DE3886582T2 - Filterapparat. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit einem Hohlkörper, der durch einen Filter in zwei Kammern unterteilt ist und in den eine Einlaßöffnung für zu filternde Flüssigkeit niündet und in dem sich eine Austrittsöffnung für die gefilterte Flüssigkeit öffnet.
• Eines der Probleme, die bei Filtervorrichtungen auftreten, beruht auf der Tatsache, daß man einerseits periodisch die Verunreinigungen eliminieren muß, die in der Kammer der Vorrichtung, welche sich stromaufwärts des Filters befindet, in Suspension bleiben oder die sich am Boden dieser Kammer absetzen, und daß man andererseits, ebenfalls periodisch, den Filter durchlässig machen, d.h. die Verunreinigungen entfernen muß die an ihm haften.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, diesen doppelten Arbeitsgang auszuführen, indem ein Fluid im Gegenstrom in die Vorrichtung geleitet wird. Die Einrichtungen, die zu diesem Zweck benutzt werden, befinden sich jedoch im allgemeinen außerhalb des Filters, beanspruchen Platz, sind wenig ästhetisch und wenig wirksam. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in der US-A-4046692 dargestellt. Der Oberbegriff des Anspruchs 1 beschreibt diesen Stand der Technik.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Filtervorrichtung zu schaffen, bei der das Spülen der Kammer stromaufwärts der Vorrichtung und das Durchlässigmachen mit Hilfe von Einrichtungen ausgeführt werden können, die gänzlich in die Vorrichtung integriert sind, was diese besonders kompakt macht, die Wartung erleichtert, sie zuverlässig und wirksam macht und ihr ein elegantes Aussehen verleiht.
• Diese Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben sind.
• Die Zeichnung zeigt beispielshalber eine Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung.
• Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer Filtervorrichtung, z.B. zum Filtern von Wasser, in einer Arbeitsposition derselben nach der Linie I-I in Fig. 2.
• Fig. 2 ist ein Querschnitt dieser Vorrichtung nach der unterbrochenen Linie II-II in Fig. 1.
• Fig. 3 ist ein Axialschnitt dieser Vorrichtung in einer anderen Arbeitsposition nach der Linie III-III in Fig. 4.
• Fig. 4 ist ein Querschnitt dieser Vorrichtung nach der unterbrochenen Linie IV-IV in Fig. 3.
• Fig. 5 ist ein Axialschnitt dieser Vorrichtung in derselben Arbeitsposition wie in Fig. 3 nach der Linie V-V in Fig. 4, und
• Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
• Die dargestellte Vorrichtung weist einen Körper auf, der aus drei Teilen besteht, nämlich einem Kopfelement 1, einer zylindrischen Wand 2 und einem Boden 3, welche mit Hilfe von vier Spanngliedern in Form von Stiftschrauben 4, die in das Element 1 eingeschraubt und mit Muttern 5 versehen sind, zusammengehalten werden. Die Seitenwand 2 besteht aus Kunststoff, sie könnte aber aus Glas oder Metall bestehen, je nach Art der zu filternden Flüssigkeit, bei der es sich hier um Wasser handelt. Eine zylindrische Filterkartusche 6, die einwärts von der Wand 2 und koaxial zu derselben angeordnet ist, ist axial zwischen das Kopfelement 1 und den Boden 3 eingespannt. Das Kopfelement 1 ist mit einem Teil mit zwei Rohrstutzen 1a und 1b versehen, die zum Einlassen bzw. Auslassen der Flüssigkeit dienen.
• Das Kopfelement 1 enthält ein scheibenförmiges, zu der Vorrichtung koaxiales Verteilorgan 7, das durch einen zylindrischen Teil 7a verlängert ist, der einen Deckel 8 durchquert, welcher auf dem Element 1 durch acht Schrauben 9 befestigt ist. Eine Schraubenfeder 10, die zwischen dem Deckel 8 und der Scheibe 7 angeordnet ist, preßt letztere gegen eine ebene Auflagefläche des Elements 1 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 11, z.B. aus Teflon (Warenzeichen). Das Ende 7b des zylindrischen Teils 7a ist im Querschnitt quadratisch, so daß das Verteilorgan 7 mit Hilfe eines nichtdargestellten Handrades gedreht werden kann. Die Abdichtung zwischen dem zylindrischen Teil 7a und einem Hals 8a, mit dem der Deckel 8 versehen ist, erfolgt durch Ringdichtungen 12. Der Hals 8a ist mit einer radialen Durchgangsbohrung 13 versehen, deren Zweck weiter unten erläutert wird.
• Das Verteilorgan 7 weist verschiedene Ausnehmungen, Durchlässe oder Bohrungen auf, die für den Durchtritt des Wassers bestimmt sind, ebenso wie das Kopfelement 1. So weist die Scheibe 7 eine trapezförmige Aussparung 14 auf, die sich an ihrem Umfang öffnet, eine kreisbogenförmige Ausnehmung 15, die sich in ihrer unteren Stirnfläche öffnet, einen diametralen Durchlaß 16, der an seinen Enden durch Gewindestopfen 17 verschlossen ist, zwei Längsdurchlässe 18, die sich beide in den Durchlaß 16 öffnen, einen Längsdurchlaß 19, der in dem zylindrischen Teil 7a gebildet ist, einen radialen Durchlaß 20, der sich in den Durchlaß 19 öffnet, eine kreisbogenförmige Umfangsausnehmung 21 und einen Längsdurchlaß 22. Die Ausnehmung 21 dient sowohl für den Durchtritt der Flüssigkeit als auch zum Begrenzen des Weges des Verteilorgans, da sie von einem Stift 23 durchquert wird, den das Kopfelement 1 des Körpers der Vorrichtung trägt. Dieser Stift verhindert darüber hinaus, daß die Dichtung 11 gleichzeitig mit dem Verteilorgan 7 in Drehung versetzt wird.
• Letztere wird von einem Längsdurchlaß 24 rechteckigen Querschnitts durchbohrt, der in dem Ringraum zwischen der zylindrischen Wand 2 und der Filterkartusche 6 mündet, von einem schrägen Durchlaß 25, der in dem Raum mündet, welcher sich im Inneren des Filters 6 befindet, und von zwei Längsbohrungen 26, die in derselben Entfernung von der Mitte wie die Durchlässe 18 des Verteilers 7 angeordnet sind. Zwei Tauchrohre 27 sind mit einem ihrer Enden in die Bohrungen 26 eingeschraubt und endigen jeweils in einem kreisbogenförmigen Rohr 28, die sich über etwas weniger als 180º erstrecken und in einer zu der Achse der Vorrichtung rechtwinkeligen Ebene an der Wand des Bodens 3 derselben angeordnet sind (Fig. 6). Diese Rohre 28 sind von V-förmigen Öffnungen durchbrochen, welche dem Boden 3 zugewandt und in der Zeichnung nicht sichtbar sind. Der Durchlaß 24 des Kopfelements 1 ist mit einer Beschaufelung 29 versehen, die dazu dient, der Flüssigkeit, die sie durchquert, eine schraubenförmige Drehbewegung zu geben.
• Die Dichtung 11 ist mit Schlitzen durchbrochen, die notwendig sind, um die Verbindung der verschiedenen Durchlässe, welche in dem Verteiler 7 und dem Kopfelement 1 gebildet sind, auf eine Weise herzustellen, welche die Arbeitsweise der Vorrichtung gestattet, wie sie im folgenden beschrieben ist:
• Wenn das Verteilorgan 7 die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Position einnimmt, nämlich seine Filterposition, liegt das linke Ende (Fig. 2) der kreisbogenförmigen Ausnehmung 21 an dem Anschlagstift 23 an, die Aussparung 14 dieses Verteilers befindet sich gegenüber dem Durchlaß 24 des Elements 1, wogegen sich die kreisbogenförmige Ausnehmung 15 des Verteilers gegenüber sowohl dem Durchlaß 25 des Elements 1 als auch dem Ende des Rohrstutzens lb befindet. In dieser Position des Verteilorgans 7 tritt die zu filternde Flüssigkeit in das Kopfelement 1 über den Einlaßrohrstutzen la ein (Pfeil 30), gelangt dann unter Durchquerung der Ausnehmung 14 des Vertei lers 7 in den Durchlaß 24 des Elements 1 (Pfeil 31), durchquert die Beschaufelung 29, welche ihr eine wirbelnde Bewegung verleiht, dringt in den zylindrischen Filter 6 ein (Pfeil 32), wo sie gefiltert wird, verläßt das Innere des Filters über den Durchlaß 25 des Kopfelements 1 (Pfeil 33) und geht durch die gebogene Ausnehmung 15 des Verteilers 7 hindurch, um in den Austrittsrohrstutzen 1b einzutreten, über den sie die Vorrichtung verläßt (Pfeil 34).
• Wenn das Verteilorgan 7 aus seiner Filterposition heraus um 90º im Uhrzeigersinn gedreht wird, um seine Position zum Spülen und Durchlässigmachen einzunehmen, die in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist, in welcher das an dere Ende der kreisbogenförmigen Ausnehmung 21 an dem Anschlagstift 23 anliegt, tritt die Flüssigkeit in die Vorrichtung über den Einlaßrohrstutzen la ein (Pfeil 35), geht durch die Ausnehmung 21 hindurch, um in den Deckel 8 zu gelangen (Pfeil 36), durchquert dann den axialen Durchlaß 22 des Verteilers 7 (Pfeil 37), um in das Innere des Filters 6 einzudringen, den sie so im Gegenstrom durchquert (Pfeile 38) und dabei den Filter durchlässig macht. Die von dem Filter abgelösten Verunreinigungen, die sich in der Flüssigkeit in Suspension befinden, die sich außerhalb desselben befindet, oder die am Boden der stromaufwärtigen Kammer der Vorrichtung angeordnet sind, werden gleichzeitig mit der Flüssigkeit über die kreisbogenförmigen Rohre 28 entfernt, in die sie über die Öffnungen eindringen, welche in letzteren gebildet sind, und werden dann durch die beiden Tauchrohre 27, über die Bohrungen 26, die in dem Kopfelement 1 gebildet sind (Pfeil 39), über die Bohrungen 18 des Verteilers 7, über die radiale Bohrung 16, dann über die axiale Bohrung 19 (Pfeil 40) und über die radiale Bohrung 20 und schließlich über den Auslaßdurchlaß 13, der in dem Deckel 8 gebildet ist, entfernt (Pfeil 41).
• Der Filter 6 wird so durchlässig gemacht und die Vorrichtung wird gänzlich von den Verunreinigungen, die sie enthielt, befreit.
• Damit während dieses Vorganges des Durchlässigmachens und Spülens keine ungefilterte Flüssigkeit über den Ausgangsrohrstutzen 1b entweicht, ist der Eingang des letzteren dann durch die Scheibe 7 verschlossen (Fig. 3).
• Es sei angemerkt, daß, wenn die Vorrichtung zum Filtern von Wässern benutzt wird, die sehr stark mit Verunreinigungen belastet sind, vorteilhafterweise zwei Vorrichtungen benutzt werden könnten, um zu vermeiden, daß sich, während die Spülung mit dem belasteten Wasser ausgeführt wird, die Verunreinigungen an dem Filter ansammeln und dann in den Ausgangsrohrstutzen mitgenommen werden, wenn der Filter wieder in Betrieb genommen wird. In diesem Fall werden zwei Filter so montiert, daß sie bei der Filterung parallel arbeiten können oder daß sie bei der Spülung des einen von ihnen, nämlich der stromabwärtigen Vorrichtung, in Serie arbeiten können, wobei dann die stromaufwärtige Vorrichtung insofern als Filter arbeitet, als sie das Wasser vorfiltert, welches zum Spülen zu dem anderen Filter geschickt wird. Ein Mehrwegeschieber würde die verschiedenen Funktionen gestatten, nämlich Filtern mit beiden Filtern, die parallel geschaltet sind, Spülen mit einem von ihnen mit dem durch den anderen vorgefilterten Wasser, und umgekehrt.
• Man könnte sich sogar vorstellen, daß ein und dieselbe Vorrichtung zwei Filterkartuschen und eine Einrichtung zur Verteilung der zu filternden Flüssigkeit, welche die oben dargelegten Funktionen gestattet, enthält.
• Die vorliegende Vorrichtung ist sehr einfach, sie ist kompakt, hat ein elegantes Aussehen und ist zuverlässig. Dank der Tatsache, daß das Verteilorgan 7 durch die Feder 10 axial gegen die Dichtung 11 gedrückt wird, werden eventuelle Auswirkungen von Verschleiß oder Schüsselung der Dichtung kompensiert, so daß selbst nach einem langen Gebrauch keine Leckage auftritt.
• In dem dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung dazu bestimmt, an einer horizontalen Leitung angebracht zu werden, wobei ihre Achse vertikal ist.
• Man könnte auch, ohne daß das nennenswerte Modifikationen der Vorrichtung verlangt, diese an einer vertikalen Leitung montieren, wobei ihre Achse horizontal wäre. In diesem Fall würde eines der beiden Tauchrohre 27 weggelassen werden und das, welches verbleibt, würde in der Vertikalebene, die durch die Achse der Vorrichtung geht, im unteren Teil derselben horizontal angeordnet werden. Das Rohr 28, welches in dem dargestellten Beispiel das Rohr 27 verlängert, würde weggelassen werden, und die Zugangsöffnungen würden in dem Rohr 27 selbst gebildet werden.
• Die vorliegende Vorrichtung könnte mit einer drehbaren Filterkartusche versehen werden, was den Vorteil hätte, die Wirksamkeit der Filterung durch Scherwirkung zu verbessern und durch Fliehkraft die Verunreinigungen zu eliminieren, die dazu tendieren würden, sich auf dem Filter anzusammeln und ihn so zu verstopfen.

Claims (6)

1. Filtervorrichtung mit einem Hohlkörper, der durch einen Filter (6) in zwei Kammern unterteilt ist und in den eine Einlaßöffnung (1a) für zu filternde Flüssigkeit mündet und sich eine Ausgangsöffnung (1b) für die gefilterte Flüssigkeit öffnet, einem beweglichen Verteilorgan (7), das von außerhalb des Körpers betätigbar ist und in der Lage ist, zwei Arbeitspositionen einzunehmen, nämlich eine Filterposition, in der es die zu filternde Flüssigkeit in die erste Kammer einläßt (1a), welche die Flüssigkeit verläßt, indem sie den Filter (6) durchquert, um in die zweite Kammer einzudringen, die sie im gefilterten Zustand über die Ausgangsöffnung (1b) verläßt, und eine Spülposition, in der sie die Flüssigkeit, die in die Vorrichtung eintritt (1a), direkt in die zweite Kammer einläßt wobei die Flüssigkeit dann den Filter (6) in entgegengesetzter Richtung durchquert, um in die erste Kammer einzudringen, die sie beladen mit den zu eliminierenden Verunreinigungen verläßt und einer Auslaßöffnung (13), dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilorgan einen axialen Durchlaß (24) in seinem Körper hat, der in der Filterposition des Verteilorgans die Einlaßöffnung (1a) mit der ersten Kammer verbindet, einen weiteren axialen Durchlaß (22) in seinem Körper, der in der Spülposition des Verteilorgans die Einlaßöffnung (1a) mit der zweiten Kammer verbindet, wobei diese beiden Durchlässe (22, 24) nicht in gegenseitiger Verbindung sind, und einen Auslaßdurchlaß (18) in seinem Körper, der in der Spülposition des Verteilorgans die erste Kammer mit der Auslaßöffnung (13) verbindet, welche zu diesem Zweck in dem Hohlkörper gebildet ist; wobei der Aufbau des Verteilorgans somit unterschiedliche und getrennte Wege für die zu filternde Flüssigkeit und die Spülflüssigkeit in dem Körper des Verteilorgans ergibt und gestattet, wenn dieses Verteilorgan seine Filterposition einnimmt, die Auslaßöffnung (13) der Spülflüssigkeit zu schließen und, wenn es seine Spülposition einnimmt, die Ausgangsöffnung (1b) des Hohlkörpers zu schließen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilorgan (7) von Ausnehmungen (14; 15; 22; 16, 18) für den Durchtritt der Flüssigkeit durchbrochen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der der Körper eine insgesamt zylindrische Form hat und der Filter (6) ebenfalls zylindrisch ist und in dem Körper koaxial zu diesem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilorgan (7) aus einem Teil besteht, das insgesamt die Form einer Scheibe hat, die zu dem Körper koaxial ist, in welchem sie drehbar gelagert ist, wobei die Scheibe durch einen zylindrischen Teil (7a) verlängert ist, der eine Öffnung, die in einem Verschlußdeckel (8) des Körpers vorgesehen ist, abgedichtet durchquert, wobei das Ende des zylindrischen Teils eine Mitnahmeeinrichtung (7b) aufweist, die gestattet, auf das Verteilorgan (7) einzuwirken, um es zu drehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der scheibenförmige Teil des Verteilorgans (7) auf einer Auflagefläche des zylindrischen Körpers über eine Dichtung (11) abstützt, wobei eine Feder (10), die zwischen dem Verteilorgan (7) und dem Deckel (8) angeordnet ist, den scheibenförmigen Teil gegen die Dichtung (11) drückt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine feste Beschaufelung (29) aufweist, die in dem Fluideinlaßdurchlaß in der ersten Kammer angeordnet ist und dazu dient, die Flüssigkeit darin in eine schraubenförmige Bewegung zu versetzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenig. stens ein Tauchrohr (27) aufweist, das sich bis in die Nähe des Bodens der Kammer erstreckt, in die die Einlaßöffnung für die zu filternde Flüssigkeit mündet, und das die Verunreinigungen auffängt, die in der Kammer in Suspension sind, wenn das Verteilorgan seine Spülposition einnimmt.