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Rückspülbares Schutzfilter
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Die Erfindung betrifft ein Schutzfilter, insbesondere für Trink- oder
Brauchwasserleitungen, dessen Filtereinsatz rückgespült werden kann.
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Derartige Filter werden in Trinkwasserleitungen unmittelbar hinter
dem Wasserzähler eingebaut, um dem Wasser ungelöste Stoffe, wie z.B. Rostpartikel
zu entziehen, die zu Störungen bei Absperr- und Regelorganen führen können und als
Belüftungselemente Korrosionen (Lochfraß) zur Folge haben können.
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Es sind Schutzfilter mit einem Filtereinsatz bekannt, der vorzugsweise
von außen nach innen durchströmt wird, wobei sich die im Wasser befindlichen Schmutzpartikel
auf der Außenseite des Filtereinsatzes ablagern. Der Filtereinsatz ist normalerweise
mit einem Kopfstück verbunden, das einen Wasserzulauf-und einen Wasserablaufstutzen
besitzt, die zueinander diametral verlaufend ausmünden. Die Verbindung des Filtereinsatzes
mit dem Kopfstück kann durch Aufstecken, Einschrauben oder eine
Zugankerkonstruktion
erfolgen. Bekannte Filtereinsätze bestehen aus Papier, gesintertem Kunststoff, gewickelten
Patronen aus Zellwolle, Baumwolle oder Kunststoff, sowie Stützkernen aus verschiedensten
Materialien mit Gewebe oder perforierten Über-Zügen. Um eine Kontrolle des Verschmutzungsgrades
solcher Schutzfilter von außen zu ermöglichen, werden diese häufig durch eine durchsichtige
Kunststoffglocke abgedeckt. Die Verbindung zwischen Kunststoffglocke und Kopfstück
des Schutzfilters erfolgt entweder durch eine Verschraubung oder durch eine Überwurfmutter.
Da aber die Lichtdurchlässigkeit der Glocke das Bakterien- und Keimwachstum auf
dem Filtermedium fördert, werden neuerdings lichtundurchlässige Edelstahlglocken
verwendet.
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Damit der Filtereinsatz eines solchen Schutzfilters rückgespült werden
kann, ist es bekannt, durch den Einbau eines Ventils und eines Rückschlagorgans
im Schutzfilterkopf die Umgehung des Filtereinsatzes während der Rückspülung zu
ermöglichen.
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Bei einem anderen bekannten Schutzfilter ist ein durchsichtiges Gehäuse
vorgesehen, in dem unter etwa 450 zur Strömungarichtung ein Doppelschrägsitzfiltergewebe
aus Edelstahl angeordnet ist, das bei Verschmutzung durch einen Schieber von außen
gereinigt werden kann, wobei der Schmutz in einen senkrecht darunter befindlichen
Schlammfang gespült wird und durch Betätigen eines Ventils abgezogen werden kann.
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Nachteilig bei den bekannten Ausführungsformen ist der hohe Druckverlust,
der sich durch den Aufbau des Filters ergibt, die Umgehung des Filtereinsatzes während
des Rückspülvorganges, die umständliche Handhabung des Filters und das Fehlen einer
direkten Absperrung der Leitung, wobei bei den einzelnen Ausführungsformen einer
oder mehrere dieser Nachteile vorliegen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schutzfilter der eingangs
angegebenen Art so auszubilden, daß die Nachteile der bekannten Ausführungsformen
vermieden werden und sich vor -allem ein einfacher Aufbau und eine leichte Handhabung
ergibt.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Filter
als Mehrweghahn ausgebildet und in de#Durchlaufkanal des Hahnkükens der Filtereinsatz
angeordnet ist, so daß in der einen Stellung das durchtretende Wasser gefiltert
werden kann, in einer anderen Stellung die Zu- und Ablaufleitungen versperrt werden
können und in einer weiteren Stellung der Filtereinsatz rückgespült werden kann.
Der Filtereinsatz am odRrim Küken sowie die durch das Küken gebildete Absperrarmatur
bilden dabei eine Einheit, die durch Drehen von Hand die gewünschten Verbindungen
zwischen den einzelnen Anschlüssen herstellt und damit die gewollten Funktionen
ausführt.
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Durch diese Bauweise ist ein im Aufbau einfaches, strömungsgünstiges
und damit druckverlustarmes Filter mit einfacher Handhabung und geringen Betätigungskräften
sowie leichter Wartungsmöglichkeit ohne zusätzliche erforderliche Installationen
möglich.
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Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist ein Gehäuse mit diametral
gegenüberliegenden Zulauf- und Ablaufstutzen und einem weiteren, etwa rechtwinklig
dazu angeordneten Ablaufstutzen vorgesehen, wobei der Durchlaufkanal des in dem
Gehäuse verdrehbaren Kükens auf dessen Umfang an drei Stellen mündet, die gleichfalls
in einem Abstand von etwa 900 voneinander angeordnet sind. Die hierdurch möglichen
Stellungen für die Filtration des durchlaufenden Wassers, die Absperrung von Zu-und
Ablauf und die Rückspülung des Filtereinsatzes ergeben sich auch bei einer anderen
Ausführungsform, bei der ein Gehäuse mit jeweils diametral gegenüberliegenden Zulauf-
und Ablaufstutzen vorgesehen ist und der Durchlaufkanal im Küken an diametral gegenüberliegenden
Stellen mündet, wobei die beiden Zulaufstutzen vorzugsweise innerhalb des Gehäuses
miteinander verbunden sind, so daß nur ein einzelner Anschluß nach außen erforderlich
ist. Die zur Funktionserfüllung notwendigen Kanalführungen sind damit im Armaturenmittelteil
vereinigt.
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Damit die Größe des Filtereinsatzes durch den Querschnitt des
Durchlaufkanals
oder die Abmessung der Armatur nicht begrenzt wird, verläuft der quer zur Drehachse
des Kükens ein- und austretende Durchlaufkanal im Kürzen in Richtung der Drehachse
und mündet auf der Unterseite des Kükens, an der der Filtereinsatz mit einem Abdeckgehäuse
am Küken befestigt ist. Aufgrund dieses einfachen Konstruktionsprinzips kann weitestgehend
auf Querschnittsverengungen verzichtet werden, was eine Verringerung des Strömungsverlustes
bewirkt. Das Abdeckgehäuse des Filtereinsatzes kann über einen Zuganker gegen das
Küken gezogen werden, so daß auf ein Schraubgewinde und einen Verschluß eines zylindrischen
Endes des Filtereinsatzes durch einen Boden verzichtet werden und der Filtereinsatz
in einfacher Weise rohrartig zylindrisch ausgeführt werden kann. Da das Abdeckgehäuse
mit dem Küken verbunden ist, ist dieses gegenüber dem umgebenden Filtergehäuse druckmäßig
entlastet, so daß nur sehr geringe Betätigungskräfte zum Verdrehen des Kükens mit
Filtereinsatz erforderlich sind.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bauweise
werden in der nachfolgenden Beschreibung und in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Fig. 1 a - c einen Längsschnitt,
eine Draufsicht, einen Querschnitt durch das Küken und einen Teilschnitt durch das
Küken in Richtung der Drehachse zeigen.
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Fig. 2 a - c stellen in einem Längsschnitt, einer Draufsicht und einem
Teilschnitt durch den Ablaßstutzen eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung
dar, wobei die Fig. 2 a zwei verschiedene Anordnungen des Filtereinsatzes zeigt.
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Fig. 3 a - f zeigen in den Fig. 3 a und 3 b einen Längsschnitt und
eine Draufsicht, während die Fig. 3 c, d und f
Teilschnitte durch
das Gehäuse und das Küken und Fig. 3 e einen Querschnitt durch das Küken zeigen.
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In den Figuren ist mit 1 ein etwa ringförmiges Gehäuse bezeichnet,
das an diametral gegenüberliegenden Stellen einen Zulaufstutzen 2 und einen Ablaufstutzen
3 aufweist. Etwa rechtwinklig zu der Achse dieser beiden Anschlüsse ist ein weiterer
Ablaufstutzen 4 vorgesehen. Die Stutzen 2 und 3 sind mit Halbrohrverschraubungen
versehen, die aus einem Rohrstutzen 5 mit Innengewinde für den Anschluß einer Rohrleitung,
einem Dichtungsring 6 und einer Überwurfmutter 7 bestehen.
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In dem ringförmigen Gehäuse 1 ist ein Küken 8 drehbar angeordnet,
das bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 einen Durchlaufkanal aufweist,
der an drei Stellen des Umfangs des Kükens mündet, die einen Abstand von etwa 900
voneinander haben und damit in der Anordnung den Anschlüssen 2, 3 und 4 am Gehäuse
entsprechen, wie die Querschnittsansicht in Fig. 1 c zeigt.
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Der Durchlaufkanal ist im Zulaufbereich nach unten abgewinkelt und
geht in einen auf der Unterseite des Kükens ausgebildeten Ringraum 9 über, der einen
mittigen, sich in Achsrichtung des Kükens erstreckenden Kanalabschnitt 10 umgibt,
welcher sich in die beiden etwa rechtwinklig zueinander liegenden Kanalabschnitte
11 und 12 aufteilt, die wiederum quer zur Drehachse des Kükens auf dem Kükenumfang
münden. Die Unterseite des bei diesem Ausführungsbeispiel zylindrischen Kükens ist
damit offen ausgebildet, so daß daran ein rohrförmiger Filtereinsatz 13 mit einem
glockenförmigen Abdeckgehäuse 14 befestigt werden kann. Der Ringraum 9 des Durchlaufkanals
im Küken wird dabei durch den Ringraum zwischen dem Filtereinsatz und dem Abdeckgehäuse
fortgesetzt, während der Innenraum des Filtereinsatzes an den mittigen Kanalabschnitt
10 anschließt.
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In der in Fig. 1 a wiedergegebenen Filtrationsstellung strömt damit
das zulaufende Wasser in Pfeilrichtung durch den Zulaufstutzen 2 in den Ringraum
9, durchströmt den Filtereinsatz 13
von außen nach innen und tritt
über den Kanalabschnitt 11 durch den Ablaufstutzen 3 in gefiltertem Zustand aus.
Der Kanalabschnitt 12 ist in dieser Filtrationsstellung durch das Gehäuse 1 geschlossen,
wie die Fig. 1 c zeigt.
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Wird das Küken 8 über ein auf der im Gehäus-e 1 freiliegenden Oberseite
des Kükens über Stifte 15 befestigtes Handrad 16 um etwa 450 im Gegenuhrzeigersinn
verdreht, so werden durch das Gehäuse 1 alle drei Mündungsöffnungen des Durchlaufkanals
abgesperrt, während die Zulauf- und Ablaufstutzen durch das Küken abgedeckt sind.
In dieser Sperrstellung, in der keine direkte Verbindung zwischen der Zulauf- und
Ablaufleitung vorhanden ist, kann zum Beispiel der Filtereinsatz ausgewechselt werden.
In Fig. 1 b ist diese Sperrstellung durch die Linie B-B angedeutet, während die
Filtrationsstellung in Fig. 1 c durch Linie A-A wiedergegeben ist.
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Wird das Küken über das Handrad 16 um weitere 450 in der gleichen
Drehrichtung in die durch die Linie C-C angedeutete Stellung verdreht, so tritt
der Kanalabschnitt 12 im Küken mit dem Zulaufstutzen 2 und der ursprüngliche Einlaufbereich
des Durchlaufkanals mit dem Ablaufstutzen 4 in Verbindung, während der Kanalabschnitt
11 durch das Gehäuse 1 abgedeckt ist. In dieser Rückspülstellung wird der Filtereinsatz
von innen nach außen durchströmt, so daß die auf dem Filtereinsatz befindliche Verschmutzung
z. B. in ein Gefäß oder eine Schlammleitung durch die der Filterrichtung entgegengesetzte
Strömungsrichtung -spült werden kann.
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Gegebenenfalls kann in dieser Rückspülleitung 4 noch ein Verschlußorgan,
wie z. B. ein Kugelhahn 17 (Fig. 2c),eingebaut werden, um ein eventuelles Austreten
von Tropfen durch den :funktionsbedingten Ringspalt zu vermeiden. In der Filterstellung
wird in diesem Falle der Kugelhahn 17 geschlossen und in der Rückspülstellung geöffnet.
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Die drei Schaltstellungen können optisch von außen durch
nicht
dargestellte Markierungen erkennbar gemacht werden, die zweckmäßigerweise auf dem
Handrad angebracht werden und beispielsweise die Form von Pfeilen haben können,
welche die jeweilige Strömungsrichtung bezüglich der Zu- und Ablaufstutzen am Gehäuse
wiedergeben. Eine Verdrehung des Kükens über die erforderlichen 900 hinaus wird
durch Anschläge begrenzt, die bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 a und
b durch Vorsprünge 18 auf dem Umfang des Gehäuses ausgebildet sind, welche in eine
sich über 900 erstreckende Nut 19 im Handrad 16 eingreifen.
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Wie die Fig. 1 a und 2 a zeigen, kann der Filtereinsatz 13 mit dem
zugehörigen Abdeckgehäuse 14 in verschiedener Weise ausgebildet und angeordnet werden.
Bei einer Ausführungsform wird ein Zuganker 20 vorgesehen, der bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 a über eine Bodenplatte 21 den rohrförmigen Filtereinsatz 13 auf dem
Rand des mittigen Durchlaufkanalabschnitts 10 andrückt. An beiden Enden des Filtereinsatzes
13 sind Dichtungen 22 vorgesehen. Die Seitenwand des Abdeckgehäuses 14 wird durch
ein Rohrstück 23 gebildet, das über Dichtungsringe 24 gegenüber der Bodenplatte
16 und dem Küken 8 abgedichtet ist. In der rechten Hälfte der Fig. 2 a ist ein Ausführungsbeispiel
wiedergegeben, bei dem mittels des Zugankers 20 über eine der Bodenplatte 21 entsprechende
Mutter 25 ein glockenförmiges Abdeckgehäuse 14 über einen Dichtungsring 24 auf der
Unterseite des Kükens 8 angedrückt wird. Der rohrförmige Filtereinsatz 13 ist wiederum
über Dichtungen 22 am oberen und unteren Ende gegenüber dem Küken 8 und dem Abdeckgehäuse
14 abgedichtet. Eine weitere Ausführungsform ist in der linken Hälfte der Fig. 2
a wiedergegeben, bei der ein glockenförmiges Abdeckgehäuse 14 mittels einer Übensurfmutter
26 am Küken 8 befestigt und der Filtereinsatz in Kerzenform mit einem Boden am einen
Ende und einem Einschraubgewinde am gegenüberliegenden Ende für die Befestigung
am Küken ausgebildet ist.
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Bei B ei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 a und 3 a ist das Küken
8, das mit dem Filtereinsatz 13 und dem Abdeckgehäuse 14
im Gehäuse
1 verdrehbar ist, zylindrisch ausgebildet und über Dichtungsringe 27 auf dem Umfang
gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Das Küken 8 ist von oben in das Gehäuse einsetzbar,
wobei es auf einer Ringschulter zum Aufliegen kommt. Zur Sicherung des Kükens gegen
unbeabsichtigtes Herausnehmen ist eine Sicherung, beispielsweise in der Form eines
Federringes 28, auf dem Außenumfang des auf der Unterseite vorstehenden Kükens vorgesehen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 a ist das Küken 8 entsprechend
dem Innenumfang des Gehäuses 1 kegelstumpfförmig ausgebildet. Da beim Durchströmen
des Filters und infolge des hydrostatischen Drucks eine Kraftkomponente senkrecht
nach unten der Schwerkraft überlagert wird, wird das Küken 8 gegen das Gehäuse 1
über eine einstellbare Schraubverbindung mit Tellerfedern 29 gezogen, welche sich
auf der geschlossenen Oberseite des Gehäuses 1 abstützen, durch das ein Gewindezapfen
des Kükens ragt. Das Handrad 16 deckt bei dieser Ausführungsform diese Schraubverbindung
ab und die Stifte 15 für die Verbindung mit dem Küken 8 sind in Langlöchern 30 auf
der Oberseite des Gehäuses 1 geführt, welche die Begrenzung der Drehbewegung über
90° bilden.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 ist das Küken 8 lediglich
mit zwei Mündungsöffnungen des Durchlaufkanals auf seinem Umfang versehen, die einander
diametral gegenüberliegen, wie die Fig. 3 e zeigt. Abgesehen von dem fehlenden Abschnitt
12 des Durchlaufkanals ist dieser im wesentlichen in der gleichen Weise wie bei
den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ausgebildet. Damit bei dieser vereinfachten
Ausgestaltung des Kükens das Filter die zuvor angegebenen drei Funktionen erfüllen
kann, ist in diesem Falle das Gehäuse 1 mit einem weiteren Zulaufstutzen 31 versehen,
der dem Ablaufstutzen 4 diametral gegenüberliegt und innerhalb des Gehäuses mit
dem Zulaufstutzen 2 verbunden ist. Die beiden Mündungen des Zulaufs sind durch einen
Wandabschnitt 32 des Gehäuses 1 voneinander getrennt (Fig. 3 e).
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In Fig. 3 e ist die Sperrstellung des Kükens 8 wiedergegeben.
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Wird es aus dieser Stellung über das Handrad 16 um 450 im Gegenuhrzeigersinn
verdreht, so tritt der Kanalabschnitt 11 mit dem zweiten Zulaufstutzen 31 und die
gegenüberliegende Mündungsöffnung des Durchlaufkanals mit dem Ablaufstutzen 4 in
Verbindung, während der Zulaufstutzen 2 und der Ablaufstutzen 3 durch das Küken
abgeschlossen werden. In dieser Rückspülstellung.
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strömt das Wasser über den Kanalabschnitt 11 und die mittige Öffnung
10 in den Filtereinsatz, der von innen nach außen durchströmt und damit gespült
wird. Eine Verdrehung des Kükens 8 aus der in Fig. y wiedergegebenen Sperrstellung
um 450 im Uhrzeigersinn ergibt die normale Filtrationsstellung, wie sie in Fig.
3a wiedergegeben ist. Der Zulaufstutzen 31 und der Ablaufstutzen 4 sind hierbei
durch das Küken abgedeckt. Die Sperrstellung des Kükens ist durch eine Querschnittsansicht
in Fig. 3 b und die Spülstellung durch die Querschnittsansicht in Fig. 3 c wiedergegeben.
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Am Zulauf- und am Ablaufstutzen sind bei der Ausführungsform nach
den Figuren 3 Bohrungen 33 mit einem Gewinde ausgebildet, in denen zur Ilfessung
des Druckverlustes oder dergleichen Nanometer eingesetzt werden können. Im übrigen
ist das Schutzfilter nach den Figuren 3 wie das nach den Figuren 1 ausgebildet.
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Für das Schutzfilter können beliebige geeignete Materialien verwendet
werden. Vorzugsweise bestehen das Gehäuse, das Küken, das Handrad mit den Stiften
15, die ttberwurfmutter 7 und die Rohrstutzen 5 sowie die Bodenplatte 21 aus Rotguß
oder Bronze. Der rohrförmige Teil des Abdeckgehäuses 14 nach Fig. 1 a sowie die
Abdeckglocke 14 nach Fig. 2 a, der Zuganker und die Tellerfedern 17 bestehen vorzugsweise
aus einem hochlegierten Edelstahl und der Filtereinsatz 13 aus gesinterter Bronze
oder gesintertem, hochlegiertem Edelstahl.
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Für die Dichtungen wird vorzugsweise ein dauerelastisches Dichtungsmaterial,
wie z. B. Gummi vorgesehen.
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Es sind verschiedene Abwandlungen der erfindungsgemäßen Bauweise möglich,
bei welcher der Filtereinsatz mit Abdeckgehäuse zusammen mit einem Bauteil in einem
Gehäuse in verschiedene Stellungen verdrehbar ist und in diesem Bauteil bzw. im
Gehäuse entsprechende Kanäle für die Erzielung der gewünschten Funktionen vorgesehen
sind. So kann beispielsweise, insbesondere bei der Ausführungsform nach Fig. 2a,
das Küken mit einem Handgriff zum Verdrehen versehen sein, in einer Sperrstellung
kann eine Raste vorgesehen werden, damit bei der Demontage des Filtereinsatzes sich
das Küken nicht ohne weiteres aus dieser Sperrstellung bewegen kann. Bei der Ausführungsform
nach den Fig. 3 können die Zulaufstutzen 2 und 31 auch getrennt voneinander am Gehäuse
1 ausgebildet sein. Schließlich kann ein Schutzfilter nach der Erfindung auf den
verschiedensten Gebieten Anwendung finden. Ebenso ist es möglich, den Filtereinsatz
in der Normalstellung, beispielsweise für bestimmte Verwendungszwecke, in der entgegengesetzten
Strömungsrichtung gegenüber der angegebenen durchströmen zu lassen, wie auch für
andere Zwecke eine andere Filteranordnung oder -ausgestaltung vorgesehen werden
kann.
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L e e r s e i t e