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Die Erfindung betrifft einen Anschwemmfilter zum Filtern von Flüssigkeiten.
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Derartige Anschwemmfilter enthalten einen Behälter, der einen Raum für unfiltrierte Flüssigkeiten und einen Raum für filtrierte Flüssigkeiten aufweist, die durch eine Trennwand getrennt sind, wobei an der Trennwand Filterrohre angeordnet sind, die jeweils eine Filterstruktur besitzen.
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Die zu filtrierende Flüssigkeit wird mit einem Filterhilfsmittel unter Druck zugeführt, derartige Anschwemmfilter werden deshalb auch als Druckanschwemmfilter bezeichnet.
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Hierzu sind im Stand der Technik verschiedene Ausführungen bekannt.
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Beispielsweise ist in
WO 2011/003490 A1 ein Anschwemmfilter zum Filtern von Getränken beschrieben, bei denen Filterkerzen an einer Trennwand angeordnet sind, deren die Filterstruktur aufweisende Filterabschnitte einen Abschnitt erhöhter Flexibilität besitzen.
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Die bekannten Anschwemmfilter nutzen ein poröses Gewebe, auf dem der Anschwemm-Stoff durch eine Wasserströmung anhaftet und sich die Poren verkleinern. Als Anschwemm-Stoffe werden üblicherweise fein gemahlene(s) Kieselgur, Perlit, Asbest oder Cellulose eingesetzt. Dazu können sekundäre Stoffe wie Aktivkohle angeschwemmt werden.
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Die bekannten Ausführungen der Anschwemmfilter weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Hierzu zählen insbesondere:
- 1. Die trockenen Stäube der Anschwemm-Stoffe gelten als krebserregend.
- 2. Die Oberfläche der Anschwemm-Stoffe wird häufig von Flocken aus einem vorgelagerten Verfahrens-Schritt verschlossen.
- 3. Bei einem Stromausfall muss der bisher genutzte Anschwemm-Stoff aus hygienischen Gründen entsorgt und durch einen neuen Anschwemm-Stoff ersetzt werden.
- 4. Der Prozess des Neu-Anschwemmens ist häufig nur manuell durchführbar.
- 5. Der Prozess des Neu-Anschwemmens und des Filterns ist nur ungenügend beobachtbar.
- 6. Bereiche des Gewebes, an deren Oberfläche keine Anlagerung des Anschwemm-Stoffes stattgefunden hat, können häufig nicht erkannt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Ausführung für Anschwemmfilter zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Anschwemmfilter gelöst, der die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Anschwemmfilter zeichnet sich dadurch aus, dass er eine Zyklonvorfilterstufe und eine tubulare Form aufweist.
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Die Zyklonvorfilterstufe enthält vorzugsweise eine oder mehrere Zyklon-Filter-Elemente oder Zyklon-Filter-Gruppen, die hydraulisch vor einer anderen Filteranordnung angeordnet sind.
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Damit wird erreicht, dass der Anschwemmfilter resistent gegenüber einer im Verfahren auftretenden Flockung wird.
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Mit den bekannten Druck-Anschwemmfiltern können Phosphate und andere gelöste Stoffe nicht abgetrennt werden, so dass eine Flockung der Phosphate und anderer gelöster Stoffe häufig zur Schließung der Poren in den Anschwemmschichten führt.
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Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Flocken einer Flockung von der Anschwemm-Schicht in ausreichendem Maße fern gehalten werden und dass Verschmutzungen im Partikel-Größen-Bereich der Zyklonvorfilterstufe von der Anschwemm-Schicht fern gehalten werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, eine oder mehrere Zyklon-Filter-Gruppen in einem gemeinsamen Behälter einer nachfolgenden Filteranordnung oder in einem eigenen Behälter hydraulisch vor der nachfolgenden Filteranordnung anzuordnen.
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Bei einem einzelnen Zyklon-Filter ist die Bauhöhe in axialer Richtung von der Größe des Volumenstromes abhängig. Mit dieser Ausführung wird erreicht, dass durch parallele Anordnung mehrerer kleiner Zyklon-Filter die Bauhöhe aller kleinen Zyklon-Filter reduziert werden kann und damit die Bauhöhe der gesamten Zyklonvorfilterstufe geringer ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sehen vor, dass eine oder mehrere Zyklon-Filter-Gruppen in einem gemeinsamen Behälter einer nachfolgenden Filteranordnung oder in einem eigenen Behälter hydraulisch vor der nachfolgenden Filteranordnung angeordnet sind.
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Ferner können eine oder mehrere Zyklon-Filter-Gruppen in einem gemeinsamen Behälter einer hydraulisch nachfolgenden Filterung oder in einem eigenen Behälter hydraulisch vor der nachfolgenden Filterung angeordnet sein.
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Damit wird vermieden, dass die Zyklon-Filter dem Druck des gesamten Rohrnetzes plus der eigenen hydraulisch bedingten Druckdifferenz unterliegen.
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Es wird damit erreicht, dass die Druck-Beständigkeit des Behälters, in dem die Zyklonvorfilterstufe platziert ist, genutzt werden kann und dass die Druckbeständigkeit des Behälters, in dem die Zyklonvorfilterstufe platziert ist, im Bereich hydraulisch vor der Zyklonvorfilterstufe nur um den Druckverlust in einem Zyklon-Filter erhöht werden muss.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Anschwemmstoffe aus wasserlöslichen Verpackungen zugeführt werden.
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Damit wird verhindert, dass die Anschwemmstoffe (Kieselgur, Perlite, Cellulose, Asbest), die im Verdacht stehen, krebserregend zu sein, nicht manuell in den Kreislauf eingebracht werden müssen. Die Anschwemm-Stoffe können so staubfrei vom Betriebspersonal verarbeitet werden.
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Ferner ist es möglich, dass am Behälter eine Kameralanze mit einer Endoskopkamera lösbar angeordnet ist. Zweckmäßigerweise wird die Kameralanze mittels eines längenveränderlichen Tauchrohrs in den Behälter ragend angeordnet.
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Bei den im Stand der Technik bekannten Anschwemmfiltern wird die Anschwemmschicht im Druckanschwemmfilter oft nicht ebenmäßig ausgebildet und kann häufig nicht beobachtet werden. Die Anschwemmschicht und die Ansammlung der abgetrennten Partikel im Sammel-Raum des Zyklon-Filters kann nur durch eine integrierte Kamera beobachtet werden.
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Mit der beschriebenen Ausführung wird erreicht, dass Bereiche des Behälters, die einer besonderen Beobachtung unterliegen müssen, über vorinstallierte Öffnungen mit den notwendigen Anschluss-Armaturen jederzeit mit einer Endoskop-Kamera ausgestattet werden können und die Bilder genutzt und oder aufgezeichnet werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass die Zyklonvorfilterstufe ein Tauchrohr enthält, dessen Länge veränderlich ist.
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Die Trenngröße der Partikel in der Flüssigkeit ist von der Rotationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit abhängig. Mit dieser Ausführung wird erreicht, dass die Trenngröße der Partikel auf die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden kann. Die Rotationsgeschwindigkeit kann durch Längenveränderung des Tauchrohres zum Beispiel mittels eines Gewindes erreicht werden. Diese Längenveränderung bewirkt eine Veränderung des Ringspaltes.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Zyklonvorfilterstufe eine Wendeplatte, deren Position verändert werden kann.
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Auch hiermit wird erreicht, dass die Effektivität der Filterung, die von der maximalen Rotationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit abhängig ist, beeinflusst werden kann. Durch die kegelförmige Form der Zyklonvorfilterstufe wird die rotierende Flüssigkeit weiter beschleunigt und die Zentrifugal-Kräfte erhöht. Die Flüssigkeit strömt dabei an der Peripherie nach unten. In einer Position kommt es dabei zur Umkehr der Strömungsrichtung. Die Flüssigkeitssäule im Zentrum fließt nach oben. Die Abtrennung der Partikel wird dabei durch eine Wendeplatte unterstützt. Durch die Einstellung der Höhe der Wendeplatte mit einem Gewinde kann die Effektivität der Filterung optimiert werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
- 1 einen Schnitt durch ein Zyklon-Filter-Element
und
- 2 die Ansicht einer Kameralanze.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 erläutert den Aufbau und die Wirkungsweise eines Zyklon-FilterElements. Eine in das Zyklon-Filter-Element einströmende Flüssigkeit wird so geleitet, dass Partikel, die von der Flüssigkeit abgesondert werden sollen, durch Zentrifugalkräfte abgeschieden werden. Das Zyklon-Filter-Element enthält ein Einströmteil 1, welches am oberen Ende eine Einströmöffnung 1.1 aufweist, durch welche die Flüssigkeit einströmt, und einen Konusschaft 1.2, in den die rotierende Flüssigkeit einströmt. Im Inneren des Konusschafts 1.2 befindet sich ein Tauchrohr 2.1, durch das die Flüssigkeit ausströmt. Zwischen der Außenfläche des Tauchrohrs 2.1 und der Innenfläche des Konusschafts 1.2 befinden sich Leitschaufeln 3, welche die einströmende Flüssigkeit in Rotation versetzen. Durch die kegelige Form des Konusschafts 1.2 wird die rotierende Flüssigkeit weiter beschleunigt und die Zentrifugal-Kräfte weiter erhöht. Die Flüssigkeit strömt dabei an der Peripherie in einem Ringspalt 4 nach unten. Durch Längenverstellung des Tauchrohres 2.1 mittels Gewinde 1.1 kann der Ringspalt 4 verändert werden. In einer unteren Position stößt der Flüssigkeitsstrom auf die Wendeplatte 5.1. Dabei kommt es zur Umkehr der Richtung und die FlüssigkeitsSäule im Zentrum strömt durch das Tauchrohr 2.1 nach oben und verlässt das Zyklon-Filter-Element an der Oberseite des Ausströmteils 2. Die Wendeplatte 5.1 befindet sich an einer Wendeeinrichtung 5, die mittels eines Wendegewindes 5.2 höhenverstellbar am Konusschaft 1.2 befestigt ist. Die Wendeplatte 5.1 unterstützt die Abtrennung der Partikel und beeinflusst die Effektivität der Filterung.
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In 2 ist eine Kameralanze dargestellt. Sie enthält einen durchgehenden rohrförmigen Schaft 6, an dessen einen Ende sich ein Kamerakopf 7 befindet. Die Kameralanze wird an einem Anschluss des Behälters für einen Anschwemmfilter montiert. Hierzu dient ein Gewindestutzen 8.1, der an einem Kugelhahn 8 angebracht ist. Die Position des Kamerakopfs 7 ist manuell einstellbar und nur von der Länge des Schafts 6 abhängig. Die elektrischen Signale des Kamerakopfs 7 werden vom Anschlusskabel 12 an eine hier nicht dargestellte Auswerteeinheit übertragen. Zum Entfernen der Kamera wird der Klemm-und-Abdicht-Ring 10 gelockert und der Schaft 6 mittels des Griffkopfes 11 aus dem Kugelhahn 8 gezogen, bis sich der Kamerakopf 7 im Distanzstück 9 befindet. In diesem Zustand kann der Kugelhahn 8 geschlossen und die Kamera entfernt werden.
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Mit der Kameralanze wird erreicht, dass Bereiche des Behälters, die einer besonderen Beobachtung unterliegen, über vorinstallierte Öffnungen mit den notwendigen Anschluss-Armaturen jederzeit mit einer Endoskop-Kamera ausgestattet werden können und die Bilder betrachtet und/oder aufgezeichnet werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einströmteil
- 1.1
- Einströmöffnung
- 1.2
- Konusschaft
- 2
- Ausströmteil
- 2.1
- Tauchrohr
- 2.2
- Tauchrohrgewinde
- 3
- Leitschaufeln
- 4
- Ringspalt
- 5
- Wendeeinrichtung
- 5.1
- Wendeplatte
- 5.2
- Wendegewinde
- 6
- Schaft
- 7
- Kamerakopf
- 8
- Kugelhahn
- 8.1
- Gewindestutzen
- 9
- Distanzscheibe
- 10
- Klemm- und Abdichtring
- 11
- Griffkopf
- 12
- Anschlusskabel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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