DE2625697A1

DE2625697A1 - Notlaufeinrichtung an einer filtriereinrichtung

Info

Publication number: DE2625697A1
Application number: DE19762625697
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Strub
Original assignee: Filtrox-Maschinenbau AG
Current assignee: Filtrox-Maschinenbau AG
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1976-06-08
Publication date: 1977-01-20
Also published as: CH589464A5; AU1564676A; GB1527384A; AU505000B2; DE2625697C2; CS190538B2; FR2316994B1; US4081376A; FR2316994A1

Description

.Öskar Konig

ψertertanwalt ΔΌ ΖΟΌΌ Ι

7 Stuttgart 1

6 - Postfach 51

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Filtrox Maschinenbau A.-G., St.Gallen, Schweiz.

Notlaufeinrichtung an einer Filtriereinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Notlaufeinrichtung für eine durch Stromausfall verursachte Betriebsstörung an einer ein Anschwemmfilter mit vertikalen Filterflächen und eine elektromotorisch angetriebene Filterpumpe in der Filterzuleitung umfassenden Filtriereinrichtung, die einerseits für den Filtrierbetrieb auf einen Flüssigkeits-Durchlauf von einer Unfiltratzuleitung durch die Filtriereinrichtung hindurch zu einer FiItratableitung und andererseits für die Anschwemmung sowie beim Auftreten von Betriebsstörungen oder irregulären Betriebsbedingungen, insbesondere bei Blockierung der Unfiltratzuleitung und/ oder der Filtratableitung, auf einen über das Anschwemmfilter führenden pumpengetriebenen Flüssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung schaltbar ist.

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Die bekannten Notiaufeinrichtungen dieser Art beruhen im Prinzip sämtlich darauf, für Stromausfälle eine geeignete Ersatzstromquelle zur Verfügung zu halten, die dann anstelle des Stromversorgungsnetzes die Stromversorgung für einen elektromotorischen Antrieb der Filterpumpe mit relativ geringer, zur Aufrechterhaltung eines Flüssigkeits-Kreislaufes innerhalb der Filtriereinrichtung ausreichender Pumpenleistung übernimmt.

Da die für den Antrieb der Filterpumpe bei Normalbetrieb vorgesehenen Elektromotoren in der Regel Drehstrommotoren sind, musste also entweder die Ersatzstromquelle Drehstrom liefern oder aber bei Verwendung einer Gleichstromquelle als Ersatzstromquelle ein zusätzlicher Gleichstrommotor für den Notlauf-Antrieb der Filterpumpe vorgesehen werden.

Als Drehstrom liefernde Ersatzstromquelle kommt praktisch nur ein Notstromaggregat in Betracht. Aber abgesehen davon, dass viele Filtrierbetriebe gar nicht über ein eigenes Notstromaggregat verfugen, sind die üblichen Notstromaggregate mit Verbrennungsmotorantrieb für den vorliegenden Zweck auch ungeeignet, weil bei diesen vom Zeitpunkt des Stromausfalles bis zum Einsetzen der Notstromversorgung mindestens die für das Anlassen des Verbrennungsmotors erforderliche Zeit vergeht und in dieser Zeitspanne innerhalb des Anschwemmfilters bereits Effekte auftreten können,

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die den dann bei Einsetzen der Notstromversorgung einsetzenden Notlaufbetrieb überhaupt sinnlos machen. Denn bei Anschwemmfiltern mit vertikalen Filterflächen wie sie heute aufgrund ihrer konstruktiven und betriebstechnischen Vorteile gegenüber Anschwemmfiltern mit horizontalen Filterflächen in der Regel, meist in Form von Kerzenfiltern, gebräuchlich sind - ist ein praktisch ununterbrochenes Anpressen der Anschwemmschichten an ihre vertikalen StützflächenjSrf orderlich, um ein Abgleiten der Anschwemmschichten von den Stützflächen zu verhindern, und für dieses Anpressen der Anschwemmschichten an ihre Stützflächen bedarf es eines praktisch ununterbrochenenen Flüssigkeitsdruckes auf die Anschwemmschichten und damit also einer ständigen Durchströmung des Anschwemmfilters. Setzt diese Durchströmung aus, z.B. weil die Filterpumpe wegen Stromausfall stehenbleibt, dann beginnen die Anschwemmschichten aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft an den vertikal angeordneten Stützflächen herunterzugleiten, weil wegen des fehlenden Druckes der Anschwemmschicht auf die Stützfläche keine ein solches Abgleiten verhindernden Reibungskräfte zwischen Anschwemmschicht und Stützfläche mehr vorhanden sind, und durch dieses Abgleiten wird selbst dann, wenn die Durchströmung noch vor dem vollständigen Abgleiten wieder einsetzt, ein oberes Stück der Stützfläche freigelegt, was zumindest eine wesentliche Verschlechterung der Filtriereigenschaften des Filters, häufig aber auch

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noch schwerwiegende Verstopfungserscheinungen in diesem oberen Stutzflächenbereich zur Folge hat. Um dies zu vermeiden, muss man nach einem Aussetzen der Durchströmung den Filtrationszyklus abbrechen und neu anschwemmen, sofern das Aussetzen nicht auf eine sehr kurze Zeitdauer (während der noch keine Freilegung von Stützflächenbereichen eintreten kann) beschränkt bleibt. Bei Notstromaggregaten mit Verbrennungsmotorantrieb kann nun die Zeitdauer für die Inbetriebsetzung des Aggregates und insbesondere für das Anlassen des Verbrennungsmotors wesentlich grosser als diese kurze Zeitdauer werden, während der ein Aussetzen der Durchströmung des Filters noch keine nachteiligen Folgen hat, und daher ist die Benützung eines Notstromaggregates mit Verbrennungsmotorantrieb, selbst wenn ein solches bereits vorhanden ist, für den vorliegenden Zweck nicht möglich.

Als Drehstrom liefernde Ersatzstromquelle käme daher nur ein aus einem Akkumulator und einem Gleichstrom-Drehstrom-Umformer bestehendes Notstromaggregat in Betracht, da dieses in der Lage wäre, praktisch unmittelbar nach einem Stromausfall die Stromversorgung des die Filterpumpe antreibenden Drehstromotors zu übernehmen.

Da der technische Aufwand für ein solches, unmittelbar nach einem Stromausfall Drehstrom lieferndes Notstromaggregat aber grosser als der Aufwand für einen mit der Filterpumpe gekuppelten, im Normalbetrieb leer mitlaufen-

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den, im Notlaufbetrieb den Antrieb der Filterpumpe übernehmenden Gleichstrommotor und einen Akkumulator zur Stromversorgung desselben ist, wurde bei den bekannten Notlaufeinrichtungen der eingangs genannten Art die letztere Lösung in der Regel vorgezogen.

In beiden Fällen, also sowohl bei einem Notstromaggregat mit Gleichstrom-Drehstrom-Umformer als auch bei einem Gleichstrommotor zum Antrieb der Filterpumpe im Notlaufbetrieb, ist aber ein Akkumulator erforderlich, der nicht nur einen relativ hohen Anlageaufwand sowohl für den Akkumulator selbst als auch für einen besonderen Akkumulatorraum sondern auch einen beträchtlichen Aufwand für die Gewährleistung seiner ständigen Betriebsbereitschaft erfordert und dessen Lebensdauer zudem, da er Ja nur bei Stromausfall und somit nur relativ wenig benutzt wird, nur beschränkt ist.

Aber auch jede andere denkbare Notlaufeinrichtung würde aufgrund der oben erläuterten Bedingung, dass die Durchströmung des Filters praktisch nicht unterbrochen werden darf, einen Energiespeicher benötigen, der im Moment des Stromausfalls die notwendige Energie zur Aufrechterhaltung der Durchströmung des Filters zur Verfügung stellen kann, so dass also ein Verzicht auf den Akkumulator nur bei Einsatz eines anderen, seinerseits mit spezifischen Problemen und Nachteilen behafteten Energiespeichers möglich schien und man daher bei den bekannten Notiaufeinrichtungen der eingangs genannten Art den Akkumulator in Kauf genommen hat.

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Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Notlaufeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf einen Energiespeicher im obengenannten Sinne.verzichtet bzw. der Aufwand für Anlage und Unterhalt eines solchen Energiespeiehers vermieden werden kann und der technische Gesamtaufwand für die Notlaufeinrichtung wesent lich reduziert werden kann.

Erfindungsgemäss wird das mit einer Notlaufeinrichtung der eingangs genannten Art erreicht, die gekennzeichnet ist durch eine Wasserturbine zum Antrieb einer den Flüssigkeits-Kreislauf antreibenden Pumpe und eine automatisch arbeitende Schalteinrichtung zur Umschaltung von Flüssigkeits-Durchlauf auf Flüssigkeits-Kreislauf sowie zur Einschaltung einer Wasserzufuhr aus einem vorhandenen Wasserversorgungsnetz zu der Wasserturbine bei Stromaus- ■ fall.

Die vorliegende Notlaufeinrichtung hat gegenüber den bekannten Notlaufeinrichtungen der eingangs genannten Art den wesentlichen Vorteil, dass als Energiespeicher das vorhandene Wasserversorgungsnetz verwendet wird und damit der gesamte bisher getriebene Aufwand für Anlage und Unterhalt des Energiespeichers bzw. des hierfür vorgesehenen Akkumulators entfällt. Ein weiterer Vorteil ist, dass der technische Aufwand für die Wasserturbine geringer als der bisher für den Gleichstrommotor oder den Gleichstrom-Drehstrom-Umformer notwendige technische Aufwand ist.

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Eine bevorzugte. Ausbildungsform der vorliegenden Notlaufeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wasserturbine die Filterpumpe antreibt und die Schalteinrichtung zum Zwecke der Umschaltung von Flüssigkeits-Durchlauf auf Flüssigkeits-Kreislauf den Anschwemmfilterausgang mit dem Filterpumpeneingang verbindet und die Unfiltratzuleitung zur Filtriereinrichtung sowie die Filtratableitung von der Filtriereinrichtung sperrt. Zweckmässig kann dabei die Antriebswelle der Filterpumpe mit der Abtriebswelle der Wasserturbine gekuppelt sein, vorzugsweise derart, dass ein Ende der Abtriebswelle der Wasserturbine mit der Antriebswelle der Filterpumpe und das andere Ende mit dem zum Antrieb der Filterpumpe vorgesehenen Elektromotor gekuppelt ist.

Diese bevorzugte Ausbildungsform bedingt aber aufgrund dessen, dass hier die Filterpumpe sowohl für den Normalbetrieb als auch für den Notlaufbetrieb verwendet wird und die erforderliche Pumpenleistung im Notlaufbetrieb nur einen Bruchteil der Pumpenleistung im Normalbetrieb beträgt, im Notlaufbetrieb einen Antrieb der Filterpumpe mit relativ geringer Drehzahl, aber noch relativ grossem Drehmoment, und damit eine räumlich verhältnismässig grosse Wasserturbine. Dem Vorteil, dass für den Normalbetrieb und den Notlaufbetrieb ein und dieselbe Pumpe verwendet wird, steht also hier ein grosser Raumbedarf der Wasserturbine gegenüber.

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Steht dieser Raum im Bereich der Filterpumpe, an die ja die Wasserturbine bei der genannten bevorzugten Ausbildungsform anzukuppeln ist, nicht zur Verfügung, oder ist aus anderen Gründen der Einsatz der Filterpumpe für den Notlaufbetrieb unerwünscht, dann kann zum Antreiben des Flüssigkeits-Kreislaufes im Notlaufbetrieb vorteilhaft auch eine zusätzliche Pumpe vorgesehen werden, die mit der Wasserturbine gekuppelt ist, wobei dann die Schalteinrichtung zum Zwecke der Umschaltung von Flüssigkeits-Durchlauf auf Flüssigkeits-Kreislauf einen über die zu-"" sätzliche Pumpe und das Anschwemmfilter verlaufenden-Kreislauf herstellt und die Unfiltratzuleitung zur Filtriereinrichtung sowie die FiItratableitung von der Filtriereinrichtung sperrt. In diesem Fall können die zusätzliche Pumpe und die Wasserturbine auf die im Notlaufbetrieb erforderliche Pumpenleistung abgestimmt werden, d.h. die Nenndrehzahl der Wasserturbine kann bei dieser Pumpenleistung relativ gross und damit der Raumbedarf der Wasserturbine und der zusätzlichen Pumpe entsprechend klein gemacht werden.

Mit besonderem Vorteil kann die vorliegende Notlaufeinrichtung an einer Filtriereinrichtung angebracht sein, die zu der für die Anschwemmung sowie beim Auftreten von Betriebsstörungen oder irregulären Betriebsbedingungen vorgesehenen Schaltbarkeit auf Flüssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung mit je einem Absperr-

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organ in der Unfiltratzuleitung und der Filtratableitung sowie mit einer über ein Absperrorgan führenden Verbindungsleitung zwischen dem Anschwemmfilterausgang und dem Filterpumpeneingang und mit einer elektromechanischen oder elektropneumatischen Steuereinrichtung zur Betätigung der Absperrorgane versehen ist; die Steuereinrichtung kann in diesem Fall, zweckmässig zur Betätigung von mindestens einem weiteren, in der Wasserzuleitung zu der Wasserturbine liegenden Absperrorgan ausgebildet sein und in Verbindung mit den von ihr betätigten Absperrorganen die genannte Schalteinrichtung bilden. Der bei einer solchen Filtriereinrichtung erforderliche zusätzliche Aufwand für die vorliegende Notlaufeinrichtung beschränkt sich auf die Wasserturbine sowie gegebenenfalls die erwähnte zusätzliche Pumpe, während für die Schalteinrichtung praktisch kein zusätzlicher Aufwand erforderlich ist, da diese ja von der schon vorhandenen Steuereinrichtung gebildet wird. Im Falle der obengenannten bevorzugten Ausbildungsform wird die Steuereinrichtung dabei so weitergebildet, dass sie bei Stromausfall automatisch die Absperrorgane in der Unfiltratzuleitung und der Filtratableitung sperrt und die Absperrorgane in der Verbindungleitung zwischen Anschwemmfilterausgang und Filterpumpeneingang und in der Wasserzuleitung zu der Wasserturbine öffnet. Bei Verwendung einer zusätzlichen Pumpe gibt es zwei Möglichkeiten der Weiterbildung: Eine erste Möglichkeit besteht darin, dass die zusätzliche

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Pumpe über ein zusätzliches Absperrorgan eingangsseitig mit dem Anschwemmfilterausgang und ausgangsseitig mit dem Filterpumpeneingang oder dem Anschwemmfiltereingang verbunden ist und die Steuereinrichtung auch zur Betätigung dieses zusätzlichen Absperrorgans ausgebildet ist, und dass die Steuereinrichtung bei Stromausfall automatisch die Absperrorgane in der Unfiltratzuleitung und der Filtratableitung und in der genannten Verbindungsleitung zwischen Anschwemmfilterausgang und Filterpumpeneingang sperrt und das genannte- zusätzliche Absperrorgan sowie das Absperrorgan in der Wasserzuleitung zu der Wasserturbine öffnet. Eine zweite Möglichkeit der Weiterbildung bei Verwendung einer zusätzlichen Pumpe besteht darin, dass die zusätzliche Pumpe entweder in die genannte Verbindungsleitung zwischen Anschwemmfilterausgang und Filterpumpeneingang oder in eine Verbindungsleitung zwischen Filterpumpenausgang und Anschwemmfiltereingang geschaltet ist und der Ausgang der zusätzlichen Pumpe mit dem Filterpumpeneingang bzw. dem Anschwemmfiltereingang verbunden ist und über der zusätzlichen Pumpe ein zusätzliches Absperrorgan liegt, und dass die Steuereinrichtung bei Stromausfall automatisch die Absperrorgane in der Unfiltratzuleitung und der Filtratableitung und das genannte zusätzliche Absperrorgan sperrt und die Absperrorgane in der Verbindungsleitung zwischen Anschwemmfilterausgang und Filterpumpeneingang und in der Wasserzuleitung zu der Wasserturbine öffnet.

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Vorzugsweise erfolgt bei der vorliegenden Notlaufeinrichtung die Wasserzufuhr aus einem öffentlichen oder privaten Druckwassernetz. Dabei kann das die Wasserturbine verlassende Wasser vorteilhaft zur weiteren Verwendung einem Sammelbehälter zugeführt werden.

Anhand der nachstehenden Figuren ist die Erfindung im folgenden an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine bekannte Filtriereinrichtung mit einem Kerzenfilter und einer elektromotorisch angetriebenen Filterpumpe sowie mit Absperrorganen in der Unfiltratzuleitung und der Filtratableitung und einer über ein Absperrorgan führenden Verbindungsleitung von dem Kerzenfilterausgang zum Filterpumpeneingang;

Fig.2 eine Filtriereinrichtung wie in Fig.1, die mit der oben erwähnten bevorzugten Ausfildungsform der vorliegenden Nctlaufeinrichtung versehen ist;

Fig.3 eine Filtriereinrichtung wie in Fig.1, die mit einer Ausführungsform der vorliegenden Notlaufeinrichtung mit zusätzlicher Pumpe versehen ist.

Die in Fig.1 in Form eines Blockschemas dargestellte bekannte Filtriereinrichtung umfasst das Absperrorgan 1

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in der Unfiltratzuleitung 6, die elektromotorisch von einem nicht gezeigten Drehstrommotor angetriebene Filterpumpe 7, eine den Kieselgur-Behälter 8 und die Membranpumpe 9 umfassende Kieselgur-Zuführungseinrichtung für die Anschwemmung von Kieselgur in dem Anschwemmfilter 10 bei Einleitung eines Filtrationszyklus, das als Kerzenfilter ausgebildete, mit hängend eingebauten zylindrischen Filterkerzen versehene Anschwemmfilter 10, das Absperrorgan 3 in der Filtratableitung 11, die Verbindungsleitung 12, 13, 14 zwischen dem Anschwemmfilterausgang 15 und dem Filterpumpeneingang 16 mit dem Absperrorgan 2 in dem Leitungsstück 13, die Verbindungsleitung 17 zwischen dem Filterpumpenausgang 18 und dem Anschwemmfiltereingang 19, in die eine vom Ausgang der Membranpumpe 9 kommende Zuleitung 20 einmündet, und eine nicht gezeigte elektropneumatische Steuereinrichtung für die Absperrorgane 1, 2 und 3 sowie verschiedene ebenfalls nicht gezeigte Schaltorgane für diese Steuereinrichtung.

Die Steuereinrichtung für die Absperrorgane 1, 2 und 3 umfasst einen Kompressor, einen an denselben angeschlosse nen Druckluftspeicher, je einen pneumatischen Umschalter an jedem der Absperrorgane 1, 2 und 3, je ein Elektromagnetventil an jedem Umschalter zur Steuerung desselben und je eine Verbindungsleitung zwischen dem Druckluftspeicher und jedem Elektromagnetventil. Jeder pneumatische Umschalter umfasst zwei koaxial angeordnete, wechsel-

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seitig wirkende Druckzylinder, deren Kolben durch eine gemeinsame Kolbenstange miteinander verbunden sind. Die gemeinsame Kolbenstange trägt in ihrem mittleren Bereich zwischen den beiden Druckzylindern eine Zahnstange, die über ein Zahnrad auf die Schwenkachse des zugeordneten Absperrorgans wirkt. Die Absperrorgane 1, 2 und 3 sind entweder gebräuchliche Absperrhähne mit einem auf der Schwenkachse sitzenden Hahnküken, das durch Drehung um 90° von Offen- auf Geschlossen-Stellung umstellbar ist, oder sogenannte Klappenventile mit einer auf der Schwenkachse sitzenden Ventilklappe, die ebenfalls durch Drehung um 90° von Offen- auf Geschlossen-Stellung umstellbar ist. Die Arbeitsräume der beiden Druckzylinder sind mit dem zugeordneten Elektromagnetventil verbunden und innerhalb desselben durch je einen Zweiwegehahn entweder auf Druckluftzufuhr aus der Verbindungsleitung zwischen Druckluftspeicher und Elektromagnetventil oder Verbindung mit der Atmosphäre einstellbar, wobei die beiden Zweiwegehähne so miteinander gekoppelt sind, dass jeweils einer auf Druckluftzufuhr und der andere auf Atmosphärenverbindung eingestellt ist, und wobei beide Zweiwegehähne gemeinsam von einem Elektromagneten betätigbar sind, der bei Stromzufuhr die Verbindung des Arbeitsraumes eines der beiden Druckzylinder mit dem Druckluftspeicher und die Verbindung des Arbeitsraumes des anderen der beiden Druckzylinder mit der Atmosphäre und bei Wegfall der Stromzufuhr die Verbindung des

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Arbeitsraumes des einen der beiden Druckzylinder mit der Atmosphäre und die Verbindung des Arbeitsraumes des anderen der beiden Druckzylinder mit dem Druckluftspeicher und damit bei Stromzufuhr die Einstellung des zugeordneten Absperrorgans in die eine und bei Wegfall der Stromzufuhr in die andere der beiden Stellungen "Offen" und "Geschlossen" bewirkt. Die den einzelnen Absperrorganen 1 , 2 und 3 zugeordneten Elektromagnetventile sind dabei derart mit den diesen Absperrorganen zugeordneten pneumatischen Umschaltern verbunden, dass bei Stromzufuhr zu diesen Elektromagnetventilen bzw. zu den innerhalb derselben angeordneten Elektromagneten die Absperrorgane 1 und 3 in die Offen-Stellung und das < Absperrorgan 2 in die Geschlossen-Stellung und bei Wegfall der Stromzufuhr die Absperrorgane 1 und 3 in die Geschlossen-Stellung und das Ansperrorgan 2 in die Offen Stellung eingestellt werden.

Die genannten Schaltorgane für diese elektropneumatische Steuereinrichtung umfassen erstens einen von Hand betätigbaren Schalter in der Stromzuleitung zu der Steuereinrichtung bzw. zu den Elektromagnetventilen innerhalb der Steuereinrichtung, mit dem die Stromzufuhr zu den Elektromagnetventilen für die Anschwemmung ausgeschaltet und bei Filtrierbetrieb eingeschaltet wird, und zweitens Je einen an die Unfiltratzuleitung 6 und die Filtratableitung 11 angeschlossenen Druckschalter, mit denen

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bei Druckabfall in der !Infiltratzuleitung 6 unter einen bestimmten zulässigen Minimaldruck oder bei Druckanstieg in der Filtratableitung 11 über einen bestimmten zulässigen Maximaldruck die Stromzufuhr zu den Elektromagnetventilen ausgeschaltet und damit auf Flüssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung geschaltet wird. Die elektrischen Schaltstrecken der drei Schalter, also des von Hand betätigbaren Schalters und der beiden Druckschalter, sind in Reihe geschaltet, so dass jeder der drei Schalter in seinerAusschalt-Stellung die Stromzufuhr zu den Elektromagnetventilen unterbricht und damit auf Flüssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung geschaltet wird.

In Fig.2 ist nun gezeigt, wie die in Fig.1 schematisch dargestellte Filtriereinrichtung mit der vorliegenden Notlaufeinrichtung versehen werden kann. Hierzu ist, wie Fig.2 zeigt, im Prinzip lediglich die Wasserturbine 21 an die Welle der Filterpumpe 7 anzukuppeln und die Zuführungsleitung 22 zu der Wasserturbine 21 über das Absperrorgan 4 an das vorhandene Wasserversorgungsnetz anzuschliessen. Das Absperrorgan 4 wird dabei ebenso wie die Absperrorgane 1 bis 3 mit einem pneumatischen Umschalter und einem Elektromagnetventil betätigt. Der pneumatische Umschalter und das Elektromagnetventil können dabei zweckmässig in vollständig gleicher Weise ausgebildet und mit dem Absperrorgan 4 verbunden sein wie bei dem Absperr-

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organ 2, d.h. bei Stromzufuhr zu dem Elektromagnetventil bzw. dem innerhalb desselben angeordneten Elektromagneten wird das Absperrorgan 4 geschlossen und bei Stromausfall geöffnet. Vorteilhaft kann der dem Absperrorgan 4 zugeordnete pneumatische Umschalter und das zugehörige Elektromagnetventil mit in die genannte Steuereinrichtung einbe-.zogen werden. Die Stromzuleitung zu dem dem Absperrorgan 4 zugeordneten Elektromagnetventil ist in diesem Fall aber vor den oben erwähnten Schaltorganen an die für die Elektromagnetventile vorgesehene Stromquelle, die z.B. von der Sekundärseite eines an das Stromversorgungsnetz angeschlossenen Tranformators gebildet wird, anzuschliessen, so dass also das Elektromagnetventil des Absperrorgans 4 direkt und die Elektromagnetventile der Absperrorgane 1 bis 3 über die genannten drei in Reihe geschalteten Schalter an diese Stromquelle angeschlossen sind.

Bei Stromausfall werden dann von der Steuereinrichtung automatisch die Absperrorgane 1 und 3 geschlossen und die Absperrorgane 2 und 4 geöffnet, womit die Wasserturbine 21 in Betrieb gesetzt und auf FlUssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung umgeschaltet wird. Die Wasserturbine 21 treibt dann die Filterpumpe 7 an, wodurch über die Filterpumpe 7 und die Verbindungsleitungen 12, 13» 14 und 17 sowie Über das geöffnete Absperrorgan 2 ein über das Anschwemmfilter 10 verlaufender FlUssigkeits-Kreislauf aufrechterhalten wird.

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Als Wasserturbine 21 wird vorteilhaft eine leichte Pelton-Turbine verwendet, die sehr einfach und billig herstellbar ist. Da zur Verhinderung des Abgleitens der Anschwemmschicht von ihren Stützflächen eine wesentlich geringere Pumpenleistung als beim normalen Filtrierbetrieb (z.B. nur etwa 10 % der Pumpenleistung beim normalen Filtrierbetrieb) erforderlich ist, kann die Nennleistung der Wasserturbine 21 und damit natürlich auch ihr Wasserverbrauch pro Zeiteinheit relativ gering sein. Im Falle des in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiels, bei dem die Wasserturbine 21 direkt auf die Filterpumpenwelle wirkt, muss die Wasserturbine diese Nennleistung mit relativ kleiner Drehzahl (die wesentlich kleiner als die Drehzahl der Filterpumpe 7 beim normalen Filtrierbetrieb ist) bei mittelgrossem Abtriebsdrehmoment erbringen, so dass sich für die Wasserturbine 21 ein relativ grosser Raumbedarf ergibt.

Es kann daher unter Umständen von Vorteil sein, nicht die Filterpumpe 7 sondern eine zusätzliche kleine Pumpe zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeits-Kreislaufes im Notlaufbetrieb zu benutzen, weil in diesem Falle die Wasserturbine und die zusätzliche Pumpe aufeinander abgestimmt werden können und dann mit höheren Drehzahlen und geringerem Abtriebsdrehnoment der Wasserturbine gearbeitet werden kann.

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Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig.3 gezeigt. Die Filtriereinrichtung ist hier wieder die gleiche wie oben anhand der Fig.1 beschrieben, Jedoch mit dem Unterschied in der Steuereinrichtung, dass der dem Absperrorgan 2 zugeordnete pneumatische Umschalter so mit dem Absperrorgan 2 verbunden ist, dass das Absperrorgan 2 bei Stromzufuhr zu dem zugehörigen Elektromagnetventil geöffnet und bei Wegfall der Stromzufuhr geschlossen wird, sowie mit dem weiteren Unterschied, dass die genannten Schaltorgane für die Steuereinrichtung nicht als einfache Ein- Aus- Schalter sondern als Wechselschalter ausgebildet sind, deren elektrische Schaltstrecken in ihren dem Filtrierbetrieb bzw. einem über dem zulässigen Minimaldruck liegenden Druck in der Unfiltratzuleitung 6 bzw. einem unter dem zulässigen Maximaldruck liegenden Druck in der Filtratableitung 11 zugeordneten Schaltstellungen ebenso wie bei der Filtriereinrichtung in Fig.1 in Reihe geschaltet sind und die den Absperrorganen 1 und 3 zugeordneten Elektromagnetventile mit der für die Elektromagnetventile vorgesehenen Stromquelle verbinden und von denen jeder in seiner anderen Schaltstellung auf das dem Absperrorgan 2 zugeordnete Elektromagnetventil geschaltet wird, so dass Jeder der drei Wechselschalter bei Umschaltung in seine besagte andere Schaltstellung die Stromzufuhr zu den den Absperrorganen 1 und 3 zugeordneten Elektromagnetventilen unterbricht (womit die Absperrorgane 1 und 3 geschlossen werden)

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und die Stromzufuhr zu dem dem Absperrorgan 2 zugeordneten Elektromagnetventil einschaltet (womit das Absperrorgan 2 geöffnet wird) und damit von Flüssigkeits-Durchlauf durch die Filtriereinrichtung auf Flüssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung umgeschaltet wird.

Bei dem AusfUhrungsbeispiel in Fig.3 umfasst die Notlaufeinrichtung das Turbinen-Pump-Aggregat mit der erwähnten kleinen zusätzlichen Pumpe 23 und der auf diese in Drehmoment und Drehzahl abgestimmten Wasserturbine 24, die Absperrorgane 4 und 5» die über das Absperrorgan 4

an das vorhandene Wasserversorgungsnetz angeschlossene Zuführungsleitung 22 zu der Wasserturbine 24, und die Verbindungsleitung 25» 26, mit der der Ausgang der kleinen zusätzlichen Pumpe an das Leitungsstück 14 und der Bingang derselben über das Absperrorgan 5 an das Leitungsstück 12 der oben erwähnten Verbindungsleitung 12, 13» 14 angeschlossen ist, sowie je einen pneumatischen Umschalter und ein zugeordnetes Elektromagnetventil für die Absperrorgane 4 und 5.

Die pneuaatischen Umschalter und die Elektromagnetventile für die Absperrorgane 4 und 5 können zweckmässig in voll ständig gleicher Weise ausgebildet sein wie bei den Ab sperrorganen 1 bis 3» Jedoch sind die den Absperrorganen 4 und 5 zugeordneten pneumatischen Umschalter so mit den

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zugehörigen Elektromagnetventilen verbunden, dass die Absperrorgane 4. und 5 bei Stromzufuhr zu den zugehörigen Elektromagnetventilen geschlossen und bei Stromausfall geöffnet werden, während im Gegensatz dazu die den Absperrorganen 1 bis 3 zugeordneten pneumatischen Umschalter so mit den zugehörigen Elektromagnetventilen verbunden sind, dass jedes der Absperrorgane 1 bis 3 bei Stromzufuhr geöffnet und bei Wegfall der Stromzufuhr oder bei Stromausfall geschlossen wird.

Vorteilhaft können die den Absperrorganen 4 und 5 zugeordneten pneumatischen Umschalter und die zugehörigen Elektromagnetventile - ebenso wie bei dem AusfUhrungsbeispiel in Fig.2 - mit in die genannte Steuereinrichtung einbezogen werden. Die Stromzuleitung zu den den beiden Absperrorganen 4 und 5 zugeordneten Elektromagnetventilen ist in diesem Fall auch direkt, d.h. also vor den erwähnten Schaltorganen, an die für die Elektromagnetventile vorgesehene, beispielsweise von der Sekundärseite eines an das Stromversorgungsnetz angeschlossenen Transformators gebildete Stromquelle anzuschliessen, so dass also die Elektromagnetventile der Absperrorgane 4 und 5 direkt und die Elektromagnetventile der Absperrorgane 1, 2 und über die genannten drei Wechselschalter an diese Stromquelle angeschlossen sind.

Bei Stromausfall werden dann von der Steuereinrichtung automatisch die Absperrorgane 1,2 und 3 geschlossen

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(bzw., soweit sie schon geschlossen sind, in geschlossenem Zustand belassen) und die Absperrorgane 4 und 5 geöffnet, womit die Wasserturbine 24 in Betrieb gesetzt und auf Flüssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung über das Anschwemmfilter 10, die zusätzliche Pumpe 23 und die Verbindungsleitungen 12, 25, 26, 14, 17 sowie das geöffnete Absperrorgan 5 und die stillstehende Filterpumpe 7 umgeschaltet wird. Die Wasserturbine 24 treibt dann die zusätzliche Pumpe 23 an, wodurch der Flüssigkeits-Kreislauf aufrechterhalten wird.

Die Wasserturbine 24 kann dabei ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig.2 eine leichte Pelton-Turbine sein. Die zusätzliche Pumpe 23 ist vorteilhaft eine kleine Kreiselpumpe. Die Drehzahl der Wasserturbine 24 kann bei geeigneter Dimensionierung der zusätzlichen Pumpe 23 z.B. das Dreifache der Drehzahl der Wasserturbine 21 in Fig.2 betragen, und entsprechend kann das Abtriebsdrehmoment der Wasserturbine 24 auf ein Drittel des Abtriebsdrehmomentes der Wasserturbine 21 reduziert werden.

Es ist abschliessend noch zu bemerken, dass die vorliegende Notlaufeinrichtung in erster Linie für Filtriereinrichtungen gedacht ist, mit denen relativ wertvolle Flüssigkeiten wie Wein, Spirituosen, Bier usw. filtriert werden, bei denen eine Vermischung der zu filtrierenden Flüssigkeit mit Wasser untragbar oder unerwünscht ist, denn bei Filtriereinrichtungen für Flüssigkeiten, bei

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denen eine Vermischung der zu filtrierenden Flüssigkeit mit Wasser keine Nachteile mit sich bringt, könnte man bei Stromausfall natürlich das Wasser aus dem Wasserversorgungsnetz direkt durch das Anschwemmfilter strömen lassen, aber bei relativ teuren Flüssigkeiten würde ein solcher Notlaufbetrieb praktisch mit dem Verlust eines grossen Teiles der innerhalb der Filtriereinrichtung befindlichen Flüssigkeit verbunden sein.

ρ l R e

Claims

Patentansprüche

1 . j Notlaufeinrichtung für eine durch Stromausfall verursachte Betriebsstörung an einer ein Anschwemmfilter mit vertikalen Filterflächen und eine elektromotorisch angetriebene Filterpumpe in der Filterzuleitung umfassenden Filtriereinrichtung, die einerseits für den Filtrierbetrieb auf einen Flüssigkeits-Durchlauf von einer Unfiltratzuleitung durch die Filtriereinrichtung hindurch zu einer FiItratableitung und andererseits für die Anschwemmung sowie beim Auftreten von Betriebsstörungen oder irregulären Betriebsbedingungen, insbesondere bei Blockierung der Unfiltratzuleitung und/oder der Filtratableitung, auf einen über das Anschwemmfilter führenden pumpengetriebenen Flüssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung schaltbar ist, gekennzeichnet durch eine Wasserturbine (21; 24) zum Antrieb einer den Flüssigkeits-Kreislauf antreibenden Pumpe (7; 23) und eine automatisch arbeitende Schalteinrichtung zur Umschaltung von Flüssigkeits-Durchlauf auf Flüssigkeits-Kreislauf sowie zur Einschaltung einer Wasserzufuhr aus einem vorhandenen Wasserversorgungsnetz zu der Wasserturbine bei Stromausfall.

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2. Notlaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserturbine (21) die Filterpumpe (7) antreibt und die Schalteinrichtung zum Zwecke der Umschaltung von Flüssigkeits-Durchlauf auf Flüssigkeits-Kreislauf den Anschweminfilterausgang (15) mit dem Filterpumpeneingang (16) verbindet und die Unfiltratzuleitung (6) zur Filtriereinrichtung sowie die FiItratableitung (11) von der Filtriereinrichtung sperrt.
3. Notlaufeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle der Filterpumpe (7) mit der Abtriebswelle der Wasserturbine (21) gekuppelt ist, vorzugsweise derart, dass ein Ende der Abtriebswelle der Wasserturbine (21) mit der Antriebswelle der Filterpumpe (7) und das andere Ende mit dem zum Antrieb der Filterpumpe (7) vorgesehenen Elektromotor gekuppelt ist.
4. Notlaufeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Antreiben des Flüssigkeits-Kreislaufes eine zusätzliche Pumpe (23) vorgesehen ist, die mit der Wasserturbine (24) gekuppelt ist, und dass die Schalteinrichtung zum Zwecke der Umschaltung von Flüssigkeits-Durchlauf auf Flüssigkeits-Kreislauf einen Über die zusätzliche Pumpe (23) und das Anschwemmfilter (10) verlaufenden Kreislauf herstellt und die Unfiltratzuleitung (6) zur Filtriereinrichtung sowie die Filtratableitung (11) von der Filtriereinrichtung sperrt.

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5. Notlaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einer Filtriere inrichtung angebracht ist, die zu der für die Anschwemmung sowie beim Auftreten von Betriebsstörungen oder irregulären Betriebsbedingungen vorgesehenen Schaltbarkeit auf Flüssigkeits-Kreislauf innerhalb der Filtriereinrichtung mit je einem Absperrorgan (1 , 3) in der Unfiltratzuleitung (6) und der FiItratableitung (11) sowie mit einer über ein Absperrorgan (2) führenden Verbindungsleitung (12, 13» 14) zwischen dem Anschwemmfilterausgang (15) und dem Filterpumpeneingang (16) und mit einer elektromechanischen oder elektropneumatischen Steuereinrichtung zur Betätigung der Absperrorgane versehen ist, und dass die Steuereinrichtung zur Betätigung von mindestens einem weiteren, in der Wasserzuleitung (22) zu der Wasserturbine (21, 24) liegenden Absperrorgan (4) ausgebildet ist und in "Verbindung mit den von ihr betätigten Absperrorganen (1, 2, 3, 4) die genannte Schalteinrichtung bildet.
6. Notlaufeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung bei Stromausfall automatisch die Absperrorgane (1, 3) in der Unfiltratzuleitung (6) und der Filtratableitung (11) sperrt und die Absperrorgane (2, 4) in der Verbindungsleitung (12, 13, 14) zwischen Anschwemmfilterausgang (15) und Filterpumpeneingang (16) und in der Wasserzuleitung (22) zu der Wasserturbine (21) öffnet.

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7. Notlaufeinrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5# dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Pumpe (23) über ein zusätzliches Absperrorgan (5) eingangsseitig mit dem Anschwemmfilterausgang (15) und ausgangsseitig mit dem Filterpumpeneingang (16) oder dem Anschwemmfiltereingang (19) verbunden ist und die Steuereinrichtung auch zur Betätigung dieses zusätzlichen Absperrorgans (5) ausgebildet ist, und dass die Steuereinrichtung bei Stromausfall automatisch die Absperrorgane (1, 2, 3) in der Unfiltratzuleitung (6) und der Filtratableitung (11) und in der genannten Verbindungsleitung (12, 13, 14) zwischen Anschwemmfilterausgang (15) und Filterpumpeneingang (16) sperrt und das genannte zusätzliche Absperrorgan (5) sowie das Absperrorgan (4) in der Wasserzuleitung (22) zu der Wasserturbine (24) öffnet.
8. Notlaufeinrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Pumpe entweder in die genannte Verbindungsleitung zwischen Anschwemmfilterausgang und Filterpumpeneingang oder in eine Verbindungsleitung zwischen Filterpumpenausgang und Anschwemmfiltereingang geschaltet ist und der Ausgang der zusätzlichen Pumpe mit dem Filterpumpeneingang bzw. dem Anschwemmfiltereingang verbunden ist und über der zusätzlichen Pumpe ein zusätzliches Absperrorgan liegt, und dass die Steuereinrichtung bei Stromausfall automatisch die Absperrorgane in der Unfiltratzuleitung und der

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Filtratableitung und das genannte zusätzliche Absperr-« organ sperrt und die Absperrorgane in der Verbindungsleitung zwischen Anschwemmfilterausgang und Filterpumpeneingang und in der Wasserzuleitung zu der Wasserturbine öffnet.
9. Notlaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet! dass die Wasserzufuhr zu der Was-

^urbine (21; 24) aus einem öffentlichen oder privaten Ikuckwassernetz erfolgt und vorzugsweise das die Wasserturbine (21, 24) verlassende Wasser zur weiteren Verwen- · dung einem Sammelbehälter zugeführt wird.

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