DE3640841C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft einen selbstreinigenden Filter, insbesondere für Speisewasser von Industrieanlagen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Genauer gesagt eignet sich dieser Filter hauptsächlich zur Verwendung in mit Meerwasser gespeisten Kühlanlagen. Bekanntlich sind bei vielen Industrieanlagen leistungsstarke Kühlanlagen erforderlich, um einen einwandfreien Betrieb der entsprechenden Produktionsanlagen zu ermöglichen.
Aus wirtschaftlichen Gründen erweist es sich häufig bei der Speisung dieser Anlagen als vorteilhaft, direkt aus natürlichen Vorräten entnommenes Wasser als Kühlflüssigkeit zu benutzen. Das Wasser wird zum Beispiel direkt aus einem Fluß entnommen, durch die Kühlanlage geführt und schließlich in den Fluß zurückgeführt. Das auf diese Weise erhaltene Speisewasser enthält eine Vielzahl von schwebenden Elementen (Erde, Schwemmgut oder ähnliches), die beim Eindringen in die Kühlanlage in kürzester Zeit einen erheblichen Leistungsabfall bewirken könnten. Das Wasser wird daher, bevor es der Anlage zugeführt wird, durch vor derselben angeordnete Filter entsprechend gefiltert.
Hierfür sind inzwischen verschiedene Filtertypen bekannt und im Einsatz, die sich durch viele Parameter voneinander unterscheiden, wie z. B. in der Form und in der Anordnung der Filterelemente, sowie in der mit diesen durchgeführten Filtermethode.
Bei einem bekannten Filter (US-PS 31 76 846) der eingangs angegebenen Gattung wird das zu filternde Speisewasser durch eine Mehrzahl von Filterelementen geführt, die allgemein als "Filterkerzen" bekannt sind und die durch geeignete Mittel zu dem entsprechenden Zeitpunkt automatisch gereinigt werden. Dieser bekannte Filter weist trotz seiner prinzipiellen Vorzüge eine geringe Zuverlässigkeit auf, wenn er, wie es häufig vorkommt, Meerwasser oder korrosive Substanzen enthaltendes Wasser filtern soll. Dieser Nachteil ist auf die Wirkung der in dem Wasser enthaltenen korrosiven Substanzen zurückzuführen, welche sehr leicht die zur Befestigung der Filterelemente verwendeten Gewindeverbindungen angreifen und in einer mehr oder weniger kurzen Zeit das gegenseitige Ablösen der entsprechenden Elemente bewirken können. Hierdurch würde der Filter früher oder später unwirksam, und zwar einerseits dadurch, daß das Wasser frei aus der Zulaufkammer in die Ablaufkammer fließen kann, ohne gefiltert zu werden, und andererseits durch das Eindringen einer Menge von Fragmenten und Metallteilen in die Anlage. Es ist offensichtlich, daß dadurch schwere Schäden an der Kühlanlage entstehen können, deren Reparatur Kosten von beachtlichem Umfang erfordern würden.
Um solche Schäden zu vermeiden, erweist sich der vorzeitige Austausch der Filterelemente als notwendig, auch wenn diese noch für eine längere Zeit benutzt werden könnten. Hierfür ist bei dem bekannten Filter ein erheblicher Arbeitsaufwand erforderlich, weil an jedem Filterrohr eine Verschlußplatte durch Lösen von Verschraubungen zu entfernen ist, bevor eine Dichtung und ein Adapterglied aus der das Filterrohrende aufnehmenden Bohrung einer Rohrplatte entfernt werden können, um das Filterrohr schließlich zugänglich zu machen. Da das Filterrohrende aber innerhalb der Bohrung liegt, ist der Zugriff zum Rohr und damit sein Herausziehen erschwert. Diese unter Umständen durch Korrosion der Verschraubungen zusätzlich erschwerten Arbeitsgänge sind an den zahlreich vorhandenen Filterrohren jeweils zu wiederholen.
Bei einer anderen bekannten Filtervorrichtung (DE-GM 67 50 403), die jedoch einer anderen als der eingangs angegebenen Gattung angehört, sind die Filterelemente mit ihren oberen Enden auf an einem Befestigungsflansch angebrachte Rohrvorsprünge nur aufgesteckt und sind durch ein Gitter gegen Abfallen gesichert, an welchem in die unteren Enden der Filterelemente dicht eingreifende Stöpsel befestigt sind. Das Gitter ist durch eine zentrale Stange mit dem Befestigungsflansch verbunden, so daß die Filterelemente zwischen diesem und dem Gitter mittels einer auf die Stange aufgeschraubten Mutter eingespannt sind. Der dadurch gebildete käfigartige Filtereinsatz kann nur insgesamt aus dem umhüllenden Behälter herausgehoben werden, auch wenn nur ein einziges Filterelement ausgetauscht werden soll. Die Montage des käfigartigen Filtereinsatzes ist durch die gleichzeitig in alle Filterelemente einzuführenden Stöpsel erschwert. Die Demontage kann auch hier durch Korrosion der Verschraubung erschwert sein.
Bei einem weiteren bekannten Filterapparat (US-PS 33 94 815) ist zur Befestigung der Enden von Filterrohren vorgesehen, daß diese jeweils mit einem ringförmigen Bund unter Zwischenlage eines Dichtrings einer Trägerplatte aufliegen. Hierbei werden alle Filterrohre gleichzeitig durch eine gesonderte Klemmplatte festgehalten, die über eine Mehrzahl von Schraubbolzen mit der Trägerplatte verbunden ist. Soll ein einzelnes Filterrohr entnommen werden, so müssen alle Schraubbolzen zur Entfernung der Klemmplatte gelöst werden, was nur unter erheblichem Arbeitsaufwand möglich ist, insbesondere wenn die Verschraubungen stark korrodiert sind.
Eine bekannte Filterkerze (DE-GM 19 39 647) weist zur Bestigung und Abdichtung an einer zwischen Filtratraum und Trübraum befindlichen Trennwand einen Spannhebel am offenen Endstück der Filterkerze auf, mit dessen Hilfe ein konischer Umfangsflächenteil in eine sich in der Trennwand befindliche, elastische Buchse hineingezogen werden kann. Dadurch wird eine sichere Halterung der Filterkerze in der Trennwand ohne zusätzliche Hilfsmittel erreicht. Wird der Spannhebel gelöst und nach oben geschwenkt, so kann er nur in dieser Stellung griffartig verwendet werden. Da aber jede Filterkerze entsprechend ausgerüstet und angebracht ist, müssen bei einer Mehrzahl von in einem Filterapparat befindlichen Filterkerzen eine entsprechende Anzahl von Spannhebeln gelöst und verwendet werden, wenn alle Filterkerzen ausgetauscht werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstreinigenden Filter der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß ein schneller und leichter Austausch der Filterelemente ohne Korrosionsgefahr für ihre Befestigungselemente ermöglicht wird.
Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben und nachstehend erläutert.
Der erfindungsgemäße Filter zeichnet sich bei einfacher Ausbildung der die geschlossenen Enden der Filterelemente ohne Verwendung korrosionsgefährdeter Verschraubungen befestigenden Teile dadurch aus, daß alle Filterelemente nach Entfernung des sie haltenden Deckels für den schnellen Austausch unmittelbar und einzeln zugänglich sind.
Die besondere Anbringung der Verschlußplatte ermöglicht entsprechend Anspruch 2 die Anordnung eines vertieft liegenden Griffs, der bei guter Zugänglichkeit die Befestigung des betreffenden Filterelements mittels des Deckels nicht stört. Zur Vermeidung von Wasseransammlungen oberhalb der Verschlußplatte sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 3 von Vorteil. Die Griffausgestaltung entsprechend Anspruch 4 ist für ein schnelles und leichtes Austauschen der Filterelemente zweckmäßig.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt
Abb. 1 eine Längsschnittansicht des selbstreinigenden Filters,
Abb. 2 in vergrößerter Darstellung ein Detail aus der Abb.1 und
Abb. 3 und 3a im Längsschnitt bzw. in der Draufsicht ein Filterelement, das in dem Filter enthalten ist.
Unter Bezugnahme auf die erwähnten Abbildungen wird mit 1 insgesamt ein selbstreinigender Filter nach der vorliegenden Erfindung, insbesondere für Speisewasser von Industrieanlagen, bezeichnet.
Dieser enthält einen vertikal angeordneten zylindrischen Körper 2, der einen geschlossenen Boden 2a und ein oberes offenes Ende 2b aufweist, das mit einem abnehmbar durch Bolzen befestigten Verschlußdeckel 3 versehen ist (Abb. 2). Der zylindrische Körper 2 weist auch einen unten angeordneten Zulaufstutzen 4 und einen oben angeordneten Ablaufstutzen 5 auf, denen eine Zulaufkammer 6 und eine Ablaufkammer 7 ent­ sprechen, die im Inneren des zylindrischen Körpers 2 selbst befindlich sind.
Wie deutlicher aus der Abb. 2 hervorgeht, sind die inne­ ren Oberflächen des zylindrischen Körpers 2 mit einer korro­ sionshemmenden Verkleidung 8 versehen, die dazu dient, den Körper selbst vor der Wirkung der korrosiven Substanzen zu schützen, die in dem durchlaufenden Wasser vorhanden sind.
Die Zulaufkammer 6 und die Ablaufkammer 7 werden durch eine mittlere Platte 9 getrennt, die im Inneren des zylindrischen Körpers 2 durch Gewindeelemente 10 (Abb. 2) angeflanscht ist und sich auf einer diametralen Zwischenebene des zylin­ drischen Körpers 2 selbst erstreckt. Die mittlere Platte 9 ist mit einer Serie von durchgehenden Bohrungen 9a versehen, die gleichmäßig voneinander abstehen und nach einer oder mehreren konzentrischen Kreislinien angeordnet sind, und de­ nen jeweils ein sich im Inneren der Ablaufkammer 7 er­ streckendes Filterelement 11 entspricht.
Genauer gesagt, sind die Filterelemente 11 von dem Typ, der in der Branche allgemein unter der Bezeichnung "Kerzenfilter" bekannt ist. Jedes derselben, die aus den Abb. 3 und 3a deutlicher hervorgehen, besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Körper mit einem offenen Ende 11a und einem ge­ schlossenen Ende 11b und ist an dem überwiegenden Teil seiner Oberfläche mit einer Anzahl von kalibrierten Bohrungen verse­ hen, die in den beiliegenden Zeichnungen nicht sichtbar sind. Im Original ist das geschlossene Ende 11b grundsätzlich durch eine Verschlußplatte 12 hergestellt, die in einem bestimmten Abstand von dem entsprechenden und dem Deckel 3 zugewandten Rand des Filterelementes 11 angeordnet ist. Dieser Rand ist seinerseits mit einem ringförmigen äußeren Bund 13 versehen, und zwar aus Gründen, die nachstehend besser verdeutlicht werden.
Wie man aus den Abbildungen ersehen kann, befindet sich an der Verschlußplatte 12 auf der dem Deckel 3 zugewandten Sei­ te ein gebohrter Ansatz 14, der dazu dient, oben an dem Fil­ terelement 11 einen Griff zu bilden, um das Fassen und das Entfernen des Filterelementes selbst zu erleichtern. Immer an der dem Deckel 3 zugewandten Oberfläche der Verschlußplatte 12 sind vorteilhafterweise zwei querverlaufende und sich dia­ metral gegenüberliegende Ablaßbohrungen 15 vorgesehen, die eingearbeitet wurden, um das Ansammeln von Wasser oberhalb der Verschlußplatte 12 zu vermeiden.
Wie deutlicher aus der Abb. 2 hervorgeht, liegen die Filterelemente 11 jeweils mit ihrem offenen Ende 11a in einer der durchgehenden Bohrungen 9a, die in der mittleren Platte 9 vorgesehen sind. Auf die gleiche Weise liegen die Filterele­ mente 11 mit ihren geschlossenen Enden 11b in den zusätzli­ chen Bohrungen 16a, die sich in der Trägerplatte 16 befinden und koaxial zu den durchgehenden Bohrungen 9a angeordnet sind, so daß die Filterelemente 11, wenn sie erst einmal montiert sind, parallel verlaufen und sich vertikal entlang der Ablaufkammer 7 erstrecken.
Genauer gesagt sind die offenen Enden 11a der Filterelemente 11 unter Zwischenlegen eines Dichtelementes 17 in die durch­ gehenden Bohrungen 9a eingesetzt. Jedes geschlossene Ende 11b liegt seinerseits in der jeweiligen zusätzlichen Bohrung 16a, so daß das entsprechende Filterelement 11 durch den ringför­ migen äußeren Bund 13 an der Trägerplatte 16 hängt.
Im Original ist die Trägerplatte 16 unter Einsetzen von Dich­ tungen 18 zwischen dem Deckel 3 und dem offenen Ende 2b des zylindrischen Körpers 2 befestigt. Sie ist außerdem mit Zen­ trierbohrungen 16b versehen, durch welche die erwähnten Befe­ stigungsbolzen 3a gehen.
Vorteilhafterweise erweisen sich die Trägerplatte 16 und der Deckel 3 als einander zugewandt, so daß die ringförmigen äußeren Bunde 13 zwischen diese eingeschlossen werden kön­ nen. Dies bewirkt die vollkommene Befestigung der Filterele­ mente 11, deren Bewegung dadurch in jeder Richtung behindert wird.
Unter besonderer Bezugnahme auf die Abb. 1 ist der Fil­ ter 1 außerdem mit Regeneriermitteln versehen, die dazu die­ nen, die Leistungsfähigkeit der Filterelemente 11 wiederher­ zustellen, wie nachstehend besser verdeutlicht wird.
Diese Regeneriermittel enthalten ein oder mehrere Reinigungs­ rohre 19, die so in der Zulaufkammer 6 angeordnet sind, daß sie in einem ebenfalls in derseIben angeordneten und sich entlang der Achse des zylindrischen Körpers 2 erstreckenden Sammelrohr 20 zusammenlaufen. Jedes Reinigungsrohr 19 endet an der unteren Oberfläche der mittleren Platte 9, so daß das eigene freie Ende 19a einer der Kreislinien zugewandt ist, nach denen die durchgehenden Bohrungen 9a angeordnet sind.
Das Sammelrohr 20 ist seinerseits drehbar unten an einem Ver­ bindungsstück 21 befestigt, welches es mit einem angetriebe­ nen Ablaßventil 22 in Verbindung bringt, das sich außerhalb des zylindrischen Körpers 2 befindet.
Oben ist das Sammelrohr 20 starr und koaxial an eine An­ triebswelle 23 angeschlossen, die sich im Inneren der Ablauf­ kammer 7 befindet und sich über den Deckel 3 hinaus er­ streckt.
Dicht an letzterem ist die Antriebswelle 23 kinematisch an einen nicht dargestellten Antriebsmotor angeschlossen, und zwar über einen Reduzierer 24, der oben an dem Deckel 3 selbst befestigt und schematisch in Abb. 1 dargestellt ist.
Es ist vorgesehen, daß der Antriebsmotor und das angetriebe­ ne Ablaßventil 22 automatisch durch einen nicht dargestell­ ten Differential-Druckschalter ausgelöst werden, welcher den Druckgradienten zwischen der Zulaufkammer 6 und der Ablauf­ kammer 7 mißt.
Nach dem, was in vorwiegend struktureller Hinsicht beschrie­ ben wurde, ist der Betrieb des betreffenden selbstreinigenden Filters folgender:
Vorausgesetzt, daß der Filter 1 bereits an eine entsprechen­ de Kühlanlage angeschlossen ist, wird der zylindrische Kör­ per 2 ständig von dem Speisungswasser durchströmt, das von dem Zulaufstutzen 4 herkommt und aus dem Ablaufstutzen 5 aus­ tritt. Dieses Speisungswasser läuft nach Eintreten in die Zu­ laufkammer 6 durch die Bohrungen 9a, um in die Filterelemente 11 einzulaufen.
Durch letztere wird das Wasser entsprechend gefiltert und in die Ablaufkammer 7 eingelassen, von der aus es dann durch den Ablaufstutzen 5 der Kühlanlage zugeführt wird.
Während das Wasser nach und nach gefiltert wird, erfolgt im Inneren der Filterelemente 11 ein Ansammeln des durch diese zurückgehaltenen Materials.
Diese Materialansammlung behindert den Durchlauf des Wassers zu der Ablaufkammer 7 und führt zu einer Erhöhung des Druck­ gradienten zwischen derselben und der Zulaufkammer 6.
Wenn der Druckgradient einen bestimmten Grenzwert überschrei­ tet, bewirkt der erwähnte Druckschalter automatisch die Akti­ vierung der Regeneriermittel. In dieser Situation werden das Sammelrohr und mit diesem die Reinigungsrohre 19 langsam durch die Antriebswelle 23, die ihrerseits durch den obener­ wähnten Motor angetrieben wird, zum Drehen um die Achse des zylindrischen Körpers 2 gebracht. Daraus ergibt sich, daß die freien Enden 19a der Reinigungsrohre 19 anschließend mit den durchgehenden Bohrungen 9a in Verbindung gebracht werden. Gleichzeitig öffnet sich das angetriebene Ventil 22 und be­ wirkt durch den in der Ablaufkammer 7 vorhandenen Druck das Ausstoßen des sich im Inneren der Filterelemente 11 angesam­ melten Materials, und zwar zusammen mit dem darin vorhandenen Wasser, dem sogenannten Gegenspülwasser.
Ist dann der optimale Druckgradient wiederhergestellt, schließt der Druckschalter automatisch das angetriebene Ven­ til 22 und führt den Filter wieder in die normale Betriebs­ stellung.
Die vorliegende Erfindung erreicht damit die gewünschten Zwecke.
Tatsächlich ist es durch das Nichtvorhandensein von Gewinde­ elementen geringer Stärke in direktem Kontakt mit dem Spei­ sungswasser möglich, den selbstreinigenden Filter 1 auch zum Filtern von Meerwasser oder jedenfalls von Wasser zu verwen­ den, das korrosive Substanzen enthält, ohne das Risiko der Beschädigung der entsprechenden Kühlanlage einzugehen.
Dies macht vorteilhafterweise die optimale Ausnutzung der Filterelemente 11 und der Platten 9 und 16 möglich, da ein vorzeitiger Austausch derselben aus Sicherheitsgründen nicht mehr nötig ist.
Der betreffende Filter erlaubt außerdem ein schnelles und leichtes Austauschen der Filterelemente 11. Um letztere her­ auszunehmen, genügt es nach Abnahme des Deckels 3 in der Tat, sie an den entsprechenden gebohrten Ansätzen 14 zu greifen und nach oben herauszuziehen. Danach ist es möglich, die neu­ en Filterelemente einzusetzen.
Auch das Entfernen der Trägerplatte 16 erweist sich gegenüber den Lösungen nach der bekannten Technik als sehr viel einfa­ cher. Ist der Deckel 3 erst einmal abgenommen, liegt diese Platte einfach auf dem zylindrischen Körper 2 auf und kann ohne weitere Ausbauarbeiten entfernt werden.
Die vorliegende Erfindung unterliegt zahlreichen Änderungen und Varianten, die alle in den Bereich des erfinderischen Konzepts fallen, durch das sie gekennzeichnet ist.

Claims (4)

1. Selbstreinigender Filter, insbesondere für Speisewasser von Industrieanlagen, enthaltend
einen zylindrischen Körper (2), versehen mit einem offenen Ende (2b), an dem ein abnehmbar befestigter Deckel (3) angeordnet ist, sowie mit wenigstens einem Zulaufstutzen (4) und wenigstens einem Ablaufstutzen (5), denen jeweils eine Zulaufkammer (6) und eine Ablaufkammer (7) entsprechen, die durch eine mittlere Platte (9) getrennt sind, welche in einer Diametralebene im Inneren des zylindrischen Körpers (2) verläuft und mit einer Serie durchgehender Bohrungen (9a) versehen ist, die auf einer oder mehreren konzentrischen Kreislinien angeordnet sind,
eine Serie von sich im Inneren der Ablaufkammer (7) erstreckenden Filterelementen (11), die jeweils ein geschlossenes Ende (11b), das an einer starr mit einem festen Teil des Filters (1) verbundenen Trägerplatte (16) befestigt ist, und ein offenes Ende (11a) aufweisen, das dicht abschließend in einer der genannten Bohrungen (9a) liegt, so daß eine Verbindung mit der Zulaufkammer (6) hergestellt wird, sowie
ein oder mehrere Reinigungsrohre (19), jedes einer der Kreislinien entsprechend, nach denen die durchgehenden Bohrungen in der mittleren Platte angeordnet sind, und in einem Sammelrohr (20) zusammenlaufend, das an außenliegende Ablaßmittel (22) angeschlossen ist und durch außenliegende Antriebsmittel (23) zum Drehen gebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerplatte (16) zwischen dem Deckel (3) und dem offenen Ende (2b) des zylindrischen Körpers (2) befestigt und mit einer Reihe von zusätzlichen Bohrungen (16a) versehen ist, die koaxial zu den durchgehenden Bohrungen (9a) der mittleren Platte (9) angeordnet sind und die Filterelemente (11) an den jeweiligen geschlossenen Enden (11b) halten,
daß jedes der geschlossenenen Enden (11b) durch eine in einem bestimmten Abstand vom Rand des dem Deckel (3) zugewandten Filterelementes (11) angeordneten Verschlußplatte (12) gebildet wird,
daß die Filterelemente (11) außerdem jeweils mit einem ringförmigen äußeren Bund (13) versehen ist, der auf der Trägerplatte (16) aufliegt,
und daß jedes der Filterelemente (11) mit Hilfe seines ringförmigen äußeren Bundes (13) zwischen der Trägerplatte (16) und dem Deckel (3) durch den dem Bund (13) anliegenden Deckel (3) selbst befestigt ist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verschlußplatte (12) und an der dem Deckel (3) zugewandten Fläche ein Griff (14) angebracht ist.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedes der Filterelemente (11) wenigstens eine quer zu der dem Deckel (3) zugewandten Fläche der Verschlußplatte (12) verlaufende Ablaßsbohrung (15) eingearbeitet ist.
4. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Griff (14) im wesentlichen aus einem durchbohrten Ansatz besteht.
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