DE4226445A1 - Filtereinrichtung mit einem Filterkörper und Verfahren zu dessen Reinigung - Google Patents

Filtereinrichtung mit einem Filterkörper und Verfahren zu dessen Reinigung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem Filterkörper, insbesondere zum Filtern eines flüssigen Mediums, sowie ein Verfahren zu dessen Reinigung.
Zum Filtern von Flüssigkeiten, z. B. in einer Kernreaktor­ anlage, werden häufig sogenannte Filterkerzen verwendet. Eine derartige Filterkerze ist aus der DE-OS 34 07 433 bekannt. Sie umfaßt einen Filterkörper, der aus zu einem Rohr gewundenen Netzen oder Membranen besteht. Die zu fil­ ternde Flüssigkeit tritt in den Filterkörper vom Umfang her, d. h. von außen nach innen, ein. Die bekannte Filter­ kerze muß in relativ kurzen Zeitabständen gereinigt werden. Allerdings ist eine Reinigung während des Filterprozesses, insbesondere bei einer Anreicherung des Filterguts inner­ halb des Filterkörpers, nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterein­ richtung der eingangs genannten Art mit einem Filterkörper für eine Reinigung während eines Filterprozesses zu ertüch­ tigen. Des weiteren soll ein Verfahren angegeben werden, das unter Vermeidung einer Stillstandszeit eine zuverlässi­ ge Reinigung des Filterkörpers einer Filtereinrichtung ermöglicht.
Die Reinigung während des Filterprozesses erfolgt erfin­ dungsgemäß durch Mittel zur Erzwingung einer mechanischen Schwingung des Filterkörpers.
Die Schwingung ist vorzugsweise eine Ultraschall-Schwingung, die z. B. von einem Ultraschall-Generator erzeugt wird.
Um den Filterkörper in Schwingung zu versetzen, kann dieser in geeigneter Weise eingespannt sein. Vorzugsweise umfassen die Mittel zur Erzeugung der Schwingung eine Membran, mit der die Schwingung auf den Filterkörper übertragbar ist. Bei einem rohrförmig ausgebildeten Filterkörper wird die Schwingung zweckmäßigerweise auf die dem zu filternden Medium abgewandte Seite des Filterkörpers übertragen.
Der Filterkörper ist zweckmäßigerweise vom zu filternden Medium von innen nach außen durchströmbar. Dabei ist in Ausgestaltung der Filtereinrichtung eine Vorrichtung zur Entnahme des Filterguts vorgesehen.
Die Filtereinrichtung wird zweckmäßigerweise zur Entnahme einer gefilterten Probe einer zu untersuchenden Flüssigkeit eingesetzt. In Ausgestaltung der Filtereinrichtung ist da­ her der Filterkörper in einem Gehäuse angeordnet, das eine Einströmöffnung und eine Abströmöffnung für das zu filtern­ de Medium sowie eine Öffnung zur Entnahme eines gefilterten Teilstroms aufweist. Dabei ist der gefilterte Teilstrom zweckmäßigerweise in Abhängigkeit vom Druck des zu filtern­ den Mediums einstellbar. Die Einstellung kann mittels eines Drosselventils erfolgen, das an der Abströmöffnung angeord­ net ist.
Bezüglich des Verfahrens zum Reinigen eines Filterkörpers wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß er in perio­ dischen Abständen oder über einen einstellbaren Zeitraum in Schwingung, insbesondere in Ultraschall-Schwingung, versetzt wird.
Die Reinigung kann dann während eines Filterprozesses durchgeführt werden, wobei gleichzeitig ein gefilterter Teilstrom entnommen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung erläutert. Sie zeigt in teilweise geschnittener Darstellung eine in eine Rohrleitung geschaltete Filter­ einrichtung mit einem Filterkörper, dem eine mechanische Schwingung aufgebbar ist.
Die gezeigte Filtereinrichtung 1 ist zur Entnahme einer ge­ filterten Probe einer zu untersuchenden Flüssigkeit L in eine Rohrleitung 2 eingebaut. Eine derartige Probeentnahme wird häufig in einem Kernkraftwerk durchgeführt.
Die Filtereinrichtung 1 umfaßt ein Gehäuse 4 mit einer durch einen oberen Stutzen 6 gebildeten Einströmöffnung und einer durch einen unteren Stutzen 8 gebildeten Abström­ öffnung für die zu untersuchende Flüssigkeit L. Innerhalb des Gehäuses 4 ist ein Filterkörper 10 vertikal angeordnet. Der Filterkörper 10 ist rohrförmig ausgebildet, wobei der Innendurchmesser dem der Rohrleitung 2 entspricht. Der Fil­ terkörper 10 besteht z. B. aus zu einem Rohr gewundenen Me­ tallnetzen. Ein seitlich an dem Gehäuse 4 vorgesehener Stutzen 12 bildet eine Öffnung zur Probeentnahme.
Innerhalb des Gehäuses 4 ist eine Membran 14 angeordnet, die mit der Außenseite 16 des Filterkörpers 10 in Verbin­ dung steht. Die, z. B. aus einem piezoelektrischen Quarz als Schallsender bestehende, Membran 14 ist mit einem Ultraschall-Generator 18 über eine Leitung 20 verbunden, die durch eine Durchführung 22 im Gehäuse 4 geführt ist.
An der Abströmöffnung 8 der Filtereinrichtung 1 ist ein Drosselventil 24 angeordnet, das in die Rohrleitung 2 geschaltet ist.
An den Stutzen 12 ist eine Teilstromleitung 26 angeschlos­ sen, in der eine Vorrichtung 28 für eine Teilstrommengen­ messung angeordnet ist. Die Vorrichtung 28 sowie der Ultra­ schall-Generator 18 und das motorbetriebene Drosselventil 24 sind über Steuerleitungen 30, 32 bzw. 34 mit einer Steuereinrichtung 36 verbunden.
Die zu filternde und zu untersuchende Flüssigkeit L tritt von oben in die Filtereinrichtung 1 über den Stutzen 6 ein. Bedingt durch die Einstellung des Drosselventils 24 wird über den Filterkörper 10 ein Druckgefälle von innen nach außen erzeugt, das zur Bildung eines in Richtung der Pfeile 38 strömenden gefilterten Teilstroms L′ führt. Das Ver­ hältnis zwischen dem gefilterten Teilstrom L′ und dem durch die Filtereinrichtung 1 in Richtung des Pfeils 40 strömen­ den Reststroms L′′, die die Filtereinrichtung 1 über die Teilstromleitung 26 bzw. die Rohrleitung 2 verlassen, wird mittels der Steuereinrichtung 36 konstant gehalten.
Ein Teil der an der Innenwand 42 des Filterkörpers 10 zu­ rückgehaltenen Festpartikel des Filterguts 44 wird von dem Reststrom L′′ mitgerissen und abtransportiert. Um auch am oder im Filterkörper 10 haftende Festpartikel zu lösen, wird der Filterkörper 10 in mechanische Schwingung versetzt. Dazu wird der Filterkörper 10 mittels der mit dem Generator 18 verbundenen Membran 14 beschallt, wobei der Generator 18 in periodischen Abständen eine entsprechende Wechselspan­ nung liefert, so daß die Membran 14 über einen einstellba­ ren Zeitraum Ultraschall-Schwingungen aussendet, die über die gefilterte Flüssigkeit L′ auf den Filterkörper 10 über­ tragen werden. Die dadurch gelösten Festpartikel werden ebenfalls mit dem Reststrom L′′ abtransportiert und verlas­ sen die Filtereinrichtung 1 über die durch den Stutzen 8 gebildete Abströmöffnung. Durch die Erzwingung einer mecha­ nischen Schwingung des Filterkörpers 10 wird eine Anreiche­ rung von Festpartikeln im Filterkörper 10 sicher vermieden. Gleichzeitig, d. h. während des Filterprozesses, wird der gefilterte Teilstrom L′ entnommen.
Die Filtereinrichtung kann in beliebiger Größe gebaut wer­ den, wobei die Leistung der Filtereinrichtung 1 direkt pro­ portional zur Länge und zum Durchmesser des Filterkörpers 10 ist.
Um das mit dem Reststrom L′′ mitgeführte Filtergut 44 bezüg­ lich dessen Qualität und Quantität zu überwachen, ist dem Drosselventil 24 abströmseitig eine Filtereinrichtung in Form eines Beutelfilters 46 nachgeschaltet, in dem sich das Filtergut 44 ansammelt.

Claims (10)

1. Filtereinrichtung mit einem Filterkörper, insbesondere zum Filtern eines flüssigen Mediums, gekennzeichnet durch Mittel (14, 18) zur Erzwingung einer mechanischen Schwingung des Filter­ körpers (10).
2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung eine Ultraschall-Schwingung ist.
3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der Schwingung eine Membran (14) um­ fassen, mit der die Schwingung auf den Filterkörper (10) übertragbar ist.
4. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Filterkörper (10) rohrförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung auf die dem zu filternden Medium (L) abgewandte Seite (16) des Filterkörpers (10) übertragbar ist.
5. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Filterkörper (10) vom zu filternden Medium (L) von innen nach außen durchströmbar ist, gekennzeichnet durch eine Vorrich­ tung (46) zur Entnahme des Filterguts (44).
6. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (10) in einem Gehäuse (4) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (4) eine Einströmöffnung (6) und eine Abströmöffnung (8) für das zu filternde Medium (L) sowie eine Öffnung (12) zur Entnahme eines gefilterten Teilstroms (L′) aufweist.
7. Filtereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gefilterte Teilstrom (L′) in Abhängigkeit vom Druck des zu filternden Mediums (L) einstellbar ist.
8. Filtereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abströmöffnung (8) ein Drosselventil (24) zur Einstellung des Drucks angeordnet ist.
9. Verfahren zum Reinigen eines Filterkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß er in periodischen Abständen oder über einen einstellbaren Zeit­ raum in Schwingung, insbesondere in Ultraschall-Schwingung, versetzt wird.
10. Filtereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß gleich­ zeitig ein gefilterter Teilstrom (L′) entnommen wird.
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