DE4125358A1 - Vorrichtung zum ausfiltern von feststoff-partikeln aus fluessigkeiten - Google Patents
Vorrichtung zum ausfiltern von feststoff-partikeln aus fluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausfiltern von
Feststoff-Partikeln aus Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Derartige Vorrichtungen sind seit längerer
Zeit bekannt und auf dem Markt.
Diese bekannten Vorrichtungen sind meistens so gestaltet, daß das
Flächenfilter die Form einer Zylinder-Mantelfläche hat, wobei der
Filterzylinder um seine Längsachse drehbar ist, wohingegen die
Reinigungsköpfe feststehen. Wird nun zu filtrierende, Feststoff-Par
tikel enthaltende Flüssigkeit durch den Filterzylinder
hindurchgeleitet, dann setzen sich an der schmutzseitigen
Oberfläche des Filterzylinders, wobei es sich im allgemeinen um
die Zylinder-Außenfläche handelt, Feststoff-Partikel ab, und es
bildet sich auf der Filteroberfläche ein fortlaufend weiter
wachsender Filterkuchen. Mit dem Anwachsen des Filterkuchens
steigt die Druckdifferenz zwischen Filter-Schmutzseite und
Filter-Reinseite, und bei Erreichen eines vorgegebenen Druckdif
ferenz-Schwellenwerts und/oder nach Ablauf einer vorgegebenen
Zeitspanne wird die Rückspüleinrichtung in Tätigkeit gesetzt.
Dies bedeutet, daß dem reinseitigen Reinigungskopf ein Rückspül
fluid zugeführt wird, etwa ein Teil der nach Durchströmen des
Filters bereits reinen Flüssigkeit. Das Rückspülfluid tritt durch
einen Öffnungsschlitz des Reinigungskopfs aus und durchströmt den
zwischen den beiden Reinigungsköpfen befindlichen Filterbereich
in Gegenrichtung, löst dabei den Filterkuchen vom Filter ab und
führt diesen in Form kleinerer und größerer Feststoff-Partikel
über die Kammer des schmutzseitigen Reinigungskopfs in die
Abführleitung ab. Durch Drehen des Filterzylinders wird dieser
über seine gesamte Mantelfläche vom Filterkuchen befreit.
Der Vorteil dieser bekannten Rückspüleinrichtung besteht darin,
daß der Rückspülvorgang durchgeführt werden kann, ohne dabei den
eigentlichen Filterungsvorgang unterbrechen zu müssen. Dies
bedeutet aber andrerseits, daß der Rückspülfluid-Strom vom
entgegengesetzt gerichteten Haupt-Flüssigkeitsstrom abgebremst
wird, und zwar sowohl vor als auch nach Durchdringen des
Flächenfilters. Infolge dieses Verlusts an kinetischer Energie
ist der vom Rückspülfluid bewirkte Reinigungseffekt häufig nicht
voll befriedigend, insbesondere dann nicht, wenn die Feststoff-
Partikel-Ablagerung zu einem Filterkuchen hoher Festigkeit oder
Zähigkeit führt. Dieser Nachteil hat bisher den Einsatz der
artiger rückspülbarer Filter bei solchen Anwendungsgebieten
erschwert oder verhindert, bei denen stark verunreinigte
Flüssigkeiten gefiltert werden sollen, etwa stark mit Metall-Par
tikeln verschmutzten Kühlflüssigkeiten in der spanenden
Metallbearbeitung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vor
richtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß der
Rückspülvorgang beschleunigt und wirkungsvoller gemacht wird. Die
Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Strahldüsen wird
sichergestellt, daß das Spülfluid mit vergleichsweise hoher
kinetischer Energie den Filterkuchen anströmt und damit in der
Lage ist, auch widerstandsfähige Filterkuchen in kurzer Zeit
abzulösen und in Partikel zu zerteilen. Erreicht wird dies durch
die Ausbildung der Feststoff-Abführleitung als Saugleitung, durch
die ein Sog in Rückspülrichtung ausgeübt wird, was einerseits
dazu führt, daß die Kammern beider Reinigungsköpfe flüssigkeits
leer werden und andererseits sowohl die Ablösung des Filterku
chens als auch die Abführung der Filterkuchenteilchen unterstützt
bzw. erleichtert.
Besonders gute Ergebnisse werden dann erzielt, wenn die Erfindung
in Verbindung mit einer Filtervorrichtung gemäß der deutschen
Patentanmeldung P....... vom gleichen Tage angewendet wird, weil
dann die dort vorhandenen Trennstege den aus den beiden Kammern
der Reinigungsköpfe bestehenden Raum gegen die Umgebungsflüssig
keit abdichten.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung
beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Filtervorrichtung im Vertikalschnitt und
Fig. 2 schematisch und im vergrößerten Maßstab einen
Teilschnitt nach der Linie II-II von Fig. 1.
In einem nicht näher dargestellten Schmutzwasserbehälter 10 ist
eine Filtertrommel 11 untergebracht. Die Filtertrommel 11 ist in
einem Rahmen 12 drehbar um ihre horizontale Längsachse gelagert
und mittels einer horizontalen Welle 13 antreibbar. Das im
Behälter 10 befindliche Schmutzwasser strömt durch die als Filter
ausgebildete Mantelfläche 14 der Trommel 11 hindurch in das
Trommelinnere, wobei dann das im Trommelinneren befindliche
Reinwasser über den Reinwasser-Ablauf 15 abgeführt wird. Die
Filter-Mantelfläche 14 kann dabei ein gelochtes Blech, ein mit
Schlitzen versehenes Blech, ein Metallgewebe oder eine Kom
bination derartiger Filterelemente sein.
Parallel zur Welle 13 erstreckt sich beidseits der Filter-Mantel
fläche 14 eine Rückspüleinrichtung, die aus zwei Reini
gungsköpfen 16 und 17 besteht. Dabei ist der eine Reinigungskopf
16 im Trommelinneren untergebracht und umschließt eine Spülkammer
16a, die sich zur Filter-Mantelfläche 14 hin öffnet. In der
Kammer 16a sind zwei Reihen von Strahldüsen 18a und 18b angeord
net, die auf das Flächenfilter 14 hin gerichtet sind. Die
Strahldüsen 18a, 18b werden über eine Druckkammer 19 mit
Rückspülfluid gespeist. Der andere Reinigungskopf 17 ist an der
Trommelaußenseite angeordnet und umschließt eine Abführkammer
17a, die sich ebenfalls zur Filtertrommelfläche hin öffnet. Die
Abführkammer 17a ist an eine Auslaufleitung 20 angeschlossen, die
ihrerseits mit der Saugseite einer - nicht gezeichneten -
Flüssigkeitspumpe verbunden ist, so daß die Abführleitung 20 eine
Saugleitung darstellt.
Vom Filtertrommelmantel 14 stehen Trennstege 21 ab, die parallel
zur Trommelwelle 13 über die gesamte Axiallänge der Trommel 11
verlaufen und einen Abstand voneinander einhalten, der in etwa
gleich ist der Öffnungsweite der Kammern 16a, 17a der beiden
Reinigungsköpfe 16, 17. Die Höhe der Trennstege 21 ist zumindest
gleich, vorzugsweise aber größer als der zulässigen Dicke des
Filterkuchens entspricht. Die beiden sich über die gesamte
Trommellänge erstreckenden Reinigungsköpfe 16, 17 weisen außerdem
jeweils in Trommelumfangrichtung abstehende Flansche 22a, 22b
bzw. 23a, 23b auf, die jeweils bis zum nächstfolgenden Trennsteg
21 reichen und damit der Rückspüleinrichtung beidseits benach
barte Dichtkammern 24a und 24b bilden, wie dies deutlich aus Fig. 2
hervorgeht. Schließlich ist mit 25 eine Leitung zum Be- und
Entlüften der Kammer 16a bezeichnet.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Das außerhalb der
Filtertrommel 11 befindliche Schmutzwasser wird am Filter
trommelmantel 11 gefiltert, daß heißt, es dringt nur Reinwasser
durch den Filtertrommelmantel 14 hindurch in das Innere der
Filtertrommel 11, wo es dann über die Reinwasserleitung 15
abgeführt wird, wohingegen der Schmutz, also die in der Flüssig
keit enthaltenen Feststoff-Partikel, an der äußeren Oberfläche
des Filtertrommelmantels 14 zurückgehalten werden und sich dort
unter Bilden eines Filterkuchens ablagern. Dieser Filterkuchen
ist, bis zu einer bestimmten Dicke, erwünscht, weil dadurch der
Filterungseffekt verbessert wird. Ab einer bestimmten Dicke des
Filterkuchens jedoch wird der Durchfluß des Reinwassers so stark
behindert, daß eine Entfernung des Filterkuchens erforderlich
ist. Festgestellt wird dies durch Messung des Differenzdrucks
zwischen dem Druck im Trommelinnenraum und dem Druck außerhalb
der Trommel, und bei Erreichen eines vorgegebenen Differenzdrucks
tritt die Rückspüleinrichtung in Betrieb. Das bedeutet, daß die
Trommel 11 durch die Welle 13 in Drehung versetzt (bzw. wei
tergedreht), durch Einschalten der erwähnten Flüssigkeitspumpe
die Kammern 16a und 17a von Flüssigkeit befreit und unter Druck
stehendes Rückspülfluid über die Zuführleitung 19 den Düsen 18a,
18b zugeführt wird. Die aus den Düsen 18a, 18b austretenden,
gegen den Filtermantel 14 gerichteten Rückspül-Strahlen heben den
zwischen den beiden Reinigungsköpfen befindlichen Bereich des
Filterkuchens ab und lösen diesen in Feststoff-Partikel auf,
wobei dann diese Feststoff-Partikel zusammen mit dem Rückspül
fluid über die Leitung 20 abgesaugt werden. Nach Abreinigen
dieses Filterbereichs gelangt infolge der Drehung der Trommel 11
der nächstfolgende zwischen zwei Trennstegen 21 befindliche
Filterkuchenabschnitt zwischen die beiden Reinigungsköpfe 16, 17.
Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die gesamte Trommelfläche
abgereinigt ist; anders ausgedrückt, die Trommel wird solange
gedreht und Spülfluids solange zugeführt, bis der Differenzdruck
auf einen vorgegebenen unteren Schwellenwert abgesunken ist.
Während dieses Reinigungsvorgangs läuft jedoch der eigentliche
Filterungsvorgang weiter, mit Ausnahme des durch die Reinigungs
köpfe 16, 17 und ihre Flansche 22, 23 momentan abgedeckten
Bereichs.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rückspüleinrichtung
kann diese - im Gegensatz zu den üblichen Rückspüleinrichtungen -
unabhängig vom Systemdruck der Filtervorrichtung arbeiten, weil
die beiden Kammern 16a, 17a gegenüber der umgebenden Flüssigkeit
abgedichtet sind, wobei diese Abdichtung durch die Trennstege 21
betrachtlich verbessert wird. Infolge dieser Unabhängigkeit vom
Systemdruck, kann die Rückspüleinrichtung sowohl bei Unter
druckfiltern als auch bei anderen Filtersystemen zum Einsatz
kommen. Dabei sind der Druck des zugeführten Rückspülfluids und
der Unterdruck der Abführleitung 20 so zu wählen und gegenein
ander abzustimmen, daß einerseits die kinetische Energie der aus
den Düsen 18a, 18b austretenden Rückspülfluid-Strahlen ausreicht,
eine schnelle Ablösung des Filterkuchens zu bewirken, und
andererseits die Kammer 16a und die schmutzseitige Abführkammer
17a im wesentlichen flüssigkeitsfrei bleiben. Letzteres bedeutet,
daß die an die Leitung 20 angeschlossene Flüssigkeitspumpe in
ihrer Leistung so zu dimensionieren ist, daß die über die Düsen
18a, 18b eingespritzte Rückspülflüssigkeitsmenge und in die
Kammern 16a und 17a trotz Abdichtung eindringende Leckflüssigkeit
sofort abgeführt werden. Handelt es sich bei dem Rückspülfluid
um Druckluft, ist selbstverständlich nur für die schnelle
Absaugung der Leckflüssigkeit zu sorgen.
Die Leitung 25 sorgt für eine Entlüftung und - bei Auftreten
eines Unterdrucks in der Kammer 16a - für eine Belüftung, wobei
im Falle eines geschlossenen Systems in die Leitung 25 ein - nicht
gezeichnetes - Rückschlagventil einzusetzen ist.
Selbstverständlich sind gegenüber dem dargestellten und erläuter
ten Ausführungsbeispiel zahlreiche Abwandlungen möglich. Dies
gilt zunächst einmal für die Raumform des Flächenfilters, das
nicht zylindrisch sondern auch in anderer Weise gewölbt oder aber
plan sein kann. Handelt es sich bei dem Filter, wie beim
Ausführungsbeispiel, um ein Trommelfilter, dann kann die
Strömungsrichtung auch von innen nach außen gewählt sein und die
Trommelachse auch senkrecht stehen. Über die verschiedenen
Ausbildungsmöglichkeiten für den Filtertrommelmantel ist bereits
gesprochen worden. Weiterhin ist es nicht zwingend erforderlich,
daß die Filtertrommel mit Trennstegen versehen ist, jedoch sorgen
diese bei Vorhandensein für eine besonders gute Abdichtung der
Rückspülzone gegenüber der umgebenden Flüssigkeit. Vorteilhafter
weise sind die Reinigungsköpfe wie beim Ausführungsbeispiel
ortsfest, und die erwähnte Relativbewegung wird vom sich
drehenden Filtertrommelmantel bewirkt; es ist aber auch möglich,
die Reinigungsköpfe über ein ortsfestes Filter zu führen. Die
Zahl und Ausbildung der Strahldüsen 18a, 18b ist den jeweiligen
Anforderungen anzupassen, und zwar unter Berücksichtigung des
vorhandenen Rückspülfluid-Drucks. Dabei sei hier noch erwähnt,
daß das Rückspülfluid auch Druckluft sein kann.
Wenn vorab von "Schmutzwasser" gesprochen wird, so soll damit
keine Beschränkung der Anwendung der Vorrichtung erfolgen;
selbstverständlich kann das "Schmutzwasser" auch mit Metall
partikeln (Spänen) versetzte Kühlflüssigkeit sein, wie sie
insbesondere in der Metallindustrie verwendet wird.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Ausfiltern von Feststoff-Partikeln aus
Flüssigkeiten,
mit einem flächigen, den Flüssigkeitsraum in eine Schmutz- und eine Reinseite teilenden Filter und
mit einer ein Ablösen des auf dem Flächenfilter abgelagerten Filterkuchens bewirkenden Rückspülvorrichtung, die aus zwei beidseits des Flächenfilters angeordneten, einander gegenüber stehenden Reinigungsköpfen besteht, deren jeder eine zum Flächenfilter hin offene Kammer umschließt, wobei die Kammer des Reinigungskopfs der Flächenfilter-Reinseite an eine Zuführleitung für Rückspülfluid, diejenige des Reinigungskopfs der Flächenfil ter-Schmutzseite an eine Feststoff-Abführleitung angeschlossen ist,
und wobei zum Abreinigen der Gesamtfläche des Flächenfilters dieser und die Rückspüleinrichtung relativ zueinander verschieb bar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kammer (16a) des Reinigungskopfs der Flächenfil ter-Reinseite an die Rückspülfluid-Zuführleitung (19) ange schlossene und auf das Flächenfilter (14) gerichtete Strahldüsen (18a, 18b) angeordnet sind und
daß die Feststoff-Abführleitung (20) des Reinigungskopfs (17) der Flächenfilter-Schmutzseite eine Saugleitung ist.
mit einem flächigen, den Flüssigkeitsraum in eine Schmutz- und eine Reinseite teilenden Filter und
mit einer ein Ablösen des auf dem Flächenfilter abgelagerten Filterkuchens bewirkenden Rückspülvorrichtung, die aus zwei beidseits des Flächenfilters angeordneten, einander gegenüber stehenden Reinigungsköpfen besteht, deren jeder eine zum Flächenfilter hin offene Kammer umschließt, wobei die Kammer des Reinigungskopfs der Flächenfilter-Reinseite an eine Zuführleitung für Rückspülfluid, diejenige des Reinigungskopfs der Flächenfil ter-Schmutzseite an eine Feststoff-Abführleitung angeschlossen ist,
und wobei zum Abreinigen der Gesamtfläche des Flächenfilters dieser und die Rückspüleinrichtung relativ zueinander verschieb bar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kammer (16a) des Reinigungskopfs der Flächenfil ter-Reinseite an die Rückspülfluid-Zuführleitung (19) ange schlossene und auf das Flächenfilter (14) gerichtete Strahldüsen (18a, 18b) angeordnet sind und
daß die Feststoff-Abführleitung (20) des Reinigungskopfs (17) der Flächenfilter-Schmutzseite eine Saugleitung ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahldüsen (18a, 18b) gesondert mit Rückspülfluid ver
sorgbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer (16a) des Reinigungskopfs (16) der Flächen
filter-Reinseite an eine gegebenenfalls mit einem Rückschlagven
til ausgerüstete Be- und Entlüftungsleitung angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch die Verwendung eines Flächenfilters (14) gemäß der
deutschen Patentanmeldungen P...... und P...... vom gleichen Tag.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest eine Reihe von Strahldüsen
vorgesehen ist.
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DE4125358A Ceased DE4125358A1 (de) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Vorrichtung zum ausfiltern von feststoff-partikeln aus fluessigkeiten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4125358A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19523462A1 (de) * | 1995-06-28 | 1997-01-02 | Knecht Filterwerke Gmbh | Rückspülbares Filter für Flüssigkeiten |
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- 1991-07-31 DE DE4125358A patent/DE4125358A1/de not_active Ceased
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