeit vom Anwendungsfall muß das Filtersystem einen bestimmten Volumendurchsatz bei einer geforderten Filterfeinheit bewältigen. Dies läßt sich durch Variation der zur Verfügung gestellten Filterfläche erreichen. Dies hat zur Folge, daß der im Filtergehäuse vorgesehene Filterraum ebenfalls in jedem Anwendungsfall unterschiedlich ist.

Es besteht immer die Möglichkeit, Filtereinsätze mit kleinerer, effektiver Filterfläche in ein Filtergehäuse einzubauen. Nachteilig dabei ist, daß der durch das Filtergehäuse zur Verfügung gestellte Bauraum nicht vollständig genutzt wird. Eine andere Möglichkeit ist dadurch gegeben, unterschiedliche Gehäusegrößen zur Verfügung zu stellen. Besonders bei kleinen Stückzahlen werden dadurch jedoch zusätzliche Kosten für Lagerhaltung und Produktion erzeugt. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, abhängig von der benötigten Filterkapazität die Anzahl der verwendeten Gehäuse für das Filtersystem zu variieren. Hierbei fallen jedoch zusätzliche Kosten in der Endmontage der einzelnen Filtergehäuse sowie ein erhöhter Materialaufwand an.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse für ein Filtersystem zu schaffen, welches sich in jedem Anwendungsfall optimal an die geforderte Filterkapazität anpassen läßt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Filtersystem mit Rückspüleinrichtung besitzt ein Gehäuse mit einem rohseitigen Einlaß, einem reinseitigen Auslaß sowie einen Schlammauslaß. Der Einlaß und der Schlammauslaß können durch Verschlußorgane von dem Filterraum oder den Filterräumen abgetrennt werden. In den Filterräumen befinden sich die Filtereinsätze. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einem Ober- und einem Unterteil, die mindestens ein Zwischenstück nach oben und nach unten abdecken. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Kapazität des Filtersystems durch die Länge der bevorzugt zylindrischen Filtereinsätze bestimmt werden kann. Die Anpassung des Gehäuses an die Filtereinsätze kann ohne weiteres durch eine entsprechende Länge der Zwischenstücke erfolgen. Es ist vorteilhaft, mehrere Filtereinsätze in einem Gehäuse anzuordnen. Hierfür können auch mehrere Filterräume im Gehäuse vorgesehen werden. Es können jedoch auch mehrere Filtereinsätze in einem Filterraum angeordnet werden. Die Anordnung mehrerer Filtereinsätze in einem Gehäuse ist sinnvoll, da die Filtereinsätze bauartbedingt und aus strömungstechnischen Gründen bestimmte Abmessungen nicht überschreiten können.

Eine zweckmäßige Ausbildung der Erfindung sieht vor, die Zwischenstücke bevorzugt aus einem Rohr zu fertigen. Auf diese Weise läßt sich das variable Modul des Gehäuses leicht fertigen. Die Lagerhaltung beschränkt sich dabei im wesentlichen auf das rohrförmige Halbzeug. Somit hängt das durch das Gehäuse für die Filtereinsätze zur Verfügung gestellte Volumen lediglich von der Länge der Zwischenstücke ab.

In einer zweckmäßigen Ausbildung dieses Erfindungsgedankens sind alle die Geometrie des Gehäuses verkomplizierenden Anschlüsse wie Anschlußstutzen oder Gehäusedeckel in das Ober bzw. Unterteil integriert. Diese Gehäuseteile sind so gestaltet, daß sie für alle Varianten des Gehäuses verwendbar sind. Die Produktion und Lagerhaltung kann sich somit, abgesehen vom rohrförmigen Halbzeug, auf lediglich zwei verschiedene Gehäuseteile beschränken.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht für jeden Filterraum ein gesondertes Verschlußorgan jeweils zum Einlaß und zum Schlammauslaß vor. Durch diese Maßnahme können die Filterräume einzeln dem Rückspülprozeß unterworfen werden. Der Filterprozeß muß dabei nicht angehalten werden, weil die in den anderen Filterräumen vorhandenen Filtereinsätze aktiv bleiben.

Eine besondere Ausführungsform der Filtereinsätze sieht auf mindestens einem Filtereinsatz ein Bereich mit größerer Filterfeinheit vor. Durch diese Variante wird es möglich, auch feinste Partikel aus einem Nebenstrom des Prozeßfluids zu filtern. Alternativ hierzu kann auch ein ganzer Filtereinsatz mit einer höheren Filterfeinheit in das Gehäuse eingesetzt werden. Diese Bauform hat den Vorteil, daß der sich schneller zusetzende Feinfilter häufiger gereinigt bzw. ausgewechselt werden kann, als die anderen Filtereinsätze.

Eine besondere Ausführungsform sieht den Einsatz von Drucksensoren zur Ermittlung des Differenzdruckes zwischen Roh- und Reinseite am Filtergehäuse vor. Ein Zusetzen der Filtereinsätze wird durch Ansteigen des Differenzdruckes angezeigt. Eine Steuereinrichtung kann in Abhängigkeit hiervon die Verschlußorgane betätigen um eine Reinigung der Filter im Rückspülverfahren zu erreichen.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau des modularen Gehäuses sowie die Anbringung bzw. Verschaltung der Anschlußteile,

Fig. 2 den schematischen Aufbau einer alternativen Gehäusegestaltung,

Fig. 3 die Vorderansicht des modularen Gehäuses, wobei ein Filtereinsatz im Schnitt dargestellt ist und

Fig. 4 die Seitenansicht des Gehäuses, wobei der obere Teil den Schnitt A-A und der untere Teil den Schnitt B-B in Fig. 3 darstellt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist der Aufbau eines Filtersystems in modularer Bauweise schematisch dargestellt. Ein Filterraum 10 wird durch ein Gehäuse 11 gebildet, welches aus einem Oberteil 12 und einem Unterteil 13 besteht, die rohrförmige Zwischenstücke 14 an deren Enden dichtend abschließen. Der Filterraum 10 wird somit im wesentlichen durch die Zwischenstücke 14 gebildet. Filtereinsätze 15 werden durch dafür vorgesehene Öffnungen im Oberteil 12 in die Filterräume 10 geschoben. Die Öffnungen im Oberteil werden durch Deckel 16 verschlossen.

Das zu filternde Fluid erreicht durch einen rohseitigen Einlaß 17 im Oberteil die Filtereinsätze und verläßt nach der Filterung das Gehäuse durch einen reinseitigen Auslaß 18. Für die Rückspülung ist weiterhin ein Schlammauslaß 19 im Unterteil 13 vorgesehen. Der Rückspülvorgang wird durch Schließen von Einlaßventilen 20 am Einlaß und Öffnen von Auslaßventilen 21 am Schlammauslaß realisiert. Dadurch entsteht ein Rückfluß des gereinigten Fluids durch den Auslaß 18, wobei auch die Durchflußrichtung durch die Filtereinsätze 15 umgekehrt wird. Dies hat eine Reinigung der Filtereinsätze mit anschließendem Austrag des Filterschlamms durch den Schlammauslaß 19 zur Folge.

Die Betätigung der Einlaßventile 20 und der Auslaßventile 21 erfolgt durch eine Steuerung 22, die durch Leitungen 23 mit den Ventilen verbunden ist. Für die Reinigung der Filtereinsätze reichen kurze Rückflußimpulse, während für den Schlammaustrag eine längere Flußumkehr nötig sein kann. Die Steuerung löst den Rückspülprozess aus, wenn Drucksensoren 24 die Überschreitung eines vorgegebenen Druckgefälles zwischen Roh- und Reinseite melden. Selbstverständlich können auch andere Auslösemechanismen, wie z. B. eine Zeituhr, Verwendung finden.

Fig. 2 zeigt eine Variante des Gehäuses 11 mit anderer Anordnung der Zwischenstücke 14. In dieser Variante sind Einlaß 17 und Schlammauslaß 19 zentral zwischen den Zwischenstücken angeordnet. Es sind vier Zwischenstücke mit einer entsprechenden Anzahl von Filtereinsätzen vorgesehen. Diese werden zentral durch einen nicht dargestellten Fünfwegedrehschieber im Oberteil 12 und einen nicht dargestellten Fünfwegekugelhahn im Unterteil 13 angesteuert. Diese Bauform ist bei höheren Prozeßdrücken als die in Fig. 1 dargestellte Variante anwendbar.

Der Fig. 3 kann der konstruktive Aufbau des Filtersystems gemäß Fig. 1 entnommen werden. Oberteil 12 und Unterteil 13 sind als Aluminiumfrästeile ausgeführt. Selbstverständlich können die Gehäuseteile auch als Gußteile ausgelegt werden. Die Enden der rohrförmigen Zwischenstücke 14 sind in Aufnahmen 25 im Ober- und Unterteil gesteckt. Diese Steckverbindungen sind durch Dichtmittel, insbesondere O-Ringe 26, abgedichtet und werden durch Gewindestangen, die im Ober- und Unterteil verankert sind, zusammengehalten. Der Filterraum 10 wird gebildet durch das Innere des Zwischenstückes und eine obere Aufnahmebohrung 28 sowie eine untere Aufnahmebohrung 29.

Der Filtereinsatz 15 wird durch die obere Aufnahmebohrung in den Filterraum eingesetzt. Der Filtereinsatz besteht im wesentlichen aus einem am Deckel 16 angebrachten Halterohr 30, einer Endscheibe 31 und einem Trenneinsatz 32, die den Stützkörper 33 einspannen, und dem auf den Stützkörper 33 aufgebrachten Filtermaterial 34. Der Trenneinsatz 32 hat gleichzeitig die Aufgabe, den rohseitigen Teil vom reinseitigen Teil der Aufnahmebohrung 28 zu trennen. Zur Abdichtung sind an dieser Stelle und am Deckel 16 Dichtmittel, insbesondere O-Ringe 35, vorgesehen.

Als Filtermaterial 34 kommt bevorzugt eine durchlässige Nickelfolie zum Einsatz. Diese umschließt den Stützkörper 33 und kann an die Endscheibe 31 und an den Trenneinsatz 32 angelötet werden. Eine Filterung mit höherer Feinheit im Nebenstrom kann durch Kombination von Filterfolien unterschiedlicher Feinheit auf dem Filtereinsatz realisiert werden, wobei die Trennlinie 36 zwischen Filterbereichen beliebig verlaufen kann.

Die Leitung des zu filternden Fluids durch die einzelnen Filtereinsätze ist als Reihenschaltung der Filtereinsätze realisiert. Hierzu ist ein System korrespondierender Bohrungen im Oberteil 12 und im Unterteil 13 vorgesehen. Eine erste Längsbohrung 37 ermöglicht die Leitung des Fluids vom Einlaß 17 zu den rohseitigen Abschnitten der oberen Aufnahmebohrung 28. Die Ableitung des gefilterten Fluids vom reinseitigen Teil der oberen Aufnahmebohrung 28 zum Auslaß 18 erfolgt durch eine zweite Längsbohrung 38. Eine dritte Längsbohrung 39 im Unterteil 13 ermöglicht die Leitung des Schlamms von den unteren Aufnahmebohrungen 29 zum Schlammauslaß 19. Im Oberteil 12 sind weiterhin Anschlußbohrungen 40 zu Aufnahme der Drucksensoren 24 und deren Verbindung mit der ersten und zweiten Längsbohrung vorgesehen.

Die Längsbohrungen besitzen an beiden Stirnseiten des Ober- und Unterteils einen Ausgang. Einlaß 17, Auslaß 18 und Schlammauslaß 19 können daher entsprechend der geometrischen Gegebenheiten frei gewählt werden. Der jeweils andere Anschluß wird entweder dichtend verschraubt oder dient zur Erweiterung des Filtersystems um ein weiteres, modulares Gehäuse.

In Fig. 4 ist das Filtersystem von der Seite dargestellt, wobei Oberteil 12 und Unterteil 13 entlang von Querbohrungen 41 geschnitten dargestellt sind. In dieser Darstellung ist die Weise zu erkennen, in der die Längsbohrungen 37, 38, 39 mit den die Filterräume 10 bildenden Aufnahmebohrungen 28, 29 kommunizieren. Die Verbindung zwischen oberer Aufnahmebohrung 28 und zweiter Längsbohrung 38 ist durch eine Durchdringung dieser beiden Hohlräume gegeben. Die Verbindung zwischen der ersten Längsbohrung 37 mit den oberen Aufnahmebohrungen 28 und der dritten Längsbohrung 39 mit den unteren Aufnahmebohrungen 29 ist durch Längsbohrungen 41 realisiert. Diese dienen gleichzeitig als Aufnahme für die Einlaßventile 20 und die Auslaßventile 21 und sind dadurch verschließbar.

Die in Fig. 4 dargestellte Stellung der Ventile gewährleistet den Filtervorgang. Für den Rückspülvorgang werden die Ventile in die strichpunktiert dargestellte Stellung gebracht. Die Querbohrung 41 im Oberteil 12 kann derart angebracht sein, daß sie die obere Aufnahmebohrung 28 exzentrisch durchdringt. Dadurch entsteht im zu filternden Fluid ein zusätzlicher Drall mit Abscheidewirkung an den Innenwänden des Zwischenstückes 14. Außerdem wird die empfindliche Oberfläche des Filtereinsatzes vor einem horizontalen Aufprall des zu filternden Fluids bewahrt.

Bezugszeichenliste

10

Filterraum

11

Gehäuse

12

Oberteil

13

Unterteil

14

Zwischenstück

15

Filtereinsatz

16

Deckel

17

Einlaß

18

Auslaß

19

Schlammauslaß

20

Einlaßventil

21

Auslaßventil

22

Steuerung

23

Leitung

24

Drucksensor

25

Aufnahme

26

O-Ring

27

Gewindestange

28

obere Aufnahmebohrung

29

untere Aufnahmebohrung

30

Halterohr

31

Endscheibe

32

Trenneinsatz

33

Stützkörper

34

Filtermaterial

35

O-Ring

36

Trennlinie

37

erste Längsbohrung

38

zweite Längsbohrung

39

dritte Längsbohrung

40

Anschlußbohrung

41

Querbohrung

Claims

1. Filtersystem mit Rückspüleinrichtung, umfassend mindestens einen Filtereinsatz (15) in mindestens einem Filterraum (10), einem rohseitigen Filtereinsatz (15), einem reinseitigen Auslaß (18) und einem Schlammauslaß (19), wobei für den Schlammauslaß (19) und für den Einlaß (17) Verschlußorgane, insbesondere Einlaßventile (20) und Auslaßventile (21), vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das den Filterraum (10) bildende Gehäuse (11) modulartig aus mindestens einem Oberteil (12), mindestens einem Unterteil (13) und mindestens einem Zwischenstück (14) aufgebaut ist.

2. Filtersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Filtereinsätze vorgesehen sind, die in mehreren Filterräumen angeordnet sind, wobei auch mehrere Filtereinsätze in je einem Filterraum (10) angeordnet sein können.

3. Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (14) aus einem Halbzeug mit konstantem, mindestens einen Hohlraum bildendem Querschnitt, insbesondere einem Rohr, hergestellt sind.

4. Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ober- und Unterteil (12, 13) alle Anschlußteile, insbesondere Verschlußorgane, Anschlußstutzen und Meßeinrichtungen, aufnehmen.

5. Filtersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Filterraum (10) je ein Einlaßventil (20) zum Einlaß (17) hin, und ein Auslaßventil (21) zum Schlammauslaß (19) hin, aufweist.

6. Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Filtereinsatz (15) Bereiche unterschiedlicher Filterfeinheit aufweist.

7. Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Filtereinsatz (15) eine andere Filterfeinheit aufweist, als die anderen Filtereinsätze.

8. Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahmen für Drucksensoren am Einlaß (17) und am Auslaß und Mittel zur Ermittlung des Differenzdrucks, insbesondere Drucksensoren (24), sowie Mittel zur Ansteuerung der Verschlußorgane vorgesehen sind.