DE202016101988U1

DE202016101988U1 - Filter mit verbesserter Effizienz und verbessertem Rückspülverhalten

Info

Publication number: DE202016101988U1
Application number: DE202016101988.5U
Authority: DE
Original assignee: FIBALON E K; FIBALON EK
Current assignee: FIBALON GMBH, DE
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2016-05-02
Anticipated expiration: 2026-04-15

Abstract

Filter, ausgebildet zum Filtern von Flüssigkeiten, aufweisend: – ein Gehäuse; – eine erste Öffnung, durch die die zu filternde Flüssigkeit in das Gehäuse eintreten kann oder aus diesem austreten kann; – eine zweite Öffnung, durch die die zu filternde Flüssigkeit in das Gehäuse eintreten kann oder aus diesem austreten kann; – eine Mehrzahl Filterelemente, die im Gehäuse angeordnet sind; – eine dritte Öffnung, die außerhalb eines Fluidstroms von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung angeordnet ist; und – ein erstes Stützelement, das gegenüber dem Gehäuse starr angeordnet ist und das bewirkt, dass sich die Filterelemente nicht zur dritten Öffnung bewegen können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Filter mit einer verbesserten Effizienz und einem verbesserten Rückspülverhalten. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Filter, bei dem die Filterelemente effizienter als im Stand der Technik genutzt werden.
Im Stand der Technik sind Filter bekannt, die ein Gehäuse aufweisen, in dem ein Filterelement angeordnet ist. Das Filterelement kann beispielsweise ein Kartuschenfilter sein. Während eines Reinigungsbetriebes durchläuft die zu filtrierende Flüssigkeit den Filter und insbesondere das Filtermaterial in einer ersten Richtung. Bei einem Filter des Standes der Technik sind die Filterelemente als Flächenfilter ausgebildet. Die in der zu reinigenden Flüssigkeit enthaltenen Partikel werden an der Oberfläche des Filterelements des Standes der Technik abgeschieden. Dadurch verringert sich der Querschnitt, durch den die zu reinigende Flüssigkeit fliesen kann und der Druck über den Filter erhöht sich. Solche Filter werden als Oberflächenfilter bezeichnet.
Sobald der Druck über den Filter einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, ist der Filter bzw. das Filterelement gesättigt. Das Filterelement muss entweder ausgetauscht werden oder es kann mittels eines so genannten Rückspülbetriebes, bei dem eine Flüssigkeit das Filterelement in der umgekehrten Richtung wie beim Reinigungsbetrieb durchströmt, gereinigt werden. An diesem Stand der Technik ist nachteilig, dass das Filterelement vergleichsweise schnell gesättigt ist und ein Rückspülbetrieb häufig erforderlich ist bzw. das Filterelement häufig ausgetauscht werden muss.
Zur Filtration von Wasser von Schwimmbädern werden Sandfilter eingesetzt. An diesem Stand der Technik ist nachteilig, dass große Mengen an Sand erforderlich sind und der Filter einen hohen Druckabfall verursacht, was eine leistungsstarke Pumpe erforderlich macht. Ein Sandfilter ist ein Beispiel für eine teilweise Tiefenfiltration, da sich die Partikeln in der zu reinigenden Flüssigkeit nicht nur am Rand des Filters sondern in einem Teil des Volumens des Filtersandes absetzen.
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, einen effizienteren Filter zu schaffen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Filter nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beanspruchen bevorzugte Weiterbildungen.
Ein erfindungsgemäßer Filter zum Filtern von Flüssigkeiten umfasst ein Gehäuse, eine erste Öffnung, eine zweite Öffnung, eine dritte Öffnung, eine Mehrzahl Filterelemente, die im Gehäuse angeordnet sind, und ein erstes Stützelement, das gegenüber dem Gehäuse starr angeordnet ist und das bewirkt, dass sich die Filterelemente nicht zur dritten Öffnung bewegen können. Durch die erste Öffnung kann die zu filternde Flüssigkeit in das Gehäuse eintreten oder aus diesem austreten. Durch die zweite Öffnung kann die zu filternde Flüssigkeit in das Gehäuse eintreten oder aus diesem austreten. Die dritte Öffnung ist außerhalb eines Fluidstroms von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung angeordnet. Mit anderen Worten, die dritte Öffnung ist nicht zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung angeordnet. Die dritte Öffnung kann eine Rückspülöffnung sein und/oder eine Öffnung sein, durch die gefilterte Partikel abgelassen werden können. Im Betrieb können die Mehrzahl Filterelemente auf dem ersten Stützelement angeordnet sein. Jedes der Mehrzahl Filterelemente filtert Partikel aus der Flüssigkeit. Sollte eines der Filterelemente mit Partikel gesättigt bzw. von diesen verstopft sein, bahnt sich die Flüssigkeit einen neuen Weg durch die Mehrzahl Filterelemente. Dadurch wird ein Druckanstieg während des Filterns vermieden. Dadurch wird die Tiefenfiltration erreicht. Mittels der dritten Öffnung kann der Filter auf einfache Weise rückgespült werden.
Die zweite Öffnung kann über der ersten Öffnung angeordnet sein und die dritte Öffnung kann unter der ersten Öffnung angeordnet sein.
Das Stützelement kann bei einer Ausführungsform zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Öffnung unter dem Stützelement angeordnet.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das erste Stützelement zwischen der ersten Öffnung und der dritten Öffnung angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Öffnung über dem Stützelement angeordnet. Wenn die erste Öffnung über dem Stützelement angeordnet ist, können Partikel, die von den Filterelementen herunterfallen, die erste Öffnung nicht verstopfen. Ferner werden bei dieser Ausführungsform keine Partikel, die aus den Filterelementen in einen Sammelbereich unter dem ersten Stützelement gefallen sind, aufgewirbelt.
Die zu reinigende Flüssigkeit tritt durch die erste Öffnung in den Filter ein und durchströmt dann die Mehrzahl Filterelemente. Die von den Filterelementen gefilterten Partikel können durch das Stützelement in Richtung dritter Öffnung fallen und abgelassen werden, wenn sich zu viele Partikel im Bereich der dritten Öffnung angesammelt haben. Der Sammelbereich ist unter dem ersten Stützelement und der dritten Öffnung ausgebildet. Im Sammelbereich werden die Partikel gesammelt, die aus den Filterelementen heruntergefallen sind.
Ferner ist es möglich, die Filterelemente rückzuspülen, wenn eine Flüssigkeit in einer Richtung durch die Filterelemente strömt, die der Strömungsrichtung beim Filtern der Flüssigkeit entgegengesetzt ist. Die Rückspülflüssigkeit kann durch die dritte Öffnung aus dem Filter austreten. Beispielsweise kann die zweite Öffnung verwendet werden, um eine Rückspülflüssigkeit in den Filter zu leiten.
Der Filter kann ein zweites Stützelement aufweisen, das gegenüber dem Gehäuse starr angeordnet ist und das zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung über dem ersten Stützelement angeordnet ist. Das zweite Stützelement verhindert, dass sich die Filterelemente in Richtung zweiter Öffnung bewegen können. Folglich befinden sich die Filterelemente stets zwischen dem ersten Stützelement und dem zweiten Stützelement. Das erste Stützelement und/oder das zweite Stützelement können ein Gitter, ein Lochblech, ein Netz, eine Trennschicht und/oder eine Stützschicht aufweisen. Die zu filtrierende Flüssigkeit kann das erster Stützelement und/oder das zweite Stützelement passieren bzw. durch das erste Stützelement und/oder durch das zweite Stützelement strömen.
Der Filter kann eine vierte Öffnung aufweisen, die über der zweiten Öffnung angeordnet ist. Durch die vierte Öffnung kann eine Rückspülflüssigkeit bzw. ein Rückspülfluid in den Filter eintreten, das durch die dritte Öffnung aus dem Filter austreten kann.
Die dritte Öffnung und/oder die vierte Öffnung können im Gehäuse ausgebildet sein. Dadurch tritt die Rückspülflüssigkeit am oberen Ende des Gehäuses in den Filter ein und am unteren Ende des Gehäuses aus dem Filter aus. Die vierte Öffnung kann am obersten Punkt des Gehäuses und die dritte Öffnung kann am niedrigsten Punkt des Gehäuses angeordnet sein. Dadurch wird sichergestellt, dass der Filter vollständig rückgespült werden kann.
Die erste Öffnung kann eine Einlassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit und die zweite Öffnung kann eine Auslassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit sein. Bei einer Ausführungsform können die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnung direkt im Gehäuse ausgebildet sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann sich eine Zuführleitung in das Gehäuse erstrecken, so dass die erste Öffnung entfernt vom Gehäuse am Ende der Zuführleitung ausgebildet ist. Ferner kann die zweite Öffnung entfernt vom Gehäuse am Ende einer Ablassleitung, die sich in das Gehäuse erstreckt, ausgebildet sein.
Bei einer Ausführungsform kann die zweite Öffnung eine Rückspüleinlassöffnung und die dritte Öffnung eine Rückspülauslassöffnung sein. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuerungseinrichtung des Filters dazu ausgebildet sein, in einem Filtrationsbetrieb zumindest ein erstes Ventil so zu schalten, dass die zu reinigende Flüssigkeit von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung strömt. Die Steuerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, in einem Rückspülbetrieb zumindest ein zweites Ventil so zu schalten, dass eine Rückspülflüssigkeit von der zweiten Öffnung zur dritten Öffnung strömt.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die vierte Öffnung eine Rückspüleinlassöffnung und die dritte Öffnung eine Rückspülauslassöffnung sein. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, in einem Filtrationsbetrieb zumindest ein erstes Ventil so zu schalten, dass die zu reinigende Flüssigkeit von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung strömt. Die Steuerungseinrichtung kann in einem Rückspülbetrieb zumindest ein zweites Ventil so schalten, dass eine Rückspülflüssigkeit von der vierten Öffnung zur dritten Öffnung strömt. Die Rückspülflüssigkeit fließt in der umgekehrten Richtung wie die zu reinigende Flüssigkeit. Ferner kommt lediglich der eigentliche Filterbereich in Kontakt mit der Rückspülflüssigkeit. Ein derartiger Filter ist für hohe Anforderungen geeignet, beispielsweise für Anwendungen im Bereich der Lebensmitteltechnologie.
Die erste Öffnung kann eine Auslassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit und die zweite Öffnung kann eine Einlassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit sein. Die dritte Öffnung kann eine Rückspüleinlassöffnung und die vierte Öffnung kann eine Rückspülauslassöffnung sein. Der erfindungsgemäße Filter kann so betrieben werden, dass die zu reinigende Flüssigkeit die Filterelemente von unten nach oben oder von oben nach unten durchlaufen kann. Dadurch ist der Filter besonders vielseitig bei vielen möglichen Anwendungen einsetzbar. Die Steuerungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, in einem Filtrationsbetrieb zumindest ein erstes Ventil so zu schalten, dass die zu reinigende Flüssigkeit von der zweiten Öffnung zur ersten Öffnung strömt, und in einem Rückspülbetrieb zumindest ein zweites Ventil so zu schalten, dass eine Rückspülflüssigkeit von der dritten Öffnung zur vierten Öffnung strömt.
Das erste und/oder das zweite Stützelement kann Öffnungen aufweisen, durch die das Fluid strömt. Bei einer Ausführungsform können die Größe der Öffnungen des ersten Stützelementes und/oder die Größe der Öffnungen des zweiten Stützelementes variabel einstellbar sein. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann die Größe der Öffnungen des ersten Stützelementes und/oder die Größe der Öffnungen des zweiten Stützelementes innerhalb des jeweiligen Stützelemente variieren. Mittels der variierenden Öffnungen und/oder der einstellbaren Öffnungen kann das Durchflussverhalten durch das jeweilige Stützelement verbessert werden.
Die Filterelemente können je aus einem Vlies und/oder aus einer Mehrzahl Fasern gebildet sein.
Die Filterelemente können je aus einem Fasergeflecht aus einer Mehrzahl Fasern gebildet sein. Die Fasern können miteinander zu einem Fasergeflecht verbunden sein.
Die Filterelemente bzw. Fasergeflechte filtern im Wesentlichen mittels der Fasern, aus denen die Filterelemente bzw. Fasergeflechte gebildet sind, im Fluid schwebende Feststoffe (Partikel), die sich an den Fasern anlagern und/oder agglomerieren. Die Fasergeflechte weisen aufgrund der Mehrzahl von Fasern eine vergleichsweise große Oberfläche auf. Die Oberfläche der Fasern kann mechanisch bearbeitet, beispielsweise aufgeraut, werden.
Das Fasergeflecht kann eine Mehrzahl synthetischer Fasern, eine Mehrzahl thermoplastische Fasern, eine Mehrzahl Polymerfasern, eine Mehrzahl Viskosefasern, eine Mehrzahl Polypropylenfasern, eine Mehrzahl natürlicher Fasern, eine Mehrzahl Baumwollfasern, eine Mehrzahl Cellulosefasern und/oder eine Mischung aus den genannten Fasern aufweisen. Die Fasern können mit einem löslichen polymeren Stoff, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Alginate, Polyacrylarte und/oder Cellulosederivaten beschichtet und/oder imprägniert sein, wodurch die Filtrationsleistung der Fasergeflechte weiter beeinflusst bzw. gesteigert werden kann.
Die Fasergeflechte können eine kugelförmige, eine ellipsoide, eine zylindrische, eine quaderförmige, eine würfelförmige oder eine andere dreidimensionale Form aufweisen. Bei einer Ausführungsform sind rotationssymmetrische Fasergeflechte bevorzugt.
Das Fasergeflecht kann eine längenbezogene Masse von etwa 1,7 dtex bis etwa 80 dtex aufweisen. Das Fasergeflecht kann im trockenen Zustand eine Dichte von etwa 10 kg/m³ bis etwa 60 kg/m³ aufweisen. Die Außenabmessung des Fasergeflechtes kann etwa 1 cm bis etwa 20 cm betragen.
Bei einer Ausführungsform kann der Kern eines Fasergeflechtes dichter als der äußere Bereich des Fasergeflechtes sein. Im Bereich des Kerns des Fasergeflechtes beträgt die Dichte etwa 35 kg/m³ bis etwa 60 kg/m³ und im äußeren Bereich des Fasergeflechtes beträgt die Dichte etwa 25 kg/m³. Die Partikel werden bei dieser Ausführungsform vorzugsweise durch das Innere der Fasergeflechte gehalten. Ferner wandern die Partikel vom äußeren Bereich des Fasergeflechtes in den inneren Bereich des Fasergeflechtes.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass eine Tiefenfiltration möglich ist. Die Partikel in der zu reinigenden Flüssigkeit werden über den gesamten Bereich der Filterelemente verteilt. Es ist kein Porositätsgradient vorhanden. Sobald einzelne Fasern der Filterelemente durch Partikel verstopft sind, bahnt sich die zu reinigende Flüssigkeit einen anderen Weg durch die Faserelemente. Die Partikel in der zu reinigenden Flüssigkeit werden dann von beliebigen anderen Fasern der Filterelemente festgehalten. Innerhalb eines Filterelementes kann die Dichte variieren. Das Filterelement kann in seinem äußeren Bereich eine größere Dichte als in seinem inneren Bereich aufweisen.
Die Filterelemente sind im Wesentlichen gleich ausgestaltet und können sich beliebig innerhalb des Gehäuses anordnen. Da die Filterelemente unterschiedliche Dichte aufweisen können, besteht nicht das Erfordernis, die Dichte mittels aufwändiger mechanischer Einrichtungen zusätzlich einzustellen.
Die Filterelemente verhindern das Entstehen eines Filterkuchens. Dadurch wird ermöglicht, dass der Filter eine lange Einsatzdauer aufweist, bevor er ausgetauscht bzw. rückgespült werden muss. Durch die bezeichneten Filterelemente ist kaum ein Druckanstieg zu verzeichnen. Eine druckminimale und energieminimale Filtration ist damit möglich.
Die Filterelemente des erfindungsgemäßen Filters sind einfach rückspülbar. Zum Rückspülen muss lediglich sichergestellt sein, dass das Rückspülfluid in eine andere Richtung strömt wie die zu reinigende Flüssigkeit.
Der erfindungsgemäße Filter weist ferner den Vorteil auf, dass die zu reinigende Flüssigkeit eine Temperatur von etwa 60°C haben kann, beispielsweise eine Temperatur in einem Bereich von etwa 2°C bis etwa 75°C, bevorzugt in einem Bereich von etwa 5°C bis etwa 70°C, mehr bevorzugt von etwa 50°C bis etwa 75°C, mehr bevorzugt in einem Bereich von etwa 55°C bis etwa 70°C. Kurzzeitig kann die Temperatur der Flüssigkeit im Filter, beispielsweise der Rückspülfluid, auf etwa 120° erhöht werden, beispielsweise auf einen Bereich von etwa 95° bis etwa 135°, bevorzugt von etwa 105° bis etwa 130°. Es ist ein Vorteil der synthetischen Fasern, beispielsweise der Polymerfasern, dass sie eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, die eine nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei
1 eine Ausführungsform zeigt, bei der die zu reinigende Flüssigkeit den Filter von unten nach oben durchläuft;
2 eine Ausführungsform zeigt, bei der die zu reinigende Flüssigkeit den Filter von oben nach unten durchläuft; und
3 eine dritte Ausführungsform zeigt.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Filters 100 mit einem Gehäuse 102, einer ersten Öffnung 106, einer zweiten Öffnung 108, einer dritten Öffnung 110 und einer vierten Öffnung 112. Die dritte Öffnung 110 befindet sich unterhalb der ersten Öffnung 106. Über der ersten Öffnung 106 ist ein erstes Gitter 114 angeordnet. Das zweite Gitter 116 befindet sich über dem ersten Gitter 114 und über Filterelementen 104, die auf dem ersten Gitter 114 übereinander angeordnet sind. Über dem zweiten Gitter 116 ist eine zweite Öffnung 108 angeordnet. Über der zweiten Öffnung 108 befindet sich eine vierte Öffnung 112.
Die Filterelemente 104 sind aus einem Vlies hergestellt. Die Filterelemente können Fasergeflechte sein, die aus einer Mehrzahl Polymerfasern gebildet sind. Die Filterelemente bzw. Fasergeflechte 104 können eine im wesentlichen rotationssymmetrische Form haben, beispielsweise können sie im Wesentlichen zylindrisch oder kugelförmig sein.
Die Filterelemente weisen beispielsweise eine Dicke (Querschnitt) von etwa 2 cm bis etwa 6 cm auf. Es können mehrere Schichten, beispielsweise etwa 3 bis etwa 30 Schichten, an Filterelementen 104 übereinander angeordnet.
Der Filter 100 wird von einer Steuerungseinrichtung 118 gesteuert. Bei einem ersten Betriebsfall, bei dem eine Flüssigkeit zu filtrieren ist, ist ein erstes Ventil 120 geöffnet, ein zweites Ventil 122 geschlossen und ein drittes Ventil 124 geschlossen. Die zu filtrierende Flüssigkeit strömt durch eine Einlassleitung 126 zur ersten Öffnung 106 und tritt in das Gehäuse 102 des Filters 100 ein. Die Flüssigkeit durchströmt anschließend die Filterelemente 104 bevor sie durch die zweite Öffnung und die Ablaufleitung 128 aus dem Filter 100 austritt.
Die Filterelemente filtern mit den Fasern der Fasergeflechte Partikel aus der zu reinigenden Flüssigkeit. Die Filterelemente 104 haben im Wesentlichen eine identische Dichte. Die Fasergeflechte 104 weisen in ihrem äußeren Bereich eine höhere Dichte als in ihrem inneren Bereich auf. Folglich entsteht eine Tiefenfilterwirkung, so dass Partikel gleichmäßig über den ganzen Bereich der Anordnung der Mehrzahl Filterelemente 104 verteilt sind.
Tendenziell lagern sich größer Partikel im äußeren Bereich der Fasergeflechte 104 und kleinere Partikel im inneren Bereich der Fasergeflechte 104 ab. Sobald ein Teil eines Fasergeflechtes mit Partikeln gesättigt ist, so dass keine oder kaum Flüssigkeit durch diesen Bereich strömen kann, strömt die Flüssigkeit durch einen anderen Bereich des gleichen Fasergeflechtes oder durch andere Fasergeflechte oder durch die Zwischenräume der Rotationskörper. Dadurch entsteht eine Tiefenfilterwirkung und der Filter kann mehr Partikel bzw. Flüssigkeit filtern, bevor er gesättigt ist. Dadurch wird zum einen das Entstehen eines Filterkuchens vermieden. Zum anderen entsteht lediglich ein niedriger Druckabfall über den Filter 100. Folglich benötigt der erfindungsgemäße Filter 100 keine leistungsstarke Pumpe.
Sobald die Filterelemente 104 bzw. Fasergeflechte 104 gesättigt sind, muss der Filter bzw. müssen die Filterelemente 104 rückgespült werden. Folglich schließt die Steuerungseinrichtung das erste Ventil 120 und öffnet das zweite Ventil 122 und das dritte Ventil 124. Anschließend strömt ein Rückspülfluid durch das zweite Ventil 122, die Rückspülzulaufleitung 132 und die vierte Öffnung 112 in den Filter 100. Nachdem die Rückspülflüssigkeit die Filterelemente 104 durchströmt hat, strömt sie durch die dritte Öffnung 110, eine Rückspülauslaufleitung 130 und das dritte Ventil 124 aus dem erfindungsgemäßen Filter.
Es wird auf 2 Bezug genommen, die eine zweite Ausführungsform oder einen zweiten Betriebsmodus zeigt. Bei dem in 2 gezeigten Fall strömt die zu reinigende Flüssigkeit über eine Zulaufleitung 228 und eine zweite Öffnung 108 in das Gehäuse 102 des Filters. Anschließend strömt die zu reinigende Flüssigkeit durch die Filterelemente 104 bzw. die Fasergeflechte 104 und strömt durch die erste Öffnung 106 und eine Auslaufleitung 226 aus dem Filter, wenn sich der Filter 100 im Reinigungsbetrieb befindet. Folglich sind im Reinigungsbetrieb das erste Ventil 120 und das zweite Ventil 232 geöffnet.
Die anderen Komponenten des Filters haben die gleiche Funktion wie bei dem ersten Fall gemäß 1. Daher werden im Sinne der Prägnanz die Ausführungen zu den übrigen Komponenten nicht wiederholt.
Beim Rückspülen der Filterelemente 104 werden das erste Ventil 120 und das vierte Ventil 232 geschlossen und das dritte Ventil 122 und das vierte Ventil 124 geöffnet. Anschließend strömt das Rückspülfluid durch das vierte Ventil 124, die Rückspülzulaufleitung 230 und die vierte Öffnung 112 in das Gehäuse 102. Nachdem die Filterelemente 104 rückgespült wurden, strömt das Rückspülfluid durch die dritte Öffnung, eine Rückspülablaufleitung 232 und das dritte Ventil 122 aus dem Gehäuse 102 des Filters 100.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform, deren Aufbau und Funktionsweise der ersten Ausführungsform entspricht, so dass auf deren Beschreibung verwiesen wird. Die erste Öffnung 306 ist über dem ersten Gitter 114 angeordnet.
Bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform können Partikel 140 von den Filterelementen 104 in einen Sammelbereich 138 herunterfallen, der sich zwischen dem unteren Stützelement 114 und der dritten Öffnung 110 befindet. Bei allen Ausführungsformen, können die Gitter 114, 116 eine beliebige Maschenweite aufweisen, die kleiner als die Abmessungen der Filterelemente 104 ist.
Es ist bevorzugt, dass das untere Gitter 114 eine größere Maschenweite als das obere Gitter 116 hat, damit die Partikel besser in den Sammelbereich 138 fallen können. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Maschenweite des ersten Gitters und/oder die Maschenweite des zweiten Gitters variabel einstellbar sein. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann die Maschenweite des ersten Gitters und/oder die Maschenweite des zweiten Gitters innerhalb des jeweiligen Gitters variieren. Mittels der variierenden Maschenweite und/oder der einstellbaren Maschenweite kann das Durchflussverhalten durch das Gitter verbessert werden.
Die dritte Ausführungsform hat den Vorteil, dass Partikel aus den Filterelementen 104 in den Sammelbereich 138 zwischen dem ersten Gitter 114 und der Öffnung 110 herunterfallen können, ohne dass die erste Öffnung verschmutzt wird. Ferner werden bei dieser Ausführungsform keine Partikel 140 durch die zu filtrierende Flüssigkeit aufgewirbelt, die sich unterhalb des Gitters 114 angesammelt haben.
Die zu reinigende Flüssigkeit durchströmt den Filter mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1 m/h bis etwa 45 m/h, vorzugsweise von etwa 5 m/h bis etwa 30 m/h.
Die zu filtrierende Flüssigkeit kann eine Temperatur von etwa 60°C aufweisen. Das Rückspülfluid kann eine Temperatur von etwa 120°C aufweisen. Da Fasergeflechte eine niedrigere Masse als Sand aufweisen, kann der Filter zuverlässiger und mit einem niedrigeren Energieeintrag thermisch desinfiziert werden.
Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass die zu reinigende Flüssigkeit den Filter in zwei unterschiedlichen Richtungen durchströmen kann. Dadurch ist der Filter vielseitig anwendbar. Ferner ist eine gute Rückspülbarkeit vorhanden. Das erste Gitter 114 stellt sicher, dass die Filterelemente 104 nicht im Schmutz 140 liegen. Die Schmutzpartikel 140 können sich unterhalb des ersten Gitters 114 und unterhalb der ersten Öffnung 106 im Sammelbereich 138 sammeln. Das Filtergehäuse 102 kann ein so genannter Halbschalenfilter sein.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass Partikel 140 von den Filterelementen 104 durch das Gitter 114 nach unten in den Sammelbereich 138 zwischen dem Gitter 114 und der ersten Öffnung 110 fallen können. Der Sammelbereich kann eine beliebige Größe aufweisen. Wichtig ist, dass die dritte Öffnung 110 einen derartigen Abstand vom ersten Gitter 114 aufweist, dass sich im Sammelbereich 138 Partikel 140 während einer vorbestimmten Betriebsdauer ansammeln können, ohne dass die Partikel 140 das erste Gitter 114 berühren. Die vorbestimmte Betriebsdauer kann vorzugsweise so gewählt sein, dass sie im Wesentlichen der Betriebsdauer zwischen zwei Rückspülvorgängen entspricht.

Claims

Filter, ausgebildet zum Filtern von Flüssigkeiten, aufweisend: – ein Gehäuse; – eine erste Öffnung, durch die die zu filternde Flüssigkeit in das Gehäuse eintreten kann oder aus diesem austreten kann; – eine zweite Öffnung, durch die die zu filternde Flüssigkeit in das Gehäuse eintreten kann oder aus diesem austreten kann; – eine Mehrzahl Filterelemente, die im Gehäuse angeordnet sind; – eine dritte Öffnung, die außerhalb eines Fluidstroms von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung angeordnet ist; und – ein erstes Stützelement, das gegenüber dem Gehäuse starr angeordnet ist und das bewirkt, dass sich die Filterelemente nicht zur dritten Öffnung bewegen können.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung über der ersten Öffnung angeordnet ist und die dritte Öffnung unter der ersten Öffnung angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stützelement zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stützelement zwischen der ersten Öffnung und der dritten Öffnung angeordnet ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein zweites Stützelement, das gegenüber dem Gehäuse starr angeordnet ist und das zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung über dem ersten Stützelement angeordnet ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stützelement und/oder das zweite Stützelement ein Gitter, ein Lochblech, ein Netz, eine Trennschicht und/oder eine Stützschicht aufweist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Öffnung über der zweiten Öffnung angeordnet ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Öffnung und/oder die vierte Öffnung im Gehäuse ausgebildet sind.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung eine Einlassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit ist und die zweite Öffnung eine Auslassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung eine Rückspüleinlassöffnung und die dritte Öffnung eine Rückspülauslassöffnung ist.
Filter, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, in einem Filtrationsbetrieb zumindest ein erstes Ventil so zu schalten, dass die zu reinigende Flüssigkeit von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung strömt, und in einem Rückspülbetrieb zumindest ein zweites Ventil so zu schalten, dass ein Rückspülfluid von der zweiten Öffnung zur dritten Öffnung strömt.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Öffnung eine Rückspüleinlassöffnung und die dritte Öffnung eine Rückspülauslassöffnung ist.
Filter, nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, in einem Filtrationsbetrieb zumindest ein erstes Ventil so zu schalten, dass die zu reinigende Flüssigkeit von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung strömt, und in einem Rückspülbetrieb zumindest ein zweites Ventil so zu schalten, dass eine Rückspülflüssigkeit von der vierten Öffnung zur dritten Öffnung strömt.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung eine Auslassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit ist und die zweite Öffnung eine Einlassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Öffnung eine Rückspüleinlassöffnung und die vierte Öffnung eine Rückspülauslassöffnung ist.
Filter, nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, in einem Filtrationsbetrieb zumindest ein erstes Ventil so zu schalten, dass die zu reinigende Flüssigkeit von der zweiten Öffnung zur ersten Öffnung strömt, und in einem Rückspülbetrieb zumindest ein zweites Ventil so zu schalten, dass ein Rückspülfluid von der vierten Öffnung zur dritten Öffnung strömt.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente ein Vlies umfassen.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filterelement ein Fasergeflecht umfasst, das je eine Mehrzahl Fasern aufweist und das von einer Flüssigkeit durchströmt werden kann.
Filter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser eine mechanisch aufgeraute Oberfläche aufweist.
Filter nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergeflecht zumindest eines von Folgendem aufweist: – eine Mehrzahl synthetischer Fasern; – eine Mehrzahl von thermoplastischer Fasern; – eine Mehrzahl von Polymerfasern; – eine Mehrzahl von Baumwollfasern; – eine Mehrzahl von Viskosefasern; – eine Mehrzahl von Polypropylenfasern; – eine Mehrzahl von Polyesterfasern; – eine Mehrzahl natürlicher Fasern; – eine Mehrzahl von Cellulosefasern; und/oder – eine Mischung aus den genannten Fasern.
Filter nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern mit zumindest einem von Folgendem beschichtet und/oder imprägniert sind: – einem löslichen polymeren Stoff; – Polyacrylamid; – Polyviylalkohol; – Alginate; – Polyacrylate; – Cellulosederivate.
Filter nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergeflecht im Wesentlichen eine – kugelförmige, – ellipsoide, – zylindrische, – quaderförmige – würfelförmige oder – eine andere dreidimensionale Form aufweist.
Filter nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass – das Fasergeflecht eine längenbezogene Masse von etwa 1,7 dtex bis etwa 80 dtex aufweist; – das Fasergeflecht im trockenen Zustand eine Dichte von etwa 10 kg/m³ bis etwa 60 kg/m³ aufweist; und/oder – die Außenabmessung des Fasergeflechtes etwa 1 cm bis etwa 20 cm betragen.
Filter nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern eines Fasergeflechts dichter als der äußere Bereich des Fasergeflechtes ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter dazu ausgebildet ist, dass im Einsatz eine Druckdifferenz zwischen etwa 5 mbar bis etwa 50 mbar, vorzugsweise von etwa 5 mbar bis etwa 15 mbar zwischen dem Einlass und dem Auslass herrscht.