DE2155414C2 - Filterkerze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterkerze zur senkrechten Anordnung in einem Filicrbehälter. bestehend aus einem starren Kernrohr mit Öffnungen und aus einem das Kernrohr umschließenden Siebmaterial, insbesondere einem zvveilagigen .Siebmaterial aus einem inneren grobmaschigen und einem äußeren feinmaschigen Siebgeflecht, das mit einer Anschwemmschicht aus einem körnigen Filterhilfsmittel überziehbar ist.

Eine solche Filterkerze ist bereits bekannt (USPS 35 42 195). Dabei ist d;r. Kernt-/hr mit einem Öffnungsflächenanteil von etwi. 1 3"/n versehen. Die Anschwemmschicht wird aus körni en Ionenaustauscherharzteilchen gebildet, die neben der mechanischen Filterwirkiing auch gelöste Verunreinigungen zurückhalten.

Es wurde festgestellt, daß beim Anschwemmen das Filterhilfsmittel sich nicht gleichmäßig über die gesamte Höhe der Filterkerze ablagert, sondern im unteren Bereich dicker und im oberen Bereich dünner wird. Dieses führt zu einer ungenügenden Reinigung tier im oberen Filterkerzenbereich durchströmenden Flüssigkeit und zu einer vorzeitigen Erschöpfung des lonenaiislauscherharzcs im oberen Bereich, so dal! die Anschwemmscliicht mil dem mechanisch in und auf ihr abgeschiedenen Filterkuchen vorzeitig durch Rückspülung entlernt werden muß. um eine frische bzw. regenerierte Ansehwemmschicht aufzubringen.

Es ist bereits versucht worden, der ungleichmäßigen Ablagerung des Fiitcrhilfsmiitels dadurch zu begegnen, daß das Kernrohr in einem oberen Bereich mit einem erhöhten Öffnungsflächenanleil bis zu 24"/·) verschen wird, so daß beim Anschwemmen die das Filterhilfsmittel mitführende Flüssigkeit verstärkt dem oberen Bereich der Filterkerze zugeführt wird Mit Hilfe dieses differenzierten .Strömungsdurchsalzes in der Anschwemmphase konnte aber nur eine begrenzte Verbesserung erzielt jedoch das Problem noch nicht zufriedenstellend gelöst werden.

Ivs ist auch bereits eine Filterkerze bekannt, die von einem Rohr mit Siehöffnimgen gebildet wird, die sich von außen nach innen kegelförmig erweitern, wobei am Aiißcnumfang des Rohrs ein Öffnungsflächenanleil von weniger als ^r>"/n und am Inneniinifang des Rohrs ein Öffnungsfliiehcnanteil zwischen 20 und M)% vorhanden ist (I)EOS 19 M il i) Hier handelt es sich aber weder um eine Filterkerze, die vor der eigentlichen Filterung mit einer körnigen Anschwemmschichi überzogen wird, noch ist die Filterkerze aus einem Kernrohr mit einem umhüllenden Siebmaterial aufgebaut. Die Öffnungen im Rohr dienen nicht lediglich der Ableitung der Flüssigkeit, sondern müssen die abzuscheidenden Teilchen zurückhalten und daher in ihrem Durchmesser im Außenumfangsbereich der Größe der ausz.ufilternden Teilchen angepaßt sein. Das Prot'.em einer gleichmäßigen Anschvvenimschicht ist also nicht gegeben, und es besteh! auch nicht hinsichtlich des mechanisch abzuscheidenden Filterkuchen!., denn hier ergibt sich mit zunehmendem Druckabfall bei zunehmender Filterkuchen itärke ein selbsttätiger Ausgleich im Sinne einer gleichmäßigen Ablagerung über die gesamte Filierkerzen höhe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Filterkerze der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie ohne weitere Maßnahmen während des Anschwemmens gleichmäßig über ihre ganze I lohe mit dem Filterhilfsmittel bedeckt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß die Öffnungen des Kernrohrs einen Anteil im Bereich von i bis 9"/» der Gesamtfläche lies Kernrohrs ausmachen.

Es hat sich gezeigt, daß eine entsprechende beträchtliche Herabsetzung des Öfl'iiungsflächenanteils des Kernrohrs zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Ablagerung der Ansehwemmschicht führt, ohne daß Differenzierungen erforderlich sind, die auf eine erhöhte Durchströmuiif. ties oberen Bereichs der Filterkerze während der Anschvvemmphase zielen. Eine Erklärung für die erfindiingsgemäße erzielte gleichmäßige Ablagerung des Filterhüfsniittels wird darin gesehen, daß der verringerte Öffiningsflächenanleil zu einem Staudruck innerhalb bzw. in Strömungsriehlung hinter dem .Siebmaterial führt, wodurch eine weitgehend gleichmäßige Durchslromiing der Filterkerze über ihre gesamte I lohe erreicht wird. Deshalb kaiiii bei der erfindungsgemäßen Ausbildung mit gleichmäßig verteilten Kernrohröffnungen von einheitlicher Größe gearbeitet werden.

Bei einer zweckmäßigen Alisführungsform machen die Öffnungen einen Anteil von etwa 5% der Gesamtfläche des Kernrohrs aus. Mit diesem Öffnungsflächenanteil wurden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt.

Die !Erfindung wird nachfolgend anhand einer schemalisclicn Zeichnung an einem Ausfühningsbeispiel näher erläiiiert.

F i g. I zeigl eine I iltereinrichtung mit einem teilweise im Schniit dargestellten Eilterbehälter, in dem die Filterkerzen angeordnet sind:

I i g. 2 zeigt in vergrößerter Schniltdarstellung einen Abschnitt einer der Filterkerzen nach F ig. I und läßt deren Aufbau erkennen.

Die Filicreinrichtiing IO gemäß I i g. I ist zum Entfernen gelöster und ungelöster Verunreinigungen aus Wasser vorgesehen. Trotz der Bezugnahme auf die Wasserreinigting ist die Enindung jedoch auch im Rahmen der Reinigung von anderen Flüssigkeiten und von Gasen anwemlbiir.

Gemäß I ι g. 2 umfaßt jede Filterkerze 10 ein starres, nicht poröses, inneres Kernrohr 60 aus Korrosionsbeständigem Werksloff w,e Aluminium oder rostfreiem Stahl. Das Kernrohr 60 besitzt mit gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnete Öffnungen oder Schlitze 62. deren Gesamtfläche im Bereich von 3 bis 9% und vorzugsweise ¹VVn der Gesamtfläche des

Kernrohrs 60 liegt. Das Kernrohr 60 ist mil einer Lage aus einem grobmaschigen Ablaufsiebmaterial 65 bedeckt, dessen Öffnungen vorzugsweise eine Weite im Bereich von etwa 3,25 bis 1,83 mm aufweisen. Dieses grobe Siebmaterial 65 ist seinerseits von einer Lage aus feinmaschigem Siebmaterial 68 umhüllt, vorzugsweise einem Gewebe von etwa 0.313 χ 0,059 mm Öffnungsweite, das zum Zurückhalten von Teilrhen Öffnungen in der Größenordnung von etwa 0,05 + 0,013 mm aufweist. Die Filterkerzen 30 umfassen einen kappenförmigen Deckel 69 (F i g. 1), der mil.-Jem Kernrohr 60 verschweißt ist, so daß ein Zugang zum Inneren der Filierkerzen nur durch die Siebe 68, 65 und die Öffnungen 62 besieht Dementsprechend muß das in den Filierbehälter 12 eintretende Wasser durch die Filiersiebe 68, 65 und die Öffnungen 62 in die Filterkerzen 30 eintreten und den Behälter 12 über die AuslaCleitjng 16 verlassen.

Dm die Filtereinrichtung 10 betriebsbereit /ti machen, müssen die Fiiterkerzen 30 zunächst mit dem Filterhilfsmittel überzogen werden. Dazu wird der Filierbehälter 12 mit Wasser von hohem Reinheilsgrad wl·. entmineralisierles Wasser gefüllt. Fin Schlamm aus Filterhilfsmittel und entmineralisiertem Wasser wird in dem Überziigsbehälter 40 bereitgestellt. Während der Überziehphase sind alle Ventile bis auf das Schlammventil 42, das Ventil 45 und das Rücklaufventil 52 geschlossen. Die Überzugsph.ise wird durch Anlassen der Pumpe 45 eingeleitet, wodurch der das Kunstharz enthaltende Schlamm aus dem Behälter 40 über die Schlammleitung 41 zur Pumpe 43 gesaugt wird. Der Schlamm wird durch die Pumpe 43 über die Weiierfül. rungsleitung 44 und die Finlaßleitung 14 in den Filterbehälter 12 gedrückt. Der Druck des eintretenden Schlamms preßt das entmineralisierte Wasser im Filterbehälter 12 durch die Siebe 68 und 65 und das Kernrohr 60 in die Filierkerzen 30 und durch die Auslaßleimng 16 aus dem Filterbehälter 12 heraus. Dieses enimineralisierte Wasser strömt über die Rückleitu^g49 zum Speicherbehälter 40.

Während der weiteren Umwälzung wird der Filterhilfsmittel enthallende Schlamm auf die Zulaufseiten der Filtersiebe 68 der Filterkerzen 30 aufgebracht. Die lonenabstauscherharzteilchen des Filterhilfsmiiiels weiden aus dem Schlamm ausgeschieden und in Form einer Überzugsschicht auf der Zulaufseite der Siebe 68 abgelagert. Weil die Kernrohre 60 der Filterkerzen 30 einen relativ niedrigen prozentualen Anteil an Gesamtöffnungsfläehe aufweisen, vorzugsweise einen Ante:! von etwa 5%, tritt ein hoher Druckabfall an den Filiersieben 68 auf, wodurch der Schlamm aufwärts in Richtung auf das obere Ende des Filterbehälters 12 gedrückt wird, was zu einer gleichmäßigen Verteilung der Überzugsschicht aus dem Filterhilfsmittel über die gesamte Länge der Filtersiebe 68 führt. Der Schlamm wird in der beschriebenen Weise so lange im Kreislauf durch die Filtereinrichtung 10 bewegt, bis das Filterhilfsmittel in ausreichender Stärke an der Zulaufseite der Filtersiebe 68 abgelagert ist. Die Überzugsphase wird dadurch beendet, daß das Schlammventil 42 und das Rücklaufventil 52 geschlossen und das Umgehungsventil 54 geöffnet werden. Die Pumne 43 wird weiterhin betrieben, bis der umgewälzte ütrom klar isl. Die Filtereinrichtung 10 kann nun zun. Behandeln der Versorgungsflüssigkeit eingesetzt werden.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Filierker/en 30 wird das Problem der ungleichmäßigen Verteilung des Filtei Hilfsmittels über die gesamte Länge der Fiiterkerzen im wesentlichen gelöst. Dementsprechend tritt das gesamte zu behandelnde Wasser durch ein im wesentlichen gleiches Filter bzw. Filtermaterial, und es ist nicht zu befürchten, daß das eingeleitete Wasser die Einrichtung 10 ungereinigt verläßt. Ls wurden Versuche durchgeführt, die bestätigt haben, daß eine Filterkerze mit einem Kernrohr, das einen Anteil der Gesamtöffniingsflächc an der Gesamtfläche der Filterkerze von etwa 5% aufweist, zu eitu-r im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung des abgelagerten Filterhilfsniiltels führt.

Obwohl vorstehend hauptsächlich von einem Filterhilfsmittel aus feinzerteilten lonenaustauscherhar/teiichen gesprochen wurde, kann die Hinrichtung 10 in gleicher Weise mit einem anderen Filterhilfsmittel wie z. B. Kieselgur betrieben werden, wie sich für den I-achmann ohne weiteres ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Filterkerze zur senkrechten Anordnung in einem Filterbehälter, bestehend aus einem starren Kernrohr mit Öffnungen und aus einem das Kernrohr umschließenden .Siebmaterial, insbesondere einem zvveilagigen Siebmaierial aus einem inneren grobmaschigen und einem äußeren feinmaschigen Siebgeflecht, das mit einer Anschwemmschicht aus einem körnigen Filterhilfsmittel überziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (62) des Kernrohrs (60) einen Anteil im Bereich von J bis 9% der Gesamtfläche des Kernrohrs (60) ausmachen.

2. Filterkerze nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (62) einen Anteil von etwa j% der Gesamtfläche des Kernrohrs (60) ausmachen.