DE4111611A1 - Rueckspuelfilter mit vorzugsweise mehreren filterkerzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückspülfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Rück­ spülfilter, welche mehrere auf einem Teilkreis eines Tellers angeordnete Filterkerzen in einem Filtergehäuse aufweist, weil derartige Bauarten wegen der parallelen Durchströmung mehrerer Filter­ kerzen gegenüber Rückspülfiltern mit nur einem Fil­ ter eine größere Durchsatzleistung in Verbindung mit der Möglichkeit aufweisen, die Filtration trotz der Kerzenreinigung ununterbrochen fortzusetzen. Die Erfindung wird daher im folgenden anhand dieser Bauarten weiter beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Rückspülfilter dienen vor­ zugsweise der Reinigung von Prozeßwasser, u. a. zur Reinigung des aus einer Wasserleitung oder aus einem Oberflächengewässer entnommenen Prozeßwas­ sers in Fabriken oder Kraftwerken und halten in diesen Fällen die unterschiedlichen Verunreinigun­ gen zurück, die auf der Anströmseite der Filterker­ zen einen Filterkuchen bilden. Die Rückspülung sorgt dafür, daß der Filterkuchen in angemessenen Abständen entfernt wird. Dabei ist für den automa­ tischen und durch den Rückspülvorgang nicht unter­ brochenen Filtrationsvorgang erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß jeweils nur eine Fil­ terkerze rückgespült wird, während die Mehrzahl der auf dem Teller angeordneten Filterkerzen in den Filtrationsvorgang einbezogen bleibt.

Derartige Rückspülfilter sind an sich bekannt. Ins­ besondere ist es bekannt (Katalog Brieden "Vollau­ tomatisches Rückspülfilter" mit "atmenden Filterele­ menten", Typ BFR) den die Filterkerzen tragenden Teller drehfest anzuordnen und die Filterkerzen beim Filtrieren von innen nach außen zu durchströ­ men. Der auf der den Filterkerzen gegenüberliegen­ den Seite des Drehtellers angeordnete Rohrstutzen ist auf einer senkrechten Welle drehfest angeordnet und an eine Ablaufleitung angeschlossen. Das Druck­ gefälle zwischen dem die zu reinigende Flüssigkeit enthaltenden Filtergehäuseabschnitt oberhalb des Drehtellers und der Ablaufleitung kehrt die Strö­ mung in der zu reinigenden Filterkerze um und löst den Filterkuchen von der Innenseite der Filterkerze ab, den sie durch die Ablaufleitung zusammen mit dem Spülwasser austrägt. Dabei sollen auch solche Verunreinigungen entfernt werden, die sich in den Öffnungen des Filtermediums festgesetzt haben, so daß gegen Ende des Rückspülvorganges die Filter­ kerze weitgehend von dem Filterkuchen gesäubert ist.

Voraussetzung für derartige Rückspülfilter bilden erhebliche Mengen der Rückspülflüssigkeit, die von dem verunreinigten Wasser gebildet wird und die verloren gegeben werden müssen, weil sie mit den Verunreinigungen aus dem Filtrationsvorgang ange­ reichert sind. Die Erfindung geht demgegenüber einen anderen Weg, der im Anspruch 1 wiedergegeben is. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird der Filterkuchen jeder Filterkerze getrocknet, bevor er entfernt wird. Das geschieht oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels im Filtergehäuse, wo der Reinigungsvorgang stattfin­ det, durch das Druckgefälle, welches zwischen der in einem Rückspülgehäuse eingeschlossenen Luft und der Filtratleitung besteht. Der Filterkuchen gibt dadurch zunächst die in ihm enthaltene Feuchtigkeit an das Filtrat ab. Die erfindungsgemäß vorgesehene Steuerung der Absperrorgane sorgt im Anschluß daran bei abgesperrtem Zugang zum Filtrat für ein erneu­ tes Einführen von Druckluft in das in das druckent­ lastete Rückspülgehäuse, jedoch in umgekehrter Richtung durch die Filterkerze, wodurch der ge­ trocknete Filterkuchen von dem Filtermedium abge­ sprengt wird und in das Rückspülgehäuse fällt, aus dem er ausgetragen wird. Bevor die so von einem Filterkuchen weitgehend abgereinigte Filterkerze jedoch in den Filtrationsvorgang wieder einbezogen wird, unterwirft sie der Erfindung einem Rückspül­ vorgang, der die letzten Verunreinigungen aus dem Filtermedium entfernt.

Die Erfindung bewirkt die Abführung des Filterku­ chens in Form einer weitgehend getrockneten Masse, welche je nach dem Grad der Verunreinigung der zu filtrierenden Flüssigkeit ein vergleichsweise ge­ ringes Volumen hat und sich deswegen ohne Verlust an Prozeßwasser weiterverarbeiten, insbesondere aber entsorgen, z. B. deponieren läßt. Der Spülflüs­ sigkeitsverbrauch ist andererseits gering, weil nur eine geringe Menge an Verunreinigungen auf diese Weise entfernt zu werden braucht, wobei weiterhin die Spülflüssigkeit in den Reinigungsprozeß im Fil­ terghäuse zurückgeführt wird. Trotz dieser Vorteile der Erfindung wird der Wirkungsgrad des Rückspül­ filters wegen der sorgfältigen, d. h. mehrstufigen Reinigung der Filterkerzen in vollem Umfang auf­ rechterhalten.

Vorzugsweise vereinfacht man den Aufbau des erfin­ dungsgemäßen Rückspülfilters mit den Merkmalen des Anspruches 2 und mit Rücksicht auf die Druckluft, die den Filterkuchen wie beschrieben trocknet. Da man bei dieser Ausführungsform der Erfindung das Filtergehäuse unter einem pneumatischen Überdruck setzt und das Rückspülgehäuse mit einer beweglichen Haube verwirklicht, die auf dem Teller abdichtet, herrscht zu Beginn des Rückspülvorganges, also beim Trocknen des Filterkuchens in der Haube der gleiche Druck wie im Filtergehäuse, wodurch bei Druckentla­ stung des Filtergehäuses ein Druckluftstoß ent­ steht, dessen Gefälle durch den Filterkuchen ver­ läuft und der deswegen zu einer Schnellentwässerung des Filterkuchens führt.

Die Ausführungsform nach Anspruch 3 hat den Vor­ teil, daß zur Verwirklichung der zyklischen Reihen­ folge, in der die Filterkerzen rückgespült werden, nur verhältnismäßig geringe Massen bewegt zu werden brauchen. Denn der Teller mit den Filterkerzen bleibt bei dieser Ausführungsform stationär und le­ diglich die jeweils zu den Abführungsleitungen füh­ renden Rohrstutzen sind beweglich.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 4 läßt sich der Filterkuchen, welcher von einer diskreten Fil­ terkerze in das Filtergehäuse abgesprengt worden ist, ohne längeren Verbleib im Filtergehäuse abfüh­ ren. Dafür sorgt der im Rückspülgehäuse angeordnete Längsförderer und die luftdichte Abschleusung des Rückspülgehäuses durch die der Filterkuchen abge­ führt werden kann.

Den Bewegungsablauf des Filtergehäuses kann man vereinfachen, wenn man die Merkmale des Anspruches 5 verwirklicht. Hierbei hat nämlich das Filterge­ häuse lediglich zwei Positionen, die die Endpunkte des Linearantriebes bilden, der die Bewegungsener­ gie dem Filtergehäuse zuführt.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vor­ teile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 schematisch und im Längsschnitt ein Rück­ spülfilter gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Tellers, der in dem Gegenstand der Fig. 1 die Filterkerzen trägt und

Fig. 3 in der Fig. 2 entsprechender Darstellung den Teller in einer Draufsicht auf die Filter­ kerzen.

Das allgemein mit (1) bezeichnete Rückspülfilter gemäß Fig. 1 hat auf einem Teller (2) eine Mehrzahl von Filterkerzen (3) und ein Filtergehäuse (4), welches auf einem Support (5) ruht. Die Anordnung ist nach Fig. 1 so getroffen, daß die längere Achse der Filterkerzen (3) horizontal und der Teller (2), sowie die ihm gegenüberliegende Rückwand (6) des Filtergehäuses (4) senkrecht stehen. Das Filterge­ häuse hat einen mit einem Absperrorgan (7) verse­ henen Zulauf (8) für die zu reinigende Flüssigkeit, beispielsweise Schmutzwasser, der von unten durch den Support (5) in das Filtergehäuse (4) geführt ist. Der Ablauf des Filtrates erfolgt über eine Rohrleitung (9), welche mit einem Absperrorgan (10) gesichert ist. Die Filterkerzen (3) werden daher von außen nach innen durchströmt. Der Ablauf mündet im Tiefsten des Filtergehäuses entsprechend der Fig. 2, wo die Mündung mit (11) bezeichnet ist.

Die Filterkerzen (3) werden in zyklischer Reihen­ folge eine nach der anderen von ihrem Filterkuchen befreit, der sich auf der Außenseite (12) jeder Filterkerze (3) während des Reinigungsvorganges ab­ setzt. Die Filterkerzen haben einen rechteckigen Querschnitt, dessen lange Seiten (13 und 14) radial zu einer Welle (15) angeordnet sind, die den Teller (2) zentral durchdringt. Die kurzen Rechteckseiten (16, 17) verlaufen daher tangential.

In dem Filtergehäuse wird oberhalb der Tellermitte (18) ein Flüssigkeitsspiegel (19) aufrechterhalten, welcher von der bei (8) zugeführten und zu reini­ genden Flüssigkeit gebildet wird. Ein Füllstandsan­ zeiger (20) überwacht die Höhe des Flüssigkeits­ spiegels und schaltet das Absperrorgan (7) in der Zulaufleitung (8) entsprechend.

Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen die Mün­ dungen (21, 22) eines Schuhs (23) und eines weite­ ren Schuhs (24), welche um die Mündungen abgedich­ tet sind. Dabei wirkt die Öffnung (21) mit dem Schuh (23) zusammen, an den eine Verbindungslei­ tung (25) zur Ablaufleitung (9) angeschlossen ist. In der Verbindungsleitung (25) sitzt ein Absperror­ gan (26). Der Schuh (24) wirkt mit der Öffnung (22) zusammen und bildet das Ende einer Spülflüssig­ keitsleitung (27), in die ebenfalls ein Absperror­ gan (28) eingebaut ist. Zwischen dem Schuh (23) und dem Absperrorgan (26) mündet eine Druckluftleitung (29), die über ein Absperrorgan (30) an einen Druckluftspeicher (31) angeschlossen ist. Eine Druckleitung (32) führt über einen Druckwächter (33) Druckluft in das Gehäuse (4) ein.

Die Rückwand (6) durchdringt eine Haube (34), wel­ che auf der Filterkerzenseite (35) des Tellers (2) abdichtet und dann ein geschlossenes Rückspül­ gehäuse (35) bildet. Dieses Rückspülgehäuse hat einen der Rechteckform der Filterkerzen (3) ent­ sprechenden Querschnitt und kann deswegen jeweils eine Filterkerze einschließen. Es führt eine lineare Bewegung durch, die von einem Linearantrieb (36) vermittelt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen pneumatischen Arbeitszylinder (37), der über eine Konsole (38) und einen Träger (39) auf der Oberseite des Filter­ gehäuses (4) befestigt ist. Die Kolbenstange (40) ist aus dem Zylinder (37) herausgeführt und mit ihrem Kreuzkopf (41) an den Deckel (42) des Rück­ spülgehäuses (35) angelenkt. Auf der gleichen Seite des Deckels sitzt ein elektrischer Antrieb (43) für eine Förderschnecke (44), welche einen Längsförde­ rer im Rückspülgehäuse (34) bildet und den Filter­ kuchen durch eine Austragsschleuse (45) auf einen Stetigförderer (46) austrägt.

Im Betrieb wird eine Steuerung verwendet, welche über einen Motor (47) und einen Riementrieb (48) den Teller (2) absatzweise im Uhrzeigersinn schal­ tet und dabei derart weiterdreht, daß nach jedem Schaltvorgang ein diskreter Filter (3) (Fig. 2) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (19) vor die Öff­ nung (21) des Schuhs (23) der Zweigleitung (25) ge­ langt, während die benachbarte Kerze (3a) vor die Öffnung (22) gedreht wird, die gegen die Öffnung (21) um einen Bogenwinkel versetzt ist, der der Teilung des Tellers entspricht; gleichzeitig gelangt die Öffnung (11) und damit die eingetauchte Filterkerze vor den Schuh (23a) der Leitung (9), jedoch können auch mehrere Filterkerzen parallel auf die Leitung (9) gerichtet werden, wozu der Schuh (23a) entsprechende Dichtungsanordnungen auf­ weist. Sobald das der Fall ist, wird die Filtration und in zeitlichen Abständen der Rückspülvorgang durchgeführt:
Zunächst wird über den Linearantrieb (36) das Rück­ spülgehäuse (35) abdichtend auf den Teller (2) ge­ preßt. Im Rückspülgehäuse herrscht deshalb der über die Leitung (32) im Filtergehäuse (4) aufrechter­ haltene Druck von beispielsweise 2 bar. Hierauf wird das Absperrorgan (26) bei geschlossenem Ab­ sperrorgan (30) geöffnet, wodurch sich ein Druckge­ fälle über die Zweigleitung (25) in die Filtratlei­ tung (9) ausbildet. Das führt dazu, daß der auf der Außenseite des Filters (3) sitzende Filterkuchen durch die Öffnung (21) des Schuhs (23) in die Zweigleitung (25) entwässert. Nach einem vorgegebe­ nen Zeitraum, der in der Steuerung beispielsweise programmiert ist, wird das Absperrorgan (26) ge­ schlossen und das Absperrorgan (30) geöffnet. Aus dem Druckluftspeicher (31) strömt dadurch Druck­ luft, gegebenenfalls mit erhöhtem Druck, über den Stutzen (23) in die Filterkerze (3), wodurch der auf der Außenseite der Filterkerze (3) haftende Filterkuchen pneumatisch in das Rückspülgehäuse ab­ gesprengt wird, aus dem er durch die Förderschnecke (44) über die Schleuse (45) auf den Stetigförderer (26) als Trockenmasse ausgetragen wird. Die Steue­ rung öffnet das Absperrorgan (30) nur kurzzeitig, so daß ein Druckluftstoß entsteht. Die beschriebene Rechteckform der Filterkerzen (3) und des Rückspül­ gehäuses (35) sorgt dafür, daß der Druckluftver­ brauch gering bleibt.

Nachdem das Rückspülgehäuse (4) von dem Teller (2) abgezogen ist, dreht die Welle (15) nach dem Ab­ sprengen des Filterkuchens in das Rückspülgehäuse (44) die Filterkerze (3) vor die Öffnung (22) und die Steuerung öffnet das Absperrorgan (28) in der Spülflüssigkeitsleitung (27), wodurch die noch auf dem Filtermedium (49) der Filterkerze (3) haftenden restlichen Verunreinigungen ausgetragen werden. Da der Linearantrieb (36) die Haube (34) zurückgezogen hat, werden die restlichen Verunreinigungen in die zu reinigende Flüssigkeit mit dem Spiegel (19) aus­ getragen werden.

Auf diese Weise werden in zyklischer Reihenfolge die Filterkerzen (3) abgereinigt, während die Fil­ trierung der unter dem Flüssigkeitsspiegel (19) liegenden Filterkerzen fortgesetzt werden kann.

Claims (8)

1. Rückspülfilter mit vorzugsweise mehreren, auf einem Teilkreis eines Tellers angeordneten Fil­ terkerzen in einem Filtergehäuse, welches einen Zu- und einen Ablauf und die durchströmten Fil­ terkerzen aufweist, wobei für die Rückspülung ein Rohrstutzen vorgesehen ist, der die Verbin­ dung der Rückspülung zu einer Filterkerze her­ stellt, die sich mit den anderen auf dem Teller angeordneten Filterkerzen in zyklischer Reihen­ folge bei der Rückspülung abwechselt, dadurch gekennzeichnet, daß die zu spülende Filterkerze (3) außerhalb des Flüssigkeitsspiegels (19) im Filtergehäuse (4) und in einem mit Druckluft be­ aufschlagten Rückspülgehäuse (35) angeordnet ist, welches an einen Rohrstutzen (24) einer Rückspülleitung (27) und an einem gegenüber die­ sem um einen der Teilung des drehbaren Tellers (2) entsprechenden Bogenwinkel gegen die Dreh­ richtung versetzt angeordneten weiteren Rohr­ stutzen (23) mit einem Absperrorgan (26) einer Verbindungsleitung (25) zur Filtratleitung (9) angeschlossen ist, wobei eine Steuerung vor dem Rückspülvorgang zunächst die Verbindung (25) zur Filtratleitung öffnet, um den Filterkuchen auf der Filterkerze (3) in eine Filtratleitung (9) zu entwässern und darauf schließt, sowie eine Verbindung (29) zu einer pneumatischen Druck­ quelle (31) in die Filterkerze (3) öffnet, um die Trockenmasse des Filterkuchens pneumatisch in das Rückspülgehäuse (44) abzusprengen und auszutragen, bevor die Steuerung den Rückspül­ vorgang durch Öffnen eines Absperrorganes (28) in der Rückspülleitung (27) einleitet, der den Rest des Filterkuchens in das Filtergehäuse (4) austrägt.

2. Rückspülfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerung eine Füllstands­ regelung (20) des Flüssigkeitsspiegels im Fil­ tergehäuse (4) umfaßt, das oberhalb des Flüssig­ keitsspiegels unter pneumatischem Überdruck steht, und daß das aus einer in dem Filter­ gehäuse (4) untergebrachten, beweglichen Haube (34) bestehende Rückspülgehäuse (35) einen Ver­ schluß aufweist, der von dem Teller (2) der Fil­ terkerzen (3) gebildet wird.

3. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (2) mit den Filterkerzen (3) in dem liegenden Fil­ tergehäuse (4) eine senkrechte, drehbare Gehäu­ sewand (2) bildet, die drehfest auf einer Welle (15) befestigt ist, wobei die Filtratleitung (9), die Verbindung (25) zur Filtratleitung (9) und die Spülflüssigkeitsleitung (27) mit ihren Öffnungen (11, 21, 22) im Drehteller (2) durch je einen abgedichteten Schuh (23, 24) verbunden sind.

4. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückspülgehäuse (35) einen Längsförderer (44) aufweist, der in eine luftdichte Schleuse (45) die trockene Masse des Filterkuchens austrägt.

5. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Haube (34) des Rückspülgehäuses (35) einen Linearantrieb (36) aufweist, dessen Gestell (38, 39) auf dem Fil­ tergehäuse (4) befestigt ist.

6. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückspülgehäuse (35) die Rückwand (6) des Filtergehäuses (4) durchdringt und mit seinem Deckel (42) an den Linearantrieb angeschlossen ist, auf dem der An­ trieb (43) für eine den Austragsförderer bil­ dende Schnecke (44) angebracht ist, wobei die Austragsschleuse (45) unter dem Deckel (42) und einer Öffnung des Rückspülgehäuses (35) angeord­ net ist.

7. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen und das Filtergehäuse einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, dessen lange Seiten (13, 14) radial zur Welle (15) angeordnet sind.

8. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung (25) zwischen dem Absperrorgan (26) und dem ab­ dichtenden Schuh (23) die Druckluftleitung (29) mündet, welche ein in die Steuerung einbezogenes Absperrorgan (30) und als Druckluftquelle einen Druckspeicher (31) aufweist.