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Automatischer Rückspülfilter
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Die Erfindung betrifft einen automatischen Rückspülfilter mit mehreren
Filterelementen, die jeweils beidseitig Öffnungen aufweisen, welche von Tellerventilen
über eine Hubvorrichtung abwechselnd schließbar sind.
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In den Patentanmeldungen P 31 38 184.7, P 32 15 462.3 und P 32 47
440.7 sind derartige Rückspülfilter beschrieben. Die Reinigung der Filterelemente
erfolgt über Sprühlanzen, in die ein zusätzliches Spülmittel eingebracht wird.
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Bei der Filtration von Medien mit hoher Viskosität verstopfen die
Filterelemente sehr schnell, so daß dies einen Filtrationsbetrieb unter Druck notlfendiz
macht. Hierdurch setzen sich die Verschmutzungen in die Poren der Filterelemente
fest, so daß sie nur schwierig zu reinigen sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit, konstruktive Verbesserungen vorzuschlagen,
mit denen eine Reinigung der Filterelemente erleichtert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die als Sprühlanze
ausgebildete Kolbenstange der Hubvorrichtung mittels einer Rotationsvorrichtung
um ihre Längsachse drehbar ist.
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Durch das Drehen der Sprühlanze beim Reinigen der Filterelemente wird
ein hoher Abreinigungsgrad erzielt, da mehrmals alle Bereiche der zu reinigenden
Filterelemente durch den Strahldruck des aus den Düsen der Sprühlanze strömenden
Reinigungsmediums erfaßt werden. Die Reinigung mit rotierenden Sprühlanzen erfolgt
gleichzeitig mit der Filtration, indem einige Filterelemente im Filtrationsbetrieb
arbeiten und die übrigen Filterelemente gereinigt werden. Der Filtrationsbetrieb
muß somit niemals unterbrochen werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, welches in der Zeichnung
dargestellt ist.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht des Rückspülfilters, Fig. 2
eine vergrößerte Schnittansicht der Hubvorrichtung und der Rotationsvorrichtung,
Fig. 3 eine Draufsicht der Rotationsvorrichtung, Fig. 4 zwei Filterelemente in einem
Rückspülfilter, links in Filtrationsstellung, rechts in Reinigungsstellung.
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In Fig. 1 besteht der Rückspülfilter aus der Trübe-Eintrittskammer
40, der Filtrataustrittskammer 41 und der Schlammaustragskammer 42. Die Trübe-Eintrittskammer
40, die Filtrataustrittskammer 41 sowie die Schlammaustragskammer 42 sind untereinander
durch die Lochplatten 43 und 44 getrennt.
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Die Schlammaustragskammer 42 ist als Konus ausgebildet und mündet
in den Austragsstutzen 45. Seitlich an der Trübe-Eintrittskammer 40 befindet sich
der Trübe-Eintrittsstutzen 46
und seitlich an der Filtrataustrittskammer
41 ist der Filtrataustrittsstutzen 47 angebracht. Der obere Deckel 36 der Trübe-Eintrittskammer
40 ist als glatter Boden ausgebildet, in dem Bohrungen vorgesehen sind, um die kompletten
Filterelemente 48 hineinzustecken. Die Lochplatte 43 zwischen der Trübe-Eintrittskammer
40 und der Filtrataustrittskammer 41 wird zwischen die Flansche 56 geklemmt und
mittels Dichtungen 57 abgedichtet.
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Zwischen der oberen Lochplatte 43 und der unteren Lochplatte 44 ist
ein Druckausgleichsrohr 58 angeordnet, welches durch die obere Lochplatte 43 gesteckt
wird und mittels einer Mutter 59 fest verschraubt wird. Das untere Ende des Druckausgleichsrohres
58 wird in die untere Lochplatte 44 eingeschweißt. Am unteren Austragsstutzen 45
ist ein elektrisch oder pneumatisch bedienbares Ventil 60 vorgesehen.
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Das komplette Filterelemente 48 besteht aus der Rotationsvorrichtung
63, der Hubvorrichtung 61, dem Druckkörper 20, dem Drehkörper 65 sowie der als Sprühlanze
ausaebildeten Kolbenstange 28, an deren unterem Ende sich der mit einem Dichtring
63 versehene Ventilteller 50 befindet. ~Der eigentliche Filterkörper besteht aus
einem Spaltrohr 54. . An dem Spaltrohr 54 sind jeweils am oberen sowie am unteren
Ende Ventilsitze 52 angeschweißt, die mittels außenliegenden Dichtungen 53 abdichten.
Der Druckkörper 20 besteht aus einem Rohr 51, welches mit dem Kolben 66 verbunden
ist und an dessen unterem Ende sich ein Ventilteller 29 mit außenliegendem Dichtungsring
30 befindet. Auf der Rotationsvorrichtung 63 ist ein mit einem Mehrwegeventil 55-versehener
Einlaßstutzen 37 angebracht.
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Der Druckkörper 20 und der Drehkörper 65 sind mittels Kugeln 18 gegeneinander
um ihre Längsachse drehbar gelagert.
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In Fig. 2 ist die Rotationsvorrichtung 63 und die Hubvorrichtung 61
vergrößert dargestfllt, links der Mittellinie in Filtrationsstellung, rechts der
Mittellinie in Reinigungsstellung.
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Fig. 3 zeigt die Rotationsvorrichtung 63 in Draufsicht. Die Rotationsvorrichtung
63 besteht aus dem Gehäusekopf 64, dem Zwischenboden 6 und dem in dem Gehäuse 1
liegenden Flügelrad 2. Der Gehäusekopf 64 ist mittels der Schrauben 4 mit dem Zwischenboden
6 verschraubt. Zur Abdichtung dient die Dichtung 3. Zwischen dem Zwischenboden 6
und dem unteren Boden 33 wird mittels Zuganker 8 und Futter 9 das Zylinderrohr 7
eingespannt. Zwischem dem Zwischenboden 6, dem unteren 13oden 33 und dem Zylinderrohr
7 befinden sich die Dichtungen 5 und 32. Im unteren Teil des Zylinderrohres 7 ist
eine Bohrung 69 angebracht zur Be- bzw. Entlüftung des unteren Teiles der E!ubvorrichtunC
61. Die Hubvorrichtung 61 besteht aus dem Druckkorner 20>, dessen unterer Teil
als Rohr. 51 ausgebildet ist und mit einem Ventilteller 29 mit au£Jenliegender Dichtung
30 abschlie3t. Der Druckkörner 20 bildet mit derfest verbundenen Auflage 17 und
der Membrane 16 einen Kolben 66. ,JTn ein indringen der Trsibe in den unteren Teil
der Hubvorrichtung 61 zu verhindern, ist im unteren Boden 33 zwischen dem Druckkörper
20 und dem Boden 33 eine Lippendichtung 31 angeordnet. Weitere Lippendichtungen
14 und 27 sind zwischen dem Druckkörper 20 und dem Drehkörperoberteil 19 und dem
Drehkörperunterteil 26 vorgesehen. Da die Kolbenstange 28 als Sprühlanze ausgebildet
ist, besteht die Möglichkeit, daß sich der im Filterkörper befindliche Druck durch
die Sprühlanze im oberen Teil der Hubvorrichtung 61 aufbauen kann.
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Um dies zu verhindern, befindet sich zwischen dem Drehkörperoberteil
19 und dem Drehkörperunterteil 26 eine Führungsbuchse 24, in der das Kegelventil
22 mit außenliegendem Dichtungsring 21 durch die Druckfeder 23 nach oben auf die
als Ventilsitz ausgebildete Bohrung im Drehkörperoberteil 19 gedrückt wird. Zwischen
der Auflage 17 und dem Drehkörperoberteil 19 befinden sich Kugeln 18, so daß eine
Drehung des Druckkörpers 20 gegen den Drehkörper 65 ermöglicht wird. In dem als
Rohr ausgebildeten oberen Ende des Drehkörperoberteils 19 befinden sich Bohrungen
38 und gegerniberliegende Schlitze 39, durch die der Mitnehmer 10 gesteckt wird.
Der Mitnehmer 10 ist mit der Nabe 67 des Flügelrades 2 verbunden. Dadurch wircl
es
möglich, die Sprühlanze während der Drehung des Fliigelrades 2 nach unten zu bewegen.
Die Länge der Schlitze ist so groß gewählt, daß der gesamte Hub überschritten werden
kann. Die als Kolben 66 dienende Membran 16 wird mittels Druckscheibe 15 und einer
Flutter 13 auf die Auflage 17 gedrückt. Am oberen Ende des Drehkörpers 65 ist ein
mit einer Mutter 11 feststellbarer Klemmring 12 befestigt. Dieser Klemmring 12 bewirkt
ein Hochfahren der Sprühlanze, nachdem der Abreinigungsvorgang beendet ist. Unterhalb
der Auflage 17 befindet sich die Druckfeder 25, welche die gesamte Kolbenstange
28 nach oben drückt. Die gesamte Hubvorrichtung 61 mit der Rotationsvorrichtung
63 wird mit ihrem unteren Boden 33 auf den Deckel 36 mittels der Dichtung 34 abgedichtet
und mit Schrauben 35 verschraubt. Am Gehäusekopf 64 ist ein Einlaßstutzen 37 angebracht,
durch den das Medium zum Spülen und zum Antreiben des Flügelrades einströmt. Die
in dem Zwischenboden 6 vorgesehene Bohrung 62 dient als Einlaß für das Spülmedium,
um den Kolben 66 abwärts zu drücken.
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In Fig. 4 ist die Funktionsweise des automatischen Rückspülfilters
dargestellt, links der Mittellinie in Filterstellung und rechts der Mittellinie
in Abreinigungsstellung. Die Trübe tritt durch den Trübe-Eintrittsstutzen 46 in
die Triibe-Eintrittskammer 40 ein und durchströmt das Filterelement 48 von innen
nach außen und tritt als Filtrat durch den Filtrataustrittsstutzen 47 aus. Während
des Filtrationsvorganges wird durch die in der Hubvorrichtung 61 innenliegende,
in Fig. 2 dargestellte, Druckfeder 25 die Kolbenstange 28 nach oben und der am unteren
Ende der Kolbenstange 28 befindliche Ventilteller 50 auf den Ventilsitz 52 gedrückt.
Das sich am unteren Austragsstutzen 45 befindliche Ventil 60 ist hierbei geschlossen.
Durch das Druckausgleichsrohr 58 ist der Druck zwischen der Trübe-Eintrittskammer
40 und der Schlammaustragskammer 42 ausgeglichen. Das sich oben am Filterelement
48 befindliche Mehrwegeventil 55 hat hierbei die links der Mittellinie in Fig. 4
dargestellte Stellung.
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Der Abreinigungsvorgang eines Filterelementes 49 ist in Fig. 4 rechts
der Mittellinie gezeigt. Er wird wie folgt eingeleitet: Mit zunehmender Verschmutzung
der Filterelemente steigt auch die Druckdifferenz zwischen der Trübe-Eintrittskammer
40 und der Filtrataustrittskammer 41. Über einen Druckdifferenzmesser, der auf eine
bestimmte Druckdifferenz eingestellt ist, wird nun das Signal zur Abreinigung gegeben.
Hierbei öffnet sich das an der Hubvorrichtung 61 befindliche Ventil 55 in der in
Fig. 4 rechts dargestellten Richtung. Hierbei strömt nun Wasser oder Reinigungsmittel
in das in Fig. 2 dargestellte Gehäuse 1 und dringt durch den Spalt zwischen Flügelrad
2 und Zwischenboden 6 durch eine in dem Zwischenboden 6 befindliche Bohrung 62 in
den oberen Teil der Hubvorrichtung 61 und drückt den Kolben 66, den Druckkörper
20, den Drehkörper 65 sowie die Kolbenstange 28 soweit nach unten, bis der obere
Ventilteller 29 auf den Ventilsitz 52 gedrückt ist.
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Der untere Ventilteller 50 hebt somit vom Ventilsitz 52 ab.
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Gleichzeitig öffnet das am Austragsstutzen 45 angebrachte Ventil 60.
Durch den im Filterelement 49 nun entstehende.
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Unterdruck strömt das Filtrat von außen nach innen und schwemmt den
an der Innenwand des Spaltrohres 54 sich befindenden Schlamm nach unten weg. Bedingt
durch das Abheben des unteren Ventiltellers 50 von seinem Ventilsitz 52 beginnt
sich die als Sprühlanze ausgebildete Kolbenstange 28 zu drehen. Die Drehung der
Sprühlanze wird durch Kraftübertragung des von dem Spülmittel angetriebenen Flügelrades
2 über den in die Schlitze 39 des mit der Sprühlanze fest verbundenen Drehkörpers
65 eingreifenden Mitnehmer 10 bewirkt (Fig. 2). Nachdem der Hub voll ausgefahren
ist, werden die im Drehkörperoberteil 19 befindlichen Bohrungen 38 frei und das
anstehende Spülmedium kann durch sie nach innen strömen.
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hierbei wird das Kegelventil 22 nach unten gedrückt, so daß das Spülmedium
in die Sprühlanze eindringen und durch die in der Sprühlanze befindlichen Düsenbohrungen
strömen kann.
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Hierbei können die Düsenbohrungen senkrecht und/oder in
einem
spitzen Winkel zur Längsachse der Kolbenstange weisen.
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Damit wird erreicht, daß mehrmals alle Bereiche der Spaltrohrinnenwand
durch das gleichzeitige Drehen der Sprühlanze schneller und besser gereinigt wird.
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Nach Beendigung der vorher festgelegten Abreinigungszeit unterbricht
das Ventil 55 den Zufluß des Spülmediums in die Hubvorrichtung 61. Das Ventil 60
wird geschlossen und die in der Hubvorrichtung 61 befindliche Druckfeder 25 drückt
den Druckkörper 20, den Drehkörper 65 mit der Kolbenstange 28 nach oben, bedingt
durch den durch das Druckausgleichsrohr 58 hergestellten Druck zwischen Trüe-Eintrittskammer
40 und Schlammaustragskammer 42. Das Kegelventil 22 wird hierbei ebenfalls geschlossen.
Der Filtrationsvorgang kann wiederum beginnen.
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In jedem Filtergehäuse befinden sich mindestens drei Filterelemente.
Die Abreinigung erfolgt somit kontinuierlich, d.h.
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der Filtrationsbetrieb wird nicht unterbrochen.
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1 Gehäuse 2 Flügelrad 3 Dichtung 4 Schraube 5 Dichtung 6 Zwischenboden
7 Zylinderrohr 8 Zuganker 9 Mutter 10 Mitnehmer 11 Mutter 12 Klemmring 13 Mutter
14 Lippendichtung 15 Druckscheibe 16 Membrane 17 Auflage 18 Kugel 19 Drehkörperoberteil
20 Druckkörper 21 Dichtring 22 Kegelventil 23 Druckfeder 24 Führungsbuchse 25 Druckfeder
26 Drehkörperunterteil 27 Lippendichtung 28 Kolbenstange 29 oberer Ventilteller
30 Dichtung 31 Lippendichtung 32 Dichtung 33 unterer Boden 34 Dichtung 35 Schraube
36 Deckel 37 Einlaßstutzen 38 Bohrung 39 Schlitze 40 Trübe-Eintrittskammer 41 Filtrataustrittskammer
42 Schlammaustragskammer 43 Lochplatte 44 Lochplatte 45 Austragsstutzen 46 Trübe-Eintrittsstutzen
47 Filtrataustrittsstutzen 48 Filterelement 49 Filterelement 50 unterer Ventilteller
51 Rohr 52 Ventilsitze 53 Dichtungen 54 Spaltrohr 55 Magnetventil 56 Flansche 57
Dichtungen 58 Druckausgleichsrohr 59 Muttern 60 Ventil 61 Hubvorrichtung 62 Bohrung
63 Rotationsvorrichtung 64 Gehäusekopf 65 Drehkörper 66 Kolben 67 Nabe 68 Dichtring
69 Bohrung
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