DE1216249B - Filtriereinrichtung, insbesondere fuer Schiffsentwaesserungsanlagen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

BOId

Deutsche Kl.: 12d-27

Nummer: 1216 249

Aktenzeichen: B 62844 VII b/12 d

Anmeldetag: 9. Juni 1961

Auslegetag: 12. Mai 1966

Die Erfindung betrifft eine Filtriereinrichtung, insbesondere für Schiffsentwässerungsanlagen, bestehend aus zwei nebeneinander angeordneten Filtern mit zwischenliegenden Absperrorganen, die eine Hintereinanderschaltung der beiden Filter in entgegengesetzter Strömungsrichtung zwecks Spülung jeweils eines Filters unter Mithilfe einer Pumpe ermöglichen.

Bei einer bekannten Filteranordnung dieser Art ist zwischen die Filter ein einziges Absperrorgan eingeschaltet, das einen Zulauf und zwei Abläufe besitzt. Es kann wahlweise in drei verschiedene Stellungen gebracht werden. In der Normalstellung sind die beiden Filter parallel geschaltet; so daß das Schmutzwasser beide Filter gleichzeitig durchfließt.

In der zweiten Stellung sind die beiden Filter hintereinandergeschaltet. Das Schmutzwasser wird im ersten Filter geklärt, strömt dann zwecks Rückspülung in das zweite Filter und verläßt die Anordnung über den Ablauf, an den eine Klärvorrichtung zum Auffangen des aus dem zweiten Filter ausgespülten Schmutzes angeschlossen sein kann. In der dritten Stellung sind die beiden Filter in entgegengesetzter Richtung hintereinandergeschaltet. Das Schmutzwasser tritt also erst in das vorher gereinigte Filter ein und das Klarfilter spült anschließend das andere Filter. In allen Fällen besteht eine direkte, von außen nicht zugängliche Verbindung zwischen den beiden Filtern an einem Ende derselben, die vom Filtrat wahlweise in der einen oder anderen Richtung durchströmt wird.

Diese Anordnung ermöglicht zwar einen ständigen, ununterbrochenen Betrieb der Filtriereinrichtung, aber die Einschaltung der in jedem Falle erforderlichen Pumpe begegnet gewissen Schwierigkeiten. Die Pumpe soll möglichst nicht von Schmutzwasser durchströmt werden, damit sie nicht verstopft und beschädigt wird. Ferner muß sie stets in gleicher Richtung von der Flüssigkeit durchströmt werden; anderenfalls sind parallelgeschaltete, in entgegengesetzter Richtung arbeitende Pumpen mit entsprechenden Umsteuerungsmaßnahmen notwendig. Bei der soeben geschilderten bekannten Einrichtung tritt aber während der Reinigungsperioden, in denen die bei- " den Filter hintereinandergeschaltet sind, nur Schmutzwasser am Einlaß und am Auslaß der Anordnung auf, so daß die unmittelbare Einschaltung einer normalen, nicht für Schmutzwasser geeigneten Pumpe möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen. Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Filtriereinrichtung der eingangs angegebenen Art da-Filtriereinrichtung, insbesondere
für Schiffsentwässerungsanlagen

Anmelder:

John P. Brydon, Vancouver, Columbia (Kanada)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:

John P. Brydon, Vancouver, Columbia (Kanada)

Beanspruchte Priorität:

Kanada vom 9. Juni 1960 (800 734)

durch gekennzeichnet, daß die beiden Absperrorgane in den Verbindungsleitungen zwischen einander entsprechenden Filteranschlüssen, einen eigenen Zulaufstutzen und einen eigenen Abbiaufstutzen derart aufweisen, daß wechselweise die Verbindung eines der beiden zugehörigen Filteranschlüsse mit dem Zulauf und des anderen mit dem Ablauf möglich ist, so daß zwischen den Ablauf des Klarfiltrats und dessen Wiedereintritt in das rückzuspülende Filter die stets in gleicher Richtung von Klarflüssigkeit durchströmte Pumpe eingeschaltet ist.

Dank der Erfindung sind der Ablauf des Klarfiltrats aus dem ersten Filter und der Zulauf zum rückzuspülenden Filter nach außen zugänglich, so daß die beiden Filter ständig hintereinandergeschaltet bleiben können und damit das eine Filter dauernd eine Selbstreinigung erfährt. Trotzdem ist die Pumpe stets in gleicher Richtung von Klarflüssigkeit durchströmt. ·

Vorzugsweise wird ein vollautomatischer Betrieb dadurch ermöglicht, daß beim Auftreten eines bestimmten Druckunterschiedes an den Anschlüssen des ersten der beiden hintereinandergeschalteten Filter die beiden Absperrorgane selbsttätig gleichzeitig umgeschaltet werden, so daß die Reihenfolge der Hintereinanderschaltung sich umkehrt. Der Umschaltrhythmus wird also durch das tatsächliche Absinken der Filterleistung und nicht durch eine mehr oder weniger willkürlich festgelegte Zeitperiode bestimmt. Die Umschaltung der Filter kann beispielsweise auf elektrischem oder hydraulischem Wege geschehen.

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Die Erfindung ist für Schiffsentwässerungsanlagen besonders geeignet, weil die Filtrieremrichtung an einer unzugänglichen Stelle des Schiffes untergebracht werden kann, wobei das Schmutzwasser über Bord abfließt. ·

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Darstellung einer Ausführungsform der Filteranlage nach der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung' ίο einer Filteranlage mit elektrischer Betätigung,

Fig. 3 ein Schaltbild der Steuereinrichtung für die Betätigung der Anlage nach Fig. 2,

F i g. 4 ein Schrägbild einer anderen Filteranlage nach der Erfindung mit hydraulischer Betätigung,

Fig. 5 einen Teilschnitt der Einrichtung nach F i g. 4 längs der Linie 5-5,

F i g. 6 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 5 nebst einer Darstellung des Regelkreislaufes,

Fi g. 7 die schematische Darstellung einer weiteren Filteranlage nach der Erfindung mit hydraulischer Betätigung und

Fig. 8 eine schematische Darstellung der hydraulischen Regeleinrichtung für die automatische Betäti- » gung der Anlagen nach F i g. 4, 5 und 7.

Das Grundprinzip der Erfindung soll an Hand der F i g. 1 erläutert werden.

Fig. 1 zeigt zwei Filtriervorrichtungen 1 und 2, die nicht dargestellte Filter enthalten. Die Filtriervorrichtung 1 ist mit Ein- und Auslässen 3 und 4 und die Filtriervorrichtung 2 mit Ein- und Auslässen 5 und 6 versehen. Die Ein- und Auslässe 3 und 4 sind so angeordnet, daß die in den einen Einlaß eintretende Flüssigkeit das Filter durchströmen muß, ehe sie durch den Auslaß abfließt. Das gleiche gilt für die Ein- und Auslässe 5 und 6. Die Ein- und Auslässe 3 * und 6 sind durch eine Armatur 7 und die Ein- und Auslässe 4 und 5 durch eine Armatur 8 verbunden. In den Armaturen befinden sich Absperrorgane 9 und 10. Mit der Armatur 7 sind ein Zulauf 12 und ein Ablauf 11 und mit der Armatur 8 ein Zulauf 13 und ein Ablauf 14 verbunden. Eine Pumpe 15 ist mit der Saugseite an den Ablauf 14 und mit der Druckseite an den Zulauf 13 angeschlossen. Die Absperrorgane 9 und 10 sind in den Armaturen 7 und 8 so angeordnet, daß eine direkte Flüssigkeitsströmung zwischen den Ein- und Auslässen 3 und 6 bzw. 4 und 5 unmöglich ist. Ferner verhindern die Absperrorgane 9 und 10 eine direkte Flüssigkeitsströmung zwischen dem Zulauf 12 und dem Ablauf 11 bzw. dem Zulauf 13 und dem Ablauf 14. Der Zulauf 12 ist mit einer Rohrleitung verbunden, die in die zu filtrierende Flüssigkeit eintaucht.

Die in F i g 1 gezeigte Einrichtung arbeitet folgendermaßen: In der ausgezogen gezeichneten Stellung der Absperrorgane 9 und 10 wird die zu reinigende Flüssigkeit durch den Zulauf 12 angesaugt und strömt durch die Armatur 7, den Einlaß 6, die Filtriervorrichtung 2 und den Auslaß 5 in der Pfeilrichtung. Die durch den Auslaß 5 austretende Flüssigkeit ist ge- 6o" klärt, da die vorher in der Flüssigkeit mitgeführten Fremdkörper in der Filtriervorrichtung 2 zurückgehalten wurden. Die Flüssigkeit gelangt nun vom Auslaß 5 durch die Armatur 8 in das Absperrorgan 10, den Ablauf 14 und die Pumpe 15 und wird durch den Zulauf 13 wieder der Armatur 8 zugeführt. Die Flüssigkeit gelangt dann in den Einlaß 4 und in Pfeilrichtung durch die Filtriervorrichtung 1. Die durch die Filtriervorrichtung 1 strömende klare Flüssigkeit entfernt aus dem Filter dieser Vorrichtung die darin enthaltenen Fremdkörper, d. h., die aus dem Auslaß 3 austretende Flüssigkeit enthält mitgeführte Fremdkörper. Diese verschmutzte Flüssigkeit strömt durch die Armatur 7 und das Absperrorgan 9 und wird als Abfalfflüssigkeit durch den Ablauf 11 abgeführt. Während also die Filtriervorrichtung 2 mitgeführte Teilchen aus der Flüssigkeit entfernt und däfür sorgt, daß die Pumpe 15 reine Flüssigkeit fördert, wird das Filter der Filtriervorrichtung 1 selbsttätig gereinigt, da es von reiner Flüssigkeit durchströmt wird. Wenn das Filter der Filtriervorrichtung 2 verunreinigt ist und keine genügende Reinigungswirkung mehr ausübt, so müssen die Drehschieber 16 und 17 der Absperrorgane 9 und 10 in die gestrichelte Lage in F i g. 1 gebracht werden. Diese Umsteuerung kann in der nachstehend beschriebenen Weise selbsttätig vorgenommen werden. In der zweiten Stellung ist der Flüssigkeitsweg wie folgt: Zulauf 12, Absperrorgan 9, Armatur?, Einlaß3, Filter 1, Auslaß4, Armatur8, Absperrorgan 10, Ablauf 14, Pumpe 15, Zulauf 13, Absperrorgan 10, Armatur 8, Einlaß 5, Filter 2, Auslaß 6, Armatur 7, Absperrorgan 9 und Ablauf 11. In der zweiten Stellung dient also das Filter der Filtriervorrichtung 1 zur Klärung der durch den Einlaß 12 angesaugten Flüssigkeit, während das Filter 2 durch die hindurchströmende reine Flüssigkeit gereinigt wird. Wie man sieht, tauschen nur die Filter 1 und 2 bei einer Umstellung der Drehschieber 16 und 17 ihre Aufgaben, während die Drehrichtung der Pumpe sich nicht ändert und die zu klärende Flüssigkeit ständig durch den Zulauf 12 zugeführt und durch den Ablauf 11 abgeleitet wird.

Die soeben beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist besonders geeignet für eine Schiffsentwässerungsanlage. In den verschiedenen Luken des Schiffes befindet sich je eine erfindungsgemäße Vorrichtung und die aus dem Ablauf 11 austretende Abfallflüssigkeit wird über Bord abgeführt. Die Einrichtung ist für eine solche Anwendung besonders geeignet, da die Umstellung von einem Filter zum anderen selbsttätig vorgenommen und die Filtereinrichtung daher an unzugänglichen Orten untergebracht werden kann.

Eine hydraulisch betätigte Umsteuerung ist in Fig. 4, 5 und 6 dargestellt. Die Filtriervorrichtung 1 und 2 enthalten jeweils einen Siebkorb 2 a. Die Filtriervorrichtung 1 ist wieder mit Ein- und Auslässen 3 und 4 versehen, die als Flanschrohre ausgebildet sind. Ebenso stellen die Ein- und Auslässe 5 und 6 Flanschrohre dar, die in die Filtriervorrichtung 2 münden. Die mit den Ein- und Auslassen 3 und 6 verbundene Armatur 7 ist als Flanschrohr ausgebildet, das mit den Flanschen der Ein- und Auslässe 3 und 6 verschraubt ist. Dasselbe gilt für die Armatur 8. Der aus einem Flanschrohr bestehende Zulauf 12 ist mit der Armatur 7 verbunden. Der ebenso ausgebildete Ablauf 11 (in F i g. 4 nicht sichtbar) ist diametral gegenüber dem Zulauf 12 an die Armatur 7 angeschlossen. Ebenso sind der Zulauf 13 und der Ablauf 14 mit der Armatur 8 verbunden. Der Zulauf 12 kann mit einem Rohr 12' und der Ablauf 11 mit einem Rohr 11' verbunden sein. Ebenso ist an den Zulauf 13 ein Rohr 18 und an den Ablauf 14 ein Rohr 19 angeschlossen. Bei der selbstreinigenden Ausführungsform ist das Rohr 18 mit der Druckseite und das Rohr 19 mit der Saugseite einer Pumpe verbunden,

wie aus F i g. 1 hervorgeht. In den Armaturen 7 und 8 befinden sich die Absperrorgane 9 und 10. Diese enthalten Drehschieber 16 bzw. 17. Die Drehschieber 16 und 17 sind durch eine Welle 20 verbunden und liegen unmittelbar übereinander. Die Welle

20 wird oben von einem hydraulischen Motor 21 angetrieben, der nachstehend näher beschrieben wird. Die Absperrorgane 9 und 10 mit den Schiebern 16 und 17 sind so gebaut, daß das Absperrorgan 9 eine merkliche direkte Flüssigkeitsströmung zwischen den Ein- und Auslassen 3 und 6 bzw. zwischen dem Zulauf 12 und dem Ablauf 11 verhindert. Ähnliches gilt für das Absperrorgan 10, wie aus F i g. 1 hervorgeht.

F i g. 6 zeigt einen Schnitt durch den hydraulischen Motor 21. Dieser besitzt ein Gehäuse 22, einen damit fest verbundenen Ständer 23 und einen Läufer 24. Der Läufer 24 ist mit einem Keil 25 an der Drehschieberwelle 20 befestigt. Im Ständer 23 sind Öffnungen 26 bis 29 vorgesehen, die über entsprechende Rohrleitungen 26' bis 29' mit einem Steuerschieber

30 verbunden sind. Die Rohrleitungen 26' und 29' sind parallel an das Rohr 32 und die Rohrleitungen 27' und 28' parallel an das Rohr 31 angeschlossen. Das Druckmittel, vorzugsweise Wasser, strömt aus oder in den Steuerschieber 30 durch die Rohre 31 und 32, wobei der Druck in den Rohren 31 und 32 verschieden ist. In der in Fig. 6 gezeigten Stellung des Läufers 24 ist der Druck im Rohr 32 und damit in den Rohrleitungen 26' und 29' größer als im Rohr

31 bzw. in den Leitungen 27' und 28'. Daher strömt die Flüssigkeit in den Rohren 26' und 29' in die Kammern 33 und 34, füllt diese Kammern und zwingt dem Läufer 24 die in F i g. 6 gezeigte Stellung auf. Damit der Läufer 24 entgegen dem Uhrzeigersinn in die gestrichelte Stellung in F i g. 6 gelangt, muß nur der Flüssigkeitsdruck im Rohr 31 durch den Steuerschieber so stark erhöht werden, daß die Flüssigkeit in den Kammern 33 und 34 durch das Rohr 32 abströmt. Wenn dies geschehen ist, hat sich der Läufer 24 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und die Flüssigkeit in den Kammern 33 und 34 ist durch die Öffnungen 26 und 29 bzw. die Rohre 29' und 26' abgeströmt, während die hinter dem Läufer 24 entstehenden Kammern durch die Öffnungen 27 und 28 mit Flüssigkeit gefüllt sind. Der hydraulische Motor

21 ist abgedichtet, so daß keine Flüssigkeit aus ihm entweichen kann. Mit dem Läufer 24 dreht sich die Welle 20 mit den Drehschiebern 16 und 17. Wie später an Hand der F i g. 8 erläutert wird, läßt sich der Steuerschieber 30 selbsttätig umsteuern, so daß die Drehschieber 16 und 17 wechselweise in beide Betriebsstellungen kommen.

Die in Fig. 4 und 5 gezeigte Ausführungsform arbeitet in der für Fig. 1 beschriebenen Weise. Wenn also die Drehschieber 16 und 17 in der einen Stellung sind, wird Flüssigkeit durch das Rohr 12' angesaugt und gelangt durch den Einlaß 12, das Absperrorgan 9, die Armatur 7, den Einlaß 6, das Filter 2 a, den Auslaß 5, die Armatur 8, das Absperrorgan 10 und den Auslaß 14 zum Rohr 19. Von hier kann die gereinigte Flüssigkeit in die Saugseite einer Pumpe eintreten und kommt von der Druckseite dieser Pumpe durch das Rohr 18, den Einlaß 13, das Absperrorgan 10 und die Armatur 8 in den Einlaß 4, das Filter der Filtriervorrichtung 1, den Auslaß 3, die Armatur 7, das Absperrorgan 9 und den Auslaß 11 in das Abflußrohr 11'. In dieser Stellung der Drehschieber 16 und 17 reinigt also das Filter 2 a die Flüssigkeit, während das Filter der Filtriervorrichtung 1 durch die bereits gereinigte Flüssigkeit ausgespült wird.

Wenn das Filter 2 a verstopft ist, ergibt sich an ihm ein Druckunterschied, der festgestellt und zur Betätigung des Steuerschiebers 30 verwendet werden kann. Dieser dreht mittels des hydraulischen Motors 21 und der Welle 20 die Drehschieber 16 und 17 in

ίο ihre andere Lage. Zu diesem Zweck sind gemäß Fig. 3 und 7 Rohre35 und 36 mit dem Ablauf 14 bzw. dem Zulauf 12 verbunden. Der Druckunterschied zwischen den in den Rohren 35 und 36 befindlichen Flüssigkeiten dient zur Betätigung des Steuer-Schiebers 30, wie nachstehend beschrieben wird. Wenn der Druckunterschied zwischen den Rohren 35 und 36 eine bestimmte Größe erreicht, wird der Steuerschieber 30 derart betätigt, daß er die Welle 20 und die Drehschieber 16 und 17 in ihre andere

ao Stellung dreht, die in F i g. 1 gestrichelt ist. In dieser Stellung dient die Filtriervorrichtung 1 zur Reinigung der in das Rohr 12' einströmenden Flüssigkeit, während das Filter der Filtriervorrichtung 2 durch die gereinigte Flüssigkeit gespült wird, die durch den

«5 Einlaß 5 in das Filter 2 a einströmt. Die aus dem Filter 2 α austretende verschmutzte Flüssigkeit verläßt das Gerät durch den Ablauf 11 und das Rohr 11'. Die Arbeitsweise der Filter 1 und 2 hängt also von der Stellung der Drehschieber 16 und 17 ab, wobei jeweils das eine Filter in einer Stellung die Flüssigkeit reinigt, während das andere gespült wird, und in der anderen Stellung der Drehschieber 16 und 17 die Rollen der beiden Filter vertauscht sind. Stets wird jedoch die Flüssigkeit durch das Rohr 12' angesaugt und durch das Rohr 11' ausgestoßen, d. h.

die Funktion der mit der Armatur 7 verbundenen Ein- und Auslässe ist unabhängig von der Stellung der Drehschieber 16 und 17.

Eine elektrisch betätigte Umsteuerung des Filters nach der Erfindung ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Die in F i g. 2 gezeigte Filtriervorrichtung ist identisch mit derjenigen nach Fig. 4. Deshalb ist in F i g. 2 nur der obere Teil dargestellt. Der einzige Unterschied liegt darin, daß der hydraulische Motor 21 durch einen Elektromotor 37 und die zugehörigen mechanischen und elektrischen Teile ersetzt ist.

Auf der oberen Armatur 8 befindet sich hier ein Gehäuse 38, das ein Zahnrad 39 enthält. Dieses ist mit der nicht dargestellten Ventilspindel über einen Keil od. dgl. verbunden. Die Welle des Motors 37 ist über ein Vorgelege mit der Schnecke 40 verbunden, die mit dem Schneckenrad 39 im Eingriff steht. Mit dem Zahnrad 39 und der Ventilspindel 20 ist eine Isolierscheibe 41 auf Drehung verbunden, die am besten in F i g. 3 erkennbar ist und mit leitenden Segmenten 42 versehen ist. Ferner befinden sich im Gehäuse 38 zwei Bürsten 43, die auf einer Bürstenbrücke montiert sind und mit der Isolierscheibe 41 und den darauf befindlichen leitenden Segmenten Kontakt geben.

F i g. 3 zeigt eine Steuervorrichtung für den Motor 37, die zur selbsttätigen Umsteuerung in Abhängigkeit von den Druckunterschieden zwischen den Manometerrohren 35 und 36 dient. Sie enthält ein Membranventil 44 mit einem Gehäuse 45, in welchem sich eine Membran 46 befindet, die das Gehäuse 45 in zwei Kammern 47 und 48 teilt. Mit der Kammer 47 steht das Rohr 36 und mit der Kammer 48 das Rohr

35 (Fig. 1) in Verbindung. Die Membran46 legt sich gegen einen Stößel 49, der mit einem Quecksilberschalter 50 verbunden ist. Ein Kontakt des Quecksilberschalters 50 ist über eine Leitung 51 mit der einen Bürste 43 verbunden, während der andere Kontakt über eine Leitung 52 mit der anderen Bürste 43 verbunden ist. Der Motor 37 ist über die Leitungen 53 und 54 und ein Relais 55 mit dem Netz verbunden. Ein Kontakt des Quecksilberschalters 50 ist über die Leitungen 51 und 56 mit der Leitung 53 verbunden, während der andere Kontakt des Quecksilberschalters 50 über die Leitungen 52 und 57 und die Wicklung des Relais 55 mit der Leitung 54 verbunden ist. Die in F i g. 3 gezeigte Schaltung arbeitet folgendermaßen: In der gezeigten Stellung ist der Quecksilberschalter 50 und das Relais 55 offen. Die Bürsten 54 stehen in Kontakt mit einem isolierenden Teil der Scheibe 41, die Drehschieber 16 und 17 befinden sich in der einen in F i g. 1 gezeigten Stellung und das eine Filter übt seine Reinigungswirkung aus, während das andere gespült wird. Es sei angenommen, daß die Drehschieber 16, 17 sich in der in F i g. 1 ausgezogen gezeichneten Stellung befinden. Die Filtriervorrichtung 2 wird also von der zu reinigenden Flüssigkeit durchströmt und allmählich immer stärker verstopft. Hierdurch bildet sich ein Druckunterschied zwischen den Rohren 35 und 36 aus. Infolgedessen biegt sich die Membran 46 nach unten durch und schließt bei einem bestimmten Druckwert den Quecksilberschalter 50. Hierdurch wird das Relais 55 über die Leitung 56, 51, den Schalter 50, die Leitung 52 und 57, die Relaiswicklung 55 und das Netz angezogen. Dadurch wird der Strom von der Stromquelle durch die Leitung 53, den Motor 37, die Leitung 54, die Relaiskontakte und zurück zur Stromquelle geschlossen. Der Motor 37 dreht also die Welle 20 über die Schnecke 40 und das Schneckenrad 39 bis die Drehschieber 16 und 17 aus der ausgezogenen Stellung in die gestrichelte Stellung in Fig. 1 übergeführt sind. Gleichzeitig dreht sich die Isolierscheibe 41 mit, so daß das eine leitende Segment 42 die Bürsten 43 überbrückt und hierdurch die Kontakte des Quecksilberschalters 50 kurzschließt. Wenn die Drehschieber 16 und 17 in ihre andere Stellung gelangt sind, gleicht sich der Druck in den Rohren 35 und 36 aus, wodurch die Membran 46 in die Ausgangslage zurückkehrt und der Queksilberschalter 50 geöffnet wird. Der Stößel 49 kann mit einer Feder verbunden sein, um dies zu bewirken. Die Relaiswicklung bleibt aber erregt, da nun der Strom von der Stromquelle über die Leitung 56, die Bürsten 43 und das leitende Segment, die Leitung 57, die Wicklung 55 und zurück zur Stromquelle fließt. Der Motor 37 dreht sich also weiter, auch wenn der Quecksilberschalter 50 in seine offene Ruhestellung zurückgekehrt ist, bis die Isolierscheibe 41 eine Stellung erreicht hat, in der die Bürsten 43 auf dem isolierenden Zwischenraum zwischen den leitenden Segmenten 42 aufruhen. Dieser Zwischenraum zwischen benachbarten leitenden Segmenten ist gerade soviel bereiter als die Bürsten 43, daß kein Kurzschluß zwischen den Bürsten auftreten kann, wenn sie auf dem isolierenden Zwischenraum aufruhen. In dieser Stellung wird die Wicklung des Relais 55 erregt und das Relais fällt ab, wodurch der Motor 37 von der Stromquelle abgetrennt wird und stehenbleibt. Die Bürsten 43 und die leitenden Segmente 42 sind so gestaltet, daß der Motor 37 die Drehschieber 16 und 17 gerade aus der ausgezogenen Stellung in die gestrichelte Stellung in F i g. 1 überführt und dann stehenbleibt. In dieser Stellung übt das Filter der Filtriervorrichtung 1 seine Reinigungswirkung auf die durch den Zulauf 12 einströmende Flüssigkeit aus, während das Filter der Filtriervorrichtung 2 durch die gereinigte Flüssigkeit gespült wird.

Eine weitere Ausführungsform einer hydraulisch

ίο betätigten Umsteuerung ist in F i g. 7 dargestellt. Die beiden Filtriervorrichtungen 1 und 2 sind nur angedeutet. Die Filtriervorrichtung 1 besitzt Ein- und Auslässe 3 und 4 und die Filtriervorrichtung 2 Ein- und AuslässeS und 6, die jeweils wieder aus geflanschten Stutzen bestehen. Die Armaturen 7, la, 8 und 8ß sind mit Flanschen mit den Ein- und Auslassen 3 bis 6 verbunden. In der Armatur 7 sind Absperrorgane 9 und 9 α zwischen den Ein- und Auslässen 6 und 3 vorgesehen. In der Armatur la be-

ao finden sich dagegen Absperrorgane 9 & und 9 c zwischen den gleichen Ein- und Auslassen. Ebenso sind die parallelgeschalteten Armaturen 8 und 8 a mit Absperrorganen 10 und 10 α bzw. 10 & und 10 c zui Verbindung zwischen den Ein- und Auslässen 4

as und 5 versehen. Die Absperrorgane 9 und 9 b sind mit einer Ventilspindel 58 versehen, die mit einem in einem Zylinder 60 angeordneten Kolben 59 verbunden ist. Die Absperrorgane 9 und 9 b haben einen solchen Abstand voneinander, daß stets das eine geschlossen und das andere offen ist. Das gleiche gilt für die Ventilpaare 9 c und 9 a, 106 und 10 sowie 10 c und 10 a. Diese sind jeweils über die Ventilspindel 58 a, 58 & und 58 c mit den Kolben 59 a bis 59 c in den Zylindern 60 a bis 60 c verbunden. Der als Flanschrohr ausgebildete Auslaß 11 ist mit der Armatur 7 verbunden. Ebenso sind der Einlaß 12 mit der Armatur la, der Auslaß 14 mit der Armatur 8 und der Einlaß 13 mit der Armatur

8 a verbunden. Eine Pumpe ist wieder zwischen den Einlaß 13 und den Auslaß 14 eingeschaltet, wobei die Saugseite der Pumpe mit dem Auslaß 14 und die Druckseite mit dem Einlaß 13 verbunden ist. Die an die Armaturen 8 und la angeschlossenen Rohre 35 und 36 dienen zur Feststellung des Druckunterschiedes im Filter, das gerade zur Reinigung der Flüssigkeit dient. Dieser Druckunterschied dient wieder als Steuersignal für eine Steuervorrichtung 30. Ferner sind Manometerrohre 61 und 62 vorgesehen, die mit den Ein- und Auslässen 4 bzw. 5 verbunden sind.

Vom Steuerschieber 30 zu den Zylindern 60 führen zwei Druckleitungen 31 und 32, wobei die Leitung

31 mit den Leitungen 63 und 64 sowie die Leitung

32 mit den Leitungen 65 und 66 verbunden ist. Die Leitung 63 führt zum Zylinder 60 b unterhalb des Kolbens 59 & und zum Zylinder 60 oberhalb des Kolbens 59. Die Leitung 64 führt zum Zylinder 60 c oberhalb des Kolbens 59 c und zum Zylinder 60 a unterhalb des Kolbens 59 a. Die Leitung 65 führt zum Zylinder 60 & oberhalb des Kolbens 59 & und zum Zylinder 60 unterhalb des Kolbens 59. Die Leitung 66 führt zum Zylinder 60 c unterhalb des Kolbens 59c und zum Zylinder 60 a oberhalb des Kolbens 59a.

Die beschriebene Ausführungsform arbeitet wie folgt: Wenn die Filtereinrichtung sich in der in Fig. 7 gezeigten Stellung befindet, wobei die Ventile

9 c, 9, 10 & und 10 a geschlossen und die Ventile 9 a. 9 b, 10 und 10 c offen sind, so ist der Druck im Zy-

linder 60 unterhalb des Kolbens 59 größer als oberhalb desselben, der Druck unterhalb des Kolbens 59 c ist größer als der Druck oberhalb desselben und dasselbe gilt für den Druck oberhalb des Kolbens 59 b und oberhalb des Kolbens 59 a. Diese Druckunterschiede in den einzelnen Zylindern werden durch den Steuerschieber 30 erzeugt, wie noch im einzelnen erklärt wird. In der in F i g. 7 gezeigten Stellung der Absperrorgane wird die zu reinigende Flüssigkeit durch den Einlaß 12 angesaugt, strömt durch die Armatur la, das Ventil 9 b, den Einlaß 6 und die Filtriervorrichtung 2 und gelangt nach der Reinigung in den Auslaß 5. Von dort strömt die reine Flüssigkeit durch das Ventil 10 in die Armatur 8, den Auslaß 14, durch die Pumpe und in den Einlaß 13. Dann fließt sie durch die Armatur 8 a, das Ventil 10 c, den Einlaß 4 und durch das Filter der Filtriervorrichtung 1. Dieses wird durchgespült und die Schmutzflüssigkeit durch den Auslaß 3, das Ventil 9 a, die Armatur 7 und den Auslaß 11 abgeführt. Auch hier kann also nur reine Flüssigkeit die Pumpe durchströmen. Wenn das Filter der Filtriervorrichtung 2 sich verstopft, ergibt sich ein Druckunterschied zwischen den Rohren 35 und 36, der bei einer bestimmten Größe den Steuerschieber 30 betätigt, wodurch der Flüssigkeitsdruck in den Rohren 31, 63 und 64 größer als in den Leitungen 32, 65 und 66 wird. Hierdurch werden die Kolben 59 α und 59 b angehoben und die Kolben 59 und 59 c abgesenkt. Auf diese Weise werden die in F i g. 7 geöffneten Ventile geschlossen und die geschlossenen Ventile geöffnet und die Filtriervorrichtungen 1 und 2 umgeschaltet.

Eine hydraulische Steuereinrichtung 30, die in Verbindung mit den Ausführungsformen nach F i g. 4 und 5 bzw. 6 und 7 Verwendung finden kann, ist in F i g. 8 dargestellt.

Als Fühlglied dient hierbei ein Membranventil 44 mit einem Gehäuse 45, das eine Membran 46 enthält. Diese teilt das Gehäuse 45 in zwei Kammern 47 und 48. Die Leitung 35 (s. F i g. 4 und 7) ist mit der Kammer 48 und die Leitung 36 mit der Kammer 47 verbunden. Die Membran 46 drückt auf einen Stößel 49, der mit einem Ventil 67 in einem Zylinder 68 verbunden ist. Eine Druckfeder 69 drückt den Stößel 49 nach oben, so daß er in die gezeigte Stellung zurückkehrt, wenn die Membran 46 nicht belastet ist. Im Zylinder 68 befindet sich ein Kolben 69 a, der mit engen Durchbohrungen 70 versehen ist. An der Innenseite des Bodens des Zylinders 68 befindet sich ein Ring 71, der mit dem Kolben 69 α eine innere Kammer 72 und eine Ringkammer 73 bildet. Mit der Kammer 72 steht ein Rohr 74 in Verbindung, während mit der Ringkammer 73 Rohre 75 und 76 in Verbindung stehen.

Es ist ein Differentialregler 77 vorgesehen, der aus einem Gehäuse 78 mit Kolben 79 bis 83 besteht, die an einer gemeinsamen Achse 84 befestigt sind. Durch die Kolben und das Gehäuse werden fünf Kammern 85 bis 89 gebildet. Die vier Kolben 79 bis 83 sind mit der Achse 84 gemeinsam in Längsrichtung im Gehäuse 78 beweglich. In der gezeigten Stellung der Kolben stehen die Rohrleitungen 90, 91 und 92 mit den Kammern 88, 87 und 86 in Verbindung, während die Rohrleitungen 93, 94, 95 und 97 mit den Kammern 89, 88, 87 und 85 in Verbindung stehen. Die Rohrleitungen 98 und 99 sind mit dem Inneren des Gehäuses 78 verbunden. Die Rohrleitungen 94 und 95 führen zu einem Steuerschieber 100, der aus einem Gehäuse 101 mit vier Kolben 102 bis 105 und gemeinsamer Achse 106 besteht. Die Kolben mit der Achse 106 sind gemeinsam im Gehäuse 101 in Längsrichtung bewegbar. In der in F i g. 8 gezeigten Stellung bilden sie mit dem Gehäuse 101 Kammern 107 bis 110. Die Rohrleitung 94 steht mit der Kammer 110 in Verbindung. Die Rohrleitungen 111, 112 und 113 stehen mit den Kammern 107, 108 und 109

ίο in Verbindung, während die Auslaßleitungen 31 und 32 (s. auch F i g. 6 und 7) mit den Kammern 109 bzw. 108 in Verbindung stehen. Eine Rohrleitung 114 ist mit einer Druckflüssigkeitsquelle verbunden. Als Druckflüssigkeit können z.B. Wasser oder Öl dienen. Wenn Wasser verwendet wird, so soll es ein Schmiermittel für die Dichtungen, Packungen und bewegten Teile enthalten. Die Rohrleitung 114 ist mit den Leitungen 76 und 75 verbunden. Die Rohrleitung 74 ist mit der Rohrleitung 91 verbunden und führt auch über die Rohrleitungen 115 und 116 zu Membranventilen 117 und 118, die Absperrorgane in den Rohrleitungen 61 und 62 (s. F i g. 4 und 7) öffnen oder schließen. Die Rohrleitung 74 ist ferner über ein Nadelventil 119 und ein Rückschlagventil 120 mit einem Abfluß- oder Rückflußrohr 121 verbunden. Auch die Rohrleitungen 90 und 92 sind über das Rückschlagventil 120 mit dem Abflußrohr 121 verbunden. Die Rohrleitung 121 kann mit der Druckfiüssigkeitsquelle verbunden sein oder auch die Flüssigkeit nach, außen führen, wenn diese nicht mehr verwendet werden soll.. Eine Rohrleitung 122 führt vom Membranventil 117 zu den beiden Rohrleitungen 98 und 99. Die Druckflüssigkeitsquelle ist über die Rohrleitungen 114 und 112 mit dem Gehäuse 101 des Steuerschiebers 100 verbunden. Eine mit den Leitungen 111 und 113 verbundene Rohrleitung 124 steht mit dem Inneren des Zylinders 68 oberhalb des Kolbens 69 a in Verbindung, wenn das Ventil 67 geöffnet ist.

Das Steuerorgan 30 kann für alle Ausführungsformen nach F i g. 4 bis 7 verwendet werden, seine Arbeitsweise wird aber nachstehend im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach F i g. 7 beschrieben. Es sei angenommen, daß die Druckflüssigkeit aus Wassej besteht.

Wenn die verschiedenen Kolben sich in der in F i g. 8 gezeigten Stellung befinden und das Ventil 67 geschlossen ist, gelangt primäres Druckwasser von der Druckwasserquelle durch die Leitung 112 in die Kammer 108 und durch die Rohrleitung 32 nach außen zu den Leitungen 65 und 66 in F i g. 7 bzw. 26' und 29' in F i g. 6. Andererseits ist die Leitung 3-1, die mit den Leitungen 63 und 64 in F i g. 7 bzw. 27' und 28' in F i g. 6 in Verbindung steht, über die Kammer 109, die Leitungen 113 und 124 und das Rückschlagventil 120 mit dem Abfluß 121 verbunden. In diesem Falle befinden sich die Kolben 59, 59b, 59c und 59a in der in Fig. 2 gezeigten Stellung und vier Ventile sind offen, während die anderen vier geschlossen sind. Das Filter der Filtriervorrichtung 2 führt also seine Reinigungsfunktion aus, während das Filter der Vorrichtung 1 durchgespült wird. Bei zunehmender Verstopfung des Filters 2 bildet sich ein Druckunterschied zwischen den Leitungen 35 und 36 aus, wobei der Druck in der Leitung 35 niedriger als in der Leitung 36 wird. Dieser Druckunterschied erscheint beiderseits der Membran 46, so daß bei einer bestimmten Größe des

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Druckunterschiedes die Membran 46 sich nach unten durchbiegt und den Stößel 49 gegen die Feder 69 nach unten drückt, wobei das Ventil 67 geöffnet wird. Hierdurch kann das im Zylinder 68 oberhalb des Kolbens 69 a befindliche Wasser durch das Ventil 67, die Leitung 124 und das Rückschlagventil 120 abfließen und gelangt in die Abflußleitung 121.

Das Druckwasser gelangt ferner über die Leitung 114 zu den Leitungen 75 und 76. Da der Wasserdruck in der Ringkammer 73 jetzt größer als der Druck oberhalb des Kolbens 69 α ist, hebt sich dieser Kolben, so daß Druckwasser von der Ringkammer 73 in die Kammer 72 gelangen kann. Dieses Druckwasser tritt aus der Kammer 72 durch die Leitung 74 aus. Der Wasserdruck schließt die Membranventile 117 und 118, wodurch jeweils ein Ventil zwischen den Leitungen 61 und 122 bzw. 62 und 123 geschlossen wird und die Kolben des Diflerentialreglers 77 in der in F i g. 8 gezeigten Stellung festgehalten werden. Das Druckwasser geht weiter durch die Leitung 91, die Kammer 87 und die Leitung 95 zum Steuerschieber 100 und drückt von rechts auf den Kolben 102, wodurch die Kolben 102 bis 105 nach links verschoben werden. Hierbei fließt das in den Kammern 110 und 107 befindliche Wasser über die Leitang 94, die Kammer 88, die Leitung 90, das Rückschlagventil 120 und die Abflußleitung 121 bzw. die Leitungen 111, 124, das Rückschlagventil 120 und die Abflußleitung 121 ab. Wenn die Kolben des Steuerschiebers sich in der linken Stellung befinden, wird Druckwasser über die Leitung 112 der Leitung 31 durch die Kammer zugeführt, die zwischen den Kolben 104 und 103 und dem Gehäuse 101 definiert ist. Die Leitung 31 ist wie gesagt mit den Leitungen 63 und 64 (F i g. 7) verbunden, weshalb diese Leitungen unter Druck geraten und die Kolben 59 a und 59 b anheben, während die Kolben 59 c und 59 in ihren Zylindern gesenkt werden, so daß die in F i g. 7 offen gezeigten Ventile sich nun schließen, während die geschlossen gezeigten Ventile sich öffnen. Das Wasser wird aus den verschiedenen Zylindern über die Leitungen 65, 66 und 32 abgeführt. Aus der Leitung 32 gelangt das Wasser weiter durch die zwischen den Kolben 104 und 105 befindliche Kammer in die Leitungen 111 und 124 und dann über das Rückschlagventil 120 zur Abflußleitung 121. Auf diese Weise wird die in den Einlaß einströmende Flüssigkeit so abgelenkt, daß das Filter 1 die Flüssigkeit zu reinigen beginnt, während das Filter 2 durchgespült wird. Dieser Wechsel ist vollautomatisch. Während des Wechsels gleicht sich der Druck in den Rohren 35 und 36 aus und die Membran 46 gelangt in die Fig. 8 gezeigte Stellung zurück, wobei der Stößel 49 durch die Feder 69 in seine Ruhestellung zurückkehrt und das Ventil 67 schließt. Nach dem Schließen des Ventils 67 wird der Druck oberhalb des Kolbens 69 a gleich dem Druck unterhalb dieses Kolbens, da durch die Kanäle 70 ein Druckausgleich besorgt wird. Weil die obere Fläche des Kolbens 69 a größer als die untere Fläche ist, bewegt sich bei gleichem oberen und unteren Druck der Kolben 69 a nach unten in die in F i g. 8 gezeigte Stellung und trennt die Ringkammer 73 von der Kammer 72. Def Druck in der Kammer 72 und in der Leitung 74 sinkt durch das Nadelventil 119 langsam ab, bis die Membranventile 117 und 118 sich öffnen, wodurch die Leitungen 61 und 122 bzw. 62 und 123 miteinander verbunden werden. Da die Leitung 61 mit der Druckseite der zwischen dem Einlaß 13 und dem Auslaß 14 befindlichen Pumpe, die Leitung 62 aber mit der Saugseite dieser Pumpe in Verbindung steht, ist der Druck in der Leitung 61 nun größer als in der Leitung 62. Dieser Druckunterschied wird dem Differentialregler 77 durch die Leitungen 61,122, 98, 99, 62, 123, 97 und 93 mitgeteilt, wodurch die Kolben des Druckreglers 77 sich nach rechts bewegen, wobei das Wasser in den Kammern 98 und 85 durch die Leitungen 93 und 97 abgeführt wird. Wenn also der Wechsel der Filter durchgeführt ist, befinden sich die Kolben des Steuerschiebers 100 in der linken Stellung, während die Kolben des Differentialreglers 77 sich in der rechten Stellung befinden. In dieser Stellung ist die Leitung 91 mit der Leitung 94 verbunden, aber es fließt kein Druckwasser hindurch, und die Anordnung ist für den nächsten Austausch bereit. Dieser nächste Austausch geschieht so, daß die Kolben im Steuerschieber 100 nach rechts in F i g. 8 bewegt werden, wodurch Druckmesser auf die Leitung 32 gelangt und die Kolben 59 bis 59 c in die in F i g. 7 gezeigte Stellung zurückstellt, während schließlich die Kolben des Differentialreglers 77 in die in F i g. 8 gezeigte Stellung zurückkehren.

Wenn die beschriebene Steuereinrichtung 30 in Verbindung mit der in F i g. 6 gezeigten Einrichtung verwendet wird, so arbeitet sie in genau der gleichen Weise und bewirkt, daß der Läufer 24 sich aus der ausgezogenen Stellung in die gestrichelte Stellung dreht, wodurch die Funktionen der Filtriervorrichtung 1 und 2 automatisch vertauscht werden.

Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Anspruch 1 Schutz angestrebt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Filtriereinrichtung, insbesondere für Schiffsentwässerungsanlagen, bestehend aus zwei nebeneinander angeordneten Filtern mit zwischenliegenden Absperrorganen, die eine Hintereinanderschaltung der beiden Filter in entgegengesetzter Strömungsrichtung zwecks Spülung jeweils eines Filters unter Mithilfe einer Pumpe ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Absperrorgane (9 und 10) in den Verbindungsleitungen (7, 8) zwischen einander entsprechenden Filteranschlüssen (3, 6; 4, 5) je einen eigenen Zulaufstutzen (12,13) und %inen eigenen Ablaufstutzen (11,14) derart aufweisen, daß wechselweise die Verbindung eines der bei? den zugehörigen Filteranschlüsse mit dem Zulauf und des anderen mit dem Ablauf möglich ist, so daß zwischen den Ablauf (14) des Klarfiltrats und dessen Wiedereintritt (13) in das rückzuspülende Filter die stets in gleicher Richtung von Klarflüssigkeit durchströmte Pumpe (15) eingeschaltet ist.

2. Filtriereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Steuerorgan (30, 37), das beim Auftreten einer bestimmten Druckdifferenz zwischen dem Schmutzflüssigkeitszulauf (12) und dem Klarfiltratablauf (14) die Absperrorgane (9, 10) selbsttätig aus der einen in die andere Stellung umstellt.

3. Filtrier einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan aus einem Elektromotor (37) besteht, dessen Stromzufuhr bei einem bestimmten Druckunterschied

eingeschaltet wird und der sich selbsttätig abschaltet, wenn die Absperrorgane umgestellt sind.

4. Filtriereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Schalter (50), der bei einem bestimmten Druckunterschied zwischen zwei an den Schmutzflüssigkeitszulauf (12) und den Klarfiltratablauf (14) angeschlossenen Manometerleitungen (35, 36) geschlossen wird und über ein Relais (55) den Motor (37) mit dem Netz verbindet, sowie durch eine vom Motor angetriebene isolierende Scheibe (21), die derart gestaltete leitende Segmente (42) trägt, daß zwei parallel zum Schalter (50) liegende Bürsten (43) so lange überbrückt werden, bis die Absperrorgane und damit die isolierende Scheibe die neue Stellung erreicht haben.

5. Filtriereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan aus einem Kolbenschieber (30) besteht, der die Verstellung der Absperrorgane in Abhängigkeit von

IO

einem bestimmten Druckunterschied mittels hydraulisch betätigter Kolben (24, 59) bewirkt.

6. Filtriereinrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane als Vierwegehähne (16,17) ausgebildet sind, die mittels einer vom Steuerorgan betätigten Welle (20) miteinander verbunden sind.

7. Filtriereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrorgan aus zwei Doppelventilen (10, 10 b, 10 a, 10 c) besteht, die abwechselnd geschlossen und geöffnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 258 509, 294 312, 675493, 715663;

Patentschrift Nr. 12257 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

USA.-Patentschriften Nr. 2 679 936, 2 854140.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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