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Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. November 1928 ab Der Erfindungsgegenstand
betrifft ein Sandsäulen-Schnellfilter, bei dem das Waschen des Sandes durch einen
Wasserstrahl erfolgt, der die Sandkörner innerhalb des Filtergefäßes von unten nach
oben befördert und sie dabei wäscht. Filter dieser Art sind an sich nicht neu. Bei
den bekannten Ausführungsformen dieser Art Filter besteht jedoch die Schwierigkeit,
den gesamten Kiesinhalt des Filters zum Umlauf zu bewegen, (1. h. den Kies bei der
Umwälzung restlos zu erfassen. Bekanntlich bilden sich bei hohen Kiesschichten von
I m und mehr Mächtigkeit während der Filtrabion im Innern der Sandmassen mehr oder
weniger- fest zusammenhängende Klumpen, die in ihrer Größe und Beschaffenheit von
dem Rohwasser und der Benutzungsdauer des Filters abhängig sind.
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Jedes einzelne Sandkorn umgibt sich mlit einer Schicht von im Rohwasser
enthaltenen Bestandteilen, wie z. B. Mangan, Eisen, Huminstoffen und sonstigen in
kolloidalem Zustande befindlichen Teilchen, die ein gewisses Zusammenhaften des
Sandes bewirken. Bleibt beim Reinigungsvorgang des Sandes auch nur ein einziger
Klumpen an irgendeiner Stelle des Filters haften und wird er von der Reinigung nicht
erfaßt. so tritt eine ständig fortschreitende Verhärtung und Vergriißerung des Klumpens
ein. Die Filter wirkung wird dann mit jeder Reinigungsperiode verkleinert, bis sie
schließlich ganz aufhört und die sich gebildete feste Masse durch Werkzeuge aus
dem Filter entfernt werden muß. Soll nun eine ununterbrochene Arbeit des Filters
ohne Entfernung oder Erneuerung des Sandes gewahrt bleiben, und das wird bei Filtern
dieser Art angestrebt, so ist es erforderlich, den gesamten Kiesinhalt des Filters
in Bewegung zu bringen.
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Bei den bisher bekannten Filterausführungen suchte man die Sandbewegung
durch mehrere Spülvorrichtungen in Verbindung mit einem Sandleitkörper zu erreichen.
Der bisher gebräuchliche Sandleitkörper soll dem Sand die Richtung zum Zulauf zur
Wasserstrahldüse geben. Um ein Laufen des Sandes zur Strahldüse überhaupt zu erreichen,
ist es erforderlich, daß der Leitkörper mit dem konischen Filtermantel einen engen
Ringkanal bildet. Hierbei ist es aber in vielen Fällen nicht zu vermeiden, daß sich
durch die kegelförmige Gestalt des Leitkörpers Stellen im Filter bilden, die ein
Aufhängen des Sandes begünstigen und die auch von mehreren Spülvorrichtungen nicht
immer erfaßt werden können. Dabei wird aber unbeschadet etwaiger in Ruhe befindlicher
Sandschichten der im Laufen befindliche Sand im ständigen Kreislauf gehalten, ohne
Gewähr, daß auch wirklich jedes Sandkorn erfaßt ist.
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Der Erfindungsgegenstand weicht nun grundsätzlich von den bekannten
Sandsäulenfiltern mit Strahlwaschvorrichtung dadurch ab, daß während des Betriebes
der Düsenraum vom Filterraum gänzlich abgeschlossen
werden kann
und daß der erstere erst dann mit Sand gefüllt wird. wenn die Reinigung des Sandes
erfolgen soll. Bei den bekannten Strahlwäschern ist es nicht möglich, während der
Reinigung g den ganzen Sandinhalt des Filters zusammenstürzen zu lassen. Es können
sich deshalb Sandkanäle bilden, in denen ständig nur der einmal in Bewegung befindliche
Sand umläuft, nicht aber sämtliche festere Sandschichten. Beim Erfindungsgegenstand
wird Wert darauf gelegt, daß jedes einzelne Wassertröpfchen eine hohe Sandschicht
(z. B. I bis 4 m) durchdringt und dadurch nicht nur von mechanischen Verunreinigungen.
sondern auch von Mangan und Eisen befreit wird.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist
in den Zeichnungen veranschaulicht, und zwar zeigt die Fig. 1 einen Längsschnitt
durch das Filter, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Sandleitkörper, Fig. 3 einen Schnitt
durch einen Teil des Sandleitkörpers.
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Der Erfindungsgegenstand macht außer der Wasser-Sand-Strahldüse jede
weitere Spülvorrichtung überflüssig. Die Neuerung besteht in der Ausbildung des
Sandleitkörpers a als Kegel, der bis an den kegelförmigen Gefäßboden heranreicht
und den Düsenraum i von dem oberen Sandraum trennt. Die Spitze des Sandleitkörpers
a läuft in ein bis zum Oberteil des Filters verlängertes Rohr b aus.
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Am Umfange des Sandleitkörpers a sind bis zum Rohr hinan durchgehende
Schlitze c angeordnet (Fig. I, 2 und 3). Die zwischen den Schlitzen c liegenden
Stege d sind mit dachartigen Schneiden e versehen, damit keine Sandablagerungen
entstehen können.
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Auf der Unterseite des Sandleitkörpers a liegt ein mit gleichen Schlitzen
I ausgebildeter RgerschluSkegelf an, der mit einem Sandleitrohr fest drehbar verbunden
ist. Das Sandleitrohr g mit dem Verschlußkegel/ kann durch einen bekannten, außerhalb
des Filters gelegenen Antrieb h gedreht werden, derart, daß die Schlitze c mehr
oder weniger geöffnet bzw. ganz geschlossen werden können.
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Als neu beim Erfindungsgegenstand ist weiter anzusehen, daß durch
die bis zum Rohr b hinaufreichenden Schlitze c im Sandleitkörper a ein Teil der
unteren Sandauflageflächen des Filters für den Sandumlauf mehr oder weniger freigegeben
werden kann, so daß alle Sandfangpunkte im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen
ausgeschaltet sind.
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Ebenfalls neu beim Erfindungsgegenstand ist die Wirkung der Wasserstrahldüse
in dem abschließbaren Düsenraum i. Bei den bekannten Ausführungen hat die Düse nur
die Aufgabe, den ihr durch die Schwere zulaufenden Sand mitzureißen und durch das
Steigrohr g nach dem oberen Teil des Filters zu befördern. Beim Erfindungsgegenstand
übt die Düse in dem abgeschlossenen Düsenraum i aber neben dieser Wirkung auch noch
eine ganz erhebliche Saugwirkung aus. Wie aus Fig. I ersichtlich, befindet sich
oberhalb der Düse bei geschlossenen Schlitzen c ein sandleerer Hohlraum. Wird nun
die Düse mit Druckwasser gespeist, so bildet sich im Düsenraum i ein Unterdruck.
Werden dann die Schlitze c im Sandleitkörper a plötzlich geöffnet, so wirkt dieser
Unterdruck scharf und ruckartig auf die über dem Sandleitkörper liegenden Sandmassen
und bringt auch etwa hängengebliebene Sandteile mit zum Nachrutschen in den Düsenraum
i. Dieses Unterdrucksetzen des Düsenraumes i kann durch Schließen und Öffnen der
Schlitze c beliebig oft während der Sandwäsche wiederholt werden.
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Nach der Beendigung der Sandwäsche werden zunächst die Schlitze c
geschlossen, und erst nachdem der Düsenraum i von Sand völlig frei ist, wird das
Druckwasser abgestellt, so daß die Düse im Ruhestand völlig sandfrei bleibt; auch
ein Verstopfen der im Düsenraum liegenden Ventile und Rohrleitungen wird durch diese
Betriebsweise ver mieten.
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PATENTANSPRiJCHE : 1. Sandsäulen-Schnellfilter mit einer aus Strahldüse
und Strahlrohr bestehenden Kreislaufwaschvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß
der Düsenraum (i) von dem darüberliegenden Waschraum (k) durch eine ventilartig
ausgebildete, kegelförmige Scheidewand (a) getrennt ist.
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2. Sandsäulen-Schnellfilter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß das Strahlrohr (g) drehbar angeordnet ist und am unteren Teil einen die Durchtrittsschlitze
(c) der Scheidewand (a) freigebenden bzw. abdeckenden Verschlußkegel (t) mit Durchtrittsöffnungen
(I) trägt.