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Sammelrohre bei Flüssigkeitsfiltern mit gekörnten Filtermassen zur
Entnahme des Filtrats innerhalb der Filtermasse Bei Filtern zur Entfernung von in
Wasser vorhandenen Sink- und Schwebestoffen wird die Filterschicht in der Regel
von oben nach unten durchströmt. Die Filterschicht ruht hierbei auf einem Filterboden,
unter dom das Filtrat gesaxnmelt und abgeleitet wird. Ebenso sind Filter bekannt,
bei denen die zu filternde Flüssigkeit die Filterschicht von unten nach oben durchfließt.
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Neuerdings werden auch Filter benutzt, bei denen die Filterschicht
von der zu filternden Flüssigkeit im oberen Teil von oben nach unten und im unteren
Teil von unten nach oben durchströmt wird, Das Filtrat wird dann innerhalb der Filterschicht
gesammelt und abgeleitet, Das von unten nach oben durchströmte Teil der Filterschicht
besteht vorteilhaft aus mehreren Schichten, deren Korngröße von unten nach oben
bis zur Entnahmestelle des Filtrats abmount, Dadurch wird eine erhöhte Aufnahmefähigkeit
für Verunreinigungen erreicht, ohne daß der Filterwiderstand in gleichem Maße steigt.
Für das Sammeln und Ableiten des Filtrats dienen meist innerhalb der Filterschicht
angeordnete Sammeirohre mit Durchtrittsöffnungen.
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Diese Filter haben den Vorzug, daß sie bei gleicher Grundfläche eine
gesteigerte Filtergeschwindigkeit zulassen, so daß eine wesentlich größere Filterleistung
erzielt wird. Die Filterschicht wird in der üblichen Weise durch Rückspülung gereinigt,
wobei die Spülflüssigkeit - in der Regel zusammen mit Spülluft -von unten nach oben
durch die gesamte Schicht geleitet wird.
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Bei Filtern dieser Bauart wird die Einrichtung für die Entnahme des
Filtrats in der Regel im oberen Teil der Filterschicht angeordnet, wo diese eine
feine Körnung hat.
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Ein solches Filter arbeitet vorzugsweise derart, daß die Hauptmenge
der zu filternden Flüssigkeit von unten nach oben strömt, entsprechend dem geringeren
Widerstand des im unteren Teil der Schicht vorhandenen gröberen Materials, während
nur ein kleiner Teil den oberen, feinkörnigen Teil der Schicht mit entsprechend
geringerer Geschwindigkeit durchströmt.
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Beim Betrieb derartiger Filter neigen die Durchtrittsöffnungen der
für die Entnahme des Filtrats dienenden Sammelrohre, die innerhalb der feinen Schicht
liegen, dazu, sich zu verstopfen. Ihre Reinigung ist nicht ohne weiteres möglich,
da sie erst nach teilweisem Entfernen des Filtermaterials zugänglich sind und dies
eine längere Unterbrechung des Filterbetriebes erfordert.
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Um den hydraulischen Widerstand des Filters gering zu halten, müssen
die Sammelrohre mit einer großen Anzahl sehr feiner Öffnungen versehen sein.
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Dies ist besonders dann ungünstig, wenn die Sammelrohre - wie dies
in der Praxis vielfach der Fall ist -verhältnismäßig dünnwandig sind. Die Filterschicht
bewegt sich nämlich bei der Spülung und liegt auch beim Filtrationsvorgang nicht
vollständig fest. Durch den infolge der Verschmutzung des Filtermaterials erhöhten
Druck wird dieses zusammengepreßt. Wenra die Bewegungen des Materials auch hierbei
gering sind, so sind andererseits die dabei auftretenden Kräfte sehr groß und können
zur Verformung oder sogar zur Zerstörung der dünnwandigen Sammelrohre führen.
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Bei dem Versuch, die beiden genannten Nachteile zu beheben, ist man
zu Sammelrohren mit größeren Durchtrittsöffnungen übergegangen und hat diese Rohre
mit feiner Gaze ummantelt. Hierdurch wurde zwar eine ausreichende mechanische Widerstandsfähigkeit
erreicht. Das Verstopfungsproblem blieb jedoch ungelöst, da sich nunmehr die feinen
Sieböffnungen der Gaze zusetzten.
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Nach der Erfindung werden beide Nachteile dadurch vermieden, daß
man zwar Sammelrohre mit größeren Durchtrittsöffnungen benutzt, sie aber nicht mit
Gaze ummantelt, sondern in Anlehnung an das an sich bekannte Siebkopfprinzip in
die entsprechend großen Durchtrittsöffnungen Spaltsiebköpfe derart einsetzt, daß
ihre Siebflächen innerhalb der Sammelrohre liegen.
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Diese Düsenköpfe bieten durch ihre Ausstattung mit Schlitzen zunächst
den Vorteil, daß sie ein Hindurchtreten des feingekörnten Materials verhindern und
sich dieses in ihren Schlitzen nicht wie bei Loch-oder Gazesieben festsetzt. Dadurch,
daß die Siebköpfe mit ihren Spaltsiebflächen innerhalb der Sammelrohre liegen, wird
weiter sichergestellt, daß beim Rückspülen der aufsteigende Filterkuchen nicht mit
den Düsenköpfen in Berührung kommt und diese
somit nicht abreißen
kann, was bei aufgesetzten Düsenköpfen zu befürchten wäre. Schließlich wird erfindungsgemäß
erreicht, daß das in dem äußeren Hohlraum der Siebköpfe ruhende Filtermaterial auch
beim Rückspülen in demselben verbleibt und so an den strömungsbedingten Bewegungen
des Filterbetts mit den dadurch bedingten, oben geschilderten Nachteilen nicht teilnimmt.
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Die an sich bekannte Konstruktion eines geschlossenen Filters der
beschriebenen Bauart mit z. B. kreisförmigem Querschnitt zeigt die Abt. 1 in einem
senkrechten Axialschnitt und in einem Querschnittsbild in Höhe der Sammelrohre.
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Im Behälter 1 befindet sich die Filterschicht 2, die auf dem flüssigkeitsdurchlässigen
Filterboden 3 ruht Die zu filtrierende Flüssigkeit wird dem Filter durch die Leitung
4 zugeführt, die sich in die beiden Leitungen 5 und 6 gabelt. Durch die Leitung
5 wird die zu filterende Flüssigkeit oben in das Filter eingeführt, durch die Leitung
6 von unten her. Die filternde Schicht wird im oberen Teil von oben nach unten,
im unteren Teil von unten nach oben durchströmt. Das Filtrat wird in den Rohren
7 gesammelt. Die Sammelrohre sind durch ein Ableitungsrohr 8 miteinander verbunden,
das beispielsweise außen am Behälter angeordnet sein kann. Das Filtrat wird durch
die Leitung9 abgeführt. Zwischen dem Filterboden 3 und dem Boden des Filterbehälters
befindet sich ein Hohlraum 10, der dazu dient, den unten zugeführten Teil der zu
flitrierenden Flüssigkeit sowie die Spülmittel über dem Filterquerschnitt gleichmäßig
zu verteilen.
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Durch ein Rohr 11 wird zur Unterstützung der Spülung Luft in den
Filterbehälter eingeleitet, die dann in bekannter Weise durch ein Rohrsystem oder
durch Tauchrohre gleichmäßig über den Filterquerschnitt verteilt wird.
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Die erfindungsgemäße Anordnung der Siebköpfe 12 für die Entnahme
des Filtrats innerhalb der Sammelrohre 7 ist in A b b. 2 dargestellt. Die Sammelrohre
können in beliebiger Weise angeordnet und im Querschnitt beliebig gestaltet sein.
In den Abbildungen liegen sie parallel und haben eine ovale Form. Die Siebköpfe
12 sind ein- oder zweiteilig ausgeführt und
werden bei der Abführung des Filtrats
von innen nach außen durchströmt. Sie sind in ihrem Mantel mit feinen Schlitzen
13 versehen, die den Durchgang des Filtrats ermöglichen, aber das bei der Filtration
in das Innere eintretende Filtermaterial nicht durchlassen. Die dargestellte zweiteilige
Ausführungsform bedingt, daß die Siebköpfe paarweise in jeweils einander gegenüberliegenden
Durchtrittsöffnungen angebracht und miteinander mittels des Gewindezapfens 14 verschraubt
sind. Die Siebköpfe werden also bei der Montage von beiden Seiten in die Sammelrohre
eingeführt und durch Drehen eines der beiden Köpfe in dem Sammelrohr 7 befestigt.
Auf diese Weise sind die Siebköpfe gegen die Einflüsse der sich z. B. beim Spülen
bewegenden Filterschicht geschützt. Außerdem wird dadurch erreicht, daß nicht bei
jeder Spülung immer wieder anderes Filtermaterial an die feinen Schlitze herangetragen
wird, wodurch die Gefahr der Verstopfung verringert wird, weil das in das Innere
der Siebköpfe eingedrungene Filtermaterial sich bei der Spülung nicht bewegt, sondern
im wesentlichen immer das gleiche Material in dem Hohlraum des Siebkopfes verbleibt.