DE2260571A1 - Vorrichtung zum filtrieren von fluessigkeiten - Google Patents

Description

RATFN !"ANWÄLTE ,

r; ■ i. M/¹AS
DR. F. V "' ^{; ; |V}> !^:-!r-iTNER

OOIEGO INDUSTRIES, IHO.
Hartford, Connecticut, V.St»A.

Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten

Bei Schwimmbecken wnä. dergleichen warden iiltriürvorriciitungen "benutzt, durcn die das Wasser kontinuierlich oder intermittierend nindurcngeleitet werden kaim. In vielen Fällen werden dient verscnlossene Benälter benutzt, die teilweise mit Sand oder einem anderen teilchenförmigen FiI-temoditmi £0füllt sind,und aus dem Schwimmbecken oder dergleicnen wird V/asser so _vin den Benälter gepumpt, daß es in den Behälter über der Oberfläche der Sandfüllung eintritt, um dadurch filtriert zu werden, daß es das Sandbett von oben nacn unten durcnströ'mto

BAD

Hierbei kann es aus menreren verschiedenen Gründen ,,, vorkommen, daß von dem Wasser erhebliche Luftmengen mitgerissen und in den Benälter überführt werden· Beispielsweise werden bei Schwimmbecken Wasser an der Oberfläche der Wasserfüllung aufnehmende Vorrichtungen benutzt, wie sie ζ» B. in den U.S.A.-Patentschriften 3 508 b61 und 3 616 ylb¹ bescnrieben sind, und die in vielen Fällen daisu dienen, Wasser abzufünren und gleichzeitig eine Vorfiltrierung zu bewirken. Während des Betriebs der zugehörigen Umwälzpumpe fünren das Verspritzen von Wasser und die,normale Bewegung des Wassers in dem Schwimmbecken dazu, daß über die Wasserentnahmevorrichtung eine gewisse Luftmenge angesaugt wird, die schließlich zu dem Behälter gefördert wird und in dem Behälter eingeschlossen bleibt.

Solange in dem Behälter keine zu große Luftmenge vorhanden ist, übt die Luft nur eine geringe Wirkung aus, während sich die Pumpe in Betrieb befindet. Sobald die Pumpe jedoch außer Betrieb gesetzt wird, strömt die im oberen Teil des Behälters angesammelte, unter Druck stehende Luft häufig in der entgegengesetzten Richtung durch die Filtrieranlage, und hierdurch wird nicht nur die Wirkung der Filtration dadurch aufgehoben, daß der angesammelte Scnmutz und dergleichen wieder in das Schwimmbecken zurückgeleitet wird, sondern das Hindurchströmen der Luft durch die Pumpe bewirkt, daß die Pumpe kein Wasser mehr ansaugen kann und daher vor der erneuten Inbetriebsetzung erneut gefüllt werden muß»

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, in den oberen Teil der Wand des Behälters ein Ventil einzubauen, das periodisch geöffnet werden kann, um die angesammelte Luft entweichen zu lassen. Diese Lösung hat sich jedoch nicht in jeder Beziehung bewährt, da sie sicn als unbequem erweist, und da die FiI-

trieranlage gewöhrilicli nient im erforderlichen Ausmaß überwacnt wirdο

Zu den Merkmalen von Filtern, "bei denen Sand oder ein ärmliches Material als intermedium verwendet wird, gehört die Tatsache, daß sich Beschränkungen "bezüglich der Größe der Teilchen ergeben, die sicn aus den hindurchgeleiteten flüssigkeiten entfernen lassen. Andererseits Meten solche Filter jedoch aucn ernebliche Vorteile, da sie es schon bei einem relativ niedrigen Druck ermöglichen, hohe Durchsatzgescnwindigkeiten zu erzielen, und da sie sich auf bequeme V/eise mit Hilfe eines einfachen Hückspülvorgangs reinigen lassen· Ferner werden bei Anlagen zum Filtrieren von Wasser in ziemlicn großem Umfang mit Filterkerzen ausgerüstete Filter benutzt, bei denen die Filterelemente aus einem Stoff bestenen. Zwar ermöglichen es solche Filter, einen hohen Grad der Klarheit und Reinheit des filtrierten Wassers zu erzielen, da die Poren ziemlicn klein sind, doch ist die Durchsatzmenge häufig niedrig, und wenn die Fläche des Filterstoff s nicht groß ist, ist vielfach ein Betrieb mit einem nonen Druck erforderlich· Zwar läßt sich die Filterkerze oder Patrone eines solchen Filters leicnt aus- und einbauen, so daß die Handhabung bequem ist, doch da sich auf solchen Filtern große Mengen von Fremdstoffen ansammeln, beschränkt sich die Verwendbarkeit solcher Filter in der Praxis auf relativ kleine Anlagen, bei denen das Filterelement nicht allzu häufig gereinigt zu werden braucht· Im Hinblick hierauf stellt sich die Aufgabe, eine technisch abgeglichene Vorrichtung zu schaffen, die es unter in der Praxis annehmbaren Bedingungen ermöglicht, Wasser so zu filtrieren, daß ein hoher Reinheitsgrad erreicht wird·

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Filtriervorrichtung für Flüssigkeiten zu schaffen, die eine Einrichtung aufweist, welcne das Ansammeln von Gasen

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in einem im wesentlichen dicht verschlossenen Behälter automatisch verhindert, die mit einer zweckmäßigen, mit geringen Kosten herstellbaren Entlüftungseinrichtung versehen ist, die es unter Erzielung hoher Durchflußgeschwindigkeiten ermöglicht, aus Flüssigkeiten auch sehr kleine Teilchen zurückzuhalten, bei der sich dem praktischen Gebrauch angepaßte Abmessungen ergeben, bei der mit einem relativ niedrigen Förderdruck der Pumpe gearbeitet werden kann, die sich nach einer bestimmten Betriebszeit relativ leicht wieder gebrauchsbereit machen läßt, bei der diese Arbeiten nur in relativ großen Zeitabständen durchgeführt zu werden brauchen, und bei der sich eine Filtriereinrichtung zum Abscheiden großer Teilchen leicht durch eine Rückspülung reinigen läßt, ohne daß es erforderlich ist, das Rückspülwasser durch eine Feinfiltriereinrichtung zu leiten·

Gemäß der Erfindung hat es sich gezeigt, daß es möglich ist, die genannte Aufgabe durch die Schaffung einer Filtriervorrichtung zu lösen, zu der eine Filtriereinrich— tung gehört, die einen im wesentlichen dicht verschlossenen Behälter aufweist, welcher eine Kammer abgrenzt, die teilweise mit einem teilchenförmigen Filtermedium gefüllt ist, das im unteren Teil des Behälters ein Filtrierbett bildet. Der Behälter ist mit einem Einlaß und einem Auslaß versehen, und der Einlaß mündet in der Kammer an einem Punkt, der höher liegt als die normale Oberfläche des Filtrierbetts. Ferner weist die Filtriereinrichtung eine Einrichtung zum Abziehen von Flüssigkeit auf, zu der ein poröser Filtrierteil gehört, welcher normalerweise von dem Filtrierbett umschlossen ist, und das Hindurchströmen von Flüssigkeit zuläßt, jedoch das Eindringen von Teilchen aus dem Filtrierbett verhindert. Ein im wesentlichen nicht poröser Verbindungsabschnitt der Einrichtung zum Abziehen von Flüssigkeit bildet eine sicn an den Filtrierteil anschließende Leitung,

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die mit dem Auslaß des BeJaälters. verbunden ist, um eine Verbindung zwischen dem Inneren des Filtrierteils und dem Auslaß Herzustellen. Ferner ist eine Entlüftungsleitung vorhanden, die sich von einem Punkt nahe dem oberen Ende der Kammer aus nacn unten durch das Filtrierbett erstreckt und an die Einrichtung zum Abziehen von Flüssigkeit angeschlossen ist. Diese Entlüftungsleitung ist an ihrem oberen Ende offen, so daß sie in Verbindung mit dem oberen Teil der Kammer stent, wänrend ihr unteres Ende in der Einrichtung zum Abzienen von Flüssigkeit mündet. Auf diese Weise bildet die Entlüftungsleitung einen Auslaß für das in dem Behälter vorhandene Gas, das in den über den-Auslaß entnommenen Fludstrom eingeleitet wird, so daß sich im oberen Teil der Kammer kein Druck aufbauen kann. ^

Das mit der Einricntung zum Abziehen von Flüssigkeit · verbundene Ende der Entlüftungsleitung erstreckt sich vorzugsweise im rechten Winkel zur Achse dieser Einrichtung, und es mündet in dem nicht porösen Verbindungsabscnnitt der Einricntung, die allgemein eine langgestreckte Form hat und den Verbindungsabscnnitt an ihrem einen Ende aufweist. Bei einer solchen Anordnung weist das durcn die Einrichtung zum Abziehen von Flüssigkeit strömende Wasser dort, wo das V/asser an der Mündung der Entlüftungsleitung vorbeiströmt, einen erneblichen axialen Strömungsgeschwindigkeitsvektor, auf, so daß der Wasserstrom bestrebt ist, den Druck in der Entlüftungsleitung herabzusetzen, um das Entweichen von Gas aus dem oberen Teil des Behälters zu erleientern.

Die Filtriervorrichtung kann zusätzlich zu der Filtriereinricntung mit dem erwähnten Behälter und der Einrichtung zum Abzienen von Flüssigkeit eine Filtriereinricntung mit einer Filterpatrone bzw. mit einem Filterelement aufweisen, zu der ein im wesentlicnen dient verschlossenes Gehäuse mit seiner Kammer gehört, in der sich eine auswechselbare Filter-

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patrone befindet, wobei dieses Gehäuse ebenfalls mit einem Einlaß und einem Auslaß versehen ist. Zu dem Filterelement gehören ein langgestreckter gelochter Kern und ein Faltenfilter aus einem porösen Stoff, dessen Poren einen Durchmesser von etwa 2 bis 12 Mikron haben. Das Faltenfilter umschließt den Kern und erstreckt sich in axialer Richtung über die Löcher des Kerns hinweg, wobei die gefalteten Abschnitte des Stoffs gegenüber dem Kern radial nach außen ragen. Der Kern ist am einen Ende geschlossen, während er an seinem anderen Ende in Verbindung mit dem Auslaß des Gehäuses steht. Daher muß die in das Gehäuse über den Einlaß eintretende Flüssigkeit das Faltenfilter des Filterelements durckströmen, um über das Innere des Kersn zu . dem Auslaß des Gehäuses zu gelangen. Bei dieser Ausführungsförm ist ferner eine Verbindungsleitung zwischen dem Auslaß des Behälterfilters und dem Einlaß des Patronenfilters vorhanden, damit die Flüssigkeit von dein Behälterfilter zu dem Patronenfilter strömen kann; außerdem ist eine Pumpeinricntung vorhanden, die dazu dient, die zu filtriarende Flüssigkeit durch die Vorrichtung zu fördern.

Diese Filtriervorrichtung kann ferner mit einem Rückspülventil versehen sein, das ein im wesentlichen dicht verschlossenes Ventilgehäuse und einei Ventilkörper aufweist, der in dem Gehäuse zwischen einer Filtrierstellung und einer Rückspülstellung bewegbar ist. Dieses Rückspülventil ist mit dem B ehälterfilter, dem Patronenfilter und der Pumpeinrichtung verbunden und weist einen Auslaß für das Rückspülwasser auf. Bei der Filtrierstellung verbindet das Rückspülventil den Einlaß des Behälterfilters mit der Förderseite der Pumpeinrichtung und den Auslaß des Behälterfilters mit dem Einlaß des Patronenfilters; gleichzeitig hält es den Auslaß zum Abführen des Rückspülwassers geschlossen. Daher strömt das zu filtrierende Wasser nacheinander durch den Einlaß des Behälterfilters, das Filterbett, den Auslaß des Behälterfilters, die Verbindungsleitung, den Einlaß des Patronenfilters und das Faltenfilter zum Auslaß des Patronenfilters. Bei der Rückspülstellung verbindet das Rückspülventiι

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den Einlaß des Behälterfliters mit dem Auslaß des Bückspülventils für das Rückspülwasser und den Auslaß des Behälterfilters mit der Förderseite der Pumpe, und gleichzeitig hältes den Einlaß des Patronenfilters geschlossen. Daher wird das Hückspülwassers Über den Auslaß zugeführt und über den Einlaß des Behälterfilters abgeführt, ohne das Patronenfilter zu durchströmen, und diese Umkehrung der Ströumungsrichtung macht es nicht erforderlich, die Drehrichtung der Pumpe umzukehren·

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand /"schematischer Zeichnungen an einem Aüsführungsbeispiel näher erläutert: Es zeigt:

1 eine Filtriervorrichtung in einer teilweise weggebrochen gezeichneten perspektivischen Darstellung;

Pig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der linie 2-2 in Pig· 1 durch die Einrichtung zum Abziehen von Flüssigkeit j

Fig. 3 im gleichen Maßstab wie Pig. 2 in einem Teil einer Seitenansicht das obere Ende der Entlüftungsleitung nach Fig. 1, wobei der zugehörige Halter im oberen Teil des Behälters mit gestrichelten Linien angedeutet istj

Figo 4 in einem vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3 das obere Ende der Entlüftungsleitung;

Fig. 5 in einem größeren Maßstab die linke Seite der durch das Patronenfilter und das Motorgehäuse gebildeten Baugruppe unter Fortlassung der mit Hohrstützen verbundenen Leitungen, wobei die Pumpe und der Motor in dem Gehäuse mit gestricnelten Linien angedeutet sind;

Fig. 6 in einem no cn größeren Maßstab in einem verkürzten senkrechten Scnnitt das Patronenfilter der Baugruppe nach 5;

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Pig» 7 im gleicnen Maßstab wie Pig. 6 einen Scnnitt längs der Linie 7-7 in Figo 5 durch das Patronenfilterj und

Pig. B schematisch die Filtriervorrichtung nacii Fig. 1, wobei sich das Hü cksptil ventil- in der Filtri er st ellung befindet, damit Wasser von der Pumpe aus zu dem Behälterfilter strömt und nach dem Verlassen des Behälterfilters das Patronenfilter passiert.

In Fig. 1 bis 7 ist eine erfindungsgemäße

Filtriereinrxchtung dargestellt, au der eine Behälterfilterbaugruppe 10, eine Pumpenbaugruppe 12 und eine Patronenfilterbaugruppe 14 gehören. Die Behälterfilterbaugruppe IO weist einen stehend angeordneten Behälter 16 (Fig· ti) mit einem geschlossenen unteren Ende und einer von diesem aus nach oben ragenden zylindrischen Seitenwand 17 auf. Auf dem offenen oberen Ende des Behälters' 16 ist ein Deckel lö an», geordnet, und ein Wulst am oberen Hand der Seitenwand 17 ist von einem auf der Unterseite offenen, allgemein U-förmigen Flansch Iy aufgenommen, der sich über den ganzen Umfang des Deckels erstreckt« Der Flansch iy ist von einem Spannring 20 umschlossen, der den Deckel Ib mit abdicntender Wirkung in Anlage am oberen Hand des Behälters 16 hält. In den mittleren Teil des Deckels Ib ist ein in Verbindung mit dem Innenraum des Behälters 16 stehender Druckmesser 22 eingebaut, der gegenüber dem Deckel auf bekannte Weise abgedichtet ist.

Der Behälter 16 ist etwa bis zu seiner halben Höhe mit einer Füllung 23 aus Sand oder einem anderen teilchenförmigen filtermedium versehen} durch die Sandfüllung bzw. das Bett ragt ein senkrecht angeordnetes Standrohr 24, dessen offenes oberes Ende 25 oberhalb der Oberfläche 21 der Füllung 23 angeordnet ist. Das untere Ende des Standrohrs 24 ist mit einem rechtwinkligen Hohrbogen 27 versehen, der durch eine nicnt dargestellte Öffnung in der Seitenwand 17 des Behälters 16 nach außen ragt,

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Auf der Außenseite des Behälters 16 ist ein insgesamt mit 26 bezeiconetes iiückspülventil angeordnet, zu dem ein zylindrisches Gehäuse 28 gehört, das ,an seinem -unteren Ende geschlossen ist» raid an dessen oberem Ende ein Deckel 30 befestigt ist· In das durch den Deckel 30 abgeschlossene obere Ende des Gemäuses 28 ist unter dem Deckel eine Diehtungs— ringbaugnippe 33 eingebaut, die einen axialen Kanal 31 aufweist, durcA äen eine Kolbenstange 32 einer insgesamt mit 34 bezeianneten Kolbensohieberbaugruppe hindurehragt. Zu der KölbenscMeberbaugruppe 34 gehören zwei elastische Di chtungsringe 36, öle an der Kolbenstange 32 befestigt sind und durcn einen dazwischen angeordneten Abstandhalter 38 in einem ,festen Abstand voneinander gehalten werden. Der obere Dichtungsring 36-wird durch ein an der Kolbenstange 36 auf beliebige Weise befestigtes Bundteil 40 in Anlage an dem Abstandhalter 3& gehalten, während der untere Dichtungsring 36 am unteren Ende der Kolbenstange 32 auf nicht dargestellte Weise befestigt ist· Das obere Ende der Kolbenstange 32 weist einen kugelförmigen Griff 42 auf, mittels dessen die KölbenscMeberbaugruppe 34 in dem zylindrischen Gehäuse 2Ö zwischen einer oberen und einer unteren Stellung verschiebbar ist·

Das Genäuse 2ö des Hückspülventils 26 weist fünf Öffnungen 44 auf ,von denen 3 auf der Vorderseite und zwei auf der liiickseite liegenj an jede dieser Öffnungen schließt sich ein kurzer zylindrischer Anscnlußstutzen an, der gegenüber dem Genäuse radial nach außen ragt. Zu diesen Rohrstutzen gehören zwei 'Mntere Rohrstutzen (Fig. ö)_f ein vorderer oberster Konrstutzen 45 zum Abfünren des liückspülwaseers, ein mittlerer vorderer Kohrstutzen 47 zum Anschließen der Pumpe und ein unterer vorderer Ronrstutzen 49 zum Anschließen einer xionrleitung bzv/. eines Schlauchs ^4. Der obere hintere Ronrstutzen 46 ragt durcn die zylindrische Seitenwand 17 in den Benälter 16 ninein und ist mit dem Honrbogen 27 am -unteren

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Ende des senkrechten Standrohrs 24 verbunden. Der untere hintere Eonrstutzen 46 ragt ebenfalls durch eine nicht dargestellten Öffnung der Seitenwand 17 in den Behälter 16 hinein und ist mit dem offenen linde einer insgesamt mit 4ö bezeicniieten Einrichtung zum Abziehen von Flüssigkeit verbunden.

Die Einricntung 4Ö ist zweckmäßig so ausgebildet, wie es in der U.S.A.-Patentanmeldung 124 725 vom 16. März ly/1 beschrieben ist. Gemäß Fig. 1 weist die Einrichtung 48 an ihrem der Seitenwand I7 des Behälters 16 benachbarten Ende einen mit Innengewinde versehenen Bund 50 auf, der auf den unteren hinteren aohrstutzen 46 des Rückspülventils 26 aufgeschraubt ist. Vom entgegengesetzten Ende des Bundes 50 aus erstreckt sich in den Behälter 16 hinein ein gelocntes, zylindrisches Tragronr 52 (Fig. 2), auf das eine Filterhülse 54 aufgeschoben ist, die vorzugsweise aus einem dichten Gewebe besteht, das zweckmäßig aus einem synthetischen Polyester vom Polyäthylen-Terephthalat-Typ hergestellt ist. Die Einrichtung 4ö zum Abziehen von Flüssigkeit ist am freien Ende des Tragrohrs 52 gemäß Fig. 2 durch eine Stirnwand 53 abgeschlossen und abgesehen von dem durch die Hülse 54 überdeckten Teil dicht verschlossen, so daß die gesamte nindurcnströmende Flüssigkeit, zuerst den durch das gelochte wohr 52 und die Stoffaülse 54 gebildeten porösen Körper passieren muß· Auf diese Weise werden die von der abgezogenen Flüssigkeit mitgerissenen Ganzteilchen zurückgehalten, so daß keine Teilchen aus dem die Einrichtung umschließenden Bett 23 die Einrichtung 4ü passieren und zu anderen Teilen der Filtriervorrichtung gelangen können.

Gemäß Fig. 2 weist der Bund 50 der Einrichtung 40 zum Abzieuen von Flüssigkeit eine radiale Gewindebohrung 5b auf, in die ein wippel 5ö eingeschraubt ist, der in Fig. 2 nicht unmittelbar erkennbare Haltewulste besitzt* Da3 die tialtewulste aufweisende freie Ende des wippeis 5o ist in das oe-

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nachbarte Ende einer einen kleinen Durchmesser aufweisenden Entlüftungsleitung oder eines Seialauens 6ü eingeschoben, der si cn gemäß Fig. 1 durch das Sandbett 23 nach oben Ms in die Juane des Benälterdeckels 18 erstreckt, wo sein oberes Ende 61 auf eine mit dem unteren Ende des Bruekmitteis 22 verbundene Halteeinriciitung 62 aufgeschoben ist. Wie am besten aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, nimmt das freie Ende 61 der Entlüftungsleitung 60 einen insgesamt mit 64 bezeichneten Siebkopf auf, zu dem ein trichterförmiger Abschnitt 66 mit einem Haltewulste aufweisenden zylindrischen Schaftabsehnitt 68 sowie ein konischer Endabschnitt 70 gehören. Ferner ist gemäß Fig. 4 eine Siebkappe 72 vorhanden, die eine Stirnwand 73 mit Schlitzen 71 und, eine Außenwand 75 aufweist, welch letztere mit einer sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Lippe bzw. einem Wulst 77 versehen ist. Ke Siebkappe 72 ist federnd auf das Bauteil 66 so aufgesetzt, daß der äußere Rand des konischen Abschnitts 7o hinter der Lippe 77 liegt. Der Siepkopf 72 läßt Luft und Wasser durch die·Entlüftungsleitung strömen, doch verhindert er das Eintreten von teilchen des Filtermediums, wie es anderenfalls während des Betriebs der Behälterfilterbaugruppe 10 und während des Eück— spülvorgangs geschehen könnte.

Gemäß Fig. 1 erstreckt sieh ein Schlauch 74' von dem Pumpenanschlußstutzen 47 des Gehäuses 28 des Rückspülventils zu einem aus Fig. 1 und 5 ersichtlichen Anschlußstutzen 76, der in Verbindung mit der Pumpenläuferbaugruppe 78 steht. Die Läuferbaugruppe 78 sitzt auf einem Ende der Welle eines Elektromotors 80, und sowohl die Läuferbaugruppe als auch der Elektromotor sind in ein Gehäuse 81 für die Pumpeinrichtung 12 eingeschlossen. Die Welle 82 des Motors 80 ist mit der Läuferbaugruppe 78.gekuppelt, damit Wasser z. B. aus einem Schwimmbecken über einen nicht dargestellten Schlauch abgesaugt werden kann, der auf einen zylindrischen

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Anschlußstutzen 84 der Läuferbaugruppe 78 aufgeschoben istj in die Ansaugleitung kann in der Strömungsrichtung vor dem Läufer der Pumpe ein Siebkorb oder eine andere ebenfalls nicht dargestellte Einrichtung eingeschaltet sein, die dazu dient, größere Verunreinigungen und andere leicht zu vibrierende Stoffe zurückzuhalten·

Gemäß Fig. 6 gehört zu dem Patronenfilter 14 ein Basisteil 86 mit einer doppelten Seitenwand und einem Boden 87, der so profiliert ist, daß er zu dem Teil des Pumpengehäuses 8l paßt, an dem er befestigt ist. Zum Befestigen des Basisteils 86 dienen Schrauben 88, die in nicht dargestellte Sacklöcher des Gehäuses 8l eingeschraubt, sind, um das Einbringen von Wasser in das Gehäuse zu verhindern. Die innere Wand 91 des Basisteils 86 begrenzt eine an der Oberseite offene Vertiefung 90, und ein sich auf seiner Außenseite konisch verjüngender, im Inneren zylindrischer Rohrstutzen 92 erstreckt sich gegenüber der inneren Wand 91 des Basisteils 86 nach außen, um eine Verbindung zu der Vertiefung 90 herzustellen. Gemäß Fig. 1 verbindet ein dehnbarer -Schlauch 94 den Rohrstutzen 92 mit dem Rücklauf-Anschlußstutzen 49 des Rückspülventils 26, so daß Wasser von dem Behälterfilter 10 zu dem Patronenfilter 14 strömen kann.

Das Basisteil 86 weist in seiner Mitte einen nach oben ragenden Abschnitt 96 mit einer mit Innengewinde versehenen zylindrischen Seitenwand 98 auf, der mit einem*sich auf seiner Außenseite nach oben konisch verjüngenden Befestigungsabschnitt 100 und einer unteren Stirnwand 102 versehen ist und eine Aufnahmeöffnung 103 abgrenzt.

Längs des oberen Randes des Basisteils 86 erstreckt sich über seinen ganzen Umfang ein allgemein U-förmiger Kanal 104j der eine Dichtung 106 von U-förmigem Querschnitt enthält, welche mit dem unteren Rand 108 einer Umschließung 110 des

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Patronenfilters 14 zusammenarbeitet; die Umschließung 110 hat einen rechteckigen Querschnitt, und ihre obere Stirnwand 111 weist einen zentral angeordneten axialen Kanal 112 auf, der durch einen nach oben ragenden Abschnitt in Form eines Rohrstutzens 114 und einen inneren Buchsenabschnitt gebildet wird, welch letzterer sich -vom oberen Rand des Rohrstutzens aus nach unten erstreckt. Ferner ist ein runder Wandabschnitt 118 vorhanden, der einen äußeren Buchsenabschnitt bildet, welcher sich gleichachsig mit dem inneren Buchsenabschnitt 116 von der oberen Stirnwand 111 aus nach unten erstreckt.

In das Basisteil 86 ist ein zentral angeordnetes gelochtes Rohr 120 eingebaut, dessen unteres Ende in das Innengewinde der Aufnahmeöffnung 103 des Abschnitts 96 eingeschraubt ist. Das gelochte Rohr 120 ragt nach oben durch den inneren Buchsenabschnitt 116 der Umschließung 110, und der Innendurchmesser des Buchsenabschnitts 116 ist annähernd gleich dem Außendurchmesser des gelochten Rohrs, so daß zwischen diesen Teilen ein enger Gleitsitz vorhanden ist. Auf das obere Ende des gelochten Rohrs 120 ist ein Anschlußstück 122 mit einer axialen Bohrung 124 und einem mit Innengewinde versehenen unteren Abschnitt 126 von größerem Durchs messer aufgeschraubt. Das Anschlußstück 122 weist nach außen vorspringende Handhaben 128 auf, um das manuelle Pestziehen des Anschlußstücks gegen den oberen Rand des Abschnitts zu erleichtern; gemäß Fig. 6 ist am unteren Ende des Gewindeabschnitts 126 des AnschlußStücks 122 ein 0-Ring 130 angeordnet, um eine einwandfreie Abdichtung am oberen Rand des Abschnitts 114 zu bewirken, damit an dieser Stelle kein Wasser entweichen kann. Das äußere Ende 132 des Anschlußstücks 124 hat einen kleineren Außendurchmesser und bildet einen Rohrstutzen, auf den sich ein nicht dargestellter Schlauch aufschieben Läßt, mittels dessen das filtrierte Wasser zu einem Schwimmbecken oder dergleichen zurückgeleitet werden kann.

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Das Patronenfilter 14 enthält eine insgesamt mit 134 bezeichnete Filterpatrone (Fig. 7), zu der ein gelochtes zylindrisches Tragrohr 136 gehört, ferner ein gefälteltes Filterelement 138 mit einem sternförmigen Querschnitt, das das Tragrohr umschließt und sich im wesentlichen über seine ganze Länge erstreckt, sowie zwei ringförmige Stirnwände 140 und 140¹, welche die genannten Teile in ihrer Lage halten und so geformt sind, daß sie die Enden des Filterelement s 138 abschließen. Die untere Stirnwand 140 hat eine öffnung 142, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser einer Öffnung 144 der oberen Stirnwand 140', und die öffnung 142 ist so bemessen, daß sich die untere Stirnwand 140 mit abdichtender Wirkung auf den konischen Befestigungsabschnitt 100 des von dem Basisteil 86aus nach oben ragenden Rohrstutzens 96 aufsetzen läßt. Die von der oberen Wand 111 der Umschließung Ho aus nach unten ragende rohrförmige Wand II8 ist so bemessen, daß sie sich mit enger Passung in die Öffnung 144 der oberen Stirnwand 140' einführen läßt. Bei dieser Konstruktion strömt Wasser, das über den Rohrstutzen 92 in die Vertiefung 90 des Basisteils 86 geleitet wird, allgemein im rechten Winkel zu dem Filterelement 138 und durch dieses hindurch, um in das Innere des gelochten Tragrohrs 136 zu gelangen und dann über den Anschlußabschnitt 132 des Anschlußstücks 122 abgeführt zu werden.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung während eines Filtrationsvorgangs anhand von Fig. 8 näher erläutert. Befindet sich der Kolbenschieber 34 des Rückspülventile 26 gemäß Fig. 8 in seiner oberen Stellung, saugt die Pumpe 78 Wasser über den Einlaß 84 an und fördert es durch den Schlauch 74 zu dem R ückspülventil. Von dort aus strömt das Wasser dann nach oben durch das senkrecht angeordnete Standrohr 24, von dem aus es zur Oberseite 21 des S*andbetts 23 gelangt. Da der Behälter 16

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im wesentlichen dicht verschlossen ist, wird das Wasser dureh die Schwerkraft und den aufgebrachten Druck gezwungen, durch das Sandbett hindurch nach unten zu sickern, so daß es von mitgeführten Fremdstoffen befreit wird, insbesondere von
Teilchen, die einen relativ großen Durchmesser von z. B.
50 bis 60 Mikron haben. Hierauf gelangt das Wasser in die
Einrichtung 48 zum Abziehen von Flüssigkeit, um dann durch den unteren Teil des Rückspülventils 26 auf der Unterseite der unteren Scheibe 36 und den Schlauch 94 zu der Vertiefung 90 im Basisteil 86 des Patronenfilters 14 zu strömen. Von
der Vertiefung 90 aus strömt das Wasser nach oben und durch das Filterelement 138 der Filterpatrone 134 nach innen, woraufhin es in das gelochte, zentrale Rohr 120 eintritt, um schließlich aus dem oberen Ende dieses Rohrs abgeführt und zu dem Schwimmbecken oder dergleichen zurückgeleitet zu werden. Wenn Luft in den Behälter 16 gelangt, wird diese Luft aus der Filtriervorrichtung automatisch mit Hilfe der Entlüftungsleitung 60 abgeführt, und das Wasser, das in axialer Richtung durch die Einrichtung 48 an radialen Öffnung 56
(Fig. 2) vorbeiströmt, ist bestrebt, den Druck in der Entlüftungsleitung herabzusetzen, wodurch die Entlüftungswirkung verstärkt wird.

Soll das Behälterfilter 10 durch Rückspülen gereinigt werden, wird der Kolbenschieber 34 des Rückspülventils 26 gemäß Fig. 8 in dem Ventilgehäuse 28 in seine untere Stellung gebracht, so daß die obere Scheibe 36 eine Stellung zwischen dem oberen hinteren Rohrstutzen 44 und dem mittleren vorderen Rohrstutzen 44 einnimmt, während die untöre Scheibe 36 in eine Stellung zwischen dem unteren hinteren Rohrstutzen und dem unteren vorderen Rohrstutzen 44 gebracht wird. Bei dieser Stellung des Rückspülventils kann V/asser durch den
Schlauch 74 zu dem Rückspülventil 26 gepumpt werden, ohne das Patronenfilter 14 zu passieren; in diesem Fall strömt das
Rückspülwasser durcxi die Einrichtung 48 in den Behälter 16

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ein, so daß Sandteilchen und andere Fremdstoffe, die sich, möglicherweise auf der Filterhülse 54 abgelagert haben, entfernt werden. Nach dem Passieren der Filterhülse 54 strömt das Rückspülwasser weiter nach oben durch das Sandtet+ 23, um über das Standrohr 24 zu dem Rückspülventil 26 zurückzukehren. Von dem Rückspülventil aus kann das Rückspülwasser einer Leitung zugeführt werden, die an den Rückspülwasserauslaß 45 angeschlossen ist und zu einer Entwässerungsanlage führt. Gemäß Fig. 1 ist der ftückspülwasserauslaß 45 normalerweise mittels einer Kappe 146 verschlossen, die vor der Durchführung des Rückspülvorgangs entfernt wird.

Das Behälterfilter 10, das normalerweise dazu dient, Teilchen mit einem Durchmesser von mehr als 50 "bis bü Mikron zurückzuhalten, arbeitet auf sehr zweckmäßige Weise mit dem Patronenfilter 14 zusammen, das gewöhnlich ein Filterelement enthält, welches geeignet ist, Teilchen mit einem Durchmesser von mehr als 2 bis 12 Mikron und vorzugsweise mehr als etwa 5 bis 10 Mikron zurückzuhalten. Da das Behälterfilter 10 eine Vorfiltration bewirkt, braucht die Leistungsfähigkeit des Patronenfilters 14 nicht besonders hoch bemessen zu werden, und es ist nicht in zu kurzen Zeitabständen erforderlich, das Filterelement des Patronenfilters zu erneuern» Die erfindungsgemäße Filtriervorrichtung gibt klaresund reines Wasser ab, und sie arbeitet mit einer angemessenen Durchsatzgescnwindigkeit, ohne daß das Wasser mit einem übermäßig hohen Druck durch die Vorrichtung gefördert zu werden braucnt.

Durcn die Erfindung ist somit eine neuartige Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten geschaffen worden, bei der eine liinricntung vorhanden ist, die das Ansammeln von Gasen in einem im wesentlichen dicht verschlossenen Benälter der Vorricntung selbsttätig verhindert. Ferner ist die Filtriervorrichtung mit einer besonders zweckmäßigen und mit <r;e-

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ringen Kosten herstellbaren Entlüftungseinrichtung versehen. Die Filtriervorricnturig ermöglicht es, aus der Flüssigkeit senr kleine Teilchen abzuscheiden, und die Vorrichtung mit einer nohen Durcnsatzgesehwindigkeit und bei einem relativ niedrigen Förderdruck der Pumpe zu betreiben; schließlich kommt man bei der Filtriervorrichtung mit relativ kleinen Abmessungen aus. wach einer vorbestimmten Betriebsdauer läßt sich die Filtriervorrichtung relativ leicht wieder gebraucnsfertig maenen, und die betreffenden Arbeiten braucnen nur in relativ großen Zeitabständen durchgeführt zu werden. Bei einer bestimmten Ausführungsform läßt sich das Behälterfilter der Vorrichtung leicht durch Hückspülen reinigen, ohne daß es erforderlich ist, das liüekspülwasser durch das Patronenfilter zu leiten, und das Patronenfilter ist ebenso wie alle übrigen Teile der Vorrichtung so ausgebildet, daß sich in der Praxis keinerlei Schwierigkeiten aus dem Ansammeln von Gas in dem Patronenfilter ergeben können.

Die vorstehenden Angaben über das Filterelement des PatrOnenfilters 14, die. besagen, daß Teilchen mit einem Durchmesser von über 2 bis 12 Mikron und vorzugsweise über 5 bis 10 Mikron zurückgehalten werden, und daß der Porendurchmesser im gleichen Bereich liegt, sind als gleichbedeutend zu betrachten. Da der Porendurchmesser in einem erheblicnen Ausmaß variiert, sind die genannten Bereicne als Dur anschnitt s werte zu verstenen«, Gemäß Fig. 1 ist der Behälter Ib zwar nur bis zu· seiner nalben Höhe mit dem teilcnenförmigen Filtermedium gefüllt, docn ist zu bemerken, daß der Behälter in der Praxis im allgemeinen bis zu zwei Dritteln oder drei Vierteln seiner Höhe mit dem Filtermedium gefüllt ist.

Ansprüche;

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Claims (1)

1. ANSPRÜCHE

   ( I.) Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Behälterfilter (lu) vorhanden ist, zu dem ein im wesentlichen dient verschlossener Behälter (16) gehört, der eine Kammer abgrenzt, welche teilweise mit einem teilchenförmigen Filtermedium (23) gefüllt ist, das in unteren Teil der Kammer ein Filterbett bildet, daß der Behälter einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, daß der Einlaß in der Kammer oberhalb der ihre normale Lage einnehmenden Oberseite (21) des Filterbetts mündet, daß eine Einrichtung (4-Ö) zum Abziehen von Flüssigkeit vorhanden ist, zu der ein poröser Filterabschnitt gehört, der normalerweise von dem Filterbett umschlossen und so ausgebildet ist, daß er einen Flüssigkeitsstrom durchläßt, jedoch das Eintreten von Teilchen des Filterbetts verhindert, daß zu dieser Einrichtung ein im wesentlicnen nicht poröser Verbindungsabscnnitt genört, der einen von dem Filterabschnitt ausgehenden Kanal bildet und mit dem Auslaß des Behälterfilters verbunden ist, um das Innere des Filterabschnitts mit dem Auslaß zu verbinden, daß eine Entlüftungsleitung (6ü) vorhanden ist, die sich von einem Punkt nahe der oberen Stirnwand (l8) der Kammer aus nach unten durch das Filterbett erstreckt und an die Einrichtung zum Abzienen von Flüssigkeit angeschlossen ist, daß die Entlüftungsleitung an inrem oberen Ende (61) offen ist und in Verbindung mit der Kammer steht, und daß das andere Ende der Entlüftungaleitung mit der Einrichtung zum Abziehen von Flüssigkeit verbunden ist, um einen Auslaß zu bilden, über den Gas aus dem Benälter in den über den Auslaß abgegebenen Flüssigkeitsstrom einleitbar ist, um zu verhindern, daß sich im oberen Teil der Kammer ein Druck aufbaut«

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   2. Vorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das andere Ende der Eiitlüftungsleitung (60) in dem Verbindungsabsehnitt der Einrichtung (4ÖJ zum Abziehen von !Flüssigkeit mündet.

   3 ο "Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, " daß die Einrichtung (4Ö) zum Anziehen von Flüssigkeit eine allgemein langgestreckte Form hat, daß der Verbindungsabschnitt an einem Ende dieser Einrichr. tung angeordnet ist, und daß sich die Entlüftungsleitung (6OJ im rechten Winkel zur Achse der Einrichtung erstreckt, so daß Flüssigkeit, die an dem anderen Ende der Entlüftungsleitung vorbeiströmt, einen erheblichen Strömungsgeschwindigkeit svektor längs der Achse der Einrichtung aufweist und bestrebt ist, den Druck in der Entlüftungsleitung herabzusetzen, um das Entweichen von Gas aus dem oberen Teil des Behälters (16; zu erleichtern.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Filterteil der Einrichtung (48) zum Abziehen von Flüssigkeit ein Tragrohr (52J mit einer gelochten Seitenwand gehört, und daß ein Stoffüberzug (54 J aus endlosen Fäden vorhanden ist, der direkt auf die Außenfläche des Tragrohrs aufgeflochten ist, das Tragrohr umschließt und sich im wesentlichen über die ganze Länge des Tragrohrs erstreckt.

   5. Vorrichtung nacn Anspruch 4, dadurch g e k e 11 η - · zeichnet, daß der Stoffüberzug (54) aus.einem Kunstharzmaterial hergestellt ist.

   b. Vorricntung nach Ansprucn 5, dadurcn g e k e η η - 'δ eic 11 net , daß es sich bei dem Kunstharzmaterial des Stüffüberzugs (54) um einen Polyester nandelt.

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   7. Vorricntüng nacn Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet , daß die obere Wand (lö) des Behälters (Ib) allgemein nach außen gewölbt ist, und daß diese Wand nahe ihrem Scneitel eine Einrichtung zum Befestigen der Entlüftungsleitung (bO) aufweist.

   ti. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (bO) an ihrem oberen Ende (61) mit einem Siebkopf (64) versehen ist, daß der Siebkopf mehrere mit der Entlüftungsleitung in Verbindung stehende öffnungen (71) aufweist, und daß diese öffnungen so bemessen sind, daß sie eine Flüssigkeit durchlassen, jedoch ε*ο klein sind, daß sie das Hindurchtreten von Teilchen des Filtermediums (23) verhindern·

   y. Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten, dadurch gekennzei chnet , daß ein Behälterfilter (10) vorhanden ist, das einen im wesentlichen dicht verschlossenen Behälter (16) aufweist, der eine Kammer abgrenzt, welche teilweise mit einem teilchenförmigen Filtermedium (23) gefüllt ist, das im unteren Teil des Behälters ein Filterbett bildet, welches Flüssigkeiten durchläßt, die Teilchen mit einem maximalen Durchmesser von etwa 60 Mikron enthalten, daß der Behälter einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, daß der Einlaß in der Kammer oberhalb der ihre normale Lage einnehmenden Oberseite (21) des Filterbetts mündet, daß eine Einrichtung (4ö) zum Abziehen von Flüssigkeit vorhanden ist, zu der ein poröser Filterabschnitt gehört, der normalerweise von dem Filterbett umschlossen ist und für eine Flüssigkeit durchlässig ist, jedoch das Hindurchtreten von Teilchen des Filterbetts vernindert, daß ein im wesentlichen nicht poröser Verbindungsabschnitt vornanden ist, der einen sich an den Filterabschnitt anschließenden Kanal bildet und mit einem Ende des Behälterauslasses verbunden ist, um eine Verbindung zwischen der Außenseite des Filterabsciinitts und dem Behälter-

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   auslaß herzustellen, daß ein Patronenfilter (14) vorhanden ist, das ein im wesentlichen dicht verschlossenes Gehäuse (86, 110) aufweist, welches eine Kammer mit einem Einlaß (y2) und einem Auslaß (124) abgrenzt, daß in dem Gehäuse eine auswechselbare Filterpatrone (134) angeordnet ist, zu der ein langgestrecktes gelochtes Tragrohr (136) und ein mit axialen Palten versehenes Filterelement (138) genören, welch letzteres aus einem porösen Stoff mit Poren mit einem Durchmesser von etwa 2 Ms 12 Mikron "besteht, daß das Filterelement den gelochten Teil des Tragrohrs umscnließt und sich axial längs des Tragrohrs erstreckt, daß die gefalteten Abschnitte des Filterelements gegenüber dem Tragrohr radial nach außen ragen, daß das Tragrohr am einen Ende geschlossen ist und am anderen Ende in Verbindung mit dem Auslaß des Gehäuses steht, so daß die in das Gehäuse über den Einlaß eintretende Flüssigkeit das Filterelement der Filterpatrone passieren muß, um in das Innere des Tragronrs zu gelangen und von dort aus über den Auslaß zu entweichen, daß eine VerMndungsleitung (34) zwischen dem anderen Ende des Auslasses des Behälterfilters und dem Einlaß des Pätronenfilters vorhanden ist, um eine Flüssigkeit von dem Behälterfilter zu dem Patronenfilter strömen zu lassen, und daß eine Pumpe (78) vorhanden ist, um eine zu filtrierende Flüssigkeit durch die Vorricntung hindurchzufördern.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückspülventil (26) vorhanden ist, zu dem ein im wesentlichen dicht verschlossenes Ventilgehäuse (28) und ein Ventilkörper (34) zum Umlenken des Flüssigkeitsstroms gehören, daß der Ventilkörper in dem Ventilgehäuse zwischen einer Filtrierstellung und einer Bückspülstellung "bewegbar ist, daß das Kückspülventil mit dem Benälterfilter (10), dem Patronenfilter (14.) und der Pumpe (78) verbunden ist, daß das Bückspülventil einen Auslaß

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   (45) für eine RUckspülflüasigkeit aufweist, daß dae Mückspülventil in aeiner Filtrierstellung den Einlaß des Behälterfilters mit der Förderseite (76) der Pumpe und den Auslaß des Behälterfilters mit dem Einlaß (92) des Patronenfiltera verbindet und den Auslaß für die RückspÜlflüssigkeit geschlossen hält, daß das Rückspülventil in seiner RückspUlstellung den Einlaß des Behälterfilters mit dem Auslaß für die RUckspülflüasigkeit und den Auslaß des Behälterfilters mit der Förderseite der Pumpe verbindet, jedoch den Einlaß des Patronenfilters geschlossen hält, so daß das Rückspülventil in seiner Filtrierstellung die Flüssigkeit nacheinander durch den Einlaß, das Filterbett (23), den Auslaß des Behälterfilters, die Verbindungsleitung (34), den Einlaß des Patronenfiltera und die Filterpatrone (134) zum Auslaß (124) des Patronenfilters strömen läßt, und daß das Rückspülventil in seiner Rückspülsteilung die Flüssigkeit zu dem Auslaß des Behälterfilters und von dort aus zum Einlaß des Behälterfilters strömen läßt, ohne daß die Flüssigkeit das Patronenfilter passiert, und ohne daß die Wirkungsriciitung der Pumpe umgekehrt zu werden braucnt.

   11. Vorrichtung nach Anspruch y, dadurcn g e k e nn zeichnet , daß in dem Behälterfilter (10) eine Entlüftungsleitung (60) angeordnet ist, die sich vom einem Punkt nane der oberen Stirnwand (l8) des Behälters (16) aus nach unten durch das Filterbett (22) erstreckt und an die Einrichtung (4ü) zum Abziehen von Flüssigkeit angeschlossen ist, daß die Entlüftungsleitung an inrem oberen Ende (61) offen ist und in Verbindung mit dem oberen Teil der Kammer in dem Behältersteht, daß die Entlüftungsleitung mit ihrem anderen Ende in der Einrichtung zum Abziehen von Flüssigkeit mündet, und daß sie einen Auslaß bildet, der es ermöglicht, in dem Benälter vornandenes Gas in den über den Auslaß abgegebenen Flüssigkeitsstrom einzuleiten, um zu verhindern, daß sicn im oberen Teil des Behälters ein Druck aufbaut·

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   12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (28) des Rüekspülven^ tils· (26) eine allgemein zylindrische Seitenwand "besitzt, die mehrere in gleichmäßigen axialen Anständen verteilte Durchlässe (44) aufweist, daß zu dem Rückspülventil eine Kolbenbaugruppe (34) gehört, die in dem Ventilgehäuse zwischen der Filtrierstellung und der Eückspüls teilung axial verschiebbar gelagert ist, und daß die Kolbenbaugruppe zwei durch einen axialen Abstand getrennte, scheibenförmige Dichtungsorgane (36) aufweist, die mit der Seitenwand mit abdichtender Wirkung zusammenarbeiten, und zwischen denen ein solcher Abstand vorhanden ist, daß sie zwischen sich jeweils nur zwei einander "benachbarte Durchlässe einschließen, um zwischen diesen Durchlässen eine Verbindung herzustellen und gleichzeitig die beiden Durchlässe gegenüber den anderen Durchlässen des Ventilgehäuses abzusperren.

   13· Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in Palten gelegte filterelement (138) des Patronenfilters (14) aus einem porösen Stoff besteht, der Poren mit einem Durchmesser von etwa 5 bis 10 Mikron aufweist·

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