DE2005051A1 - Röhrenförmiges Filter für die Filterung von Flüssigkeiten - Google Patents

Röhrenförmiges Filter für die Filterung von Flüssigkeiten

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DE2005051A1 DE19702005051 DE2005051A DE2005051A1 DE 2005051 A1 DE2005051 A1 DE 2005051A1 DE 19702005051 DE19702005051 DE 19702005051 DE 2005051 A DE2005051 A DE 2005051A DE 2005051 A1 DE2005051 A1 DE 2005051A1
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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K. Fincke
, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22
COMPTOIR DE LA FILTRATION
33, rue du Clos Verger, Venissieux (Rhone), Frankreich
Röhrenförmiges Filter für die Filterung von Flüssigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf röhrenförmige Filter und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf Filter mit einer Vorschicht, durch die sich ein vereinfachter Filteraufbau und eine Erleichterung in der Automatisierung des Betriebs von Einrichtungen ergibt, die solche Filter verwenden.
Die mit einer Vorschicht versehenen Filter dienen zur Filterung beliebiger Flüssigkeiten, zu denen Trinkwasser, industrielle Wasser, Abwasser, Ausflüsse, Wasser von Schwimmbecken, Öle und Kohlenwasserstoffe und außerdem die flüssigen Lebensmittel und andere Stoffe gehören. Die betreffenden Filter weisen für eine vollständige Filterung Hilfsmittel auf, wie Kieselerde, und ebenso Infusorien oder Kieselgut oder Asbestpuder und Zellulose oder auch Aktivkohle in pulverförmiger!! Zustand.
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Röhrenförmige Filter des zuvor genannten Typs enthalten generell eine Filterplatte, auf welcher die Filterhilfsmittel abgesetzt sind und durch die die zu filternde Flüssigkeit hindurchtritt, und zwar durch eine Vielzahl von zylindrischen Filterelementen oder Filterzylindern, an deren Umfang die jeweiligen Hilfsmittel anliegen.
Bei den tatsächlich angewandten Zylinderfiltern sind die Filterzylinder durch durchlöcherte Zylinderröhren gebildet, die zum Zwecke des Korrosionsschutzes im allgemeinen aus rostfreiem Stahl bestehen. Diese zylinderförmigen Röhren sind von einem Metallnetz umgeben, das ebenfalls aus rostfreiem Stahl besteht. Dieses Netz bildet den Träger für das Hilfsmittel. Daneben gibt es noch andere Zylinderfiltertypen, die z.B. mit gestapelten Scheiben oder mit einer durchlöcherten zylindrischen Röhre beginnen, auf welche ein Gewebe mit zylindrischem oder trapezförmigem Querschnitt aufgewickelt ist. Danach folgt ein V/ickelschritt, der so ausgeführt wird, daß er einen hinreiche.J geringen Zwischenraum frei läßt, um ein Eindringen der Hilfsmittel in das jeweilige Filter zu verhindern, aber den Durchtritt der zu filternden Flüssigkeit zu ermöglichen.
Die Funktion dieser Filter läßt sich in drei wesentliche Phasen zusammenfassen:
1) Die Vorschichif^der Filterzylinder geben in dem Filter das zu filternde Wasser oder die zu filternde Flüssigkeit ab, wobei das Hilfsmittel in bestimmten Verhältnissen zugesetzt wird. Dieser Vorgang wird solange ausgeführt, bis eine hinreichende Ablagerung des Hilfsmittels auf den Filterzylindern erreicht ist. Diese Ablagerung bildet die sogenannte Kuchenschicht, die die Reinigung der Flüssigkeit erlaubt.
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2) Die Inbetriebsetzung des Filters;die Vorschicht ist vollendet. Die zu filternde Flüssigkeit wird direkt zu den Filterzylindern hin geleitet; sie dringt unter ständiger wirkung einer Pumpe durch das Filter durch.
3) Die Reinigung des Filters; dieser Vorgang ist erforderlich, veil die Kuchenschicht des Hilfsmittels nach einer bestimmten Betriebszeit von Verunreinigungen gesättigt ist. Dieser Vorgang umfaßt die Herausnahme des Filters aus der entsprechenden Filteranordnung und die Behandlung der Filterzylinder in einem Gegenstrom von Wasser und ggfs. von Druck- i luft, die in einer Richtung zirkuliert, welche zu der Gebrauchseinrichtung des Filters entgegengesetzt ist. Das 'Jasser tritt in das Innere der Filterzylinder ein und dringt nach außen, wobei es aus der Kuchenschicht das Hilfsmittel und die abgelagerten Verunreinigungen mitnimmt.
Der Hauptnachteil dieser Filter liegt in dem Hersteilpreis der die Filter bildenden Filterzylinder, die av.~ nründ«n der Korrosionsgefahr aus rostfreiem Stahl bestehen.
Ein weiterer Nachteil besteht in der Spülung der Zylinder, ur :
außerdem liegt ein Nachteil darin, dal: dieser Spülvorganc nicht nur ggfs. einen zweiten Apparat erforderlich rr.ackt, was für die Kapazität des Filters vichtig ist, sondern auch ( einen manuellen Eingriff der Pedien-.jngsperson, die die "eräte überwacht.
Zum anderen erfordern die Spülungen häufig eine große V.'assermenge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Filter zu schaffen, das die vorstehend aufgezeigten Nachteile nicht aufweist und das besoncU-~«5 einfach aufgebaut ist.
c ο ρ 8 3 ε /1 ε 6 o
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch ein röhrenförmiges Filter für die Filterung von Flüssigkeiten, unter Verwendung einer durchlöcherten Röhre^die an ihrem einen Ende verschlossen ist und an ihrem anderen Ende eine Befestigung an einer Aufnahme ermöglicht und die in einer zylindrischen Filternetzschicht angeordnet ist, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Röhre entspricht« Dieses Filter ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre aus einem Kunststoff oder einem elastischen Material besteht sowie einen Längsschlitz und Außenrippen aufweist, fe zwischen denen die einen Durchtritt der zu filternden Flüssigkeit ermöglichenden Löcher vorgesehen sind, daß die Breite des Längsschlitzes und die Abmessungen der Rippen so gewählt sind, daß in dem Fall, daß die beiden Kanten des Längsschlitzes mitteinander in Kontakt gelangen, durch die damit verbundene radiale Verformung der Röhre das Filternetz nicht mit den Bodenflächen der Rippenzwischenräume in Kontakt gelangt.
Entsprechend dem Betrieb des Filters steigt der Druckunterschied zwischen dessen Innen- und Außenseiten an, und zwar auf Grund zunehmender Belastungsabnahme. Dies führt dazu, daß sich auf den Filterflächen Verunreinigungen absetzen. Die vorgesehene Filter-Längsöffnung besitzt die Neigung, sich zu P schließen; die Filterschicht zieht sich dabei unter entsprechender Krümmung in die Rippenzwischenräume hinein. Setzt man die Umlaufpumpe' für die zu filternde Flüssigkeit still, so wird der Differenzdruck schnell zu Null. Dies führt dazu, daß die Filterschicht stark in ihren ursprünglichen zylindrischen Zustand zurückgeführt wird, und zwar auf Grund der Elastizität der die Rippen aufweisenden Röhre. Bei der Filterschicht tritt dabei eine Art Ausdehnung auf, derzufolge die Verunreinigungen, die sich auf der Außenfläche angesammelt haben, von diesir/ibgelöst werden, bzw. die Kuchenschicht zerbricht und fällt ab, wenn
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das Filter zuvor von der Schicht umgeben war.
In vorteilhafter Weise ist das die Filterschicht bildende Gewebe durch Kunstfasern gebildet, wie durch Superpolyamid, Propylen oder andere Kunststoffe«
Vorzugsweise ist die an dem geschlossenen Ende der Röhre vorgesehene Schicht verschlossen;mit ihrem anderen Ende kann die Schicht an dem anderen Ende der Röhre in geeigneter Weise befestigt sein, wie durch Kleben, durch Schweißen, durch
Sprengringe oder durch andere Elemente. |
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Röhrenfilters näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht einer Rippen aufweisenden Röhre, wie sie für den Aufbau eines Filters verwendet wird. Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt des Filters gemäß der Erfindung. Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Fig. 2 eingetragenen Schnittlinie 3-3.
Fig. 4 zeigt in einer entsprechenden Ansicht wie Fig. 3 das Filter nach einer bestimmten Betriebszeit.
Fig. 5 zeigt in einem Axialschnitt eine mehrere Filter gemäß der Erfindung enthaltende FiIteranordnung.
Fig. 6 zeigt schematisch den Filterkreis einer Filteranlage, die mit Filtern gemäß der Erfindung ausgestattet ist.
Das röhrenförmige Filter oder der Filterzylinderträger 2 besteht im wesentlichen aus einer zylindrischen Röhre 3, die aus einem elastischen Kunststoff gebildet ist und die am Umfang eine Vielzahl von Rippen 4 aufweist.
Die Röhre weist zum anderen einen Längsschlitz 5 auf, und ferner enthält sie eine Vielzahl von Löchern 6, die aus den Innenteilen zwischen den Rippen 4 ausgeschnitten sind. Zum
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anderen weist die Röhre an ihrem inneren Ende einen Verschlußteil 7 auf, der vorzugsweise aus einem elastischen Material besteht.
Das äußere Ende der Röhre 3 ist mit einer Schraubenmuffe 8 versehen, die eine Befestigung an einer das Filter tragenden Platte einer Filteranordnung 9 ermöglicht. Die Muffe ist an der Röhre 3 in geeigneter Weise befestigt, wie durch eine Klebverbindung, durch Schweißung oder auf andere Weise.
^ Ein die Filterschicht 10 bildendes Filternetz umgibt völlig die Röhre 3, das Verschlußteil 7 und einen Teil der Muffe 8. Das Filternetz ist an der Muffe durch einen Falz 12 befestigt, und zwar mit Hilfe eines Sprengringes 13. Dieses Netz kann dabei in geeigneter Weise befestigt sein, wie durch Ankleben, Anschweißen oder durch andere Mittel.
Es sei bemerkt, daß der Durchmesser der Filterhülle 10 genau an den Innendurchmesser der Röhre 3 angepaßt ist.
Der Filterzylinderträger wirkt in folgender Weise: Der in Fig. 6 dargestellte Filterkreis enthält die Filteranordnung 9, die mit röhrenförmigen Filtern 2 gemäß der Erfindung, ψ mit einer Pumpe 14, mit einem Dreiwege-Absperrschieber 15, mit einer Nutzeinrichtung 16, die irgendeine Einrichtung sein kann, wie z.B. ein Schwimmbad, ein Vorratsbehälter oder eine andere Einrichtung, mit einem Verbraucherkreis 17, der durch stark ausgezogene Linien dargestellt ist, und mit einem durch gestrichelte Linien angedeuteten Kreis 18, in dem sich die erwähnte Vorschicht befindet, versehen ist.
Die Vorschicht der Filter 2 ist in herkömmlicher Weise ausgeführt:
Das Hilfsmittel 19 befindet sich in dem Unterteil des Troges
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der Filteranordming 9, und in dem die Vorschicht 18 enthaltenden Kreis läuft der Betrieb in der Richtung ab, wie dies durch die Pfeile in Fig. 6 veranschaulicht ist. Die Torschicht vird während einer bestimmten Zeitspanne betrieben, während der sich das Hilfsmittel auf dem Umfang der Filter ablagert und somit die "Kuchenschicht" bildet. Am Ende dieses Betriebs wird der Vorschichtkreis unterbrochen, und außerdem wird durch den gleichen Elektro-Absperrschieber die Verbraucherleitung 17 wirksam gemacht.
Der Umlauf der Filterflüssigkeit erfolgt in der Richtung, wie sie in Fig. 6 durch die Pfeile angedeutet ist. Dieser Flüssigkeitsumlauf entspricht iri Bezug auf die Filter 2 einem Umlauf von außen nach innen.
Der Flüssigkeitsumlauf wird mit Hilfe der Pumpe 14 verstärkt, wobei jeder von der Kuchenschicht 20 umgebene Filterzylinder einem Druck ausgesetzt ist und einen Belastungsverlust hervorruft. Dieser Belastungsverlust nimmt in dem Maße zu, wie die Filter—Kuchenschicht durch Verunreinigungen beladen wird.
Der vorhandene Druckunterschied zwischen der Außenseite und der Innenseite oder der differentielle Druck wirkt auf die Filterschicht 10 mit der Folge, daß eine Verengung der Röhre auftritt, und zwar bis die beiden Kanten des Schlitzes 5 einander berühren, wie dies Figl δ verdeutlicht.
Wie in Fig. 4 dargestellt, hat sich die Schicht 10 in die Rippenzwischenräume hineingezogen, wobei die Größe des Spaltes 5 und die Abmessungen der Rippenzwischenräume derart sind, daß die Schicht 10 nicht mit der Grundfläche der Rippenzwischenräume in Kontakt gelangt und daß der Flüssigkeitsdurchtritt durch die Rippenzwischenräume erhalten bleibt. Diese
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Flüssigkeit wird anschließend zufolge der Löcher 6 zum oberen Teil des Troges der FiIteranordnung 9 hin geleitet, und zwar nach Durchtritt durch die Mitte der Filter 2.
Hält man in diesem Augenblick die Pumpe 14 an, so sinkt der Druckunterschied sofort auf Null ab. Die Röhre 3 gelangt dann plötzlich in ihre Ausgangslage, wodurch die Schichthülle 10 ausgedehnt wird. Dadurch verschwinden die zuvor gebildeten Einbuchtungen.
Diese plötzliche Spannung der Schichthülle 10 bewirkt ein Aufreißen der durch das Hilfsmittel und die festgehaltenen Verunreinigungen gebildeten Kuchenschicht 20, deren Bestandteile auf Grund der Schwerkraft auf den Boden des Filters absinken.
Wenn man erkennt, daß das Hilfsmittel nicht zu viele Verunreinigungen trägt und die Möglichkeit besteht, dieses Hilfsmittel für die Bildung einer neuen Kuchenschicht wieder zu verwenden, dann genügt es, diese Anordnung wieder in den Vorschichtkreis einzuführen, bis eine neue Kuchenschicht erhalten ist.
Das Stillsetzen der Pumpe hat jedoch zur Folge, daß die Kuchenschicht durchlüftet wird. Wie an sich bekannt, kann dieser Vorgang ohne weiteres automatisch ausgeführt werden. Es genügt, in der Einrichtung einen Differenzdruckregler vorzusehen, der die Stillsetzung der Pumpe 14 steuert, wenn der Druckunterschied einen bestimmten Wert annimmt. Dabei erfolgt nach einer relativ kurzen Zeit der Fuir.penanlauf, und der Absperrschieber 15 wird in die Vorschicht-Lage gesteuert. Die umgekehrte Einstellung des Absperrschiebers kann in gleicher '/eise durch den betreffenden Druckregler gesteuert werden, wenn der Druckunterschied einen bestimmten Schwellwert erreicht,
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der dem Ende der Ausbildung der Kuchenschicht entspricht.
In dem Fall, daß das Hilfsmittel z.B. nach einer bestimmten Anzahl von Belüftungen nicht mehr richtig wieder erhalten wird, muß die Pumpe 14 stillstehen bleiben, um der Bedienperson zu ermöglichen, das benutzte Hilfsmittel durch ein neues Hilfsmittel .zu ersetzen . Die Abfuhr des Hilfsmittels wird durch den Ablaßsperrschieber 11 bewirkt, der in dem Unterteil des Troges der FiIteranordnung 9 vorgesehen ist.
In jedem Fall ist es unnötig, zum Zerbrechen der Kuchenschicht λ in die Filter 2 einen Gegenstrom einzuführen. Es genügt vielmehr, allein die Pumpe 14 sillzusetzen.
Es sei bemerkt, daß darüber hinaus der Druckunterschied, bei dem die Filterbetrieb-Stillsetzung erfolgen muß, erhöht ist, und außerdem tritt die Ausdehnung der Röhre 3 plötzlich auf. Die dabei auftretende Wirkung des Zerplatzens oder Zerspringens der Kuchenschicht ist wirkungsvoll.
Sämtliche vorstehend erläuterten Vorgänge werden automatisch ohne manuellen Eingriff ausgeführt. Auf diese Weise sind eine bedeutende Verbesserung in der Leistung einer Filteranlage und eine einfache Betriebsweise erzielt. \
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Claims (3)

  1. Patentansprüche
    Röhrenförmiges Filter für die Filterung von Flüssigkeiten, unter Vervendung einer durchlöcherten Röhre,die an ihrem einen Ende verschlossen ist und an ihrem anderen Ende eine Befestigung an einer Aufnahme ermöglicht und die in einer zylindrischen Filternetzschicht angeordnet ist, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Röhre entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (3) aus einem Kunststoff oder einem elastischen Material besteht sovie einen Längsschlitz (5) und Außenrippen (4) aufweist, zwischen denen die einen Durchtritt der zu filternden Flüssigkeit ermöglichenden Löcher (6) vorgesehen sind, und daß die Breite des Längsschlitzes (5) und die Abmessungen der Rippen (4) so gewählt sind, daß in dem Fall, daß die beiden Kanten des Längsschlitzes (5) miteinander in Kontakt gelangen, durch die damit verbundene radiale Verformung der Röhre (3) die Filternetzschicht (10) nicht mit den Bodenflächen der Rippenzwischenräume in Kontakt gelangt.
  2. 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filternetzschicht (10) aus einem Kunstfasergevebe besteht, vorzugsweise aus Superpolyamid oder Propylen.
  3. 3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem verschlossenen Ende der Röhre (3) vorgesehene Ende der Filternetzschicht (10) ebenfalls verschlossen ist und daß das andere Ende der Filternetzschicht (10) an dem anderen Ende der Röhre (30) befestigt ist, wie durch Klebverbindung, Schweißverbindung, Sprengringe oder andere Elemente.
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