DE60104156T2

DE60104156T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Wasser

Info

Publication number: DE60104156T2
Application number: DE60104156T
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Dubuque Larkner; Stephen C. Dubuque Peake; Chester E. Bellevue Chomka; Joseph F. Dubuque Tilp; Eric J. Dubuque Willman; Kerry W. Dubuque Leppert; Tina M. Dubuque Timmerman
Original assignee: Barnstead Thermolyne Corp
Current assignee: Barnstead Thermolyne Corp
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: JP2011078976A; EP1637207B1; JP5009461B2; EP1470849A2; EP1470849B1; EP1136447A1; EP1637207A3; EP1136447B1; DE60104156D1; EP1637207A2; US6379560B1; JP5479315B2; DE60142710D1; DE60144302D1; EP1470849A3; JP2001286862A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Wasserreinigungsanlagen und – verfahren und speziell auf eine Filtereinheit sowie Verfahren, bei denen mehrere Patronen mit einer Wasser-Verteilervorrichtung verbunden sind, mittels derer das Wasser seriell oder parallel durch jede Patrone geleitet wird.
Wasserreinigungsanlagen werden verwendet, um analysenreines Wasser hoher Qualität für die verschiedensten Anwendungen zu produzieren, unter anderem für wissenschaftliche Tests und analytische Verfahren. Bei vielen dieser Anwendungen ist es erforderlich, dass der Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff im Wasser in einer Größenordnung von 10 Teilen pro Milliarde oder geringer ist. Eventuell ist auch ein spezifischer Widerstand von nicht mehr als 18,2 MegOhm-cm gefordert. Wasser des Typs I (ASTM) ist von höchster Reinheit und wird in der Chromographie von Flüssigkeiten, in der Atomabsorptions-Spektrometrie, bei Gewebekulturen usw. verwendet, wo höchste Ansprüche erfüllt werden müssen. Wasser des Tys II ist weniger rein und kann bei hämatologischen, serologischen und mikrobiologischen Verfahren verwendet werden. Wasser des Typs III eignet sich für allgemeine qualitative Laboranalysen wie zum Beispiel für Urinanalysen, Parasitologie und histologische Verfahren. Zwei bekannte Anlagen zur Reinigung von Wasser sind in den US-Patenten 5,397,469 und 5,399,263 beschrieben, die beide an die Person abgetreten wurden, die die Patentrechte an der vorliegenden Erfindung erwirbt. Der Inhalt eines jeden dieser Patente wird hiermit durch Bezug in dieses Patent übernommen.
Typische Wasserreinigungsvorrichtungen haben eine Patroneneinheit, die aus einer Reihe von Reinigungspatronen besteht. Jede Patrone enthält ein Reinigungsmedium, beispielsweise Harzperlen, zum Reinigen des Wassers je nach Anwendungsforderungen. Das Wasser fließt seriell durch jede Patrone. Aus der letzten Patrone der Patroneneinheit fließt das Wasser dann in gereinigter Form heraus und wird je nach Bedarf des Verbrauchers weitergeleitet.
In der Vergangenheit sind die vielfältigsten Arten der Verbindung zwischen den Patronen verwendet worden, unter anderem auch separate Armaturen und Medienleitungen zwischen den Patronen und iniegrierte Verteilsysteme. Baugruppen, bei denen integrierte Verteiler verwendet werden, lassen sich nur schwer modifizieren, wenn Patronen eines anderen Aufbaus und/oder eine andere Anzahl von Patronen unterzubringen sind. Ist eine andere Patronenkonfiguration oder eine andere Patronenanzahl wünschenswert oder erforderlich, wird üblicherweise die gesamte Baugruppe einschließlich des Verteilers und der Patronen aus Herstellungsgründen geändert und neu bestückt. Auf der anderen Seite erschweren separate Armaturen und Medienleitungen zwischen den Patronen einen Austausch.
Ein weiterer Nachteil früherer Wasserreinigungsanlagen – vor allem solcher, die über integrierte Verteiler verfügen - besteht darin, dass der Strömungsweg des Wassers nicht auf einfache Art von der Patroneneinheit zu einem Hilfs-Verarbeitungsgerät und wieder zurück zur Patroneneinheit geleitet werden kann. Zum Beispiel kann zwecks Reduzierung von organischen Stoffen im Wasser eine Ultraviolett-Kammer (UV-Kammer) als Hilfs-Verarbeitungsgerät benutzt werden. Idealerweise fließt dann das Wasser zur Endreinigung durch eine am Ende befindliche Patrone zur Patroneneinheit zurück. Einige Anlagen sind so aufgebaut, dass das Wasser nach Passieren der UV-Kammer nicht mehr durch eine Endpatrone fließt. Dabei können Probleme mit dem spezifischen Widerstand des aus der Anlage abfließenden Wassers auftreten, da ionische Verunreinigungen, zum Beispiel oxidierte organische Stoffe, nicht herausgefiltert werden, bevor das Wasser weitergeleitet wird. Eine weitere Möglichkeit früherer Anlagen besteht darin, das Wasser erst ganz durch die Patroneneinheit fließen zu lassen und dann durch eine UV-Kammer. Daraufhin wird das Wasser, bevor es vom Anwender abgegeben wird, in einer separaten Patrone gereinigt, die nicht Teil der Patroneneinheit ist. Das erschwert jedoch den Austausch von Patronen, da der Anwender sowohl die Patroneneinheit als auch ein separates Endfilter oder eine separate Endpatrone austauschen muss.
Angesichts der oben genannten Probleme, die beim gegenwärtigen Stand der Technik auftreten, sowie anderer Probleme und Bedenken wären Wasserreinigungsanlagen und -verfahren wünschenswert, die eine Patroneneinheit verwenden, deren Aufbau leichter verändert werden kann und bei denen ein Hilfs-Verarbeitungsgerät, etwa eine UV-Kammer oder ein anderes Gerät, so an die Patroneneinheit angekoppelt werden können, dass ein Durchfluss gewährleistet und auch eine abschließende Reinigung des durch die Anlage fließenden Wassers möglich ist.
Das US-Patent 4151085 beschreibt eine Anlage, bei der eine Anzahl von Filtern auf einer Grundplatte befestigt ist und deren obere Enden durch Rohre miteinander verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Wasserreinigungsvorrichtung und im Besonderen auf eine Filtereinheit mit verschiedenen Merkmalen, welche die Herstellung, den Aufbau und die Verwendung der Vorrichtung einfacher und effizienter machen. Die Filtereinheit besteht aus einer Vielzahl von Patronen, die aneinander befestigt sind und jeweils ein erstes und ein zweites Ende haben. Jede Patrone hat weiterhin eine Seitenwand, die sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckt, und ein Innenvolumen, in dem sich ein Filtermedium befindet, das das Filtern des durch das Innere fließenden Wassers zumindest unterstützt. Mit den ersten Enden der Vielzahl von Patronen sind jeweils Endkappen verbunden, wobei jede Endkappe einen Wassereinlauf und einen Wasserauslauf hat. Mit den Wassereinläufen und den Wasserausläufen der Endkappen ist ein Verteiler verbunden, der einen Durchfluss des Wassers durch die Patronen dergestalt gewährleistet, dass das Wasser durch das Filtermedium im Inneren einer Patrone über den Verteiler vorzugsweise bis zum Filtermedium im Inneren einer anderen Patrone fließt. Die Patronen können auch oder alternativ so miteinander gekoppelt sein, dass ein paralleler Durchfluss ermöglicht wird. Der Verteiler umfasst außerdem einen Wassereinlauf, durch den das Wasser in die Patronen hineingeleitet wird, einen Wasserauslauf, durch den das Wasser aus den Patronen herausgeleitet wird, und zwei Hilfsanschlüsse. Diese Hilfsanschlüsse sind ein Hilfs-Auslaufanschluss, der das Wasser von der Patroneneinheit zu einem Hilfs-Verarbeitungsgerät leitet, und ein Hilfs-Einlaufanschluss, der das Wasser vom Hilfs-Verarbeitungsgerät zu einem der Endkappen-Wassereinläufe leitet. Bei der Erfindung können die Hilfsanschlüsse optional genutzt werden, beispielsweise, um Wasser erst von der Patroneneinheit zu einer UV-Kammer oder einem anderen Wasserbehandlungsgerät und dann zurück in die Patroneneinheit zu leiten, wo es mindestens einer abschließenden Reinigung unterzogen wird, um weitere organische Stoffe oder andere Schmutzstoffe zu entfernen. Ist ein solches Hilfs-Verarbeitungsgerät bei einer gegebenen Anwendung nicht erforderlich, kann der Hilfs-Auslaufanschluss mit dem Hilfs-Einlaufanschluss so gekoppelt werden, dass ein freier Durchfluss des Wassers durch die Patronen gewährleistet ist.
Bei einer bevorzugten Verkörperung ist der Verteiler abnehmbar mit den Wassereinläufen und Wasserausläufen der Endkappen verbunden. Da sich der Verteiler abnehmen lässt, kann je nach den Anforderungen einer bestimmten Anwendung ein anderer Aufbau der gleichen Patronen und/oder eine andere Anzahl von Patronen, bei dem/der der freie Durchfluss des Wassers gewährleistet ist, einfach dadurch realisiert werden, dass ein entsprechend gestalteter Verteiler angesetzt wird. Im Gegensatz zu den früheren Reinigungsanlagen mit integrierten Verteilern ist bei der vorliegenden Erfindung für eine Neukonfigurierung nur der abnehmbare Verteiler auszutauschen. Bei einer weiteren Verkörperung, die ebenfalls eine Neuanordnung der Patronen erleichtert, sind der Wassereinlauf und der Wasserauslauf an den Endkappen im Allgemeinen parallel zur Längsachse der Patrone angeordnet. Im Gegensatz zu den früheren Patronen, bei denen die Einläufe und Ausläufe im Allgemeinen quer oder senkrecht zur Längsachse der Patrone angeordnet waren oder sich an den entgegengesetzten Enden der Patrone befanden, ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, den Verteiler auf die Patronen aufzusetzen und hydraulisch direkt zu koppeln. Diese Verkörperung erleichtert die hydraulische Koppelung und Neuanordnung der Patronen.
Bei einer weiteren Verkörperung gehört zur Patrone vorzugsweise ein äußeres röhrenförmiges Teil mit einem ersten und einem zweiten Ende und einem Innenvolumen. Eine erste Endkappe ist am ersten Ende des äußeren röhrenförmigen Teils befestigt; die Endkappe hat einen Wassereinlauf, der in das Innenvolumen und weiter zum Wassereinlauf führt. Eine zweite Endkappe ist am zweiten Ende des äußeren röhrenförmigen Teils befestigt. Zu einem inneren röhrenförmigen Teil gehört ein erstes Ende, das verschiebbar mit der ersten Endkappe verbunden ist, und ein zweites Ende, das fest mit der zweiten Endkappe verbunden ist. Das erste Ende des inneren röhrenförmigen Teils ist hydraulisch mit dem Wasserauslauf und das zweite Ende hydraulisch mit dem Innenvolumen gekoppelt. Ein solcher Aufbau der Patrone vereinfacht nicht nur die Herstellung, sondern erleichtert auch den bevorzugten Durchfluss des Wassers durch das Innere des äußeren röhrenförmigen Teils und das darin enthaltene Reinigungsmedium sowie den Ausfluss des Wassers durch das innere röhrenförmige Teil.
Die Erfindung wird nun nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Anhang weiter beschrieben.
1 ist eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Reinigung von Wasser und einer Filtereinheit gemäß einer bevorzugten Verkörperung.
2A ist eine Draufsicht auf die Filtereinheit mit einem ersten Verteiler, der so ausgelegt ist, dass ein Hilfs-Verarbeitungsgerät angeschlossen werden kann.
2B ist eine Draufsicht ähnlich der in 2A, jedoch mit einem anders aufgebauten ersten Verteiler ohne das Hilfs-Verarbeitungsgerät, so dass das Wasser nur innerhalb der Filtereinheit zirkuliert.
3 ist eine perspektivische Explosivdarstellung der Filtereinheit, die gemäß einer bevorzugten Verkörperung ausgelegt ist.
4 ist eine vergrößerte perspektivische Explosivdarstellung der Filtereinheit, in der ein zweiter Verteiler für die hydraulische Verbindung mehrerer in Reihe geschalteter Patronen im Detail dargestellt ist.
4A ist eine perspektivische Darstellung der Unterseite des zweiten Verteilers.
5 ist eine perspektivische, zur Illustration von Details im Inneren teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht der bevorzugten Patrone der Filtereinheit.
6A ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Reinigung von Wasser mit in Reihe geschalteten Patronen.
6B ist eine schematische Darstellung ähnlich 6A, in der jedoch der Anschluss einer optionalen UV-Kammer als Hilfs-Verarbeitungsgerät an die Filtereinheit gezeigt ist.
In 1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von Wasser 10 mit einem Gehäuse 12 dargestellt, das an der Vorderseite eine Öffnung mit einer Tür 14 hat, durch die das Innere 16 des Gehäuses 12 zugänglich ist. Bei der bevorzugten Verkörperung liefert die Vorrichtung 10 reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von bis zu 18,2 MegOhm-cm und einem Gesamtgehalt an organischen Stoffen von max. 10 Teilen pro Milliarde, wie es auch in den oben genannten Patenten beschrieben ist. Im Inneren 16 befindet sich eine Filtereinheit 20; deren Aufbau im Detail weiter unten anhand einer bevorzugten Verkörperung der Erfindung beschrieben wird. Auf dem Gehäuse 12 ist eine Bedientafel 22 angeordnet, von der aus die Vorrichtung 10 bedient werden kann. Ein Abgabeelement 24 gibt das gereinigte Wasser von der Vorrichtung 10 ab. Die Filtereinheit 20 besteht aus mehreren identisch aufgebauten Patronen 28, die über entsprechende obere und untere Abdeckplatten 30, 32 miteinander verbunden sind. Bei der bevorzugten Verkörperung sind vier Patronen 28 über einen ersten Verteiler 34 und einen zweiten Verteiler, der später weiter unten beschrieben wird, strömungstechnisch miteinander verbunden. Es soll hier erwähnt werden, dass die Filtereinheit weniger als vier Patronen oder mehr als vier Patronen umfassen und auch einen anderen Aufbau haben kann als die im Allgemeinen rhombusförmige Konfiguration der Patronen, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist. Es können beispielsweise drei Patronen in einer Dreieckform miteinander verbunden werden, vier Patronen in Form eines Quadrats, fünf Patronen in Form eines Pentagons usw.
Wie in den 2A und 2B dargestellt, befindet sich ein erster Verteiler 34, der einen Wassereinlauf 36 und einen Wasserauslauf 38 hat, auf der Abdeckplatte 30. Wie weiter unten beschrieben wird, fließt das durch den Einlauf 36 eindringende Wasser vom Verteiler 34 seriell durch jede Patrone 28, bevor es durch den Wasserauslauf 38 austritt. Die 2A und 2B zeigen auch die Verwendung der Hilfsanschlüsse 40, 42, über die optional ein Hilfs-Verarbeitungsgerät, zum Beispiel eine UV-Kammer, zwischen dem Einlauf 36 und dem Auslauf 38 angeordnet werden kann. In diesem Fall tritt das Wasser durch den Hilfsauslaufanschluss 40 aus, bevor es die Patronen 28 durchfließt, und fließt nach der Behandlung im Hilfs-Verarbeitungsgerät (in 2A und 2B nicht dargestellt) durch den Hilfseinlaufanschluss 42 wieder in die Filtereinheit 20 hinein, um den Flüssigkeitskreislauf durch die Patronen 28 zu vollenden und schließlich durch den Wasserauslauf 38 abzufließen. In 2B ist die Alternative dargestellt, bei der kein Hilfs-Verarbeitungsgerät, wie beispielsweise eine UV-Kammer, an der Filtereinheit 20 angeschlossen ist. In diesem Fall verfügt eine Umgehungsleitung 44 über einen ersten Anschluss 44a, der den Hilfsauslaufanschluss 40 ersetzt, und einen zweiten Anschluss 44b, der den Hilfseinlaufanschluss 42 ersetzt. So wird das Wasser unmittelbar in den Verteiler 34 zurückgeleitet, um den Flüssigkeitskreislauf durch alle Patronen 28 der Filtereinheit 20 seriell zu vollenden.
3 zeigt den allgemeinen Aufbau der Filtereinheit 20 in einer Explosivdarstellung. Insbesondere besteht jede Patrone 28 aus einem röhrenförmigen äußeren Teil 58 mit einer oberen Kappe 60 und einer unteren Kappe 62. Die entsprechenden unteren Kappen 62 nehmen die Abdeckplatte 32 auf und Befestigungselemente 64 dienen der Positionierung der Abdeckplatte 32 auf jeder der unteren Kappen 62; siehe 1. Jede obere Kappe 60 hat einen Wassereinlauf 70, einen mittleren Wasserauslauf 72 und ein Ansatzstück 74 mit Innengewinde, das im Allgemeinen zwischen den beiden angeordnet ist. Mittels Befestigungselementen 82, die durch Bohrungen 83 in die Ansatzstücke 74 eingeschraubt werden, ist an den Kappen 60 ein zweiter Verteiler 80 befestigt, der strömungstechnisch mit den entsprechenden Wassereinläufen und -ausläufen 70 bzw. 72 verbunden ist. Wie weiter unten beschrieben wird, wird das Wasser vom ersten Verteiler 34 in den zweiten Verteiler 80 geleitet, von wo aus das Wasser dann in einem Strom durch die Patronen 28 fließt, bevor es zum Auslauf 38 des ersten Verteilers 34 gelangt (siehe 2A und 2B). Die Abdeckplatte 30 ist mittels Befestigungselementen 84; die durch die Bohrungen 30a in die Gewindelöcher 86 des Verteilers 80 eingeschraubt werden, am zweiten Verteiler 80 befestigt. Die Bohrungen 90, 92 nehmen die entsprechenden Befestigungselemente 94, 96 auf (2A und 2B), mit denen der erste Verteiler 34 mit dem zweiten Verteiler 80 verbunden wird. Die Befestigungselemente 94, 96 sind vorzugsweise Elemente, bei denen eine Vierteldrehung zum Befestigen ausreicht und die weiterhin möglichst von Hand festgezogen werden können, um dem Anwender den Zusammenbau zu erleichtern.
Wie in den 4 und 4A zu sehen, ist der Verteiler 80 durch Verwendung der oben genannten Befestigungselemente 82, die durch die Bohrungen 83 in die Ansatzstücke 74 mit Innengewinde der Patronen 28a bis d geschraubt werden, wasserdicht mit den entsprechenden Patronen 28a, 28b, 28c, 28d verbunden. O-Ringe 100, 102 dienen der Abdichtung der hydraulischen Verbindungen zwischen den Einläufen und Ausläufen 70, 72 der Patronen 28a bis d und den entsprechenden Anschlüssen auf der Unterseite des Verteilers 80. Fachleute werden es zu schätzen wissen, dass zusätzliche O-Ringe oder andere Dichtungen zwecks Verstärkung der Abdichtcharakteristik verwendet werden können. Zum Verteiler 80 gehört weiterhin ein Wassereinlauf 110, zu dem das Wasser direkt vom Einlauf 36 des ersten Verteilers 34 fließt. Außerdem gehört zum Verteiler 80 ein Wasserauslauf 112, der hydraulisch an den Auslauf 38 des ersten Verteilers 34 gekoppelt ist, durch den das Wasser aus der Filtereinheit 20 nach der Filterung in jede der Patronen 28a bis d fließt. Ein Hilfsauslaufanschluss 114 ist hydraulisch mit dem Hilfsauslaufanschluss 40 des ersten Verteilers 34 und ein Hilfseinlaufanschluss 116 mit dem Hilfseinlaufanschluss 42 des ersten Verteilers 34 verbunden (2A).
Im Betrieb wird das Wasser durch den Einlauf 36 des Verteilers 34 zum Einlauf 110 und durch den Anschluss 118 zum Einlauf 70 der Patrone 28a geleitet. Nachdem das Wasser in der Patrone 28a gefiltert worden ist, fließt es durch den Auslauf 72 der Patrone 28a in den Anschluss 120 des Verteilers 80 und weiter in einen Kanal (nicht dargestellt), der zwischen den Verteilerhälften 130, 132 innerhalb des Schenkelstücks 80a ausgebildet ist. Das Wasser fließt im Schenkelstück 80a des Verteilers in Richtung des Pfeils 134, tritt aus einem Anschluss 136 aus und fließt in das Schenkelstück 70 der Patrone 28b wieder ein. Nach erfolgter Filterung in Patrone 28b gelangt das Wasser durch den Auslauf 72 in einen Anschluss 138 des Verteilers 80 und weiter in Richtung des Pfeils 142 durch das Schenkelstück 80b zu einem Auslass 144, der mit dem Einlauf 70 der Patrone 28c verbunden ist. Nach erfolgter Filterung in Patrone 28c fließt das Wasser aus dem Auslauf 70 der Patrone 28c in den Anschluss 146 des Verteilers 80 und weiter in Richtung des Pfeils 150 durch das Schenkelstück 80c zum Hilfsauslaufanschluss 114. Ist an die Filtereinheit 20 ein Hilfs-Verarbeitungsgerät wie etwa eine UV-Kammer angeschlossen, dann fließt das Wasser durch das Hilfs-Verarbeitungsgerät und zurück zum Hilfseinlaufanschluss 116. Ist an die Filtereinheit 20 kein Hilfs-Verarbeitungsgerät angeschlossen, dann ist der Hilfsauslaufanschluss 114 über den Verteiler 34 hydraulisch mit dem Hilfseinlaufanschluss 116 verbunden; siehe 2B. Vom Hilfseinlaufanschluss 116 fließt das Wasser über den Verteiler 80 durch den Anschluss 152 und in den Einlauf 70 der Endpatrone 28d. Nach erfolgter Filterung in Patrone 28d fließt das gereinigte Wasser aus dem Auslauf 72 in den Anschluss 154 und durch den Auslauf 112 des Verteilers 80. Der Auslauf 112 ist hydraulisch mit dem Auslauf 38 des Verteilers 34 verbunden (2A und 2B). Der Auslauf 38 ist hydraulisch mit dem Abgabeelement 24 (1) verbunden.
5 zeigt den Aufbau einer Patrone 28 im Detail. Alle Bestandteile einer jeden Patrone 28 bestehen vorzugsweise aus reinem Polypropylen. Zu jeder Patrone 28 gehört ein äußeres röhrenförmiges Teil 58, das ein inneres röhrenförmiges Teil 160 mit kleinerem Durchmesser aufnimmt. Jedes röhrenförmige Teil 58, 160 hat ein Innenvolumen 58a, 160a, und diese Innenvolumina 58a, 160a sind so voneinander getrennt, dass durch den Einlauf 70 einfließendes Wasser durch ein Filtermedium oder durch Filtermedien fließt, zum Beispiel durch eine Masse aus Harzkugeln 162, die sich im Inneren 58a des äußeren röhrenförmigen Teils 58 befindet und die bekannte heutige Reinheitsanforderungen der Anwendung erfüllt, Danach fließt das Wasser nach oben durch das innere röhrenförmige Teil 160 und durch den Auslauf 72. In der Patrone 28 befinden sich eine obere und eine untere Filterscheibe 164, 166 zwischen den jeweiligen oberen und unteren Enden 168, 170 des äußeren röhrenförmigen Teils 58 und den Kappen 60, 62. Die Scheiben 164, 166 bestehen vorzugsweise aus 1/8 Zoll (0,32 cm) starkem Polypropylen mit einer Porengröße von 125μm, jedoch hängt das von der Größe des Filtermediums 162 ab. Die Scheiben 164, 166 enthalten das Medium 162 im Inneren 58a des äußeren röhrenförmigen Teils 58 und gewährleisten, dass das Medium 162 nicht in das Innere 160a des inneren röhrenförmigen Teils 160 gelangt.
Das untere Ende 172 des inneren röhrenförmigen Teils 160 ist fest mit mehreren Stützen 174 verbunden, die etwa 90° voneinander versetzt angeordnet sind. Von diesen Stützen 174 verlaufen mehrere Stützrippen 176 radial nach außen. Zusammen mit den Rippen 176 und den Stützen 174 dient ein am Umfang angeordneter Sims 177 nach dem Zusammenbau der Stützung einer unteren Fläche der Scheibe 166. Das untere Ende 172 des inneren röhrenförmigen Teils 160 wird in einem bestimmten Abstand von der mittleren Innenfläche 178 der Kappe 62 so abgestützt, dass ein Raum 180 geschaffen wird, der es ermöglicht, dass das Wasser durch das Innenvolumen 58a des äußeren röhrenförmigen Teils 58, durch die untere Filterscheibe 166 und danach aufwärts durch den Innenraum oder das Innere 160a des inneren röhrenförmigen Teils 160 fließen kann. Nachdem das innere röhrenförmige Teil 160 durch eine Öffnung 183 in der oberen Filterscheibe 168 geführt worden ist, wird es bei einer bevorzugten Verkörperung verschiebbar innerhalb einer oberen Öffnung 182 der Kappe 60 aufgenommen. Zur Aufnahme des röhrenförmigen Teils 160 befindet sich eine gleichgeartete Öffnung 185 in der unteren Scheibe 166. Das röhrenförmige Teil 160 sitzt durch Reibpassung in den Öffnungen 183, 185. Die untere Filtersiebscheibe 164 kann auch auf einer Reihe von Rippen sitzen sowie von einem am Umfang angeordneten Sims (nicht dargestellt) und einer zusätzlichen, um die Öffnung 182 verlaufenden Tragkonstruktion 186 abgestützt werden; letztere nimmt das innere röhrenförmige Teil 160 verschiebbar auf. 5 zeigt weiterhin ein Ansatzstück 190, das sich in der unteren Kappe 62 befindet und eines der im Zusammenhang mit 3 beschriebenen Befestigungselemente 64 aufnimmt.
6A ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung 20 zur Reinigung von Wasser, die einen bevorzugten Flüssigkeitskreis 200 zeigt. Das Wasser tritt in den Einlauf 202 des Flüssigkeitskreises 200 über ein Rückschlagventil 204 und einen Durchflussgeber 206 und vorzugsweise auch über einen Druckregler 208 ein. Der Durchflussgeber 206 dient der Bestimmung des Volumens des aus der Vorrichtung 10 abgegebenen Wassers. Näher beschrieben ist das im US-Patent 09/520827, das am 8. März 2000 angemeldet wurde. Der Druckregler 208 begrenzt den Druck im Flüssigkeitskreis 200 vorzugsweise auf 103,42 kPa. Eine Pumpe 210 dient vorzugsweise der Umwälzung des Wassers im und durch den Flüssigkeitskreis 200. Alternativ kann die Pumpe 210 weggelassen werden, und der Flüssigkeitskreis 200 erhält das unter Druck stehende Wasser über den Druckregler 208. Das Wasser wird, wie in 6A schematisch dargestellt und oben ausführlich beschrieben, seriell durch die Filtereinheit 20 oder die Patronen 28a bis d geleitet. Das gereinigte Wasser fließt über einen Hygieneanschluss 212, der dazu benutzt werden kann, in regelmäßigen Abständen ein Hygienemittel in den Kreis 200 zu injizieren, wenn es die Anwendung erfordert. Zur Messung der Reinheit des aus der Filtereinheit 20 ausströmenden Wassers sind ein Anschluss 214 für ein Gerät zur Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffgehalts und eine Temperatur- und Widerstandsmesszelle 216 vorhanden, wie es dem allgemeinen Stand der Technik entspricht. Ebenfalls vorgesehen ist ein Verbindungsstück 218 zum optionalen Anschluss einer externen druckbetätigten Abgabe-Vorrichtung (nicht dargestellt). Das gereinigte Wasser strömt dann in einen Abgabeverteiler 220. Ein erstes Magnetventil 222, das normalerweise geschlossen ist, kann bei Bedarf vom Anwender geöffnet werden, um das Wasser durch ein Endfilter 224 und durch das Abgabeelement 24 zu leiten (1). Wird das gereinigte Wasser nicht abgegeben, wird das Wasser durch ein normalerweise geöffnetes Magnetventil 226 im Kreislauf über ein Rückschlagventil 228 zurück zum Anfang des Flüssigkeitskreises 200 geleitet, um kontinuierlich durch die Pumpe 210 umgewälzt zu werden. Das Rückschlagventil 228 verhindert einen Rückfluss vom Einlauf 202 und sorgt auch für den nötigen Gegendruck bei einem Handventil (nicht dargestellt), das mit einer externen druckbetätigten Abgabe-Vorrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist, die an das Verbindungsstück 218 angeschlossen ist. Ein Anlagenspülelement 234 ist vorgesehen, auf das über ein weiteres normalerweise geschlossenes Magnetventil 232 zugegriffen werden kann; dazu gehört ein zweiter Anschluss 234 für ein Gerät zur Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffgehalts.
6B ist mit 6A identisch, außer dass in 6B ein modifizierter Flüssigkeitskreis 200' dargestellt ist, der zwischen der dritten und vierten Patrone 28c bzw. 28d einen optionalen Anschluss für eine UV-Kammer 240 ausweist. An dieser Stelle fließt das Wasser von der Filtereinheit 20 über die UV-Kammer 240 zurück in die letzte Filterpatrone 28d, wo es vor dem Verlassen der Filtereinheit 20 einer Endreinigung unterzogen wird.
Die vorliegende Erfindung wird anhand von bildlich dargestellten bevorzugten Verkörperungen beschrieben; trotz der detaillierten Beschreibung dieser Verkörperungen kann der Fachmann auf diesem Gebiet leicht noch weitere Vorteile und Modifikationen der Erfindung erkennen.
1 – 6B

Claims

Vorrichtung zur Reinigung von Wasser (10), die mit einem Hilfs-Verarbeitungsgerät (240) verwendet werden kann, wobei die Vorrichtung mehrere zu einer Filtereinheit verbundene Patronen (28) umfasst und bei der jede Patrone (28) über ein erstes Ende und ein zweites Ende, über eine Seitenwand, die sich zwischen dem ersten und zweiten Ende erstreckt, und über ein Innenvolumen (58a) verfügt, das dem einzusetzenden Filtermedium (162) angepasst ist; die Vorrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Endkappen (60) hat, die jeweils mit den ersten Enden der genannten mehreren Patronen verbunden sind, und dass jede der genannten Endkappen einen Wassereinlauf (70) und einen Wasserauslauf (72) sowie einen Verteiler (34, 80) hat, der an die Wassereinläufe und Wasserausläufe der genannten mehreren Endkappen (60) angekoppelt ist, damit die genannten Patronen (28) zwecks Medienkommunikation so miteinander verbunden sind, dass das Wasser durch das Filtermedium (162) im Inneren (58a) einer Patrone (28) und durch den Verteiler (34, 80) zum Filtermedium im Inneren einer anderen Patrone fließt; der Verteiler hat außerdem einen Wassereinlauf (36), der das Wasser in die Patronen leitet, einen Wasserauslauf (38), der das Wasser aus den Patronen herausleitet, und ein Paar Hilfsanschlüsse (40, 42), die aus einem Hilfs-Auslaufanschluss (40), der das Wasser von der Patroneneinheit zu einem Hilfs-Verarbeitungsgerät (240) leitet, und einem Hilfs-Einlaufanschluss (40), der das Wasser von einem Hilfs-Verarbeitungsgerät zu einem der Endkappen-Wassereinläufen (70) leitet, bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem ein Hilfs-Verarbeitungsgerät (240) umfasst, das an die Hilfs-Einlauf- und -Auslaufanschlüsse (40, 42) angekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der zum Hilfs-Verarbeitungsgerät eine UV-Kammer (240) gehört.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die außerdem eine Leitung (44) hat, die so gestaltet ist, dass sie zwischen dem Hilfs-Einlaufanschluss (40) und dem Hilfs-Auslaufanschluss (42) angebracht werden kann, damit das Medium durch alle miteinander gekoppelten Patronen (28) fließen kann.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der genannte Verteiler (34, 80) abnehmbar mit den genannten mehreren Endkappen (60) verbunden ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der jede Patrone eine Längsachse umfasst und der Wassereinlauf (70) und der Wasserauslauf (72) einer jeden Patrone im Wesentlichen parallel zu der genannten Längsachse angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der jede Patrone außerdem ein äußeres röhrenförmiges Teil (58) mit den genannten ersten und zweiten Enden und dem genannten Innenvolumen (58a), eine zweite Endkappe (62), die am zweiten Ende des äußeren röhrenförmigen Teils (58) befestigt ist, und ein inneres röhrenförmiges Teil (160) mit einem ersten Ende, das verschiebbar mit der ersten Endkappe (60) verbunden ist, und einem zweiten Ende, das fest an der zweiten Endkappe (62) befestigt ist, aufweist und bei der das erste Ende so mit dem Wasserauslauf (70) und das zweite Ende so mit dem Innenvolumen (58a) verbunden sind, dass das Medium durchfließen kann.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der sich das Filtermedium (162) innerhalb jeder Patrone (28) befindet.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der genannte Verteiler einen ersten Verteiler (34) hat und außerdem einen zweiten Verteiler (80), der abnehmbar zwischen dem ersten Verteiler (34) und den mehreren Patronen (28) angebracht ist und das Wasser vom Wassereinlauf (36) des ersten Verteilers (34) durch jede Patrone und durch den Wasserauslauf (38) des ersten Verteilers (34) leitet.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die weiterhin eine Pumpe (210) zur Förderung des Wassers durch die Patronen (28) enthält.
Verfahren zur Reinigung von Wasser in einer Vorrichtung zur Reinigung von Wasser wie in den vorherigen Ansprüchen beschrieben, gemäß dem das Wasser durch mindestens eine erste der Patronen (28) geleitet wird, dann in ein außerhalb der Filtereinheit befindliches Hilfs-Verarbeitungsgerät (240) fließt, in welchem das Wasser gereinigt wird, und gemäß dem das Wasser in mindestens eine der anderen Filterpatronen (28) der Filtereinheit zurückfließt, wo das Wasser einer Endfilterung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das genannte Hilfs-Verarbeitungsgerät eine UV-Kammer (240) hat und bei dem zum Reinigungsprozess außerdem gehört, dass das Wasser in der UV-Kammer (240) einer Ultraviolettstrahlung ausgesetzt wird.