DE29804541U1 - Multi-stage filter device - Google Patents
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Description
Beschreibung Mehrstufige FiltervorrichtungDescription Multi-stage filter device
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung, die insbesondere zur Reinigung von dielektrischen Betriebsflüssigkeiten in Funkenerosionsanlagen vorgesehen ist.The invention relates to a filter device which is particularly intended for cleaning dielectric operating fluids in spark erosion systems.
Bei herkömmlichen Filtervorrichtungen für materialabtragende Materialbearbeitungsmaschinen werden zur Reinigung von Betriebsflüssigkeiten, wie Kühl- und Schmierflüssigkeiten oder dielektrischen Betriebsflüssigkeiten, meist Filtervorrichtungen mit Einweg-Kartuschenfiltern bzw. Patronenfiltern oder Papierbandfilteranlagen eingesetzt. Derartige Systeme sind in der Anschaffung relativ kostengünstig, verursachen aber zum Teil erhebliche Betriebskosten, denn Filtermedien wie beispielsweise Kartuschen oder Patronen, Papierbänder oder Anschwemmedien müssen, je nach Abtragsintensität und bearbeitetem Material, mehr oder weniger häufig gewechselt werden. Hierdurch entstehen hohe laufende Betriebskosten für Filtermedien, sowie Ausschleppverluste von Bearbeitungs- oder Betriebsflüssigkeiten und Entsorgungsprobleme.In conventional filter devices for material-removing material processing machines, filter devices with disposable cartridge filters or paper belt filter systems are usually used to clean operating fluids such as cooling and lubricating fluids or dielectric operating fluids. Such systems are relatively inexpensive to purchase, but sometimes cause considerable operating costs, because filter media such as cartridges, paper belts or precoat media have to be changed more or less frequently depending on the intensity of the removal and the material being processed. This results in high ongoing operating costs for filter media, as well as drag-out losses of processing or operating fluids and disposal problems.
Zur Vermeidung dieser Probleme ist es für mit wässrigen Betriebsflüssigkeiten wie entionisiertem Wasser arbeitende Drahterosionsmaschinen und zur Feinfiltration von wässrigenTo avoid these problems, it is recommended for wire EDM machines working with aqueous operating fluids such as deionized water and for fine filtration of aqueous
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Schleifemulsionen schon vorgeschlagen worden, eine rückspülbare Filtervorrichtung mit einem rückspülbaren Mineralfilter vorzusehen. Als Filtermaterial dient exakt kalibriertes Mineralgranulat, das in einem Gehäuse ein Filterbett bildet und mit dem eine Filterfeinheit von ca. drei Mikrometern erreichbar ist. Kleinere Feinstpartikel, wie sie beispielsweise bei Schlichtprozessen erzeugt werden, können praktisch nicht aufgefangen werden. Zudem hat sich herausgestellt, daß Sandfilter manchmal nur unzureichend bei Dielektrika mit niedrigen Leitwerten funktionieren.Grinding emulsions, it has already been suggested that a backwashable filter device with a backwashable mineral filter be provided. The filter material used is precisely calibrated mineral granulate, which forms a filter bed in a housing and with which a filter fineness of approx. three micrometers can be achieved. Smaller fine particles, such as those produced during sizing processes, can practically not be captured. It has also been found that sand filters sometimes only work inadequately with dielectrics with low conductivity values.
Für mit öligen Betriebsflüssigkeiten arbeitende Senkerosionsanlagen ist schon eine aufwendig aufgebaute Filtervorrichtung mit einem rückspülbaren Spaltfiltersystem vorgeschlagen worden, bei dem auf zugfedergespannten metallischen Stützstäben imprägnierte Spezial-Filterscheiben gespannt sind. Die Rückspülung reinigt die Filterelemente nach voreingestellten Zeitintervallen mit Druckluft und einer kleinen Menge Sauberöl, wobei die typische Rückspüldauer ca. 5 Minuten beträgt. Die Filterelemente sind dazu ausgelegt, in einem Schritt alle Verunreinigungen, die größer als ca. ein Mikrometer sind, zurückzuhalten, so daß feinstfiltriertes Dielektrikum direkt ohne weitere Behandlung wiederverwendet werden kann. Zur Erreichung der geforderten Filterfeinheit müssen die rückspülbaren Filterelemente kompliziert und kostenaufwendig aufgebaut sein. Ggf. ist es auch erforderlich, zugesetzte Filterelemente von Zeit zu Zeit zu ersetzen.For sinking erosion systems working with oily operating fluids, a complex filter device with a backwashable gap filter system has already been proposed, in which impregnated special filter disks are stretched on tension spring-loaded metal support rods. The backwash cleans the filter elements at preset time intervals with compressed air and a small amount of cleaning oil, with the typical backwash duration being around 5 minutes. The filter elements are designed to retain all contaminants larger than around one micrometer in one step, so that finely filtered dielectric can be reused directly without further treatment. To achieve the required filter fineness, the backwashable filter elements must be constructed in a complicated and costly manner. It may also be necessary to replace clogged filter elements from time to time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für den Einsatz in Funkenerosionsanlagen vorteilhafte, kostengünstige, wartungsarme Filtervorrichtung mit hoher Filterleistung zu schaffen.The invention is based on the object of creating a cost-effective, low-maintenance filter device with high filter performance that is particularly advantageous for use in spark erosion systems.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1.This object is achieved by a filter device having the features of claim 1.
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Erfindungsgemäße Filtervorrichtungen können zur mehrstufigen, insbesondere zweistufigen Reinigung von Fluiden wie Gasen oder Flüssigkeiten eingesetzt werden, wobei die Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere von dielektrischen Betriebstlüssigkeiten von Funkenerosionsanlagen, bevorzugtes Verwendungsgebiet ist und daher im folgenden beispielhaft beschrieben wird. Ein derartiges wässriges oder öliges Dielektrikum enthält, wenn es den Arbeitsraum der Funkenerosionsanlage verläßt, in der Regel feinverteilte Abtragungspartikel, deren mittlere Größen je nach Art der durchgeführten Materialbearbeitung (Grobbearbeitung oder Feinbearbeitung) im Bereich weniger Mikrometer bis einiger zehn Mikrometer liegen können. Diese Schmutzflüssigkeit wird der Filtervorrichtung schmutzseitig zugeführt und tritt in der Regel ungefiltert in den Rohflüssigkeitszulauf der Vorfiltereinheit ein. In der auch als Vorfiltereinrichtung bezeichneten Vorfiltereinheit erfolgt eine Ausfilterung gröberer Partikel, beispielsweise mit Partikelgrößen im Bereich unter zehn Mikrometern. Dieser Grobschmutz wird in Zeitabständen oder kontinuierlich von dem 0 oder den Filterelementen der Vorfiltereinheit entfernt und dem Schmutzablauf der Vorfiltereinheit zugeführt. Die Abfuhr von Grobschmutz aus der Vorfiltereinheit führt zum einen dazu, daß weder die Vorfiltereinheit noch die Feinfiltereinheit durch den Grobschmutz verstopft werden können. Dadurch erhöht sich die Betriebsdauer der Filtervorrichtung zwischen ggf. erforderlichen Wartungspausen, in denen Filterelemente extern gereinigt oder ersetzt werden müssen. Zum anderen enthält die dem Rohflüssigkeitszulauf der Feinfiltereinheit zugeführte, aus dem Filtratablauf der Vorfiltereinheit 0 kommende Flüssigkeit nur noch Schmutzpartikel aus einem relativ engen Größenspektrum, beispielsweise aus einem Größenbereich unterhalb von zehn Mikrometern. Die auch als Feinfiltereinrichtung bezeichnete Feinfiltereinheit kann entsprechend auf die Filtrierung dieser Feinpartikel speziellFilter devices according to the invention can be used for multi-stage, in particular two-stage cleaning of fluids such as gases or liquids, whereby the cleaning of liquids, in particular dielectric operating fluids of spark erosion systems, is a preferred area of use and is therefore described below by way of example. Such an aqueous or oily dielectric, when it leaves the working area of the spark erosion system, usually contains finely distributed removal particles, the average size of which can be in the range of a few micrometers to several tens of micrometers depending on the type of material processing carried out (rough processing or fine processing). This dirty liquid is fed to the filter device on the dirty side and usually enters the raw liquid inlet of the pre-filter unit unfiltered. In the pre-filter unit, also referred to as the pre-filter device, coarser particles, for example with particle sizes in the range of less than ten micrometers, are filtered out. This coarse dirt is removed at intervals or continuously from the 0 or the filter elements of the pre-filter unit and fed to the dirt outlet of the pre-filter unit. The removal of coarse dirt from the pre-filter unit means that neither the pre-filter unit nor the fine filter unit can become clogged by coarse dirt. This increases the operating time of the filter device between any necessary maintenance breaks during which filter elements must be cleaned or replaced externally. On the other hand, the liquid fed to the raw liquid inlet of the fine filter unit from the filtrate outlet of the pre-filter unit 0 only contains dirt particles from a relatively narrow size range, for example from a size range below ten micrometers. The fine filter unit, also known as the fine filter device, can be specially designed to filter these fine particles.
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ausgelegt sein. Da die ihr zugeführte Rohflüssigkeit schon weitgehend von Schmutzpartikeln befreit ist, verlängern sich die Zeiträume bis zum Zusetzen des Filters und einer dann ggf. erforderlichen Auswechselung des Filtermediums gegenüber Feinfiltern des Standes der Technik erheblich.Since the raw liquid supplied to it is already largely free of dirt particles, the time until the filter becomes clogged and the filter medium then needs to be replaced if necessary is considerably longer than with state-of-the-art fine filters.
Eine durch die Erfindung ermöglichte Stufenfiltration mit Feinfilterung und vorgeschalteter Grobfilterung mittels eines vorzugsweise automatisch sich regenerierenden Vorfilters ermöglicht somit erforderlichenfalls einen kontinuierlichen Betrieb über große Zeiträume von Stunden oder Tagen, wie sie insbesondere bei aufwendigeren Bearbeitungsvorgängen in Funkenerosionsanlagen auftreten können. Das auf der Reinseite der Feinfiltereinheit austretende Filtrat kann ohne weitere Bearbeitungsschritte erneut beispielsweise in den Arbeitsraum einer Funkenerosionsanlage eingeleitet werden, während der aus der Vorfiltereinheit abgeleitete Grobschmutz während des Betriebs der Filtervorrichtung ohne Störung des Filtervorganges entnommen oder weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden kann.A staged filtration made possible by the invention with fine filtering and upstream coarse filtering by means of a preferably automatically regenerating pre-filter thus enables continuous operation over long periods of hours or days, as can occur in particular with more complex processing processes in spark erosion systems. The filtrate emerging on the clean side of the fine filter unit can be reintroduced into the working area of a spark erosion system, for example, without further processing steps, while the coarse dirt discharged from the pre-filter unit can be removed during operation of the filter device without disrupting the filtering process or fed into further processing steps.
Die Vorfiltereinheit kann derart ausgelegt sein, daß an ihrem Filtratauslaß die Reinflüssigkeit schon eine derartige Reinheit aufweist, daß sie direkt in den Arbeitsprozeß der Anlage zurückgeführt werden kann. In einem solchen Fall kann die Feinfiltereinrichtung in Ausnahmefällen ganz entfallen, 5 insbesondere aber so ausgelegt sein, daß sie praktisch nur als Polizeifilter für Notfälle wirkt. Vorfiltereinheit und Feinfiltereinheit können in ihrer Filterfeinheit so aufeinander abgestimmt werden, daß insgesamt die erforderliche Filterfeinheit am Auslaß der Feinfiltereinheit vorliegt. Dies 0 ermöglicht den Einsatz weniger aufwendig konstruierter Vorfiltereinheiten, die die geforderte Reinheit der Gesamtanlage nicht in einem Schritt zu bewältigen brauchen, da eine geeignete Feinfiltereinheit nachgeschaltet ist. Es könnenThe pre-filter unit can be designed in such a way that the clean liquid at its filtrate outlet is already so pure that it can be fed directly back into the system's working process. In such a case, the fine filter device can be omitted entirely in exceptional cases, but in particular it can be designed in such a way that it practically only functions as a police filter for emergencies. The filter fineness of the pre-filter unit and the fine filter unit can be coordinated with one another in such a way that the required filter fineness is present overall at the outlet of the fine filter unit. This 0 enables the use of less complex pre-filter units, which do not have to achieve the required purity of the entire system in one step, since a suitable fine filter unit is connected downstream.
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sowohl für die Vorfiltereinheit als auch für die Feinfiltereinheit jeweils kostengünstige Komponenten verwendet werden, die in ihrer einen Synergieeffekt bietenden Kombination trotzdem eine Filtervorrichtung mit sowohl hinsichtlich des durchgesetzten Volumens als auch hinsichtlich der Reinheit des abgegebenen Filtrats hohen Filterleistung bilden.Cost-effective components are used for both the pre-filter unit and the fine filter unit, which, when combined to provide a synergistic effect, nevertheless form a filter device with high filter performance both in terms of the volume passed through and the purity of the filtrate released.
Der Aufbau der Feinfiltereinheit, insbesondere Art und Aufbau des mindestens einen darin wirksamen Filtermediums, kann entsprechend der Art der zu reinigenden Flüssigkeit und der in ihr verteilten Verschmutzungen frei gewählt werden. Es können mechanische Siebeffekte an der Oberfläche des Filtermittels und/oder mechanische Tiefenfiltereffekte und/oder Absorptionseffekte in bekannter Weise ausgenutzt werden. Vorzugsweise hat die Feinfiltereinheit mindestens ein Filterelement oder Filtermedium in Form eines Papierfilters. Sie ist insbesondere als Patronenfilter mit auswechselbarer Filterpatrone ausgebildet. Dabei kann es sich um ein Patronenfilter mit oder ohne Gehäuse handeln. Insbesondere zum Einsatz mit Funkenerosionsanlagen sind Feinfilter bevorzugt, 0 bei denen die mittlere Partikelgröße auf der Reinseite bzw. Filtratseite nicht wesentlich größer als drei bis fünf Mikrometer ist. Papierfilter sind hierzu geeignet und besonders kostengünstig. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Feinstfiltermedien wie mikroporöse Materialien, insbesondere Sintermterialien und/oder geeignete Schlitzoder Lochfolien verwendet werden. Die Feinfiltereinheit kann auch selbst regenerierbar ausgebildet sein.The structure of the fine filter unit, in particular the type and structure of the at least one filter medium effective in it, can be freely selected according to the type of liquid to be cleaned and the contaminants distributed in it. Mechanical sieve effects on the surface of the filter medium and/or mechanical depth filter effects and/or absorption effects can be used in a known manner. The fine filter unit preferably has at least one filter element or filter medium in the form of a paper filter. It is designed in particular as a cartridge filter with a replaceable filter cartridge. This can be a cartridge filter with or without a housing. Fine filters are preferred, in particular for use with spark erosion systems, in which the average particle size on the clean side or filtrate side is not significantly larger than three to five micrometers. Paper filters are suitable for this and are particularly cost-effective. Alternatively or additionally, other fine filter media such as microporous materials, in particular sintered materials and/or suitable slotted or perforated foils can also be used. The fine filter unit can also be designed to be self-regenerating.
Als regenerierbare Vorfilter können beispielsweise solche mit einem mittels eines Schabers oder einer Bürste mechanisch 0 abreinigbaren, hohlzylindrischen Filterkörper, insbesondere Spaltfilter, verwendet werden. Bei bevorzugten Weiterbildungen erfindungsgemäßer Filtervorrichtungen ist die Vorfiltereinheit als rückspülbare Filtereinheit ausgebildet. EineRegenerable pre-filters can be those with a hollow cylindrical filter body that can be cleaned mechanically using a scraper or a brush, in particular a gap filter. In preferred developments of filter devices according to the invention, the pre-filter unit is designed as a backwashable filter unit. A
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rückspülbare Filtereinheit zeichnet sich dadurch aus, daß zur zwischenzeitlichen, ggf. impulsartig kurzzeitigen Abreinigung eines Filtermediums bereits gereinigte Flüssigkeit durch das Filtermedium zurückgedrückt oder zurückgezogen wird, dort vorhandene Schmutzpartikel mindestens teilweise aufnimmt und sie dem Schmutzablauf der Vorfiltereinheit zuführt, wobei dieser Reinigungsvorgang zu einem gegebenen Zeitpunkt entweder nur einen Teilbereich des Filterelementes oder im wesentlichen die gesamte wirksame Fläche des Filterelementes erfassen kann. Rückspülbare Filtereinheiten können über lange Zeiträume ohne Auswechselung oder externe Reinigung der Filterelemente in Dauerbetrieb eingesetzt werden.Backwashable filter units are characterized by the fact that, for the interim, possibly short-term, cleaning of a filter medium, already cleaned liquid is pushed or drawn back through the filter medium, at least partially absorbs dirt particles present there and feeds them to the dirt drain of the pre-filter unit, whereby this cleaning process can either only cover a part of the filter element or essentially the entire effective area of the filter element at a given time. Backwashable filter units can be used in continuous operation over long periods of time without replacing or externally cleaning the filter elements.
Bei bevorzugten Ausführungsformen kann im Betrieb jederzeit ein Nettozufluß von zu reinigender Flüssigkeit zur Feinfiltereinheit gewährleistet sein, insbesondere auch während in der Vorfiltereinrichtung stattfindender Rückspülvorgänge. Dadurch ist es möglich, daß der Filtratablauf der Vorfiltereinrichtung unmittelbar mit dem Rohflüssigkeitszulauf der Feinfiltereinrichtung verbunden sein kann. Der kontinuier-0 liehe Nettozufluß von vorgereinigter, weiter zu reinigender Flüssigkeit zur Feinfiltereinheit sorgt dafür, daß bereits an und/oder im Filtermedium des Feinfilters gehaltene Schmutzpartikel sich nicht wieder von diesem lösen können und bei Auswechselung des Filtermediums aus der Filtervorrichtung entfernt werden. Zudem kann eventuell zwischen Filtratablauf der Vorfiltereinrichtung und Rohflüssigkeitszulauf der Feinfiltereinrichtung auf Ventile wie Sperrventile und/oder Abzweigungsventile und auf Abzweigungen zu Speichereinrichtungen o. dgl. verzichtet werden, was den Aufbau der Filter-0 vorrichtung vereinfacht und kostengünstig gestaltet. Es ist möglich, über den Einbau z.B. einer Drossel, Blende oder eines Stellventils in die Leitung zwischen Vorfilter- und Feinfiltereinheit die Funktion der Rückspülung zu unterstützen. In preferred embodiments, a net flow of liquid to be cleaned to the fine filter unit can be ensured at all times during operation, in particular during backwashing processes taking place in the pre-filter device. This makes it possible for the filtrate outlet of the pre-filter device to be directly connected to the raw liquid inlet of the fine filter device. The continuous net flow of pre-cleaned liquid to be cleaned further to the fine filter unit ensures that dirt particles already held on and/or in the filter medium of the fine filter cannot detach from it again and are removed from the filter device when the filter medium is replaced. In addition, valves such as shut-off valves and/or branch valves and branches to storage devices or the like can be dispensed with between the filtrate outlet of the pre-filter device and the raw liquid inlet of the fine filter device, which simplifies the structure of the filter device and makes it cost-effective. It is possible to support the backwash function by installing, for example, a throttle, orifice plate or a control valve in the line between the pre-filter and fine filter unit.
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Bei einer Ausführungsform hat die Vorfiltereinrichtung mindestens ein Filterelement in Form eines um seine Längsachse drehbaren, radial durchströmbaren Hohlzylinders, der innerhalb eines Vorfiltergehäuses angeordnet ist und einen in den Filtratablauf mündenden Filtratraum von einem mit dem Rohflüssigkeitszulauf kommunizierenden Rohflüssigkeitsraum trennt, wobei vorzugsweise der Rohfluidraum radial außerhalb des Hohlzylinders liegt, was die aktive Filterfläche vergrößert. Mit dem Hohlzylinder wirkt eine sich parallel zu seiner Längsachse erstreckende Rückspüleinrichtung zusammen, die einen zum Schmutzablauf führenden Schmutzabflußkanal hat, von dem mindestens ein Schmutzdurchlaß zu der rohflüssigkeitsseitigen Oberfläche des Filterelementes führt. Bei dieser Ausführungsform, die gleich oder ähnlich wie die Filtereinrichtung der deutschen Patentanmeldung DE 42 22 495 aufgebaut sein und betrieben werden kann, gelangt beim Rückspülvorgang aus dem Filtratraum bereits gereinigte Rückspülflüssigkeit durch den Schmutzdurchlaß in den Schmutzabfuhrkanal und wird abgeführt. Die Reinigung der Filterfläche des Filterelementes erfolgt nur abschnittsweise jeweils in dem Bereich, der zu gegebener Zeit der Rückspüleinrichtung zugewandt ist. Da dieser achsparallele, langgestreckte Bereich relativ schmal bzw. kleinflächig sein kann, reicht bereits eine geringe rückgespülte Flüssigkeits-5 menge, um eine wirksame Rückspülung zu gewährleisten. Der übrige, nicht im Bereich der Rückspüleinrichtung liegende Bereich des Hohlzylinders kann während der Rückspülung weiterhin durchströmende Flüssigkeit filtrieren, so daß ein Nettoabfluß aus dieser Vorfiltereinrichtung auch während der 0 Rückspülung gewährleistet ist. Die Rückspülung kann kontinuierlich oder in zeitlichen Intervallen erfolgen.In one embodiment, the pre-filter device has at least one filter element in the form of a hollow cylinder that can be rotated about its longitudinal axis and through which radial flow can pass, which is arranged inside a pre-filter housing and separates a filtrate chamber that opens into the filtrate drain from a raw liquid chamber that communicates with the raw liquid inlet, whereby the raw fluid chamber is preferably located radially outside the hollow cylinder, which increases the active filter surface. A backwash device that extends parallel to its longitudinal axis works together with the hollow cylinder, which has a dirt drainage channel that leads to the dirt drain, from which at least one dirt passage leads to the raw liquid side surface of the filter element. In this embodiment, which can be constructed and operated in the same or similar way as the filter device of the German patent application DE 42 22 495, during the backwash process, already cleaned backwash liquid passes from the filtrate chamber through the dirt passage into the dirt removal channel and is discharged. The filter surface of the filter element is only cleaned in sections, in the area that faces the backwash device at any given time. Since this axially parallel, elongated area can be relatively narrow or small, a small amount of backwashed liquid is sufficient to ensure effective backwashing. The remaining area of the hollow cylinder that is not in the area of the backwash device can continue to filter liquid flowing through during backwashing, so that a net outflow from this pre-filter device is also guaranteed during backwashing. Backwashing can take place continuously or at time intervals.
Das Filterelement der Vorfiltereinheit kann nach Art eines Spaltrohrfilters, Plattenspaltfilters oder DrahtspaltfiltersThe filter element of the pre-filter unit can be a slotted tube filter, plate slot filter or wire slot filter
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ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das Filterelement mindestens eine mit runden, ovalen insbesondere aber schlitzförmigen Filteröffnungen versehene Folie, die selbsttragend sein kann, jedoch vorzugsweise durch einen flüssigkeitsdurchlässigen Stützkörper abgestützt ist, der insbesondere wie ein Spaltrohr aufgebaut sein kann. Die Folie ist vorzugsweise eine Metallfolie, insbesondere auf Nickel- oder Edelstahlbasis, sie kann aber auch aus Kunststoff bestehen.In a preferred embodiment, the filter element has at least one film provided with round, oval, but especially slot-shaped filter openings, which can be self-supporting, but is preferably supported by a liquid-permeable support body, which can in particular be constructed like a split tube. The film is preferably a metal film, in particular based on nickel or stainless steel, but it can also be made of plastic.
Zur Steuerung des Schmutzabflusses aus dem Schmutzabfuhrkanal kann ein Ventil vorgesehen sein, das vorzugsweise dem Schmutzablauf nachgeschaltet in einer mit dem Schmutzabfuhrkanal verbindbaren Schmutzabfuhrleitung sitzt. Eine besonders gute Reinigungswirkung läßt sich erreichen, wenn das Schaltventil impulsartig, ggf. mehrmals hintereinander, auf Durchlaß schaltbar ist, beispielsweise über Zeitintervalle von weniger als einer Sekunde, insbesondere zwischen 0,1 und 0,5 Sekunden. Dadurch ergibt sich im Bereich einer Rückspüleinrichtung bei geöffnetem Schaltventil eine Schlagwirkung oder Schüttelwirkung, die zu einer besseren Abreinigung des jeweils zu reinigenden Filterelement-Abschnittes führt.To control the flow of dirt from the dirt removal channel, a valve can be provided, which is preferably located downstream of the dirt drain in a dirt removal line that can be connected to the dirt removal channel. A particularly good cleaning effect can be achieved if the switching valve can be switched to pass in a pulse-like manner, possibly several times in succession, for example over time intervals of less than one second, in particular between 0.1 and 0.5 seconds. This results in an impact effect or shaking effect in the area of a backwash device when the switching valve is open, which leads to better cleaning of the filter element section to be cleaned.
Alternativ oder zusätzlich zu der beschriebenen, mit beweglichen Teilen innerhalb der Filterkammer arbeitenden Vorfiltereinheit kann eine ventilgesteuerte rückspülbare Vorfiltereinheit vorgesehen sein, die durch Vermeidung von beweglichen Elementen innerhalb des Filters eine besonders geringe Störanfälligkeit besitzt. Eine bevorzugte derartige Vorfiltereinheit kann nach Art der in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 91 09 686 beschriebenen Filtereinrichtung aufgebaut sein 0 und betrieben werden.Alternatively or in addition to the described pre-filter unit operating with moving parts within the filter chamber, a valve-controlled backwashable pre-filter unit can be provided, which has a particularly low susceptibility to failure by avoiding moving elements within the filter. A preferred pre-filter unit of this type can be constructed and operated in the manner of the filter device described in the German utility model DE 91 09 686.
Als in den Filterkammern wirksame Filterelemente können beispielsweise (vorzugsweise auswechselbare) Spaltrohr-The filter elements used in the filter chambers can be, for example, (preferably replaceable) split tube
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Filtereinsätze verwendet werden. Für eine starke Filtrierung bis hinunter zu Partikeln in der Größenordnung von etwa zehn bis zwanzig Mikrometern hat es sich besonders bewährt, wenn die erste Filterkammer und/oder die zweite Filterkammer als Filterelement eine mit insbesondere schlitzförmigen Filteröffnungen versehene Folie aufweist, die vorzugsweise durch einen flüssigkeitsdurchlässigen Stützkörper, insbesondere ein geeignetes Spaltrohr, abgestützt ist, und wie die beschriebene Folie der anderen Ausführungsform aufgebaut sein kann.Filter inserts can be used. For strong filtration down to particles in the order of about ten to twenty micrometers, it has proven particularly useful if the first filter chamber and/or the second filter chamber has a film as a filter element, which is provided with slot-shaped filter openings in particular, which is preferably supported by a liquid-permeable support body, in particular a suitable gap tube, and can be constructed like the film described in the other embodiment.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte Ausführungen darstellen können. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features emerge not only from the claims but also from the description and the drawings, whereby the individual features can be implemented individually or in combination in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other areas and can represent advantageous embodiments. The division of the application into individual sections and subheadings does not limit the general validity of the statements made under these.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen 0 dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawings 0 and are explained in more detail below. In the drawings:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, zweistufigen Filtervorrichtung, Fig. 1 is a schematic diagram of an embodiment of a two-stage filter device according to the invention,
Fig. 2 eine geschnittene, axiale Teil-DraufsichtFig. 2 a sectioned, axial partial plan view
einer mit beweglichem Hohlzylinder arbeitenden rückspülbaren Vorfiltereinheit unda backwashable pre-filter unit with a movable hollow cylinder and
Fig. 3 eine schematische, geschnittene Seitenansicht einer ventilgesteuerten, rückspülbaren Filter-Fig. 3 is a schematic, sectional side view of a valve-controlled, backwashable filter
0 einheit mit mehreren parallelen Filterkammern,0 unit with several parallel filter chambers,
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bei der eine der Filterkammern rückgespült, wird.in which one of the filter chambers is backwashed.
Die schematische Skizze in Fig. 1 zeigt eine gestrichelt umrahmte, mehrstufig arbeitende Filtervorrichtung 1, die insbesondere zur Reinigung von dielektrischen wässrigen oder öligen Betriebsflüssigkeiten in Funkenerosionsanlagen vorgesehen ist, grundsätzlich aber auch zur Reinigung von Kühloder Schmierflüssigkeiten in anderen, insbesondere spanabhebenden Materialbearbeitungsvorrichtungen oder auf anderen Gebieten eingesetzt werden kann. Bei der Funkenerosion, die als Drahterosion oder Senkerosion mittels speziell geformter Elektroden durchgeführt werden kann, erfolgt die Materialabtragung durch hochspannungsfunkeninduziertes lokales Aufschmelzen von Material in einem geeigneten Dielektrikum, das durch den Funkenspalt gespült wird. Je nach Art der Materialbearbeitung (Feinbearbeitung oder Grobbearbeitung) können die mittleren Größen der Abtragungspartikel in der Größenordnung von einem oder wenigen Mikrometern bis zu einigen zehn Mikrometern liegen. Optimale Spülbedingungen im Funkenspalt, 0 insbesondere unverschmutzte Spülflüssigkeit, erhöhen die Effizienz des Verfahrens, vermeiden Lichtbogenbildung und führen zu höherer Abbildungsgenauigkeit, geringerem Elektrodenverschleiß und verkürzten Bearbeitungszeiten. Daher ist eine möglichst effektive Reinigung des Dielektrikums, vor-5 zugsweise im Umwälzverfahren, erwünscht. Die verschmutzte Rohflüssigkeit gelangt durch den an den Arbeitsraum der Funkenerosionsanlage angeschlossenen Rohflüssigkeitszulauf 2 zur regenerierbaren, insbesondere rückspülbaren Vorfiltereinheit 3, die einen Reinflussigkeitsablauf oder Filtratablauf 0 und einen Schmutzablauf 5 aufweist. Durch das Filterelement der Vorfiltereinrichtung erfolgt eine Ausfilterung gröberer Partikel, die kontinuierlich oder in Zeitabständen von den wirksamen Filterelementen durch Rückspülen entfernt und dem Schmutzablauf 5 zugeführt werden, wie in Zusammenhang mitThe schematic sketch in Fig. 1 shows a multi-stage filter device 1, outlined in dashed lines, which is intended in particular for cleaning dielectric aqueous or oily operating fluids in spark erosion systems, but can also be used in principle for cleaning cooling or lubricating fluids in other, particularly cutting, material processing devices or in other areas. In spark erosion, which can be carried out as wire erosion or sinking erosion using specially shaped electrodes, the material is removed by high-voltage spark-induced local melting of material in a suitable dielectric, which is flushed through the spark gap. Depending on the type of material processing (fine machining or rough machining), the average size of the removal particles can be in the order of magnitude of one or a few micrometers up to several tens of micrometers. Optimum rinsing conditions in the spark gap, 0 in particular uncontaminated rinsing liquid, increase the efficiency of the process, avoid arcing and lead to higher imaging accuracy, less electrode wear and shorter processing times. Therefore, the most effective cleaning of the dielectric is desired, preferably using a circulation process. The contaminated raw liquid passes through the raw liquid inlet 2 connected to the working area of the spark erosion system to the regenerable, in particular backwashable pre-filter unit 3, which has a clean liquid outlet or filtrate outlet 0 and a dirt outlet 5. The filter element of the pre-filter device filters out coarser particles, which are continuously or at intervals removed from the effective filter elements by backwashing and fed to the dirt outlet 5, as in connection with
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Figuren 2 und 3 näher beschrieben. Das vom Grobschmutz befreite Filtrat gelangt über eine unverzweigte und ventilfreie Flüssigkeitsleitung 6 zur zweiten Filterstufe der Filtervorrichtung,Es ist gestrichelt angedeutet, daß in der Leitung 6 auch eine Drossel bzw. Blende 11 oder ein Stellventil sitzen kann. ; Die zweite Stufe wird durch eine Feinfiltereinheit 7 gebildet, deren Rohflüssigkeitszulauf 8 über den Kanal 6 unmittelbar mit dem Filtratablauf der Vorfiltereinheit verbunden ist. In der Feinfiltereinheit 7 erfolgt eine weitere Reinigung des vorgereinigten Filtrats, wobei der Reinheitsgrad der durch den Filtratablauf 9 der Feinfiltereinheit ausströmenden Reinflüssigkeit von der Art des in der Feinfiltereinheit wirksamen Filterelementes bzw. Filtermediums abhängt. Der Filtratablauf 9 kann direkt mit der Reinseite 10 der Funkenerosionsanlage verbunden sein, so daß das durch die Filtervorrichtung 1 gereinigte Filtrat unmittelbar erneut zum Arbeitsraum oder in einen Zwischenspeicher geführt werden kann.Figures 2 and 3 are described in more detail. The filtrate freed of coarse dirt passes through an unbranched and valve-free liquid line 6 to the second filter stage of the filter device. It is indicated by dashed lines that a throttle or orifice 11 or a control valve can also be located in the line 6. The second stage is formed by a fine filter unit 7, the raw liquid inlet 8 of which is directly connected via the channel 6 to the filtrate outlet of the pre-filter unit. The pre-cleaned filtrate is further cleaned in the fine filter unit 7, the degree of purity of the clean liquid flowing out through the filtrate outlet 9 of the fine filter unit depending on the type of filter element or filter medium used in the fine filter unit. The filtrate outlet 9 can be connected directly to the clean side 10 of the spark erosion system, so that the filtrate cleaned by the filter device 1 can be immediately fed back to the work area or into an intermediate storage facility.
Die Vorfiltereinheit 3 kann wie die Filtereinrichtung der deutschen Patentanmeldung DE 42 22 495 aufgebaut sein und betrieben werden, deren Merkmale durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht werden. Eine zweckmäßige Weiterbildung wird im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 erläutert. Die Vorfiltereinrichtung 3 hat ein in Fig. 1 gestrichelt angedeutetes Filterelement 15 in Form eines um seine Längsachse drehbaren, radial von außen nach innen durchströmbaren Hohlzylinders, der innerhalb eines Vorfiltergehäuses 16 angeordnet ist und einen in den Filtratablauf 4 mündenden Filtratraum 17 von einem mit dem Rohflüssigkeitszulauf 2 0 kommunizierenden Rohflüssigkeitsraum 18 trennt. Zur schrittweisen oder kontinuierlichen Drehung des Hohlzylinders 15 kann ein mit diesem in Antriebsverbindung stehender, beispielsweise in Schritten von 2° bis 3°, schrittweise und/oderThe pre-filter unit 3 can be constructed and operated like the filter device of the German patent application DE 42 22 495, the features of which are made part of the content of this application by reference. An expedient further development is explained in connection with Fig. 1 and 2. The pre-filter device 3 has a filter element 15, indicated by dashed lines in Fig. 1, in the form of a hollow cylinder that can be rotated about its longitudinal axis and through which flow can radially from the outside to the inside, which is arranged within a pre-filter housing 16 and separates a filtrate chamber 17 that opens into the filtrate outlet 4 from a raw liquid chamber 18 that communicates with the raw liquid inlet 20. For the stepwise or continuous rotation of the hollow cylinder 15, a drive-connected to it, for example, in steps of 2° to 3°, stepwise and/or
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kontinuierlich betreibbarer, vorzugsweise elektrischer Antriebsmotor vorgesehen sein.A continuously operable, preferably electric drive motor should be provided.
Mit dem Hohlzylinder wirkt eine sich parallel zu seiner Längsachse 19 erstreckende Rückspüleinrichtung 2 0 zusammen, die einen zum Schmutzablauf führenden Schmutzabfuhrkanal hat, von dem mindestens ein Schmutzdurchlaß 22 zu der äußeren, rohflussigkeitsseitigen Oberfläche 2 3 des Filterelementes oder Filterkörpers 15 führt. Der Schmutzdurchlaß kann durch mindestens einen parallel zur Längsachse verlaufenden Längsschlitz gebildet werden, der im wesentlichen die gesamte axiale Länge des Hohlzylinders 15 abdeckt. Bei der gezeigten Ausführungsform sind mehrere parallel zur Längsachse verlaufende, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete Längsschlitze 24, 25, 26 vorgesehen. Der Schmutzkanal kann auch durch zwei parallel am Filterkörper 15 anliegende Abschaber über die gesamte Längsachse des Hohlzylinders gebildet werden.A backwash device 20, which extends parallel to its longitudinal axis 19, cooperates with the hollow cylinder and has a dirt removal channel leading to the dirt drain, from which at least one dirt passage 22 leads to the outer, raw liquid-side surface 23 of the filter element or filter body 15. The dirt passage can be formed by at least one longitudinal slot running parallel to the longitudinal axis, which essentially covers the entire axial length of the hollow cylinder 15. In the embodiment shown, several longitudinal slots 24, 25, 26 are provided, running parallel to the longitudinal axis and offset from one another in the circumferential direction. The dirt channel can also be formed by two scrapers lying parallel to the filter body 15 over the entire longitudinal axis of the hollow cylinder.
Das Filterelement der Vorfiltereinheit kann beispielsweise nach Art eines Spaltrohrfilters, beispielsweise der in der DE 42 22 495 gezeigten Art, oder eines Plattenspaltfliters oder Drahtspaltfilters ausgebildet sein. In der gezeigten Ausführungsform hat das Filterelement 15 eine mit Filteröffnungen versehene Folie 30, die selbsttragend sein kann, bei der gezeigten Ausführungsform jedoch durch einen flüssigkeitsdurchlässigen Stützkörper 31 abgestützt ist, der bei der gezeigten Ausführungsform wie ein Spaltrohr aufgebaut ist.The filter element of the pre-filter unit can, for example, be designed in the manner of a gap tube filter, for example of the type shown in DE 42 22 495, or a plate gap filter or wire gap filter. In the embodiment shown, the filter element 15 has a film 30 provided with filter openings, which can be self-supporting, but in the embodiment shown is supported by a liquid-permeable support body 31, which in the embodiment shown is constructed like a gap tube.
Das als Stützkörper dienende Spaltrohrfilter in Fig. 2 hat axiale, in Umfangsrichtung beabstandete Stützstäbe 32, auf die ein mit den Stützstäben verschweißter, im Querschnitt 0 dreieckförmiger Profildraht gewickelt ist. Der Abstand zwischen den einzelnen Drahtwindungen definiert die Spaltbreite des Filters und beträgt beispielsweise 0,1 mm. DerThe gap tube filter in Fig. 2, which serves as a support body, has axial support rods 32 spaced apart in the circumferential direction, onto which a profile wire with a triangular cross-section 0 is wound and welded to the support rods. The distance between the individual wire windings defines the gap width of the filter and is, for example, 0.1 mm. The
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Profildraht ist mit einer der drei Längskanten an den Stützstäben angeschweißt, so daß die der Kante gegenüberliegende
Breitseite die äußere Oberfläche des Stützkörpers bildet und zwischen den Drahtwicklungen im Querschnitt etwa dreieckige,
sich von innen nach außen verjüngende Spalte verbleiben, die beim Rückspülen eine Düsenwirkung ausüben. Die über den
Stützkörper gespannte Folie 3 0 bestimmt durch die Ausbildung und Größe der in ihr vorhandenen Filteröffnungen die Filterfeinheit
des Filters.Profile wire is welded to one of the three longitudinal edges of the support rods, so that the side opposite the edge
broad side forms the outer surface of the support body and between the wire windings there remain approximately triangular gaps that taper from the inside to the outside, which exert a jet effect during backwashing.
The film 3 0 stretched over the support body determines the fineness of the filter through the design and size of the filter openings present in it.
Die beispielhaft gezeigte Folie 3 0 besteht im wesentlichen
aus Nickel, in anderen Fällen aus Edelstahl oder Kunststoff. Bei den Filteröffnungen der Folie kann es sich um beispielsweise
runde Löcher, insbesondere aber um Schlitze handeln,
die gerade oder gekrümmt bzw. geknickt verlaufen können. Die erforderliche Filterfeinheit der Vorfiltereinrichtung kann
durch Wahl einer geeigneten Folie eingestellt werden, wobei
die Filteröffnungen typischerweise mittlerer Durchlaßdurchmesser
von weniger als 50 Mikrometern, vorzugsweise weniger
als 40 Mikrometern, insbesondere zwischen 20 und 3 0 Mikro-The example slide 3 0 consists essentially of
made of nickel, in other cases of stainless steel or plastic. The filter openings of the foil can be, for example, round holes, but especially slots,
which can be straight or curved or bent. The required filter fineness of the pre-filter device can
by choosing a suitable foil, whereby
the filter openings typically have medium passage diameter
of less than 50 micrometers, preferably less
than 40 micrometers, especially between 20 and 3 0 micrometers
0 metern haben, erforderlichenfalls aber auch in der Größenordnung
von beispielsweise 10 Mikrometern oder deutlich darunter liegen können. Eine Schlitzlänge kann einige Mikrometer
betragen. Durch die relativ starke Vorfilterung, die insbesondere
mit dem beschriebenen Folienfilter relativ kostengünstig erreichbar ist, kann gewährleistet werden, daß0 meters, but if necessary can also be in the order of 10 micrometers or significantly less. A slot length can be several micrometers
Due to the relatively strong pre-filtering, which is particularly
can be achieved relatively inexpensively with the described foil filter, it can be ensured that
bereits ein Großteil der aus der zu reinigenden Flüssigkeit
zu entfernenden Schmutzpartikel schon durch die Vorfiltereinheit
aufgefangen wird.A large part of the liquid to be cleaned
The dirt particles to be removed are already caught by the pre-filter unit.
Die mit dem Filterelement, insbesondere der Folie 30 im
Filterbetrieb aufgefangenen Schmutzteilchen werden durch
Rückspülen des Filters entfernt. Das Rückspülen erfolgt
dadurch, daß gereinigte Flüssigkeit in umgekehrter Flußrichtung, also von innen nach außen, zunächst durch die düsenför-The filter element, in particular the foil 30 in the
The dirt particles captured during filter operation are
Backwashing the filter. Backwashing is done
by the fact that purified liquid flows in the opposite direction of flow, i.e. from the inside to the outside, first through the nozzle-conveyed
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mig gestalteten Spalte des Stützkörpers und danach, durch die Düsenwirkung verstärkt, durch die Filteröffnungen der Folie strömt und dabei die angelagerten Schmutzteilchen mitnimmt und dem Schmutzablauf 5 zuführt. Die Rückspülflüssigkeit gelangt dabei durch den Schmutzdurchlaß 2 2 in den mit dem Schmutzablauf 5 kommunizierenden Schmutzabfuhrkanal 21, der normalerweise auf Umgebungsdruck ist, während im Filtratraum 17 im wesentlichen der Betriebsdruck der Einrichtung herrscht, der in der Größenordnung von 2 bar liegen kann.mig designed gaps of the support body and then, reinforced by the nozzle effect, flows through the filter openings of the film, taking the accumulated dirt particles with it and feeding them to the dirt drain 5. The backwash liquid passes through the dirt passage 2 2 into the dirt removal channel 21 communicating with the dirt drain 5, which is normally at ambient pressure, while in the filtrate chamber 17 essentially the operating pressure of the device prevails, which can be in the order of 2 bar.
Durch die Rückspüleinrichtung 20 erfolgt die Reinigung des Filterelementes nur abschnittsweise jeweils in dem Bereich, der zu gegebener Zeit der Rückspüleinrichtung 20, insbesondere dem Schmutzdurchlaß 22 zugewandt ist. Da dieser achsparallele, langgestreckte Bereich relativ schmal und kleinflächig sein kann, reicht bereits eine geringe rückgespülte Flüssigkeitsmenge aus, um eine wirksame Reinigung des Filterelementes zu gewährleisten. Der übrige, nicht im Bereich der Rückspüleinrichtung liegende Umfangsbereich des Hohlzylinders kann während der Rückspülung weiterhin durchströmende Flüssigkeit filtrieren, so daß ein Nettoabfluß aus dieser Vorfiltereinrichtung in Richtung Feinfilter 7 auch während der Rückspülung gewährleistet ist. Die Rückspülung kann kontinuierlich oder, durch entsprechendes Verschließen des Schmutzabfuhrkanals 21, in zeitlichen Intervallen erfolgen. Der Hohlzylinder kann kontinuierlich gedreht werden oder schrittweise, beispielsweise in Schrittgrößen von 2° bis 3°.The backwash device 20 cleans the filter element only in sections in the area that is facing the backwash device 20, in particular the dirt passage 22, at any given time. Since this axially parallel, elongated area can be relatively narrow and small, a small amount of backwashed liquid is sufficient to ensure effective cleaning of the filter element. The remaining peripheral area of the hollow cylinder that is not in the area of the backwash device can continue to filter liquid flowing through during backwashing, so that a net outflow from this pre-filter device in the direction of the fine filter 7 is also guaranteed during backwashing. The backwashing can take place continuously or, by appropriately closing the dirt removal channel 21, at time intervals. The hollow cylinder can be rotated continuously or step by step, for example in increments of 2° to 3°.
Obwohl der mit dem Schmutzabfuhrkanal 21 verbundene Schmutzablauf 5 direkt zu einem Sammelbehälter, einer Schlammaufbereitungsanlage oder einer weiteren Filtereinheit führen kann, ist bei der in Fig. 1 gezeigten Filtereinrichtung zur Steuerung des Schmutzabflusses aus dem Schmutzabfuhrkanal 5 ein Schaltventil 35 vorgesehen, das dem Schmutzablauf 5 nachgeschaltet in einer mit dem Schmutzabfuhrkanal 21 verbundenen Schmutzabfuhrleitung 36 sitzt. Es ist gestrichelt angedeutet,Although the dirt drain 5 connected to the dirt removal channel 21 can lead directly to a collecting tank, a sludge treatment plant or another filter unit, the filter device shown in Fig. 1 is provided with a switching valve 35 for controlling the dirt drain from the dirt removal channel 5, which is located downstream of the dirt drain 5 in a dirt removal line 36 connected to the dirt removal channel 21. It is indicated by dashed lines,
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daß ein Ventil 35' auch in einer Leitung sitzen kann, die vom Grobschitiutzaustrag 21 in die Schmutzabf uhr leitung führt. Es kann sich bei dem Ventil 3 5 oder 35' um einen Kugelhahn o. dgl. handeln, der im Normalbetrieb geöffnet sein kann und nur in Einzelfällen geschlossen wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltventil jedoch ein durch eine nicht gezeigte Steuereinrichtung zwischen Durchlaufstellung und Sperrstellung schaltbares Schaltventil, das impulsartig kurz auf Durchlaß schaltbar ist, beispielsweise über Zeitintervalle von weniger als einer Sekunde, insbesondere zwischen 0,1 und 0,5 Sekunden. Dadurch ergibt sich im Bereich der Rückspüleinrichtung bei Öffnen des Schaltventils eine Impulswirkung und bei mehrfachen, kurzzeitig hintereinander erfolgenden Öffnungen eine Schüttelwirkung, die zu einer besseren Abreinigung des jeweils zu reinigenden Filterelementabschnittes führt. Die Verbesserung der Reinigungswirkung durch ggf. mehrfach hintereinander erfolgendes impulsartiges Öffnen und Schließen des Schmutzablaufs einer derartigen Filtereinrichtung ist auch bei anderen rückspülbaren Filtereinrichtungen, die ohne Filterfolie arbeiten und beispielsweise wie in der DE 42 22 495 aufgebaut sein können, vorteilhaft.that a valve 35' can also be located in a line that leads from the coarse dirt discharge 21 into the dirt removal line. The valve 35 or 35' can be a ball valve or similar that can be open during normal operation and only closed in individual cases. In the preferred embodiment, however, the switching valve is a switching valve that can be switched between the flow position and the blocking position by a control device (not shown), which can be switched to the flow position in a pulse-like manner, for example over time intervals of less than one second, in particular between 0.1 and 0.5 seconds. This results in a pulse effect in the area of the backwash device when the switching valve is opened, and a shaking effect when it is opened several times in quick succession, which leads to better cleaning of the filter element section to be cleaned. The improvement in the cleaning effect by possibly several consecutive pulsed opening and closing of the dirt drain of such a filter device is also advantageous for other backwashable filter devices that work without filter foil and can be constructed, for example, as in DE 42 22 495.
Der den Schmutzablauf verlassende Grobschmutz, der geringe Mengen der zu reinigenden Flüssigkeit enthalten kann, kann direkt der Entsorgung zugeführt werden. Bei der gezeigten Ausführungsform wird jedoch ein weiterer Nachbearbeitungsschritt dadurch ermöglicht, daß dem Schmutzablauf, insbesondere dem Ventil 35, eine Schmutzfiltereinheit 40 nachgeschaltet ist. Hierbei kann es sich um ein an sich bekanntes Patronenfilter handeln, insbesondere ist jedoch eine konische Filtereinheit vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Trocknungsanlage für den den Schmutzablauf oder die Schmutzfiltereinheit verlassenden Grobschmutz vorgesehen sein, so daß insgesamt die Mengen an zu entsorgendem Material gegenüber herkömmlichen Filtereinrichtungen drastisch redu-The coarse dirt leaving the dirt drain, which may contain small amounts of the liquid to be cleaned, can be disposed of directly. In the embodiment shown, however, a further post-processing step is made possible by the fact that a dirt filter unit 40 is connected downstream of the dirt drain, in particular the valve 35. This can be a cartridge filter known per se, but in particular a conical filter unit is provided. Alternatively or additionally, a drying system can also be provided for the coarse dirt leaving the dirt drain or the dirt filter unit, so that the overall amount of material to be disposed of is drastically reduced compared to conventional filter devices.
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ziert werden können. Die Reinseite der Schmutzfiltereinheit kann, wie in Fig. 1 gezeigt, direkt mit der Reinseite 10 der Funkenerosionsanlage verbunden sein.The clean side of the dirt filter unit can be connected directly to the clean side 10 of the spark erosion system, as shown in Fig. 1.
Bei einer anderen Ausführungsform ist die Vorfiltereinheit, wie in Fig. 3 gezeigt, als ventilgesteuerte, rückspülbare Vorfiltereinheit 45 mit mehreren, parallel betreibbaren Filterkammern 4 6 bis 49 ausgebildet, die durch Vermeidung von beweglichen Elementen innerhalb des Filters eine besonders geringe Störanfälligkeit besitzt. Die Vorfiltereinrichtung hat eine erste Filterkammer 46 und eine zweite Filterkammer 47 sowie, gestrichelt gezeichnet, zwei weitere oder auch noch mehr parallele Filterkammern gleichen Aufbaus. Für jede der Filterkammern ist eine mit dem Rohflüssigkeitszulauf 2 verbundene Rohflüssigkeitszulaufleitung 50, 51 vorgesehen, in der eine Pumpe 58 und jeweils ein Zulaufschaltventil 52, 53 sitzt. Jede der Filterkammern hat weiterhin eine zum Schmutzablauf 5 führende Schmutzablaufleitung 54, 55, in der ein Schmutzschaltventil 52, 53 sitzt. Zweckmäßig sind bei der gezeigten Ausführungsform für jede Filterkammer das Zulaufschaltventil und das Schmutzschaltventil zu einem gemeinsamen, vorzugsweise elektropneumatischen 4/2-Wege-Ventil zusammengefaßt, wodurch auf konstruktiv einfache Weise ein gleichzeitiges Schalten von Zulaufschaltventil und Schmutz-Schaltventil gewährleistet wird. Die Ausgänge der Schmutzschaltventile 52, 53 sind zu einer gemeinsamen, zum Schmutzablauf 5 führenden Schmutzablaufleitung verbunden. Jede der Filterkammern hat weiterhin eine zum Filtratablauf 4 führende Filtratablaufleitung 56, 57, wobei die Filtratablaufleitungen miteinander verbunden sind.In another embodiment, the pre-filter unit, as shown in Fig. 3, is designed as a valve-controlled, backwashable pre-filter unit 45 with several filter chambers 46 to 49 that can be operated in parallel, which has a particularly low susceptibility to failure by avoiding moving elements within the filter. The pre-filter device has a first filter chamber 46 and a second filter chamber 47 as well as, shown in dashed lines, two further or even more parallel filter chambers of the same structure. For each of the filter chambers, a raw liquid inlet line 50, 51 is provided that is connected to the raw liquid inlet 2 and in which a pump 58 and an inlet switching valve 52, 53 are located. Each of the filter chambers also has a dirt outlet line 54, 55 leading to the dirt outlet 5, in which a dirt switching valve 52, 53 is located. In the embodiment shown, the inlet switching valve and the dirt switching valve are expediently combined for each filter chamber to form a common, preferably electropneumatic 4/2-way valve, which ensures simultaneous switching of the inlet switching valve and dirt switching valve in a structurally simple manner. The outlets of the dirt switching valves 52, 53 are connected to a common dirt drain line leading to the dirt drain 5. Each of the filter chambers also has a filtrate drain line 56, 57 leading to the filtrate drain 4, whereby the filtrate drain lines are connected to one another.
0 Als in den Filterkammern wirksame Filterelemente können beispielsweise Spaltrohr-Filtereinsätze verwendet werden, insbesondere der Art, wie sie beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 581 153 beschrieben ist. Für eine0 For example, slotted tube filter inserts can be used as filter elements effective in the filter chambers, in particular of the type described in European patent application EP 581 153. For a
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besonders starke Filtrierung bis hinunter zu Partikelgrößen in der Größenordnung von etwa 10 bis 2 0 Mikrometern hat es sich besonders bewährt, wenn in den Filterkammern Filterelemente mit Filterfolien eingesetzt werden, die vorzugsweise durch einen flüssigkeitsdurchlässigen Stützkörper, insbesondere ein geeignetes Spaltrohr, abgestützt sind. Der Aufbau der Filterelemente kann dem Aufbau des Filterelementes 15 von Fig. 2 entsprechen.For particularly strong filtration down to particle sizes in the order of about 10 to 20 micrometers, it has proven particularly useful if filter elements with filter foils are used in the filter chambers, which are preferably supported by a liquid-permeable support body, in particular a suitable gap tube. The structure of the filter elements can correspond to the structure of the filter element 15 in Fig. 2.
Im Filterbetrieb sind die Rohflüssigkeitszuläufe 50, 51 aller Filterkammern durch entsprechende Schaltung der Ventile 52, 53 geöffnet und die Filterkammern werden parallel betrieben. Steigt der mit einer geeigneten Meßvorrichtung zu erfassende Differenzdruck zwischen Rohflüssigkeitsraum und Filtratraum in einer der Filterkammern über eine festgelegte Größe, die ein Maß für die Verschmutzung bzw. das Zusetzen des Filterelementes ist, wird zum Rückspülen dieser Filterkammer, wie in Fig. 3 für die zweite Filterkammer 47 gezeigt, das Zulaufventil 53 der Filterkammer geschlossen und das Schmutzablaufventil 53 geöffnet.During filter operation, the raw liquid inlets 50, 51 of all filter chambers are opened by switching the valves 52, 53 accordingly and the filter chambers are operated in parallel. If the differential pressure between the raw liquid chamber and the filtrate chamber in one of the filter chambers, which can be measured using a suitable measuring device, rises above a specified value, which is a measure of the contamination or clogging of the filter element, the inlet valve 53 of the filter chamber is closed and the dirt outlet valve 53 is opened to backwash this filter chamber, as shown in Fig. 3 for the second filter chamber 47.
Durch Öffnen des Schmutzschaltventiles und gleichzeitiges Schließen des Zulaufschaltventiles 53 kann die zugeordnete Filterkammer 47 automatisch rückgespült werden. Durch die direkte Verbindung der Filtratablaufleitungen 56, 57 wird erreicht, daß bereits gereinigte Reinflüssigkeit durch die aus weiter im Filterbetrieb laufenden, parallelen Filterkammern austretende Reinflüssigkeit in das rückzuspülende Filter 47 unter Betriebsdruck gefördert wird. Diese Reinflüssigkeit bewirkt einen vollflächigen Abtransport der an dem Filterelement angelagerten Schmutzpartikel über den Schmutzablauf 55,By opening the dirt switching valve and simultaneously closing the inlet switching valve 53, the associated filter chamber 47 can be automatically backwashed. The direct connection of the filtrate drain lines 56, 57 ensures that already cleaned clean liquid is conveyed under operating pressure by the clean liquid emerging from parallel filter chambers that continue to operate the filter into the filter 47 that is to be backwashed. This clean liquid causes the dirt particles deposited on the filter element to be completely removed via the dirt drain 55.
5. Nach dem Rückspülen einer Filterkammer können die zugeordneten Ventile 53 wieder umgeschaltet und es kann, bei Bedarf, eine andere Filterkammer gespült werden. Normalerweise dauert das Rückspülen nur wenige Sekunden, so daß im wesentlichen *in5. After backwashing a filter chamber, the associated valves 53 can be switched over again and, if necessary, another filter chamber can be flushed. Normally, backwashing only takes a few seconds, so that essentially *in
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der gesamten Zeit alle parallelen Filter im Einsatz sind und eine hohe Filtrierleistung erzielt werden kann. In jedem Fall kann ein Nettofluß von gereinigtem Filtrat durch den Filtratablauf 4 zur nachgeschalteten Feinfiltereinheit 7 aufrechterhalten bleiben.all parallel filters are in use the entire time and a high filtration performance can be achieved. In any case, a net flow of cleaned filtrate through the filtrate outlet 4 to the downstream fine filter unit 7 can be maintained.
Statt der oder zusätzlich zu den parallelen mindestens einen Filterkammer können zum Rückspülen einer Filterkammer auch andere Mittel zur Aufrechterhaltung oder Erhöhung des Druckes auf der auf der Reinseite der rückzuspülenden Filterkammer austretenden Reinflüssigkeit vorgesehen sein. Beispielsweise kann diese durch ggf. kurzzeitige Beaufschlagung mit Druckgas in Rückspülrichtung gedrückt werden.Instead of or in addition to the parallel at least one filter chamber, other means for maintaining or increasing the pressure on the clean liquid emerging on the clean side of the filter chamber to be backwashed can also be provided for backwashing a filter chamber. For example, this can be pressed in the backwash direction by possibly briefly applying compressed gas.
Als Feinfiltereinheit kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein Patronenfilter mit oder ohne Gehäuse eingesetzt werden, insbesondere mit einem Papier-Filterelement. Während bei Gehäusefiltern das Filterelement normalerweise einen äußeren Rohflüssigkeitsraum von einem inneren Filtratraum trennt und nach radial innen durchströmt wird, schließt das ggf. mittels einer Lochplatte oder dergleichen äußerlich abgestützte Filterelement eines gehäusefreien Filters einen inneren Rohflüssigkeitsraum ein und das Filterelement wird von innen nach außen durchströmt. Filtrat fließt an der freien Außenseite ab. Derartige Filter bieten eine kostengünstige Möglichkeit, reinseitig Filtrat mit Partikelgrößen in der Größenordnung zwischen drei und fünf Mikrometern und ggf. bis hinunter zu einem Mikrometer zu erreichen, falls dies gewünscht ist. Als Feinstfilter können beispielsweise Filter mit Mikrotop-Patronen eingesetzt werden.In a preferred embodiment, a cartridge filter with or without a housing can be used as a fine filter unit, in particular with a paper filter element. While in housing filters the filter element normally separates an outer raw liquid space from an inner filtrate space and the flow through it radially inwards, the filter element of a housing-free filter, which may be supported externally by means of a perforated plate or the like, encloses an inner raw liquid space and the flow through the filter element from the inside to the outside. Filtrate flows out on the free outside. Such filters offer a cost-effective way of achieving filtrate on the clean side with particle sizes in the order of between three and five micrometers and possibly down to one micrometer if this is desired. Filters with microtop cartridges, for example, can be used as ultrafine filters.
Selbstverständlich ist es möglich, statt der einen Feinfil-0 tereinheit der gezeigten Ausführungsform noch eine oder mehrere in Reihe und/oder parallel zueinander angeordnete weitere Feinfiltereinheiten nachzuschalten. Es ist auchOf course, it is possible to connect one or more additional fine filter units arranged in series and/or parallel to one another instead of the one fine filter unit of the embodiment shown. It is also possible
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möglich, eine Feinfiltereinheit selbst als regenerierbare, insbesondere rückspülbare Filtereinheit auszubilden. Weiterhin können statt der einen gezeigten Vorfiltereinheit mehrere hintereinander geschaltete und/oder parallel geschaltete Vorfiltereinheiten vorgesehen sein, um höhere Filterleistungen zu erreichen.It is possible to design a fine filter unit itself as a regenerable, especially backwashable filter unit. Furthermore, instead of the one pre-filter unit shown, several pre-filter units connected in series and/or in parallel can be provided in order to achieve higher filter performance.
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