DEP0007139DA - Filterdüse für mit Preßluft-Wassergemisch rückspülbare Flüssigkeitsfilter - Google Patents

Description

Man hat Flüssigkeiten wie Trinkwasser, Industrieabwässer, Kesselspeisewässer usw. durch Kiesfilter gereinigt, die aus einem Behälter bestanden, in dem als Filtermasse Kies oder andere Filtermassen auf einem Filterboden gelagert war. Im Laufe der Zeit musste der Filterkies gereinigt und von den Schmutzablagerungen befreit werden. Das geschah, indem man unter den Filterboden Pressluft und Wasser einblies und dieses Gemisch durch auf dem Filterboden angeordnete Düsen gleichmässig über die gesamte Filterfläche verteilte. Da sich das Luft-Wasser-Gemisch den Weg geringsten Widerstandes suchte und Kanäle in der Filtermasse gebildet wurden, während andere Teile des Filters nicht bewegt und bespült wurden, hat man die Düsen mit Tauchrohren versehen, die in das im unteren Behälterteil stehende Wasser eintauchen, wobei die Tauchrohre seitlich Lufteintrittsöffnungen aufwiesen, sodass sich unter dem Filterboden ein Luftpolster bildete. Indessen drangen Pressluft und Wasser nur dann gleichmässig durch alle Düsen in die Filtermassen, wenn der Düsenboden genau waage- recht war und die Lufteintrittsöffnungen bzw. Schlitze sämtlich auf genau gleicher Höhe lagen. Wenn das nicht der Fall war, konnten die Lufteintrittsöffnungen einiger Düsentauchrohre sich noch unterhalb des Wasserspiegels befinden, während die anderer Düsentauchrohre bereits aus dem Luftpolster mit Luft gespeist wurden.

Diese Nachteile haben sich besonders bei grösseren Filterböden als sehr störend erwiesen. Es bedarf hier einer sehr sorgfältigen Feineinstellung der Düsen mit einer Genauigkeit von Millimetern, eine Aufgabe, welche bei sehr grossen Filterböden kaum lösbar ist. Auch kam es leicht vor, dass sich die Filterböden werfen oder verzogen. Die Folge davon war, dass Filter mit dem bisher bekannten Spülsystem nur bis zu einer bestimmten Grösse gebaut werden konnten, da die genaue horizontale Ausführung des Düsenbodens gewährleistet sein musste. Die Folge ist eine ungenügende und ungleichmässige Reinigung des Filtergutes. Grössere Teile des Filtergutes wurden von der Reinigung nicht erfasst, sodass die Wäsche immer häufiger wiederholt werden musste, die Filterwirkung aber nicht verbessert werden konnte, weil der Verschlammungszustand immer grösser wurde. Auch bleibt das Luftpolster bei den bekannten Tauchrohrbauweisen nach der Spülung erhalten, da die Luft nicht mehr nach oben entweichen kann. Bei eisernen Filtern führt dieses oft zu Anfressungen der Filterböden, da die Luft in Verbindung mit der Feuchtigkeit sehr angreifend wirkt. Abhilfe ist nur durch eine zusätzliche Entlüftung möglich.

Das Filter nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Düsentauchrohre Lufteintrittsöffnungen aufweisen, die in geringem Abstand von weniger als etwa 5 cm, vorzugsweise unmittelbar unter dem Filterboden liegen. Vorzugsweise sind diese Lufteintrittsöffnungen von so geringem Querschnitt, dass der Wasserspiegel unterhalb des Filterbodens um mehr als etwa 6 cm gesenkt wird. Der Querschnitt der Lufteintrittsöffnungen kann veränderlich oder regelbar sein. Zweckmässig ist das Tauchrohr oberhalb der Lufteintrittsöffnung verjüngt, sodass im Düsentauchrohr unterhalb der

Lufteintrittsöffnung nur ein geringer Druckverlust und damit nur eine geringe Verminderung der Absenkung des Wasserspielgels eintritt, während über der Lufteintrittsöffnung ein genügend grosser Widerstand zur gleichmässigen Verteilung des Spülwassers vorhanden ist.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt im senkrechten Schnitt ein Flüssigkeitsfilter nach der Erfindung.

In Fig. 2 ist eine Filterdüse im vergrösserten Masstab in teilweisem Schnitt dargestellt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht das Flüssigkeitsfilter aus einem Behälter 1, der im unteren Teil einen Filterboden 2 aufweist, der gleichmässig über seine Fläche verteilt zahlreiche Filterdüsen 3 enthält, die mit ihren Tauchrohren 4, die unten offen sind, in das im unteren Behälterteil stehende Wasser eintauchen. Für den Eintritt der Pressluft sind die Düsentauchrohre 4 an ihrem oberen Teil dicht unter dem Filterboden 2 mit Lufteintrittsöffnungen 5 versehen, die einen so geringen Querschnitt aufweisen, dass eine erhebliche Absenkung des Wasserspiegels um mehr als etwa 6 cm eintritt.

Oben hat der Behälter einen Stutzen 6 mit den mit Absperrorganen versehenen Leitungen 7 und 8, und unterhalb des Filterbodens ein Zuführungsrohr 9 für die Pressluft und einen Stutzen 10 mit den mit Absperrorganen versehenen Leitungen 11 und 12.

Die Bauweise der neuen Düse ist aus Fig.2 zu ersehen. Der Düsenkopf 3, der aus keramischem Gut, Glas oder korrosionsbeständigen Metallen der Kunststoff bestehen kann, hat an seinem Umfang zahlreiche Austrittsschlitze 13 und er ist mir einem am oberen Teil des Düsentauchrohres vorgesehenen Gewinde in einer mit dem Gewinde versehenen Bohrung des Filterbodens 2 befestigt. Kurz unter dem Filterboden 2 besitzt das Düsenrohr 4 eine Lufteintrittsöffnung 5 von so geringem Querschnitt, dass die Absenkung des Wasserspiegels 14 mehr als 5 cm, vorzugsweise etwa 10 cm und mehr beträgt. Oberhalb der Lufteintrittsöffnung ist der Querschnitt des Tauchrohres 4 auf einen geringeren Querschnitt 15 verengt, wobei die Übergangsstelle 16 düsenförmig ausgebildet sein kann. Oberhalb des

Behälterbodens 2 liegt das Filtergut, z.B. eine Kiesschicht 17 (Fig.1).

Die Arbeitsweise des Filters ist folgende:

Für den Filterbetrieb sind Ventile der Leitungen 8 und 12 geöffnet, während die anderen Ventile geschlossen sind. Das Rohwasser tritt in die Leitung 8 ein, gelangt durch den Stutzen 6 in den oberen Behälterteil auf die Kiesfüllung 17 und durchdringt diese, um durch die Düsen 3 des Filterbodens 2 durch die Tauchrohre 4 in den unteren Behälterraum und von dort aus dem Stutzen 10 und der Leitung 12 in gereinigtem Zustand auszutreten.

Wenn das Filter verschlammt ist und die Kiesschicht 17 gereinigt werden soll, werden die Ventile der Leitungen 8 und 12 geschlossen und dafür die Ventile der Leitungen 11 und 7 sowie das Ventil der Pressluftleitung 9 geöffnet. Durch die Leitung 11 und den Stutzen 10 tritt, nun Waschwasser in den unteren Behälterteil, während gleichzeitig Pressluft aus der Leitung 9 eindringt, die sich zu einem Luftpolster unter dem Behälterboden 2 sammelt. Das Waschwasser steigt nun in den Tauchrohren 4 hoch und wird an den Luftaustrittsöffnungen 5 von der eintretenden Pressluft erfasst und tritt als Luft-Wasser-Gemisch aus den Düsenköpfen 3 gleichmässig über die Filterbodenfläche verteilt in die Kiesschicht 17 ein, wirbelt die Kiesteilchen etwas auf, sodass sie sich aneinander reiben und die Schlammschicht mechanisch entfernt und von dem Waschwasserstrom aus der Leitung 7 fortgetragen wird. Sobald aus der Leitung 7 klares Wasser abläuft, ist die Reinigung beendet und das Filter kann wieder auf Filterbetrieb umgeschaltet werden. Mann kann aber auch mit Luft und Wasser nacheinander spülen.

Infolge der Anordnung der Lutfteintrittsöffnungen 5 unmittelbar unter dem Filterboden 2 und die geringe Bemessung ihres Querschnittes stellt sich stets eine bestimmte grosse absolute Absenkung des Wasserspielgels selbsttätig so ein, das sämtliche Tauchrohre 4 in das Wasser des Behälterunterteiles eintauchen, sobald mittels eines Gebläses oder aus einem vorhandenen Druckluftnetz eine gleichmässige Luftmenge gepumpt wird. Die Lufteintrittsöffnung wird wesentlich kleiner gehalten als bei den bekannten Düsenkonstruktionen, sodass die Absenkung um ein Mehrfaches grösser wird als bei den bekannten Systemen. Trotzdem sich die Lufteintrittsöffnungen 5 direkt unter dem Düsenboden 2 befinden, wird ein genügend hohes Luftpolster und damit eine gleichmässige Lutftzirkulation erreicht. Die Absenkung des Wasserspiegels unter diese Öffnung ist so gross, dass auch bei grösseren Höhenunterschieden des Düsenbodens alle Düsen gleichmässig mit Luft beschickt werden.

Im Gegensatz zu früher wird mit einem verhältnismässig grossen Überdruck im Luftpolsterraum gespült, um die Absenkung des Wasserspiegels genügend gross zu halten. Die Menge der eintretenden Spülluft reguliert sich entsprechend dem Überdruck im Luftpolsterraum. Je grösser der Überdruck desto grösser die Absenkung des Wasserspiegels.

Daher wird das Düsenrohr 4 erfindungsgemäss im unteren Teil bis zur Höhe der Lufteintrittsöffnung 5 weit und damit der Druckverlust niedrig gehalten. Über dem Düsenloch wird jedoch das Düsenrohr verjüngt, um durch sog. "Düsenwirkung" eine gleichmässige Verteilung des Spülwassers auf alle Düsen zu erzielen. Nach Beendigung der Spülung kann die restliche Luft bequem nach oben entweichen, ohne dass der Einbau einer zusätzlichen Entlüftungsvorrichtung erforderlich ist.

Die oben beschriebenen Einrichtungen können auch bei Filtern mit anderen Spülmedien, z.B. Glas, Dampf usw., verwendet werden.

Claims (3)

1.) Filter zum Reinigen von Flüssigkeiten, bei denen das körnige Filtergut mittels eines Pressluft-Wasser-Gemisches gereinigt wird, das in den Filterbehälter unterhalb des mit Tauchrohren ausgestatteten Filterbodens eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsentauchrohre (4) in geringem Abstand von weniger als 5 cm, vorzugsweise unmittelbar unter dem Filterboden (2), Lufteintrittsöffnungen (5) von so geringem Querschnitt aufweisen, dass der Wasserspiegel (14) unterhalb des Filterbodens (2) um mehr als etwa 6 cm gesenkt wird.

2.) Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Lufteintrittsöffnungen (5) veränderlich oder regelbar ist.

3.) Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauchrohr (4) oberhalb der Lufteintrittsöffnung (5) verjüngt ist.