DE89693C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

(Grafschaft Lancaster).

Verfahren zum Filtriren von Flüssigkeiten.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. Oktober 1895 ab.

Bei den bisher gebräuchlichen Filtrirvorrichtungen, bei denen die Filtrirschicht beständig von der Flüssigkeit bedeckt gehalten wird, verliert das Filtrirmaterial, wie durch Beobachtung festgestellt worden ist, einen grofsen Theil seiner Wirksamkeit dadurch, dafs demselben in kurzer Zeit der Sauerstoff entzogen wird, der in dem Material enthalten war und die Wirkung desselben unterstützte.

Durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nun dieser Uebelstand dadurch beseitigt, dafs das Filtermaterial regelmäfsig in gewissen Zeitabschnitten in selbstthätiger Weise mit Sauerstoff angereichert wird. Dies geschieht, indem man die Filtrirschicht in regelmäfsigen Zwischenräumen mit der Flüssigkeit überfluthet, die letztere durch die Schicht gänzlich hindurchsickern läfst und dadurch diese für den Zutritt der Luft freilegt, welche dann das Material wieder durchtränkt, dasselbe also wieder mit Sauerstoff anreichert. Das Wesentliche des Verfahrens gegenwärtiger Erfindung besteht darin, dafs die Luft in beiden Richtungen durch das Filter hindurchgeschickt, also ein Vorgang herbeigeführt wird, welcher mit dem Einziehen und Ausstofsen der Luft beim Athmen verglichen werden kann. Die Anreicherung des Filtrirmaterials mit Sauerstoff wird dadurch wesentlich gefördert.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine zur Ausübung dieses Verfahrens- dienende Vorrichtung in zwei Ausführungsformen dargestellt.

Bei dem in den Fig. 1, 2, 3 und 6 veranschaulichten Filter ist an der einen Seite der von hinreichend hohen Wandungen b umschlossenen Filtrirschicht α ein Tank bezw.. eine Spülkammer c vorgesehen, in welcher drei Syphons ddd angeordnet sind. Das unreine Wasser oder die sonstige zu filtrirende Flüssigkeit, wird durch das Rohr e zum Tank c geführt. Die Syphons d sind derart durch ein L'üftrohr_/ mit einander verbunden, dafs sie säm'mflich gleichzeitig in Wirkung treten. Die Äbflufsröhren d^ld^ld^l der Syphons i münden in das Filtrirmaterial oder zweckmäfsiger in Tröge ggg, welche sich der Länge nach durch die Filtrirschicht hindurchziehen. Diese Tröge sind in das Filtrirmaterial versenkt und der obere Rand derselben liegt in gleicher Höhe mit der Oberfläche der Filtrirschicht. Der Zweck dieser Tröge ist, zu verhindern, dafs das Wasser bei seinem Austritt aus den Syphons sich unmittelbar auf die Oberfläche der Filtrirschicht ergiefst und dieselbe aufrührt. Anstatt dessen wird bei der vorliegenden Vorrichtung das Wasser durch die Tröge g eingeleitet, füllt die letzteren an und fliefst dann über die Ränder derselben hinweg auf die Filtrirschicht a. Damit aber auch hierbei kein Aufrühren der den Rändern der Tröge zunächst liegenden Theile des Filtrirmaterials (welches in der Regel aus Sand besteht) stattfindet, werden , noch Streifen von Netzwerk, Drahtgaze, Flechtwerk oder von sonstigen durchlässigen

bezw. porösen Materialien (wie Leinwand oder andere Gewebe) längs der Ränder der Tröge g gelegt, etwa in der Weise, wie in Fig. ι bei k durch punktirte schräge Linien angedeutet ist. Die Unterlage der Filtrirschicht a, welche aus irgend einem geeigneten Material bestehen kann, liegt auf einem durchlässigen, von der Spülkammer nach dem anderen Ende hin etwas geneigten Siebboden α³ (Fig. 6), und unter letzterem über dem Boden des Filters ist noch ein Raum m, welcher in eine Luftkammer Z mündet. In dieser Kammer ist ein Syphon η (oder mehrere Syphons) vorgesehen, so dafs, wenn die Flüssigkeit in der Kammer / ein bestimmtes Niveau erreicht hat, der Inhalt dieser Kammer selbstthätig durch den Syphon bezw. die Syphons η durch das Rohr ο abgeleitet und dem Ausflufs zugeführt wird.
- Bei der Einrichtung Fig. 4 und 5 hat die Filtrirschicht einen kreisförmigen Umrifs und in der Mitte derselben ist der gleichfalls kreisförmige Behälter oder Tank c angeordnet. Unter diesem befindet sich noch . die : Luftkammer /. Im Uebrigen ist die Einrichtung wie bei dem beschriebenen rechteckigen Filter. Die Filtration geht nun in folgender Weise vor sich. Das unreine Wasser oder die sonstige zu filtrirende Flüssigkeit wird durch das Rohr e oder eine andere geeignete Leitung in den Behälter c eingeführt. Nachdem dann die Flüssigkeit in dem Behälter c so hoch gestiegen ist, dafs die Syphons d in Wirkung treten (dieses wird, wie erwähnt, bei allen Syphons durch das Verbindungsrohr f zu gleicher Zeit herbeigeführt), so ergiefst sich die Flüssigkeit aus dem Behälter c durch die Ausflufsöffnungen d¹ in die Tröge g und fliefst über die Ränder derselben auf die Filtrirschicht. In letzterer sinkt die Flüssigkeit nach unten in den Raum m, von wo aus sie in die Kammer / sich ergiefst, deren oberer Theil einen Luftsack bildet. Beim Durchgang der Flüssigkeit durch das Filtrirmaterial treibt sie aus der unteren Schicht die Luft aus und zieht dann wieder Luft nach sich. Beim darauffolgenden Eintritt der Flüssigkeit in die untere Kammer Z wird die Luft aus dem oberen Theil derselben durch die von unten nachdrängende Flüssigkeit ausgetrieben und nach oben durch die Filtrirmaterialschicht hindurchgeprefst. Man kann diesen Vorgang mit dem Ausathmen vergleichen. Wenn nun die Flüssigkeit hindurchgesickert ist und die untere Kammer Z so weit angefüllt hat, dafs der Syphon rc in Wirkung tritt, so wird die Flüssigkeit aus der unteren Kammer rasch durch das Rohr ο abgeleitet. Diese plötzliche Entfernung der Flüssigkeit aus der Kammer Z führt zur Bildung einer Luftverdünnung in dieser Kammer, wodurch Luft durch die Filtrirschicht hindurch nach unten in die Kammer Z eingesaugt wird, wo sie an die Stelle der abgelassenen Flüssigkeit tritt.

Dieser Vorgang kann mit dem Einathmen in Vergleich gestellt werden.

Durch die im Vorstehenden beschriebene Wirkung des Filters wird also die Luft regelmäfsig durch das Filtrirmaterial hindurch ausgestofsen und wieder eingesaugt, und diese abwechselnd nach oben und nach unten gerichteten Luftströme bewirken eine gründlichere Durchlüftung des Filtrirmaterials und Anreicherung desselben mit Sauerstoff.

. Beim Hindurchsickern durch das Filtrirmaterial verdrängt die Flüssigkeit die Luft, und da letztere in Form, von Blasen nach aufwärts zu steigen sucht, so würde sie'die Oberfläche der Filtrirschicht zerstören. Um dies zu verhindern, ist eine Ventilationsvorrichtung vorgesehen, welche der Luft den Austritt gestattet, ohne dafs dieselbe die Flüssigkeit zu passiren braucht. Diese Ventilationsvorrichtung besteht aus zwei Brettern f¹, welche, wie in Fig. 3 angegeben, in einem Abstande von einander angeordnet sind. Diese Bretter sind derart hochkantig in die obere Filtrirschicht eingesetzt, dafs sie mit ihrem unteren Rande auf der unteren Schicht von gröberem Material (Polärit) stehen. Wenn daher die Luft durch die herabsinkende Flüssigkeit verdrängt wird, so strömt dieselbe durch den Polarit hindurch, den Stellen kleinsten Widerstandes, also den zwischen den Brettern f befindlichen Zwischenräumen zu und entweicht durch die letzteren. Wie' in der · Fig. 3 angegeben, sind die Bretterf¹ so hoch gewählt, dafs· sie auch über dem Spiegelnder zu filtrirenden Flüssigkeit hervorragen. Derartige Ventilationsvorrichtungen werden zu mehreren in die Filtrirschicht eingebettet (s. Fig. 1). Die Flüssigkeitszufuhr durch die Syphons hört auf, sobald der Behälter c leer ist, indem die Thätigkeit der Syphons alsdann unterbrochen wird, so dafs der Behälter sich erst wieder füllen mufs. In der Zwischenzeit sickert aber sämmt·^ liehe zuvor auf die Filtrirschicht gebrachte Flüssigkeit durch letztere hindurch, so dafs die Filtrirschicht der Einwirkung der Luft ausgesetzt und dadurch vor der nächstfolgenden Zufuhr von Flüssigkeit wieder mit Sauerstoff arige^ reichert bezw. gelüftet wird. '

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Verfahren zum Filtriren von Flüssigkeiten, bei welchem ein Ersatz des von der Flüssig' keit aus dem Filtrirmaterial mit fortgeführten Sauerstoffes stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dafs die Flüssigkeit nach dem Hindurchsickern durch das Filtrirmaterial in eine Luftkammer (I) eingeleitet und nach dem Anfüllen derselben plötzlich abgeleitet wird, derart, dafs beim Einfliefsen der Flüssigkeit die Luft ausgetrieben und durch das Filtrirmaterial hindurchgedrückt, beim

   Ausfliefsen hingegen Luft durch das Filtrirmaterial hindurch nachgesaugt wird.
   Ein Filter zur Ausführung des unter ι. gekennzeichneten Verfahrens, bei welchem eine mit einer periodisch wirkenden Ablafsyorrichtung (Syphon oder dergl.) ausgerüstete Luftkammer (I) vorgesehen ist, welche mit einem unter der Filtrirschicht liegenden Räume (m) in Verbindung steht, zum Zweck, das Ausstofsen und Einsaugen von Luft zu ermöglichen.

   3· Bei dem unter 2. gekennzeichneten Filter

   a) die Anordnung von durchlässigen Deckplatten (k) aus Gaze, Leinwand etc. auf der Oberfläche des Filtrirmaterials, zum Zweck, ein Aufrühren desselben zu verhindern;

   b) die Anordnung von Ventilationskanälen ff ¹Z¹Ji welche bis auf die grobkörnige Unterlage (d¹) des Filtrirmaterials (a) herabgeführt sind und dadurch der Luft den Abzug gestatten.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.