DE1142157B

DE1142157B - Backwashable filter

Info

Publication number: DE1142157B
Application number: DEA29882A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Beat Fehlmann
Original assignee: GRUNDWASSERBAUTEN AG F
Current assignee: GRUNDWASSERBAUTEN AG F
Priority date: 1957-09-06
Filing date: 1958-07-11
Publication date: 1963-01-10

Description

Rückspülbares Filter Die Erfindung betrifft ein rückspülbares Filter mit einer Schüttung aus körnigem Material und mit einer in beiden Drehrichtungen arbeitenden Pumpe. insbesondere für Schwimmbecken.Backwashable filter The invention relates to a backwashable filter with a bed of granular material and with one in both directions of rotation working pump. especially for swimming pools.

Bei bekannten Filteranlagen, deren Filter durch Rückspülen gereinigt werden, ist es üblich, zur Rückspülung im geschlossenen oder offenen Filterkreise Schieber umzustellen, so daß die in umgekehrter Richtung durch das Filter strömende Flüssigkeit mit den Verunreinigungen durch eine Ableitung aus der Filteranlage weggeführt wird. Zur Wiederaufnahme des normalen Filtrierbetriebes müssen diese Schieber, im allgemeinen mindestens zwei, wieder umgestellt werden. Diese Umsteuerschieber bekannter Filteranlagen wirken nicht nur sehr verteuernd, da außer den Schiebern noch Umlaufleitungen erforderlich sind, sondern erfordern auch eine dauernde Wartung der Filteranlage. Es ist jedoch erwünscht, daß z. B. die Filteranlage eines Schwimmbades (insbesondere eines Kleinschwimmbades) oder einer Trinkwasseraufbereitungsanlage möglichst vollautomatisch und ohne jede Wartung arbeitet. In known filter systems, the filter is cleaned by backwashing it is common for backwashing in closed or open filter circuits Adjust the slide so that the flow through the filter in the opposite direction Liquid with the impurities carried away from the filter system through a drain will. To resume normal filtering operation, these slides must be in generally at least two to be converted again. This reversing spool is better known Filter systems are not only very expensive because, in addition to the valves, there are also circulation lines are required, but also require constant maintenance of the filter system. However, it is desirable that e.g. B. the filter system of a swimming pool (in particular a small swimming pool) or a drinking water treatment system as fully automatically as possible and works without any maintenance.

Es ist zwar eine Filteranlage bekannt, bei der ein rückspülbares Filter durch Umkehrung der Förderrichtung der Pumpe gereinigt werden kann; bei dieser Vorrichtung ist es jedoch notwendig, vor der Änderung der Drehrichtung der Pumpe ein besonderes Gebläse einzuschalten zwecks Erzeugung von Sperrluft, die den Übertritt des Schmutzwassers in den Rohwasserbehälter verhindert. Eine solche Filteranlage erfordert einen verhältnismäßig komplizierten und teueren Aufbau. A filter system is known in which a backwashable Filter can be cleaned by reversing the direction of flow of the pump; at this Device it is necessary, however, before changing the direction of rotation of the pump turn on a special blower to generate sealing air that prevents the overflow of the dirty water in the raw water tank prevented. Such a filter system requires a relatively complex and expensive structure.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen, ein rückspülbares Filter mit einer Schüttung aus körnigem Material und eine in beiden Drehrichtungen arbeitende Pumpe umfassenden Vorrichtung, insbesondere für Schwimmbecken, die ohne Schieber oder ähnliche Umsteuerorgane und ohne Umlaufleitungen arbeitet. The object of the invention is to create a simple, backwashable one Filter with a bed of granular material and one in both directions of rotation working pump comprehensive device, in particular for swimming pools without Gate valve or similar reversing devices and works without circulation lines.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrichtung des Reinwasserstromes in der mit dem klarseitigen Ende des Filtergefäßes unmittelbar in Verbindung stehenden Pumpe zum Zwecke der Rückspülung des im offenen oder geschlossenen Kreislauf arbeitenden Filters ohne stromlose Pause umkehrbar ist, wobei für die vorgesehene Pumpe die Drehrichtung und gegebenenfalls die Drehzahl veränderlich ist. The device according to the invention is characterized in that the conveying direction of the pure water flow in the direction with the clear-side end of the filter vessel directly connected pump for the purpose of backwashing the open or closed circuit working filter without a currentless break reversible is, the direction of rotation and possibly the speed for the intended pump is changeable.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung geht das trubseitige Ende des Filtergefäßes in ein oben offenes Gefäß über, in welches die Rohwasserleitung ein- mündet, und in welchem die Schmutzwasserleitung in Form einer Überlaufkante über der Ausfluß ebene der Rohwasserleitung kleiner ist als die Geschwindigkeitshöhe des in der letzteren befindlichen Rohwassers. In a preferred embodiment of the proposed according to the invention The device goes the trub-side end of the filter vessel into a vessel that is open at the top via into which the raw water pipe is opens, and in which the sewage pipe in the form of an overflow edge above the outflow level of the raw water pipe smaller is than the velocity level of the raw water in the latter.

Dabei kann die Rohwasserleitung mit einem Regulierorgan versehen sein. The raw water pipe can be provided with a regulating device be.

Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die in das trubseitige Ende des geschlossenen Filtergefäßes einmündende Rohwasserleitung und die aus ihm in die freie Atmosphäre her ausführende Schmutzwasserleitung mit entgegengesetzt wirkenden selbsttätigen Ventilen versehen. In another embodiment of the device according to the invention are the raw water pipe opening into the trub side end of the closed filter vessel and the sewage pipe leading out of it into the open atmosphere counteracting automatic valves provided.

Die Fördermenge der Pumpe kann je nach der Förderrichtung unterschiedlich groß sein; sie kann bei Rückspülbetrieb größer sein als bei Filtrierbetrieb. The delivery rate of the pump can vary depending on the direction of delivery be great; it can be greater in backwashing operation than in filtering operation.

Ferner können die Rohwasserleitung, das Filtergefäß, die Reinwasserleitung mit der Pumpe und der Vorratsbehälter für das Filtrat zu einem geschlossenen Kreislaufsystem vereinigt sein. Furthermore, the raw water line, the filter vessel, the pure water line with the pump and the storage tank for the filtrate to form a closed circuit system be united.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung in Form von Kleinschwiimbadaniagen dargestellt. The drawing shows two exemplary embodiments of the invention proposed device shown in the form of Kleinschwiimbadaniagen.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung; Fig. 3 veranschaulicht eine andere Ausführungsform mit geschlossenem Filtergefäß. Fig. 1 shows a section through an embodiment of the device according to the invention; FIG. 2 is an enlarged partial section of that shown in FIG. 1 Contraption; Fig. 3 illustrates another embodiment with the closed Filter vessel.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist das Filtergefäß 1 in einem Schacht 2 untergebracht und weist über einem Tragrost 3 eine Filtermasse 4, z. B. Sand, auf. Das untere Ende des Filtergefäßes 1 ist mit einer umkehrbaren, selbstansaugenden Umwälzpumpe 5 verbunden, durch welche das filtrierte Wasser über die Reinwasserleitung 6 dem nicht dargestellten Ende des Schwinimbassins 7 zugeführt werden kann. Die Umwälzpumpe 5 wird von einem reversiblen Elektromotor 8 angetrieben und ist so ausgebildet, daß sie je nach der Drehrichtung des Motors 8 in der einen oder anderen Richtung fördert. In the device according to FIG. 1, the filter vessel 1 is in a shaft 2 housed and has a filter mass 4, z. B. sand, on. The lower end of the filter vessel 1 is provided with a reversible, self-priming Circulation pump 5 connected, through which the filtered water via the pure water line 6 can be fed to the end of the swimming pool 7, not shown. the Circulation pump 5 is driven by a reversible electric motor 8 and is designed so that depending on the direction of rotation of the motor 8 in one direction or the other promotes.

Am oberen Ende ist das Filtergefäß 1 offen und mündet in ein mit ihm an der Stelle 9 direkt verschweißtes Gefäß 10. Das Gefäß 10 ist ebenfalls nach oben offen und durch seinen Boden mündet die Rohwasserleitung 11 der Filteranlage ein. Im Gefäß 10 ist eine Schmutzwasserleitung 12 mit einer Überlaufkante 13 vorgesehen, die höher als die obere Kante 14 des Filtergefäßes 1, aber tiefer als der Wasserspiegel 15 des Schwimmbassins 7 liegt. Die Höhe der Überlaufkante 13 über der Ausflußebene der Rohwasserleitung 11 ist also kleiner als die gesamte Druckhöhe (Bernoulli) des in der letzteren befindlichen Rohwassers. In die Rohwasserleitung 11 ist ein Regulierorgan 16 eingesetzt, mittels welchem die Durchflußmenge geregelt werden kann. Die das Schwimmbad umgebende Rinne 17 ist mit einem (nicht dargestellten) Ablauf versehen, der in die Kanalisation 18 führt. Am Boden des Schwimmbassins 7 ist eine Ablaßleitung 19 angeschlossen, durch welche der Inhalt des Schwinarnbassins 7 über einen Hahn 20 in die Kanalisation 18 abgelassen werden kann.At the upper end, the filter vessel 1 is open and opens into a with it at the point 9 directly welded vessel 10. The vessel 10 is also upwards The raw water line 11 of the filter system joins open and through its bottom. A waste water line 12 with an overflow edge 13 is provided in the vessel 10, which is higher than the upper edge 14 of the filter vessel 1, but lower than the water level 15 of the swimming pool 7 is located. The height of the overflow edge 13 above the outflow level the raw water pipe 11 is therefore smaller than the total pressure head (Bernoulli) of the in the latter located raw water. In the raw water line 11 is a regulating member 16 used, by means of which the flow rate can be regulated. The the The channel 17 surrounding the swimming pool is provided with a drain (not shown), which leads to sewer 18. At the bottom of the swimming pool 7 is a drain line 19 connected, through which the contents of the Schwinarn basin 7 via a tap 20 can be drained into the sewer 18.

Die dargestellte Schwimmbadanlage arbeitet wie folgt: Wird das Schwimmbassin 7 bis zu dem in Fig. 1 dargestellten Niveau 15 gefüllt, so wird auch das Gefäß 10 über die Leitungen 6 und 11 bis zur t Überlaufkante 13 gefüllt. Wird nun die Pumpe 5 in der einen Drehrichtung angetrieben, so saugt sie Filtrat, das sich unter dem die aktive Filtermasse 4 tragenden Filterrost 3 angesammelt hat, an und drückt es durch die Reinwasserleitung 6 in das Schwimmbassin 7. Die Förderleistung der Pumpe 5 und die Durchflußmenge der Rohwasserleitung 11 werden dabei so eingestellt, daß der Wasserspiegel im Gefäß 10 zwar über der oberen Kante 14 des Filtergefäßes 1, jedoch unter der Überlaufkante 13 der Schmutzwasserleitung 12 liegt. Somit kann beim Filtrierbetrieb kein Rohwasser durch die Schmutzwasserleitung 12 abfließen. The swimming pool system shown works as follows: becomes the swimming pool 7 is filled up to the level 15 shown in FIG. 1, so the vessel 10 Filled via the lines 6 and 11 up to the t overflow edge 13. Will now be the pump 5 driven in one direction of rotation, it sucks in the filtrate that is located under the the filter grate 3 carrying the active filter material 4 has accumulated and presses it through the pure water line 6 into the swimming pool 7. The delivery rate of the pump 5 and the flow rate of the raw water line 11 are set so that the water level in the vessel 10 is above the upper edge 14 of the filter vessel 1, however, under the overflow edge 13 of the waste water pipe 12 is. Thus can No raw water can flow through the dirty water line 12 during the filtering operation.

Zwecks Reinigung des Filters 4 durch Rückspülung wird die Drehrichtung des Pumpenantriebsaggregates und dadurch die Förderrichtung der Pumpe 5 umgekehrt. Nun saugt die Pumpe 5 Filtrat aus dem Schwiminbassin 7 durch die Reinwasserleitung 6 an und drückt es durch das Filter 4 hindurch; hierbei reißt das Filtrat die vom Filtrierbetrieb herrührenden, im Filter 4 angesammelten Rückstände mit und schwemmt sie nach oben in das Gefäß 10. To clean the filter 4 by backwashing the direction of rotation of the pump drive unit and thus the direction of delivery of the pump 5 is reversed. Now the pump 5 sucks the filtrate from the swimming pool 7 through the pure water pipe 6 and pushes it through the filter 4; here the filtrate tears the from Filtration operation originating in the filter 4 residues and washes away them up into the vessel 10.

Im Gefäß 10 staut sich das aus Filtrat und Rückständen bestehende Schmutzwasser soweit an, bis es die Überlaufkante 13 erreicht und über diese in die Schmutzwasserleitung 12 und von hier aus in die Kanalisation 18 abfließen kann. Da, wie bereits erwähnt, die Höhe der Überlaufkante 13 über der aus flußebene der Rohwasserleitung 11 kleiner ist als die gesamte Druckhöhe (Bernoulli) des in der letzteren befindlichen Rohwassers, kann während des Rückspülbetriebe kein Schmutzwasser durch die Leitung 11 in das Schwiinmbassin7 fließen; das Schmutzwasser wird vielmehr separat durch die Schmutzwasserleitung 12 abgeführt. Nach vollendeter Rückspülung, d. h. wenn das Filter 4 von den Rückständen vollkommen befreit ist, wird der Motor 8 wieder umgesteuert, so daß nunmehr wieder der oben beschriebene Filtrierbetrieb einsetzt.The filtrate and residues accumulate in the vessel 10 Dirty water until it reaches the overflow edge 13 and over this in the waste water line 12 and can flow from here into the sewer system 18. Since, as already mentioned, the height of the overflow edge 13 above the level of the river Raw water pipe 11 is smaller than the total pressure head (Bernoulli) of the in the the latter no dirty water can during the backwash operation flow through the line 11 into the swimming pool 7; the dirty water is rather Discharged separately through the waste water line 12. After backwashing is complete, d. H. when the filter 4 is completely freed of the residues, the engine will 8 reversed again, so that the filtering operation described above is now again begins.

Das Umsteuern des Antriebsmotors zwecks Obergangs von Filtrierbetrieb auf Rückspülbetrieb und umgekehrt kann beispielsweise mittels einer bekannten Schaltuhr periodisch erfolgen. Die Schaltuhr könnte z. B. so eingestellt werden, daß sie die Anlage jeweils um Mitternacht von Filtrierbetrieb auf Rückspülbetrieb und nach etwa zwanzig Minuten wieder auf Filtrierbetrieb umschaltet. Auf diese Weise arbeitet die Anlage ohne Umsteuerung irgendwelcher Schieber vollkommen automatisch, lediglich durch Änderung der Drehrichtung bzw. der Förderrichtung der Pumpe 5. Reversing the drive motor for the purpose of transitioning from filtering operation to backwash operation and vice versa, for example by means of a known timer take place periodically. The timer could e.g. B. be set so that they System at midnight from filter operation to backwash operation and after about switches back to filter mode for twenty minutes. This is how it works the system is completely automatic without reversing any slide, only by changing the direction of rotation or the conveying direction of the pump 5.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung ist statt eines oben offenen Filtergefäßes ein geschlossenes Filtergefäß 24 vorgesehen, wobei die in sein trubseitiges Ende einmündende Rohwasserleitungll und die aus ihm in die freie Atmosphäre herausführende Schmutzwasserleitung 22 mit entgegengesetzt wirkenden selbsttätigen Ventilen 21 bzw. 23 versehen sind. Wenn im Filtergefäß 24 Unterdruck herrscht, wird das Ventil 21 geöffnet und das Ventil 23 geschlossen; herrscht jedoch im Filtergefäß 24 Überdruck, so wird das Ventil 21 geschlossen und das Ventil 23 geöffnet. Demzufolge kann also durch die Pumpe 5 bei Filtrierbetrieb nur Rohwasser durch die Rohwasserleitung 11 und das (offene) Ventil 21 angesaugt werden, nicht dagegen Luft durch die Schmutzwasserleitung 22 und das (geschlossene) Ventil 23. Umgekehrt kann bei Rückspülbetrieb das Schmutzwasser aus dem Filtergefäß 24 zwar durch das (offene) Ventil 23 und die Schmutzwasserleitung 22 in die freie Atmosphäre herausgedrückt werden, aber es kann nicht durch das (geschlossene) Ventil 21 und die Rohwasserleitung 11 in das Schwirnmbassin 7 eindringen. Die Umschaltung von Filtrierbetrieb auf Rückspülbetrieb und umgekehrt erfolgt hier ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, lediglich durch Umkehrung der Drehrichtung des Pumpenantriebsaggregates und die dadurch bedingte Umkehrung der Förderrichtung der Pumpe 5. Da bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung während des Rückspülbetriebs der Überdruck im Filtergefäß 24 beliebig hoch sein kann, ohne daß ein Übertritt des Schmutzwassers in die Rohwasserleitung 11 zu befürchten ist, kann die Reinigung des Filters dadurch erheblich intensiviert werden, daß die Förderhöhe der Pumpe 5 in der dem Rückspülbetrieb entsprechenden Fördermenge größer ausgelegt wird als in der entgegengesetzten Förderrichtung. Dies kann beispielsweise durch Verwendung eines polumschaltbaren Elektromotors erreicht werden, der bei Rückspülbetrieb mit einer höheren Drehzahl läuft als bei Filtrierbetrieb. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3 empfiehlt es sich, die Ausflußebene der Schmutzwasserleitung 22 höherzulegen als den Wasserspiegel 15 des Schwimmbassins 7, damit bei Betriebsunterbrechungen, z. B. infolge Ausfallens der Stromversorgung, die Schmutzwasserleitung 22 nicht wie eine Heberleitung wirkt, durch die Wasser aus dem Schwimmbassin 7 ins Freie abfließen kann. In the embodiment of the invention shown in Fig. 3 The proposed device is a closed filter vessel instead of an open-topped filter vessel Filter vessel 24 is provided, with the raw water pipeline flowing into its sludge-side end and the dirty water line 22 leading out of it into the open atmosphere counteracting automatic valves 21 and 23 are provided. if If there is negative pressure in the filter vessel 24, the valve 21 is opened and the valve 23 closed; However, if there is overpressure in the filter vessel 24, the valve will open 21 closed and valve 23 opened. As a result, the pump can 5 in filtering mode only raw water through the raw water pipe 11 and the (open) Valve 21 are sucked in, but not air through the waste water line 22 and the (closed) valve 23. Conversely, the dirty water can be used during backwashing operation from the filter vessel 24 through the (open) valve 23 and the dirty water pipe 22 can be pushed out into the open atmosphere, but it cannot be pushed through the (closed) Valve 21 and the raw water pipe 11 penetrate into the swimming pool 7. The switchover from filter operation to backwash operation and vice versa takes place here as well as with Embodiment according to FIG. 1, only by reversing the direction of rotation of the Pump drive unit and the resulting reversal of the conveying direction of the Pump 5. Since in the embodiment shown in FIG. 3, the proposed according to the invention Device during the backwash operation, the overpressure in the filter vessel 24 is arbitrary can be high without the dirty water passing into the raw water pipe 11 is to be feared, the cleaning of the filter can be considerably intensified as a result be that the delivery head of the pump 5 in the corresponding to the backwash operation The delivery rate is designed to be larger than in the opposite delivery direction. this can be achieved, for example, by using a pole-changing electric motor which runs at a higher speed in backwashing mode than in filtering mode. In the device according to FIG. 3, it is recommended that the outflow level of the waste water pipe 22 higher than the water level 15 of the swimming pool 7, so that in the event of business interruptions, z. B. due to failure of the Power supply, the sewage pipe 22 does not act like a siphon pipe through which water from the swimming pool 7 enters Free can drain.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch im offenen Kreislauf arbeiten, so daß die Rohwasserleitung 11 an einen Rohwasserspender, z. B. einen Fluß oder See, und die Reinwasserleitung 6 an ein Trinkwasserreservoir angeschlossen ist. The device according to the invention can also be used in an open circuit work so that the raw water line 11 to a raw water dispenser, z. B. a River or lake, and the pure water line 6 connected to a drinking water reservoir is.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Backwashable filter with a bed of granular Material and with a pump working in both directions of rotation, in particular for swimming pools, characterized in that the conveying direction of the pure water flow in direct connection with the clear-side end of the filter vessel (1 or 24) standing pump (5) for the purpose of backwashing the open or closed Circuit working filter is reversible, the direction of rotation for the pump and possibly the speed is variable.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the raw water introduction (11, 9) in the top of the filter under the dirty water run (12, 13) takes place, and that the dirt overflow edge (13) below the level of the liquid level of the free incoming raw water is so that no raw water in the during the filtration overflow (13) and no dirty water into the raw water tank during the flushing process (7) leading line (11) arrives.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the in the raw water line opening into the trub side end of the closed filter vessel (24) (11) and the waste water pipe leading out of it into the open atmosphere (22) provided with counteracting automatic valves (21 or 23) are.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the raw water line (11), the filter vessel (1 or 24), the pure water line (6) with the pump (5) and the storage container (7) for the filtrate to a closed Circulatory system are united.

Considered publications: German Patent Specifications No. 124 974, 334 113, 668 030; Swiss Patent No. 201 296.