DE202015106890U1

DE202015106890U1 - Rückspülfilter

Info

Publication number: DE202015106890U1
Application number: DE202015106890.5U
Authority: DE
Original assignee: Hans Sasserath GmbH and Co KG
Current assignee: Hans Sasserath GmbH and Co KG
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-03-20
Anticipated expiration: 2025-12-18
Also published as: CN106890488A; ZA201601830B

Abstract

Filteranordnung (10) enthaltend
(a) ein Gehäuse (12) mit einem Einlass (14) und einem Auslass (16) und
(b) einen strömungsmäßig zwischen Einlass (14) und Auslass (16) angeordneten Filter, der als Rückspülfilter mit einem Ablauf (40) ausgebildet ist, wobei die Anordnung von einem Betriebszustand, bei welcher das Wasser vom Einlass (14) durch den Filter zum Auslass (16) fließt, in einen Rückspülzustand schaltbar ist, bei welchem das Wasser vom Einlass (14) in umgekehrter Richtung durch den Filter zum Ablauf (40) fließt,
dadurch gekennzeichnet, dass
(c) der Filter ein Filtermaterial (104) aufweist, das pulver- oder granulatförmig ausgebildet ist; und
(d) ein Vorfilter (60) vorgesehen ist, der im Betriebszustand strömungsmäßig vor dem Filtermaterial angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung enthaltend

(a) ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass und
(b) einen strömungsmäßig zwischen Einlass und Auslass angeordneten Filter, der als Rückspülfilter mit einem Ablauf ausgebildet ist, wobei die Anordnung von einem Betriebszustand, bei welcher das Wasser vom Einlass durch den Filter zum Auslass fließt, in einen Rückspülzustand schaltbar ist, bei welchem das Wasser vom Einlass in umgekehrter Richtung durch den Filter zum Ablauf fließt.

Derartige Filteranordnungen werden als Rückspülfilter bezeichnet. Die Strömung fließt in einem Betriebszustand durch den Filter. Dabei werden Schmutzpartikel zurückgehalten. Mit der Zeit setzt sich der Filter zu. Dann wird die Strömung durch den Filter umgekehrt. Das Wasser fließt in umgekehrter Richtung durch den Filter zu einem Ablauf und nimmt dabei die Schmutzpartikel mit. Auf diese Weise wird der Filter durch Rückspülen gereinigt. Bekannte Rückspülfilter verwenden Siebe um grobe Schmutzpartikel zurückzuhalten. Wenn die Siebe in umgekehrter Richtung durchströmt werden, werden die Schmutzpartikel gelöst und von der Strömung mitgerissen.
Eine solche Anordnung wird in Hauswasserinstallationen verwendet. Das von einer Versorgungsleitung für ein Gebäude oder eine einzelne Zapfstelle zur Verfügung gestellte Trinkwasser wird gefiltert.
Stand der Technik
Rückspülfilteranordnungen sind vielfältig bekannt. Zum Warten des Filters ist vor der Anordnung eine Absperrung vorgesehen. Zum Rückspülen wird durch eine geeignete Ventilschaltung die Wasserströmung in umgekehrter Richtung durch den Filter geleitet. Dabei lösen sich in dem Filter haftende Partikel und werden über einen Ablauf entsorgt.
DE 10 2006 057 388 B3 offenbart einen Filter zur Anordnung unterhalb einer Zapfstelle. Der Filter ist als Rückspülfilter ausgebildet, bei dem ein Austauschen des Filtermaterials in der Regel nicht erforderlich ist. Der Ablauf für das Rückspülwasser befindet sich am unteren Ende der Filterflasche.
Wichtig ist es bei Rückspülfiltern, den richtigen Zeitpunkt zu bestimmen, wann eine Rückspülung erforderlich ist. Jeder Filter setzt sich mit der Zeit zu. Je enger das Sieb oder das Filtermaterial ist, um so häufiger muss eine Rückspülung erfolgen. Dies ist mit Aufwand verbunden. Je nach Art des Filters gelingt es nicht, alle Schmutzpartikel bei der Rückspülung zu entfernen.
Neben Rückspülfiltern sind Filter mit auswechselbarem Filtermaterial bekannt. Das Filtermaterial kann fein, d.h. in Form von Filterpulver oder Granulat vorliegen. Beispiele für solches Filtermaterial sind Aktivkohle oder Sand. Das Filtermaterial wird in Form von Kartuschen oder Säcken eingesetzt, die dann als Ganzes ausgetauscht werden, wenn der Filter erschöpft ist. Filter mit einem Filtermaterial in Form von Pulver oder Granulat halten auch kleinste Partikel zurück. Sie haben daher eine hohe Filterqualität. Nachteilig ist es, dass Sie sich besonders schnell zusetzen. Dann bildet sich ein hoher Strömungswiderstand. Der Druckabfall am Filter steigt an bis die Strömung vollständig blockiert ist.
DE 10 2005 00 009 A1 ist eine Filteranordnung bekannt, welche einen integrierten Leckageschutz aufweist. Die Anordnung verwendet einen Rückspülfilter und eine unmittelbar vor dem Rückspülfilter angeordnete Turbine. Jede Wasserströmung durch den Filter wird mit der Turbine erfasst und ausgewertet.
DE 10 2009 003343 A1 und CN 102068849 offenbaren Filter-Anordnungen mit einem drehbaren Kanalelement und einem Ablauf im Boden der Filterflasche. Wenn der Ablauf zum Rückspülen geöffnet wird, kann man die Rückspülung durch das Kanalelement leiten. Die Kanalelemente überstreichen den Filter und reißen dabei die Schmutzpartikel gezielt mit. Der Ablauf befindet sich bei diesen Anordnungen am Boden der Filterflasche. Die Anordnungen sind kompliziert aufgebaut und anfällig.
EP 2 808 070 A1 offenbart einen rückspülbaren Heizungsfilter mit einem Filtermaterial in Form eines verwirbelbaren Granulats aus schwimmenden Kugeln.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Rückspülfilter zu schaffen, der ein besseres Filterergebnis bewirkt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung der eingangs genannten Art gelöst, bei der

(c) der Filter ein Filtermaterial aufweist, das pulver- oder granulatförmig ausgebildet ist; und
(d) ein Vorfilter vorgesehen ist, der im Betriebszustand strömungsmäßig vor dem Filtermaterial angeordnet ist.

Anders als bei bekannten Filtern mit pulver- oder granulatförmigem Filtermaterial wird das Filtermaterial zum Reinigen nicht ausgetauscht, sondern rückgespült. Eine Rückspülung ist möglich, weil ein Vorfilter vorgesehen ist, der grobe Schmutzpartikel auffängt. Die Schmutzpartikel gelangen also gar nicht erst in das Filtermaterial des Hauptfilters und setzen diesen nicht zu. Der Vorfilter ist derart ausgebildet, dass die dort aufgefangenen Schmutzpartikel wie bei bekannten Rückspülfiltern leicht abgelöst werden können, also beispielsweise als Sieb. Der Vorfilter ermöglicht also die Verwendung von pulver- oder granulatförmigem Filtermaterial in einem Rückspülfilter.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Filtermaterial überwiegend Aktivkohle enthält. Dann werden nicht nur Schmutzpartikel aus dem Wasser entfernt, sondern auch unerwünschte Chemikalien.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch

(a) einen Kugelhahn mit einer um eine Achse zwischen der Betriebsstellung und der Rückspülstellung drehbaren Kugel, die in dem Gehäuse zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist, wobei
(b) die Kugel einen ersten Durchgang aufweist, welcher einen ersten, radial zur Drehachse angeordneten Anschluss mit dem Filter verbindet, und
(c) die Kugel einen zweiten Durchgang aufweist, der von dem ersten Durchgang getrennt ist und einen zweiten, radial zur Drehachse angeordneten Anschluss mit dem Filter verbindet, und
(d) der Ablauf derart an dem Gehäuse vorgesehen ist, dass der erste Durchgang in der Betriebsstellung den Einlass und in der Rückspülstellung den Ablauf mit dem Filter verbindet.

Die Filteranordnung wird also durch Betätigen des Kugelhahns von der Betriebsstellung in die Rückspülstellung eingestellt. Hierzu kann der Kugelhahn mit einem Handgriff oder einem Motor ausgestattet werden. Die Kugel verbindet in der Betriebsstellung den Einlass mit dem Filtereinlass und gleichzeitig in einem getrennten Durchgang den Filterauslass mit dem Auslass der Anordnung. In der Rückspülstellung wird der Auslass durch die Kugel abgesperrt. Dann kann kein Wasser – weder gefiltert, noch ungefiltert – gezapft werden. Entsprechend wird die Installation hinter der Filteranordnung mit der Zapfstelle vor ungefiltertem Wasser geschützt, das eventuell beim Rückspülen gezapft werden soll. In der Rückspülstellung ist die Kugel um eine Achse, beispielsweise um einen Winkel von 90°, verdreht. Dann verbindet der erste Durchgang den Einlass mit dem Filterauslass. Der zweite Durchgang in der Kugel verbindet den Filtereinlass mit dem Ablauf. Entsprechend wird das Wasser in umgekehrter Richtung erst durch das Filtermaterial und anschließend durch rückwärts durch den Vorfilter zum Ablauf geleitet. Das Rückspülwasser fließt durch den Ablauf ab, beispielsweise in das Abwasser oder ein Gefäß.
Unter dem Begriff "Durchbruch" wird hier jede Bohrung und jeder Kanal durch die Kugel und jede Aussparung an der Kugel verstanden, welche eine geeignete Verbindung zwischen dem fraglichen Anschluss und dem Filter herstellt. Die Durchbrüche sind voneinander getrennt und können teilweise oder vollständig koaxial oder nebeneinander angeordnet sein. Insbesondere kann ein Durchbruch die Form einer abknickenden Bohrung haben, die einen seitlichen Einlass (Betrieb) bzw. Ablauf (Rückspülung) mit einem mittigen Filtereinlasskanal verbindet. Ein Durchbruch kann auch als Aussparung ausgebildet sein, der den Bereich um den mittigen Filtereinlasskanal herum mit dem Auslass (Betrieb) bzw. Einlass (Rückspülung) verbindet. Statt eines Kugelhahns kann aber auch jede andere Ventilanordnung verwendet werden, welche die Strömung durch den Filter umkehrt und so eine Rückspülung auslöst.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorfilter einen Filtereinsatz mit Schwimmkugeln oder einem anderen verwirbelbaren Filtermaterial umfasst. Die Schwimmkugeln sind ein Granulat und bewirken eine gute Filterung auch von kleinen Schmutzpartikeln, so dass der Hauptfilter mit dem pulver- oder granulatförmigen Filtermaterial gut geschützt ist. Gleichzeitig ermöglichen die Schwimmkugeln, dass der Vorfilter beim Rückspülen gut gereinigt werden kann.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorfilter ein Sieb umfasst, welches im Betriebszustand strömungsmäßig hinter dem Einlass oder einem mit dem Einlass verbundenen Kanal in einer Filterflasche innerhalb des Filtermaterials angeordnet ist. Das Sieb verhindert, dass Teile des Vorfilters, beispielsweise die Schwimmkugeln, beim Rückspülen verloren gehen. Es hält ferner sehr grobe Schmutzpartikel zurück.
Bei einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorfilter zwei oder mehr, zylindrische, koaxiale Vorfilterkomponenten unterschiedlicher Durchmesser aufweist mit Durchbrüchen, welche wechselseitig an einem ersten oder am gegenüberliegenden zweiten Ende des Mantels vorgesehen sind, so dass das Wasser im Betriebszustand meanderförmig durch die Vorfilterkomponenten fließt, bevor es in das Filtermaterial eintritt. Insbesondere kann das Wasser in einem inneren zylindrischen Sieb beginnend radial nach außen fließen. Dann fließt es in axialer Richtung am Einlasskanal vorbei durch ein Filtermaterial, beispielsweise Schwimmkugeln, in einem zylindrischen Filtereinsatz zurück. Das Wasser fließt erneut radial nach außen durch Durchbrüche in dem Filtereinsatz. Außerhalb des Filtereinsatzes fließt es in einem Ringraum in entgegengesetzter Richtung in axialer Richtung und verlässt die Anordnung aus Vorfilterkomponenten in radialer Richtung. Der mäanderförmige Weg durch den Vorfilter bewirkt eine gute Vorfilterung bei geringem Druckabfall. Schwimmkugeln werden in ihrer Lage gehalten. Das pulver- oder granulatförmige Filtermaterial kann auch beim Rückspülvorgang praktisch nicht in den Vorfilter eindringen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Filtermaterial in einer Filterflasche angeordnet ist, der Vorfilter in einem von dem Gehäuse entfernten Bereich innerhalb des Filtermaterials vorgesehen ist und der Einlass in einem rohrförmigen Kanal mündet, der sich durch das Filtermaterial bis in den Vorfilter erstreckt, so dass die Strömung im Betriebszustand vom Vorfilter durch das Filtermaterial zurück zum Gehäuse fließt. Bei dieser Anordnung fließt das Wasser durch den Vorfilter und durch das gesamte Filtermaterial zurück zum Gehäuse mit Einlass, Auslass und Ablauf. Das ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstig herzustellende Filterflasche. Die Filterflasche benötigt keine Ablauf am Boden der Filterflasche.
Der rohrförmige Kanal kann über ein Strömungsleitelement mit einem Durchgangskanal und über einen Durchgang in der Kugel eines Kugelhahns mit dem Einlass verbunden sein. Das Strömungsleitelement kann sich durch eine Öffnung in dem Filter erstrecken und es kann ein kragenförmiges Sieb an das filterseitige Ende des Strömungsleitelements angeformt sein, welches die Öffnung des Filters abdeckt. Das kragenförmige Sieb verhindert, dass das pulver- oder granulatförmige Filtermaterial am Auslass ausgeschwemmt wird und verhindert, dass grobe Schmutzpartikel bei der Rückspülung in das Filtermaterial gelangen, die zu einer Verstopfung führen können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Vorfilter mehrstufig ausgebildet und weist mehrere Filtermaterialien auf, die räumlich durch ein Sieb voneinander getrennt sind.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Längsschnitt entlang einer Schnittebene A-A durch einen Rückspülfilter in Betriebsstellung.
2 ist ein Längsschnitt durch den Rückspülfilter aus 1 in Rückspülstellung.
3 zeigt die Anschlussarmatur des Rückspülfilters in Betriebsstellung aus 1 im Detail.
4 zeigt die Anschlussarmatur des Rückspülfilters in Rückspülstellung aus 2 im Detail.
5 zeigt eine Vorfilteranordnung mit Filtersieb, Schwimmkugeln und Vorfiltergranulat für den Filter aus 1 in Betriebsstellung im Detail.
6 zeig zeigt eine Vorfilteranordnung mit Filtersieb, Schwimmkugeln und Vorfiltergranulat für den Filter aus 2 in Rückspülstellung im Detail.
7 ist ein Querschnitt durch die Anschlussarmatur des Rückspülfilters in Betriebsstellung aus 1 entlang der Schnittebene B-B.
8 ist ein Querschnitt durch die Anschlussarmatur des Rückspülfilters in Rückspülstellung aus 1 entlang der Schnittebene B-B.
9 ist eine Explosionsdarstellung der Anordnung aus 1.
10 zeigt den Filter aus 1 mit einer Vorfilteranordnung mit Filtersieb und Schwimmkugeln ohne Vorfiltergranulat in Betriebsstellung.
11 zeigt den Filter aus 1 mit einer Vorfilteranordnung mit Filtersieb und Schwimmkugeln ohne Vorfiltergranulat in Rückspülstellung.
12 zeigt eine Vorfilteranordnung mit Filtersieb und Schwimmkugeln ohne Vorfiltergranulat für den Filter aus 10 in Betriebsstellung im Detail.
13 zeigt eine Vorfilteranordnung mit Filtersieb und Schwimmkugeln ohne Vorfiltergranulat für den Filter aus 11 in Rückspülstellung im Detail.
14 ist eine Draufsicht auf ein Sieb, welches in einer Vorfilteranordnung verwendet wird.
15 ist eine perspektivische Darstellung des Siebs aus 14.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Filterarmatur für Trinkwasser. Die Armatur 10 hat eine Anschlussarmatur 12 mit einem Einlass 14 und mit einem koaxial zum Einlass angeordneten Auslass 16. Die Anschlussarmatur 12 kann in eine Rohrleitung (nicht dargestellt) montiert werden. Zum Absperren des Einlasses 14 ist ein nachstehend beschriebener Kugelhahn 19 vorgesehen. Mit dem Einlass 14 wird die Armatur 10 an eine nicht dargestellte Trinkwasserversorgung angeschlossen. Das aus dem Auslass 16 strömende Wasser wird an Zapfstellen in einem Gebäude weitergeleitet.
Die Filterarmatur 10 weist eine Filterflasche 18, beispielsweise aus Kunststoff auf. Die Anschlussarmatur 12 weist einen nach unten ausgerichteten Anschlussstutzen 22 auf. Die Filterflasche 18 ist mit einem Innengewinde 20 versehen. Der Anschlussstutzen 22 ist mit einem zugehörigen Außengewinde versehen, auf welches die Filterflasche 18 aufgeschraubt ist.
Der Kugelhahn 19 ist in 3 noch einmal im Detail dargestellt. Der Kugelhahn 19 weist eine Kugel 24 auf. Die Kugel ist an der Oberseite mit einem Zapfen 26 verbunden. Der Zapfen 26 erstreckt sich durch eine Gehäuseöffnung am oberen Ende der Anschlussarmatur 12 nach außen. Auf dem Zapfen 26 sitzt ein Griff 28. Mit dem Griff 28 kann der Zapfen 26 und mit ihm die Kugel 24 um eine vertikale Achse 30 gedreht werden.
3 zeigt die Kugel 24 in einer Betriebsstellung. 4 zeigt die Kugel 24 in Rückspülstellung, die durch eine Drehung des Griffs 28 um einen Winkel von 90° erreicht wird.
Die Kugel 24 ist mit einem gewinkelten Durchgang 32 versehen. Der Durchgang 32 ist in 3 gut zu erkennen. Der Durchgang 32 leitet in der Betriebsstellung Wasser vom Einlass 14 nach unten in Richtung der Filterflasche 18. Die Kugel 24 weist ferner eine seitliche Aussparung 34 auf. Die seitliche Aussparung 34 ist vom Durchgang 32 durch eine Wandung 38 getrennt. Durch die seitliche Aussparung 34 und die Gehäusewandung der Anschlussarmatur 12 ist ein Kanal 36 gebildet, durch den Wasser aus der Filterflasche 18 seitlich an der Kugel 24 vorbei zum Auslass 16 fließen kann.
4 zeigt die Kugel 24 in Rückspülstellung. In dieser Stellung ist die Kugel 24 um 90° von oben gesehen im Uhrzeigersinn gegenüber der Betriebsstellung aus 3 gedreht. Dann ist die Verbindung zwischen Auslass 16 und Kanal 36 unterbrochen. Der Durchgang 32 verbindet den Einlassbereich der Filterflasche 18 mit einem nach hinten ausgerichteten Ablauf 40. Der Ablauf 40 ist in den Horizontalschnitten entlang der Schnittebene B-B in 7 und 8 gut zu erkennen. Das Gehäuse der Anschlussarmatur 12 bildet einen Stutzen 42 senkrecht zur Verbindungsachse zwischen Einlass 14 und Auslass 16. In dem Stutzen 42 sitzt ein Ring 44 mit einer Dichtung. Im vorliegenden Beispiel ist in dem Ring ein Schlauchanschluss 46 mit einer Dichtung eingesetzt. Über einen Schlauch kann das Rückspülwasser abgelassen werden. Es ist aber auch denkbar, einen Trichter oder dergleichen vorzusehen, über den das Wasser in die Abwasserleitung überführt werden kann.
Eine um 90° versetzte zweite Aussparung 48 verbindet in der Rückspülstellung den Einlass 14 mit einem Kanal 50, der ähnlich wie der Kanal 36 außen am Durchgang 32 vorbeigeführt ist. In der Betriebsstellung ist der Kanal 50 blockiert. In der Rückspülstellung fließt Wasser durch den Kanal 50 vom Einlass in Richtung Filterflasche 18. Dies ist in 4 gut zu erkennen.
In den Durchgang 32 ist ein im Wesentlichen rohrförmiges Strömungsleitelement 52 eingesteckt. Das Strömungsleitelement 52 ist nach unten etwas aufgeweitet und erstreckt sich durch den Stutzen 20 bis in das Innere der Filterflasche 18. Unten an das Strömungsleitelement 52 ist ein kragenförmiges Sieb 54 angeformt. Das Sieb 54 erstreckt sich innen über das Strömungsleitelement 52 hinaus nach unten und außen nach oben bis zum Stutzen 20. Der äußere Rand des Siebs 54 ist innen im unteren Rand des Stutzens 20 gehalten. Das Strömungsleitelement 52 mit dem angeformten Sieb 54 besteht aus Kunststoff. Eine Dichtung 56 dichtet den Übergang zwischen dem Durchgang 32 in der Kugel 24 und dem Strömungsleitelement 52.
Ein Rohr 58 ist von unten in das Strömungsleitelement 52 eingesteckt. Das Rohr 58 erstreckt sich über die gesamte Höhe der Filterflasche 18 bis kurz über den Bodenraum der Filterflasche 18. Dort mündet das Rohr 58 in einer allgemein mit 60 bezeichneten Vorfilteranordnung. Die Vorfilteranordnung 60 ist am Boden der 68 Filterflasche 18 befestigt. Die Vorfilteranordnung 60 umfasst eine durchgängige, geschlossene Wandung 62. Die Wandung 62 ist im Wesentlichen zylindrisch und an der oberen Stirnfläche 66 geschlossen. Lediglich ein Durchbruch für das Rohr 58 ist in der oberen Stirnfläche 66 vorgesehen. Die Vorfilteranordnung 60 ist am unteren Ende mit einem separaten Boden 70 verschlossen. Koaxial zur Wandung 62 ist innen ein zylindrisches Sieb 64 an den Boden 70 des Vorfilters 60 angeformt. Das Rohr 58 ist von oben in das Sieb 64 eingesteckt. Zwischen Rohr 58 und Wandung 62 ist ein Ringraum 72 gebildet. Der Ringraum 72 ist durch einen ebenfalls zylindrischen und koaxialen Filtereinsatz 74 in einen inneren Ringraum 78 und einen äußeren Ringraum 80 aufgeteilt. Der Filtereinsatz 74 ist zweiteilig ausgebildet. Der untere Teil 75 des Filtereinsatzes 74 ist im unteren Bereich durchgängig und nach unten geschlossen. Dort ist der innere Ringraum 78 vom äußeren Ringraum 80 getrennt. Der obere Teil 77 des Filtereinsatzes 74 bildet im oberen Bereich ein zylindrisches Sieb 76 zur Verbindung des inneren Ringraums 78 mit dem äußeren Ringraum 80. Zwischen dem unteren Teil 75 und dem oberen Teil 77 des Filtereinsatzes 74 ist ein feines Sieb 79 angeordnet. Das Sieb 79 ist im Wesentlichen plan und erstreckt sich in radialer Richtung. 14 und 15 zeigen das Sieb 79 im Detail. Mit dem Sieb 79 wird der innere Ringraum 78 in eine obere Kammer 81 und eine untere Kammer 83 geteilt.
In der unteren Kammer 83 des inneren Ringraums 78 ist ein verwirbelbares Filtermaterial 82 in Form von Granulat vorgesehen. Das Filtermaterial besteht aus vielen kleinen Kunststoffkügelchen geringer Dichte, die im Wasser an der Oberfläche schwimmen. Ein solches Filtermaterial ist aus dem Stand der Technik bekannt. Unter der Bezeichnung "Ultrabead" von der Firma Beyersdörfer GmbH sind Teichfilter mit Filtermaterial in Form von schwimmenden Filterkugeln bekannt, die als "beads" bezeichnet werden. Derartige Beads werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Filtermaterial verwendet. Ihre Wirkung ist bekannt und braucht daher hier nicht näher beschrieben werden.
In der oberen Kammer 81 des inneren Ringraums 72 kann wahlweise ein granulatförmiges Filtermaterial eingesetzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde ein KDF Granulat verwendet. KDF-Material besteht aus Kupfer- und Zink-Legierungen Das Wasser wird durch der Redox-Reaktionen aufbereitet und gereinigt. Dabei werden eventuelle schädliche Substanzen und Verunreinigungen im Wasser in harmlose Substanzen umgewandelt. Die Wirkungsweise eines solchen Materials ist in DE 36 87 269 T2 (KDF Fluid Treatment, Inc.) beschrieben. Es können aber auch andere Filtermaterialien an dieser Stelle verwendet werden.
Das Sieb 79 hält trennt die obere Kammer 81 von der unteren Kammer 83, so dass die Filtermaterialien sich nicht vermischen. Es hält ferner grobe Schmutzpartikel zurück, die beim Rückspülen auf diese Weise leichter entfernt werden können.
Die oben beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
1, 3, 5 und 7 zeigen die Filteranordnung 10 in Betriebsstellung. In dieser Stellung fließt Wasser vom Einlass 14 durch den Filter zum Auslass 16. Das Wasser fließt vom Einlass 14 zunächst zum Durchgang 32 in der Kugel 24 und wird nach unten abgelenkt. Der Durchgang 32 mündet im Strömungsleitelement 52. Das Strömungsleitelement 52 ist mit dem Rohr 58 verbunden. Das Wasser fließt also in Richtung der Pfeile 84, 86 und 88 bis zum unteren Ende des Rohrs 58. Am unteren Ende des Rohrs 58 tritt das Wasser aus und fließt durch das innere zylindrische Sieb 64 nach außen. Dies ist durch einen Pfeil 90 illustriert und in 5 gut zu erkennen. Dabei bleiben sehr grobe Partikel innen im Sieb 64 hängen.
Das Wasser fließt durch die schwimmenden Filterkugeln 82 in der unteren Kammer 83 des inneren Ringraums 78 nach oben. Dabei werden weitere Schmutzpartikel zurückgehalten und aus dem Wasser gefiltert. Die schwimmenden Filterkugeln 82 werden durch den Filtereinsatz 74 und das Sieb 79 im Strömungsweg gehalten. Das Sieb 79 hält grobe Schmutzpartikel zurück. Oberhalb des Siebs 79 fließt das Wasser weiter nach oben durch die obere Kammer 81 mit dem KDF-Granulat. Die Vorfilteranordnung 60 ist somit dreistufig ausgebildet und umfasst die Kugeln, das Sieb und das KDF-Granulat.
Am oberen Ende ist der Filtereinsatz 74 mit einer Vielzahl von Durchbrüchen 92 versehen. Durch die Durchbrüche 92 fließt das Wasser nach außen in den äußeren Ringraum 80. Dies ist durch Pfeile 94 illustriert (5). Im äußeren Ringraum 80 fließt das Wasser erneut nach unten. Dies ist durch Pfeile 96 illustriert. Am unteren Ende der Wandung 62 sind weitere Durchbrüche 98 vorgesehen. Das Wasser fließt durch die Durchbrüche 98 nach außen in das Innere 104 der Filterflasche 18. Dies ist durch einen Pfeil 100 illustriert. In der Filterflasche 18 fließt das Wasser nach oben. Dies ist durch einen Pfeil 102 illustriert.
In der Filterflasche 18 ist ein Aktivkohlefilter angeordnet. Die Aktivkohle ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine pulverförmige oder körnige Aktivkohle, die beispielsweise unter dem Handelsnamen Hydraffin von Donau Carbon angeboten wird. Der Übersichtlichkeit halber wurde die Aktivkohle hier nicht dargestellt. In der Aktivkohle wird das Wasser weiter gereinigt und von Verschmutzung befreit. Da das Wasser im Sieb 64 und in den Filterkugeln 82 bereits von groben und feinen Partikeln befreit ist, setzt sich die Aktivkohle nicht oder nicht mehr so schnell zu. Ein übermäßiger Druckabfall oder gar eine vollständige Verstopfung des Filters wird vermieden. Es versteht sich, dass auch andere Filtermaterialien oder deren Mischungen verwendet werden können, die anwendungsbezogen geeignete Eigenschaften haben.
Am oberen Ende der Filterflasche 18 fließt das Wasser durch das kragenförmige Sieb 54. Mit dem Sieb 54 wird das Filtermaterial im Inneren 104 der Filterflasche 18 zurückgehalten. Das gefilterte Wasser fließt außen am Strömungsleitelement 52 vorbei durch den Kanal 36 und die Aussparung 34 zum Auslass 16. Das Wasser fließt also nicht einfach vom Einlass durch ein Filtermaterial zum Auslass, sondern meanderförmig durch einen Vorfilter 60 mit verschiedenen Stufen, bevor es durch das Filtermaterial des Hauptfilters geleitet wird.
2, 4, 6 und 8 zeigen die Anordnung in Rückspülstellung. Hierzu wird der Kugelhahn 19 mit dem Griff 28 um einen Winkel von 90° gedreht. Das Wasser fließt vom Einlass 14 in umgekehrter Richtung durch die Filteranordnung zum Ablauf 40. Dies ist in 2 durch Pfeile 110 und 112 illustriert.
4 zeigt die Strömung durch die Anschlussarmatur 12 im Detail. Das Wasser fließt vom Einlass 14 durch die Aussparung 48 in der Kugel 24 zum Kanal 50. Der Kanal 50 mündet im Innenraum des kragenförmigen Siebs 54. Dies ist durch Pfeile 114 illustriert. In 6 ist zu erkennen, wie das Wasser in umgekehrter Richtung erst durch die Aktivkohle fließt und anschließend in umgekehrter Richtung durch den Vorfilter 60. Dies ist durch Pfeile 110, 112, 116 und 118 illustriert.
Bei der Rückspülung werden die Filterkugeln durch die Strömung nach unten gedrückt und die Schmutzpartikel aus dem Filtermaterial gelöst. Dies ist in 6 gut zu erkennen. Die Strömungsumkehr bewirkt eine Kraft entgegen der Auftriebskraft und die resultierende Verwirbelung löst Schmutzpartikel aus den Filterkugeln. Grobe Schmutzpartikel, die im Innenraum des Siebs 64 zurückgehalten wurden, werden mit der Strömung in umgekehrter Richtung durch das Rohr 58 nach außen gespült.
Das Spülwasser mit den durch die Rückspülung gelösten Schmutzpartikeln gelangt durch das Rohr 58 nach oben in die Anschlussarmatur 12. Die Kugel 24 ist so ausgerichtet, dass der Durchgang 32 eine Verbindung mit dem Ablauf 40 herstellt. Dort tritt das Wasser aus und kann beispielsweise über einen Schlauch in das Abwasser geleitet werden.
Die Anordnung ist derart ausgelegt, dass alle Anschlüsse, d.h. Einlass 14, Auslass 16 und Ablauf 40 oben in der Anschlussarmatur 12 vorgesehen sind. Die Filterflasche 18 kann entsprechend einfach ausgebildet sein. Alle Anschlüsse sind leicht zugänglich. Während des Rückspülvorgangs ist die Wasserversorgung an den Zapfstellen hinter dem Auslass 16 unterbrochen. Dadurch wird sichergestellt, dass kein ungefiltertes Wasser zur Verfügung gestellt wird. Der Vorfilter 60 bewirkt, dass das Filtermaterial, beispielsweise Aktivkohle, sich nicht zusetzt. Das Filtermaterial des Vorfilters 60, d.h. das Sieb 64 und die Filterkugeln 82 sind durch einfache Rückspülung leicht zu reinigen. Sie sind lange haltbar und erfordern praktisch keine Wartung.
1 bis 9 zeigen eine Anordnung mit KDF-Granulat in der oberen Kammer 81 der Vorfilteranordnung 60. Es ist aber auch möglich, die Anordnung ohne KDF-Granulat zu verwenden. Dann bleibt die obere Kammer 81 leer. Dies ist in den 10 bis 13 dargestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006057388 B3 [0005]
DE 10200500009 A1 [0008]
DE 102009003343 A1 [0009]
CN 102068849 [0009]
EP 2808070 A1 [0010]
DE 3687269 T2 [0049]

Claims

Filteranordnung (10) enthaltend (a) ein Gehäuse (12) mit einem Einlass (14) und einem Auslass (16) und (b) einen strömungsmäßig zwischen Einlass (14) und Auslass (16) angeordneten Filter, der als Rückspülfilter mit einem Ablauf (40) ausgebildet ist, wobei die Anordnung von einem Betriebszustand, bei welcher das Wasser vom Einlass (14) durch den Filter zum Auslass (16) fließt, in einen Rückspülzustand schaltbar ist, bei welchem das Wasser vom Einlass (14) in umgekehrter Richtung durch den Filter zum Ablauf (40) fließt, dadurch gekennzeichnet, dass (c) der Filter ein Filtermaterial (104) aufweist, das pulver- oder granulatförmig ausgebildet ist; und (d) ein Vorfilter (60) vorgesehen ist, der im Betriebszustand strömungsmäßig vor dem Filtermaterial angeordnet ist.
Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (104) überwiegend Aktivkohle enthält.
Filteranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch (a) einen Kugelhahn (19) mit einer um eine Achse zwischen der Betriebsstellung und der Rückspülstellung drehbaren Kugel (24), die in dem Gehäuse zwischen dem Einlass (14) und dem Auslass (16) angeordnet ist, wobei (b) die Kugel (24) einen ersten Durchgang (32) aufweist, welcher einen ersten, radial zur Drehachse angeordneten Anschluss (14) mit dem Filter (18) verbindet, und (c) die Kugel (24) einen zweiten Durchgang (34) aufweist, der von dem ersten Durchgang (32) getrennt ist und einen zweiten, radial zur Drehachse angeordneten Anschluss (16) mit dem Filter verbindet, und (d) der Ablauf (40) derart an dem Gehäuse (12) vorgesehen ist, dass der erste Durchgang (32) in der Betriebsstellung den Einlass (14) und in der Rückspülstellung den Ablauf (40) mit dem Filter (18) verbindet.
Filteranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorfilter (60) einen Filtereinsatz (74) mit Schwimmkugeln (82) oder einem anderen verwirbelbaren Filtermaterial umfasst.
Filteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorfilter (60) ein Sieb (64) umfasst, welches im Betriebszustand strömungsmäßig hinter dem Einlass oder einem mit dem Einlass verbundenen Kanal (58) in einer Filterflasche (18) innerhalb des Filtermaterials (104) angeordnet ist.
Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorfilter (60) zwei oder mehr, zylindrische, koaxiale Vorfilterkomponenten (62, 64, 74) unterschiedlicher Durchmesser aufweist mit Durchbrüchen, welche wechselseitig an einem ersten oder am gegenüberliegenden zweiten Ende des Mantels vorgesehen sind, so dass das Wasser im Betriebszustand meanderförmig durch die Vorfilterkomponenten fließt, bevor es in das Filtermaterial eintritt.
Filteranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial in einer Filterflasche (18) angeordnet ist, der Vorfilter (60) in einem von dem Gehäuse (12) entfernten Bereich innerhalb des Filtermaterials (104) vorgesehen ist und der Einlass in einem rohrförmigen Kanal (58) mündet, der sich durch das Filtermaterial bis in den Vorfilter erstreckt, so dass die Strömung im Betriebszustand vom Vorfilter durch das Filtermaterial zurück zum Gehäuse fließt.
Filteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Kanal (58) über ein Strömungsleitelement (52) mit einem Durchgangskanal und über einen Durchgang (32) in der Kugel (24) eines Kugelhahns mit dem Einlass verbunden ist.
Filteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Strömungsleitelement (52) durch eine Öffnung in dem Filter erstreckt und ein kragenförmiges Sieb (54) an das filterseitige Ende des Strömungsleitelements angeformt ist, welches die Öffnung des Filters abdeckt.
Filteranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter eine Filterflasche (18) mit Filtermaterial aufweist, die unten durchgehend geschlossen ist.
Filteranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorfilter mehrstufig ausgebildet ist und mehrere Filtermaterialien aufweist, die räumlich durch ein Sieb (79) voneinander getrennt sind.