DE3525230A1 - Filtriervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtriervorrichtung mit an der Filtrat-Abteilung eines Filterelements oder einer Gruppe von Filterelementen angeschlossener Rückspülvorrichtung, die einen Rückspülmittel-Einlaß zur Ein- und/oder Abteilung des Filtrats sowie Einrichtungen zur Erzeugung eines Überdruckes in dem über die Filtrat-Ableitung an die Filtratseite des Filterelements bzw. der Filterelemente herangeführten Rückspülmittel und Ventileinrichtungen zum gesteuerten, zeitweiligen Absperren der Filtrat-Ableitung abströmseitig des Rückspülmittel-Einlasses enthält.

Bei herkömmlichen Filtriervorrichtungen ist es bekannt, in zeitlichen Abständen oder in Abhängigkeit von dem sich über die Filtriervorrichtung aufbauenden Druckabfall ein Rückspülen über das Filterelement bzw. die Gruppe von Filterelementen vorzunehmen. Hierzu wird die Filtriervorrichtung von Unfiltrat und Filtrat entleert und eine Rückspülvorrichtung sowohl an der Filtratseite als auch der Unfiltratseite der Filtervorrichtung angeschlossen. Mit dieser Rückspülvorrichtung wird ein Rückspülmittel, beispielsweise Wasser, in rückwärtiger Strömungsrichtung durch das Filterelement bzw. die Filterelemente gedrückt, so daß sich auf der Unfiltratseite der Filterelemente gebildete Trübstoffschichten von dem Filterelement bzw. den Filterelementen lösen, um mit dem Rückspülmittel an der Unfiltratseite weggespült zu werden.

Bevor der Filtriervorgang wieder eingeleitet werden kann, muß die Filtriervorrichtung von Rückspülmittel entleert, evtl. nachgespült und vielfach sterilisiert werden. Das herkömmliche Rückspülen ist somit zeitraumbend und aufwendig. Es wird deshalb auch im allgemeinen nur in realtiv großen Zeitabständen durchgeführt. Hierdurch setzt sich die Schicht der ausfiltrierten Trübeteilchen in starkem Maße auf der Unfiltratseite des Filterelementes bzw. der Filterelemente fest, so daß der Rückspülvorgang eine die Lebensdauer des Filterelements bzw. der Filterelemente in beträchtlichem Maße beeinträchtigender Vorgang ist.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Filtriervorrichtung dahingehend zu verbessern, daß an ihr der Rückspülvorgang mit wenig Aufwand und nur relativ kurzzeitiger Unterbrechung des Filtriervorganges und damit oftmals unter weitgehender Schonung des Filterelements bzw. der Filterelemente ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Rückspülvorrichtung zur Benutzung von Filtrat als Rückspülmittel einen Rückspülbehälter aufweist, der über eine Zweigleitung an die Filtrat-Ableitung oder als Rückspülmittel-Einlaß ständig an die Filtrat-Ableitung angeschlossen ist, und daß die Einrichtungen zum Erzeugen des Überdruckes in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat einen in oder an dem Rückspülbehälter angebrachten Druckerzeuger aufweist, der zu direkter Einwirkung auf das im Rückspülbehälter enthaltene Filtrat unter sicherer Abtrennung des Filtrats von jeglichen, bei der Druckerzeugung benutzten oder herangeführten Fremdmedien ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist somit eine ständig an die Filtriervorrichtung angeschlossene und mit Filtrat als Rückspülmittel arbeitende Rückspülvorrichtung vorgesehen, die einen zeitlich gesteuerten oder mittels des sich über die Filtriervorrichtung aufbauenden Druckabfalles gegesteuerten Gegentaktbetrieb von Filtriervorgang und Rückspülvorgang ermöglicht. Es erscheint zunächst nicht sinnvoll oder möglich, allein durch das rückwärtige Hindurchdrücken von Filtrat durch das Filterelement bzw. die Filterelemente die sich auf der Unfiltratseite gebildete Schicht von Trübstoffteilchen abzuheben und zu entfernen. Jedoch hat sich herausgestellt, daß durch entsprechend kurzzeitigen Wechsel von Filtrierbetrieb und Rückspülbetrieb auch unter Benutzung von rückwärts durch das Filterelement bzw. die Filterelemente gepreßtem Filtrat das wirksame Abheben und Entfernen von Trübstoffschichten erreichbar ist. Da das zum Rückspülen von der Filtratseite rückwärts durch das Filterelement bzw. die Filterelemente auf die Unfiltratseite gedrückte Filtrat sich ohne weiteres erneut filtrieren läßt und die von dem Filterelement bzw. den Filterelementen zu entfernenden Trübstoffe aus dem Unfiltrat stammen, kann das als Rückspülmittel benutzte Filtrat mit den vom Filterelement bzw. den Filterelementen entfernten Trübstoffen direkt in das Unfiltrat zurückgeführt werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es jedoch auch möglich, das als Rückspülmittel benutzte Filtrat mit den von dem Filterelement bzw. den Filterelementen abgespülten Trübstoffen abzufangen und über eine Zwischenbehandlung, beispielsweise einen zum Herausnehmen eines beträchtlichen Teiles der Trübstoffe dienenden Vorfiltriervorgang zu dem Unfiltrat zurückzuführen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung besteht darin, daß trotz Benutzung von Teilen des Filtrats als Rückspülmittel das gesamte Filtrat und insbesondere das als Rückspülmittel benutzte Filtrat gegen jeglichen Zutritt von Fremdmedien, beispielsweise Druckluft, geschützt ist. Der erfindungsgemäße Grundaufbau mit einbezogener, Teile des Filtrats als Rückspülmittel benutzender Rückspülvorrichtung ist bei nach den verschiedenen Filtriermethoden arbeitenden Filtriervorrichtungen anwendbar. Besonders günstig ist die Anwendung der Erfindung bei Filtriervorrichtungen, die nach der Überstöm- bzw. Crossflow-Filtriermethode arbeiten. Die Erfindung ist aber auch bei denjenigen Filtriervorrichtungen anwendbar, die nach Filtriermethoden mit statischer Beaufschlagung des Filterelements mit Unfiltrat arbeiten. Der ständig mit der Filtrat-Ableitung verbundene Rückspülbehälter gibt während des Filtriervorganges Filtrat an die Filtrat-Ableitung ab. Für den Rückspülvorgang wird das Filtrat als Rückspülmittel rückwärts durch das Filterelement bzw. die Filterelemente gepreßt. Während des Filtriervorganges soll sich der Rückspülbehälter wieder mit Filtrat auffüllen. Hierzu ist es von besonderem Vorteil, wenn die Einrichtungen zum Erzeugen eines Überdruckes bei dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat einen zu seiner Betätigung mit Druckmedium beaufschlagten Druckerzeuger enthält und in der Druckmittel-Zu- und Ableitung des Druckerzeugers ein auf Druckmittelzufuhr zum Druckerzeuger und Druckmittelablaß vom Druckerzeuger einstellbares Druckmittel-Steuerventil und ein die Druckmittelströmung zum Druckerzeuger hin frei und die Druckmittelströmung vom Druckerzeuger weg nur gedrosselt durchlassendes Drosselrückschlagventil vorgesehen sind. Durch diese Ventilanordnung läßt sich mit dem Druckerzeuger ein gewünschter Druck in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat sehr schnell aufbauen, während beim Filtriervorgang ein relativ langsames, den Filtriervorgang nicht beeinflussendes Auffüllen des Rückspülbehälters selbsttätig erfolgt.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Druckerzeuger zur Betätigung mittels Druckmedium ausgebildet und weist eine im Rückspülbehälter angebrachte Rollmembran auf, die an ihrer einen Seite mit dem im Rückspülbehälter enthaltenen Filtrat und an ihrer dem Filtrat abgewandten Seite mit einem mit dem Druckmedium beaufschlagten Betätigungskolben in Verbindung steht. Diese Rollmembran gewährleistet eine sichere Abtrennung des Filtrats vom Druckmedium, und zwar auch dann, wenn gasförmiges Druckmedium, wie Druckluft, Kohlendioxid oder dergleichen verwendet wird. Für viele Anwendungszwecke haben aber auch gasförmige Druckmedien, und zwar auch in reinster Form, nachteiligen Einfluß auf das Filtrat, sei es durch Oxidation oder sonstige chemische Einflüsse auf im Filtrat enthaltene Stoffe oder auch schon allein durch das Lösen von gasförmigen Medium im Filtrat. Solche nachteiligen Einwirkungen lassen sich mit einer Rollmembran mit vollständiger Sicherheit ausschließen.

Die Einrichtungen zur Erzeugung eines Überdruckes in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat können einen mit Druckluft betätigten Druckerzeuger und ein Druckluftsystem enthalten, das außer einem für Filtrationsbetrieb und Rückspülbetrieb steuerbaren Druckluft-Steuerventil einen für den gewünschten Rückspüldruck einstellbaren Druckregler in der Druckluft-Zuleitung zum Druckerzeuger enthält. Der mit Druckluft betätigte Druckerzeuger ermöglicht einen sehr raschen Aufbau des Überdruckes in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat. Die Höhe und die zeitliche Dauer dieses Überdruckes lassen sich mit einfachen technischen Mitteln steuern.

Bevorzugt kann der Rückspülbehälter mit seinem Fassungsvermögen auf die für einen Rückspülvorgang zu benutzende Filtratmenge abgestimmt sein, und die Einrichtungen zur Erzeugung eines Überdruckes in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat können zum vollständigen Entleeren des Rückspülbehälters im Verlauf des Rückspülvorganges ausgebildet sein.

Hierdurch läßt sich verhindern, daß Filtrat über längere Zeit im Rückspülbehälter zurückgehalten wird. Die Verweildauer von für den Rückspülvorgang bereitgehaltenem Filtrat im Rückspülbehälter ist maximal die zwischen zwei Rückspülvorgängen verstreichende Zeitdauer. Ergänzend hierzu kann das Zurückführen von für den Rückspülvorgang benutztem Filtrat in den Rückspülbehälter durch einfache Mittel unterbunden werden. Ist der Rückspülbehälter über eine Zweigleitung an die Filtrat-Ableitung angeschlossen, dann können die Einrichtungen zur Erzeugung des Überdruckes derart ausgebildet und gesteuert werden, daß das Zurückgehen in die Ausgangsstellung und damit das Einführen von Filtrat in den Rückspülbehälter erst einsetzt, wenn das für den Rückspülvorgang aus dem Rückspülbehälter an die Filtratseite des Filterelements bzw. der Filterelemente gedrückte Filtrat nach Öffnen des Filtrat-Ventils über die Filtrat-Ableitung abgeflossen ist.

Eine andere Möglichkeit, um ein langzeitiges Zurückhalten von Filtrat im Rückspülbehälter zu verhindern, besteht darin, daß der Rückspülbehälter direkt in die Filtrat-Ableitung einbezogen und beim Filtriervorgang ständig von Filtrat durchspült wird.

Die erfindungsgemäße Filtriervorrichtung kann für automatischen Betriebsablauf von Filtriervorgang und Rückspülvorgang eingerichtet werden. Hierzu kann eine Taktsteuerungseinrichtung für das Einschalten der Rückspülvorrichtung in vorher festgelegten oder einstellbaren Zeitabständen, beispielsweise zwischen 2 und 10 Minuten und für Inganghalten der Rückspülvorrichtung über die Dauer des Rückspülvorganges, beispielsweise zwischen 2 bis 15 Sekunden vorgesehen sein. Ein solcher Gegentaktbetrieb von Filtriervorgang und Rückspülvorgang läßt sich über große Zeiträume aufrecht erhalten, ohne das Filterelement bzw. die Filterelemente austauschen oder einer größeren Zwischenbehandlung unterwerfen zu müssen.

Die erfindungsgemäße Filtriervorrichtung eignet sich insbesondere in Verbindung mit Überström-(Crossflow)-Filtrationsmethoden. Bei Ausbildung eines Überström-(Crossflow)-Filtrationskreises am Filterelement bzw. der Gruppe von Filterelementen, der eine Beschickungspumpe und eine Überströmpumpe enthält, kann die Taktsteuerungsvorrichtung bevorzugt dazu ausgebildet sein, während der Betriebszeit der Druckerzeugungs-Einrichtungen das in der Filtratableitung angeordnete Filtrat-Absperrventil in Schließstellung und die Beschickungspumpe außer Betrieb zu setzen, während die Überströmpumpe im Betrieb bleibt, wobei die stillgesetzte Beschickungspumpe Rückwärtsströmung von Unfiltrat zum Vorratsbehälter zulassen soll.

Eine andere Möglichkeit für die bei der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung vorgesehenen Steuerungseinrichtung besteht darin, daß bei Ausbildung eines Überström-(Crossflow)Filtrationskreises am Filterelement bzw. der Gruppe von Filterelementen, der eine Beschickungspumpe und eine Überströmpumpe enthält, die Taktsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, während der Betriebszeit der Druckerzeugungseinrichtungen zusätzlich zum Schließen des in der Filtrat-Ableitung angeordneten Filtratabsperrventile auch die Überstömpumpe und die Beschickungspumpe außer Betrieb zu setzen, wobei die Beschickungspumpe und die Überströmpumpe dazu ausgebildet sein sollen, Rückwärtsströmung von Unfiltrat zuzulassen. Auf diese Weise lassen sich die durch das rückwärts durch das Filterelement bzw. die Filterelemente gepreßte Filtrat abgehobenen und mitgenommenen Trübstoffe sehr schnell aus seinem Überström-(Crossflow)-Filtrationskreis entfernen. Um bei solcher grundsätzlicher Steuerung den Übergang von Rückspülvorgang auf erneuten Filtriervorgang zu verbessern, kann die Taktsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet bzw. einstellbar sein, die Beschickungspumpe über die gesamte Betriebszeit der Druckerzeugungs-Einrichtungen außer Betrieb zu halten und die Überströmpumpe gegen Ende der Betriebszeit der Druckerzeugungseinrichtungen bereits wieder ingang zu setzen.

Die Erfindung ist auch bei Filtrationsvorrichtungen anwendbar, bei welchen der Überström-(Crossflow)-Filtrationskreis über eine mit Drosselelement ausgestattete Unfiltrat-Rückleitung zum Vorratsbehälter ausgestattet ist. Eine solche mit Strömungsdrossel ausgestattete Unfiltrat-Rückleitung kann vorgesehen sein, um die Trübstoff-Konzentration in dem über das Filterelement bzw. die Filterelemente strömenden Unfiltrat geringer zu halten, weil Unfiltrat mit erhöhter Trübstoff-Konzentration aus dem Überström-(Crossflow)-Filtrationskreis über diese Unfiltrat-Rückleitung in den Vorratsbehälter zurückgeführt und dafür eine größere Menge von Unfiltrat mit geringerer Trübstoff-Konzentration von der Beschickungspumpe in den Überström-(Crossflow)-Filtrationskreis eingeführt wird. Bei solcher Ausbildung des Überström-(Crossflow)-Filtrationskreises mit einer zum Vorratsbehälter führenden Unfiltrat-Rückleitung, in der ein Strömungsdrossel-Element vorgesehen ist, kann im Rahmen der Erfindung zusätzlich ein von der Taktsteuerungseinrichtung während der Betriebszeit der Druckerzeugungs-Einrichtung in Offenstellung gesteuertes Überbrückungsventil zum Strömungsdrossel-Element in der Unfiltrat-Rückleitung vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Unfiltrat-Rückleitung während des Rückspülvorganges als ungedrosselte Abführungsleitung für das zum Rückspülen benutzte Filtrat und die von dem Filterelement bzw. den Filterelementen abgehobenen und mitgeführten Trübstoffen zusätzlich zu der Rückströmung durch die Beschickungspumpe benutzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Strömungsschema einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung;

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform des in einer erfindungsgemäßen Filtriervorrichtung benutzten Rückspülbehälters mit Druckerzeuger, schematisch in axialem Schnitt und

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausführungsform des Rückspülbehälters.

Bei dem in der Zeichnungsfigur 1 dargestellten Beispiel weist die mit einer Rückspülvorrichtung 10 versehene Filtriervorrichtung einen Überström-Filtrationskreis 11 auf, der ein Filterelement 12 bzw. eine Gruppe solcher Filterelemente, eine Überströmpumpe 13 und eine Beschickungspumpe 14 enthält, die das Unfiltrat übert eine Unfiltratleitung 14 a aus einem Vorratsbehäter 15 in den Überström-Filtrationskreis 11 unter Aufbau und Aufrechterhaltung eines für den Filtrationsvorgang vorgesehenen Druckes einführt. Wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, kann der Überström-Filtrationskreis 11 wahlweise eine zum Vorratsbehälter 15 führende Unfiltrat-Rückleitung 16 aufweisen, die an den Unfiltrat-Ausgang der Filterelementes 12 bzw. der Gruppe von Filterelementen angeschlossen ist und ein einstellbares Strömungsdrossel-Element 17 sowie ein zu dem Strömungsdrossel-Element 17 parallelgeschaltetes Überbrückungsventil 18 enthält. Der Überström-Filtrationskreis 11 arbeitet nach dem Prinzip der Crossflow-Filtration, bei der eine Strömung von Unfiltrat im wesentlichen tangential über die Unfiltrat-Seite des Filterelementes geführt und das Filtrat an der Filtratseite des Filterelements abgezogen wird, wie dies in Fig. 1 durch die Filtrat-Ableitung 21 angedeutet ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Filtriervorrichtung wird diese Filtrat-Ableitung 21 über einen Rückspülbehälter 22 und abströmungseitig des Rückspülbehälters 22 über ein Filtratabsperrventil 23 geführt, die zur Rückspülvorrichtung 10 gehören.

Der Rückspülbehälter 22 ist mit Einrichtungen zur Erzeugung eines Überdruckes in dem (dabei geschlossenen) Filratabsperrventil 23 und dem Filterelement 12 bzw. der Gruppe von Filterelementen liegenden Teil der Filtrat-Ableitung 21 und dem Rückspülbehälter 22 enthaltenen Filtrat versehen. Im dargestellten Beispiel enthält der Rückspülbehälter 22 selbst einen mit einem angebrachten Endschalter 24 a versehenen Druckerzeuger 24, der zu seiner Betätigung mit Druckluft zu beaufschlagen ist. Die Betätigungs-Druckluft wird von einer Druckluftquelle 25 über einen Druckregler 26 mit angeschlossenem Druckanzeiger 27, ein für zwei Stellungen ausgebildetes Druckmittelsteuerventil 28 und eine Druckmittel-Zu- und Ableitung 29 mit Druckluft unter dem am Druckregler 26 eingestellten Druck erzeugt. In die Druckmittel-Zu- und Ableitung 29 ist ein Drosselrückschlagventil 30 eingesetzt. Mittels des Rückspülbehälter 22 und des Druckerzeugers 24 wird das Filterelement 12 bzw. die Gruppe von Filterlementen bei geschlossenem Filtrat-Absperrventil 23 mit aus dem Rückspülbehälter 22 in die Filtrat-Ableitung 21 gedrücktem Filtrat rückgespült, das zusammen mit dem von der Unfiltratseite des Filterelements abgehobenen Trübematerial in den Überström-Filtrationskreis 11 gedrückt wird. Zur Betriebssteuerung der Filtriervorrichtung ist eine Taktsteuerungseinrichtung 31 vorgesehen, an die über Steuerleitungen 32 die Betätigungseinrichtungen des Filtratabsperrventils 23 und des Überbrückungsventils 18, die Stellvorrichtung des Druckmittel-Steuerventils 28, der Endschalter 24 a und die Antriebseinrichtungen der Überströmpumpe 13 und der Beschickungspumpe 14 zur Steuerung angeschlossen sind. Die Taktsteuerungseinrichtung 31 ist dazu ausgebildet, die verschiedenen genannten Betätigungseinrichtungen, Stellvorrichtung und Antriebsvorrichtung für den Filtrationsbetrieb einzustellen und über eine einstellbare Zeitdauer, beispielsweise 2 bis 10 Minuten, in dieser Betriebsstellung zu halten. Nach Ablauf dieser Betriebszeit steuert die Taktsteuerungseinrichtung 31 die Betätigungsvorrichtungen des Filtratabsperrventils 23 und des Überbrückungsventils 18, die Stellvorrichtung des Druckmittel-Steuerventils 28 und die Antriebsvorrichtungen der Überströmpumpe 13 und der Beschickungspumpe 14 für den Rückspülbetrieb um und hält diese Einrichtungen über die Dauer des Rückspülvorganges in dieser Betriebsstellung, beispielsweise 2 bis 15 Sekunden lang. Der am Druckerzeuger 24 angebracht und an der Taktsteuerungseinrichtung 31 angeschlossene Endschalter 24 a beendet den Rückspülvorgang.

Die Steuerung für den Filtrationsbetrieb sieht dabei vor: Überströmpumpe 13 und Beschickungspumpe 14 in Betrieb, Filtrat-Absperrventil 23 offen, Überbrückungsventil 18 geschlossen, Druckmittelsteuerventil 28 in der in Fig. 1 gezeigten Filtrationsbetrieb-Stellung, in welcher die Druckmittel-Zu- und Ableitung 29 mit einem Druckmittelablaß verbunden ist. Für den Rückspülbetrieb mit der Rückspülvorrichtung 10 bestehen mehrere Möglichkeiten der Betriebssteuerung:

Erste Möglichkeit:

Überströmpumpe 13 in Betrieb, Beschickungspumpe 14 abgeschaltet, Filtratabsperrventil 23 geschlossen, Überbrückungsbventil 18 geöffnet, Druckmittelsteuerventil 28 in Rückspülbetrieb-Stellung in welcher die Druckmittel-Zu- und Ableitung 29 über den Druckregler 26 mit der Druckluftquelle 25 verbunden ist.

Zweite Möglichkeit:

Überströmpumpe 13 und Beschickungspumpe 14 abgeschaltet, Filtrat-Absperrventil 23 geschlossen, Überbrückungsventil 18 geöffnet und Druckmittel-Steuerventil 28 in Rückspülbetriebs-Stellung.

Ausgehend von dieser zweiten Möglichkeit kann eine abgewandelte Steuerungsmöglichkeit dahingehend vorgesehen werden, daß die Überströmpumpe 13 2 bis 5 Sekunden vor Ablauf der Rückspüldauer wieder eingeschaltet wird.

Nach Ablauf des Rückspülvorganges werden die Betätigungsvorrichtungen des Filtrat-Absperrventils 23 und des Überbrückungsventils 18, die Stellvorrichtung des Druckmittel-Steuerventils 28 , die Antriebsvorrichtung der Beschickungspumpe 14 und die Antriebsvorrichtung der Überströmpumpe 13 (letztere wenn nicht schon früher) in die für den Filtrationsbetrieb vorgesehene Stellung, wie zuvor beschrieben, gebracht. Der Filtrationsbetrieb kann damit sofort wieder einsetzen. Allerdings ist durch das in die Druckmittel-Zu- und Ableitung 29 eingesetzte Drosselrückschlagventil 30 eine Verzögerung für den Rücklauf des Druckerzeugers 24 im Rückspülbehälter 22 vorgesehen. Während beim Einstellen des Druckmittel-Steuerventils 28 für den Rückspülvorgang die Druckluft über den Rückschlagventil-Teil des Drosselrückschlagventils 30 direkt und unverzögert zum Druckerzeuger 24 geführt wird und dadurch eine mehr oder weniger stoßartige Druckerhöhung in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat hervorruft, wird beim Einstellen des Druckmittel-Steuerventils 28 in die Filtrationsbetriebs-Stellung die vorher dem Druckerzeuger 24 zugeführte Druckluft bei sich schließendem Rückschlagventil über den Drosselteil des Drosselrückschlagventils 30 zum Druckluftablaß geführt, so daß der Druckerzeuger 24 nur verzögert und langsam in seine dem Filtrationsbetrieb entsprechende Stellung zurückgeht. Hierdurch kann sich der Rückspülbehälter 22 bei geöffnetem Filtrat-Absperrventil 23 aus der Filtrat-Ableitung 21 verzögert und langsam auffüllen. Hierdurch lassen sich unerwünschte Rückwirkungen durch das Auffüllen des Rückspülbehälters 22 im Filtratabfluß vermeiden. Das Drosselrückschlagventil 30 kann so ausgebildet sein, daß das Wiederauffüllen des Rückspülbehälters 22 auch mit Verzögerung einsetzt, so daß das beim vorherigen Rückspülvorgang in die Filtrat-Ableitung 21 und auf die Filtratseite des Filterelements 12 bzw. der Filterlemente gedrückte Filtrat nicht in den Rückspülbehälter 22 zurückkehrt, sondern über das Filtrat-Absperrventil 23 abfließt, bevor wieder Filtrat in den Rückspülbehälter 22 aufgenommen wird.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Filtrationsvorrichtung ist es von Wichtigkeit, daß das zum Rückspülen des Filterelements 12 bzw. der Filterelemente benutzte Filtrat gegenüber den beim Druckerzeuger 24 benutzten Medien, beispielsweise Druckluft, sicher abgetrennt ist. Dies ist in Fig. 1 durch die Trennungslinie 33 angedeutet. In den Beispielen der Fig. 2 und 3 wird diese sichere Abtrennung des Filtrats gegenüber den beim Druckerzeuger 24 benutzten Medien, beispielsweise Druckluft, dadurch gewährleistet, daß in den Rückspülbehälter 22 eine Rollmembran 34 oder Stülpmembran eingesetzt ist, die an ihrer einen Seite in Berührung mit dem in den Rückspülbehälter 22 aufgenommenen Filtrat steht. An der vom Filtrat abgewandten Seite liegt die Rollmembran 34 mit ihrem mittleren Teil auf einer Betätigungsplatte 35 des Druckerzeugers 24. Hierzu weist der Druckerzeuger 24 einen an den Rückspülbehälter 22 angesetzten Druckluftzylinder 36 auf, dessen Kolben 37 an der der Rollmembran 34 abgewandten Seite mit Druckluft beaufschlagt und an der der Rollmembran 34 zugewandten Seite über die Kolbenstange 38 mit der Betätigungsplatte 35 verbunden ist. Das Fassungsvermögen des Rückspülbehälters 22 ist im Beispiel der Fig. 2 derart bemessen, daß die vom Rückspülbehälter 22 aufgenommene Filtratmenge gerade für einen Rückspülvorgang ausreichend ist. Der Rückspülbehälter 22 kann deshalb im Beispiel der Fig. 2 über eine Zweigleitung 39 zwischen dem Filterelement 12 bzw. der Gruppe von Filterelementen und dem Filtratabsperrventil 23 an die Filtrat-Ableitung 21 angeschlossen sein.

Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, den Rückspülbehälter 22 direkt in den Verlauf der Filtrat-Ableitung 21 zwischen dem Filterelement 12 bzw. der Gruppe von Filterelementen und dem Filtratabsperrventil 23 einzufügen. Um ein zumindest teilweises Durchströmen des Rückspülbehälters 22 mit Filtrat zu erreichen, kann - wie Fig. 3 zeigt - die Filtrat-Ableitung 21 direkt in den Rückspülbehälter 22 münden, während der zum Filtrat-Absperrventil 23 führende Teil der Filtrat-Ableitung 21 vom Rückspülbehälter 22 abgeführt wird. Hierzu ist im Beispiel der Fig. 3 der Rückspülbehälter mit einer ringförmigen Sammelleitung 40 versehen, in die in der Wand des Rückspülbehälter 22 angebrachte Durchlässe 41 münden.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 besteht der am Druckerzeuger 24 angebrachte und über die Steuerleitung 32 an die Taktsteuereinrichtung 31 angeschlossene Endschalter 24 a zweckmäßigerweise auf einem berührungslos betätigbaren Magnetschalter, der bei Annäherung des mit einem Magneten versehenen Kolbens 37 von letzterem bei dessen Aufwärtshub wirksam geschaltet wird und nach Beendigung des Rückspülvorganges das Druckmittel-Steuerventil 28 wieder in die Filtrationsbetriebs-Stellung zurückstellt. Hierdurch wandert der Kolben 37 je nach Einstellung des nunmehr druckluftablassenden Drosselrückschlagventils 30 mehr oder weniger verzögert in die untere Hubstellung zurück, so daß die für den anschließenden Rückspülvorgang angepaßte Filtratmenge in den Rückspülbehälter 22 gelangen kann.

Filtriervorrichtung Bezugszeichenliste

10 Rückspülvorrichtung
11 Überström-Filtrationskreis
12 Filterelement
13 Überströmpumpe
14 Beschickungspumpe
14 a Unfiltratleitung
15 Vorratsbehälter
16 Unfiltrat-Rückleitung
17 Strömungsdrossel-Element
18 Überbrücksventil
21 Filtrat-Ableitung
22 Rückspülbehälter
23 Filtrat-Absperrventil
24 Druckerzeuger
24 a Endschalter
25 Druckluftquelle
26 Druckluftregler
27 Druckanzeiger
28 Druckmittel-Steuerventil
29 Druckmittel-Zu- und Ableitung
30 Drosselrückschlagventil
31 Taktsteuerungseinrichtung
32 Steuerleitung
33 Trennungslinie
34 Rollmembran
35 Betätigungsplatte
36 Druckluftzylinder
37 Kolben
38 Kolbenstange
39 Zweigleitung
40 Sammelleitung
41 Durchlässe

Claims (10)

1) Filtriervorrichtung mit an die Filtrat-Abteilung eines Filterelements oder einer Gruppe von Filterelementen angeschlossener Rückspülvorrichtung, die einen Rückspülmittel-Einlaß zur Ein- und/oder Ableitung des Filtrats, sowie Einrichtungen zur Erzeugung eines Überdruckes in dem über die Filtrat-Abteilung an die Filtratseite des Filterelements bzw. der Filterelemente herangeführten Rückspülmittel und Ventileinrichtungen zum gesteuerten, zeiweiligen Absperren der Filtrat-Ableitung abströmseitig des Rückspülmittel-Einlasses enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückspülvorrichtung (10) zur Benutzung von Filtrat als Rückspülmittel einen Rückspülbehälter (22) aufweist, der über eine Zweigleitung (39) an die Filtrat-Ableitung (21) oder als Rückspülmittel-Einlaß ständig an die Filtrat-Ableitung (21) angeschlossen ist, und die Einrichtung zum Erzeugen des Überdruckes in dem als Rückspülbehälter (22) angebrachter Druckerzeuger (24) aufweist, der zu direkter Einwirkung auf das im Rückspülbehälter (22) enthaltende Filtrat unter sicherer Abtrennung des Filtrats gegen jegliche bei der Druckerzeugung benutzten oder herangeführten Fremdmedien ausgebildet ist.

2) Filtriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Überdruckes in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat einen zu seiner Betätigung mit Druckmedien beaufschlagten Druckerzeuger (24) enthalten und in der Druckmittel-Zu- und Ableitung (29) des Druckerzeugers (24) ein auf Druckmittelzufuhr zum Druckerzeuger und Druckmittelablaß vom Druckerzeuger (24) einstellbares Druckmittel-Steuerventil (28) und ein die Druckmittelströmung zum Druckerzeuger (24) hin frei und die Druckmittelströmung vom Druckerzeuger (24) weg nur gedrosselt durchlassendes Drosselrückschlagventil (30) vorgesehen sind.

3) Filtriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckerzeuger (24) zur Betätigung mittels Druckmedium ausgebildet ist und eine im Rückspülbehälter (22) angebrachte Rollmembran (34) aufweist, die an ihrer einen Seite mit dem in Rückspülbehälter (22) enthaltenen Filtrat und an ihrer dem Filtrat abgewandten Seite mit einem mit dem Druckmedium beaufschlagten Betätigungskolben (37) in Verbindung steht.

4) Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Überdruckes in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat einen mit Druckluft betätigten Druckerzeuger (24) und ein Druckluftsystem enthalten, das außer einem für Filtrationsbetrieb und Rückspülbetrieb steuerbaren Druckmittel-Steuerventil (28) einen für den gewünschten Rückspüldruck einstellbaren Druckluftregler (26) in der Druckmittel-Zu- und Ableitung (29) zum Druckerzeuger (24) enthält.

5) Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückspülbehälter (22) mit seinem Fassungsvermögen auf die für einen Rückspülvorgang zu benutzende Filtratmenge abgestimmt ist und die Einrichtungen zur Erzeugung eines Überdruckes in dem als Rückspülmittel benutzten Filtrat zum vollständigen Entleeren des Rückspülbehälters (22) im Verlauf des Rückspülvorganges ausgebildet sind.

6) Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taktsteuerungseinrichtung (31) für Einschalten der Rückspülvorrichtung (10) in vorher festgelegten oder einstellbaren Zeitabständen, beispielsweise zwischen 2 und 10 Minuten, und für Inganghalten der Rückspülvorrichtung (10) über die Dauer des Rückspülvorganges, beispielsweise zwischen 2 bis 15 Sekunden vorgesehen ist.

7) Filtriervorrichtungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung eines Überström-(Crossflow)-Filtrationskreises am Filterelement (12) bzw. der Gruppe von Filterelementen, der eine Beschickungspumpe (14) und eine Überstömpumpe (13) enthält, die Taktsteuerungseinrichtung (31) dazu ausgebildet ist, während der Betriebszeit des Druckerzeugers (24) das in der Filtrat-Ableitung (21) angeordnete Filtrat-Absperrventil (23) in Schließstellung und die Beschickungspumpe (14) außer Betrieb zu setzen, während die Überströmpumpe (13) in Betrieb bleibt und die stillgesetzte Beschickungspumpe (14) Rückwärtsströmung von Unfiltrat zum Vorratsbehälter (15) zuläßt.

8) Filtriereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung eines Überström-(Crossflow)-Filtrationskreises am Filterelement (12) bzw. der Gruppe von Filterelementen, der eine Beschickungspumpe (14) und eine Überströmpumpe (13) enthält, die Taktsteuerungseinrichtung (31) dazu ausgebildet ist, während der Betriebszeit des Druckerzeugers (24) zusätzlich zum Schließen des in der Filtratableitung (21) angeordneten Filtrat-Sperrventils (23) auch die Überströmpume (13) und die Beschickungspumpe (14) außer Betrieb zu setzen, wobei die Beschickungspumpe (14) und die Überströmpumpe (13) dazu ausgebildet sind Rückwärtsströmung von Unfiltrat zuzulassen.

9) Filtriervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktsteuerungseinrichtung (31) dazu ausgebildet bzw. einstellbar ist, die Beschickungspumpe (14) über die gesamte Betriebszeit des Druckerzeugers (24) außer Betrieb zu halten und die Überströmpumpe (13) gegen Ende der Betriebszeit des Druckerzeugers (24) bereits wieder Ingang zu setzen.

10) Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Überström-(Crossflow)-Filtrationskreises mit einer zum Vorratsbehälter (15) führenden Unfiltrat-Rückleitung (16), in der ein Strömungsdrossel-Element (17) vorgesehen ist, zusätzlich ein von der Taktsteuerungseinrichtung (31) während der Betriebszeit des Druckerzeugers (24) in Offenstellung gesteuertes Überdrückungsventil (18) zum Strömungsdrossel-Element (17) in der Unfiltrat-Rückleitung (16) vorgesehen ist.