DE4113860C3 - Vorrichtung zum Reinigen einer Flüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Vorrichtung geht aus der EP 0 365 887 A2 hervor.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise zum Reinigen von Wasser eingesetzt, das zur Zubereitung von Aufgußgetränken, insbesondere von Tee, verwendet werden soll. Sie können grundsätzlich aber auch für andere Flüssigkeiten benutzt werden. Die weiteren Erläuterungen beziehen sich - stellvertretend für alle anderen möglichen Anwendungsfälle - auf die Reinigung von Wasser.

Bei der aus der DE-OS 34 09 828 bekannten Vorrichtung wird eine Filterpatrone mit Reinigungsmaterial etwa in der Mitte eines Behälters in dessen Boden so eingesetzt, daß sie mit ihrer einen Stirnseite in Höhe des Bodens liegend aus dem Behälter herausragt. Das zu reinigende Wasser wird in den Behälter gegossen. Es tritt dann durch das Sieb der Filterpatrone in dieselbe ein und gelangt dadurch in Berührung mit dem in derselben befindlichen Reinigungsmaterial. Zum Reinigen werden beispielsweise Ionenaustauschmaterialien verwendet. Das Reinigungsmaterial liegt in der Regel als Granulat mit relativ kleiner Teilchengröße vor. Die Filterpatrone wird möglichst vollständig mit dem Reinigungsmaterial gefüllt, damit das hindurchfließende Wasser so lange wie möglich mit demselben in Berührung bleibt. Aus der Filterpatrone tritt dann gereinigtes Wasser aus.

Der Durchtritt des Wassers durch die Filterpatrone kann durch kleine Gasblasen behindert werden, die sich an den Öffnungen der beiden Siebe festsetzen und diese verschließen. Solche Gasblasen können beim Einfüllen des Wassers in den Behälter und beim anschließenden Durchtritt des Wassers durch die Filterpatrone mitgerissen werden. Sie können sich aber auch während des Durchfließens des Wassers im Reinigungsmaterial bilden. Bei der bekannten Vorrichtung nach der EP 0 161 467 B1 wird daher an dem in Durchflußrichtung oberen Sieb der Filterpatrone ein Entlüftungsrohr angebracht, durch welches das Zusetzen dieses Siebes durch Gasblasen verhindert werden soll.

Nach der DE-OS 38 10 441 A1 wird das in Durchflußrichtung untere Sieb einer Filterpatrone mit einem Luftsammelraum ausgerüstet, durch welchen das Zusetzen dieses Siebes durch Gasblasen vermieden werden soll. Der Luftsammelraum besteht aus mindestens einer in der zugehörigen Stirnfläche der Filterpatrone angebrachten und in dieselbe hineinragenden kanalartigen Vertiefung, die zum Innern der Filterpatrone hin geschlossen ist. Die Vertiefung ist außerdem wenigstens teilweise zur Seitenwandung der Filterpatrone hochgezogen, so daß sich ein kaminartiger Entlüftungskanal ergibt. Durch die kanalartige Vertiefung und insbesondere durch den Entlüftungskanal ist diese bekannte Filterpatrone aufwendig gestaltet. Das Sieb der Filterpatrone wird außerdem in mindestens zwei Teilsiebe unterteilt, deren gemeinsame Siebfläche wegen der zwischen ihnen liegenden Vertiefung kleiner als die eines ungeteilten Siebes ist. Der Durchtritt des Wassers durch die Filterpatrone kann dadurch behindert werden. Der gesamte Luftsammelraum ist außerdem nur dann wirksam, wenn sich die Gas- bzw. Luftblasen tatsächlich darin sammeln und nicht in den Öffnungen des horizontal verlaufenden Siebes verbleiben.

Konische Filterpatronen sind aus der DE 35 22 966 C1 bekannt. Aus der DE 36 30 639 A1 gehen Filterpatronen mit abgesetztem Bereich hervor.

Bei der Vorrichtung nach der eingangs erwähnten EP 0 365 887 A2 wird eine als Filterkartusche bezeichnete Filterpatrone verwendet, deren in Gebrauchslage oberer, mit Durchlaßöffnungen ausgerüsteter Deckel als sich nach oben verjüngender Kegel ausgebildet ist. An seiner Spitze hat dieser Deckel einen nach außen abstehenden hohlen Dom mit Entlüftungsschlitzen. Der Dom mit Entlüftungsschlitzen soll ein kontrolliertes Entlüften der Filterpatrone und ein kontrolliertes Durchströmen des zu filternden Wassers durch dieselbe bewirken. Der in Gebrauchslage obere Bereich der Filterpatrone ist zylindrisch ausgeführt, während sich ihr unterer Bereich mit konischem Verlauf verjüngt. Die Filterpatrone hat an der in Gebrauchslage unteren Stirnfläche einen mit Durchlaßöffnungen versehenen ebenen Boden. Auf dem Boden liegt ein als ebene Scheibe ausgebildetes Sieb, das mit der Filterpatrone umlaufend verschweißt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Vorrichtung so zu gestalten, daß ein den Wasserdurchtritt verhinderndes Zusetzen des in Durchflußrichtung unteren Siebes der Filterpatrone auch bei einfachem Aufbau derselben ausgeschlossen werden kann.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Erstreckung des "unteren" Siebes der Filterpatrone bis in ihre Mantelfläche erhält das Sieb einen Bereich, der auf keinen Fall durch Gasblasen zugesetzt werden kann. Die Öffnungen des Siebes in der Mantelfläche sind in einer derart steil verlaufenden Wandung angebracht, daß Gasblasen sich nicht halten können. Sie werden vielmehr durch die auf sie einwirkende Auftriebskraft nach oben bewegt. Das zu reinigende Wasser kann also auch dann relativ ungehindert aus der Filterpatrone austreten, wenn der in der Stirnfläche liegende Teil des "unteren" Siebes durch Gasblasen zugesetzt ist. Damit die durch den in der Mantelfläche der Filterpatrone liegenden Bereich vergrößerte wirksame Siebfläche nicht zu groß wird, hat die Filterpatrone an dem für den Austritt des Wassers bestimmten Ende durch die Verjüngung einen verengten Querschnitt. Die wirksame Siebfläche ist dadurch der wirksamen Siebfläche des am anderen Ende der Filterpatrone befindlichen Siebes, durch welches das Wasser in die Filterpatrone eintritt, angepaßt. Es ist außerdem sichergestellt, daß das Wasser nicht zu schnell aus der Filterpatrone austritt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 die Vorrichtung in vergrößerter Darstellung.

Fig. 3 und 4 zwei unterschiedliche Ausführungsformen einer in der Vorrichtung verwendbaren Filterpatrone in nochmals vergrößerter Darstellung.

Fig. 5 bis 7 Einzelheiten der Filterpatronen nach Fig. 3 oder 4.

In Fig. 1 ist ein Gefäß 1 dargestellt, das zur Aufnahme von gereinigtem Wasser dient. Das Wasser wird dazu in einen Behälter 2 gegossen, der beispielsweise auf das Gefäß 1 aufsetzbar ist. Es tritt aus einer Filterpatrone 3 aus, die in den Behälter 2 eingesetzt ist, und gelangt gereinigt in das Gefäß 1. Die Filterpatrone 3 enthält Reinigungsmaterial. Bei entsprechender Bemessung von Gefäß 1 und Behälter 2 könnte derselbe auch zumindest teilweise in das Gefäß 1 hineinragen.

Die geometrische Form des Behälters 2 ist beliebig. Er kann rund, oval oder eckig ausgeführt sein. Von seinem Boden 4 steht die Filterpatrone 3 nach außen ab. Der Behälter 2 hat in seinem Boden 4 eine Öffnung, in welche die Filterpatrone 3 eingesetzt werden kann. Bei eingesetzter Filterpatrone 3 ist die Öffnung im Boden 4 des Behälters 2 feuchtigkeitsdicht verschlossen. Dazu kann in der Öffnung eine umlaufende Dichtfläche angeformt sein. Wenn die Filterpatrone 3 an ihrem im Boden 4 liegenden Ende entsprechend Fig. 2 mit einem Dichtkonus 5 ausgerüstet ist, dann kann der feuchtigkeitsdichte Verschluß durch die Filterpatrone 3 selbst bewirkt werden. Bei kleineren Abmessungen der Filterpatrone 3 können Dichtringe in die Öffnung eingesetzt werden.

Die Filterpatrone 3 ist becherförmig gestaltet. Sie ist an ihren beiden Stirnflächen 6 und 7 durch Siebe verschlossen, so daß in den Behälter 2 eingefülltes Wasser in Richtung des Pfeiles P durch die Filterpatrone 3 strömen kann. Das gereinigte Wasser tritt an der in Gebrauchslage unteren Stirnfläche 7 aus der Filterpatrone 3 aus.

Die Wandung der Filterpatrone 3 verläuft in ihrem in Gebrauchslage oberen, an den Dichtkonus 5 angrenzenden Bereich A zylindrisch bzw. schwach konisch mit nach unten abnehmendem Durchmesser. Im unteren Bereich B ist die Filterpatrone 3 gegenüber dem zylindrischen oberen Bereich A stark verjüngt. Die Mantelfläche der Filterpatrone 3 in dem verjüngten Bereich B verläuft dabei deutlich schräger als die Mantelfläche im Bereich A. Die Verjüngung beginnt vorzugsweise etwa in halber Höhe der Filterpatrone 3.

Die in Gebrauchslage der Filterpatrone 3 untere Stirnfläche 7 ist durch die Verjüngung im Verhältnis zur Stirnfläche 6 klein. Die wirksame Siebfläche am unteren Ende der Filterpatrone 3, aus dem das gereinigte Wasser austritt, bleibt dadurch ausreichend groß, daß das Sieb aus der Stirnfläche 7 heraus bis in die Mantelfläche der Filterpatrone 3 erstreckt ist. Dieser Teil 8 des unteren Siebes ist in den Fig. 3 und 4 eingezeichnet.

Die Stirnfläche 7 der Filterpatrone 3, aus der das gereinigte Wasser austritt, kann wie üblich eben ausgeführt sein. In bevorzugter Ausführungsform kann die Stirnfläche 7 entsprechend der Darstellung in Fig. 5 aber nach außen gewölbt sein, so daß auch das dort befindliche Sieb nach außen gewölbt ist. Die Wölbung wird vorzugsweise so ausgeführt, daß sich ein kontinuierlicher Obergang zu dem in der Mantelfläche der Filterpatrone 3 liegenden Teil 8 des Siebes ergibt.

Die Verjüngung der Filterpatrone 3 kann gemäß Fig. 3 umlaufend symmetrisch zu ihrer Achse verlaufen. Es ist aber auch eine einseitige und daher unsymmetrisch zur Achse der Filterpatrone 3 verlaufende Verjüngung gemäß Fig. 4 möglich.

Die Filterpatrone 3 kann in ihrem verjüngten Bereich B entsprechend Fig. 6 einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt haben. Sie kann in dem Bereich B aber entsprechend Fig. 7 auch vieleckig ausgeführt sein.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist folgende:

In den Behälter 2 eingefülltes Wasser durchströmt die Filterpatrone 3 in Richtung des Pfeiles P. Es tritt aus dem Sieb an ihrer unteren Stirnfläche 7 aus und gelangt von dort in das darunter befindliche Gefäß 1. Von dem durch die Filterpatrone 3 hindurchtretenden Wasser mitgerissene Gasblasen könnten sich theoretisch am Sieb der Stirnfläche 7 festsetzen und die Schlitze bzw. Öffnungen des Siebes verschließen. Die relativ kleine Fläche des Siebes im Bereich der Stirnfläche 7 könnte dabei zugesetzt werden, so daß der Austritt des Wassers zumindest stark behindert wird. Durch das Erstrecken des Siebes bis in die Mantelfläche der Filterpatrone 3 (Teil 8) wird bei dieser Vorrichtung sichergestellt, daß das Wasser auch weiter ungehindert aus der Filterpatrone 3 austreten kann. Der relativ steil verlaufende Teil 8 des Siebes kann nicht durch Gasblasen zugesetzt werden. Die Gasblasen werden vielmehr durch die auf sie einwirkende Auftriebskraft nach oben gedrückt, so daß die Schlitze bzw. Öffnungen im Teil 8 des Siebes ständig frei bleiben.

Weiter verbessert wird diese ganze Funktionsweise dann, wenn das Sieb entsprechend der Darstellung in Fig. 5 nach außen gewölbt ist, da dann die Gasblasen sich auch nicht an den Schlitzen bzw. Öffnungen des Siebes in der Stirnfläche 7 festsetzen können, sondern vielmehr auch hier durch ihren Auftrieb nach oben treiben.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Reinigen einer Flüssigkeit, bestehend aus einem Behälter zur Aufnahme der Flüssigkeit und aus einer in eine Öffnung im Boden desselben einsetzbaren becherartigen Filterpatrone zum Durchtritt der Flüssigkeit, in welcher Verunreinigungen der Flüssigkeit bindendes Reinigungsmaterial enthalten ist, welche an beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten durch Siebe verschlossen ist und welche an ihrem für den Austritt von gereinigter Flüssigkeit bestimmten, in Gebrauchslage unteren Bereich mit gegenüber dem darüber liegenden Bereich deutlich schräger verlaufender Mantelfläche verjüngt ist und welche in eingesetzter Position nach außen vom Behälter absteht, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Sieb der an dem in Gebrauchslage unteren Ende befindlichen Stirnfläche (7), von dieser ausgehend, bis in die Mantelfläche der Filterpatrone (3) erstreckt ist und
• - daß die wirksame Siebfläche des Siebes an der unteren Stirnfläche (7) der Filterpatrone (3) durch den infolge der Verjüngung verengten Querschnitts derselben der wirksamen Siebfläche des an der gegenüberliegenden Stirnseite der Filterpatrone (3) liegenden Siebes so angepaßt ist, daß die Flüssigkeit nicht zu schnell aus der Filterpatrone (3) austritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb an dem für den Austritt der Flüssigkeit bestimmten Ende der Filterpatrone (3) nach außen gewölbt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung der Filterpatrone (3) etwa in halber Höhe derselben beginnt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung der Filterpatrone (3) umlaufend symmetrisch zu deren Achse verläuft.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung der Filterpatrone (3) umlaufend unsymmetrisch zu deren Achse verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatrone (3) im Bereich (B) der Verjüngung einen runden Querschnitt hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatrone (3) im Bereich (B) der Verjüngung einen vieleckigen Querschnitt hat.