DE3102670A1

DE3102670A1 - Filteranordnung und verfahren zur filtrierung

Info

Publication number: DE3102670A1
Application number: DE19813102670
Authority: DE
Inventors: William D. 94116 San Francisco Calif. Crowe
Original assignee: JR Schneider Co Inc
Current assignee: JR Schneider Co Inc
Priority date: 1980-01-28
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1981-12-17
Also published as: US4282105A; NL8100416A; GB2067910B; DE3102670C2; GB2067910A; IT8147650A0; FR2474330B3; JPS6340122B2; CA1159770A; JPS56121604A; IT1142245B; FR2474330A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Filter, welches insbesondere große Fluidvolumina reinigen kann, und welches mit einem Minimum an Arbeitszeit seitens des Betreibers ausgewaschen werden kann.

Große Plattenfilter mit Filterelementen aus Papier werden oftmals bei Filterverfahren eingesetzt, bei denen große Mengen einer Flüssigkeit gereinigt werden müssen, so z.B. wenn öl gereinigt werden soll, welches bei Metall-Rollvorgängen oder bei der Metalldosenherstellung benutzt wird. Filtereinheiten sind ebenso wie die nur einmal verwendbaren Filterpapiere relativ teuer. Der Austausch der Filterpapiere kann ebenfalls recht zeitaufwendig sein.

Eine Möglichkeit, den beim Wechseln von Filterpapieren entstehenden Kosten- und Zeitaufwand zu verringern besteht darin, auswaschbare Filter einzusetzen, die von der Rückseite her ausgewaschen werden, um die abgelagerten Schmutzteilchen zu entfernen. Ein Problem bei der rückseitigen Auswaschung besteht darin, daß bei Verwendung einer Pumpe der zur Auswaschung von der Pumpe erzeugte Druck oftmals

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um ein Vielfaches größer ist als dies für den Filtriervorgang notwendig ist. Es hat sich gezeigt, daß der Einsatz von Druckluft zur Rückleitung eines Teils der Flüssigkeit innerhalb des Filtergeräts von der Rückseite durch das Filterelement hindurch gute Ergebnisse bei der Entfernung des Filterkuchens bringt. Dieses Verfahren beseitigt die Notwendigkeit, eine größere Pumpe nur für das rückseitige Auswaschen zu benötigen. Aus dem US-Patent 2 423 172 ist ein entsprechendes Verfahren zum Auswaschen eines Filters mittels Druckluft offenbart. Gemäß dieser Patentschrift wird die Druckluft eingesetzt, um zum Auswaschen benötigtes Wasser in Gegenrichtung durch das Filter hindurchzudrücken. Bezüglich der verwendeten Luftmenge oder bezüglich Änderungen der Luftmenge, die durch Änderungen des Pumpdruckes oder gegen Änderungen des Druckabfalls am Filterelement auftreten, werden keine Überlegungen angestellt. Bezüglich des Pumpdruckes oder des Druckabfalls am Filterelement wird die Menge an Auswasch-Flüssigkeit, welches durch das Filter hindurchgedrückt wird, im wesentlichen nicht gesteuert oder geregelt. Um zu verhindern, daß Auswaschflüssigkeit durch das Filter hindurch austritt, mußte der Waschvorgang mittels eines Zweiwege-Ventilsystems genau zeitgesteuert werden. Eine Störung in der genauen Steuerfolge der Ventile konnte zur Abgabe der Flüssigkeit aus dem Filter führen, ein Vorgang, der höchst unerwünscht ist, da er zu Verletzungen von Personen und zur Beschädigung der umliegenden Gegenstände führen kann, sofern keine geeigneten Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden.

Weiterhin von Interesse sind die US-Patent 3 056 und 3 280 978.

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitsfilter mit einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer und einem Filterelement zwischen den beiden Kammern, wobei das Filterelement durch plötzliche Abgabe eines bestimmten Druckluftvolumens stromaufwärts vom Filter, d.h. in der Einlaßkammer in die Atmosphäre entlüftet wird, um das Filterelement von der Rückseite her auszuwaschen; dadurch drückt ein bestimmtes Druckluftvolumen auf der Abstromseite ein gesteuertes Volumen der Flüssigkeit durch das Filterelement zurück und entfernt auf diese Weise den aus Schmutzteilchen bestehenden Filterkuchen von der stromaufseitigen Oberfläche des Filters.

Während des normalen Filtrierbetriebs wird verschmutzte Flüssigkeit in die Einlaßkammer, durch das Filterelement, in die Auslaßkaramer und aus dem Filter durch ein Auslaßrohr gepumpt. Einlaß- und Auslaßkammer besitzen Abteile, die Druckluft beinhalten, während das Filter arbietet. Wenn das Filterelement mit Schmutzteilchen zugesetzt ist, wird die normale Flüssigkeitsströmung durch Schließen geeigneter Einlaß- und Auslaßventile gestoppt. Anschließend wird ein schnelles Auslaßventil, welches mit dem stromaufseitigen Luftabteil (in der Einlaßkammer) in Verbindung steht, geöffnet, wodurch die in der Einlaßkammer vorhandene Druckluft schnell entlüftet wird. Dadurch kann die Druckluft in der Auslaßkammer Flüssigkeit schnell durch das Filterelement zurückdrücken und die auf der Stromaufseite des Filterelements gelagerten Schmutzteile entfernen. Die Einlaß- und Auslaß-Luftabteile und das Wasservolumen zwischen diesen Abteilen, welches während der Auswaschoperation durch das Filterelement hindurchgedrückt wird, sind so bemessen,

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daß im wesentlichen keine Flüssigkeit das schnelle Auslaßventil erreicht. Es wird dadurch verhindert, daß Flüssigkeit durch das Auslaßventil abgegeben wird, und das bisher erforderliche Zweiwege-Lüftungssystem und dessen genaue Zeitsteuerung werden eliminiert.

Beide Luftabteile werden während des normalen Filtervorgangs unabhängig vom Pumpendruck dadurch voller Luft gehalten, daß ständig Luft in das Einlaßabteil einströmt, welches seinerseits Luft in das Auslaß-Luftabteil abgibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß stets genügend Luft für einen Auswasch- oder Rückwaschvorgang verfügbar ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein rückwaschbares Filter zur Entfernung von Schmutzteilchen aus einer verschmutzten, zuströmenden Flüssigkeit; das Filter enthält ein Gefäß mit einer Zwischenwand, welche das Gefäß in eine obere und eine untere Kammer teilt, wobei die untere Kammer einen Einlaß, und die obere Kammer einen Auslaß enthält. Zwischen den Kammern verläuft ein Fluidkanal, und zwischen dem Einlaß und dem Fluidkanal wird ein Filterelement eingefügt, so daß die einströmende Flüssigkeit von dem Filterelement gefiltert wird, bevor sie in die •->bere Kammer eintritt und dann durch den Auslaß strömt. Von der unteren Kammer wird ein erstes, ein Druckgas haltendes Abteil definiert, welches auf der Stromaufseite des Schirms ein bestimmtes Druckgasvolumen hält. In der oberen Kammer wird ein zweites Druckgas haltendes Abteil festgelegt, welches ein zweites Druckgasvolumen hält, und welches verwendet wird, um das Filter in der beschriebenen Art und Weise

von der Rückseite auszuwaschen.

Ein Auslaßventil steht mit dem ersten Druckgasabteil über seine öffnung in Verbindung, um das Gas selektiv abzulassen. Nach dem Schließen des Einlasses und des Auslasses des Filters und nach dem öffnen des Auslaßventils strömt Gas rasch aus dem ersten Abteil, typischerweise in die Umgebung des Gefäßes aus, wodurch der Druck im ersten Abteil auf Atmosphärendruck fällt. Dadurch drückt das Druckgas innerhalb des zweiten Abteils in der oberen Kammer eine Wassersäule rasch zwischen das zweite Abteil und das erste Abteil in Gegenstromrichtung, d.h. in Stromaufrichtung durch den Fluidkanal in die untere Kammer und damit in das erste Druckluftabteil. Dieser schnelle Flüssigkeitsgegenstrom entfernt den Filterkuchen, der sich auf dem Schirm angesammelt hat, und der Gegenstrom suspendiert die befreiten Schmutzteilchen in die umgebende Flüssigkeit, mit der sie abströmen.

Um eine Abgabe der Flüssigkeit durch das Auslaßventil hindurch zu verhindern, werden das erste und das zweite Abteil und die Wassersäule zwischen diesen Abteilen so angeordnet und bemessen, daß der Flüssigkeitspegel im ersten Abteil stets unter der Abgabeöffnung bleibt. Mit anderen Worten, das Volumen zwischen dem Flüssigkeitspegel in der unteren Kammer während des normalen Filtriervorgangs, und zwischen der Höhe der Abgabeöffnungen übertrifft das Maximalvolumen der Flüssigkeit, die während einer Rückwaschung in Gegenrichtung bewegt werden kann. Obwohl sich dies auf verschiedene Art und Weise verwirklichen läßt, z.B. durch Steuerung des gesamten Volumens der Druckluft in. dem zweiten Druckluftabteil, ist eine genauere

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und einfachere Steuerung durch genaues Bemessen und Positionieren der Hauptkomponenten des Filters möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Fluidkanal zwischen der oberen und der unteren Kammer durch ein im wesentlichen senkrechtes Rohr ausgebildet, welches sich durch die Zwischenwand hindurch erstreckt und in einem unteren Ende in vorgegebenem Abstand von der Zwischenwand endet; ein im wesentlichen aufrechtes Auslaßrohr erstreckt sich von der Spitze des Gefäßes in die obere Kammer und besitzt ein freies Ende über der Zwischenwand. Wenn daher Flüssigkeit während des normalen Filtrierbetriebs durch das Filter hindurchströmt, bildet die Flüssigkeit Flüssigkeitspegel, die mit dem unteren Ende des Strömungsrohrs und dem unteren Ende des Auslaßrohrs übereinstimmen. Dabei wird Gas in dem ersten und dem zweiten Abteil der unteren bzw. der oberen Kammer eingefangen. Das Flüssigkeitsvolumen zwischen dem unteren Ende des Strömungsrohrs und dem unteren Ende des Auslaßrohrs wird so gewählt, daß es kleiner ist als das Flüssigkeitsvolumen, welches der ersten Kammer hinzugefügt werden muß (wenn das Auslaßventil geöffnet wird), um den Flüssigkeitspegel bis zur Abgabeöffnung anzuheben. Auf diese Weise wird ein zufälliges Ausströmen der Flüssigkeit durch die Auslaßöffnung und das Auslaßventil verhindert, unabhängig von dem Volumen an Druckluft in dem oberen, zweiten Druckluftabteil. Wenn die gesamte Flüssigkeitssäule in das untere, erste Druckluftabteil gedrückt worden ist, strömt zusätzliche Druckluft durch das untere Abteil

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und durch das Auslaßventil. Die vorliegende Erfindung verhindert dadurch das manchmal äußerst unerwünschte zufällige Ausströmen von Flüssigkeit bei der Rückwaschung eines Filters mit Druckluft. Gleichermaßen entfällt die Notwendigkeit für ein kompliziertes, relativ teures und schwer zu betreibendes Zweiwege-Ventilabgabesystem, welches aus der genannten US-Patentschrift 2 423 172 bekannt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bleibt das ganze Druckluftabteil unabhängig von dem inneren Flüssigkeitsdruck im Gefäß mit Druckluft gefüllt, eine Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes hat z.B. keine Verringerung der Druckluftvolumina zur Folge. Zu diesem Zweck sieht die vorliegende Erfindung Einrichtungen vor, mittels derer Druckluft mit relativ kleiner Rate in das erste Abteil - kontinuierlich oder wahlweise z.B. von Hand einströmt. Es wird dadurch das ganze erste Abteil mit Druckluft gefüllt,und der Flüssigkeitspegel in der unteren Kammer wird auf der Höhe des unteren Endes des Strömungsrohrs gehalten. Überschüssige, in das Abteil eingeströmte Druckluft tritt in das Strömungsrohr ein und steigt vertikal längs der Wände durch die Flüssigkeit in die obere Kammer nach oben direkt in das obere Druckluftabteil, bis das obere Abteil gefüllt ist, wodurch das richtige Flüssigkeitsvolumen in der oberen Kammer sich einstellt und ausreichende Druckluft zur Durchführung des Rückwaschvorgangs unter beliebigen Betriebsbedingungen erzeugt wird.

Um sicherzustellen,daß die durch das Strömungsrohr aufsteigende Luft in das obere Druckluftabteil eintritt, ist bevorzugt das Auslaßrohr konzentrisch

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über dem Strömungsrohr angeordnet und besitzt einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Strömungsrohr. Als Folge werden die meisten, wenn nicht sogar alle Luftblasen, die vom Strömungsrohr nach oben steigen, nicht in das Auslaßrohr, sondern vielmehr in das obere Druckluftabteil strömen, tiberschußluft vom oberen Abteil tritt dann in das Auslaßrohr ein und verläßt das Filter. Da die Luftpegel in den Abteilen die entsprechenden Flüssigkeitspegel in den Abteilen festlegen, bedeutet die Aufrechterhaltung der Luftpegel oder -niveaus auf gewählten Positionen gleichzeitig auch die Aufrechterhaltung der Flüssigkeitspegel auf entsprechend gewählten Positionen. Auf diese Weise wird folglich ein unausgewogenes Rückwaschen des Filters aufgrund eines unangemessenen Luftvolumens im oberen Abteil, oder ein Überfüllen des unteren Abteils mit Flüssigkeit und ein entsprechendes Ausströmen der Flüssigkeit durch das Auslaßventil während einer Rückwaschoperation verhindert.

Die Fähigkeit, beide Abteile ständig vollständig mit Druckluft gefüllt zu halten, besitzt den zusätzlichen Vorteil, daß die Einstellung oder Justage der Luftvolumina für die Rückwaschoperation vermieden wird. Wenn eine Rückwaschung erforderlich wird, werden nur der Einlaß in die Unterkammer und der Auslaß von der oberen Kammer geschlossen, und es lassen sich die Drucke in den beiden Druckluftabteilen gleichzeitig justieren, um eine optimale Rückwaschgeschwindigkeit zu erhalten. Dadurch wird sichergestellt, daß der Filterkuchen nicht während eines Versuches, die Luftvolumina vor einer Rückwaschoperation zu verändern,

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vorzeitig entfernt wird. Wenn derartige Einstellungen oder Justagen unabhängig voneinander vorgenommen werden müßten, bei den Strömungsvolumina des Gases und/oder der Flüssigkeit in der einen oder anderen Richtung, um eine richtige Ausgewogenheit zu erzielen, könnte der Filterkuchen beschädigt werden, und dies könnte die Rückstromverteilung störend beeinflussen und zu einer schlechten Rückwaschung führen.

Der Rückwaschbetrieb des erfindungsgemäßen Filters wird ferner dadurch verbessert, daß das Filterelement als ein relativ wirksames und billiges zylindrisches Filterelement aufgebaut wird, welches direkt von dem senkrechten Strömungsrohr abhängt bzw. eine Fortsetzung des Strömungsrohrs ist. Ein für Flüssigkeiten undurchlässiges konisches Element legt das untere freie Ende des Siebes fest, und die geneigten Seiten stoßen in. der Nähe des freien Endes des Strömungsrohrs zusammen. Während der Rückwaschoperation wird der Flüssigkeit, die stromaufwärts durch das Strömungsrohr und in das zylindrische Filterelement strömt, eine Radialkomponente verliehen, welche bei der Loslösung des Filterkuchens hilft. Die allmähliche Verringerung des inneren Querschnitts des Filterelements, die durch den dichten Ablenkkonus hervorgerufen wird, stellt ferner eine im wesentlichen gleichförmige Strömungsgeschwindigkeit durch alle Abschnitte des Filterelements sowohl in der Nähe als auch in größerem Abstand vom freien Ende des Strömungsrohrs sicher. Dadurch wird die Wirksamkeit und Gleichförmigkeit erhöht, mit der der Filterkuchen während einer Rückwaschoperation entfernt wird.

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Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin/ den Einlaß in die untere Kammer so auszubilden, daß der einströmenden Flüssigkeit eine Wirbelbewegung verliehen wird. Zu diesem Zweck verläuft der Einlaß im wesentlichen tangential zum Gefäß, welches bevorzugt ein senkrecht stehendes, zylinderförmiges Gefäß ist. Als Ergebnis der erzeugten Wirbelbewegung werden größere und schwerere Schmutzteilchen zentrifugal von dem zentral angeordneten Filterelement gegen die Gefäßwände bewegt, wo sie unter der Schwerkraftwirkung auf den Boden der unteren Kammer fallen. Die Schmutzteilchen werden dort gesammelt und intermittierend weggeschafft, z.B. durch ein Bodenspülventil weggespült.

Zur Entfernung kleiner Schmutzteilchen, die z.B. im Mikrometerbereich liegen, ist es häufig wünschenswert bzw. sogar notwendig, eine Filterhilf>e, wie z.B. Kieselgur, einzusetzen. Diese Filtrierhilfe wird in eine ansonsten saubere Flüssigkeit eingegeben, die um das Filterelement, d.h. von der unteren in die obere Kammer in einem geschlossenen Kreis umläuft, während abgemessene Mengen der Filtrierhilfte in die zirkulierende Flüssigkeit an einer Stelle eingegeben werden, die stromaufwärts vom Filterelement liegt. Während die Flüssigkeit zirkuliert, bildet sich ein poröser Filterkuchen auf der stromaufseitigen Oberfläche des Filterelements, der die anschließende Filtrierung der kleinsten Teilchen aus der verschmutzten Flüssigkeit unterstützt.

Die tangentiale Ausrichtung der Einlaßdüse erleichtert in ganz überraschender Weise den Filtrierprozeß,

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wenn eine Filtrierhilfe eingesetzt wird. Die bekannten Kenntnisse und die Praxis lehren, daß eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente,bei der zuvor verschmutzte Flüssigkeiten in die Einlaßkammer insbesondere dann vermieden werden sollen, wenn eine Filtrierhilfe eingesetzt wird. Völlig unerwartet wird die Segregation der Filterhilfe und eine daraus resultierende ungleiche Verteilung des Filtrierhilfe-Kuchens auf dem Filterelement und ein daraus resultierender kleinerer Filtrierwirkungsgrad nicht angetroffen. Im Gegenteil, es hat sich sogar eine bessere Verteilung des Filtrierhilfe-Kuchens eingestellt, wenn tangentiale Einlaßdüsen anstelle herkömmlicher radialer oder axialer Düsen verwendet werden. Die tangentiale Einlaßdüse kombiniert daher die positiven Eigenschaften eines Hydrowirbeleinlasses, der zur Absetzung der schweren Teilchen führt, ohne die Möglichkeit zu verlieren, die Einheit mit oder ohne einer Filtrierhilfe einzusetzen.

Die Zeichnung zeigt im Querschnitt ein erfindungsgemäßes Filter, und sie zeigt ferner schematisch den Einsatz des erfindungsgemäßen Filters in einem gesamten Flüssigkeitsfiltrier-Filter-Rückwaschsystem.

Die Figur zeigt ein Filter 2, welches gemäß der Erfindung aufgebaut und ein zylindrisches, senkrecht ausgerichtetes Gehäuse 3 mit einem unteren Einlaßbehälter 4 und einem oberen Auslaßbehälter 6 enthält. Eine Zwischenwand 26 trennt die Behälter und enthält ein vertikales und zylindrisches'Strömungsrohr 30, welches konzentrisch zum Filtergehäuse ausgerichtet ist und eine Fluidverbindung zwischen den Behältern darstellt. Ein rohrförmiges Filterelement 8 mit im wesentlichen

demselben Durchmesser wie das Strömungsrohr 30 erstreckt sich von einem unteren Ende 9 des Strömungsrohrs in den unteren Behälter. Ein Deckel 28 schließt das obere Ende des oberen Behälters und enthält ein vertikales Auslaßrohr 12, welches vom Deckel abwärts verläuft und mit dem Strömungsrohr fluchtet.

Während des Betriebs tritt verschmutzte Flüssigkeit durch eine Einlaßdüse 10 in den unteren Behälter ein, läuft durch das Filterelement 8 und steigt anschließend als gereinigte Flüssigkeit durch das Strömungsrohr 30 in den oberen Behälter und verläßt das Filtergerät durch das Auslaßrohr 12. Wenn die Flüssigkeit durch das Filterelement 8 hindurchtritt, werden Schmutzteilchen ausgefiltert und auf der stromaufwärts liegenden Seite 11 des Filterelements als Filterkuchen abgelagert. Während des FilterVorgangs nimmt der Filterkuchen allmählich an Dicke zu und bewirkt dadurch einen wachsenden Druckabfall zwischen den stromaufseitigen und stromabseitigen Oberflächen des Filterelements 8, wodurch die Strömungsrate durch das Filterelement sich verringert. Wenn der Filterkuchen eine bestimmte Dicke erreicht hat, die normalerweise dadurch festgestellt wird, daß ein Druckabfall bestimmter Größe am Filterelement abgefühlt wird, wird das Filter rückgewaschen, um den Filterkuchen zu entfernen, und um anschließend den Filtriervorgang wirksam fortzusetzen.

Gemäß der Erfindung wird das Filter mit minimaler Menge an Rückwaschflüssxgkeit dadurch schnell ausgewaschen oder rückgewaschen, daß ein Druckgas, normalerweise Luft, die Rückwaschflüssigkeit rasch in Gegenstromrichtung, dh. stromaufwärts durch das Filterelement hindurchdrückt. Der Filterkuchen wird dabei

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gelöst und in die verschmtuzte Flüssigkeit im unteren Behälter 4 suspendiert. Der abgelöste Filterkuchen und die Schmutzteilchen können dann weggespült werden. Um eine derartige Rückwaschung durchzuführen, erstreckt sich das Strömungsrohr 30 von der Zwischenwand 26 soweit nach unten, daß das untere Ende des Strömungsröhrs in vorgegebenem Abstand von der Zwischenwand ist. Das Auslaßrohr 12 verläuft ebenfalls vom Deckel 28 nach unten, und sein freies unteres Ende 13 ist sowohl vom Deckel 28 als auch von der Zwischenwand beabstandet. Auf diese Weise legt der obere Abschnitt des unteren Behälters, d.h. der Abschnitt über dem unteren Ende 9 des Strömungsrohrs 30 ein unteres Druckluftabteil 36 fest. In ähnlicher Weise definiert der obere Abschnitt des oberen Behälters ein oberes Druckluftabteil 43 in dem Raum über dem freien Ende des Auslaßrohres 12.

Während des Normalbetriebs sind diese Abteile mit Luft gefüllt, deren Druck gleich dem Flüssigkeitsdruck in dem entsprechenden Behälter ist. Beide Abteile sind mit Druckluft gefüllt, wie noch näher erläutert wird, so daß die entsprechenden Flüssigkeitspegel 15, 17 in dem oberen und dem unteren Behälter mit dem unteren Ende 9 des Strömungsrohrs 30 bzw. dem unteren Ende 13 des Auslaßrohrs 12 zusammenfallen. Das untere Abteil ist ferner mit einem Luftauslaß 19 versehen, der bevorzugt im obersten Bereich des Luftabteils angeordnet ist und mit dem Außenraum des Filters über ein schnelles Auslaßventil 14 kommuniziert. Wenn ein Rückwaschvorgang notwendig ist, wird die normale Filtrierströmung der Flüssigkeit durch das Filter dadurch unterbrochen, daß ein Einlaßventil 16 und ein Auslaßventil 18 geschlossen wird, wodurch keine

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Fluidströmung mehr durch Einlaß oder Auslaß hindurchströmen kann. Das Auslaßventil 14 wird geöffnet, wodurch die Druckluft im unteren Abteil 36 entweichen kann und der Druck im unteren Abteil sofort auf Umgebungsdruck abfällt. Der Überdruck im oberen Druckluftabteil 43 drückt dann sehr schnell eine Flüssigkeitssäule, d.h. das Flüssigkeitsvolumen zwischen dem oberen und dem unteren Flüssigkeitspegel 17 und 15, in Gegenstromrichtung, wodurch die Flüssigkeit durch das Filterelement 8 hindurchtritt und den auf der Stromaufseite aufgebauten Filterkuchen entfernt. Der Filterkuchen löst sich dadurch in Teilchen unterschiedlicher Größen auf, die in der Schmutzflüssigkeit suspendiert werden, welche im unteren Behälter 4 auf der Stromaufseite 11 des Filterelements vorhanden ist. Der abgelöste Filterkuchen kann dann aus dem unteren Behälter dadurch herausgenommen werden, daß ein Spülventil 24 am Boden eines kegelförmigen unteren Endes 22 des Behälters geöffnet wird. Anschließend wird durch Schließen des Auslaßventils 14 und des Spülventils sowie durch öffnen des Einlaßventils 16 und des Auslaßventils 18 der normale Filtriervorgang fortgesetzt.

Um den Rückwaschvorgang durchführen zu können, ohne durch das Auslaßventil Flüssigkeit in den Außenraum zu verspritzen, und/oder ohne aufwendige Steuereinrichtungen, welche den Luftaustritt aus dem unteren Luftabteil stoppen, bevor die Flüssigkeit den Auslaß 19 erreicht, und ohne ein teures System zum Auffangen der Flüssigkeit vorzusehen, die vom Auslaßventil entweichen könnte, wird die Flüssigkeitsmenge begrenzt, die in das untereDruckluftabteil 36 eintreten kann. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, daß das untere

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Abteil 36 so bemessen wird, daß das Abteilvolumen zwischen dem Flüssigkeitspegel 15 und der Höhe des Auslasses 19, welches während eines Rückwaschvorganges mit Flüssigkeit angefüllt werden kann, das Volumen der Flüssigkeitssäule zwischen den beiden Flüssigkeitspegeln, das durch die Luft innerhalb des oberen Abteils 43 in eine Kreisströmung gedrückt werden kann, übertrifft. Mit anderen Worten, in der dargestellten Ausführungsform, in der sich der Auslaß in der Zwischenwand 26 befindet, ist das Voluemn des unteren Abteils 36 größer als das Volumen der Wassersäule.

Auf diese Weise kann Rückwaschflüssigkeit, die durch die Druckluft innerhalb des oberen Abteils stromaufwärts gedrückt wird, den Flüssigkeitspegel innerhalb des unteren Behälters nicht bis zum Auslaß ansteigen lassen. Der Auslaß steht daher stets mit einem mit Luft gefüllten Abschnitt des unteren Abteils in Verbindung, und es kann im wesentlichen keine Flüssigkeit durch das Auslaßventil entweichen.

Diese Ausbildungsform besitzt zwei Vorteile. Erstens öffnet sich das Auslaßventil direkt in die Umgebungsatmosphäre, da während des RückwaschVorganges keine Flüssigkeit auslaufen kann. Zweitens kann das obere Luftabteil 43 relativ zum unteren Luftabteil etwas vergrößert sein, falls dies gewünscht wird. Insbesondere kann in denjenigen Fällen, in denen eine optimale Rückwaschung verwirklicht wird/ wenn die Rückwaschflüssigkeit mit hohen Geschwindigkeiten durch das Filterelement hindurchgedrückt wird, das obere Abteil relativ groß gewählt werden, d.h. wesentlich größer als sowohl das untere Abteil und/oder das Volumen

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der Flüssigkeitssäule, so daß ein relativ großer Luftdruck auf die Flüssigkeitssäule wirkt, bis im wesentlichen die gesamte Säule durch das Filterelement hindurchgedrückt wurde, überschüssige, sich ausdehnende Luft aus dem oberen Abteil steigt dann lediglich durch die Schmutzflüssigkeit, welche in das untere Abteil eingedrungen ist, und entweicht ohne jeglichen Schaden durch das Ventil 14 in die Umgebung.

Es lassen sich zur Steuerung der Menge an Rückwaschfluid, die in das untere Luftabteil 36 eintritt, auch andere Maßnahmen ergreifen, z.B. läßt sich das Volumen und der Druck der Druckluft in der oberen Kammer begrenzen. Dies ist jedoch normalerweise schwieriger und weniger zuverlässig als zu verhindern, daß Flüssigkeit in die Luft entweicht.

Um den Rückwaschvorgang weiter zu erleichtern, und um eine gleichförmige Entfernung des gesamten Filterkuchens sicherzustellen, der sich auf der stromaufwärtigen Seite des Filterelements 8 angesammelt hat, ist in dem zylindrischen Filterelement 8 ein für Flüssigkeiten undurchdringbares Kegelelement 31 vorgesehen. Das Kegelelement 31 besitzt ein für Flüssigkeiten undurchdringbares unteres Ende 32 für das Filterelement und eine Kegelfläche 33, deren Scheitel etwa in Höhe des unteren Endes 9 des Strömungsrohrs liegt. Das Kegelelement besitzt zwei Vorteile. Erstens verleiht das Kegelelement der in GegenStromrichtung fließenden Rückwaschflüssigkeit eine radiale Strömungskomponente, welche die Ablösung des Filterkuchens erleichtert. Zweitens verringert das Kegelement allmählich den verfügbaren Querschnitt im Innern des Filterelements, durch den die Rückwaschflüssigkeit fließen kann; dadurch ergibt sich eine relativ gleich-

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förmige Strömungsrate der Flüssigkeit über die gesamte Oberfläche des Filterelements unabhängig von dem Abstand vom unteren Ende 9 des Strömungsrohrs 30. Auf diese Weise wird eine vollständige und gleichförmige Entfernung des Filterkuchens vom Filterelement sichergestellt und es wird die Gefahr verringert, wenn nicht sogar vollständig beseitigt, daß Flüssigkeit an Bereichen des Filterkuchens vorbeiströmen kann (einen Bypass an den Filterkuchen-Bereichen bildet), die sich schwerer ablösen lassen.

Um sicherzustellen, daß keine Rückwaschflüssigkeit aus dem unteren Abteil 36 durch das Lüftungsventil austritt, muß während des normalen Filtriervorgangs das untere Abteil vollständig mit Druckluft gefüllt sein. Wenn der Filtriervorgang einsetzt und Schmutzflüssigkeit durch die Einlaßdüse 10 in den unteren Behälter 4 eintritt, wird Luft mit umgebungsdruck in dem unteren Abteil eingefangen, während der Flüssigkeitspegel über das untere Ende 9 des Strömungsrohrs 30 ansteigt. Wenn jedoch die Flüssigkeit im unteren Behälter mit Druck beaufschlagt wird, wird die eingeschlossene Luft komprimiert, und das Volumen der Luft verringert sich entsprechend. Der Flüssigkeitspegel 15 steigt dann folglich über das untere Ende des Strömungsrohrs, und bei einem Rückwaschvorgang besteht dann die Gefahr, daß die Flüssigkeit aus dem Abteil entweicht, es sei denn, daß es zu allen Zeiten mit Luft gefüllt gehalten wird.

Um dies sicherzustellen, wird Luft aus einer Druckluftquelle 77 durch eine Luftleitung 54 innerhalb der Zwischenwand 26 über ein erstes Luftventil 52 in das untere Druckluftabteil 36 eingeleitet. Da normalerweise das obere Luftabteil 43 ebenfalls voll-

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ständig mit Luft gefüllt sein soll, obwohl dies zur Verhinderung einer Flüssigkeitsabgabe durch das Lüftungsventil 14 nicht notwendig ist, wenn z.B. das Volumen der Wassersäule kleiner ist als das Volumen des unteren Druckluftabteils 36, wird Druckluft ebenfalls in das obereDruckluftabteil über ein zweites Luftventil 56 durch eine Luftleitung 58 innerhalb des Deckels 28 eingeleitet.

Obwohl die Abteile anfänglich mit Druckluft gefüllt sind, können die Flüssigkeitspegel 15, 17 während eines normalen Filtriervorganges aufgrund sich ändernder Druckabfälle am Filterelement während des Entstehens des Filterkuchens, aufgrund von Änderungen des Pumpendruckes und dergleichen ändern. Um sicherzustellen, daß die Druckluftabteile mit Luft gefüllt bleiben, wird Druckluft in einem Bypass am Ventil 52 vorbeigeführt und strömt mit kleiner Geschwindigkeit, z.B. alle 10 Sekunden eine Luftblase, durch ein Nadelventil 62 in das untere Druckluftabteil 36. Diese Druckluft-Strömungsrate beeinträchtigt den richtigen Betrieb und die Druckverhältnisse am Filterelement nicht und stellt sicher, daß das untere Abteil stets vollständig mit Luft gefüllt ist.

Wenn das untere Abteil einmal mit Luft gefüllt ist (wodurch sichergestellt ist, daß während eines Rückwaschvorganges keine Flüssigkeit durch das Lüftungsventil entweicht) tritt die zusätzliche Luftzufuhr in das untere Abteil durch den obersten Bereich des Filterelements 8 in das Strömungsrohr 30 und steigt innerhalb der Innenwände dieses Strömungsrohrs in den oberen Behälter 4. Das Auslaßrohr 12 besitzt einen merklich kleineren Durchmesser als das Strömungs-

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rohr, so daß die aufsteigenden Luftblasen in das obere Druckluftabteil 43, und nicht in das Auslaßrohr, eintreten und dadurch das obere Abteil mit der Überschußluft füllen, welche vom unteren Abteil entweicht. Nachdem das obere Abteil mit Luft gefüllt ist, steigt die überschüssige Luft aus dem oberen Abteil aus dem Filter durch das Auslaßrohr 12.

Als eine Alternative kann ein Nadelventil (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um das Luftventil 56 mit einem Bypass zu umgehen, so daß Luft aus der Quelle durch die Deckel-Leitung 58 direkt ins obere Druckluftabteil geleitet wird. In diesem Fall sind die relativen Ab nessungen und Anordnung des Strömungsrohrs 30 und des Auslaßrohrs 12 nicht kritisch.

Um relativ große und/oder schwere Schmutzteilchen aus der schmutzflüssigkeit zu entfernen, die durch die Einlaßdüse 10 in den unteren Behälter 4 eintritt, ist die Düse bevorzugt tangential und horizontal an der unteren Behälterwand ausgerichtet. Dadurch erhält die eintretende Flüssigkeit eine Wirbelbewegung, aufgrund derer Zentrifugalkräfte die größeren/schwereren Schmutzteilchen radial vom Filterelement 8 nach außen führen. Dort können diese Teilchen unter Schwerkraftwirkung auf das konisch geformte untere Ende 22 des Filters wandern, wo sie aufgesammelt werden. Diese Teilchen können dann von Zeit zu Zeit entweder getrennt oder als Teil der Rückwaschoperation entfernt werden, wenn die abgelösten Teilchen des Filterkuchens vom unteren Behälter nach einem RückwaschVorgang entfernt werden. Auf diese Weise werden größere Schmutzpartikelchen nicht Bestandteil des Filterkuchens, wodurch die Geschwindigkeit verringert wird, mit der der Filter-

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kuchen anwächst, und außerdem wird die Möglichkeit einer Störung des Filterkuchens durch außergewöhnlich große Schmutzteilchen beseitigt.

Der Betrieb des Filters 2 der vorliegenden Erfindung ist folgender: Schmutzflüssigkeit, die z.B. einem Blech- oder Metalldosen-Herstellungsprozep stammt, fließt über ein Einlaßrohr 45 in einen Vorratsbehälter 44. Eine Pumpe 20 zieht Flüssigkeit in der Nähe des Behälterbodens ab und speist die Flüssigkeit zur Einlaßdüse 10 über einen Strömungsregler, der in bekannter Weise aufgebaut sein kann und z.B. einen Regler der Firma Griswold Controls, Santa Ana, California, enthält. Der Regler stellt sicher, daß der SChmutzflüssigkeitsstrom zur Einlaßdüse über einen größeren Änderungs- oder Schwankungsbereich des von der Pumpe erzeugten Pumpendrucks konstant bleibt, der sich durch den Aufbau des Filterkuchens am Filterelement 8 einstellt. Ein Rückschlagventil 48 stromabwärts von der Pumpe 20 verhindert eine Überwärmung der Pumpe, wenn das Einlaßventil 16 geschlossen ist, dadurch, daß ein gewisser Anteil an Schmutzflüssigkeit zum Vorratsbehälter 44 zurückströmen kann. Ein Niederdrucksensor 50 fühlt einen Abfall des Pumpendrucks bevorzugt ab und wird zum automatischen Schließen des Einlaßventils 16 und des Auslaßventils 18 verwendet, wenn ein Druckabfall auftritt.

Schmutzflüssigkeit tritt in den unteren Behälter 4 des Filters 2 durch die Tangentialdüse 10 ein und führt im Behälter eine Wirbelbewegung aus, wodurch relativ große und/oder schwere Schmutzteilchen mitgenommen werden, und die Schmutzflüssigkeit strömt radial durch das Filterelement 8 nach innen, wobei das Filterelement zusammen.'mit dem darauf befindlichen

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- yf- 20.

Filterkuchen Schmutzte!lchen aus der Flüssigkeit entfernen, so daß gereinigte Flüssigkeit durch das Strömungsrohr 30 in den oberen Behälter 6 und dann durch das Auslaßrohr 12 und das Auslaßventil 18 zurück zum Herstellungsprozeß fließen und wieder verwendet werden können und letztlich als Schmutzflüssig-Keit wieder zum Vorratsbehälter 44 zurückströmen. Das obere und das uircere ürucKiuttaoteil 36, 43, werden mit. Druckluft gefüllt gehalten, wie schon beschrieben wurde. Wenn der Filterkuchen, der sich fortlaufend ^__ -ex stromauf war ti gen Seite 11 des Fi lter elements 8 ausbildet, eine vorgegebene Dicke erreicht, wird ein Rückwaschzyklus ausgelöst. Dieser Zeitpunkt wird bevorzugt durch einen Druckschalter (nicht dargestellt) bestimmt, der den Differenzdruck zwischen dem unteren und dem oberen Behälter 4, 6 abtastet.

Die Auslösung, die Zeitsteuerung und die Beendigung des Rückwaschzyklus wird bevorzugt durch mechanische, elektromechanische oder elektronische Steuerungen (nicht im einzelnen dargestellt), wie ZrB. durch motorbetriebene Nocken (nicht dargestellt) ausgeführt, welche die folgenden Schritte ausführen:

Der Differenzdruckschalter veranlaßt zuerst eine Speisung des Nockenmotors für einen vollständigen Zyklus, wodurch Einlaß- und Auslaßventile 16, 18 geschlossen werden. Das Lüftungsventil 14 wird dann während einer kurzen Zeitperiode geöffnet, innerhalb der die Druckluft im unteren Abteil 36 zur Atmosphäre entlüftet wird, wodurch der Druck im unteren Behälter auf Atmosphärendruck abfällt. Die im oberen Behälter 43 vorhandene Druckluft drückt dann die Wassersäule zwischen den Pegeln 15 und 17 schnell durch das

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Filterelement 8 in das untere Abteil 36. Die durch das Filterelement 8 hindurcheilende Flüssigkeitssäule löst den Filterkuchen auf dessen stromaufwärtiger Seite 11 ab. Da das Volumen der Flüssigkeitssäule kleiner ist als das Volumen des unteren Druckluftabteils 36, erreicht der ansteigende Flüssigkeitspegel in diesem Abteil nicht die Höhe des Auslasses 19/ so daß keine Flüssigkeit durch das Lüftungsventil nach außen strömt.

Das Lüftungsventil wird dann geschlossen und das Spülventil 24 geöffnet, um die Schmutzflüssigkeit im unteren Behälter 4 zusammen mit dem abgelösten und in der Flüssigkeit suspendierten Filterkuchen in ein Gefäß 82 zu spülen. Um die Ausspülung des unteren Behälters zu erleichtern, können die motorbetätigten Nocken entweder ein oder zwei Luftventile 52, 56 öffnen, um ein Druckgefälle innerhalb des Filters aufzubauen. Die im Behälter 82 angesammelte Auswaschprodukte können zur Wiedergewinnung der Flüssigkeit separat gefiltert werden. Anschließend wird das Spülventil 24 und die Luftventile 52> 56 nacheinander

til 18 werden geöffnet, der Nockenmotor wird gestoppt und der Filtriervorgang kann erneut einsetzen, und der Rückwaschzyklus ist damit beendet.

In vielen Fällen ist es wünschenswert, Schmutzteilchen sehr kleiner Abmessungen, die typischerweise bis hinab in den Mikrometerbereich reichen, aus der Schmutzflüssigkeit zu entfernen. Derartige Schmutzteilchen lassen sich manchmal mit herkömmlichen Filterelementen nicht herausfiltern, und es wird daher erforderlich, das Filterelement 8 mit einer Filtrier-

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hilfe, wie z.B. der Kieselgurerde zu "beschichten". In diesem Fall muß das Filterelement nach einem Rückwaschzyklus mit der Filtrierhilfe beschichtet werden, bevor der normale Filtriervorgang einsetzen kann.

Um das Filterelement mit einer Filtrierhilfe zu beschichten, versorgt ein Filtrierhilfe-Förderer 64 einen Mischer/Injektor 66 mit abgemessenen Mengen an Filtrierhilfe. Der Mischer/Injektor erhält Schmutzflüssigkeit über eine Zufuhrleitung65, die mit der Schmutzflüssigkeitsleitung stromabwärts vom Einlaßventil 16 und stromaufwärts von der Einlaßdüse 12 in Verbindung steht. Im Mischer wird die Filtrierhilfe und die Flüssigkeit miteinander kombiniert und zur Stromaufseite der Pumpe 20 über ein Rückschlagventil 6 8 zurückgeführt. Ein Ventil 70 steuert den Strom der Schmutzflüssigkeit durch die Zufuhrleitungen in den Mischer.

Die Filtrierhilfe wird bevorzugt der im Filter 2 zugeführten Schmutzflüssigkeit in zwei Stufen hinzugegeben. In einer ersten Stufe, die unmittelbar einem Rückwaschzyklus folgt, wird eine relativ große Menge an Filtrierhilfe in die einströmende Flüssigkeit während eines Vorbeschichtungszyklus hinzugegeben, um an der stromaufwärtigen Seite 11 des Filterelements 8 rasch zu Anfang einen Filtrierhilfe-Kuchen aufzubauen, Während der Vorbeschichtung bleibt das Auslaßventil 18 geschlossen und die Flüssigkeit läuft über das Ventil 74 und eine Rückkehrleitung 72 zurück zu einem Umlaufabschnitt 76 des Vorratsbehälters 44, um zu verhindern, daß sowohl die Filtrierhilfe als auch die Schmutzflüssigkeit in den Prozeßabschnitt fließen, in..dem gereinigte Flüssigkeit eingesetzt wird.

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In einer zweiten Stufe wird Filtrierhilfe in stark verringerter Rate, während eines sogenannten Körperbeigabezyklus zugeführt, nachdem das Auslaßventil 18 geöffnet, und das Rücklaufventil 74 geschlossen wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird die Filtrierhilfe periodisch der Schmutzflüssigkeit hinzugefügt, die mit wesentlich verringerter Rate durch den Mischer 66 zirkuliert. Auf diese Weise wird Filtrierhilfe mit den Schmutzteilchen vermischt, welche sich als Filterkuchen am Filterelement 8 ablagern, und es wird dadurch der Filterkuchen porös gehalten, selbst wenn die Schmutzteilchen extrem kleine Abmessungen besitzen, die andernfalls zu einer raschen Verstopfung des Filterkuchens und dadurch des gesamten Filters führen würden. Der Körperbeigabezyklus verlängert daher die Arbeitszeit des Filters zwischen Rückwaschoperatxonen beträchtlich.

Der tatsächliche Filtriervorgang bei Verwendung einer Filtrierhilfe folgt eng demjenigen Betrieb, der ohne Benutzung einer Filtrierhilfe stattfindet. Nach einem vorgegebenen Druckabfall, der am Filterelement 8 abgetastet wird, wird ein Rückwaschzyklus mit denjenigen Steuervorgängen ausgelöst, welche den Steuervorgängen entsprechen, die bei einem ohne Filtrierhilfe betriebenen Filter ablaufen. Nach Beendigung des Rückwaschzyklus', und vor Beginn der normalen Filtrierung, werden die Einlaß- und Auslaßbehälter 4,6 jedoch mit Flüssigkeit gefüllt, und anschließend wird das Filterelement 8 durch Auslösung eines zusätzlichen Vorbeschichtungszyklus¹ mit Filtrierhilfe vorbeschichtet.

Während des Vorbeschichtungszyklus¹ bleibt das

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Auslaßventil 18 geschlossen, während das Einlaßventil 16 und das Umlaufventil 74 geöffnet sind. Der Filtrierhilfe-Mischer/Injektor liefert eine Mischung aus Flüssigkeit und Filtrierhilfe zum Eingang der Pumpe 20, die die Mischung vom Mischer/Injektor, und Flüssigkeit vom Vorratsbehälter 44 durch die Einlaßdüse 10 in den Einlaßbehälter und durch das Filterelement 8 und das Ventil 74 zurück zum Vorratsbehälter 76 leitet. Die Filtrierhilfe sammelt sich auf der stromaufwartigen Seite 11 des Filterelements und bildet einen Filtrierhilfekuchen. Wenn der Filtrierhilfekuchen die erforderliche Dicke besitzt, stoppt der Förderer 64 die Zufuhr von Filtrierhilfe an den Mischer/ Injektor 66 und verringert die Rate, mit welcher Filtrierhilfe zugesetzt wird. Das System setzt den Rücklauf der Flüssigkeit über ein bestimmtes Zeitintervall fort, um sicherzustellen, daß die in der Flüssigkeit suspendierte Filtrierhilfe auf dem Filterelement abgelagert ist. Dann kann die normale Filtrierung in der oben beschriebenen Weise einsetzen, nachdem das ümlaufventil 74 geschlossen und das Auslaßventil 18 geöffnet wurde.

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Claims

UNS. ZEICHEN: ANMELDER/INH: AKTENZEICHEN: J.R. Schneider Co., Ine, Neuanmeldung DATUM: 27. Januar 1981 J. R. Schneider Co., Inc., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates California, 5725 Paradise Drive, Corte Madera, Calif. 94925 U.S.A. Filteranordnung und Verfahren zur Filtrierung ANSPRÜCHE

1.} Filteranordnung zum Entfernen von Schmutz- !feilchen aus einer zuströmenden Schmutzflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gefäß (3) eine erste Kammer (4) und eine zweite Kammer (6), und eine Zwischenwand (26) zwischen den Kammern (4, 6) enthält, daß das Gefäß (3) einen mit der ersten Kammer (4) in Verbindung stehenden Einlaß (10) und einen mit der zweiten Kammer (6) in Verbindung stehenden Auslaß (12) besitzt, daß eine Rohranordnung (30) einen Fluidkanal zwischen der ersten und der zweiten Kammer (4, 6) bildet, daß ein Filterelement

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(8) in der ersten Kammer (4) in der Fluidströmung zwischen dem Einlaß (10) und dem Fluidkanal (30) angeordnet ist und die einströmende Flüssigkeit filtert, bevor die Flüssigkeit in die zweite Kammer (6) und dann durch den Auslaß (12) strömt, daß ein erstes Druckgasabteil (36) zur Aufnahme eines ersten Volumens an Druckgas während des Normalbetrieb des Filters innerhalb der ersten Kammer (4) auf der aufstromwärtigen Seite des Filterelements(8) vorgesehen ist, daß ein zweites Druckgasabteil (43) zur Aufnahme eines zweiten Volumens an Druckgas während des Normalbetrieb des Filters innerhalb der zweiten Kammer (6) vorgesehen ist, daß eine Lüftungsventilanordnung (14) inVerbindung mit dem ersten Druckgasabteil (36) steht und wahlweise Gas aus dem ersten Abteil (36) lüftet, so daß beim Öffnen der Lüftungsventilanordnung (14) das zweite Druckgasvolumen eine Flüssigkeitssäule zwischen dem zweiten Druckgasabteil (43) und der stromaufwartigen Seite des Filterelements (8) rasch in Gegenstromrichtung durch das Filterelement (8) in das erste Druckgasabteil (36) drückt und dabei die auf der stromaufwärtigen Seite des Filterelements (8) angesammelten Schmutzteilchen ablöst, daß das erste Druckgasabteil (36) so positioniert und dimensioniert ist, und daß die Lüftungsventilanordnung (14) so mit einem Bereich des ersten Druckgasabteils (36) in Verbindung steht, daß ein Flüssigkeitspegel (15) im ersten Druckgasabteil (36) nach Eintritt der Flüssigkeitssäule in das erste Abteil (36) den mit der Lüftungsventilanordnung (14) in Verbindung stehenden Bereich des ersten Druckgasabteils (36) nicht erreicht, und daß Mittel (52, 54; 56, 58) vorgesehen sind, um das erste und das zweite Druckgasabteil (36, 42) unabhängig vom Druck der Flüssigkeit innerhalb des Gefäßes (3) mit

Gas gefüllt zu halten.

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (52 bis 58, 77) zur Aufrechterhaltung des Gasvolumens im ersten und zweiten Abteil (36, 43) eine Druckgasquelle (77), und Mittel (52, 54, 56, 58) enthalten, um das Gas wahlweise in das Gefäß (3) einströmen zu lassen.

3. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (52 bis 58) zum selektiven Einführen des Gases ein Gasventil (52),welches die Druckgasquelle (77) mit dem ersten Druckgasabteil (36) verbindet, und eine Einrichtung (30) enthält, welche Überschußgas aus dem ersten Druckgasabteil (36) in das zweite Druckgasabteil strömen läßt.

4. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhrmittel Einrichtungen (52 bis 58) enthalten, um die Druckgasquelle (77) mit dem ersten und dem zweiten Druckgasabteil (36, 43) gesteuert zu verbinden.

5. Filteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (10) eine im wesentlichen horizontal verlaufende, tangential ausgerichtete Einlaßdüse (10) enthält, die der einströmenden Flüssigkeit in der ersten Kammer (4) eine Wirbelbewegung verleiht und das Absetzen größerer Schmutzteilchen am Bodenbereich der ersten Kammer (4) fördert.

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6. Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gegekennzeichnet, daß Mittel (64 - 70) vorgesehen sind, um eine Filtrierhilfe in die einströmende Flüssigkeit einzugeben, und um einen Filtrierhilfe-Kuchen auf dem Filterelement (8) zu erzeugen, der die Filtriereigenschaften des Filters verbessert.

7. Filteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohranordnung ein im wesentlichen senkrechtes Strömungsrohr (30) enthält, das von der Zwischenwand (26) in die erste Kammer (4) hineinragt und in vorgegebenem Abstand von der Zwischenwand (26) ein unteres Ende (9) besitzt, daß der Auslaß (12) ein im wesentlichen senkrechtes Auslaßrohr (12) besitzt, das von dem Gefäß (3) in die zweite Kammer (6) ragt und ein freies Ende (13) oberhalb der Zwischenwand (26) besitzt, daß das Strömungsrohr (30) und das Auslaßrohr (12) das erste und das zweite Druckgasabteil (36, 43) dadurch festlegen, daß mit dem unteren Ende des Strömungsrohrs (30) und mit dem freien Ende des Auslaßrohrs (12) zusammenfallende Flüssigkeitspegel entstehen, welche in einem ersten Abschnitt der ersten Kammer oberhalb des Flüssigkeitspegels das erste Gasvolumen, und innerhalb eines zweiten Abschnitts der zweiten Kammer oberhalb des dortigen Flüssigkeitspegels das zweite Druckgasvolumen einschließen.

8. Filteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Aufrechterhaltung des Druckgasvolumens Einrichtungen (52, 54) zum kontinuierlichen Einströmen von Druckgas mit relativ kleiner Rate in den ersten Abschnitt, und Einrich-

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tungen (30) enthalten, welche überschüssiges Druckgas aus dem ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt leiten.

9. Filteranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgas-Führungseinrichtungen (30) vom Strömungsrohr (30) gebildet sind.

10. Filteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Druckgas-Zuführeinrichtungen das Strömungsrohr (30) und das Auslaßrohr (12) im wesentlichen konzentrisch zueinander und im wesentlichen vertikal zueinander verlaufen, daß das Strömungsrohr (30) einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Auslaßrohres (12) besitzt, so daß in das Strömungsrohr (30) eintretendes Druckgas vertikal längs der Wände des Strömungsrohrs innerhalb der Flüssigkeit in die obere Kammer (6) und dann in den zweiten Abschnitt steigt.

11. Filteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (8) eine rohrförmige Gestalt besitzt und sich vom unteren Ende (9) des Strömungsrohrs (30) nach unten erstreckt und ei-·, im wesentlichen keceiförmiges Element (31) besitzt, das einen für Flüssigkeit undurchdringlichen Boden für das Filterelement (8) bildet und sich vom Boden (32) gegen das untere Ende (9) des Strömungsrohrs (30) erstreckt, wobei der Querschnitt senkrecht zur Achse des Strömungsrohrs in Aufwärtsrichtung abnimmt, und daß das kegelförmige Element (31) der während eines Rückwasch-

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Vorgangs von der oberen Kammer (6) in die untere Kammer (4) eintretende Flüssigkeit eine radiale Strömungskomponente verleiht, die das Loslösen des Filterkuchens vom Filterelement (8) erleichtert.

12. Filteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (74, 72) zum wahlweisen ümfOrdern mindestens eines Teils derjenigen Flüssigkeit vorgesehen sind, die durch den Auslaß (12) zurück in die erste Kammer (4) strömt, wenn die Flüssigkeit eine Filtrierhilfe enthält, um die vollständige Ablagerung der Filtrierhilfe auf der stromaufwärtigen Seite des Filterelements (8) zu erleichtern, daß Mittel (20) vorgesehen sind, welche die Flüssigkeit durch den Einlaß (10) in die erste Kammer (4) pumpen, daß Mittel zur Steuerung der Strömungsrate der durch den Einlaß (10) hindurchströmenden Flüssigkeit vorgesehen sind, und daß ein Rückschlagventil mit dem Auslaß der Pumpeneinrichtung (20) verbunden ist und einen Teil der Flüssigkeit um die Pumpeinrichtung herumleitet, wenn die Strömung durch den Einlaß (10) stillsteht, um die Pumpeneinrichtung vor einer Überhitzung zu schützen.

13. Verfahren zum Betreiben und Rückwaschen eines Filters, mit einem Einlaß in eine Einlaßkammer, die Schmutzflüssigkeit enthält, mit einem Auslaß in eine Auslaßkammer, welche die gefilterte Flüssigkeit enthält, wobei die Einlaßkammer und die Auslaßkammer ein erstes Abteil bzw. ein zweites Abteil zur Aufnahme von Druckgas-Volumina während des normalen Filtervorgangs enthalten, mit Bereichen des ersten und des zweiten Abteils, die durch

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die Oberfläche der Flüssigkeit innerhalb der Einlaß- und der Auslaßkammer während des normalen Filtervorgangs begrenzt werden, mit einem Filterelemt zwischen den Kammern, wobei die Abteile so angeordnet sind, daß eine Wassersäule zwischen ihnen in einer AufStromrichtung bewegt werden muß, bevor Druckgas von der Auslaßkammer in die Einlaßkammer gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß Schmutzflüssigkeit vom Einlaß zum Auslaß strömt, daß dabei das Filterelement die Flüssigkeit filtriert und sich die Schmutzteilchen der Flüssigkeit als Filterkuchen auf dem Filterelement ablagern, daß das Filterelement periodisch rückgewaschen wird, um den Filterkuchen zu entfernen, wobei die Druckluft im ersten Abteil durch eine Auslaßöffnung abgelassen wird, die über der Oberfläche der Schmutzflüssigkeit angeordnet ist, wodurch das Druckgas im zweiten Abteil die Flüssigkeitssäule rasch in Stromaufrichtung durch das Filterelement drückt und dabei den Filterkuchen vom Filterelement entfernt und den Filterkuchen in der Schmutzflüssigkeit innerhalb der Einlaßkammer suspendiert, daß die Druckgasabteile unabhängig vom Flüssigkeitsdruck in den Kammern im wesentlichen vollständig mit Druckgas gehalten werden, urddaß das Volumen der Flüssigkeitssäule so bemessen ist, daß es kleiner ist als das Flüssigkeitsvolumen, welches benötigt wird, damit die Schmutzflüssigkeit die Oberfläche der Auslaßöffnung erreicht, wodurch das Entweichen irgendeines Teils der Flüssigkeit aus der Auslaßöffnung verhindert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß das zweite Abteil ein Volumen einschließt, welches das Volumen der Flüssigkeitssäule übertrifft, und daß beim Rückwasch-Schritt Gas aus dem zweiten Abteil in das erste Abteil strömt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer einen unteren Bereich und eine Abgabeöffnung im unteren Bereich besitzt, und daß der Schmutzflüssigkeit in die erste Kammer eine Wirbelbewegung verliehen wird, durch welche relativ schwerere Schmutzteilchen in den unteren Bereich absinken und dort gesammelt werden, und daß die im unteren Bereich der ersten Kammer gesammelten Schmutzteilchen periodisch entfernt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rohranordnung stromabwärts vom Filterelement angeordnet ist und mit den Kammern in Verbindung steht, daß das Filterelement ein im wesentlichen rohrförmiges Aussehen besitzt und konzentrisch zu der Rohranordnung verläuft, und daß die Flüssigkeitsströmung während des Rückwasch-Schritts so gesteuert wird, daß die in Stromaufwärtsrichtung strömende Flüssigkeit mit einer im wesentlichen gleichförmigen Rate im wesentlichen durch das gesamte Filterelement hindurchtritt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Flüssigkextssteuerung der in Stromaufwärtsrichtung strömenden Flüssigkeit eine Strömungskomponente verliehen wird, die quer zum Filterelement verläuft, bevor die Flüssigkeit das

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Filterelement erreicht, um die Ablösung des Filterkuchens während der Rückwaschung zu verbessern.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterkuchen aus Filtrierhilfsmaterial auf der stromaufwärtigen Seite des Filterelements vor dem Einsetzen des Flüssigkeitsumlaufs in Stromabwärtsrichtung durch das Filterelement vorgesehen wird, und daß der umlaufenden Flüssigkeit stromaufwärts vom Filterelement ein Filtrierhilf smaterial hinzugefügt wird, so daß sich ein Filterhilfe-Kuchen auf der stromaufwärtigen Seite des Filterelements ausbildet.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen kontinuierlich Druckgas mit relativ kleiner Rate in das erste Abteil eingelassen wird, und-daß das Druckgas, welches das Volumen des ersten Abteils übersteigt, in das zweite Abteil geleitet wird.

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