DE3620660C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entsalzungs- Filtriervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stahlkonstruktionsteile, wie verschiedenartige Gefäße, Behälter und Rohrleitungen, die in Kern- oder Wärmekraftanlagen, in Dampferzeugungsanlagen und dgl. zur Verwendung kommen, werden durch Kondensate und andere Fluide nach und nach angefressen, so daß Korrosionsprodukte (im folgenden als Fremdkörper bezeichnet), wie Eisenoxide (Fe₂O₃, Fe₃O₄ usw.), gebildet werden. Das hat zur Folge, daß die Fremdkörper allmählich Rohrleitungen zusetzen und die sog. Salze, die aus Neutralisationsreaktionen zwischen Säuren und Basen resultieren, in den Fluiden aufgelöst werdem, womit starke Elektrolyte erzeugt und die Rohrleitungen und dgl. korrodiert werden.

Elektromagnetische Filter (im folgenden als EM-Filter bezeichnet) können zur Entfernung der Fremdkörper durch Filtration und Entsalzungstürme oder -kolonnen zum Entsalzen verwendet werden. Bisher arbeiten diese EM-Filter und Entsalzungskolonnen unabhängig voneinander und sind zueinander parallel angeordnet. Einige der Gründe hierfür sind folgende:

• 1. Ein Druckgefäß zur Aufnahme eines EM-Filters muß aus unmagnetischem Stahl gefertigt werden, wobei Erregerspulen und ferromagnetische Joche außen herum angebracht werden. Andererseits besteht eine Entsalzungskolonne aus dazu unterschiedlichem Material, d. h. aus Kohlenstoffstahl, um deren mechanische Festigkeit zu gewährleisten. Eine Kombination des Druckgefäßes für das EM-Filter mit der Entsalzungskolonne würde insofern zu einem Kostenanstieg für die Schweiß- und Montagearbeiten führen.
• 2. Bei einem Druckgefäß mit großem Durchmesser für ein EM-Filter sind die Filterelemente flach und benötigen zu ihrer Magnetisierung eine größere Energie. Insofern stellt der Durchmesser des Druckgefäßes vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt aus eine Beschränkung dar, und es ist schwierig, den Durchmesser des Druckgefäßes mit demjenigen der Entsalzungskolonne in Übereinstimmung zu bringen.

Eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der (JP-GM-OS Nr. 53 210/1983) bekannt, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Bei diesem Magnetfilter erstrecken sich Innenrohre teilweise sowie flüssigkeitsdicht durch ein Gefäß 1, das mit einem Flüssigkeitseinlaß 5 sowie einem Flüssigkeitsauslaß 6 versehen ist. Die Innenrohre 41 sind an ihren oberen Enden durch Verschlüsse 42 abgeschlossen. Filterelemente 9 in Form von ferromagnetischen Partikeln befinden sich mit Ausnahme der Innenrohre 41 im Raum des Gefäßes 1, und Dauermagnete 11 sind in die jeweiligen Innenrohre 41 vertikal bewegbar eingesetzt. Die Innenrohre 41 bestehen aus einem unmagnetischen Material, während die die oberen Enden der Innenrohre 41 abschließenden Verschlüsse 42 aus einem ferromagnetischen Material gefertigt sind. Eine Führung 42, die jedes Innenrohr 41 nach unten fortsetzt, besteht aus ferromagnetischen Material und ist mit dem Innenrohr 41 einstückig ausgebildet. Die Filterelemente 9 werden in den rund um die Innenrohre herum befindlichen und durch zwei parallele, querverlaufende Zwischenplatten 44, die zueinander in vertikaler Richtung beabstandet sind, bestimmten Raum so eingefüllt, daß ihre Bewegungen eingeschränkt sind und sie nicht durch die Durchgänge der Zwischenplatten 44 treten können. Bei Betätigung einer Magnet-Antriebsvorrichtung 21 werden die Dauermagnete 11 in den Rohren 41 über den Führungen 43 verlagert, so daß die Filterelemente 9 magnetisiert werden. In diesem Zustand wird eine zu behandelnde Flüssigkeit von einer Kernkraftanlage her in das Gefäß 1 durch den Einlaß 5 eingeführt, so daß die Fremdkörper von den Filterelementen 9 angezogen werden.

Um die von den Filterelementen 9 angezogenen Fremdkörper zu entfernen, wird die Antriebsvorrichtung 21 in Gang gesetzt, so daß die Dauermagnete 11 in die Führungen 43 abgesenkt werden. Nach der auf diese Weise erfolgten Entmagnetisierung der Filterelemente 9 wird durch den Auslaß 6 des Gefäßes 1 in dieses Reinigungs- oder Spülwasser eingespeist, um die Fremkörper in den Filterelementen 9 zu entfernen, worauf die entfernten Fremdkörper zusammen mit dem Spülwasser durch den Einlaß 5 aus dem Gefäß 1 abgeführt werden.

Mit dieser Filtervorrichtung ist es demnach möglich, aus einer in die Vorrichtung eingeleiteten Flüssigkeit magnetische Partikel wie z. B. Eisenoxid auszufiltern. Dazu werden die in der Vorrichtung befindlichen ferromagnetischen Partikel magnetisiert. Während der Magnetisierung der ferromagnetischen Partikel kommen diese Partikel miteinander enger in Kontakt.

Nach Durchführung der Filtrierung wird die magnetische Erregung der ferromagnetischen Partikel wieder aufgehoben und eine Gegenströmung durch die Packung der ferromagnetischen Partikel durchgeführt. Bei dieser Gegenströmung werden die ferromagnetischen Partikel wieder in einen lose geschütteten Zustand gebracht. Da bei dieser bekannten Filtervorrichtung die ferromagnetischen Partikel zwischen einem Siebkasten und einer Deckelplatte vorgesehen sind, ist nur eine begrenzte Fluidisierung der ferromagnetischen Partikel möglich. Außerdem ist diese Filtervorrichtung nicht mit einer auf dem Ionenaustauscherprinzip basierenden, der Entsalzung der Flüssigkeit dienenden Ionenaustauscher-Filterschicht ausgebildet.

Aus dem Handbuch "Wasser", 5. Auflage, Vulkan Verlag Essen, (1979), Seiten 73 bis 80 ist eine Filtervorrichtung bekannt, bei der eine magnetische Filtervorrichtung mit einer Vorrichtung zur Kondensatentsalzung kombiniert ist, dort ist die magnetische Filtervorrichtung mit der Kondensatentsalzungseinrichtung jedoch mittels Rohrleitungen verbunden, so daß sich ein erheblicher Platzbedarf ergibt. Außerdem handelt es sich dort um eine elektromagnetische Filtervorrichtung, die eine relativ große Erregerspule benötigt, um das Bett aus den ferromagnetischen Partikeln, das als eine einzige Gesamtpackung vorliegt, magnetisieren zu können. Eine solche elektromagnetische Filtervorrichtung benötigt außerdem zur Durchführung der Magnetisierung der ferromagnetischen Partikel einen großen Energiebedarf.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sowohl zur Filtrierung von in einer Flüssigkeit enthaltenden magnetischen Partikeln als auch zur Entsalzung dieser Flüssigkeit geeignet ist, wobei die Filtrierung mit einem sehr kleinen Energiebedarf bei gleichzeitig guter Filterwirkung möglich ist, und wobei die Gesamtvorrichtung nur einen kleinen Platzbedarf besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Durch die unmittelbare Übereinanderanordnung der magnetisch wirksamen Filtervorrichtung und der Ionenaustauscher-Filterschicht in einem gemeinsamen Gehäuse ergibt sich der Vorteil eines minimalen Platzbedarfes und der beondere Vorteil eines minimalen Druckverlustes. Dadurch, daß die aus den ferromagnetischen Partikeln bestehende Filterschicht eine freie, d. h. nicht durch einen Deckel begrenzte Oberfläche aufweist, können ferromagnetische Partikel zu Reinigungszwecken gut im Gegenstromverfahren fluidisiert werden. Da außerdem das Bett, d. h. die Schicht der ferromagnetischen Partikel durch Trennwände in eine Vielzahl relativ kleiner Volumina unterteilt ist, wird ferner die Gefahr, daß ferromagnetische Partikel während der Gegenstromreinigung eine unkontrollierte Bewegung ausführen, auf ein Minimum begrenzt.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand seiner bevorzugten Ausführungsform erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Entsalzungs- Filtervorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie II-II in der Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab den in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie III umrahmten Bereich;

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab den in Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie IV umrahmten Bereich;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 4;

Fig. 6 einen vertikalen Längsschnitt durch das bereits besprochene herkömmliche Magnetfilter.

Gemäß Fig. 1 ist ein Gefäß 1 durch einen ersten Siebkasten 2 in eine obere sowie untere Kammer 3 bzw. 4 unterteilt und weist einen Flüssigkeitseinlaß 5, durch den zu behandelnde Flüssigkeit zugeführt wird, und einen Flüssigkeitsauslaß, durch den eine behandelte Flüssigkeit abgeführt wird, auf. Zwischen den Siebkasten 2 und den Flüssigkeitsauslaß 6 ist eine Ionenaustausch-Filtrierschicht 7 eingefügt, so daß die untere Kammer 7 bestimmt ist, während unterhalb dieser Schicht 7 eine Wassersammelkammer 32 abgegrenzt ist.

Die obere Hälfte der Vorrichtung dient als ein Magnetfilter, während die untere Hälfte eine Entsalzungsfunktion erfüllt.

Es soll zuerst die obere, als magnetisches Filter dienende Hälfte erläutert werden. Filterelemente 9, die eine magnetische Filtrierschicht 8, wenn sie magnetisiert sind, bilden, werden auf den Siebkasten 2 so gepackt, daß die obere Fläche der Filterelemente 9 frei ist. Eine Vielzahl von Magnet-Einführungsrohren 10 aus unmagnetischem Material und mit geschlossenen unteren Enden erstreckt sich flüssigkeitsdicht durch die Filterelemente und die obere Stirnplatte des Gefäßes 1. In jedes der Magnet-Einführungsrohre 10 ist ein Dauermagnet 11 vertikal bewegbar eingesetzt, so daß bei einem Anheben der Dauermagnete 11 die umliegenden Filterelemente 9 magnetisiert und bei einem Absenken der Dauermagnete 11 entmagnetisiert werden.

Der Siebkasten 2 ist als Ganzes horizontal angeordnet, und eine Gitterplatte 12 ist, wie Fig. 3 am besten erkennen läßt, am Gefäß 1 so befestigt, daß sich jedes Magnet-Einführungsrohr 10 über die Unterseite der Gitterplatte 12 hinaus weiter erstreckt. Auf der oberen Fläche der Gitterplatte 12 sind Trennplatten 13 so angeordnet, daß die Magnet-Einführungsrohre 10 voneinander einen geeigneten Abstand haben, wie Fig. 3 zeigt. In jeder Trennplatte 13 sind vier Löcher 14 ausgebildet, die, wie Fig. 5 zeigt, von einer Siebplatte 15 abgedeckt sind, die Schlitze oder Maschen mit einer solchen Abmessung hat, daß die Filterelementpartikel, deren Durchmesser z. B. im Bereich von 0,5-2 mm liegt, nicht durch die Siebplatte 15 gelangen können. Wie die Fig. 4 und 5 am besten erkennen lassen, ist jede Siebplatte 15 im Zentrum der vier benachbarten Magnet-Einführungsrohre 10 angeordnet.

Über der magnetischen Filtrierschicht 8 befinden sich Trennwände 17, die das Innere eines Seitenwandringes 16 nach Art eines Schachbretts unterteilen, wie Fig. 2 zeigt, so daß die Magnet-Einführungsrohre 10 jeweils an den vier Ecken eines jeden Quadrats angeordnet sind und vertikale, zu den Siebplatten 15 vertikal entgegengesetzte Einlaufdurchlässe 18 gebildet werden.

Aus einem ferromagnetischen Material gefertigte Aufnahmerohre 19, die die magnetischen Pfade der Dauermagneten 11 festlegen, sind am unteren Teil der Gitterplatte 12 und rund um die Magnet-Einführungsrohre 10 herum angeordnet. Die magnetischen Kreise werden von außen her errichtet oder unterbrochen.

Eine mit jedem Dauermagnet 11 innig verbundene Stange 20 erstreckt sich durch die obere Stirnplatte des Gefäßes 1 nach außen, wie Fig. 1 zeigt, und steht mit einer Magnetantriebsvorrichtung 21 in Wirkverbindung. Es ist hier festzuhalten, daß alle Dauermagnete 11 gleichzeitig abgesenkt oder angehoben werden. Die Magnet-Antriebsvorrichtung 21 umfaßt eine Hubplatte 22, mit der die oberen Enden der Stangen 20 fest verbunden sind, Führungen 23, die die Hubplatte 22 in vertikaler Richtung führen, eine Antriebsquelle 24, z. B. ein Schneckenrad oder einen Motor, um eine Vertikallage der Hubplatte 22 zu bestimmen, und ein Getriebe 25 mit einer Antriebswelle, einem Reduktionszahlradsatz oder anderen Zahnrädern, das zwischen die Hubplatte 22 und die Antriebsquelle 24 geschaltet ist.

Zwischen den Flüssigkeitseinlaß 5 und die obere Kammer 3 ist ein oberes Sieb 26 eingesetzt, das eine solche Maschenweite hat, daß der Durchtritt der Filterelemente 9 wie im Fall der Siebplatten 15 unterbunden wird.

Die untere Kammer 4 ist mit einem Gegenstrom-Spülwassereintritt 27 und einem Gegenstrom-Lufteintritt 28 zur Reinigung der Filterelemente 9 ausgestattet.

In der Ionenaustausch-Filtrierschicht 7 ist eine deckelartige Tragplatte 29 angeordnet, die die untere Kammer 4 zwischen dem Siebkasten 2 sowie dem Flüssigkeitsauslaß 6 bestimmt, und auf diese Tragplatte 29 ist eine Ionenaustausch- (Kunst-)Harzpartikelschicht 30 gepackt. Das Filtrat fließt durch eine große Anzahl von Filtern 31 an der Tragplatte 29 in die Wassersammelkammer 32 und wird dann zum Flüssigkeitsauslaß 6 über ein Wehr 33, um das Wirbeln des Wassers zu unterbinden, abgeführt. Die untere Kammer 4 ist ferner mit einem Kunstharzpartikel-Zulauf 34 zur Zufuhr der Ionenaustausch-Harzpartikel in das Gefäß 1 und mit einem Partikelablauf 35 versehen, welcher sich vom Zentrum der Tragplatte 29 durch die untere Stirnplatte des Gefäßes 1 nach unten erstreckt. Ferner ist in der unteren Stirnplatte des Gefäßes 1 ein Lufteinlaß 36 ausgebildet, um Druckluft in das Gefäß 1 einzuführen und damit die Ionenaustausch- Harzpartikelschicht 30 zu fluidisieren.

Das Gefäß 1 ruht auf einem Stützring 37, in dem ein Mannloch 38 ausgebildet ist.

In der Entsalzungs-Filtriervorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau werden die Filterelemente 9 bis zu einer Lage gepackt, die oberen Teilen der Magnet-Einführungsrohre 10 entspricht, wie Fig. 1 zeigt, und dann wird die Magnet-Antriebsvorrichtung 21 in Gang gesetzt, um die Dauermagnete 11 in die Magnet-Einführungsrohre 10 jeweils einzubringen. Hierauf wird ein magnetischer Kreis für jeden Dauermagnet 11 zwischen den oberen sowie unteren Lagen der Filterelemente 9, die natürlich angehäuft sind, errichtet, so daß der zwischen den oberen sowie unteren Lagen befindliche Teil magnetisiert wird und folglich die Filterelemente 9 im Siebkasten 2 die magnetische Filtrierschicht 8 bilden. In diesem Fall wird, wie Fig. 1 zeigt, der obere Abschnitt, d. h. der obere Pol, der Dauermagnete 11 in die magnetische Filtrierschicht 8 eingeführt, während der untere Magnetpol im jeweiligen Aufnahmerohr 19 verbleibt. Das hat zum Ergebnis, daß das Magnetfeld zwischen dem oberen Magnetpol des jeweiligen Dauermagneten 11 und dem oberen Ende des Aufnahmerohres 19 gebildet wird, womit die Filterelemente 9 in der magnetischen Filtrierschicht 8 magnetisiert werden.

Im magnetisierten Zustand bewirkt eine Zwischenmagnetisierung der Filterelemente 9, daß diese eine in der Vertikalen höhere Dichte annehmen im Vergleich zur Dichte der natürlich angehäuften Filterelemente 9, die, wenn sie magnetisiert sind, um die Magnet-Einführungrohre 10 herum im gepackten Zustand dichter werden, so daß zusätzliche Filterelemente 9 anschließend dem komprimierten Teil für eine Gleichförmigkeit in der Dichte der magnetischen Filtrierschicht 8 zugeführt werden können.

Hierauf wird die zu behandelnde Flüssigkeit durch die magnetische Filtrierschicht 8 geschickt, so daß in der zu behandelnden Flüssigkeit mitgeführte Fremdkörper angezogen und festgehalten werden. Die in das Gefäß 1 durch den Flüssigkeitseinlaß 5 eingeführte, zu behandelnde Flüssigkeit fließt, wie der Pfeil in Fig. 1 andeutet, durch das obere Sieb 26 in die obere Kammer 3. Anschließend wird diese Flüssigkeit in viele Ströme durch die vertikalen, von den Trennwänden 17 bestimmten Einlaufdurchlässe 18 aufgeteilt, so daß die zu behandelnde Flüssigkeit im wesentlichen gleichförmig durch die magnetische Filtrierschicht 8 fließt. Nachdem die in der Flüssigkeit mitgeführten Fremdkörper angezogen und festgehalten worden sind, fließt diese durch die Siebplatten 15 in die untere Kammer 4, wie durch den Pfeil in Fig. 1 angedeutet ist, und dann in die Ionenaustausch-Filtrierschicht 7. Das hat zum Ergebnis, daß die in der Flüssigkeit, die nun von Fremdkörpern frei ist, gelösten Salze in der Harzpartikelschicht 30 abgefangen werden. Somit ist die durch die Filter 31 aus der Schicht 30 in die Wassersammelkammer 32 fließende Flüssigkeit auf Grund des Filtrierungs- und Entsalzungsprozesses reines Wasser, das aus dem Gefäß 1 durch den Flüssigkeitsauslaß 6 abgezogen wird.

Wenn die Dauermagnete 11 in die Aufnahmerohre 19 abgesenkt werden, so werden durch deren Seitenwände hindurch zwischen den oberen sowie unteren Magnetpolen magnetische Kreise errichtet, so daß in der magnetischen Filtrierschicht 8 ein magnetischer Fluß nicht vorhanden ist, was eine Entmagnetisierung der Filterelemente und deren freie Beweglichkeit zur Folge hat.

Hierauf wird, wie durch die gestrichelten Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist, durch den Spülwassereintritt 27 Spül- oder Reinigungswasser in das Gefäß eingeführt, während Druckluft durch den Lufteintritt 28 in das Gefäß 1 geleitet wird. Auf diese Weise wird der Gegenstrom-Reinigungszustand hergestellt. Die in die untere Kammer 4 eingeführte Spülflüssigkeit und Druckluft steigen durch den Siebkasten 2 auf und fluidisieren die entmagnetisierten Filterelemente 9, so daß deren Dichte vermindert wird und sie durchgerührt werden. Die Spülflüssigkeit wird somit mit der gesamten Oberfläche eines jeden Filterelements 9 in Berührung gebracht, um die entmagnetisierten Fremdkörper von den Filterelementen 9 abzulösen, womit die Möglichkeit gegeben ist, die Fremdkörper zusammen mit der Spülflüssigkeit über den Flüssigkeitseinlaß 5, der nun zum Auslaß wird, aus dem Gefäß 1 abzuführen. Wenn die Filterelemente 9 im Gegenstrom- Reinigungsvorgang, wie er oben beschrieben wurde, fluidisiert werden, so werden sie in der Hauptsache in den vertikalen, von den Trennwänden 17 abgegrenzten Einlaufdurchlässen 18 durchgeführt, so daß die Reinigungswirkung auf Grund der Fluidisierung der Filterelemente 9 erhöht wird und diese an einem Verstreuen über die vertikalen Einlaufdurchlässe 18 hinaus gehindert werden. Bei dem Gegenstrom- Reinigungsvorgang dient das obere Sieb 26 dazu, ein Abfließen der Filterelemente 9 aus dem Gefäß 1 durch den Flüssigkeitseinlaß 5 zu unterbinden. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Entsalzungs-Rohrleitung während des Gegenstrom-Reinigungsvorgangs abgesperrt ist.

Bei Beendigung des Gegenstrom-Reinigungsvorgangs fallen die fluidisierten Filterelemente 9 wieder ab und zusammen, so daß ein natürlicher Haufen gebildet wird. Hierbei werden die Filterelemente durch die vertikalen, von den Trennwänden 17 bestimmten Durchlässe 18 nach unten in ihre Ausgangslage geführt, so daß sie gleichförmig angehäuft und an einem Verstreuen gehindert werden.

Die Magnet-Antriebsvorrichtung 21 bewirkt die vertikale, lineare Bewegung der Stangen 20 und damit der Dauermagnete 11, die alle im Gleichklang miteinander mit der Hubplatte 22 in der oben beschriebenen Weise bewegt werden, so daß Schwankungen oder Abweichungen in der Bewegung der Dauermagnete 11 gering oder vernachlässigbar klein werden. Ferner kann das Umschalten zwischen dem Magnetisieren und Entmagnetisieren der Filterelemente 9 in eindeutiger Weise ausgeführt werden. Des weiteren wird, selbst wenn die Pole der Dauermagnete 11 mit dem Magnet-Einführungsrohr 10 während des Vertikalhubes durch dieses Rohr 10 in Anlage kommen, die auf einer Berührung mit einem ferromagnetischen Teil beruhende sog. Kontaktentmagnetisierung nicht auftreten, weil das Magnet-Einführungsrohr aus unmagnetischem Material gefertigt ist.

Um die Ionenaustausch-Harzpartikel zu regenerieren oder wiederzubeleben, werden reines Wasser und Druckluft durch den Flüssigkeitsauslaß 6 bzw. den Lufteinlaß 36, durch die Wassersammelkammer 32 und die Filter 31 in die Ionenaustausch- Filtrierschicht 7 eingeführt, um die gepackte Schicht 30 zu fluidisieren. Anschließend werden die Ionenaustausch- Harzpartikel aus dem Gefäß 1 durch den Partikelablauf 35 ausgetragen und durch Behandlung mit einem geeigneten Agens regeneriert. Die regenerierten Harzpartikel und eine Flüssigkeit, wie Wasser, werden zusammen durch den Partikelzulauf 34 über die Tragplatte 29 gefördert und angehäuft. Die Ionenaustausch-Filtrierschicht 7 kann auf diese Weise wiederholte Male gebildet werden.

Wie erläutert wurde, ist gemäß der Erfindung das Gefäß der Entsalzungs-Filtriervorrichtung in zwei Kammern unterteilt, in denen die als ein magnetisches Filter dienende Filtrierschicht und eine Ionenaustausch-Harzpartikelfil­ trierschicht zur Entsalzung angeordnet werden. Die erstgenannte Filtrierschicht umfaßt magnetisierbare Filterelemente, die auf einem Siebkasten so angehäuft werden, daß ihre obere Fläche frei ist. Wenn die oberen Pole von Dauermagneten in Magnet-Einführungsrohre, welche sich aufwärts durch den Siebkasten erstrecken, eingeführt werden, so werden die Filterelemente magnetisiert.

Gemäß der Erfindung zieht sich durch ein Gefäß einer Entsalzungs- Filtriervorrichtung ein Siebkasten, der das Innere des Gefäßes in eine obere Kammer, die mit einem Flüssigkeitseinlaß zur Zufuhr von zu behandelnder Flüssigkeit in das Gefäß in Verbindung steht, und eine untere Kammer, an die ein Flüssigkeitsauslaß anschließt, unterteilt. Zwischen dem Siebkasten und dem Flüssigkeitsauslaß befindet sich eine Ionenaustausch-Filtrierschicht. Ferromagnetische Filterelemente, die im magnetisierten Zustand eine magnetische Filtrierschicht bilden, sind auf dem Siebkasten so angehäuft, daß ihre obere Fläche frei ist. Durch den Siebkasten erstrecken sich vertikal Magnet-Einführungsrohre aus einem unmagnetischen Material. In jedes dieser Einführungsrohre ist ein vertikal bewegbarer Dauermagnet eingesetzt, so daß bei Einführen des Magneten die das Einführungsrohr umgebenden Filterelemente magnetisiert werden, die jedoch bei Herausziehen des Dauermagneten aus dem Einführungsrohr entmagnetisiert werden. Mit dem in dem Magnet-Einführungsrohr befindlichen Dauermagnet wird nahe dem oberen Bereich oder der oberen Lage der natürlich angehäuften Filterelemente ein Magnetfeld erzeugt, so daß die Filterelemente magnetisiert werden. Wenn eine zu behandelnde Flüssigkeit in das Gefäß durch den Einlaß eingeführt wird, so werden in der zu behandelnden Flüssigkeit mitgeführte Fremdkörper durch die magnetisierten Filterelemente angezogen und festgehalten, wenn die Flüssigkeit durch die magnetische Filtrierschicht am Siebkasten tritt. Wenn dann die zu behandelnde Flüssigkeit durch die unter der magnetischen Filtrierschicht befindliche Ionenaustausch-Filtrierschicht fließt, so werden in der Flüssigkeit gelöste Ionen absorbiert und entfernt. In diesem Fall werden die magnetische Filtrierschicht und die Ionenaustausch-Filtrierschicht zueinander hin bewegt und über den gesamten Gefäßquerschnitt in Gegenüberlage zueinander gebracht, so daß zu behandelnde Flüssigkeit mit einem minimalen Druckverlust gefiltert werden kann. Die auf diese Weise behandelte Flüssigkeit wird zu einem linearen, vertikalen Abwärtsfließen gebracht und durch den Flüssigkeitsauslaß aus dem Gefäß abgezogen.

Bei Absenken der Dauermagnete verschwindet das Magnetfeld, so daß die Filterelemente entmagnetisiert werden. Anschließend wird eine Spülflüssigkeit in das Gefäß geleitet und zu einem Aufwärtsströmen durch den Siebkasten gebracht. Das hat eine Fluidisierung der magnetischen Filtrierschicht zum Ergebnis, wobei die gesamte Oberfläche eines jeden Filterelements mit der Spülflüssigkeit in Berührung kommt, so daß an den Oberflächen der Filterelemente haftende und entmagnetisierte Fremdkörper abgewaschen sowie zusammen mit der Spülflüssigkeit aus dem Gefäß ausgetragen werden. Nach dem Spül- oder Reinigungsvorgang lagern sich die Filterelemente wieder natürlich ab und werden wie zuvor angehäuft oder aufeinandergeschichtet.

Für die Erfindung sind die folgenden Wirkungen, Merkmale und Vorteile besonders, jedoch nicht erschöpfend herauszustellen:

• a) Das Filtrieren und Entsalzen einer Flüssigkeit kann in einem einzigen Gefäß ausgeführt werden, so daß der notwendige Installations- oder Anlagenraum vermindert werden kann.
• b) Die zu behandelnde Flüssigkeit wird zu einem Fließen nacheinander durch eine magnetische Filtrierschicht aus magnetisierbaren Filterelementen sowie durch eine Ionenaustausch- Filtrierschicht gebracht. Insofern kann ein Raum innerhalb des Gefäßes zwischen der magnetischen sowie der Ionenaustausch-Filtrierschicht gemeinsam genutzt werden, so daß eine Vergrößerung in der Höhe der Entsalzungs- Filtriervorrichtung minimal gehalten und die Leistungsfähigkeit dieser Vorrichtung ohne Schwierigkeiten gesteigert werden kann.
• c) Das Innere des Gefäßes ist in die magnetische Filtrierschicht sowie die Ionenaustausch-Filtrierschicht in der oben beschriebenen Weise unterteilt, wobei diese beiden Filtrierschichten nacheinander durchflossen werden. Das hat zum Ergebnis, daß die Entsalzungs-Filtriervorrichtung einen konstruktiv einfachen Aufbau bei geringen Kosten erhalten kann, weil ein diese beiden Filtrierschichten untereinander verbindendes Rohrleitungssystem nicht benötigt wird. Darüber hinaus kann nahezu die gesamte Querschnittsfläche des Gefäßes als Filtrierfläche genutzt werden, so daß im Betrieb der Druckabfall minimiert werden kann.
• d) Im magnetisierten Zustand werden die Filterelemente zueinander hin angezogen, so daß ihre Dichte erhöht wird. Wenn die magnetische Filtrierschicht auf Grund der Erhöhung der Dichte der magnetischen Filterelemente komprimiert ist, so werden zusätzliche magnetische Filterelemente in natürlicher Weise dem oberen Teil der magnetischen Filtrierschicht zugeführt, so daß die Dichte dieser Filtrierschicht gleichförmig aufrechterhalten werden kann.
• e) Bei einer Betätigung der Magnet-Antriebsvorrichtung derart, daß die Dauermagnete aus der magnetischen Filtrierschicht herausgezogen werden, werden die magnetischen Filterelemente entmagnetisiert und können sich frei aufwärts bewegen. Dadurch können die magnetischen Filterelemente bei dem Gegenstrom-Reinigungsvorgang fluidisiert werden, so daß die Reinigungswirkung erheblich gesteigert wird.
• f) Jeder Dauermagnet wird von dem Magnet-Einführungsrohr umschlossen oder ist in dieses eingesetzt, so daß die Pole des Dauermagneten nicht mit irgendeinem ferromagnetischen Bauteil in Berührung kommen, womit die sog. Kontaktentmagnetisierung der Dauermagnete vermieden wird.

Claims (4)

1. Filtervorrichtung mit einem Gefäß (1) das einen Einlaß (5) für eine zu behandelnde Flüssigkeit sowie einen Auslaß (6) für die behandelte Flüssigkeit und eine im Gafäß (1) vorgesehene Filterschicht (8) aus Filterelementen (9) aufweist, die in Form von ferromagnetischen Partikeln vorliegen, die auf einem mit extrem feinen Durchgangslöchern ausgebildeten Siebkasten (2) angeordnet sind, wobei am Siebkasten (2) Einrichtungen (10, 11) für die Magnetisierung der Filterelemente (9) angebracht sind und die Filterschicht (8) das Gefäß (1) in eine obere Kammer (3) und in eine untere Kammer (4) unterteilt, wobei die obere Kammer (3) mit dem Flüssigkeitseinlaß (5) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der unteren Kammer (4) der magnetischen Filterschicht gegenüberliegend eine Ionenaustausch- Filterschicht (7) angeordnet ist, die eine unter der unteren Kammer (4) befindliche und mit dem Flüssigkeitsauslaß (6) in Verbindung stehende Wassersammelkammer (32) an deren Oberseite begrenzt, daß die angehäuften ferromagnetischen Partikel eine freie Oberseite aufweisen und daß der Siebkasten (2) mit einem Seitenwandring (16) versehen ist, wobei der vom Seitenwandring (16) umschlossene Raum durch Trennwände (17) in eine Vielzahl von Abteilungen unterteilt ist, in welche die Filterelemente (9) in den vom Seitenwandring (16) umschlossenen Raum gepackt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der aus einem unmagnetischen Material bestehende Magnet- Einführungsrohre (10) die magnetische Filterschicht (8) aus den Filterelementen (9) durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Magnet-Einführrohre (10) durch die obere Stirnwand des Gefäßes (1) hindurcherstrecken und an ihren oberen Enden offen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende eines jeden Magnet-Einführungsrohres (10) mit einem ferromagnetischen Aufnahmerohr (19) verbunden ist, das sich durch den Boden des Siebkastens (2) hindurcherstreckt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gefäß (1) eine die untere Kammer (4) sowie die Wassersammelkammer (32) voneinander trennende Tragplatte (29) angeordnet ist, die mit Filtern (31) sowie mit einem zur Außenseite des Gefäßes (1) offenen Kunstharzpartikel-Ablauf (35) ausgestattet ist, daß an die untere Kammer (4) ein Ionenaustausch- Kunstharzpartikel-Zulauf (34) angeschlossen ist, und daß auf der Tragplatte (29) eine Ionenaustausch- Partikelschicht (7) vorgesehen ist.