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Querstromfiltrationsanlage mit Eintauch-UmwälzpumpeCross-flow filtration system with immersion circulation pump
Die Erfindung betrifft eine Querstromfiltrationsanlage zum
Abtrennen von Ölen, Fetten, Schmutzpartikeln oder anderen unerwünschten Stoffen aus Flüssigkeiten mit einer Pumpe zum Fördern
der Flüssigkeiten, mit einem Arbeitsabteil, aus welchem die zu behandelnde Flüssigkeit mit Hilfe der Pumpe entnommen und einer
Filtrationsstufe zugeführt werden kann, deren Permeat aus der
Anlage abgeleitet und deren Retentat wieder in das Arbeitsabteil zurückgeleitet werden kann, und mit einem Spülabteil, aus
welchem mit Hilfe der Pumpe eine Spüllösung entnommen und der Filtrationsstufe zugeführt werden kann, wobei das Retentat der
Spüllösung wieder in das Spülabteil zurückgeleitet werden kann.The invention relates to a cross-flow filtration system for
separating oils, fats, dirt particles or other undesirable substances from liquids, with a pump for conveying the liquids, with a working compartment from which the liquid to be treated can be removed with the help of the pump and fed to a
filtration stage, the permeate of which can be drained from the system and the retentate of which can be returned to the working compartment, and with a rinsing compartment from which a rinsing solution can be removed with the help of the pump and fed to the filtration stage, whereby the retentate of the rinsing solution can be returned to the rinsing compartment.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise bekannt aus dem Prospekt "Ultrafiltration Microfiltration" der Firma Gütling
vom November 1991.Such a device is known, for example, from the brochure "Ultrafiltration Microfiltration" by the company Gütling
from November 1991.
Die bekannte Vorrichtung weist zwei getrennte Behälter für ein zu behandelndes Arbeitsmedium und ein Spülmedium sowie eine
außenliegende Umwälzpumpe auf, die wechselweise mit einem der beiden Behälter über Saugleitungen verbunden wird. Die Anlage
dient zur Abtrennung von Ölen, Fetten und/oder Feststoffen aus Emulsionen, insbesondere Öl-Wasser-Gemischen oder abrasive Stoffe
enthaltenden Lösungen. Derartige Flüssigkeitsgemische fallen in mehr oder minder großen Mengen in der metallverarbeitenden
Industrie als Gleitschleifabwasser, als Zieh- und Walzemulsionen beim Tiefziehen, Drahtziehen und Blechwalzen, als Entfettungsund
Waschwasser, Abwasser aus Verkehrsbetrieben und Kfz-Werkstätten,
aus Lack herstellenden und verarbeitenden Betrieben, aus Betrieben der chemischen Industrie sowie als alkalische
Fotoresist-Abwasser aus der Leiterplattenfertigung an. Das zu behandelnde Medium wird mit relativ hoher Geschwindigkeit und
einem bestimmten Druck an einer porösen Filtermembran vorbeigeleitet, deren Porengröße so bemessen ist, daß kleine Moleküle,
hauptsächlich Wasser, durchtreten können, während größere Teilchen wie Öl- bzw. Fett-Moleküle oder Schleifkörperpartikel
sowie Abrieb zurückgehalten werden. In bestimmten Abständen wird die Behandlung des Mediums unterbrochen und Spülmittel
aus dem entsprechenden Behälter von der Pumpe angesaugt und durch die Filtrationsstufe geschickt, um die letztere von den
auf der Oberfläche der Filtermembran angesammelten ausgeschiedenen Stoffen zu befreien.The known device has two separate containers for a working medium to be treated and a rinsing medium, as well as an external circulation pump that is alternately connected to one of the two containers via suction lines. The system is used to separate oils, fats and/or solids from emulsions, in particular oil-water mixtures or solutions containing abrasive substances. Such liquid mixtures are produced in more or less large quantities in the metalworking industry as slide grinding waste water, as drawing and rolling emulsions during deep drawing, wire drawing and sheet metal rolling, as degreasing and washing water, waste water from transport companies and car repair shops, from paint manufacturing and processing companies, from chemical industry companies and as alkaline photoresist waste water from circuit board production. The medium to be treated is passed at a relatively high speed and a certain pressure past a porous filter membrane, the pore size of which is such that small molecules, mainly water, can pass through, while larger particles such as oil or fat molecules or abrasive particles and abrasion are retained. At certain intervals, the treatment of the medium is interrupted and rinsing agent is sucked in from the corresponding container by the pump and sent through the filtration stage in order to free the latter from the separated substances that have accumulated on the surface of the filter membrane.
Bei den bekannten Querstromfiltrationsanlagen entsteht ein sehr
hoher Wartungsaufwand durch den relativ häufig notwendig wer-The known cross-flow filtration systems involve a very high level of maintenance work, which is required relatively frequently.
denden Austausch von Gleitringdichtungen für die normalerweise zum Transport der zu reinigenden Flüssigkeit und zur Druckerzeugung
beim Einleiten des Flüssigkeitsgemisches in die Filtrationsstufe verwendeten außenliegenden Umwälzpumpen. Insbesondere
greifen aggressive Lösungen, die häufig abrasive Stoffe enthalten, beispielsweise mechanischen Abrieb aus spanabhebenden
Bearbeitungsvorgängen, Schleifkörper und Schleifabrieb beim Recyclen von Gleitschleiflösungen oder die beim sauren
Gleitschleifen in der Lösung enthaltenden Säureanteile, die Dichtungen an und machen sie nach kurzer Betriebszeit
unbrauchbar. Außerdem kristallisieren die in den meisten Fällen den Reinigungsbädern beigefügten Alkalien häufig auf den
Dichtungen aus und erzeugen beim Betrieb der Pumpe Riefen in den Dichtringen, so daß die Pumpe ebenfalls nach einer gewissen
Zeit undicht wird und leckt.the replacement of mechanical seals for the external circulation pumps normally used to transport the liquid to be cleaned and to generate pressure when introducing the liquid mixture into the filtration stage. In particular, aggressive solutions that often contain abrasive substances, such as mechanical abrasion from machining processes, grinding media and grinding abrasion when recycling vibratory grinding solutions or the acid components contained in the solution during acidic vibratory grinding, attack the seals and make them unusable after a short period of operation. In addition, the alkalis that are usually added to the cleaning baths often crystallize on the seals and create grooves in the sealing rings when the pump is in operation, so that the pump also becomes leaky after a certain period of time.
Der scheinbar naheliegende Einsatz von magnetgekuppelten Pumpen anstelle der gleitringgedichteten Pumpen bringt keine Lösung
des Problems, da die in den zu reinigenden Flüssigkeiten typischerweise vorhandenen magnetischen Späne bzw. der Metallabrieb
den Spalttopf der Pumpen zerstören können.The seemingly obvious use of magnetically coupled pumps instead of mechanically sealed pumps does not solve the problem, since the magnetic chips or metal abrasion typically present in the liquids to be cleaned can destroy the pumps' containment shell.
Ebenso scheidet der denkbare Einsatz einer Sperrwasserpumpe mit gespülter Dichtung für die praktische Anwendung aus. Das zusätzlich
in die Anlage einzubringende Sperrwasser müßte nämlich im Dauerbetrieb ebenfalls einer ständigen Reinigung unterzogen
werden, da es zwangsläufig mit der zu behandelnden Flüssigkeit kontaminiert werden würde. Dadurch würden bei üblichen Anlagengrößen die Volumenströme von Sperrwasserzulaufmenge und Permeat
in der gleichen Größenordnung liegen, so daß bei den für Recyclinganlagen typischen geringen Volumendurchsätzen wegen der
ständig erforderlichen Frischwasserzufuhr für die ErneuerungThe possible use of a sealing water pump with a flushed seal is also ruled out for practical use. The additional sealing water that would be introduced into the system would also have to be subjected to constant cleaning during continuous operation, as it would inevitably be contaminated with the liquid to be treated. As a result, for normal system sizes, the volume flows of sealing water inlet and permeate would be in the same order of magnitude, so that with the low volume throughputs typical for recycling systems, due to the constant fresh water supply required for renewal
des Sperrwassers ein wirtschaftliches Recycling gar nicht möglich
wäre.of the sealing water, economic recycling would not be possible at all.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Querstromfiltrationsanlage
der eingangs genannten Art vorzustellen, die kompakt und wartungsfreundlich ist, die insbesondere auch
für die Behandlung von aggressiven Lösungen oder Flüssigkeiten mit stark abrasiven Stoffen, z.B. für die Entsorgung von Kühlschleifmittel
mit Abrieb und Schleifkörpern aus Schleifoperationen eingesetzt werden kann und die sich als mobile, variabel
einsetzbare Anlage zur Standzeitverlängerung von Wasch- oder Entfettungsbädern auch bei kleinerem Flüssigkeitsaufkommen
oder bei dezentralem Einsatz, beispielsweise an industriellen Fertigungsstraßen eignet.The object of the present invention is therefore to present a cross-flow filtration system
of the type mentioned at the beginning, which is compact and easy to maintain, which can also be used in particular
for the treatment of aggressive solutions or liquids with highly abrasive substances, e.g. for the disposal of cooling abrasive
with abrasive particles and grinding bodies from grinding operations and which is suitable as a mobile, variably
usable system for extending the service life of washing or degreasing baths even with smaller amounts of liquid
or for decentralized use, for example on industrial production lines.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Tank vorgesehen ist, der in drei separate Kammern unterteilt ist, von denen eine das Arbeitsabteil, eine das Spülabteil und
eine ein Pumpabteil bildet, wobei das Pumpabteil eine Eintauch-Umwälzpumpe
zum Fördern der Flüssigkeiten enthält und wobei Fußventile zwischen dem Pumpabteil und dem Arbeitsabteil sowie
zwischen dem Pumpabteil und dem Spülabteil vorgesehen sind, über die alternativ eine kommunizierende Verbindung zwischen
dem Pumpabteil und einer der beiden anderen Kammern hergestellt werden kann.This object is achieved according to the invention in that a
tank is provided which is divided into three separate chambers, one of which forms the working compartment, one the rinsing compartment and
one a pumping compartment, wherein the pumping compartment contains a submersible circulation pump
for conveying the liquids and wherein foot valves are provided between the pumping compartment and the working compartment and between the pumping compartment and the rinsing compartment, via which a communicating connection can alternatively be established between the pumping compartment and one of the other two chambers.
Der Einsatz einer wartungsfreundlichen dichtungslosen Eintauch-Umwälzpume
macht ein häufiges Auswechseln von durch Schleifkörper, Abrieb oder Säuren schnell verschlissenen Gleitringdichtungen
überflüssig. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch ihre integrierte Bauweise besonders platzsparend,
so daß sie auch in kleineren Fertigungsbetrieben zu der gesetz-The use of a maintenance-friendly, seal-free immersion circulation pump
makes frequent replacement of mechanical seals that quickly wear out due to grinding particles, abrasion or acids
superfluous. In addition, the device according to the invention is particularly space-saving due to its integrated design,
so that it can also be used in smaller manufacturing plants to meet the legal requirements.
lieh geforderten Standzeitverlängerung von Entfettungsbädern
oder Gleitschleiflösungen eingesetzt werden kann. Aus der kompakten Bauweise, die lediglich einen einzigen Tank aufweist,
folgt auch ein geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The compact design, which has only a single tank, also means that less material is required to manufacture the device according to the invention.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht
darin, daß durch die räumliche Nähe des Spülabteils zum Arbeitsabteil bzw. zu dem mit dem Arbeitsabteil zeitweise kommunizierend
verbundenen Pumpabteil das Spülmittel im Spülabteil ohne zusätzliche Heizungsmaßnahmen auf die Temperatur des Arbeitsmediums
im Arbeitsabteil angehoben wird, die bei vielen Anwendungen erheblich über der Zimmertemperatur liegt. Durch
ein höher temperiertes Spülmittel wird einerseits eine bessere Spülwirkung erzielt, andererseits werden die Filtermembranen
der Filtrationsstufe vor starken Temperatursprüngen beim Mediumswechsel
zwischen Arbeitsmedium und Spülmedium bewahrt. Dadurch bleiben die Filterelemente von den durch Temperaturwechsel
bedingten mechanischen Spannungen verschont, was ihre Lebensdauer unter Umständen erheblich verlängern kann.A further advantage of the device according to the invention is that the proximity of the rinsing compartment to the working compartment or to the pump compartment that is temporarily connected to the working compartment means that the rinsing agent in the rinsing compartment is raised to the temperature of the working medium in the working compartment without additional heating measures, which in many applications is considerably higher than room temperature. A rinsing agent at a higher temperature achieves a better rinsing effect on the one hand, and on the other hand the filter membranes of the filtration stage are protected from strong temperature jumps when the medium changes between the working medium and the rinsing medium. This means that the filter elements are spared from the mechanical stresses caused by temperature changes, which can significantly extend their service life under certain circumstances.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Querstromfiltrationsanlage ist die Eintauch-Umwälzpumpe im wesentlichen dichtungslos. Dadurch tauchen von vornherein auch
bei der Verarbeitung von stark abrasiven Stoffen keine Dichtungsprobleme mehr auf. Auch die Sicherheit gegen das Auslaufen
von aggressiven oder wassergefährdenden Medien aus der Anlage wird erhöht, da zumindest eine leck gewordene Pumpe als
Fehlerursache ausscheidet.In a preferred embodiment of the cross-flow filtration system according to the invention, the immersion circulation pump is essentially sealless. This means that sealing problems no longer arise from the outset, even when processing highly abrasive materials. The safety against the leakage of aggressive or water-polluting media from the system is also increased, since at least a leaking pump is eliminated as a cause of failure.
Um die Wartungsfreiheit zu erhöhen und den störungsfreien Betrieb
der erfindungsgemäßen Querstromfiltrationsanlage überIn order to increase the freedom from maintenance and to ensure trouble-free operation
of the cross-flow filtration system according to the invention over
längere Zeit zu gewährleisten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
ein Motorschaltgerät mit integriertem Trockenlaufschutz zum Schalten der Eintauch-Umwälzpumpe vorgesehen.
Eine zusätzliche Überwachung des Systems bei geringem Flüssigkeitsanfall durch eine Bedienungsperson fällt damit ebenfalls
weg.In order to ensure long-term operation, a preferred embodiment provides a motor control unit with integrated dry-run protection for switching the immersion circulation pump. This also eliminates the need for an operator to additionally monitor the system when there is a small amount of liquid.
Im einfachsten Fall kann als Trockenlaufschutz für die Eintauch-Umwälzpumpe
ein in den Tank ragender Magnetschwimmschalter vorgesehen sein, der als simples mechanisches Teil wartungsfrei,
störungsunempfindlich und äußerst zuverlässig ist.In the simplest case, a magnetic float switch protruding into the tank can be provided as dry-run protection for the submersible circulation pump. As a simple mechanical part, this switch is maintenance-free, insensitive to faults and extremely reliable.
Eine weitere Überwachungsfunktion wird bei einer bevorzugten Ausführungsform dadurch überflüssig, daß im Zulauf für die zu
behandelnde Flüssigkeit in das Arbeitsabteil ein Zulaufventil vorgesehen ist, das von einem Schwimmer direkt mechanisch betätigt
wird.In a preferred embodiment, a further monitoring function is made superfluous by the fact that an inlet valve is provided in the inlet for the liquid to be treated into the working compartment, which is directly mechanically actuated by a float.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die Zwischenwände
zwischen den Kammern niedriger als die Außenwand des Tankes, so daß die Kammern ineinander überlaufen können, ohne daß der
Behälter selbst nach außen hin überläuft. Die Meßeinrichtung kann dann aus einem einzigen Füllstandsschalter bestehen, mit
dem sowohl die Eintauch-Umwälzpumpe, das Zulaufventil und ein Übervollalarm angesteuert werden können, so daß für den
Trockenlaufschutz, die Füllstandsregelung und den Übervollalarm lediglich ein einziger Meßfühler mit drei Schaltpunkten
erforderlich sind, was die erfindungsgemäße Vorrichtung noch kompakter und billiger gestaltet.In another embodiment, the partition walls between the chambers are lower than the outer wall of the tank, so that the chambers can overflow into one another without the container itself overflowing to the outside. The measuring device can then consist of a single level switch with which both the immersion circulation pump, the inlet valve and an over-full alarm can be controlled, so that only a single sensor with three switching points is required for the dry-run protection, the level control and the over-full alarm, which makes the device according to the invention even more compact and cheaper.
Als besonders günstig hat sich ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Querstromflltrationsanlage erwiesen, bei demA method for operating the cross-flow filtration system according to the invention has proven to be particularly advantageous in which
im Arbeitsbetrieb das Arbeitsabteil durch den Zulauf mit zu behandelnder Flüssigkeit befüllt wird, wobei das Fußventil
zwischen Pumpabteil und Arbeitsabteil geöffnet und das Fußventil zwischen Pumpabteil und Spülabteil geschlossen ist, und wobei
die Eintauch-Umwälzpumpe zu behandelnde Flüssigkeit aus dem mit dem Arbeitsabteil kommunizierenden Pumpabteil in die Filtrationsstufe
abpumpt, deren Permeat aus der Anlage abgeleitet und deren Retentat in das Arbeitsabteil zurückgeleitet wird und
bei dem im Spülbetrieb das Fußventil zwischen Spülabteil und Pumpabteil geöffnet und das Fußventil zwischen Pumpabteil und
Arbeitsabteil geschlossen ist, wobei die Eintauch-Umwälzpumpe mit einem Spülmittel angereicherte Flüssigkeit aus dem mit dem
Spülabteil kommunizierenden Pumpabteil in die Filtrationsstufe abpumpt, deren Permeat aus der Anlage abgeleitet und deren
Retentat in das Spülabteil zurückgeleitet wird.in working mode, the working compartment is filled with liquid to be treated through the inlet, whereby the foot valve between the pump compartment and the working compartment is opened and the foot valve between the pump compartment and the rinsing compartment is closed, and whereby the immersion circulation pump pumps liquid to be treated from the pump compartment communicating with the working compartment into the filtration stage, the permeate of which is drained from the system and the retentate of which is returned to the working compartment, and whereby in rinsing mode, the foot valve between the rinsing compartment and the pump compartment is opened and the foot valve between the pump compartment and the working compartment is closed, whereby the immersion circulation pump pumps liquid enriched with a rinsing agent from the pump compartment communicating with the rinsing compartment into the filtration stage, the permeate of which is drained from the system and the retentate of which is returned to the rinsing compartment.
Normalerweise wird das Pumpabteil vor einem Wechsel zwischen Arbeitsbetrieb und Spülbetrieb durch Schließen beider Fußventile
von den anderen beiden Kammern abgeschottet, und während der Abschottungsphase wird die im Pumpabteil befindliche Flüssigkeit
abgepumpt, wobei bei einem Wechsel von Arbeitsbetrieb auf Spülbetrieb die Flüssigkeit in das Arbeitsabteil und bei einem
Wechsel von Spülbetrieb auf Arbeitsbetrieb die Flüssigkeit in das Spülabteil abgepumpt wird. Auf diese Weise wird eine
Vermischung von Arbeitsmedium und Spülmedium größtenteils ausgeschlossen.Normally, before changing between working mode and flushing mode, the pumping compartment is sealed off from the other two chambers by closing both foot valves, and during the sealing phase the liquid in the pumping compartment is pumped out, whereby when changing from working mode to flushing mode the liquid is pumped out into the working compartment and when changing from flushing mode to working mode the liquid is pumped out into the flushing compartment. In this way, mixing of working medium and flushing medium is largely excluded.
Bei einer Überladung der Spülflüssigkeit mit den unerwünschten
Stoffen kann auch lediglich ein Teil der Spülflüssigkeit verworfen werden, während der Rest nachgeschärft und
wiederverwertet wird. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn nur die im Pumpabteil befindliche Spülflüssigkeit bei einemIf the rinsing liquid is overloaded with undesirable substances, only part of the rinsing liquid can be discarded, while the rest is re-sharpened and recycled. In particular, it is advantageous if only the rinsing liquid in the pump compartment is
Wechsel von Spülbetrieb auf Arbeitsbetrieb verworfen wird, während die im Spülabteil befindliche Spülflüssigkeit
nachgeschärft und weiterverwendet wird.Change from rinsing mode to working mode is discarded, while the rinsing liquid in the rinsing compartment is
re-sharpened and reused.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung
einzeln, für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen:The invention is described and explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawing.
The features shown in the description and the drawing can be used in other embodiments of the invention
individually, by themselves or in combination with several others in any desired combination. They show:
Fig.l ein schematisches Funktionsschema der erfindungsgemäßen
Querstromflltrationsanlage undFig.l is a schematic functional diagram of the cross-flow filtration system according to the invention and
Fig.2 ein schematisches Funktionsschema einer Anlage nach
dem Stand der Technik.Fig.2 is a schematic functional diagram of a system according to the state of the art.
Im Gegensatz zu der üblichen, in Fig.2 gezeigten Querstromf
lltrationsanlage 1, die ein Arbeitsabteil 3 mit der zu behandelnden Flüssigkeit und getrennt davon ein Spülabteil 4
mit einer Spülmittellösung aufweist, besteht die in Fig.l gezeigte erfindungsgemäße Querstromflltrationsanlage aus nur
einem Tank 2, der durch Trennwände 14 in drei verschiedene Kammern 3,4,5 aufgeteilt ist, von denen die größte das Arbeitsabteil 3 und die beiden kleineren das Spülabteil 4 und das
Pumpabteil 5 bilden.In contrast to the usual cross-flow filtration system 1 shown in Fig. 2, which has a working compartment 3 with the liquid to be treated and, separately from this, a rinsing compartment 4 with a rinsing solution, the cross-flow filtration system according to the invention shown in Fig. 1 consists of only one tank 2, which is divided by partition walls 14 into three different chambers 3, 4, 5, of which the largest forms the working compartment 3 and the two smaller ones form the rinsing compartment 4 and the pumping compartment 5.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zu herkömmlichen Anlagen besteht darin, daß zur Förderung der zu behandelnden Flüssigkeit
aus dem Arbeitsabteil 3 bzw. der Spüllösung aus dem Spülabteil 4 keine gleitringgedichtete, extern angeordnete Pumpe 16 verwendet
wird, sondern eine im Pumpabteil 5 angeordnete, Vorzugs-Another significant difference to conventional systems is that no mechanically sealed, externally arranged pump 16 is used to convey the liquid to be treated
from the working compartment 3 or the rinsing solution from the rinsing compartment 4, but rather a preferential pump 16 arranged in the pump compartment 5.
weise dichtungslose Eintauch-Umwälzpumpe 6. Dadurch werden
einerseits Dichtungsprobleme innerhalb der Pumpe vermieden, die durch abrasive Medien, wie z.B. Schleifmittelkörper,
Schleifabrieb, Späne und dergleichen in der zu behandelnden Flüssigkeit, die von der Pumpe 6 gefördert wird, entstehen,
andererseits wird durch die Anordnung der Eintauch-Umwälzpumpe 6 in einem nach außen hin abgeschlossenen Pumpabteil 5 ein
Leckproblem aufgrund von austretenden aggressiven Flüssigkeiten wie beispielsweise säurehaltigen Gleitschleiflösungen von vornherein
vermieden.sealless immersion circulation pump 6. This avoids, on the one hand, sealing problems within the pump caused by abrasive media such as grinding media, grinding debris, chips and the like in the liquid to be treated, which is pumped by the pump 6, and, on the other hand, the arrangement of the immersion circulation pump 6 in a pump compartment 5 that is closed off from the outside prevents a leakage problem caused by escaping aggressive liquids such as acidic grinding solutions from the outset.
Ein weiterer Vorteil der kompakten Anordnung der drei Kammern 3,4,5 in einem einzigen Tank 2 liegt darin, daß die Spüllösung
ohne zusätzliche Heizeinrichtungen durch den direkten Kontakt ihrer Trennwände 14 zu dem mit zumeist heißem Arbeitsmedium
gefüllten Arbeitsabteil 3 und dem im Arbeitsbetrieb ebenfalls mit heißem Arbeitsmedium gefüllten Pumpabteil 5 auf die Temperatur
des Arbeitsmediums angehoben wird. Dadurch wird einerseits eine bessere Spülwirkung, andererseits eine Schonung der
Filtrationsstufe 7 erzielt, da bei einem Mediumswechsel zwischen Arbeitsmedium und Spülmedium keine großen Temperatursprünge
und damit verbundene mechanische Verspannungen mehr auftreten.A further advantage of the compact arrangement of the three chambers 3, 4, 5 in a single tank 2 is that the rinsing solution is raised to the temperature of the working medium without additional heating devices due to the direct contact of its partition walls 14 with the working compartment 3, which is usually filled with hot working medium, and the pump compartment 5, which is also filled with hot working medium during operation. This results in a better rinsing effect on the one hand, and protection of the filtration stage 7 on the other, since when the medium changes between the working medium and the rinsing medium, no longer large temperature jumps and the associated mechanical stresses occur.
Im Arbeitsbetrieb wird das Arbeitsabteil 3 durch den Zulauf über ein Zulaufventil 11 mit der zu behandelnden Flüssigkeit
befüllt. Das Zulaufventil 11 kann von einer Meßeinrichtung zur Messung des Flüssigkeitsstandes im Tank 2 angesteuert werden.
Diese kann, wie in Fig.l gezeigt, eine in das Arbeitsabteil 3 ragende Schwimmermimik 12 sein. Eine andere Realisierungsmöglichkeit
besteht darin, mit einem einzigen Füllstandsschalter 9 im Pumpabteil 5 den Trockenlaufschutz der Pumpe 6, das
Zulaufventil 11 und eine Übervollalarmgabe zu steuern. AufDuring operation, the working compartment 3 is filled with the liquid to be treated through the inlet via an inlet valve 11. The inlet valve 11 can be controlled by a measuring device for measuring the liquid level in the tank 2. As shown in Fig. 1, this can be a float mechanism 12 that protrudes into the working compartment 3. Another possible implementation is to use a single level switch 9 in the pump compartment 5 to control the dry-run protection of the pump 6, the inlet valve 11 and an overfill alarm.
diese Weise benötigt die Anlage 1 nur eine einzige Vorrichtung zur Füllstandsmessung.In this way, system 1 requires only a single device for level measurement.
Während des Arbeitsbetriebes ist das Fußventil 8a zwischen Pumpabteil 5 und Arbeitsabteil 3 geöffnet, so daß die beiden
Kammern 3,5 in kommunizierender Verbindung stehen. In diesem Betriebszustand bleibt das zwischen Pumpabteil 5 und Spülabteil
4 vorgesehene Fußventil 8b geschlossen. Die Eintauch-Umwälzpumpe 6 pumpt die zu behandelnde Flüssigkeit aus dem mit dem Arbeitsabteil 3 kommunizierenden Pumpabteil 5 in die Filtrationsstufe
7, deren Permeat über eine Permeatablaufleitung 15 aus der
Anlage 1 abgeleitet wird, während das Retentat aus der Filtrationsstufe 7 des Arbeitsabteil 3 zurückgeleitet wird.During operation, the foot valve 8a between the pump compartment 5 and the working compartment 3 is open so that the two chambers 3, 5 are in communication. In this operating state, the foot valve 8b provided between the pump compartment 5 and the rinsing compartment 4 remains closed. The immersion circulation pump 6 pumps the liquid to be treated from the pump compartment 5, which communicates with the working compartment 3, into the filtration stage 7, the permeate of which is drained from the system 1 via a permeate drain line 15, while the retentate from the filtration stage 7 of the working compartment 3 is returned.
Dadurch reichert sich die verbleibende zu behandelnde Flüssigkeit immer weiter mit den unerwünschten Stoffen, wie z.B. Ölen,
Fetten, Schutzpartikeln, Abrieb, Schleifmittelrückständen und dergleichen an. Außerdem setzt sich die Membranoberfläche der
Filterelemente in der Filtrationsstufe 7 mehr und mehr zu, so daß irgendwann der Punkt erreicht ist, an dem die Effizienz
der Filtration derart nachgelassen hat, daß eine Spülung der Filtrationsstufe 7 und/oder eine Entsorgung des aufkonzentrierten
Arbeitsmediums im Arbeitsabteil 3 und im Pumpabteil 5 notwendig wird.As a result, the remaining liquid to be treated becomes increasingly enriched with undesirable substances such as oils, greases, protective particles, abrasion, abrasive residues and the like. In addition, the membrane surface of the filter elements in the filtration stage 7 becomes increasingly clogged, so that at some point the point is reached where the efficiency of the filtration has decreased to such an extent that flushing of the filtration stage 7 and/or disposal of the concentrated working medium in the working compartment 3 and the pump compartment 5 becomes necessary.
Vor einem Wechsel zwischen Arbeitsbetrieb und Spülbetrieb empfiehlt
es sich, das Pumpabteil 5 durch Schließen beider Fußventile 8a,8b von den anderen beiden Kammern 3,4 abzuschotten
und während der Abschottungsphase die im Pumpabteil 5 befindliche Flüssigkeit abzupumpen. Bei einem Wechsel von Arbeitsbetrieb auf Spülbetrieb wird die Flüssigkeit in das Arbeits-
Before switching between working mode and flushing mode, it is recommended
to seal off the pump compartment 5 from the other two chambers 3,4 by closing both foot valves 8a, 8b
and to pump out the liquid in the pump compartment 5 during the sealing phase. When switching from working mode to flushing mode, the liquid is pumped into the working
abteil 3, bei einem Wechsel von Spülbetrieb auf Arbeitsbetrieb
in das Spülabteil 4 abgepumpt.compartment 3, when changing from rinsing mode to working mode
pumped into rinsing compartment 4.
Bei Spülbetrieb ist das Fußventil 8b zwischen Spülabteil 4 und Pumpabteil 5 geöffnet und das Fußventil 8a zwischen Pumpabteil
5 und Arbeitsabteil 3 geschlossen. Die Eintauch-Umwälzpumpe 6 pumpt nun die mit einem Spülmittel angereicherte Flüssigkeit
aus dem mit dem Spülabteil 4 kommunizierenden Pumpabteil 5 in die Filtrationsstufe 7, wodurch die mit Schmutz, Öl usw. belegte
Oberfläche der Filtermembranen gereinigt wird. Das bei diesem Vorgang aus der Filtrationsstufe 7 austretende klare Permeat
wird wiederum über die Permeatablaufleitung 15 aus der Anlage 1 abgeleitet, während das Retentat mit dem die Schmutzstoffe
enthaltenden Spülmittel in das Spülabteil 4 zurückgeleitet wird.During rinsing operation, the foot valve 8b between the rinsing compartment 4 and the pump compartment 5 is open and the foot valve 8a between the pump compartment 5 and the working compartment 3 is closed. The immersion circulation pump 6 now pumps the liquid enriched with a rinsing agent from the pump compartment 5 communicating with the rinsing compartment 4 into the filtration stage 7, whereby the surface of the filter membranes covered with dirt, oil, etc. is cleaned. The clear permeate emerging from the filtration stage 7 during this process is in turn drained from the system 1 via the permeate drain line 15, while the retentate with the rinsing agent containing the contaminants is returned to the rinsing compartment 4.
Wenn der Spülvorgang mehrmals wiederholt worden ist, ist die Spülflüssigkeit irgendwann mit den unerwünschten Stoffen überladen
und muß entweder verworfen oder nachgeschärft werden. Besonders günstig ist es, wenn nur ein Teil der Spülflüssigkeit
verworfen wird, insbesondere das vor dem Wechsel von Spülbetrieb auf Arbeitsbetrieb im Pumpabteil 5 befindliche Volumen an Spülflüssigkeit.
Die im Spülabteil 4 befindliche Flüssigkeit kann dann verdünnt, nachgeschärft und weiterverwendet werden.If the rinsing process has been repeated several times, the rinsing liquid will eventually be overloaded with the undesirable substances
and must either be discarded or re-sharpened. It is particularly advantageous if only a portion of the rinsing liquid
is discarded, in particular the volume of rinsing liquid in the pump compartment 5 before switching from rinsing mode to working mode.
The liquid in the rinsing compartment 4 can then be diluted, re-sharpened and reused.
SchutzansprücheProtection claims
Querstromfiltrationsanlage (1) zum Abtrennen von Ölen,
Fetten, Schmutzpartikeln oder anderen unerwünschten Stoffen aus Flüssigkeiten mit einer Pumpe (6) zum Fördern der
Flüssigkeiten, mit einem Arbeitsabteil (3), aus welchem die zu behandelnde Flüssigkeit mit Hilfe der Pumpe (6) entnommen
und einer Filtrationsstufe (7) zugeführt werden kann, deren Permeat aus der Anlage (1) abgeleitet und deren
Retentat wieder in das Arbeitsabteil (3) zurückgeleitet werden kann, und mit einem Spülabteil (4), aus welchem mit
Hilfe der Pumpe (6) eine Spüllösung entnommen und der Filtrationsstufe (7) zugeführt werden kann, wobei das
Retentat der Spüllösung wieder in das Spülabteil (4) zurückgeleitet werden kann,Cross-flow filtration system (1) for separating oils,
fats, dirt particles or other undesirable substances from liquids with a pump (6) for conveying the
liquids, with a working compartment (3) from which the liquid to be treated can be removed with the help of the pump (6)
and fed to a filtration stage (7), the permeate of which can be drained from the system (1) and the
retentate of which can be returned to the working compartment (3), and with a rinsing compartment (4) from which a rinsing solution can be removed with the help of the pump (6) and fed to the filtration stage (7), whereby the
retentate of the rinsing solution can be returned to the rinsing compartment (4),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß ein Tank (2) vorgesehen ist, der in drei separate Kammern (3,4,5) unterteilt ist, von denen eine das Arbeitsabteil (3), eine das Spülabteil (4) und eine ein Pumpabteil
(5) bildet, wobei das Pumpabteil (5) eine Eintauch-Umwälzpumpe (6) zum Fördern der Flüssigkeiten enthält und wobei
Fußventile (8a,8b) zwischen dem Pumpabteil (5) und Arbeitsabteil (3) sowie zwischen dem Pumpabteil (5) und dem Spülabteil
(4) vorgesehen sind, über die alternativ eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Pumpabteil (5) und
einer der beiden anderen Kammern (3,4) hergestellt werden kann.that a tank (2) is provided which is divided into three separate chambers (3,4,5), one of which forms the working compartment (3), one the rinsing compartment (4) and one a pumping compartment
(5), wherein the pumping compartment (5) contains an immersion circulating pump (6) for conveying the liquids and wherein
foot valves (8a,8b) are provided between the pumping compartment (5) and working compartment (3) and between the pumping compartment (5) and the rinsing compartment
(4), via which a communicating connection can alternatively be established between the pumping compartment (5) and
one of the other two chambers (3,4).
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauch-Umwälzpumpe (6) im wesentlichen dichtungslos ist.2. System according to claim 1, characterized in that the immersion circulation pump (6) is essentially sealless.
3. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Motorschaltgerät mit integriertem
Trockenlaufschutz zum Schalten der Eintauch-Umwälzpumpe (6) vorgesehen ist.3. System according to one of the preceding claims, characterized in that a motor switching device with integrated dry-running protection is provided for switching the immersion circulation pump (6).
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Tank (2) ragender Füllstandsschalter (9) als
Trockenlaufschutz für die Eintauch-Umwälzpumpe (6) vorgesehen
ist.4. System according to claim 3, characterized in that a level switch (9) projecting into the tank (2) serves as
Dry-running protection is provided for the immersion circulation pump (6).
5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zulauf (10) für die zu behandelnde
Flüssigkeit in das Arbeitsabteil (3) sowie ein Zulaufventil5. System according to one of the preceding claims, characterized in that an inlet (10) for the liquid to be treated into the working compartment (3) and an inlet valve
(11) vorgesehen ist, das von einer Meßeinrichtung zur
Messung des Flüssigkeitsstandes im Tank (2) ansteuerbar ist.(11) is provided, which is connected to a measuring device for
Measurement of the liquid level in the tank (2) can be controlled.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine in den Tank (2) ragende Schwimmermimik6. Installation according to claim 5, characterized in that the measuring device comprises a float mimic projecting into the tank (2)
(12) ist.(12) is.
7. Anlage nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem einzigen Füllstandsschalter (9) mit mehreren
Schaltpunkten sowohl die Eintauch-Umwälzpumpe (6) als
auch das Zulaufventil (11) sowie ein Übervollalarmsignal angesteuert werden können.7. Installation according to claim 4 and 6, characterized in that with a single level switch (9) with several
Switching points both the immersion circulation pump (6) and
the inlet valve (11) and an overfill alarm signal can also be controlled.
8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (1) nur eine einzige Vor-8. Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the plant (1) has only one pre-
richtung zur Füllstandsmessung aufweist, welche vorzugsweise im Pumpabteil (5) vorgesehen ist.device for level measurement, which is preferably provided in the pump compartment (5).