DE19956121A1 - Reinigungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung für Wasser mit einer Spaltrohr-Filteranordnung, bei der in einem wasserdichten Spaltrohr-Behälter ein Spaltrohr-Innenrohr mit kleinen Wasserdurchlaß-Öffnungen in seiner Rohrwandung angeordnet ist, bei der ferner ein zwischen dem Spaltrohr-Behälter und dem Spaltrohr-Innenrohr gebildeter Ringraum, an den die Wasserdurchlaß-Öffnungen angrenzen, in Längsrichtung von zu reinigendem Wasser durchströmt ist, bei der ferner aus dem Ringraum durch die Wasserdurchlaß-Öffnungen Wasser in gereinigter Form in das Spaltrohr-Innenrohr eintritt und aus diesem über eine Filtrat-Ablaufleitung nach außen ableitbar ist und bei der eine die Wasserdurchlaß-Öffnungen reinigende Rückspülung durch stoßförmige Druckbeaufschlagung des Innenraums des Spaltrohr-Innenrohrs Filtrat-Verbindungsleitung vorgesehen ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß der Spaltrohr-Filteranordnung ein Pufferspeicher mit einem wasserdichten Pufferspeicher-Behälter zugeordnet ist, der über eine Filtrat-Verbindungsleitung mit dem Spaltrohr-Innenrohr verbunden und im Betrieb zumindest weitgehend mit Filtrat gefüllt ist, daß der Pufferspeicher-Behälter eine Druckluftleitung zum Einleiten von Druckluftstößen für die Rückspülung aufweist, wobei die Druckluftleitung so an den Pufferspeicher-Behälter angeschlossen ist, daß aus diesem durch die Druckluftstöße nur von diesen verdrängtes Filtrat in das Spaltrohr-Innenrohr strömt, und daß der Pufferspeicher-Behälter in seinem ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung für Wasser mit einer Spaltrohr- Filteranordnung, bei der in einem wasserdichten Spaltrohr-Behälter ein Spaltrohr- Innenrohr mit kleinen Wasserdurchlaß-Öffnungen in seiner Rohrwandung angeordnet ist, bei der ferner ein zwischen dem Spaltrohr-Behälter und dem Spaltrohr-Innenrohr gebildeter Ringraum, an den die Wasserdurchlaß-Öffnungen angrenzen, in Längs­ richtung von zu reinigendem Wasser durchströmt ist, bei der ferner aus dem Rin­ graum durch die Wasserdurchlaß-Öffnungen Wasser in gereinigter Form in das Spaltrohr-Innenrohr eintritt und aus diesem über eine Filtrat-Ablaufleitung nach außen ableitbar ist und bei der eine die Wasserdurchlaß-Öffnungen reinigende Rückspülung durch stoßförmige Druckbeaufschlagung des Innenraums des Spaltrohr-Innenrohrs vorgesehen ist.

Eine derartige Reinigungseinrichtung mit einer Spaltrohr-Filteranordnung ist bei­ spielsweise in der EP-0936191-A2 beschrieben. Dabei besteht das Spaltrohr- Innenrohr aus einem gewickelten Dreikantdraht, dessen Querschnitt gleichschenklig ist und dessen Spitze zur Achse des Spaltrohr-Innenrohrs zeigt. Das den Ringraum durchströmende Wasser gelangt teilweise durch die engen Spalte zwischen den Ab­ schnitten des Dreikantdrahts in den Innenraum des Spaltrohr-Innenrohrs, wobei Fest­ stoffe an den Spalten abgeschieden werden. Da sich die Spalte allmählich zusetzen, müssen sie von Zeit zu Zeit gereinigt werden, was durch eine rückspülende stoßför­ mige Druckbeaufschlagung des Innenraums des Spaltrohr-Innenrohrs mit Luft oder Wasser erfolgt. Während bei einer aufwendigen Rückspülung mit Wasser ein geeig­ neter Wasser-Druckgenerator zur Verfügung stehen muß, gelangt bei einer einfache­ ren Rückspülung mit Druckluft diese in das System, was zu einer diskontinuierlichen Betriebsweise führt und aufwendige Entlüftungsmaßnahmen erforderlich macht.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsein­ richtung der genannten Art so auszubilden, daß für die Rückspülung ein Drucklufter­ zeuger angewendet werden kann, ohne daß die Gefahr des Eintretens von Druckluft in die Spaltrohr-Filteranordnung besteht.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Reinigungseinrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen dieses Anspruchs aufgeführten Merkmale aus, nämlich dadurch, daß der Spalt­ rohr-Filteranordnung ein Pufferspeicher mit einem wasserdichten Pufferspeicher- Behälter zugeordnet ist, der über eine Filtrat-Verbindungsleitung mit dem Spaltrohr- Innenrohr verbunden und im Betrieb zumindest weitgehend mit Filtrat gefüllt ist, daß der Pufferspeicher-Behälter eine Druckluftleitung zum Einleiten von Druckluftstößen für die Rückspülung aufweist, wobei die Druckluftleitung so an den Pufferspeicher- Behälter angeschlossen ist, daß aus diesem durch die Druckluftstöße nur von diesen verdrängtes Filtrat in das Spaltrohr-Innenrohr strömt, und daß der Pufferspeicher- Behälter in seinem oberen Bereich eine Entlüftungsleitung aufweist, durch die nach erfolgter Druckbeaufschlagung von Filtrat verdrängte Luft aus dem Pufferspeicher- Behälter nach außen gelangt.

Da hierbei die Druckluftstöße nur in den Pufferspeicher gelangen, erfolgt die Rück­ spülung der Spaltrohr-Filteranordnung ausschließlich mit dem im System vorhande­ nen Filtrat, also mit Wasser. Dadurch kann der Betrieb kontinuierlich erfolgen, und es sind keine störenden Entlüftungsmaßnahmen der Spaltrohr-Filteranordnung sowie des diese betreibenden Pumpenkreislaufs erforderlich. Der Betrieb ist somit unter Anwendung einer überall vorhandenen normalen Druckluftquelle einfach, preiswert und störunanfällig.

Die bevorzugte Maßnahme von Anspruch 2 erleichtert die Forderung, daß bei der Rückspülung keine Luft in die Spaltrohr-Filteranordnung und das daran angeschlos­ sene Rohrsystem eintritt.

Die weitere Ausbildung gemäß Anspruch 3 ist ausgesprochen einfach, preiswert und raumsparend, da das Spaltrohr-Innenrohr nur einseitig angeschlossen werden muß. Dabei sind die weiteren Merkmale der Ansprüche 4 und 5 besonders bevorzugt, weil einerseits durch die Ventillosigkeit eine besonders einfache Ausbildung vorliegt und andererseits die Rückspülung während einer Filtratentnahme erfolgen kann, ohne daß hierbei eine maßgebliche Reduzierung des Rückdrucks auftritt.

Die weiteren Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 6 und 7 ermöglichen wegen der Ventillosigkeit eine einfache sowie preiswerte Ausbildung, begünstigen den für die Rückspülung erforderlichen Aufbau eines Rückdrucks, führen zu einem vernach­ lässigbaren Filtratabfluß über die Entlüftungsleitung und erlauben dennoch ein aus­ reichendes Entlüften des Pufferspeichers nach jeder Druckluft-Stoßbeaufschlagung.

Die Merkmale von Anspruch 8 erlauben mit einfachen Maßnahmen ein wirksames Einhalten geeigneter Strömungs- und Druckverhältnisse.

Eine gemäß Anspruch 9 der Spaltrohr-Filteranordnung vorzugsweise parallel ge­ schaltete Pumpe verstärkt in dieser den Kreislauf (Querstrom, cross-flow) und be­ günstigt dadurch die Reinigungswirkung.

Alternativ zu einer besonders einfachen sowie preiswerten ventilfreien Ausbildung können die Entlüftungsleitung und/oder die Filtrat-Ablaufleitung gemäß Anspruch 10 ventilgesteuert ausgebildet sein.

Die Maßnahme von Anspruch 11 verhindert in besonders sicherer Weise ein Eindrin­ gen von Druckluft in die Spaltrohr-Filteranordnung.

Die bevorzugten Merkmale der weiteren Ansprüche 12 bis 19 befassen sich mit der Gestaltung des äußeren Kreislaufs der Reinigungseinrichtung und erlauben einen äußerst wirksamen Reinigungsbetrieb beispielsweise in Form einer PKW-Wasch­ anlage.

Die Ausbildung gemäß Anspruch 20 ist eine Alternative zum Anschluß der Filtrat- Ablaufleitung an die Filtrat-Verbindungsleitung und stellt im Falle der Ventillosigkeit bzw. bei geöffneter Filtrat-Ablaufleitung auch ohne Zusatzmaßnahmen sicher, daß bei der Rückspulung kein störender Druckstoßverlust auftritt.

Ein Aufbau gemäß Anspruch 21 ist bevorzugt, weil hierdurch in jedem Falle sicherge­ stellt wird, daß auch bei ungünstigsten Betriebsverhältnissen keine Luft in die Spalt­ rohr-Filteranordnung eintreten kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Ansicht eine Reinigungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 die Reinigungseinrichtung aus Fig. 1 innerhalb einer schematisch dar­ gestellten Gesamtanlage, wie einer PKW-Waschanlage.

Gemäß Fig. 1 weist eine Spaltrohr-Filteranordnung 10 einen wasserdichten, rohr­ förmigen, im vorliegenden Fall aufrecht angeordneten Spaltrohr-Behälter 12 auf, in dem sich unter Bildung eines äußeren Ringraumes 16 ein zentrisch angeordnetes Spaltrohr-Innenrohr 14 befindet. Dieses besteht aus einem gewickelten Dreikant­ draht, dessen Querschnitt gleichschenklig ist und dessen Spitze zur Achse des Spalt­ rohr-Innenrohrs 14 zeigt. Zwischen den Abschnitten des Dreikantdrahts vorhandene Spalte bilden kleine Wasserdurchlaß-Öffnungen 15 in der Wandung des Spaltrohr- Innenrohrs 14. Das aus dem Ringraum 16 durch die kleinen Wasserdurchlaß- Öffnungen 15 in den Innenraum des Spaltrohr-Innenrohrs 14 gelangende Wasser ist als Filtrat in hohem Maße gereinigt.

Der Spaltrohr-Behälter 12 ist im vorliegenden Fall seitlich oben mit einem Wasserzu­ lauf 18 und seitlich unten mit einem Wasserrücklauf 20 verbunden. Außerhalb des Spaltrohr-Behälters 12 ist der Wasserrücklauf 20 mit dem Wasserrücklauf 20 über eine der Spaltrohr-Filteranordnung 10 parallel geschaltete Pumpe 22 verbunden, die einen gegenüber dem normalen äußeren Wasserkreislauf beschleunigten inneren Wasser­ kreislauf - auch Querstrom oder cross-flow genannt - durch den Ringraum 16 sicher­ stellt. Dadurch wird das Filtrationsergebnis begünstigt, ohne daß hierzu ein zu erhöh­ ten Energieverlusten führender beschleunigter äußerer Wasserkreislauf erforderlich ist.

Im vorliegenden Fall befindet sich über dem Spaltrohr-Behälter 12 ein als Pufferspei­ cher-Behälter 26 ausgebildeter Pufferspeicher 24. Dieser ist an seiner Unterseite über eine relativ kurze und/oder mit relativ großem Strömungsquerschnitt ausgebildete Fil­ trat-Verbindungsleitung 28 mit der Oberseite des Spaltrohr-Innenrohrs 14 verbunden, so daß das in diesem unter Druck stehendes Filtrat in den Pufferspeicher-Behälter 26 aufsteigen und diesen ausfüllen kann.

An den Pufferspeicher-Behälter 26 sind oben eine ventilfrei ausgebildete, relativ enge Entlüftungsleitung 32 und im vorliegenden Fall seitlich oben eine Druckluftleitung 30 angeschlossen. Die letztere ist mit einer nicht dargestellten üblichen Druckluftquelle zum Aufbringen von Druckluftstößen für die Rückspülung der Spaltrohr-Filteranord­ nung 10 verbindbar.

An die Filtrat-Verbindungsleitung 28 ist im vorliegenden Fall eine bezüglich der Rück­ spülung ventilfrei ausgebildete Filtrat-Ablaufleitung 34 angeschlossen, über die saube­ res Filtrat entnehmbar ist.

Damit die Rückspülung bei vollem Betrieb, also auch bei laufender Filtratentnahme, störungsfrei und ohne störenden Druckverlust ablaufen kann, sind die baulichen Ver­ hältnisse dergestalt, daß der Strömungswiderstand der Filtrat-Ablaufleitung 34 wenig­ stens fünfmal so groß wie derjenige der Filtrat-Verbindungsleitung 28 ist.

Über die eigentlich nur zum Entlüften dienende Entlüftungsleitung 32 des mit unter Druck stehendem Filtrat gefüllten Pufferspeichers 24 kann wegen der Ventillosigkeit im Betrieb ständig Filtrat langsam austreten. Um die Verluste zu begrenzen, sollten die Bauverhältnisse so gewählt sein, daß der Wasseraustritt durch die Entlüftungsleitung 32 maximal etwa 1% des Wasseraustritts durch die Filtrat-Ablaufleitung 34 ausmacht. Das führt gleichzeitig auch dazu, daß der Druckstoß bei der Rückspülung nicht störend beeinflußt wird, während andererseits nach jeder Rückspülung ein ungehindertes Ent­ lüften des Pufferspeichers möglich ist.

Gemäß Fig. 2 ist eine symbolisch mit 38 bezeichnete PKW-Waschanlage an einen einen Schlammfang bildenden unterirdischen Behälter 36 angeschlossen, in dem sich der grobe Schmutz ansammelt, der von Zeit zu Zeit durch nicht dargestellte Mittel ent­ nommen wird. Der Wasserrücklauf 20 des Spaltrohr-Behälters 12 und die Entlüftungs­ leitung 32 des Pufferspeichers 24 sind miteinander verbunden und über eine gemein­ same Leitung 40 an den Schlammfang-Behälter 36 angeschlossen.

An einen Überlauf des Schlammfang-Behälters 36 ist ein als Ölabscheider ausgebil­ deter unterirdischer Behälter 42 mit einer Abscheiderwand 44 angeschlossen. Das sich ansammelnde Öl kann dem Behälter 42 von Zeit zu Zeit durch nicht dargestellte Mittel entnommen und/oder durch geeignete Maßnahmen abgebaut werden.

An einen Überlauf des Ölabscheider-Behälters 42 ist ein als Stapelbecken dienender unterirdischer Behälter 46 angeschlossen, aus dem zumindest teilweise gereinigtes Wasser über eine Förderpumpe 48 dem Wasserzulauf 18 des Spaltrohr-Behälters 12 zugeführt wird. Ein Ozonerzeuger 50 ist über eine Leitung 52 an den Stapelbecken- Behälter 46 angeschlossen, um in diesen die Wasserreinigung förderndes Ozon ein­ zuleiten. Über einen Überlauf 54 ist der Stapelbecken-Behälter 46 an die Kanalisation angeschlossen.

Auch wenn die Filtrat-Ablaufleitung 34 ventilgesteuert ist, ist es sinnvoll, die oben ge­ nannten Baurelationen zur Filtrat-Verbindungsleitung 28 bzw. zur Entlüftungsleitung 32 beizubehalten, damit auch bei ventilgesteuert offener Filtrat-Ablaufleitung 34 kein maßgeblicher Druckabbau erfolgt und nur vergleichsweise wenig Filtrat über die Ent­ lüftungsleitung 32 abströmt.

Claims (21)

1. Reinigungseinrichtung für Wasser mit einer Spaltrohr-Filteranordnung (10), bei der in einem wasserdichten Spaltrohr-Behälter (12) ein Spaltrohr-Innenrohr (14) mit kleinen Wasserdurchlaß-Öffnungen (15) in seiner Rohrwandung an­ geordnet ist, bei der ferner ein zwischen dem Spaltrohr-Behälter (12) und dem Spaltrohr-Innenrohr (14) gebildeter Ringraum (16), an den die Wasserdurch­ laß-Öffnungen (15) angrenzen, in Längsrichtung von zu reinigendem Wasser durchströmt ist, bei der ferner aus dem Ringraum (16) durch die Wasser­ durchlaß-Öffnungen (15) Wasser in gereinigter Form in das Spaltrohr- Innenrohr (14) eintritt und aus diesem über eine Filtrat-Ablaufleitung (34) nach außen ableitbar ist und bei der eine die Wasserdurchlaß-Öffnungen (15) reini­ gende Rückspülung durch stoßförmige Druckbeaufschlagung des Innenraums des Spaltrohr-Innenrohrs (14) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spaltrohr-Filteranordnung (10) ein Pufferspeicher (24) mit einem was­ serdichten Pufferspeicher-Behälter (26) zugeordnet ist, der über eine Filtrat- Verbindungsleitung (28) mit dem Spaltrohr-Innenrohr (14) verbunden und im Betrieb zumindest weitgehend mit Filtrat gefüllt ist,
daß der Pufferspeicher-Behälter (26) eine Druckluftleitung (30) zum Einleiten von Druckluftstößen für die Rückspülung aufweist, wobei die Druckluftleitung (30) so an den Pufferspeicher-Behälter (26) angeschlossen ist, daß aus die­ sem durch die Druckluftstöße nur von diesen verdrängtes Filtrat in das Spalt­ rohr-Innenrohr (14) strömt,
und daß der Pufferspeicher-Behälter (26) in seinem oberen Bereich eine Ent­ lüftungsleitung (32) aufweist, durch die nach erfolgter Druckbeaufschlagung von Filtrat verdrängte Luft aus dem Pufferspeicher-Behälter (26) nach außen gelangt.

2. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher-Behälter (26) niveaumäßig ganz oder teilweise oberhalb der Spaltrohr-Filteranordnung (10) angeordnet ist.

3. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Filtrat-Verbindungsleitung (28) die Filtrat-Ablaufleitung (34) ange­ schlossen ist.

4. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand der ventilfrei ausgebildeten Filtrat-Verbindungsleitung (28) klein gegenüber dem Strömungswiderstand der ventilfrei ausgebildeten Filtrat-Ablaufleitung (34) ist.

5. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand der Filtrat-Ablaufleitung (34) zumindest dem fünffachen des Strömungswiderstandes der Filtrat-Verbindungsleitung (28) entspricht.

6. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strömungswiderstand der ventilfrei ausgebildeten Entlüf­ tungsleitung (32) groß gegenüber dem Strömungswiderstand der ventilfrei ausgebildeten Filtrat-Ablaufleitung (34) ist.

7. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseraustritt durch die Entlüftungsleitung (32) maximal etwa 1% des Was­ seraustritts durch die Filtrat-Ablaufleitung (34) ausmacht.

8. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filtrat-Verbindungsleitung (28) im Vergleich zur ventilfrei ausgebildeten Filtrat-Ablaufleitung (34) und diese im Vergleich zur ventilfrei ausgebildeten Entlüftungsleitung (32) kleine Längen und/oder große Strö­ mungsquerschnitte haben.

9. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spaltrohr-Behälter (12) an einem Ende einen Wasserzulauf (18) sowie am anderen Ende einen Wasserrücklauf (20) aufweist und daß der Wasserzulauf sowie der Wasserrücklauf außerhalb des Spaltrohr-Behälters (12) strömungsmäßig über eine den Wasserdurchfluß durch den Ringraum (16) verstärkende, zur Spaltrohr-Filteranordnung (10) parallel geschaltete Pumpe (22) miteinander verbunden sind.

10. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlüftungsleitung (32) und/oder die Filtrat-Ablaufleitung (34) während der Druckbeaufbeschlagung für die Rückspülung ventilgesteuert ab­ sperrbar sind.

11. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckluftleitung (30) im oberen Bereich des Pufferspeichers (24) an diesen angeschlossen ist.

12. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wasserrücklauf (20) an einen Schmutzwasser enthaltenden Behälter (36) angeschlossen ist und daß der Wasserzulauf (18) über eine Förderpumpe (48) an einen zumindest teilweise gereinigtes Wasser enthal­ tenden Behälter (46) angeschlossen ist.

13. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlüftungsleitung (32) an einen Schmutzwasser aufneh­ menden Behälter (36) angeschlossen ist.

14. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Ozonerzeuger (50) an einen zumindest teilweise gereinigtes Wasser enthaltenden Behälter (46) angeschlossen ist.

15. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schmutzwasser aufnehmende Behälter (36) als ein an eine PKW-Waschanlage (38) angeschlossener Schlammfang ausgebildet ist.

16. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zumindest teilweise gereinigtes Wasser enthaltende Behäl­ ter (46) als ein über einen Überlauf mit einer Abwasser-Kanalisation (54) ver­ bundendes Stapelbecken ausgebildet ist.

17. Reinigungseinrichtung nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der als Schlammfang ausgebildete Behälter (36) ausgangsseitig mit einem als Ölabscheider ausgebildeten Behälter (42) und dieser ausgangs­ seitig mit dem als Stapelbecken ausgebildeten Behälter (46) verbunden sind.

18. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die als Schlammfang, als Ölabscheider und als Stapelbecken ausgebildeten Behälter (36, 42, 46) unterirdisch angeordnet sind.

19. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlüftungsleitung (32) und der Wasserrücklauf (20) mitein­ ander und über eine gemeinsame Leitung (40) mit dem als Schlammfang ausgebildeten Behälter (36) verbunden sind.

20. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filtrat-Verbindungsleitung (28) und die Filtrat-Ablaufleitung (34) an entgegengesetzten Enden des Spaltrohr-Innenrohrs (14) an dieses angeschlossen sind.

21. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spaltrohr-Filteranordnung (10) vertikal ausgerichtet und der Pufferspeicher (24) vollständig über dieser angeordnet sind.