DE3235552C2 - Rückspülfilter - Google Patents

Abstract

Der erfindungsgemäße Rückspülfilter verwendet als Trägerelement für mindestens ein Filterelement einen Stützkäfig, der im Inneren des Filtergehäuses feststehend angeordnet und von dem zu filternden Medium von innen nach außen durchströmt wird. Im Inneren des Stützkäfigs befindet sich eine hubbewegliche oder drehbewegliche Rückspülvorrichtung, welche bei ihrer Bewegung die schlitzartigen Fenster des Stützkäfigs in Aufeinanderfolge überstreicht. Die schlitzartigen Fenster sind in mehreren Gruppen so am Stützkäfig angeordnet, daß die Fenster der einen Gruppe gegenüber denjenigen der anderen Gruppe(n) in Bewegungsrichtung der Rückspülvorrichtung versetzt sind, derart, daß die Fenster der einen Gruppe mit den Stegen mindestens einer anderen Gruppe in einer gemeinsamen Ebene liegen. Auf diese Weise wird die gesamte Filterfläche während des Rückspülvorgangs nur auf sehr kleinen Flächenbereichen dem Rückspülvorgang unterworfen, so daß mit kleinen Rückspülmengen gearbeitet werden kann und der Druckabfall gering ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rückspülfilter für flüssige Medien, insbesondere für flüssige Brennstoffe, entsprechend der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Rückspülfilter der erfindungsgemäßen Art, die bevorzugt in Brennstoffsystemen für Antriebe, wie vor allem Schiffsantriebe, Verwendung finden, sind aus der DE-PS 14 36 267 bekannt. Der hier verwendete zylindrische Stützkäfig weist in dichtem Abstand zueinander parallel verlaufende, schlitzartige Fenster auf, die sich jeweils über einen Bogenumfang von etwa 80° bis 85° erstrekken und die durch schmale bogenförmige Stege voneinander getrennt sind. Insgesamt sind auf dem zylindrischen Umfang des Stützkäfigs vier Fenstergruppen vorgesehen, die jeweils eine Vielzahl übereinanderliegender paralleler Fenster umfassen. Bei der Hubbewegung des tellerförmigen Schiebers, die mit Hilfe eines druckmittelbeaufschlagten Stellkolbens bewirkt wird, werden jeweils vier in einer gemeinsamen Radialebene des Stützkäfigs liegende Fenster von einer am Schieberumfang angeordneten Umfangsnut gleichzeitig überschnitten mit der Folge, daß der Filter auf einem Teilbereich von dem Rückspülfiltrat durchspült und von anhaftenden Verunreinigungen befreit wird, der sich im wesentlichen über den gesamten Umfang des Stützkäfigs erstreckt. Die Rückspülung auf den verhältnismäßig großen Teilbereichen erfordert entsprechend grc-ße Spülmengen und führt außerdem zu einem verhältnismäßig großen Druckabfall an der Auslaßseite des Filters und damit im System.

Bei dem bekannten Rückspülfilter der vorgenannten Art erfolgt außerdem der Rückspülvorgang nur bei der Abwärtsbewegung des Schiebers. Zu Beginn der Abwärtsbewegung des Schiebers wird die Verbindung zum Schlammablauf automatisch mittels eines Verschlußstücks abgesperrt, welches an einer den Schieber mit einem Freihub tragenden, den Stützkäfig durchgreifenden Hubstange angeordnet ist, die am oberen Ende den in einem Zylinder geführten Stellkolben trägt.

Durch die GB-PS 4 13 677 ist ebenfalls ein Rückspülfilter bekannt, dessen an der Außenseite die Filterelemente traeender. von dem zu filternden Medium von innen nach außen durchströmter Stützkäfig an seinem zylindrischen Mantel mit einer Vielzahl an Durchbrechungen in Gestalt von Bohrungen versehen ist. Die Bohrungen sind so am zylindrischen Stützkäfig angebracht, daß eine Vielzahl an in Längsrichtung des Stützkäfigs verlaufenden Bohrungsreihen gebildet wird, wobei jeweils die Bohrungen der einen Reihe gegenüber den Bohrungen der benachbarten Reihen in Hubrichtung des zur Rückspülung verwendeten Schiebers versetzt sind. Diese Art der Perforation des Stützkäfigs hat den Zweck, auf der Mantelfläche des Stützkäfigs eine möglichst große Anzahl an Bohrungen unterzubringen, selbstverständlich ohne den Stützkäfig unzulässig zu schwächen.

Schließlich ist aus der DE-AS 23 27 532 ein Rückspülfilter bekannt bei dem das Reinigen des zylindrischen Filtereinsatzes mit Hilfe mehrerer, über seine Höhe verteilter Reinigungsdüsen bewirkt wird, die an einem im zylindrischen Filtereinsatz bzw. in dessen Stützkäfig drehbaren Spülarm angeordnet sind und abwechselnd arbeiten. Die als Schlitzdüsen ausgebildeten Reinigungsdüsen lassen sich jeweils über eine eigene Schmutzleitung zur freien Atmosphäre hin öffnen, wodurch das Rückströmen der gereinigten Flüssigkeit durch den Filtermantel und die jeweils geöffnete Reinigungsdüse bewirkt wird. Dabei wird die Rückspülvorrichtung so gesteuert, daß während eines Reinigungszyklus jeweils nur eine einzige Reinigungsdüse zu dem drucklosen Schlammablauf hin geöffnet ist. Auf diese Weise gelingt es, den Filtereinsatz auf verhältnismäßig kleinen Teilbereichen und mit entsprechend verminderter Rückspülmenge bei geringerem Druckabfall im System zu reinigen. Allerdings ist hier der Bauaufwand für den Antrieb und die Steuerung der verschiedenen Reinigungsdüsen beträchtlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rückspülfilter der gattungsgemäßen Art bei baulich möglichst einfacher Ausführung so auszubilden, daß sich der Reinigungsvorgang mit kleinen Rückspülmengen und geringem Druckabfali an der Seite des Filterauslasses durchführen läßt, ohne daß verwickelte und aufwendige Steuereinrichtungen für die Steuerung der Reinigungsvorrichtung benötigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Stützkäfigs wird erreicht, daß von der im Stützkäfig dichtend geführten Rückspülvorrichtung zu jedem Zeitpunkt nur eine im Verhältnis zur Gesamtfilterfläche sehr kleine Flächenzone dem Rückspül- und Reinigungsvorgang unterzogen wird, so daß mit äußerst kleinen Rückspülmengen gearbeitet werden kann und der Druckabfall an der Filterauslaßseite und damit der Abfall des Systemdrucks entsprechend gering ist. Diese vorteilhafteWirkung läßt sich bei Rückspülfiltern, wie sie aus der DE-PS 14 36 267 bekannt sind, grundsätzlich allein durch die genannte Ausgestaltung des Stützkäfigs, d. h. die versetzte Anordnung seiner schlitzartigen Fenster, erreichen. Sie läßt sich in gleichem Maße aber auch bei einem Rückspülfilter erzielen, bei dem die Rückspülvorrichtung aus einem um die Achse des Stützkäfigs drehbaren Spülarm besteht, ohne daß hierbei, wie aus der DE-A3 23 27 532 bekannt, mehrere getrennt steuerbare Reinigungsdüsen vorgesehen zu werden brauchen.

Mit besonderem Vorteil läßt sich die Erfindung be; einem Rückspülfilter verwirklichen, bei dem sich gemäß der DE-PS 14 36 267 die schlitzartigen Fenster und die

Stege in Umfangsrichtung des zylindrischen Stützkäfigs erstrecken und jede Gruppe eine Vielzahl in Richtung der Längsachse des Stützkäfigs gegeneinander versetzter, sich über den gleichen Teilumfang des Stützkäfigs erstreckender, paralleler Fenster umfaßt, wobei die Rückspülvorrichtung aus einem dicht an den bogenförmigen Stegen geführten, in Achsrichtung des Stützkäfigs hubbeweglichen Schieber besteht, der am Umfang eine in Umfangsrichtung verlaufende Spaltöffnung aufweist, die über eine mit dem Schieber anhebbare, rohrförmige Hubstange mit dem Schlammablauf verbunden bzw. verbindbar ist Bei einem Rückspülfilter dieser Bauart wird der Stützkäfig erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Fenster der einen Gruppe gegenüber den Fenstern der in Umfangsrichtung des Stützkäfigs benachbauen Gruppe in Achsrichtung des Stützkäfigs so gegeneinander versetzt sind, daß die Fenster der erstgenannten Gruppe mit den Stegen der zweitgenannten Gruppe jeweils in einer gemeinsamen Radialebene des Stützkäfigs liegen. Um bei ausreichend großer Eigenstabilität des, vorzugsweise aus einem Gußstück bestehenden, Stützkäfigs eine große Anzahl an schlitzartigen Fenstern am Stützkäfig unterbringen zu können, empfiehlt es sich, auf dem Umfang des Stützkäfigs, wie bekannt, vier um jeweils 90° gegeneinander versetzte Fenstergruppen vorzusehen, deren Fenster sich jeweils über einen Bogenumfang von etwa 75° bis 85° erstrekken, so daß zwischen den vier Fenstergruppen in Achsrichtung des Stützkäfigs verlaufende Längsstege gebildet werden. Hierbei wird die Anordnung vorteilhafterweise so getroffen, daß jeweils die Fenster der beiden am Stützkäfig diametral gegenüberliegenden Fenstergruppen in einer gemeinsamen Durchmesserebene liegen, die gegenüber der Durchmesserebene der Fenster der beiden anderen Fenstergruppen in Achsrichtung des Stützkäfigs versetzt ist. Bei dieser Ausgestaltung des Stützkäfigs werden, falls der Rückspülfilter mit einer Rückspülvorrichtung der aus der DE-PS 14 36 267 bekannten Art ausgestattet wird, von dem Schieber höchstens jeweils zwei Fenster überlaufen, so daß eine Haibierung der jeweils dem Rückspülvorgang unterworfenen Fiächenzone bei entsprechender Verminderung der Rückspülmenge und entsprechend vermindertem Druckabfall am Filterauslaß erreicht wird.

Der auf der Bauart nach der DE-PS 14 36 267 beruhende Rückspülfilter der vorgenannten Art läßt sich noch weiter im Sinne der gestellten Aufgabe verbessern, wenn nach einem besonders wesentlichen Merkmal der Erfindung ein Schieber verwendet wird, der mindestens zwei in Umfangsrichtung gegeneinander vesetzte und gegeneinander abgesperrte Rückspülkanäle aufweist, die jeweils am Schieberumfang mit einer bogenförmigen Spaltöffnung in Verbindung stehen und die jeweils über einen eigenen, durch ein Verschlußorgan in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Schiebers absperrbaren Ableitungskanal mit dem Schlammablauf verbunden sind, wobei bei der Aufwärtsbewegung des Schiebers der eine Ableitungskanal durch das zugeordnete Verschlußorgan geschlossen und der andere Ableitungskanal durch sein Verschlußorgan geöffnet ist, während bei der Abwärtsbewegung des Schiebers der erstgenannte Ableitungskanal geöffnet und der zweitgenannte Ableitungskanal geschlossen ist Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Rückspülfilters und seiner Rückspülvorrichtung erfolgt die Rückspülung in beiden Hubrichtungen des Schiebers. Dabei wird zu jedem Zeitpunkt höchstens ein schlitzartiges Fenster von dem Schieber angeschnitten und mit dem Atmosphärendruck im Schlammablauf verbunden, so daß eine entsprechend verminderte Flächenzone des Filters dem Rückspülvorgang unterworfen wird. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läßt sich eine besonders einfache und funktionssichere Ausgestaltung der Rückspülvorrichtung dadurch erreichen, daß die Ableitungskanäle aus Radialbohrungen der rohrförmigen Hubstange bestehen und die Verschlußorgane durch am Schieber fest angeordnete, die Radialbohrungen überdeckende Schieberflächen gebildet sind, wobei der Schieber zum wechselweisen öffnen und Schließen der Radialbohrungen in Abhängigkeit von seiner Bewegungsrichtung gegenüber der rohrförmigen Hubstange begrenzt axialbeweglich ist.

Wie an sich bekannt, kann die den Schieber tragende und mit einem Verschlußstück für den Schlammabiauf gekoppelte, rohrförmige Hubstange eine den Stützkäfig durchgreifende Stangenverlängerung aufweisen, die oberhalb des Stützkäfigs einen den Verstellantrieb bildenden, in einem Zylinder geführten, von einem Druckmedium beaufschlagbaren Kolben trägt. Hierbei empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die rohrförmige Hubstange an ihrem unterhalb des Schiebers liegenden unteren Ende das Verschlußstück trägt, welches zu Beginn der Aufwärtsbewegung des Schiebers von seinem Sitz abgehoben wird und damit die Verbindung zum Schlammablauf herstellt. Bei der vorgenannten erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Rückspülvorrichtung mit Rückspülung in beiden Hubrichtungen des Schiebers wird zweckmäßig ein Schieber verwendet der aus einem Schieberunterteil und einem hiermit über Buchsen verbundenen Schieberoberteil besteht, wobei die Buchsen die öffnungen für den Durchfluß des zu filternden Mediums bilden. Die bogenförmigen Spaltöffnungen lassen sich hierbei durch im axialen Abstand zueinander angeordnete Umfangsteile des Schieber-Ober- und -Unterteils bilden. Die die Ableitungskanäle bildenden Radialbohrungen sowie die Rückspülkanäle werden vorteilhafterweise in Umfangsrichtung und in der Höhe gegeneinander versetzt.

Bei einem Rückspülfilter, dessen Rückspülvorrichtung in bekannter Weise aus einem im zylindrischen Stützkäfig drehbaren Spülarm besteht, der mit einer axialen Spaltöffnung versehen ist und an den Schlammabiauf angeschlossen bzw. anschiießbar ist, wird nach der Erfindung vorteilhafterweise ein Stützkäfig verwendet der mindestens zwei Fenstergruppen mit jeweils über den Umfang des Stützkäfigs verteilten, sich in Achsrichtung des Stützkäfigs erstreckenden und durch axiale Stege getrennten Fenstern aufweist wobei die Fenster der einen Gruppe jeweils mit den Stegen der anderen Gruppe in einer gemeinsamen Axialebene liegen. Hierbei kann sich die Spaltöffnung des in Dichtanlage an der zylindrischen Innenfläche des Stützkäfigs geführten Spülarmes im wesentlichen über die gesamte filterwirksame Länge des Stützkäfigs erstrecken. Auch in diesem Fall ist sichergestellt daß jeweils nur ein einziges Fenster von dem Spülarm überstrichen wird. Der Spülarm ist im übrigen zweckmäßig an einer Hohlwelle angeordnet über welche die Verbindung zum Schlammablauf hergestellt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in Jer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Rückspülfiiter im Vertikalschnitt;

Fig. 2 in einer Abwicklung den Mantel des bei dem Rückspülfilter nach F i g. 1 vorgesehenen Stützkäfigs;

F i g. 3 in einer perspektivischen Teil-Schnittdarstellung den Stützkäfig mit dem tellerartigen Schieber, der bei dem Rückspülfilter gemäß Fig. 1 Verwendung findet;

F i g. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rückspülfilters mit Rückspülvorrichtung und Stützkäfig in perspektivischer Teil-Schnittdarstellung.

Der in den F i g. 1 bis 3 gezeigte Rückspülfilter weist ein Filtergehäuse 1 mit an seinem Umfang angeordnetem Filtereinlaß 2 und darüberliegendem Filterauslaß 3 sowie einem Schlammablauf 4 an der Gehäuseunterseite auf. Der Filtereinlaß 2 führt in eine Bodenkammer 5, die unterhalb einer Querwand 6 des Filtergehäuses 1 liegt und mit einer gestuften Aufnahmeöffnung 7 versehen ist, in der sich auf einer Ringschulter 8 ein zylindrischer Stützkäfig 9 abstützt. Der Stützkäfig 9 liegt im Inneren einer Filterkammer 10 des Filtergehäuses 1, die an der Oberseite durch einen lösbaren Deckel 11 verschlossen ist.

Der Decke! 11 trägt einen axial aufragenden Zylinder 12, in dem ein Kolben 13 mit Kolbendichtung 14 geführt ist. Der Zylinder 12 mit dem Kolben 13 bildet einen Verstellantrieb für die weiter unten noch näher beschriebene Rückspülvorrichtung. Der Zylinder 12 weist zwei Anschlüsse 15 und 16 auf, über die wahlweise ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmedium in die oberhalb des Kolbens 13 befindliche Zylinderkammer 17 oder in die unterhalb des Kolbens 14 befindliche ringförmige Zylinderkammer 18 eingeführt werden kann. Der Kolben i3 ist an einer Kolbenstange 19 befestigt, die den Stützkäfig 9 mittig durchgreift und eine Stangenverlängerung einer rohrförmigen Hubstange 20 bildet. Die Stangenverlängerung 19 ist über eine Stangenkupplung 21 mit der rohrförmigen Hubstange 20 verbunden, vorzugsweise geringfügig gelenkbeweglich. Die rohrförmige Hubstange 20 durchfaßt mit Gleitdichtung einen Gleitring 22, der in einer Ausnehmung eines mittig in die Bodenkammer 5 aufragenden Halsstückes 23 des Filtergehäuses 1 gehalten ist. Die Hubstange 20 taucht in eine Schlammkammer 24 des Filtergehäuses ein, die mit dem Schlammablauf 4 versehen ist. An ihrem unteren Ende trägt die Hubstange 20 ein Verschlußstück 25, welches den Schlammablauf 4 absperrt, wenn keine Rückspülung durchgeführt wird. Das Verschlußstück 25 weist eine Axialbohrung 26 und eine Radialbohrung 27 auf, welche die Verbindung zu der Schlammkammer 24 herstellen. Am Schlammablauf ist an der Unterseite des Filtergehäuses 1 ein Einsatzstück 28 angeordnet, welches mit einem kegelförmigen Ventilsitz 29 für das Verschlußstück 25 versehen ist.

Der zylindrische Stützkäfig 9 trägt an seiner Außenseite mindestens ein Filterelement, z. B. einen Siebmantel oder ein Filtergewebe 30. Anstelle eines zylindrischen Siebmantels oder Filtergewebes kann zur Vergrößerung der Siebfläche auch ein an sich bekanntes Sternsieb vorgesehen sein. Auch können hierfür bekannte Siebscheiben Verwendung finden, die den Stützkäfig 9 in Abständen übereinander umschließen und jeweils zwischen einem Doppelmantel in übereinander angeordneten Radialebenen liegen. Die Ausbildung des Sieb- bzw. Filterelementes 30 ist für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung.

Der Stützkäfig 9 ist vorzugsweise als einteiliger Gußkörper hergestellt. Er weist eine Kopfplatte 31 auf, die mit einem axialen Ansatz 32 in eine zylindrische Öffnung 33 des Deckels 11 dichtend einfaßt, welche in ihrer Verlängerung die Zylinderkammer 18 des Zylinders 12 bildet. Der Stützkäfig 9 ist demgemäß zwischen dem Deckel U und der Stegwand 6 des Filtergehäuses 1 koaxial zur Gehäuseachse im Filtergehäuse 1 gehalten.

Der Stützkäfig 9 weist auf seinem von dem Filterelement 30 umschlossenen Längenbereich eine Vielzahl schmaler, schlitzartiger fenster 34 auf, die parallel zueinander verlaufen und sämtlich die gleiche Länge haben. Die horizontalen Fenster 34 erstrecken sich jeweils über eine Bogenlänge über den Umfang des Stützkäfigs 9 von etwa 75 bis 85°. Zwischen den Fenstern liegen bogenförmige Stege 35, die gemäß F i g. 1 einen etwa trapezförmigen Querschnitt aufweisen, so daß sich die schlitzartigen Fenster 34 zur Außenseite des Stützkäfigs 9 hin konisch erweitern. Die mittlere Breite der bogenförmigen Stege 35 ist etwa gleich der mittleren lichten Breite der Fenster 34. Die sich ebenfalls in Umfangsrichtung des zylindrischen Stützkäfigs 9 erstreckenden Stege 35 gehen an ihren beiden Enden in Längsstege 36 des Stützkäfigmantels über. Wie insbesondere die Abwicklung des zylindrischen Mantels des Stützkäfigs 9 gemäß F i g. 2 zeigt, sind die Fenster 34 so angeordnet, daß über den Umfang des Stützkäfigs 9 vier Fenstergruppen I, II, III und IV vorhanden sind, innerhalb der die Fenster 34 parallel übereinanderliegen. Die Schnittdarstellung nach F i g. 1 läßt lediglich drei dieser Fenstergruppen I, II und III erkennen. Beispielsweise umfaßt jede Gruppe I bis IV vierzehn in Achsrichtung des Stützkäfigs 9 übereinanderliegende Fenster 34. Es ist ersichtlich, daß die Fenster 34 und ebenso die Stege 35 der beiden Gruppen I und III jeweils auf einer Höhe, d. h. in gemeinsamen Quer- bzw. Radialebenen des Stützkäfigs liegen. Gleiches gilt für die Fenster 34 und die Stege 35 der beiden anderen Gruppen II und IV. Dabei sind jedoch die einzelnen Fenster 34 und Stege 35 der beiden Gruppen II und IV gegenüber den Fenstern und Stegen der Gruppen I und III um ein Maß X in Achsrichtung des Stützkäfigs versetzt. Das Maß X entspricht etwa der Höhe der Fenster bzw. der mittleren Breite der Stege 35. Die Fenster der Gruppen I und III sowie der Gruppen II und IV liegen am Umfang des Stützkäfigs 9 jeweils diametral einander gegenüber. Die Anordnung ist demgemäß so getroffen, daß die schlitzartigen Fenster 34 der einen Gruppe I bzw. III mit den Stegen 35 der benachbarten Gruppe II bzw. IV jeweils in einer gemeinsamen Radialebene des Stützkäfigs liegen.

Die Rückspülvorrichtung 37 besteht aus einem nach Art eines Spültellers ausgebildeten zylindrischen Schieber 38, der von einem tellerförmigen Unterteil 39 und einem ebenfalls tellerförmigen Oberteil 40 gebildet ist, die jeweils eine zentrale Öffnung für den Durchgriff der rohrförmigen Hubstange 20 aufweisen. Beide Teile 39 und 40 weisen einen die Tellernabe bildenden axialen Flansch 41 bzw. 42 auf, der die Hubstange 20 dichtend umschließt Die Teile 39 und 40 sind über vier Gewindebuchsen 43 zu einer starren Einheit miteinander verbunden. Die Gewindebuchsen durchfassen Bohrungen der Teile 39 und 40, die auf einem gemeinsamen Teilkreis dieser Teile in gleichmäßigen Umfangsabständen von 90° angeordnet sind. Zwei der Gewindebuchsen 43 sind mit ihrem Außengewinde 44 in das Innengewinde der Bohrungen des Schieber-Oberteils 40 eingeschraubt. Sie tragen an ihrem unteren Ende einen Flansch 45, welcher das Schieber-Unterteil 39 unterfaßt. Die beiden anderen Gewindebuchsen 43 sind in umgekehrter Anordnung mit dem Schieber-Unterteil 39 verschraubt, wobei ihre Flansche 45 das Schieber-Oberteil 40 übergreifen. Über die vier Gewindebuchsen 43 wird die Verbindung von

der den Filtereinlaß 2 aufweisenden Bodenkammer 5 in den Innenraum des Stützkäfigs 9 in der Filterkammer 10 hergestellt.

Der Schieber 38 ist mit einem gewissen axialen Freihub auf der Hubstange 20 gelagert. Gemäß F i g. 3 wird dieser Freihub durch eine Anschlagschraube 46 begrenzt, die in eine radiale Gewindebohrung des Schieber-Unterteils 39 eingeschraubt ist und mit einem Zapfenvorsprung 48 in eine Axialnut 49 der Hubstange 20 einfaßt. Anstelle dieser Hubbegrenzung mit Hilfe der Anschlagschraube '16 kann gemäß F i g. 1 aber auch eine Hubbegrenzung durch zwei außenseitig an der Hubstange angeordnete Anschläge IS und 51 bewerkstelligt werden.

Der Schieber 38 weist in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte und gegeneinander abgesperrte Rückspülkanäle 52 und 53 auf, die jeweils am Schieberumfang mit einer bogenförmigen Düsen- oder Spaltöffnung 54 bzw. 55 in Verbindung stehen und die jeweils über einen eigenen, durch ein Verschlußorgan absperrbaren Ableitungskiina! 56 bzw. 57 mit dem axialen Innenkanal 58 der rohrförmigen Hubstange 20 verbunden sind. Die Ableitungskanäle 56 und 57 werden durch Radialbohrungen der Hubstange 20 gebildet, die höhenversetzt und in Umfangsrichtung versetzt an der Hubstange 20 angeordnet sind. Auch die Rückspülkanäle 52 und 53 sind gegeneinander höhenversetzt auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Hubstange angeordnet. Gleiches gilt für die schmalen Spaltöffnungen 54 und 55, die sich jeweils etwa über einen Bogenumfang von 180° erstrecken. Die Rückspülkanäle 52 und 53 werden durch Flächeneinziehungen der tellerförmigen Schieberteile 39 und 40 gebildet Die Flansche 41 und 42 der Schieberteüe 39 und 40 bilden zugleich Verschlußorgane, welche die zugeordnete Radialbohrung 56 bzw. 57 je nach Hubposition des Schiebers 38 absperren oder öffnen. Die düsenartigen Spaltöffnungen 54 und 55 werden durch die im axialen Abstand zueinander angeordneten Umfangsteile der beiden übereinander angeordneten Schieberteile 39 und 40 gebildet. Das zu filternde flüssige Medium strömt über den Filtereinlaß 2 in die Bodenkammer 5 und von hier über die Bohrungen der Buchsen. 43 in den Innenraum des Stützkäfigs 9. Es strömt dann über die schlits:artigen Fenster 34 des Stützkäfigs 9 durch das Sieb- oder Filterelement 30 und gelangt schließlich als Filtrat über den Filterauslaß 3 in das System. Dabei lagern sich an dem Sieb- bzw. Filterelement 30 die ausgefilterten Schmutzteilchen ab.

Zur Durchführung des Rückspülbetriebs wird über den Zylinderanschluß 16 ein Druckmedium in die Zylinderkammer 18 eingeführt, welches den Kolben 13 auf der Unterseite beaufschlagt Der Zylinderanschluß 15 ist dabei mit der Atmosphäre oder mit dem Rücklauf verbunden. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 13 wird über die Stangenverlängerung 19 die Hubstange 20 angehoben. Hierbei wird über den Anschlag 46, 48 (F i g. 3) oder den Anschlag 50 (F i g. 1) der Schieber 38 von der Hubstange 20 mitgenommen. Zu Beginn der Aufwärtsbewegung des Kolbens 13 hebt sich das am unteren Ende der Hubstange 20 angeordnete Verschliußstück 25 mit seiner Sitzfläche von dem Ventilsitz 29 ab, wodurch die Verbindung zu dem unter Atmosphärendruck stehenden Schlammablauf 4 hergestellt wird. Bei der Aufwärtsbewegung der Hubstange 20 ist die Radialbohrung 56 durch den Flansch 42 des Schieber-Oberteils 40 abgesperrt und damit die Verbindung zwischen dem Rückspülkanal 52 und dem Schlammablauf 4 verschlossen. Dagegen ist die andere Radialbohrung 57 zu dem anderen Rückspülkanal 53 hin offen, so daß dieser Rückspülkanal 53 über den Axialkanal 58 der Hubstange 20 und die Bohrungen 26 und 27 mit dem Schlammablauf 4 in Verbindung steht. Diese Position des Schiebers 38 gegenüber der Hubstange 20 wird über den gesamten Aufwärtshub des Schiebers bis in Nähe des oberen Deckelteils 31 des Stützkäfigs 9 beibehalten. Der Bogenspalt 55 überstreicht die schlitzartigen Fenster 34 der beiden Gruppen I und II in Aufeinanderfolge.

ίο Bei der Aufwärtsbewegung des Schiebers 38 überschneidet dabei die Spaltöffnung 35 zunächst das untere Fenster 34 der Fenstergruppe I, während die Spaltöffnung 55 auf dem Bogenbereich der Fenster 34 der benachbarten Gruppe II sich über den hier befindlichen Steg 35 bewegt. Dies bedeutet, daß bei der Aufwärtsbewegung des Schiebers 38 die Fenster 34 der beiden Fenstergruppen I und II nicht gleichzeitig, sondern nacheinander von der Spaltöffnung 55 überstrichen werden, so daß eine Rückspülung des Filters auf einem nur verhältnismäßig kleinen Flächenbereich erfolgt. Aufgrund des Druckunterschiedes zwischen der Filterauslaßseite 3 und dem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Schlammablauf 4 fließt eine kleine Menge des in der Filterkammer 10 vorhandenen Filtrats durch das von der Spaltöffnung 55 jeweils angeschnittene Fenster 34, wobei es die in diesem Bereich an dem Filterelement 30 abgelagerten Rückstände mitführt und über die Spaltöffnung 55 in den radialen Rückspülkanal 53 und von hier über die Radialbohrung 57 und die

Hubstange 20 zu dem Schlammablauf 4 fließt Über den anderen Rückspülkanal 52 wird dagegen bei der Aufwärtsbewegung des Schiebers 38 keine Rückspülung bewirkt, da die Verbindung dieses Kanals über die Radialbohrung 56 zum Schlammablauf 4 hin abgesperrt ist.

Sobald der Schieber 38 das oberste Fenster 34 des Stutzkäfigs 9 überstrichen hat und somit das Filterelement 30 im Umfangsbereich der beiden Fenstergruppen I und II von den Ablagerungen gereinigt hat, beginnt die Abwärtsbewegung der Hubstange 20 und des Schiebers

38. Hierbei wird der Kolben 13 durch Einleiten des Druckmediums in die Zylinderkammer 17 beaufschlagt, während die ringförmige Zylinderkammer 18 gegenüber der Atmosphäre oder dem Rücklauf geöffnet ist. Zu Beginn der Abwärtsbewegung des Kolbens 13 bewegt sich die Hubstange 20 relativ zu dem Schieber 38, der aufgrund seiner Gleitanlage an der zylindrischen Innenfläche des Stützkäfigs 9 durch Reibungsschiuß gehalten wird. Bei dieser Relativbewegung schiebt sich die Radialbohrung 46 unter den Flansch, wodurch die Verbindung des Rückspülkanals 52 über die Radialbohrung 56 geöffnet wird. Gleichzeitig schiebt sich die andere Radialbohrung 57 über den unteren Flansch 41 des Schieber-Unterteils 39, wodurch die Radialbohrung 57 und die Verbindung des Rückspülkanals 53 mit dem Schlammablauf verschlossen wird. Sobald die abwärtslaufende Hubstange 20 in Anschlag mit dem Schieber 38 gelangt, nimmt der Schieber 38 an der Abwärtsbewegung der Hubstange teil, wobei von der Spaltöffnung 54 die Fenster 34 der beiden Fenstergruppen III und IV in Aufeinanderfolge überstrichen werden, so daß das Filterelement 30 nun auch auf dem Umfangsbereich der Fenstergruppen III und IV von den Rückständen freigespült wird. Die aus dem Filtrat bestehende Rückspülflüssigkeit strömt über die Spaltöffnung 54, den Rückspülkanal 52, die Radialbohrung 56 und die Bohrungen 58,26 und 27 in den Schlammablauf 4.

Sobald der Schieber 38 wieder seine untere Position erreicht hat, ist ein Arbeitszyklus des Rückspülvorgangs

beendet. Ein neuer Arbeitszyklus kann eingeleitet werden, wenn der Differenzdruck zwischen Filtereinlaß 2 und Filterauslaß 3 einen bestimmten Wert erreicht.

Bei dem vorstehend beschriebenen Rückspülfilter weist der Schieber 38, wie erwähnt, zwei gegeneinander abgesperrte bogenförmige Spaltöffnungen 54 und 55 und entsprechend zwei Rückspülkanäle 52 und 53 auf, die sich jeweils etwa über einen Winkel von 180° erstrecken. Es wäre auch möglich, im Drehschieber um jeweils 90° versetzt vier solcher Rückspülkanäle mit gesonderten Absperrventilen 56,42 bzw. 57,41 vorzusehen, wobei jeder dieser vier Rückspülkanäle über eine Spaltöffnung 54 von angenähert 90° den Flächenbereich nur einer einzigen Fenstergruppe überstreicht. In diesem Fall erfolgt also die Rückspülung an jeder der vier Fenstergruppen I bis !V über einen eigenen, je nach Hubrichtung des Schiebers gegenüber dem Schlammablauf selbsttätig abgesperrten oder geöffneten Rückspülkanal.

Auch wäre es möglich, anstelle der vier Fenstergruppen am Stützkäfig 9 eine andere Anzahl an Fenstergruppen vorzusehen, sofern die schlitzartigen Fenster 34 der verschiedenen Fenstergruppen, wie oben beschrieben, in Hubrichtung des Schiebers 38 gegeneinander versetzt sind, so daß vom Schieber jeweils nur ein einziges Fenster überstrichen wird.

In Fig.4 ist eine geänderte Ausfühiungsform einer Rückspülvorrichtung 60 dargestellt. Der Stützkäfig 61 weist hier zwei Fenstergruppen 1 und II auf, die in Achsrichtung des Stützkäfigs übereinander angeordnet und durch einen ringförmigen Umfangssteg 62 voneinander getrennt sind. Die schlitzartigen Fenster 63 der beiden Fenstergruppen I und II verlaufen in diesem Fall in Axialrichtung des Stützkäfigs 61. Entsprechendes gilt für die zwischen den Fenstern 63 befindlichen Stege 64. Innerhalb jeder Gruppe I und II sind die Fenster 63 und die Stege 64 über den gesamten Umfang des zylindrischen Stützkäfigs 61 verteilt angeordnet. Es ist erkennbar, daß auch hier die Fenster 63 und Stege 64 der einen Gruppe I gegenüber denjenigen der anderen Gruppe II versetzt sind, und zwar in Umfangsrichtung des Stützkäfigs 61, so daß jeweils die Fenster 63 der einen Gruppe I mit den Stegen 64 der anderen Gruppe II in einer gemeinsamen Axialebene liegen. Das aus einem Filtergewebe bestehende Filterelement 30 liegt auf der Außenseite des zylindrischen Stützkäfigs 61 und wird z. B. von einer gitterförmigen Haltevorrichtung 65 am Stützkäfig gehalten.

Die Rückspülvorrichtung 60 besteht aus einem im zylindrischen Stützkäfig 61 um dessen Achse drehbaren Spülarm 66, der mit einer axial verlaufenden Spaltöffnung 67 versehen ist, die an der zylindrischen Stirnfläche 68 des Spülarms 66 mündet Der Spülarm 66 steht mit der zylindrischen Stirnfläche 68 in dichtendem Gleitkontakt mit der zylindrischen Innenfläche des Stützkäfigs bzw. seiner Stegteile. Der Spülarm 66 weist im Inneren eine Rückspülkammer 69 auf, die mit dem Axialkanal 70 einer rohrförmigen Welle 71 verbunden ist, die, ähnlich wie die Hubstange 20 bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, über ein Absperrventil mit dem Schlammablauf verbunden ist Die Spaltöffnung 67 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte filterwirksame Länge des Stützkäfigs 61. Sie überstreicht demgemäß sowohl die Fenster der unteren Fenstergruppe I als auch die Fenster der oberen Fenstergruppe II. Während des Rückspülvorgangs wird der Spülarm 66 mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Drehantriebs, der die Hohlwelle 71 in Drehung versetzt, um die Achse des Stützkäfigs 61 gedreht, wobei die düsenartige Spaltöffnung 67 die Fenster 63 der beiden Fenstergruppen I und II in Aufeinanderfolge überstreicht und damit, wie oben im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 3 beschrieben, das Filterelement 30 in kleinen Flächenbereichen frei spült. Anstelle von nur zwei Fenstergruppen I und II können be> dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 auch drei oder mehr Fenstergruppen in Achsrichtung übereinander am Stützkäfig 61 vorgesehen werden, wobei die Fenster der Fenstergruppen ebenfalls in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.

Bei den vorstehend beschriebenen Rückspülfiltern wird die gesamte Filterfläche in eine Vielzahl kleiner Spülzonen unterteilt, wodurch eine optimale Spülwirkung bei geringem Druckverlust und geringen Spülmengen erreichbar ist. Aufwendige Steuerungen für die Rückspülvorrichtung sind nicht erforderlich.

Änderungen der vorstehend als bevorzugte Ausführungsbeispiele beschriebenen Rückspülfilter sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise wäre es möglich, bei dem Rückspülfilter nach den F i g. 1 bis 3 einen Stützkäfig 9 herkömmlicher Bauart zu verwenden, wie er aus der DE-PS 14 36 267 bekannt ist. Bei unveränderter Rückspülvorrichtung 37 erfolgt in diesem Fall auch in beiden Hubrichtungen die Rückspülung, wobei während des Aufwärtshubes des Schiebers 38 jeweils zwei auf gleicher Höhe liegende Fenster 34 zweier Fenstergruppen unter Rückspülung überstrichen werden, während beim Abwärtshub des Schiebers 38 die Rückspülung über die paarweise gleichzeitig angeschnittenen Fenster 34 der beiden anderen Gruppen erfolgt. Auch wäre es möglich, die Anzahl der im Schieber 38 angeordneten Rückspülkanäle und der ihnen zugeordneten bogenförmigen Spaltöffnungen sowie der genannten Absperrventile gleich der Anzahl der Fenstergruppen festzulegen, so daß bei entsprechender Steuerung der Absperrventile bei der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Schiebers 38 jeweils nur eine einzige Fenstergruppe unter Rückspülung überstrichen wird, während eine Rückspülung an den anderen Fenstergruppen bei in Schließlage der entsprechenden Absperrventile unterbunden wird.

Auch bei der Ausführungsform nach F i g. 4 könnten an dem Spülarm 66 mindestens zwei voneinander getrennte axiale Spaltöffnungen 67 vorgesehen werden, wobei die eine Spaltöffnung der unteren Fenstergruppe I und die andere Spaltöffnung der oberen Fenstergruppe II zugeordnet ist. Der Spülarm 66 weist in diesem Fall für jede Spaltöffnung 67 einen eigenen Rückspülkana! auf, der über ein eigenes Absperrventil, welches zweckmäßig ebenfalls am Spülarm angeordnet ist, mit dem Schlammablauf verbindbar oder gegenüber diesem absperrbar ist. In diesem Fall müßten die Absperrventile wechselweise gesteuert werden, so daß jeweils der eine Spülkanal gegenüber dem Schlammablauf gesperrt ist, wenn der andere Spülkanal mit dem Schlammablauf verbunden ist. Die vorstehend beschriebenen geänderten Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 15 bis 18 beansprucht denen somit selbständige erfinderische Bedeutung zukommt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Rückspülfilter für flüssige Medien, insbesondere für flüssige Brennstoffe, mit einem einen Fütereinlaß, einen Filterauülaß und einen Schlammablauf aufweisenden Filtergehäuse, mit einem im Filtergehäuse feststehend angeordneten, von dem zu filternden Medium von innen nach außen durchströmten Stützkäfig für mindestens ein an seiner Außenseite angeordnetes Filterelement, mit mindestens zwei Gruppen von am Slützkäfig angeordneten schlitzartigen Fenstern, wobei die Fenster innerhalb jeder Gruppe zueinander parallel verlaufen und durch parallele schmale Stege des Stützkäfigs voneinander getrennt is sind, und mit einer im Inneren des Stützkäfigs angeordneten, die Filterrückstände zum Schiammablauf abführenden, mittels eines Verstellantriebs im Stützkäfig beweglichen Rückspülvorrichtung, die bei ihrer Bewegung die Fenster des Stützkäfigs mit einer Spaltöffnung in Aufeinanderfolge überschneidet und dadurch die Filterfläche während des Filterbetriebs unter Ausnutzung des Differenzdrucks zwischen der Filterauslaßseite und dem Schlammablauf zonenweise freispült, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartigen Fenster (34, 63) der einen Gruppe (I, III) gegenüber denjenigen der anderen Gruppe(n) (II, IV) in Bewegungsrichtung der Rückspülvorrichtung (37,60) so am Stützkäfig (9,61) versetzt angeordnet sind, daß die Fenster (34, 63) der einen Gruppe mit den Stegen (35, 64) der anderen Gruppe(n) in einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei die Breite der Stege (35, 64) mindestens etwa gleich der lichten Weite der Fenster (34,63) und die Anordnung der Spaltöffnung(en) (54, 55, 67) so getroffen ist, daß, solange eine Spaltöffnung die Fenster (34, 63) der einen Gruppe überstreicht, durch diese oder eine weitere Spaltöffnung lediglich die Stege (35, 64) mindestens einer anderen Gruppe überstrichen werden.

2. Rückspülfilter nach Anspruch 1, wobei sich die schlitzartigen Fenster und die Stege in Umfangsrichtung des zylindrischen Stützkäfigs erstrecken und jede Gruppe eine Vielzahl in Richtung der Längsachse des Stützkäfigs gegeneinander versetzter, sich über den gleichen Teilumfang des Stützkäfigs erstreckender, paralleler Fenster umfaßt und wobei die Rückspülvorrichtung aus einem dicht an den bogenförmigen Stegen geführten, in Achsrichtung des Stützkäfigs hubbeweglichen Schieber besteht, der am Umfang eine in Umfangsrichtung verlaufende Spaltöffnung aufweist, die über eine mit dem Schieber anhebbare, rohrförmige Hubstange mit dem Schlammablauf verbunden bzw. verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (34) der einen Gruppe (I, III) gegenüber den Fenstern (34) der in Umfangsrichtung des Stützkäfigs (9) benachbarten Gruppe (II, IV) in Achsrichtung des Stützkäfigs (9) so gegeneinander versetzt sind, daß die Fenster (34) der erstgenannten Gruppe mit den Stegen (35) der zweitgenannten Gruppe jeweils in einer gemeinsamen Radialebene des Stützkäfigs liegen.

3. Rückspüifilter nach Anspruch 2, wobei auf dem Umfang des Stützkäfigs vier um jeweils 90° gegeneinander versetzte Fenstergruppen vorgesehen sind, deren Fenster sich jeweils über einen Bogenumfang von etwa 75° bis 85° erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Fenster (34) der beiden am Stützkäfig diametral gegenüberliegenden Fenstergruppen (I, III bzw. II, IV) in einer gemeinsamen Durchmesserebene liegen, die gegenüber der Durcnmesserebene der Fenster (34) der beiden anderen Fenstergruppen in Achsrichtung des Stützkäfigs (9) versetzt ist

4. Rückspüifilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (38) mindestens zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte und gegeneinander abgesperrte Rückspülkanäle (52, 53) aufweist die jeweils am Schieberumfang mit einer bogenförmigen Spaltöffnung (54, 55) in Verbindung stehen und die jeweils über einen eigenen, durch ein Verschlußorgan (41, 42) in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Schiebers (38) absperrbaren Ableitungskanal (56, 57) mit dem Schlammablauf (4) verbunden sind, wobei bei der Aufwärtsbewegung des Schiebers (38) der eine Ableitungskanal (56) durch das zugeordnete Verschlußorgan (42) geschlossen und der andere Ableitungskanal (57) durch sein Verschlußorgan (41) geöffnet ist, während bei der Abwärtsbewegung des Schiebers (38) der erstgenannte Ableitungskanal (56) geöffnet und der zweitgenannte Ableitungskanal (57) geschlossen ist

5. Rückspüifilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungskanäle (56, 57) aus Radialbcrtrungen der rohrförmigen Hubstange (20) bestehen und die Verschlußorgane (41,42) durch am Schieber (38) fest angeordnete, die Radialbohrungen überdeckende Schieberflächen gebildet sind, und daß der Schieber (38) zum wechselweisen Öffnen und Schließen der Radialbohrungen in Abhängigkeit von seiner Bewegungsrichtung gegenüber der rohrförmigen Hubstange (20) begrenzt axial beweglich ist.

6. Rückspüifilter nach einem der Ansprüche 2 bis

5, wobei die den Schieber tragende und mit einem Verschlußstück für den Schlammablauf gekoppelte, rohrfömige Hubstange eine den Stützkäfig durchgreifende Stangenverlängerung aufweist, die oberhalb des Stützkäfigs einen den Verstellantrieb bildenden, in einem Zylinder geführten, von einem Druckmedium beaufschlagbaren Kolben trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Hubstange (20) an ihrem unterhalb des Schiebers (38) liegenden unteren Ende das Verschlußstück (25) trägt.

7. Rückspüifilter nach einem der Ansprüche 2 bis

6, wobei der Schieber mit außermittigen öffnungen für den Durchfluß des zu filternden Mediums versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (38) aus einem Schieberunterteil (39) und einem hiermit über Buchsen (43) verbundenen Schieberoberteil (40) besteht, wobei die Buchsen (43) die öffnungen für den Durchfluß des zu filternden Mediums bilden.

8. Rückspüifilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Spaltöffnungen (54, 55) durch im axialen Abstand zueinander angeordnete Umfangsteile des Schieber-Ober- und -Unterteils (39,40) gebildet sind.

9. Rückspüifilter nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ableitungskanäle (56,57) bildenden Radialbohrungen sowie die Rückspülkanäle (52, 53) in Umfangsrichtung und in der Höhe gegeneinander versetzt sind.

10. Rückspüifilter nach Anspruch 1, wobei die

Rückspülvorrichtung aus einem im zylindrischen Stützkäfig drehbaren Spülarm besteht, der mit einer axialen Spaltöffnung versehen ist und an den Schlammablauf angeschlossen bzw. anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkäfig (61) mindestens zwei Fenstergruppen (I, II) mit jeweils über der. Umfang des Stützkäfigs verteilten, sich in Achsrichtung des Stützkäfigs erstreckenden und durch axiale Stege (64) getrennten Fenstern (63) aufweist, wobei die Fenster (63) der einen Gruppe jeweils mit den Stegen (64) der anderen Gruppe in einer gemeinsamen Axialebene liegen.

11. Rückspülfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltöffnung (67) des in Dichtanlage an der zylindrischen Innenfläche des Stützkäfigs (61) geführten Spülarmes (66) sich im wesentlichen über die gesamte filterwirksame Länge des Stützkäfigs (61) erstreckt

12. Rückspülfilter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülarm (66) an einer Hohlwelle (71) angeordnet ist, welche die Verbindung zum Schlammablauf herstellt