DE3705803C2 - Rückspülfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Rückspülfilter mit ei­ ner Filterkammer, die mit einem Einlaß, einem Auslaß und einer Schlammableitung versehen ist und in die ein von dem zu filternden Medium von innen nach außen durchström­ ter, zylindrischer Filtereinsatz eingesetzt ist, der ei­ nen von einem Filtermittel umgebenen Innenkäfig aufweist, dessen zylindrische Wand im wesentlichen horizontal sich erstreckende, schlitzartige Fenster aufweist, die durch Stege voneinander getrennt sind und in dessen Inneren ein die Filterrückstände abführender beweglicher Schieber an­ geordnet ist, der am Umfang eine ringsumlaufende, mit der Schlammableitung in Verbindung stehende Spaltöffnung aufweist, die bei Hubbewegung des Schiebers die Fenster des Innenkäfigs nacheinander überdeckt, wodurch das Fil­ termittel während des Filterbetriebs aufgrund einer Druck­ differenz zwischen der Filterauslaßseite und der Schlamm­ ableitseite partiell von außen nach innen freigespült wird.

Rückspülfilter dieser Art sind bekannt aus der DE-PS 14 36 267 und DE-OS 32 35 552. Der Innenkäfig die­ ser bekannten Rückspülfilter besteht aus einem Hohlzylin­ der, in dessen Wand die schlitzartigen Fenster eingear­ beitet sind. Die sich horizontal erstreckenden Fenster sind neben- und übereinanderliegend durch Stege voneinan­ der getrennt. Beim Rückspülen werden die Fenster von der horizontal verlaufenden Spaltöffnung des in axialer Rich­ tung bewegten Schiebers überfahren und von den an der Innenseite des Filtermittels anhaftenden Schmutzteilchen freigespült. Durch eine Auf- und Abbewegung des Schiebers wird die filterwirksame Fläche des Rückspülfilters ge­ reinigt. Obgleich bei den bekannten Rückspülfiltern der Bereich, in dem während des Betriebes rückgespült wird, relativ klein ist, ist der dadurch bewirkte Druckabfall auf der Filtratseite doch recht störend. Dieser Druckabfall ist umso größer, je größer die an die Spaltöffnung des Schiebers angeschlossene Fläche des Filtermittels bzw. je größer das Rückspülvolumen pro Zeiteinheit ist.

Bei dem aus der DE-PS 14 36 267 bekannten Rückspülfilter erstrecken sich die schlitzartigen Fenster über einen Bogenum­ fang von etwa 80 bis 85° und sind durch schmale Stege vonein­ ander getrennt. Insgesamt sind auf dem zylindrischen Umfang des Innenkäfigs vier Fenstergruppen vorgesehen, die jeweils eine Vielzahl übereinanderliegender Fenster umfassen. Bei der Hubbewegung des Schiebers, die mit Hilfe eines Kolbenantriebes bewirkt wird, werden jeweils vier in einer gemeinsamen Radial­ ebene des Innenkäfigs befindliche Fenster von der am Schieber­ umfang angeordneten Spaltöffnung gleichzeitig überschnitten mit der Folge, daß der Filtereinsatz über den gesamten Umfang gleichzeitig von dem Rückspülfiltrat durchspült wird. Um den dadurch bewirkten Druckabfall zu verringern, sind bei dem Rückspülfilter nach der DE-OS 32 35 552 die schlitzartigen Fenster einer Gruppe gegenüber den Fenstern der anderen Gruppe in Bewegungsrichtung der Rückspülvorrichtung so versetzt am Stützkäfig angeordnet, daß die Fenster der einen Gruppe mit den horizontalen Stegen der anderen Gruppe in einer gemeinsa­ men Ebene liegen. Durch diese Anordnung der Fenster unterliegt jeweils nur die Hälfte der Fensterflächen der Rückspülung.

Aus der US-PS 2 835 390 ist ein Rückspülfilter bekannt, bei dem sich die schlitzartigen Fenster des Innenkäfigs vertikal erstrecken. Diese Fenster sind durch einen Steg voneinander getrennt, der schraubenlinienförmig verläuft. Dieser Steg ragt an der Innenseite des Innenkäfigs vor und bildet dort eine Führung für eine axial- und drehbewegliche Abflußtülle, die sich mit ihrem Mundstück über die Höhe der Fenster erstreckt und die zum Rückspülen über ein Ventil mit der Atmosphäre verbunden werden kann, so daß das unter höherem Druck stehende Filtrat im Bereich der Abflußtülle zurückströmen kann. Beim Rückspülen wandert die zwischen den Windungen des an der Innenseite des Innenkäfigs vorspringenden Steges geführte Tülle entlang der Schraubenlinie von Fenster zu Fenster und verbindet diese nacheinander mit der Schlammableitung.

Bei diesem Rückspülfilter ist zwar die an die Schlammableitung angeschlossene Filterfläche und somit auch der Druckabfall auf der Filtratseite klein, jedoch ist der bauliche Aufwand und damit auch die Störanfälligkeit des Rückspülfilters groß.

Aus der US-PS 2 591 198 ist ein Filter bekannt, bei dem ein von außen nach innen durchströmtes zylindrisches Filterelement von einer innen angeordneten Schraubenfeder in seiner zylin­ drischen Form gehalten wird. Innerhalb des so gebildeten Filterkäfigs ist eine sich über die Höhe des Filterelements vertikal erstreckende schlitzartige Düse drehbar angeordnet, durch die zum Reinigen des Filterelementes Reinigungsluft gegen die Innenseite des Filterelementes geblasen wird.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Rückspülfilter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung einer einfachen betriebssicheren Konstruktion einen Rückspülfilter zu schaffen, bei dem während der Rückspülung auf der Filtrat­ seite nur ein geringer Druckabfall auftritt und dennoch eine zuverlässige Spülung der wirksamen Filterfläche erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die schlitzartigen, im wesentlichen horizontal sich erstreckenden Fenster des Innenkäfigs entlang einer Schraubenlinie angeord­ net sind.

Weil die horizontale Spaltöffnung des Schiebers die dazu geneigt verlaufenden Fenster nur zu einem kleinen Teil über­ deckt und dieser sich überdeckende Teil von Spaltöffnung und Fenster während eines Rückspülvorganges kontinuierlich entlang der Schraubenlinie wandert, wird eine intensive Rückspülung auch mit relativ geringer Menge des pro Zeiteinheit von der Filtratseite durch die Spaltöffnung in die Schlammableitung strömenden Rückspülfiltrats erreicht. Während der Rückspülung schält sich der auf der Innenseite des Filtermittels anhaften­ de Schmutzfilm kontinuierlich parallel zum schraubenlinienför­ migen Verlauf der Fenster von der Innenseite des Filtermittels ab. Um diesen Vorgang nicht zu stören, ist es zweckmäßig, die vertikalen Stege zwischen den Fenstern schmal zu halten und im Abstand von der Auflage des Filtermittels am Außenmantel des Innenkäfigs anzuord­ nen.

Damit einerseits die Auflagefläche des Filtermittels auf dem Mantel des Innenkäfigs möglichst klein ist und gleich­ zeitig die Fensterfläche des Innenkäfigs möglichst groß ist, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschla­ gen, daß der Innenkäfig aus einer Drahtwendel gebildet ist, deren Draht im Querschnitt die Form eines gleich­ schenkligen Dreiecks hat, dessen eine Seite die Innenwand eines Hohlzylinders bildet.

Um dem Innenkäfig eine ausreichende Steifigkeit zu geben, sind über den Umfang in regelmäßigen Abständen verteilt vertikale Stäbe angeschweißt. Zur Vereinfachung der Her­ stellung können diese Stäbe auf der zylindrischen Innen­ wand der Drahtwendel angeordnet sein. Am Umfang des Schie­ bers sind in Abständen, die den Abständen der Stäbe von­ einander entsprechen, axial verlaufende Nuten angeordnet, durch welche die Stäbe hindurchgeführt sind. In dem so gebildeten Innenkäfig ist der Schieber axial beweglich geführt und so ausgebildet, daß die der Spaltöffnung be­ nachbarten Teile des Schiebers dicht am Innenkäfig anlie­ gen. Der Schieber ist über eine Kolbenstange starr mit einem Kolben verbunden, der in einem Zylinder geführt ist und beidseitig von einem Druckmittel beaufschlagbar ist. Die Kolbenstange ist hohl und es ragt durch den Schieber in diese Kolbenstange ein mit der Schlammableitung verbun­ denes Ableitrohr hinein, so daß über die gesamte Hubbewe­ gung des Schiebers die Spaltöffnung über die hohle Kolben­ stange und das darin hineinragende Ableitrohr mit der Schlammableitung verbunden ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Höhe des Rückspülfilters relativ klein ist und in einer Endstellung des Schiebers ein Verschluß den Einlauf des Ableitrohres verschließt.

Weitere Merk­ male der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rückspülfilters unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zei­ gen in

Fig. 1 einen Vertikalschnitt des Rückspülfilters,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt einer anderen Ausführungs­ form des Rückspülfilters mit Umschaltventil,

Fig. 3 eine Ansicht nach der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 die Ansicht einer Abwicklung eines Teiles des In­ nenkäfigs mit kreuzender Spaltöffnung des Schie­ bers,

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht eines Teiles des Außenkäfigs, des Innenkäfigs, des Filtermittels und des Schiebers.

Die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Rückspülfilter haben ein Gehäuse 1 mit einer Filterkammer 10, die mit einem Einlaß 13, einem Auslaß 14 und einer Schlammableitung 15 versehen ist. Die Filterkammer 10 weist einen Boden 11 auf und einen Deckel 12, der auf das Gehäuse 1 aufschraub­ bar ist. Der Deckel 12 des Gehäuses 1 ist mit einem Fil­ tereinsatz 2 verbunden, der sich aus einem Innenkäfig 20, einem Außenkäfig 25 und einem Filtermittel 21 zusammen­ setzt, das zwischen dem Innenkäfig 20 und dem Außenkäfig 25 angeordnet ist.

Der Innenkäfig 20 weist im wesentlichen horizontal sich erstreckende schlitzartige Fenster 24 auf, die durch Ste­ ge voneinander getrennt sind. Im Inneren des Innenkäfigs 20 ist axial beweglich ein Schieber 3 geführt, der an seinem Umfang eine ringsumlaufende Spaltöffnung 30 auf­ weist, die mit der Schlammableitung 15 in Verbindung steht. Bei Hubbewegung des Schiebers 3 gleitet der Schieber 3 mit der Spaltöffnung 30 über die Fenster 24, so daß auf­ grund eines höheren Druckes Filtrat durch das Filtermit­ tel 21 und die Spaltöffnung 30 zum Schlammauslaß 15 hin gedrückt wird, wodurch eine partielle Freispülung des Filtermittels 21 erfolgt.

Bei dem Rückspülfilter nach Fig. 2 und 3 sind der Deckel 12, der Innenkäfig 20 und der Bodenring 18 über Zugstan­ gen 74 zu einer schnell auswechselbaren Einheit verbun­ den. Im Schieber 3 sind Durchlässe 32 vorgesehen, durch welche die Zugstangen 74 hindurchgeführt sind.

Wie insbesondere die Fig. 5 zeigt, ist der Innenkäfig 20 von einer Drahtwendel 22 gebildet, deren Draht im Querschnitt die Form eines gleichschenkligen Dreiecks hat, dessen eine Seite, nämlich die kürzere, die Innenwand eines Hohlzylinders bildet. An dieser Innenwand sind axial verlaufende Stäbe 23 angeschweißt.

Wie die Fig. 3 zeigt, sind die axial verlaufenden Stäbe 23 in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt. Im Schieber 3 sind axial verlaufende Nuten 33 vorgese­ hen, durch welche die Stäbe 23 hindurch geführt sind.

Wie die Fig. 1 zeigt, sind am Deckel 12 und am Bodenring 18 zylindrische Anlageflächen 32 angeordnet, deren Durch­ messer dem Außendurchmesser des Innenkäfigs 20 entspre­ chen. Das als Schlauch oder Strumpf ausgebildete Filter­ mittel 21 ragt über beide Enden des Innenkäfigs 20 hin­ aus und liegt auf diesen Anlageflächen 72 auf. Die äußeren Enden des Filterstrumpfes öder Filterschlauches sind von einem Spannmittel dichtend gegen die Anlage­ flächen 72 gedrückt. Diese Spannmittel können Schlauch­ schellen sein. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, kann aber auch der Außenkäfig 25 als Spannmittel dienen. Wie die Fig. 3 zeigt, weist der Außenkäfig 25 einen Schlitz 28 auf und kann über Flansche 29, die zu beiden Seiten des Schlitzes 28 angeordnet sind, und über Schrauben um das Filtermittel 21 gespannt werden.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, wird die Schlammableitung 15 mit der Spaltöffnung 30 des Schiebers 3 über ein am Ge­ häuse starr befestigtes Ableitrohr 1b und die hohle Kol­ benstange 43 verbunden. Wie die Fig. 2 zeigt, ist das in die hohle Kolbenstange 43 eintauchende Ableitrohr 16 gegenüber dem Schieber 3 bzw. gegenüber der Kolbenstange 43 abgedichtet. Innerhalb der Kolbenstange 43 befindet sich ein Verschluß 44, der sich auf die Eintrittsöffnung 17 aufsetzt, wenn der Schieber 3 in Ausgangs- oder Ruhe­ stellung steht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird der Verschluß 44 von dem freien Schaftende einer Schraube 45 gebildet, mit welcher der Kolben 40 auf die Kolbenstange 43 aufge­ schraubt ist.

Wie die Fig. 1 zeigt, kann der Rückspülfilter von einer Schiebersteuerung 5 gesteuert werden, die im wesent­ lichen sich aus einem Differenzdruckschalter 50 und einem Ventil 53 zusammensetzt. Je mehr sich das Filtermittel durch Rückstände zusetzt, vergrößert sich die Druckdiffe­ renz zwischen der Schmutzseite und der Sauberseite. Der Differenzdruckschalter 50 überwacht diese Druckdifferenz. Deshalb führt eine Leitung 51 aus der Filterkammer zum Differenzdruckschalter 50 und eine weitere Leitung 52 von der Filtratseite zum Differenzdruckschalter 50. Über­ schreitet der Differenzdruck einen Wert, aus dem erkenn­ bar ist, daß das Filtermittel weitgehend von Rückfilter­ rückständen zugesetzt ist, dann öffnet ein Ventil 53 die Druckmittelleitung 55, so daß Druckmittel in den Zylinder 40 einströmt und den Kolben 41 nach oben bewegt. Dabei öffnet der Verschluß 44 die Eintrittsöffnung 17 und die Filterrückstände werden von in die Spaltöffnung 30 rück­ strömenden Filtrat von der Innenseite des Filterstrumpfes 21 abgespült. Die Rückspülung kann bei der Aufwärtsbe­ wegung, bei der Abwärtsbewegung oder auch während beider Bewegungen erfolgen. Das den Kolben 41 beaufschlagende Druckmittel kann so zugeführt werden, daß die Aufwärts­ bewegung oder aber auch die Abwärtsbewegung so einge­ stellt ist, daß eine optimale Spülwirkung bei geringstem Rückspülvolumen erzielt wird. Die präzise und faltenlose Spannung des vorzugsweise aus Stahlgewebe gebildeten Filterstrumpfes 21 und die Auflage dieses Filtermittels lediglich auf die Kanten der rautenförmigen Stäbe 27 des Außenkäfigs 25 und der Anlage an die Kanten des im Quer­ schnitt dreieckigen Drahtwendels 23 fördert eine zuver­ lässige Rückspülung bei geringem Verbrauch an Rückspül­ filtrat.

Gemäß Fig. 5 setzt sich der Außenkäfig 25 aus von Flansch 29 zu Flansch 29 verlaufenden, im großen Abstand von­ einander angeordneten Ringen 26 zusammen und daran an­ geschweißten axial verlaufenden Stäben 27, deren Quer­ schnitt linsenförmig, dreieckig oder rautenförmig ist, und die so angeordnet sind, daß ihre spitz zulaufenden Kanten am Filtermittel 21 zur Anlage gelangen.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Filtereinsatz
3 Schieber
4 Schieberantrieb
5 Schiebersteuerung
6 Umschaltventil
10 Filterkammer
11 Boden
12 Deckel
13 Einlaß
14 Auslaß
15 Schlammableitung
16 Ableitrohr
17 Eintrittsöffnung
18 Bodenring
20 Innenkäfig
21 Filtermittel
22 Drahtwendel
23 Stab
24 Fenster
25 Außenkäfig
26 Ring
27 Stab
28 Schlitz
29 Flansch
30 Spaltöffnung
31 Ableitkanal
32 Durchlaß
33 Nuten
40 Zylinder
41 Kolben
42 Kolbenring
43 Kolbenstange
44 Verschluß
45 Schraube
50 Differenzdruckanzeiger
51 Leitung
52 Leitung
53 Ventil
54 Leitung
55 Leitung
71 Zentrierfläche
72 Anlagefläche
73 Dichtring
74 Zugstangen

Claims (13)

1. Rückspülfilter mit einer Filterkammer (10), die mit einem Einlaß (13), einem Auslaß (14) und einer Schlamm­ ableitung (15) versehen ist und in die ein von dem zu fil­ ternden Medium von innen nach außen durchströmter, zylin­ drischer Filtereinsatz (2) eingesetzt ist, der einen von einem Filtermittel (21) umgebenen Innenkäfig (20) auf­ weist, dessen zylindrische Wand im wesentlichen horizon­ tal sich erstreckende, schlitzartige Fenster (24) auf­ weist, die durch Stege voneinander getrennt sind und in dessen Inneren ein die Filterrückstände abführender, axialbeweglicher Schieber (3) angeordnet ist, der am Umfang eine ringsumlaufende, mit der Schlammableitung (15) in Verbindung stehende Spaltöffnung (30) aufweist, die bei Hubbewegung des Schiebers (3) die Fenster (24) des Innen­ käfigs (20) nacheinander überdeckt, wodurch das Filter­ mittel während des Filterbetriebs aufgrund einer Druck­ differenz zwischen der Filterauslaßseite und der Schlamm­ ableitseite partiell von außen nach innen freigespült wird, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartigen Fenster (24) des Innenkäfigs (20) ent­ lang einer Schraubenlinie angeordnet sind.

2. Rückspülfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkäfig (20) aus einer Drahtwendel (22) gebil­ det ist, deren Draht im Querschnitt die Form eines gleich­ schenkligen Dreiecks hat, dessen eine Seite die Innenwand eines Hohlzylinders bildet.

3. Rückspülfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der Drahtwendel (22) mehrere, axial verlaufende Stäbe (23) in regelmäßigen Abständen ange­ schweißt sind und am Umfang des Schiebers (3) in den Ab­ ständen der Stäbe (23) entsprechenden Abständen axial ver­ laufende Nuten (33) zum Durchlaß der Stäbe (23) angeordnet sind.

4. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innenkäfig (20), ein in das Gehäuse (1) dicht einsetzbarer Bodenring (18) sowie ein Deckel (12) zu einer schnell auswechselbaren Einheit verbunden sind.

5. Rückspülfilter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch innerhalb des Innenkäfigs (20) angeordneter Zugstangen (74), welche Durchlässe (32) im Schieber (3) durchgrei­ fen und den Bodenring (18), den Innenkäfig (20) und den Deckel (12) gegeneinander verspannen.

6. Rückspülfilter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Deckel (12) und am Bodenring (18) in den Innenkäfig (20) hineinragende zylindrische Zentrier­ flächen (71) für den Innenkäfig (20) angeordnet sind.

7. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß am Deckel (12) und am Boden­ ring (18) zylindrische Anlageflächen (72) angeordnet sind, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Innenkäfigs (20) entsprechen und das Filtermittel (21) als Strumpf über beide Enden des Innenkäfigs (20) hinausragt und von einem Spannmittel (25) dichtend gegen die Anlagefläche (72) gedrückt ist.

8. Rückspülfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Anlagefläche (72) des Deckels (12) und des Bodenrings (18) eine Nut aufweist, in die ein Dichtring (73) eingesetzt ist.

9. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ge­ kennzeichnet durch einen das Filtermittel (21) umgebenden axial geschlitzten Außenkäfig (25), der an beiden Seiten des Schlitzes (28) mit radial nach außen gerichteten und gegeneinander spannbaren Flanschen (29) versehen ist.

10. Rückspülfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Außenkäfig (25) dreieckförmige oder rauten­ förmige Stäbe (27) aufweist, mit deren spitz zulaufenden Kanten er am Filtermittel (21) anliegt.

11. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammableitung (15) sich zusammensetzt aus einer den Schieber (3) mit einem Kol­ ben (4) verbindenden hohlen Kolbenstange (43), deren Hohlraum mit der Spaltöffnung (30) des Schiebers (3) ver­ bunden ist und einem fest im Gehäuse (1) koaxial zur Kol­ benstange (43) angeordneten Ableitrohr (16), das in die Kolbenstange (43) hineinragend gegen deren Hohlraum ab­ gedichtet ist.

12. Rückspülfilter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Kolbenstange (43) ein Verschluß (44) an­ geordnet ist, der in einer Endstellung des Schiebers (3) die Eintrittsöffnung (17) des Ableitrohres (16) ver­ schließt.

13. Rückspülfilter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verschluß (44) von dem freien Schaftende ei­ ner Schraube (45) gebildet ist, die den Kolben (41) des Schieberantriebs (4) mit der Kolbenstange (43) verbindet.