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Schwebstoffilter " Die Erfindung betrifft Schwebstoffilter, mit deren
Hilfe in Flüssigkeiten nicht gelöste Stoffe ausgefiltert werden sollen.
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Derartige Filter, die allgemein zur Reinigung strömender Medien, insbesondere
in der chemischen Technologie eingesetzt werden, müssen beim Einsatz zur Reinigung
von elektrolytflüssigkeiten beim elektrochemischen Metallbearbeitungsverfahren besondere
Bedingungen erfüllen, die von bekannten Filtern garnicht oder nicht in ausreichendem
Maße erfüllt werden.
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Es sind Filteranordnungen bekannt, bei denen in hohen, stehunden Behältern,
die in der Regel von oben nach unten von der zu reinigenden Flüssigkeit durchströmt
werden, Filterkörper eingebracht sind, die die Schwebstoffe zurückhalten. Beimittlerem
Durchflußwiderstand, der mit steigendem Verschmutzungsgrad der Filterkörper rasch
ansteigt, kann der Flüssigkeitsdruck nur relativ niedrig gewählt werden, um zu vorhindorn,
daß bei steigendem Verschmutzungsgrad Schwebstoffe den Filter passieren. Bei diesen
Filtern ist nachteilig, daß sie viel Raum einnehmen, nur geringe Durchflußgeschwindigkeiten
bei niedrigen Drücken zulassen wid schlecht und zeitraubend zu reinigen sind so
daß sie allgemein nur für gering verschmutzte Flüssigkeiten eingesetzt werden. Die
Reinigung kann nach Außerbetriebssetzung des Filtsr dadurch erfolgen, daß die Filterkörper
entfernt, , dos leere Filter gespült und saubere neue oder regenerierte Filterkörper
eingebracht werden. Diese Art der Reinigung ist arbeitsintensiv, beansprucht jedoch
im Gegensatz zu anderen Reinigungsmethoden relativ wenig Zeit, bis der Filter wieder
in Betrieb genommen werden kann, da die
verschmutzten Filterkörper
in anderen Einrichtungen gereinigt bzw. regeneriert werden können, während der Filter
mit frischen Filterkörpern in Betrieb ist. Eine weitere Art der Reinigung derartiger
Filter ist die Reinigung durch saubere, unter hohem Druck stehende und den Filter
im Gegenstromprinzip durchfließende Reinigungsflüssigkeit. Eine derartige Reinigung
ist wenig arbeitsintensiv, beansprucht jedoch verhältnismäßig viel Zeit, bis der
Filter wieder einsetzbar ist.
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Der Reinigungseffekt ist mäßig, da eine Regenerierung der Filterkörper
in der Regel nur durch Maßnahmen möglich ist, die sich innerhalb des Filtergehäuses
nicht durchführen lassen. Eine Verkürzung der Reinigungszeit und eine gewisse Verbesserung
der Reinigungswirkung läßt sich unter bestimmten technischen Voraussetzungen bei
Verwendung nicht flüchtiger, nicht aggressiver und nicht explosiver Schmutz- und
Spülflüssigkeiten mit hohem Aufwand durch Einbau eines Rührwerkes erreichen, welches
die Filterkörper während der Reinigung umschichtet. Dabei besteht jedoch die Gefahr,
daß dieß Filterkörper vorzeitig durch die mechanische Beanspruchung unbrauchbar
werden.
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Es sind weiter Schwebstoffilter bekannt, die sich poröser, zumeist
gesinterter, aus gefrittetem Glas bestehender oder keramischer Filterkörper bedienen,
die siebartig in den Schmutzflüssigkeitsstrom eingehängt werden. Ihr Durcbflußwiderstand
ist verhältnismäßig gering und steigt mit steigendem Verschmutzungsgrad wasch und
stark an, sie sind in der Regel nicht stabil genug, um eine Druckfilteru-ng zu ermöglichen,
bei der ohnehin die Reinigungswirkung beeinträchtigt würde. Sie haben den Vorteil,
verhältnismäßig wenig Platz einzunehmen. Ihr Hauptnachteil ist darin zu sehen, daß
sie verhältnismäßig rasch verschmutzen und daher häufig gereinigt werden müssen,
Eine Reinigung der Filterkörper ist praktisch nur dadurch möglich, daß sie im Gegenstrom
mit einer Reinigungsflüssigkeit durchspült werden. Wenn große Flüssigkeitsmengen
in der Zeiteinheit zu reinigen sind, muß eine große Filterfläche vorhanden sein,
um den Durchflußwiderstand über einen genügend langen Zeitraum gering zu halten
und zu verhindern, daß der Filter allzu rasch
verstopft. Da die
Filterkörper infolge ihrer Empfindlichkeit gegen plötzliche mechanische Einwirkungen
nicht allzu groß gewählt werden können, muß eine große Anzahl Filter einander parallel
£eschaltet werden, dadurch wird der Raumbedarf außerordentlich groß.
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Insbesondere aus gefrittetem Glas bestehende Filter sind auf Grund
ihrer Besonderheiten speziell für Laborzwecke einsetzbar, für großtechnische Anlagen
mit Druckfilterung-großer Flüssigkeitsmengen werden sie kaum eingesetzt.
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Mit der Erfindung wird bezweckt, eine insbesondere in hochleistungsfähigen
Anlagen zur elektrochemischen Metallbearbeitung optimal einsetzbare Schwebstoffiltereinrichtung
zu schaffen.
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Dazu sind im einzelnen folgende Aufgaben zu lösen: Die Schwebstoffiltereinrichtung
soll einen geringen Raumbedarf und eine große Filterleistung bei gutem Wirkungsgrad
haben, eine Druckfilterung gestatten und leicht und schnell automatisch zu reinigen
sein. Weiter muß die Möglichkeit bestehen, Filterkörper schnellstens auszuwechseln0
Eine solche Schwebstoffiftereinrichtung besteht erfindungsgemäß aus zwei oder mehr
aneinandergrenzenden, mit je wenigstens einem Anschlußstutzen versehenen Filtergehäusen,
die miteinander über handelsübliche Filterkörper, beispielsweise aus gefrittetem
Filterglas, in Verbindung stehen, so daß eine von einem Filtergehäuse zum anderen
fließendeFlüssigkeit die Filterkörper passieren muß.
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Eine besonders vorteilhafte Filteranordnung ist durch den Einsatz
sogenannter Glasfilterkerzen möglich, die vorteilhafterweise in ihren Spitzen durch
Ausgießen mit erhärtendem, flüssigem und den zu filternden Materialien gegenüber
resistendem Material, beispielsweise Epoxydharz, versteift sind. Sie werden dichtend
mit ihrer Öffnung auf entsprechende Öffnungen eines ersten Filtergehäuses aufgesetzt
und von einem zweiten Filtergehäuse umschlossen und durch in diesem angeordnete
federnde, gegen die Spitzen drückende Druckstücke auS.die Öffnungen des ersten Filtergehäuses
gedrückt.
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Diese Filtereinrichtung hat bei einem Maximum an Filterfläche ein
minimales Volumen, gestattet eine Druckfilterung und hat eine maximale Filterleistung.
Ihre Reinigung im Gegenstrom bereitet keine Schwierigkeiten, die Auswechslung von
Silterkörpern beansprucht nur geringen Zeitaufwand. Das geringe Volumen und die
hohe Filterleistung gestatten den gleichzeitigen Einsatz zweier Filtereinrichtungen,
in der einen wird der Elektrolyt gefiltert, in der anderen werden die Filterkörper
im Gegenstrom zur gleichen Zeit gereinigt.
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Die konische Form der Filterkerzen ermöglicht einen weiteren Volumengewinn
dadurch, daß drei Filtergehäuse übereinander angeordnet werden und die Filterkerzen
wechselweise derart an den äußeren Filtergehäusen angebrachtwerden, daß sie ineinander
verzahnt in das mittlere Filterstück hineinragen.
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Wird die zu filternde Flüssigkeit durch die entsprechenden Anschlußstutzen
den beiden äußeren Filtergehäusen zugeführt, dann kann das maximale Volumen gefilterter
Flüssigkeit dem Anschlußstutzen des mittleren Filtergehäuses entnommen werden, wird
ein äußeres Filtergehäuse mit einem Absetzbehälter verbunden, dann wird die zugehörige
Filterkerzenreihe bei verminderter Filterleistung gleichzeitig im Gegenstrom gespült.
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Es ist natürlich möglich, dem mittleren Filtergehäuse Reinigungsflüssigkeit
zuzuführen, die nach dem Passieren der Filterkerzen im Gegenstrom aus den äußeren
Filtergehäusen in Absetzbehälter fließt.
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Zwei lusführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Seitenansicht eines Schwebstoffilters,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Schwebstoffilters der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt
entsprechend dem der Fig. 1 durch ein anderes Ausführungabeispiel eines Schwebstoffilters
und Fig. 4 ein Schema des Stofflusaes durch den Filter nach Fig. 3
Fig.
1 zeigt ein flaches, rechteckiges Filtergehäuse 1, auf dem ein hohes Filtergehäuse
2 gleicher Grundfläche aufliegt.
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Das Filtergehäuse 1 ist gegenüber dem angrenzenden Filtergehäuse 2
durch ein eingeschweißtes Blech verschlossen. Dieses Blech ist mit Öffnungen versehen,
auf denen Filterkörper 4 unter Zwischenlage von Dichtungsringen 6, die durch an
das Blech angeschweißte Aufnahmeflansche 5 gehalten werden, angeordnet sind. Im
Deckel des Filtergehäuses 2 sind den Aufnahmeflanschen 5 gegenüberliegend Druckhülsen
7 angeschweißt, in die Druckkörper 8 aus nachgiebigem und der zu filternden Flüssigkeit
gegenüber resistendem Material eingepreßt sind.
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Diese federnden Druckkörper 8 pressen die Filterkörper 4, die im vorliegenden
Beispiel aus gefrittetem Glas als sogenannte Filterkerzen ausgebildet sind, gegen
die Dichtungsringe 6, wenn die Filtergehäuse 1 und 2 gegeneinander gepreßt werden.
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Das Filtergehäuse 1 ist mit zwei Anschlußstutzen 9 und 10 und das
Filtergehäuse 2 mit zwei Anschlußstutzen 11 und 12 zur Zu-beziehungsweise Abführung
der zu filternden oder gefilterten Flüssigkeit oder der Spülflüssigkeit versehen.
Zwischen den Filtergehäusen 1 und 2 befindet sich eine zusammendrückbare mattenartige
Dichtung 15 zwischen rahienartig um das Filtergehäuse 2 herumgeschweißten Klemmwinkeln
19 und entsprechenden Klemmwinkeln 20 um das Filtergehäuse 1.
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Fig. 2 zeigt, wie die Filtergehäuse 1 und 2 über ihre Klemmwinkel
19 und 20 durch aufgekeilte Klemmschienen 21 zusammengehalten werden. Die selbsthemmend
keilartige Ausbildung der Klemmwinkel 19 und 20 und die entsprechende Ausbildung
der Innenflächen der Klemmschienen 21 gewährleisten einen auch unter erheblichem
Innendruck in den Filtergehäusen 1 und 2 flüssigkeitsdichten Verschluß des Schwebstoffilters
auch ohne besondere Sicherungsmaßnahmen gegen Lockern der Klemmschienen 21 bei gleichmäßiger
Zusammenpessung der Dichtung 15.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein weitees Ausführungsbei spiel
eines Schwebstoffilters, welcho bei annähernd gleichem Raumbedarf ein Filterelement
zusätzlich besitzt. Das Filtergehäuse 2 ist hier als boden- und deckelloser Rahmen
ausgebildet und nach oben durch ein drittes FilterSehäuse 3
abgeschlossen,
dessen Aufbau und Befestigung völlig dem des Filtergehäuses 1 entspricht. Die Filterkörper
4 sind abwechselnd an den Filtergehäusen 1 und 3 angebracht, so daß sie in das Filtergehäuse
2 gewissermaßen ineinander verzahnt hineinragen. Das Filtergehäuse 2 besitzt vier
Anschlußstutzen 11, 12, 22 und 23.
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Fig. 4 zeigt schematisch den Anschluß dieses Schwebstoff ters in einem
Filter- und Spülkreislauf. In einem Trübflüssigkeitszufluß 24 eines Rohrieitungssystems
wird die zu filternde Flüssigkeit dem Filtergehäuse 2 durch die Anschlußstutzen
22 und 23 zugeführt, die gefilterte Flüssigkeit wird aus dem Filtergehäuse 1 durch
den Anschlußstutzen 9 und aus dem Filtergehäuse 3 durch den Anschlußstutzen 13 in
den Klarflüssigkeitsabfluß 25 abgeführt.
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Wenn das Schwebstoffilter gespült werden soll, dann werden sowohl
der Trübflüsaigkeitszufluß 24 als auch der Klarflüssigkeitsabfluß 25 abgesperrt
und ein Spülflüssigkeitszufluß 26 durch den Anschlußstutzen 10 in das Filtergehäuse
1 und durch den Anschlußstutzen 14 das Filtergehäuse 3 geöffnet.
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aus Dem Filtergehäuse 2 werden die vom Filter zurückgehaltenen Schwebstoffe
durch die Anschlußstutzen 11 und 12 in einen Schlammflüssigkeitsabfluß 27 und durch
diesen in einen nicht dargestellten Äbsatzbehälter abgeführt.
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Die Erfindung ist nicht auf Filtereinrichtungen beschränkt, die als
Filterkörper sogenannte Filterkerzen besitzen. Je nach den Abmessungen, denen eine
derartige Filtereinrichtung anzupassen ist, lassen sich beispielsweise auch schalen-
oder tellerförmige, unter Bildung eines Hohlraumes an ihren Rändern flüssigkeitsdicht
miteinander verbundene Filterkörper verwenden, von denen eine mit einem zentrischen,
an das Innere führenden Anschlußstutzen versehen ist, der an einen entsprechenden
Anschlußstutzen an der Trennwand zwischen beiden Filtergehäusen anschließbar ist.
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Eine Filtereinrichtung mit derartigen Filterkörpern ist breiter, jedoch
wesentlich niedriger als eine solche mit Filterkerzen und weist eine schlechtere
Volumenausnutzung auf.
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Auch die Art der Befestigung der Filtergehäuse aneinander kann beliebig
von der der Ausführungsbeispiele abweichen, ohne den Grundgedanken der Erfindung
zu verlassen.