DE813992C

DE813992C - Filtrierkoerper, insbesondere Kiespackungskoerper fuer Brunnenfilter u. dgl.

Info

Publication number: DE813992C
Application number: DEP36928D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Degen
Original assignee: Dipl-Ing Wilhelm Degen Frankfurt/m
Current assignee: Dipl-Ing Wilhelm Degen Frankfurt/m
Priority date: 1949-03-17
Filing date: 1949-03-17
Publication date: 1951-09-17
Also published as: CH295037A

Description

Filtrierkörper, insbesondere Kiespackungskörper für Brunnenfilter u. dgl.
I)ie vorliegeiide Erfindung bezieht sich auf Filtrierkörl)er, insbesondere Kiespackungskörper oder Filterkörl)er als solche und Verfahren zur Herstellung dieser, vie sie insl,esondere für Irunnenfilter in 13betracht kommen, die sich aber auch für andere liltrierzxvecke eignen, bei denen eine erhöhte l)urchlässigkeit und deren Erhaltung erwünscht ist. l)er Filtrierkörper nach der rorliegenden Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Gerüststoff besteht, dessen Einzelteile, z. n. gekörnte Körper, im Zustand ihrer lockersten Lagerung im Sinne der Bodenmechaniknorm durch gegenseitige, ihre Berührungsflächen miteinander durch die Verkittung praktisch nicht vergrößernde Verbindung miteinander festgehalten sind.
Für Filtrierkörper hat man bereits den Aufbau aus einzelnen miteinander verbundenen kiesförmigen Teilen, insbesondere für Rohrbrunnen, vorgeschlagen, und zwar derart, daß der Filterkörper selbst aus gleichmäßigen Schichten gleichartiger Teilstücke zusammengesetzt wurde. Man hat auch schon die Kiespackung des Filterkörpers aus durch Bindemittel zusammengehaltenen Kieskörpern gebildet und dabei durch später lösbare Bindemittel versucht, die durch die Bindemittel verlorene Durchlässigkeit wiederherzustellen.
In allen Fällen war es bisher unmöglich, einen KiesI,ackungs- oder Filterkörper mit einer höheren Wasserdurchlässigkeit herzustellen, als wenn man das Haufwerk, wie bisher, in loser Schüttung einbrachte. Auch ist es nicht gelungen, solche Kiespackungskörper durch Bindemittel überhaupt durchlässig bei noch genügender Festigkeit herzustellen, wenn man die im Brunnenbau üblichen und erforderlichen Korngrößen verwendete. Daraus erklärt sich auch, daß man für solche Fälle vorgeschlagen hat, Verkittungsmittel zu verwenden, die nach erfolgter Einbringung wieder entfernt werden können.
Kiesschüttungen aus losem Haufwerk verdichten sich unter den beim Brunnenbau herrschenden Bedingungen und setzen dadurch ihre Durchlässigkeit herab.
Die vorliegende Erfindung beruht demgegenüber auf der Erkenntnis, daß es einer ausdrücklichen Festhaltung des Zustandes der lockersten Lagerung, das ist eines in der Bodenmechanik normenmäßig festgelegten Begriffes, für diesen Zustand bedarf, in dem der Aufbau der Gerüstmasse durch die Verkittung erhalten bleiben muß, wenn eine mindestens ausreichende Durchlässigkeit erreicht werden soll, die aber tatsächlich hierdurch eine wesentliche Erhöhung gegenüber den bisher erreichten Durchlässigkeiten darstellt. Selbstverständlich gibt es im praktischen Betrieb Verhältnisse, unter denen man auf die allerlockerste Lagerung, etwa aus Festigkeitsrücksichten, bis zu einem gewissen Grade verzichten kann.
Zur Herstellung dieser Kiespackungskörper geht man im wesentlichen derart vor, daß man z. B. für Rohrbrunnen vor dem Einbringen in den Brunnen das verwendete körnige Material mit einem Bindemittel vornetzt, hierauf die Filtermasse zweckmäßig chargenweise in einem Siebkorb schleudert oder rüttelt, bis sich die Körner von überschüssigem Bindemittel befreit haben, und nach erneuter Auflockerung der Filtermasse sie in der gewünschten Formgebung zum gegenseitigen Verband bringt.
Man kann auch unter Verwendung geeigneten Materials, z. B. gekörnter oder in sonstigen Formen vorliegender, genügend harter und gegen die Filterflüssigkeit beständiger Kunstharze, lockere Lagerungen herstellen und diese ohne Zuhilfenahme eines Bindemittels durch eine Verschweißung an den Berührungsstellen nur theoretisch punktförmig miteinander verbinden; auch andere, durch die Masse selbst mögliche Verkittungen und Verbindungen sind anwendbar. Verbindungen, die ohne Beeinträchtigung des Zustandes der lockersten Lagerung ausführbar sind, stellen z. B. Frittungen, Verschweißungen u. dgl. dar. Man erhält auf diese Weise z. B. aus gekörntem Kunstharz, z. B. Polyvinylchloriden u. a., die an sich bekannte Beständigkeit gegen Wasser oder Filterflüssigkeiten aller Art aufweisen, etwa durch Behandlung einer sehr locker angelegten Lagerung mit Heißluft, mit auf entsprechende Temperaturen zu bringenden Flüssigkeiten, sehr durchlässige, feste Körper.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß z. B. bei Rohrbrunnen die Wasserdurchlässigkeit durch die vorgeschlagenen Kiespackungskörper aus beliebigen geeigneten Gerüststoffen nicht nur nicht hinuntergesetzt wird, wie bisher bei vorheriger Verkittung von Filterkiesschichten zum Zwecke einer Erleichterung des Einbaues der Kiesschüttung, sondern im Gegenteil wesentlich hinaufgesetzt wird. Durchgeführte Versuche haben ergeben, daß die Lagerungsdichte einen ganz entscheidenden Ein fluß auf die Wasserdurchlässigkeit ausübt, so wurde z. B. festgestellt, daß durch künstliche Verdichtung von losem Filterkieshaufwerk die Wasserdurchlässigkeit auf etwa ein Drittel zurückging. Es wurde weiterhin beobachtet, daß Filterkiesschüttungen oder -packungen nach dem Einbringen in den Brunnen sich jeweils durch den Einfluß von Saug-und Schlämmwirkung sehr stark verdichten, wodurch sich die Wasserdurchlässigkeit beträchtlich erniedrigt.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung bietet die Möglichkeit, verfestigte Filtermassen je nach Wahl des Bindemittels auch in feineren Körnungen mit erhöhter Filterleistung gleichbleibend herzustellen.
Nachstehendes Beispiel verdeutlicht die vor stehenden Ausführungen.
Das Porenvolumen einer üblichen Filterkiesschicht schwankt je nach der dichtesten und lockersten Lagerung zwischen 25 und 500/0, wobei unter Porenvolumen das Volumenverhältnis des Gesamtporengehaltes zum Gesamtvolumen der Schicht verstanden wird. Eine derartige Filterkiesschicht aus Körnungen 2 bis 4 mm Durchmesser wurde in üblicher Weise mit Bindemitteln getränkt, aber gemäß Erfindung hierauf noch durch Abrütteln von überschüssigem Bindemittel befreit und im Zustand der lockersten Lagerung der Verfestigung ausgesetzt. Nach dem Abrütteln wurden in den Kiesschichten noch etwa 35 I/cbm an Bindemittel festgestellt. Das Porenvolumen der wieder aufgelockerten Schicht mit anhaftendem Bindemittel ergab danach gegenüber dem Porenvolumen von etwa 500/0 bei lockerster Lagerung der bindemittelfreien Kiesschicht eine Herabsetzung dieses Wertes auf 46,5 O/o. Die Durchflußzeit eines daraus gemäß Erfindung hergestellten Kiespackungskörpers betrug 1 1 Sekunden, während bei einer losen Schüttung mit gleicher Körnung, die unter den beim Brunnenbau vorherrschenden Bedingungen hergestellt wurde, 21 Sekunden gemessen wurden. Nach künstlicher Verdichtung derselben Kiesschicht erhöhte sich die Durchflußzeit auf 30 Sekunden.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es auch ohne weiteres möglich, zwei oder mehrere Filterkiesschüttungen verschiedener Korngröße zu einem Filterkieskörper zu verbinden.
Auch lassen sich ebenso die Kiespackungskörper mit dem Filterkörper, z. B. dem geschlitzten oder gelochten Filterrohr, über Tage vorher schon zu einem Körper verbinden. Auch kann der Filterkörper selbst aus solchen Kiespackungskörpern hergestellt werden.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch einige Anwendungsbeispiele.
Fig. I stellt einen Kiespackungskörper mit den beiden Schichten I und 2 dar, Fig. 2 ist ein Filterkörper 3 mit den Schlitzen 4, Fig. 3 zeigt einen aus einem Stück bestehenden Filtrierkörper, der durch die gemeinsame Zusammenfassung des Kiespackungskörpers I, 2 und des Filterkörpers 3 gebildet ist.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch ein ausgebrochenes Stück aus einem Kiespackungskörper ge- mäß der Erfindung, wobei die Gerüstelemente mit 5, ihre Verkittungsstellen mit 6, ihre theoretischen Berührungsstellen mit 7 bezeichnet sind und wobei ersichtlich ist, daß die letzteren durch das Verki ttungsmittel praktisch nicht vergrößert werden.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Filtrierkörper, insbesondere Kiespackungskörper für Brunnenfilter, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einer Gerüstmasse besteht, deren Einzelteile, z. B. Kieskörner, im Zustand ihrer lockersten Lagerung im Sinne der Bodenmechaniknorm durch gegenseitige, die Berührungsflächen der Einzelteile, z. B. Körner, praktisch nicht vergrößernde, unlösbare Verkittung festgehalten werden.
2. Filtrierkörper als Kiespackungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe aus zwei oder mehreren konzentrischen, in der Körnung abgestuften Schichten besteht.
3. Filtrierkörper als Kiespackungskörper nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kiespackungskörper mit dem Filterkörper einen einheitlichen Körper bildet.
4. Verfahren zur Herstellung von Filtrierkörpern nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Bindemittel vorgenetzten Filterkörper chargenweise, z. B. durch Schleudern oder Rütteln, von überschüssiger Flüssigkeit befreit und hierauf im Zustand lockerster Lagerung in der gewünschten Formgebung zum gegenseitigen Verband gebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gerüststoffe solche Verwendung finden, die z. B. durch Heißluft oder in heißen Flüssigkeiten verkittbar sind, z. B. aus Polyvinylchloriden, oder durch. Frittung, Schmelzung usw. miteinander verhaftbar sind.