WO2004087287A1

WO2004087287A1 - Filter fuer die reinigung von fluiden

Info

Publication number: WO2004087287A1
Application number: PCT/EP2004/050404
Authority: WO
Inventors: Marcel Max Huder
Original assignee: HUDER LUCIENNE
Current assignee: HUDER LUCIENNE
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2005-10-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter für die Reinigung von Wasser, wobei das zu reinigende Wasser einer als Schmutzseite bezeichneten Seite eines Filterelementes (30) zugeführt und als gefiltertes Wasser aus einem als saubere Seite bezeichneten Ausgangsraum (38) des Filterelementes weggeführt wird. Für die Reinigung des Filters wird dem Ausgangsraum Druckluft 7ugeführt. Das Volumen des Ausgangsraums wird mittels eines Verdrängungskörpers (36) klein gehalten.

Description

Beschreibung FILTER FUER ME REINIGUNG YON FLUIDEN

[001] Die Erfindung betrifft einen Filter für die Reinigung von Fluiden der im

Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

[002] Solche Filter eignen sich beispielsweise zur Reinigung von Abwasser in einer

Kläranlage, zur Reinigung anderen Schmutzwassers wie auch zur Reinigung von Luft, Gasen, Chemikalien, Milch, etc.

[003] Ein Filter für die Reinigung von Fluiden ist aus der DE 38 14373 AI bekannt.

Dieser Filter ist für Kühl-, Schmier- und Bearbeitungsmedien für Werkzeugmaschinen oder andere Produktionsmaschinen und nicht für Wasser konzipiert. Der Filter umfasst mehrere, durch Distanzhalter getrennte Keramikscheiben, die auf einem Rohr aufgereiht sind. Das Rohr weist im Bereich jeder einzelnen Keramikscheibe Durchbrüche für den Durchlass des gefilterten Fluids auf. Das zu reinigende Fluid wird von aussen zu den Keramikscheiben geführt und fliesst durch die Keramikscheiben und die Durchbrüche in das Rohr hinein, wo es als gereinigtes Fluid abgeführt wird. Für die Reinigung des Filters kann das Fluid in die umgekehrte Richtung gepumpt werden, so dass sich an den Keramikscheiben abgelagerte Schmutzpartikel wieder lösen. Zudem können die Keramikscheiben gedreht werden, wobei Bürsten die Schmutzpartikel von den Keramikscheiben abstreifen. Nachteilig bei diesem Filter ist, dass die begrenzte Grosse der Durchbrüche die Durchflussrate des Fluids begrenzt.

[004] Aus der EP 674 931 Bl ist ein Filter mit scheibenförmigen Filterplatten bekannt, die auf einem Hubring aufgereiht sind. Der Hubring weist radial gerichtete Strömungskammern auf, die eine grössere Durchflussrate als die Konstruktion mit dem Rohr mit den Durchbrüchen gemäss der DE 38 14373 AI ermöglichen.

[005] Ein Filter, der für die Reinigung von Wasser konzipiert ist, ist aus der EP 730 486

Bl bekannt. Der Filter umfasst ein Gehäuse und einen im Inneren des Gehäuses angeordneten konischen Keramikfilter. Für die periodische Reinigung des Filters ist eine Bürste vorgesehen, die den Keramikfilter auf der Seite, auf der das schmutzige Wasser zugeführt wird, abbürstet.

[006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter zu entwickeln, der sich für die Reinigung grosser Mengen von Fluiden eignet, der sich auf einfache Weise reinigen lässt und der einfach und kostengünstig herstellbar ist.

[007] Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale des

Anspruchs 1.

[008] Die Erfindung betrifft Filter für die Reinigung von Fluiden, die durch Rückspülung mit Druckluft gereinigt werden können. Das zu reinigende Fluid wird einer als Schmutzseite bezeichneten Seite eines Filterelementes zugeführt und aus einem als saubere Seite bezeichneten Ausgangsraum des Filterelementes weggeführt. Im Ausgangsraum des Filterelementes ist erfmdungsgemäss ein Verdrängungslcörper vorhanden, der einerseits den Ausgangsraum weitgehend ausfüllt, um das Volumen des Ausgangsraums möglichst klein zu halten, und der andererseits so konzipiert ist, dass der Strömungswiderstand des Filters wegen des Verdrängungskörpers nicht oder nur in unerheblichem Masse zunimmt.

[009] Ein erster Filter eignet sich insbesondere für die Filtrierung grosser Mengen von

Abwasser, das in einem Abwasser- oder Belebtschlammbecken gesammelt wird. Der Filter umfasst als Filterelement mehrere übereinander aufgestapelte Filterplatten, die je eine zentrale Öffnung und eine die Öffnung umschliessende Erhebung aufweisen. Die zentralen Öffnungen der Filterplatten bilden eine durchgehende Bohrung, die den Ausgangsraum des Filters darstellt. Eine Bodenplatte und eine Abdeckplatte begrenzen die Bohrung und somit den Ausgangsraum unten und oben. Das Abwasser fliesst von aussen durch die Filterplatten hindurch und sammelt sich im Ausgangsraum, von wo es über eine Wasserleitung abfliesst. Die Bodenplatte und die Abdeckplatte sind durch einen Stab verbunden. Der Durchmesser des Stabs ist kleiner als der Durchmesser der Bohmng, so dass zwischen dem Stab und den Filterplatten ein durchgehender Luftspalt vorhanden ist. Der Durchmesser der zentralen Öffnungen der Filterplatten ist massgebend für die erreichbare Durchflussrate, da der Durchmesser die Grosse der Oberfläche auf der Austrittsseite der Filterplatten bestimmt. Der Stab stellt andererseits einen Verdrängungskörper dar, der das Volumen des Ausgangsraums markant reduziert, ohne den Strömungswiderstand für das Wasser zu erhöhen. Im Filtrierbetrieb lagert sich Schmutz auf der Schmutzseite des Filterelementes ab. Der Filter wird deshalb periodisch gereinigt, indem der Filter mit Druckluft rückgespürt wird. Die Druckluft strömt also in umgekehrter Richtung wie das Wasser durch das Filterelement. Weil der Stab einen grossen Teil des Ausgangsraums ausfüllt, muss bei der Rückspülung nur ein geringes Wasservolumen aus dem Ausgangsraum herausgedrängt werden. Damit die Druckluft die ganze Oberfläche der Filterplatten vom Schmutz zu reinigen vermag, ist es erforderlich, dass die Druckluft durch das ganze Innere der Filterplatten strömt und nicht bereits in der Nähe der zentralen Öffnungen in die Hohlräume zwischen den Filterplatten entweicht. Um den Luftwiderstand der Hohlräume im Vergleich zum Luftwiderstand der Filterplatten zu erhöhen, ist der Abstand zwischen den Filterplatten bedeutend kleiner als die Dicke der Filterplatten. Somit ist das Volumen eines solchen Hohlraums kleiner als das Volumen einer Filterplatte. Bevorzugt ist der Abstand zwischen den Filterplatten mindestens um den Faktor fünf kleiner als die Dicke der Filterplatten.

[010] Ein weiterer Filter, der sich für die Reinigung kleinerer Wassermengen eignet, umfasst einen konischen Keramikfilter, der zwischen zwei Abdeckplatten eingespannt ist. In dem durch den Keramikfilter und die Abdeckplatten gebildeten Ausgangsraum ist ein ebenfalls leonischer Verdrängungskörper angeordnet, der den Ausgangsraum so weit ausfüllt, dass zwischen dem Keramikfilter und dem Verdrängungskörper nur ein kleiner Spalt bleibt. Der Verdrängungskörper vermindert die Durchflussrate des Wassers nicht, aber er bewirkt, dass bei der Rückspülung nur ein geringes Wasservolumen aus dem Ausgangsraum herausbefördert werden muss. Dieser Filter kann in zwei Ausführungsformen hergestellt werden. Bei der ersten Ausführungsform wird der Filter in ein Wasserbecken oder ein Gewässer gestellt. Das zu reinigende Wasser dringt von aussen durch den Keramikfilter in den Ausgangsraum und wird als gereinigtes Wasser aus dem Ausgangsraum abgepumpt. Die zweite Ausführungsform umfasst zusätzlich ein Gehäuse und das zu reinigende Wasser wird über eine Wasserleitung zugeführt. Bei der zweiten Ausführungsform kann die Arbeitsrichtung des Filters auch umgekehrt werden, wobei dann die Form des Gehäuses zusätzlich die Funktion des Verdrängungskörpers übernimmt.

[011] Bei der zweiten Ausführungsform ist es vorteilhaft, den Filter zusätzlich mit einer

Umwälzvorrichtung auszustatten, die das Schmutzwasser auf der Schmutzseite des Filters umwälzt, so dass die Ablagerung des Schmutzes auf dem Keramikfilter erschwert wird. Auf diese Weise kann die Zeitdauer zwischen zwei Reinigungsphasen verlängert werden.

[012] Diese genannten Filter können aber auch für die Reinigung anderer Fluide als

Wasser verwendet werden.

TOI 3] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren sind schematisch und nicht massstäblich gezeichnet. Es zeigen:

[014] Fig. 1 in Aufsicht eine scheibenförmige Filterplatte,

[015] Fig. 2 die Filterplatte im Querschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1, und

[016] Fig. 3 einen mehrere solche Filterplatten umfassenden Filter,

[017] Fig. 4 im Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfϊndungsgemässen

Filters, und

[018] Fig. 5, 6 im Querschnitt ein drittes und viertes Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemässen Filters.

[019] Die Ausführungsbeispiele werden zwar anhand der Reinigung von Wasser erläutert, sind aber nicht auf Wasser beschränkt, sondern können für beliebige Fluide verwendet werden.

[020] Das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Filters betrifft insbesondere die Reinigung von Abwasser. Die Abmessungen des Filters sind relativ gross, um eine grosse Filterfläche und damit eine grosse Durchflussrate des Wassers zu erreichen. Mehrere solche Filter werden nebeneinander in einem Abwasserbecken platziert. Die Filter müssen immer wieder gereinigt werden. Die Reinigung des Filters erfolgt mit Luft, wobei in den Reinigungsphasen Druckluft in umgekehrter Richtung durch den Filter gepresst wird.

[021] Die Fig. 1 und 2 zeigen in Aufsicht und im Querschnitt eine scheibenförmige

Filterplatte 1, deren Oberseite mit dem Bezugszeichen 2, deren Unterseite mit dem Bezugszeichen 3 und deren äusserer Rand mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet ist. Die Filterplatte 1 weist eine zentrale Öffnung 5 auf. Die Oberseite 2 der Filterplatte 1 weist eine die Öffnung 5 umschliessende Erhebung 6 sowie von der Öffnung 5 zum äusseren Rand 4 der Filterplatte 1 führende Erhebungen 7 auf. Die Erhebungen 7 verlaufen entweder in radialer Richtung oder unter einem vorbestimmten Winkel schräg zur jeweiligen radialen Richtung. Bevorzugt verlaufen die Erhebungen 7 jedoch wie in der Fig. 1 dargestellt gebogen von innen nach aussen.

[022] Die Filterplatte 1 besteht vorzugsweise aus einem Stützkörper aus grobporiger

Keramik und einer als Filter wirkenden Membrane, die für Luft und Wasser durchlässig ist. Die Membrane ist eine dünne, feinporige Schicht 1', die die Oberseite 2, die Unterseite 3 und den äusseren Rand 4 der Filterplatte 1 bedeckt. Die Erhebungen 6 und 7 bestehen ebenfalls aus Keramik oder aus einem Kleber oder aus Silikon oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff, allerdings aus luft- und wasserundurchlässigem Material. Bevorzugt bestehen die Erhebungen 6 und 7 aus luft- und wasserundurchlässigem, keramischem Material. In diesem Fall können bei der Herstellung der Filterplatte 1 keramische Materialstücke auf die Oberseite 2 der Filterplatte 1 gelegt werden, die sich beim anschliessenden Brennen mit der Filterplatte 1 verbinden.

[023] Die Fig. 3 zeigt im Querschnitt einen erfmdungsgemässen Filter, dessen Filterelement aus mehreren, übereinander aufgestapelten Filterplatten 1 besteht, wobei die zentralen Öffnungen 5 (Fig. 1) der Filterplatten 1 eine durchgehende Bohrung 8 bilden. Die Erhebungen 6 dienen einerseits als Distanzhalter für die Filterplatten 1 und andererseits für die Abdichtung gegen die Bohrung 8 hin. Die Erhebungen 7 (Fig. 1) dienen einerseits zur Abstützung der Filterplatten 1 und andererseits als Schaufelräder, um wie später beschrieben den Filter bei der Reinigung in Drehung zu versetzen. Um diese Aufgaben erfüllen zu können, verläuft die Oberfläche der Erhebungen 6 und 7 parallel zur Oberseite 2 (Fig. 1) der Filterplatte 1.

[024] Der Filter umfasst weiter eine Bodenplatte 9, eine Abdeckplatte 10 und einen Stab

11, der die Bodenplatte 9 und die Abdeckplatte 10 verbindet. Die Bodenplatte 9 und die Abdeckplatte 10 sind am Stab 11 befestigt und sie dienen dazu, die Filterplatten 1 gegenüber dem Stab 11 zu zentrieren und die den Ausgangsraum des Filters bildende Bohrung 8 luftdicht und wasserdicht abzudichten. Der Stab 11 dient zudem als Verdrängungskörper 12. Der Durchmesser des Stabs 11 ist wenig kleiner als der Durchmesser der Öffnungen 5 der Filterplatten 1 bzw. der Bohrung 8, so dass zwischen dem Stab 11 und den Filterplatten 1 ein Meiner Spalt 13 von typischerweise etwa zwei Millimetern verbleibt. Der Stab 11 weist an seinem unteren Ende einen nach unten offenen Hohlraum 14, sowie zwei radial verlaufende Bohrungen 15 und 16 auf. Die Bohrungen 15 und 16 kommunizieren mit dem zwischen dem Stab 11 und den Filterplatten 1 vorhandenen Spalt 13. Die Bohrung 15 ist mit einer Wasserleitung 17 verbunden, über die das filtrierte und somit gereinigte Wasser abgeführt wird. Die Bohrung 16 ist an eine Druckluftleitung 18 angeschlossen, über die während der Reinigungsphasen Druckluft in die Bohrung 8 hinein und durch die Filterplatten 1 hindurch gepresst wird. Die Bohrungen 15 und 16 können entweder direkt oberhalb der Bodenplatte 9 angeordnet sein, so dass sie seitlich direkt in den Spalt 13 münden, oder sie können auf der Höhe der Bodenplatte 9 angeordnet sein und über entsprechende Ausnehmungen in der Bodenplatte 9 mit dem Spalt 13 kommunizieren.

[025] Dieser Filter ist dafür konzipiert, in einem Abwasserbecken gesammeltes Wasser zu reinigen. Damit dies möglich ist, ist das Abwasserbecken mit einer Halterung 19 (in der Fig. 3 auch dargestellt) für die Aufnahme des Filters ausgerüstet. In der Regel sind in einem Abwasserbecken eine Vielzahl von Halterungen für die Aufnahme je eines Filters vorgesehen. Beim Einbau in das Abwasserbecken wird der Filter in seine Halterung gestellt, wobei die Bohrungen 15 und 16 an die Wasserleitung 17 bzw. die Druckluftleitung 18 angeschlossen werden. Die Halterung ist so ausgebildet, dass der Stab 11 um seine Längsachse drehen kann. Die Halterung ist weiter so ausgebildet, dass kein Abwasser aus dem Abwasserbecken abfliessen kann. Die Filterplatten 1 weisen für diese Anwendung einen Durchmesser von typischerweise etwa 40 Zentimeter auf. Der Durchmesser der Öffnung 5 beträgt etwa 8 Zentimeter, der Durchmesser des Stabs 11 beträgt etwa 7.5 cm. Die Dicke der Filterplatte 1 beträgt etwa zwei bis drei Zentimeter. Der Abstand zwischen den Filterplatten 1 beträgt typischerweise etwa einen Millimeter. Der Abstand zwischen den Filterplatten 1 ist somit um ein Mehrfaches kleiner, im Beispiel um einen Faktor 20 bis 30, als die Dicke einer Filterplatte 1. Der Durchmesser der Bohrungen 15 und 16 beträgt typischerweise etwa zwei bis drei Zentimeter. Wenn mehrere Filterplatten 1 zu einem Filter übereinander gestapelt werden, dann bedeutet dies, dass das Gewicht des Filters relativ gross wird. Der Stab 11 hat deshalb zusätzlich die Aufgaben, den Filter im Betrieb zu stützen und eine Rotation des Filters während den Reinigungsphasen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck weist die Abdeckplatte 10 einen drehbaren Haken 20 auf. Wenn der Filter im Abwasserbecken eingesetzt ist, dann wird seine Lage beispielsweise über ein durch den Haken führendes, gespanntes Seil stabilisiert, so dass der Filter nicht kippt.

[026] Die Wasserleitung 17 enthält ein erstes Ventil 21 , die Druckluftleitung 18 enthält ein zweites Ventil 22, die beispielsweise magnetisch oder pneumatisch betätigbar sind. Die Ventile 21 und 22 können auch ausserhalb des Stabs 11, d.h. in der Halterung 19 platziert sein.

[027] Im Normalbetrieb arbeitet der Filter wie folgt: Das Ventil 21 der Wasserleitung 17 ist geöffnet, das Ventil 22 der Druckluftleitung 18 ist geschlossen. Abwasser im Abwasserbecken strömt über die Unterseite 3, die Oberseite 2 und den äusseren Rand 4 der Filterplatten 1 in die Filterplatten 1 hinein und gelangt als gereinigtes Wasser in den Spalt 13 zwischen dem Stab 11 und den Filterplatten 1 und von dort über die Bohrung 15 in die Wasserleitung 17. Für die Reinigung des Filters wird zunächst das Ventil 21 der Wasserleitung 17 geschlossen und dann das Ventil 22 der Druckluftleitung 18 geöffnet. Die Druckluft gelangt nun durch die Bohrung 16 in den Spalt 13 und strömt durch die Filte latten 1 hindurch, wobei an der Unterseite 3, der Oberseite 2 und dem äusseren Rand 4 der Filterplatten 1 abgelagerter Schmutz wegbefördert wird. Wenn die Erhebungen 7 gebogen ausgebildet sind, dann wirken sie wie Schaufelräder, so dass die aus den Filterplatten 1 ausströmende Druckluft den ganzen Filter in Drehung versetzt. Diese Rotation unterstützt die Ablösung des Schmutzes von der Oberfläche der Filterplatten 1.

[028] Der Filter kann auch mit einem Motor ausgerüstet werden, der entweder oben auf den Filter aufgesetzt oder in der Halterung 19 platziert ist und den Stab 11 und damit den ganzen Filter sowohl im Filtrierbetrieb als auch während der Reinigungsphase rotieren kann. Der rotierende Betrieb des Filters bietet den Vorteil, dass der an der Oberfläche des Filters sich ablagernde Schmutz sich bereits im Filtrierbetrieb teilweise wieder vom Filter löst, so dass weniger oder kürzere Reinigungsphasen nötig sind.

[029] Damit die Durchflussrate des Wassers ausreichend gross ist, uss der Durchmesser der Öffnung 5 der Filterplatten 1 einen vorbestimmten Mindestwert überschreiten. Dies vergrössert aber zwangsweise das Volumen der durch die Öffnungen 5 im Filter gebildeten Bohrung 8. Durch die Ausbildung des Stabs 11 als Verdrängungskörper 12 wird das vom gereinigten Wasser bzw. von der Druckluft ausgefüllte Volumen auf der Ausgangsseite des Filters markant reduziert, ohne dass der Strömungswiderstand für das Wasser erhöht und damit die Durchflussrate des Wassers vermindert wird. Der er- fmdungsgemässe Filter bietet somit folgende Vorteile:

[030] - Die Durchflussrate des Wassers ist im wesentlichen durch den Durchmesser der

Öffnungen 5 bestimmt.

[031] - Das Volumen der im Inneren des Filters vorhandenen Wassermenge ist sehr klein.

Infolgedessen muss für die Reinigung des Filters jeweils nur diese kleine Wassermenge in umgekehrter Richtung durch das Filter herausgepresst werden. Ebenso muss nach dem Abschluss der Reinigung, wenn das Ventil 22 geschlossen und das Ventil 21 wieder geöffnet wird, nur wenig Luft über die Wasserleitung 17 abgeführt werden. Dies verkürzt somit die Reinigungsphase erheblich. Aus diesem Grund sind die beiden Ventile 21 und 22 mit Vorteil möglichst nahe bei den Bohrungen 15 bzw. 16 platziert.

[032] - Der Filter lässt sich auf einfache Weise und kostengünstig herstellen.

[033] Der beschriebene Filter eignet sich besonders für den Einsatz in einem Abwasserbecken. Der Filter kann aber auch in ein Rohr oder einen Schacht gestellt werden. Diese Lösung hat den Vorteil, dass der sich im Rohr bzw. Schacht im Laufe der Zeit ansammelnde Schmutz entfernt werden kann, indem nur ein kleines Wasservolumen abgelassen werden muss. Des Weiteren kann der Filter in einen Druckbehälter eingebaut werden, wobei dann das Schmutzwasser über eine Leitung in den Drackbehälter zugeführt wird. Zudem eignet sich insbesondere der in einen Druckbehälter eingebaute Filter für die Filtrierung grosser Mengen eines beliebigen Fluids. Der Filter lässt sich auch so konstruieren, dass der Stab 11 horizontal ausgerichtet ist, wozu der Stab 11 an seinen beiden Enden gelagert ist.

[034] Die Fig.4 zeigt im Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemässen Filters für die Reinigung von Wasser, der für die Reinigung mit Druckluft konzipiert ist. Der Filter umfasst als Filterelement einen konisch geformten Keramikfilter, 30 mit einer Innenwand 31 und einer Aussenwand 32, eine erste und eine zweite Abdeckplatte 33 und 34, ein Rohr 35 und einen konisch geformten Ver- drängungskörper 36. Die Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 ist mit einer als filtrierende Membrane wirkenden Schicht bedeckt. Das Rohr 35 verbindet die beiden Ab- deckplatten 33 und 34, wobei die zweite Abdeckplatte 34 den Keramikfilter 30 gegen die erste Abdeckplatte 33 drückt. Die erste Abdeckplatte 33 und auch das Rohr 35 weisen beispielsweise zueinander passende Gewinde auf, so dass das Rohr 35 in die erste Abdeckplatte 33 geschraubt werden kann. Die zweite Abdeckplatte 34 wird beispielsweise mittels einer auf das Rohr 35 aufgeschraubten Mutter 37 befestigt. Dabei wird die Mutter 37 angezogen, bis der Keramikfilter 30 zwischen den beiden Ab- deckplatten 33 und 34 eingespannt ist. Die beiden Abdeckplatten 33 und 34 und der Keramikfilter 30 bilden somit einen abgeschlossenen Ausgangsraum 38. Der Verdrängungskörper 36 ist im Ausgangsraum 38 angeordnet und füllt den Ausgangsraum 38 so weit aus, dass zwischen dem Verdrängungskörper 36 und dem Keramikfilter 30 nur ein kleiner Spalt 39 verbleibt. Das Rohr 35 enthält mindestens eine quer zu seiner Längsachse gerichtete Bohrung 40 und, fakultativ, einen Rückschläger 41, der einerseits dafür sorgt, dass das gereinigte Wasser im Filtrierbetrieb wegfliessen kann, und der andererseits dafür sorgt, dass beim Füllen der Wasserleitung 42 mit Wasser während der Inbetriebnahme des Filters das Wasser nicht wegfliesst. Die Bohrung 40 mündet unmittelbar oberhalb der zweiten Abdeckplatte 34 in den Ausgangsraum 38 des Filters. Der Rückschläger 41 ist beispielsweise eine Klappe, die nur in einer Richtung (in der Zeichnung nach oben) geöffnet werden kann. An das Rohr 35 ist eine Wasserleitung 42 zum Abführen des gereinigten Wassers angeschlossen. Die erste Abdeckplatte 33 enthält eine Bohrung 43 für die Zufuhr von Druckluft in den Ausgangsraum 38, an die eine Luftleitung 44 angeschlossen ist. Die Bohrung 43 ist entweder so angeordnet, dass sie direkt in den Ausgangsraum 38 mündet, oder der Verdrängungskörper 36 ist wie dargestellt mit einer Ausnehmung 45 versehen, über die die Bohrung 43 mit dem Ausgangsraum 38 kommuniziert. Die Wasserleitung 42 und die Luftleitung 44 enthalten je ein Ventil 46 bzw. 47, die wechselseitig geöffnet und geschlossen sind. Die Wasserleitung 42 ist an eine Pumpe 48 angeschlossen, die das gefilterte Wasser abpumpt. Die Luftleitung 44 ist mit einer Druckluftquelle 49 verbunden, die während der Reinigungsphase des Filters Druckluft für die Reinigung des Keramikfilters 30 liefert. Die Ventile 46 und 47, die Pumpe 48 und die Druckluftquelle 49 werden von einem Steuermodul 50 gesteuert. Der Verdrängungskörper 36 ist so konzipiert, dass er den Ausgangsraum 38 weitgehend ausfüllt, so dass nur der Spalt 39 und ein kleiner Hohlraum im Bereich der Bohrung 40 verbleibt. Das Rohr 35 ist im Bereich der zweiten Abdeckplatte 34 abgeschlossen, damit kein Schmutzwasser ins Rohr 35 gelangt.

[035] Im Betrieb wird der Filter in ein Wasserbecken oder ein Gewässer gestellt, so dass das zu reinigende Schmutzwasser direkt mit der Aussenwand 32 des Keramifilters 30 in Kontakt ist. Im Filtrationsbetrieb ist das Ventil 46 in der Wasserleitung 42 geöffnet, das Ventil 47 in der Luftleitung 44 ist geschlossen. Die Pumpe 48 ist eingeschaltet. Infolge des von der Pumpe 48 erzeugten Sogs dringt Schmutzwasser in die Aussenwand 32 des Keramifilters 30 ein und wird als gefiltertes Wasser durch die Wasserleitung 42 wegbefördert. Der Schmutz, der an der Membrane auf der Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 zurückbleibt, verstopft die Poren der Membrane mehr und mehr. In gewissen Zeitabständen führt das Steuermodul 50 deshalb eine Reinigung des Keramikfilters 30 durch. Das Steuermodul 50 schliesst das Ventil 46 in der Wasserleitung 42 und öffnet das Ventil 47 in der Luftleitung 44 und leitet so die Reinigungsphase ein. Die nun in den Ausgangsraum 38 einströmende Druckluft drängt das im Ausgangsraum 38 vorhandene Wasser in umgekehrter Richtung durch den Keramikfilter 30 hindurch. Das zurückströmende Wasser und die nachfolgende Druckluft lösen den an der Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 abgelagerten Schmutz und wirbeln ihn in das Schmutzwasser zurück. Nach einer vorbestimmten Zeit schliesst das Steuermodul 50 das Ventil 47 in der Luftleitung 44 wieder und öffnet dann das Ventil 46 in der Wasserleitung 42. Die Reinigungsphase des Filters ist nun beendet und der Filtrationsbetrieb geht weiter.

[036] Die Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein dem

Filter gemäss Fig. 4 ähnlicher Filter in ein Gehäuse 51 eingebaut ist, so dass zwischen dem Gehäuse 51 und der Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 ein Hohlraum 52 entsteht. Das Gehäuse 51 ist an der ersten Abdeckplatte 33 befestigt. Die Zuleitungen für das Schmutzwasser und die Druckluft und die Ableitung des gereinigten Wassers dieses Filters können für zwei verschiedene Varianten konfiguriert werden, die sich darin unterscheiden, ob das Schmutzwasser der Aussenwand 32 oder der Innenwand

31 des Keramikfilters 30 zugeführt wird. Die Fig. 5 zeigt die erste Variante, die Fig.6 die zweite Variante. Das Gehäuse 51 weist eine in den Hohlraum 52 mündende Durchführung 54 auf, an die über ein T-Stück 60 zwei Wasserleitungen 55 und 56 angeschlossen sind, die beide je ein Ventil 57 bzw. 58 enthalten. Für die automatische Steuerung des Filters sind ein Differenzdrucksensor 59 und das elektronische Steuermodul 50 vorhanden.

[037] Dieser Filter wird vorzugsweise als Druckfϊlter betrieben, bei dem die Pumpe 48 in der Wasserleitung 55 angeordnet ist. Im Filtrationsbetrieb sind die Ventile 46 und 57 geöffnet, die Ventile 47 und 58 geschlossen. Die Pumpe 48 pumpt Schmutzwasser durch die Wasserleitung 55 in den Hohlraum 52, durch den Keramikfilter 30 hindurch, so dass es als gereinigtes Wasser in den Ausgangsraum 38 gelangt und durch die Wasserleitung 42 wegbefördert wird. Die Pumpe 48 erzeugt einen auf die Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 einwirkenden Staudruck. Der Differenzdrucksensor 59 misst den am Keramikfilter 30 anliegenden Druckabfall. Der Schmutz, der an der Aussenwand

32 des Keramikfilters 30 zurückbleibt, verstopft die Poren der Membrane des Keramikfilters 30 mehr und mehr. Deshalb nimmt der Druckabfall über dem Keramikfilter 30 zu. Sobald der vom Differenzdrucksensor 59 gemessene Druckabfall einen vorbestimmten Wert überschreitet, unterbricht das Steuermodul 50 den Filtrationsbetrieb und führt eine Reinigungsphase durch. Dazu stoppt das Steuermodul 50 die Pumpe 48 und schliesst die Ventile 46 und 57 und öffnet die Ventile 47 und 58. Die durch die Luftleitung 44 zugeführte Druckluft drängt das im Ausgangsraum 38 vorhandene Wasser in umgekehrter Richtung durch den Keramikfilter 30 hindurch. Da das Ventil 57 geschlossen und das Ventil 58 geöffnet ist, wird das schmutzige Wasser aus dem Hohlraum 52 herausbefördert und über die Wasserleitung 56 abgeführt. Nach einer vorbestirnmten Zeit werden die Ventile 47 und 58 wieder geschlossen und die Ventile 46 und 57 geöffnet, so dass nun der Filtrationsbetrieb wieder weitergeht.

[038] Die Pumpe 48 kann entfallen, wenn das Schmutzwasser bereits unter Druck zugeführt wird. Die Wasserleitung 42 kann auch, statt wie dargestellt am unteren Ende am oberen Ende des Rohrs 35 angeschlossen werden. Das der Wasserleitung 42 gegenüberliegende Ende des Rohrs 35 ist mit einem Verschluss abgedeckt.

T039] Im Filtrierbetrieb bleibt der Schmutz an der Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 zurück. Damit der Schmutz sich nicht an der Aussenwand 32 ablagert und die Poren des Keramikfilters 30 verstopft, wird das Schmutzwasser im Hohlraum 52, d.h. auf der Schmutzseite des Keramikfilters 30, bevorzugt mittels einer Umwälzvorrichtung laufend umgewälzt. Die Umwälzvorrichtung besteht aus einer mit einer Pumpe 61 ausgerüsteten Wasserleitung 62, deren Enden in den Hohlraum 52 münden und die so angeschlossen sind, dass ständig Schmutzwasser entlang der Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 strömt. Die Abdeckplatte 33 weist eine Durchführung 63 auf, an die das eine Ende der Wasserleitung 62 angeschlossen ist. Das andere Ende der Wasserleitung 62 ist wie dargestellt über ein weiteres T-Stück 66 an die Durchführung 54 oder an einem anderen Ort an die Wasserleitung 55 angeschlossen. Das von der Pumpe 61 umgewälzte, durch die Wasserleitung 62 und entlang der Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 fliessende Schmutzwasser zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf. Die Strömung bewirkt, dass sich bereits abgelagerter Schmutz wieder von der Aussenwand 32 löst. Der Verschmutzungsgrad des im Kreislauf fliessenden Schmutzwassers nimmt dabei laufend zu, aber der Druckabfall über dem Keramikfilter 30 nimmt langsamer zu als bei einem Filter ohne Umwälzung des Schmutzwassers. Die Reinigung des Filters erfolgt wie oben beschrieben, wobei die Pumpe 61 während der Reinigungsphase bevorzugt abgeschaltet ist.

[040] Anstelle einer einzigen Durchführung 63 können auch mehrere Durchführungen 63 vorhanden sein, um das Schmutzwasser aus dem Kreislauf in den Hohlraum 52 einzuleiten, um zu gewährleisten, dass das Schmutzwasser verteilt über die ganze Aussenwand 32 des Keramikfilters 30 strömt.

[041] Die Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel, bei dem das Schmutzwasser dem Raum

38, der hier als Eingangsraum dient, zugeführt und als gereinigtes Wasser aus dem Hohlraum 52, der hier als Ausgangsraum dient, abgeführt wird. Die Durchführungen 43 und 63 und der Anschluss der Wasserleitungen und der Luftleitung sind dementsprechend konzipiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel übernimmt das Gehäuse 51 durch seine Form auch die Funktion als Verdrängungskörper. Die Form des Gehäuses 51 ist der konischen Form des Keramikfilters 30 angepasst, so dass das Volumen des Hohlraums 52 möglichst klein wird. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, ist die Form des Gehäuses 51 also im wesentlichen konisch. Die Membrane befindet sich bevorzugt auf der Schmutzseite des Filters, d.h. sie ist in diesem Fall bevorzugt auf der Innenwand 31 des Keramikfilters 30 aufgebracht. Allerdings könnte die Membrane auch in diesem Fall auf der Aussenwand des Keramikfilters 30 aufgebracht sein.

[042] Wenn wie beim vierten Ausführungsbeispiel eine Umwälzvorrichtung für die

Umwälzung des Schmutzwassers im Raum 38 vorhanden ist, dann ist es vorteilhaft, den Verdrängungskörper 36 zu behalten, weil dann das Schmutzwasser im Spalt 39 strömt und somit tatsächlich entlang der Schmutzseite des Keramikfilters 30 fliesst.

Claims

Ansprüche

[001] 1. Filter für die Reinigung eines Fluids, wobei das zu reinigende Fluid im Filtrierbetrieb einer als Schmutzseite bezeichneten Seite eines Filterelementes (30) zugeführt und als gefiltertes Fluid aus einem als saubere Seite bezeichneten Ausgangsraum des Filterelementes weggeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ausgangsraum Druckluft zuführbar ist, um das Filterelement (30) von Schmutz zu reinigen, der sich während des Filtrierbetriebs auf der Schmutzseite des Filterelementes (30) abgelagert hat, und dass das Volumen des Ausgangsraums mittels eines Verdrängungskörpers (12; 36) verkleinert ist.

[002] 2. Filter nach Anspruch 1, wobei der Filter als Filterelement mehrere übereinander aufgestapelte Filterplatten (1) umfasst, die eine zentrale Öffnung (5) aufweisen, wobei die zentralen Öffnungen (5) der Filterplatten (1) eine durchgehende Bohrung (8) bilden, die den Ausgangsraum des Filters darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper (12) ein Stab (11 ) ist und dass zwischen dem Stab (11) und den Filterplatten (1) ein durchgehender Spalt (13) vorhanden ist.

[003] 3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterplatten (1) aus Keramik bestehen und dass eine Oberseite (2) der Filterplatten (1 ) eine die zentrale Öffnung (5) umschliessende, für Luft undurchlässige Erhebung (6) aufweist.

[004] 4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (2) der

Filterplatten (1) weitere Erhebungen (7) aufweist, die von der zentralen Öffnung (5) zum Rand (4) verlaufen.

[005] 5. Filter nach Anspruch 1, wobei der Filter als Filterelement einen konischen Keramikfilter (30) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper (36) eine konische Form hat und dass zwischen dem Verdrängungskörper (36) und dem Keramikfilter (30) ein Spalt (39) vorhanden ist.

[006] 6. Filter nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei Filterplatten (1) um mindestens einen Faktor fünf kleiner als die Dicke der Filterplatten (1) ist.

[007] 7. Filter nach Anspruch 1, wobei der Filter ein Gehäuse (51) und als Filterelement einen konischen Keramikfilter (30) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsraum zwischen dem Gehäuse (51) und dem Keramikfilter (30) gebildet ist, und dass das Gehäuse (51) der Form des Keramikfilters (30) so weit angepasst ist, dass das Gehäuse (51) auch die Funktion als Verdrängungskörper übernimmt.

[008] 8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Gehäuses (51) im wesentlichen konisch ist.

[009] 9. Filter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umwälzvorrichtung (61, 62) vorhanden ist, um das Schmutzwasser auf der Schmutzseite des Keramikfilters (30) umzuwälzen.

[010] 10. Filter nach Anspruch 1, wobei der Filter ein Gehäuse (51) und als Filterelement einen konischen Keramikfilter (30) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umwälzvorrichtung (61, 62) vorhanden ist, um das Schmutzwasser auf der Schmutzseite des Keramikfilters (30) umzuwälzen.