DE60211936T2

DE60211936T2 - Schnellwechselfilter

Info

Publication number: DE60211936T2
Application number: DE60211936T
Authority: DE
Inventors: Roger P. Caldwell Reid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2002-10-14
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: EP1444026A1; US20030102257A1; DE60211936D1; US20070215535A1; US7186337B2; EP1444026B1; US6776906B2; US7476315B2; WO2003031020A1; US20050011822A1; ATE327815T1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halter und Rohrverteiler zum Halten von Wasserfiltern, und mehr im einzelnen auf Halter und Verteiler, die eine schnelle Auswechslung der Filter ermöglicht. Die Erfindung bezieht sich auf ein Haltesystem, das eine Mehrzahl von Filtern für Reihen- und/oder Parallelstrom aufnehmen kann und an viele verschiedene Strömungsschienen, Medien und Flüssigkeiten anpassbar ist. Das bevorzugte System benutzt ein Schwenksystem, wobei ein oberer Halter von jedem Filter wegschwenkt, so dass die Filter aus dem Haltesystem herausgehoben werden können.
Einschlägiger Stand der Technik
Es sind Verteilersysteme entwickelt worden, um Mehrfachfilter oder Wasserbehandlungstanks zur Vergrößerung der Filterkapazität aufzunehmen und einen schnellen Austausch der Filter zu ermöglichen. In 1972 beschrieb Warren (US Patent Nr. 3 685 539) ein Mehrstationensystem mit einer Mehrzahl von Filtern, die an einem Vakuumverteiler befestigt sind. In 1973 beschrieb Bjork (US Patent Nr. 3 753 495) eine Wasseraufbereitungseinheit mit einem Filtertank und einem Wasserenthärtungstank, die an einen Verteiler angeschlossen sind. In 1992 bis 1994 beschrieben Posner et al. ein Verteilersystem, das horizontal herausnehmbare Filter umfasst, die ein "Mittel zur effektiven gleichmäßig verteilten Filtration" enthalten, die eine erste konische Filterstufe nahe dem Filtereinlaß und eine zweite konische Filterstufe nahe dem Filterauslaß mit einem Holzkohleelement zwischen den konischen Filtern haben. Jedes Posner-Filter ist in horizontaler Richtung herausnehmbar, d.h. senkrecht zur Ebene des Rohrverteilers, wobei diese Ebene typischerweise vertikal ist. Die Posner-Fitting sind stationäre ein- und ausschnappbare Verbindungen, die in feststehenden horizontalen Ebenen parallel verlaufen.
Es besteht immer noch ein Bedürfnis für ein Filter- und Trägersystem, das eine zuverlässige schnelle Verbindung und Trennung zwischen einer Mehrzahl von Filtern und ihren jeweiligen Haltern ermöglicht. Es besteht immer noch ein Bedürfnis für ein solches modula res System, das die Anordnung von Filtern in vielen verschiedenen Strömungskonfigurationen für viele verschiedene Prozesse ermöglicht. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese und weiter Bedürfnisse.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Trägersystem, das einen Filter in schnell lösbarer Weise hält und das Leitungen für die Strömungen in und aus dem Filter umfasst, und kann auch (eine) Leitung(en) für eine Strömung in das oder eine Strömung aus dem unteren Ende des Filters aufweisen. Das Trägersystem kann durch Verwendung einer Mehrzahl von Trägern in modularer Weise zur Schaffung einer "Bank" mehrerer Filter erweitert werden. Das erfundene System beinhaltet daher ein hohes Maß an Flexibilität zur Veränderung der Anzahl von Filtern und des Strömungsschemas der Filterbank, einschließlich der Strömung zwischen zwei und mehr Filtern zu einem Speicher- oder Behandlungsbehälter, der separat von der Filterbank angeordnet ist.
Das Trägersystem umfasst Paare von Trägern. Jedes Paar weist einen oberen Träger und einen unteren Träger auf, welche das obere Ende bzw. das untere Ende eines Filters ergreifen. Mehrere Paare von Trägern können nahe beieinander zur Halterung einer Mehrzahl von Filtern im allgemeinen nebeneinander oder in anderen Anordnungen positioniert sein. Die Halter enthalten Fittings zum Abdichten der Einlaß- und Auslassöffnungen der Filter zur Verbindung der Öffnungen mit flexibler Verrohrung oder anderen Leitungen. Die Leitung verläuft von den Fittings zur Bildung vieler verschiedener Strömungschienen in die und aus den Filtern und zwischen den Filtern und/oder den getrennten Speicher- und Behandlungsbehältern. Jeder Träger kann so hergestellt werden, dass er Fittingkonfigurationen verschiedener Arten enthält, einschließlich:

1. ein Fitting, d.h. ein Einfachfitting zur Befestigung an einer Einlassöffnung oder an einer Auslassöffnung;
2. zwei Fittings, d.h. "Doppelfittings" zum Anschluß sowohl an eine Einlassöffnung als auch eine Auslassöffnung; oder
3. keine Fittings, wobei der jeweilige untere Träger zum Abstützen des Filters vorgesehen ist, aber nicht zum Leiten von Flüssigkeit.

Doppelfittingträger werden am oberen Ende eines Filters der Bauart mit mittigem Rückleitungsrohr verwendet, um die Strömung in und aus einem einzigen Ende des Filters zu ermöglichen. Für solche Rückflussrohrfilter enthält der untere Träger typischerweise keine Fittings oder Leitung, da der untere Träger nur zum Abstützen und Halten des Filters dient. Träger, die für die verschiedenen Fittingkonfigurationen vorgesehen sind, können gleich oder im wesentlichen gleich ausgebildet werden, d.h. sie haben eine Grundkonstruktion für mehr als eine Konfiguration, aber haben ein oder mehrere Fittings abgesperrt zur Verwendung mit verschiedenen Filtern. Beispielsweise kann ein unterer Träger mit einem Stutzen ausgebildet sein, der in manchen Strömungsschemen strömungsmäßig mit einer Öffnung in dem Filter kommuniziert, oder in anderen Strömungsschemen seinen inneren Kanal abgesperrt hat und keine angeschlossene Leitung aufweist, so dass keine Strömungsmittelverbindung vorhanden ist. Oder der Filter kann nur eine Vertiefung in seinem unteren Ende anstatt eine Öffnung haben, so dass kein Stutzen mit innerem Kanal mit dem Innenraum des Filters kommuniziert.
Die Träger dienen vorzugsweise als Abstützung, Befestigung und Schnellkupplungs-Strömungsleitungsorgan. Zum Erreichen dieser Ziele haben die bevorzugten oberen und unteren Träger schwenkbare Elemente, die ein Freikommen des Filters von den Trägern während des Herausnehmens ermöglichen. Die oberen Träger sind vorzugsweise zum Wegschwenken der Filter ausgebildet, so dass die Filter aus den unteren Trägern herausgehoben werden können. Des weiteren können die unteren Träger schwenkbar sein, so dass ein herausheben der Filter aus dem Trägersystem erleichtert wird, in dem der Filter auch von den oberen Modulen weggeschwenkt werden kann. Daher weist der obere Träger vorzugsweise einen Deckel auf, der eine im wesentlichen vertikale Komponente seiner Bewegung aufweist, um über den oberen Filteranschluß gespannt zu werden, um das obere Filterende an Ort und Stelle zu halten, und dann zum Herausnehmen des Filters nach oben und von dem oberen Filteranschluß weg bewegt zu werden. Der untere Träger weist eine Basis auf, die vorzugsweise vertikal die Bodenfläche des Filters aufnimmt und gegebenenfalls ein vertikales Fitting zur Bildung einer Strömungsverbindung mit dem Boden eines Filters hat.
Daher hält das Trägersystem einen oder mehrere Filter mit Schnellkupplungs- und Schnelllösefunktion und enthält Leitungen zur Strömung in und aus dem oberen Ende des Filters, und kann außerdem Leitungen für eine Strömung in und aus dem unteren Ende des Filters umfassen. Eine Mehrzahl von Trägermodulen sind in modularer Weise kombiniert, mit Verrohrung oder sonstiger Leitung zwischen den Modulen, um eine "Bank" von mehreren Filtern zu schaffen, was ein hohes Maß an Flexibilität zur Veränderung von Anzahl und Strömungsschema unter den Filtern und zwischen Filtern und Speicher- oder Behandlungsbehältern ermöglicht, die getrennt von der Filterbank sind. Vorzugsweise umfasst das Trägersystem Paare von oberen und unteren Modulen, die das obere Ende und das untere Ende eines Filters umfassen und tragen. Ein oberes Rückhalteelement ist vorzugsweise von dem jeweiligen Filter wegschwenkbar, so dass der Filter aus seinem jeweiligen unteren Modul nach oben herausgehoben werden kann. Des weiteren können die unteren Module schwenkbar sein, so dass das Herausheben des Filters aus dem Trägersystem dadurch erleichtert wird, dass der Filter auch vom oberen Modul weggeschwenkt werden kann. Daher hat das obere Rückhalteelement eine im wesentlichen vertikale Bewegungskomponente zum Klemmen über den oberen Filteranschluß um das obere Filterende an Ort und Stelle zu halten. Der untere Träger weist eine Basis zum vertikalen Abstützen des Filters sowie gegebenenfalls ein Fitting zur Bildung einer Strömungsverbindung mit einem Filter auf. Jeder Filter ist daher im wesentlichen vertikal und schwenkbar aus dem Trägersystem herausnehmbar.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, welche vier Trägerpaare umfasst, mit vier Filtern in verschiedenen Stufen des Herausnehmens, wobei die Träger ohne Verrohrung oder sonstiger Leitung zwischen den Trägern gezeigt sind.
2 zeigt eine Frontansicht der Filter und Träger nach 1.
3 zeigt eine Frontansicht einer Ausführungsform eines unteren Trägers, eines oberen Filterendes und eines oberen Trägers für ein Filtersystem.
4A zeigt eine schematische Frontansicht einer Ausführungsform eines unteren Trägers mit einem auf einer Seite verlaufenden Fitting und einem gesperrten Fitting auf der gegenüberliegenden Seite.
4B zeigt eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines unteren Trägers mit einem rückwärts verlaufenden Fitting und flexibler Verrohrung, die in zwei verschiedenen Richtungen verlaufend dargestellt sind.
5A zeigt eine schematische Darstellung eines Strömungsschemas, das zwei Trägerpaare mit nur einem Einlaß oben und einem Auslaß unten (und mit nicht erfindungsgemäßen Filtersystemen) und zwei Trägerpaaren mit sowohl einem Einlaß als auch einem Auslaß im oberen Träger (und mit Filtersystemen nach der Erfindung), und dazwischen einem Speicher- oder Behandlungsbehälter umfasst.
5B zeigt ein schematisches Strömungsdiagramm einer anderen Anordnung mit fünf Filtern in Reihe mit einer Zwischenspeicherung/Behandlung nach dem ersten Filter, und jeder Filter und seine jeweiligen Träger haben eine andere Strömungsrichtung (nur einige der Filter und Träger entsprechen der Erfindung) und/oder Fittingsanordnung.
5C zeigt ein schematisches Strömungsdiagramm einer anderen Anordnung mit fünf Filtern (wobei nur einige der Filter und Träger der Erfindung entsprechen), wobei die fünf Filter alle in einer Ebene liegen, aber nicht horizontal oder vertikal ausgerichtet sind.
6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Filterhalters, eines Trägers mit einem Keilelement auf Anschlussrohren, welche eine Filterkartusche mit kooperierenden Einlaß- und Auslassöffnungen schnell kuppelt und strömungsmäßig abdichtet.
7 zeigt eine geschnittene Untersicht des Filterhalters nach 6, längs der Linie B-B in 8 gesehen.
8 zeigt eine Stirnansicht des Filterhalters nach den 6 und 7.
9 zeigt eine Draufsicht des Filterhalters nach den 6 bis 8.
10 zeigt eine Einzelheit des Abschnitts A in 9 des Filterhalters nach den 6 bis 9.
11 zeigt eine geschnittene Frontdarstellung des Filterhalters nach den 6 bis 10, längs der Linie A-A in 9 gesehen.
12 zeigt eine Frontansicht des Filterhalters nach den 6 bis 11.
13 zeigt eine Detailansicht der Einlaß- und Auslassrohre des Filterhalters nach den 6 bis 12, als Einzelheit B in 12 gesehen.
14 zeigt eine teilweise Seitenansicht einer Filterkartusche, die für das Zusammenwirken mit dem Filterhalter nach den 6 bis 13 ausgebildet ist und die als 0°-(rechter Anschluß in der Figur) und 60°-(linker Anschluß in der Figur) Keilanordnung oder, mit anderen Worten, als 12-Uhr- bzw. 2-Uhr-Keilanordnung bezeichnet werden kann.
15 zeigt eine teilweise Seitenansicht einer Filterkartusche der mit dem Filterhalter nach den 6 bis 13 zusammenwirkenden Bauart, jedoch mit einer alternativ abgewinkelten Keilsystemanordnung, die als 110°-(rechter Anschluß) und 290°-(linker Anschluß) Keilanordnung bezeichnet werden kann.
16 ist eine teilweise Seitenansicht einer Filterkartusche der mit dem Filterhalter nach den 6 bis 13 zusammenwirkenden Bauart, jedoch mit einer alternativ abgewinkelten Keilsystemstruktur, die als 195°- und 170°-Keilanordnung bezeichnet werden kann.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bezugnehmend auf die Figuren sind dort mehrere, aber nicht die einzigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Träger- und Filtersystems gezeigt. 1 stellt ein Vier-Filter-System 10 mit vier Trägerpaaren dar, die vier obere Träger 12 und vier untere Träger 14 umfassen, die nebeneinander ("ausgerichtet") in zwei parallelen horizontalen Reihen angeordnet sind. Alternative Anordnungen können nicht ausgerichtete Stellen für die Träger mit einer Vielfalt von Abständen und Mustern umfassen, solange der obere Träger und der untere Träger jedes Trägerpaars in geeigneter Weise vertikal voneinander beabstandet sind, um den Filter 11 aufzunehmen. Jedes Trägerpaar kann im allgemeinen unabhängig von den anderen angeordnet werden, solange die Leitung zwischen ihnen und zu/von einer Zwischenspeicherung und Zwischenbehandlung lang genug ist. Dies ermöglicht eine große Vielfalt von Anordnungen und Abständen sowie viele Strömungsschemen und Flüssigkeitsbehandlungsoptionen.
Wie in den 1 und 2 ersichtlich ist, weist jeder obere Träger 12 an seiner Rückseite eine Befestigungsplatte 20 zur Befestigung an einer Wand oder anderen vorzugsweise vertikalen Fläche auf. Mit dieser Platte sind zwei nebeneinander angeordnete Fittings verbunden, eine für Strömungsmittelströmung in den Filter und eine für Strömungsmittelströmung aus dem Filter. Jedes der Fittings hat ein erstes Ende 22 und ein zweites Ende 24, wobei die ersten Enden rohrförmige Vorsprünge sind, die von dem Träger etwa horizontal zur Front des Trägers zur Verbindung der Einlaßöffnung und Auslassöffnung eines Filters vorspringen. Die Fittings verlaufen von ihren ersten Enden 22 rückwärts und sind vorzugsweise um etwa 90° in entgegengesetzte Richtungen umgebogen, um ihre zweiten Enden 24 an gegenüberliegenden Seiten des Trägers zu platzieren. Die zweiten Enden 24 sind in der bevorzugten Ausführungsform nahe der Befestigungsplatte 20 gelegen und in entgegengesetzten Richtungen in der gleichen oder ähnlichen Achsen offen. Die zweiten Enden 24 sind für die Verbindung mit einer Strömungsmittelleitung 40 ausgebildet (in den 1, 2 und 3 nicht gezeigt, aber in den 4b, 5a und 5b gezeigt), die vorzugsweise ein flexibler Schlauch ist, aber auch ein starres Rohr oder ein sonstiger Verbinder sein kann. Flexible Schläuche werden normalerweise für Strömungsschemen eingesetzt, bei welchen die Leitung von dem oberen Träger an irgendeine andere Stelle als zu einem anderen oberen Träger unmittelbar benachbart verläuft, weil die Leitung normalerweise mehrere Biegungen und Kurven hat. Beispielsweise kann der flexible Schlauch von dem ersten oberen Träger zu einem Speichertank und dann zurück zu einem oberen Träger verlaufen. Für Leitungspfade, die wenige oder keine Biegungen/Kurven erfordern, ist eine starre oder teilweise starre Leitung effektiv. Beispielsweise kann ein starrer Konnektor gerade von einem zweiten Ende eines oberen Trägers zu einem benachbarten zweiten Ende eines benachbarten oberen Trägers verlaufen. Ein Beispiel eines starren Rohrverbinders kann ein Zwei-Manschetten-Verbinder sein, der in den zweiten Enden benachbarter Träger installiert ist, wobei die beiden Manschetten mit einem kurzen Stück Rohr oder flexiblem Schlauch verbunden sind.
Bei Ausführungsformen, bei denen die beiden ersten Enden 22 nebeneinander parallel zueinander verlaufen, weisen die beiden zweiten Enden 24 vorzugsweise auf der gleichen Achse in entgegengesetzter Richtung. Jedes der beiden Fittings des oberen Trägers ist vorzugsweise vom anderen getrennt, so daß Strömungsmittel durch einen Träger in den Filter und durch den Filter strömen muß, um das andere Fitting zu erreichen, und heraus zu einem weiteren Träger oder einer separaten Speicherung/Behandlung. Alternativ, wenn ein Träger zeitweise nicht für ein Filter benutzt wird, sieht der Erfinder vor, daß ein Verbindungsrohr oder Verbinder zwischen den beiden Fittings installiert werden kann, um eine Strömung von einem Fitting zum anderen zu ermöglichen, ohne durch einen Filter zu verlaufen.
Außerdem sieht der Erfinder vor, daß, anstatt eine Biegung um 90° zu haben, Fittings gerade rückwärts von den ersten Enden 22 durch die Befestigungsplatte 20 zur Verbindung mit einer Leitung 40 verlaufen, die hinter der oder durch die Befestigungsplatte 20 verläuft. Dies wäre praktisch für Ausführungsformen, die dafür ausgelegt sind, an einem Gitter oder einer anderen nicht massiven Fläche zu hängen, was es ermöglichen würde, eine Leitung rückwärts und vorwärts durch das Gitter zu führen.
Der obere Träger 12 weist einen Deckel 30 auf, der mittels eines oder mehrerer Arme, die drehbar um die Fittings nahe der zweiten Enden angeordnet sind, schwenkbar mit der Be festigungsplatte 20 verbunden ist. Der Deckel 30 hat etwa eine kopfstehende Becherform mit einer oberen Wand 32, Seitenwänden 34, einer Frontwand 36 und einem Innenraum 38. Der Deckel schwenkt zwischen einer angehobenen Position, wie mit "U" (für "oben") und einer unteren Position, die mit "D" (für "unten") bezeichnet ist. Wenn der Deckel sich in der angehobenen Position befindet, liegen die ersten Enden der Fittings und das obere Ende 42 des Filters (insbesondere die Einlassöffnung 44 und die Auslassöffnung 46) offen, und der Filter kann von den Fittings weggezogen werden. In der unteren Position ist der Deckel über die ersten Enden und die Filteröffnungen 44, 46 abgesenkt und umschließt die Fitting-Filteröffnung-Verbindung oben, vorne und an beiden Seiten. In dieser abgesenkten Position hält der Deckel und insbesondere die Frontwand 36 das obere Filterende 42 im Träger 12, da es nicht aus den Fittings herausgezogen werden oder daraus herausfallen kann. Vorzugsweise ist ein elastisches Band (nicht dargestellt) oder sonstiges Vorspannelement installiert, um den Deckel in die abgesenkte Position vorzuspannen. Auf diese Weise kann eine Person den Deckel vorübergehend anheben, um ein oberes Filterende wegzunehmen, aber sobald er/sie den Deckel loslässt, schnappt er zurück abwärts und schwenkt relativ zur Befestigungsplatte und den Fittings und verbleibt in der unteren Position.
Der untere Träger 14, der für das Zusammenwirken mit dem oben erörterten oberen Doppelfitting-Träger ausgebildet ist, braucht kein Fitting zur Verbindung mit einer Öffnung des Filters zu haben. Da sowohl Einlassfitting als auch Auslassfitting in einer solchen Ausführungsform im oberen Träger positioniert sind, braucht der untere Träger nur ein Tragsystem für das untere Ende 52 des Filters zu sein. Für solche Ausführungsformen führen die Basis 54 und ihre Stutzen 56 keine Flüssigkeit oder befördern Flüssigkeit zu Leitungen oder anderen Filtern oder Behältern, sondern dienen nur zur Abstützung, Ausrichtung und Befestigung des Filters. Die in den 1 und 2 gezeigte Basis 54 weist einen Stutzen 56 auf, der in einer Vertiefung des unteren Ende des Filters zum Ausrichten des Filters in der Basis aufgenommen werden kann, aber bei einer Ausführungsform, in welcher das obere Filterende 42 sowohl Einlaß- und Auslassöffnungen 44, 46 enthält, ist die Vertiefung keine Öffnung und die Vertiefung und daher der Stutzen stehen nicht in Strömungsverbindung mit dem Filter.
Alternativ sieht der Erfinder vor, daß ein Filter- und Trägersystem nach dieser Erfindung sogar drei Öffnungen haben kann, d. h. beispielsweise eine Einlassöffnung, eine Zwischenöffnung, die Flüssigkeit zu einer Zwischenspeicherung und von dieser zurück führt, und eine dritte Öffnung als Auslaß für stromabwärtige Behandlung. Dies kann durch beispielsweise durch Verwendung von zwei Öffnungen am oberen Ende des Filters und eine am unteren Ende bewerkstelligt werden.
Der untere Träger 14 hat eine rückwärtige Befestigungsplatte 60 zur Befestigung an der vertikalen Wand und zwei beabstandete Arme 64, 64', wie von der Platte 60 wegragen. Mit den Armen 64, 64' ist die Basis 54 schwenkbar verbunden, wobei eine Bodenwand 66 und eine Seitenwand 68 einen Innenraum 70 zur Aufnahme des unteren Endes 52 des Filters umgeben und definieren. Die Basis 54 ist durch ein elastisches Band (nicht dargestellt) oder ein anderes Element zum Verbleib in einer Position vorgespannt, wobei die Basis im allgemeinen in einer horizontalen Ebene liegt und den Filter vertikal aufnimmt. Wenn Kraft zum Schwenken der Basis ausgeübt wird, schwenkt sie um eine horizontale Achse, die parallel zur Platte des Trägers ist, in eine gekippte Position, die schwach auswärts weg von der Platte liegt. Dieses Schwenken erfolgt typischerweise, wenn das obere Filterende etwas von dem oberen Träger weggeschwenkt ist, so daß der Filter vom oberen Träger frei ist, wenn er aus dem unteren Träger angehoben wird (siehe zwei Filter links in den 1 und 2). Bei manchen Ausführungsformen ist vorgesehen, daß Raum für ein gewisses Schwenken des unteren Filterendes relativ zur Basis sein kann, aber in den meisten Ausführungsformen wird bevorzugt, daß der Filter einen straffen Sitz in der Basis hat und nicht relativ zur Basis schwenkbar ist. Daher schwenkt, wenn der Filter auswärts gekippt wird, die Basis mit ihm auswärts, typischerweise um etwa 15 bis 25° aus einer Vertikalebene, gegebenenfalls um etwa 15 bis 45° aus einer Vertikalebene. Vorzugsweise kippt der Filter bzw. kann der Filter nicht um mehr als 45° kippen, bevor er angehoben wird, und folglich kann der Filter eher als in vertikaler Weise als in horizontaler Weise herausnehmbar angesehen werden. Der Filter wird dann aus der Basis unter jenem Winkel relativ zur Vertikalen herausgehoben, was vernünftigerweise als etwa vertikal angesehen werden kann. Das bevorzugte Vorspannelement führt die Basis in ihre aufrechte Position zurück, nachdem der Filter herausgenommen worden ist. Bei alternativen Ausführungsformen ist der untere Träger für ein Tragen und für ein Leiten von Flüssigkeit in den und aus dem Filter ausgelegt. Bei Ausführungsformen, bei denen der untere Träger ein Fitting für eine Filteröffnung umfasst, weist der untere Träger vorzugsweise einen rohrförmigen Stutzen 56 in der Mitte der Basis auf, wie in 3 dargestellt ist. Der Stutzen ragt in den inneren Raum nach oben, so daß er leicht in einer Öffnung im unteren Filterende 52 aufgenommen wird. Der Stutzen steht senkrecht von der Basisbodenfläche auf, so daß er vertikal ist, wenn die Basis sich in ihrer aufrechten Position befindet. Die Öffnung, in welcher der Stutzen aufgenommen wird, verläuft axial in den Filter, vorzugsweise in der Mittelachse des Filters. Der axiale Strömungskanal 70 des Stutzens wird dadurch in Strömungsmittelverbindung mit dem Filter gesetzt und dient als Fitting zum Anschluß an eine Leitung zum Leiten von Flüssigkeit zum/vom Filter.
Wie schematisch in den 4A und 4B dargestellt ist, stellt der Stutzen 56 das erste Ende des Fittings des unteren Trägers dar, und das Fitting des unteren Trägers weist weiter ein zweites Ende 57 auf, das für die Verbindung mit der Leitung 40 ausgelegt ist. Es können verschiedene Fittingausbildungen am zweiten Fittingende 57 des unteren Trägers vorgesehen sein. 4A zeigt schematisch einen unteren Träger 12 mit einem Fitting, der von seinem ersten Ende (Stutzen 56) mit einer Biegung um etwa 90° verläuft und an seinem zweiten Ende 57 an der Seite offen ist, etwa parallel zu den zweiten Enden 24 des bevorzugten oberen Trägers. Bei dieser Ausführungsform sind das zweite Fittingende 57 und ein Vorsprung 59 gegenüber dem zweiten Ende beide in den Armen schwenkbar, so daß die Schwenkachse durch den mittleren Hohlraum 61 des zweiten Fittingendes verläuft. Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Ende 57 eine Verbindung/Öffnung zum Anschluß an eine Strömungsmittelleitung und wird ebenfalls von Armen des unteren Trägersystems schwenkbar aufgenommen, so daß das zweite Ende 57 tatsächlich ein Gelenkteil oder Schwenkteil ist. Am gegenüberliegenden Ende der "Achse" befindet sich das Vorsprungende 59, das bei dieser Ausführungsform nicht als eine Strömungsmittelleitung dient, sondern vielmehr als Teil der Schwenkachse für den unteren Träger.
4B zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das zweite Fittingende 57' mit einer L-Form rückwärts und quer zur Schwenkachse verläuft. Bei einer solchen Ausführungsform ist das zweite Fittingende 57' zweckmäßigerweise mit einem flexiblen Schlauch 40 verbunden, der rückwärts durch die Platte 60 oder durch eine Gitterwand verläuft. Oder der Schlauch kann nach oben in einer Schleife zu einem oberen Träger eines benachbarten Filters oder zu einer Zwischenspeicher-/Behandlungsstelle verlaufen. Bei der Ausführungsform nach 4B dient das zweite Ende 57' nicht als Achsenteil, sondern vielmehr ist eine Schwenkachse (Scharnierteil 67) vorgesehen.
Mehrere der bei dem erfindungsgemäßen System möglichen vielen Strömungsschemen sind in den 5A, 5B und 5C dargestellt. Beispielsweise zeigt 5A eine Konfiguration, bei welcher zwei Filter 101, 102 in Reihenströmung in Trägern (und welche Filtersysteme enthalten, die nicht erfindungsgemäß sind, ein Strömungsmittels verarbeiten, das dann vom zweiten Filter austritt und zu einem Zwischenbehandlungsschritt 103 strömt, der keinen der Filter erfordert und eine Distanz von den Filtern hat. Nach diesem Behandlungsschritt 103 strömt das Strömungsmittel zu einer zweiten Bank von zwei Filtern 104, 105 und Trägern, die Filtersysteme nach der Erfindung umfassen, zur weiteren Verarbeitung. Alle vier Filter in 5A sind nebeneinander ausgerichtet, d. h. etwa "horizontal" ausgerichtet, beispielsweise auf einer vertikalen Wand oder einem Gitter, während die Zwischenbehandlung an mit wesentlichem Abstand oder nahe den Filtern gelegen sein kann, aber nicht notwendigerweise mit den Filtern ausgerichtet ist. Die ersten beiden Filter in 5A sind Abwärtsströmungsfilter mit oberem Einlaß und unterem Auslaß, während die beiden letzten Filter sowohl den Einlaß als auch den Auslaß an ihren oberen Enden haben.
5B zeigt eine Bank von 5 Filtern 105, 108, 109, 110, 111, die horizontal auf einer Wand oder einem Gitter ausgerichtet sind. Das Strömungsmittel strömt durch den ersten Filter 105 in Abwärtsströmungsrichtung (oberer Einlaß und unterer Auslaß und daher ein nicht der Erfindung entsprechendes Filtersystem umfassend) und dann zu zwei Nichtfilter-Behandlungsschritten 106, 107. Danach strömt das Strömungsmittel zu dem zweiten Filter 108, der sowohl den Einlaß als auch den Auslaß an seinem oberen Ende hat (und daher ein erfindungsgemäßes Filtersystem verkörpert), zu Filtern 109 und 110, die Einlässe an den oberen Enden und Auslässe an den unteren Enden haben, und schließlich zum Filter 111, der ein aufwärts durchströmter Filter ist und den Einlaß am unteren Ende und den Auslaß am oberen Ende hat (keiner der Filter 109, 110 oder 111 ist ein Filtersystem nach der Er findung). Die Strömungsleitungen können eine starre Verrohrung oder flexible Schläuche sein, je nach Bedarf.
5C zeigt eine Filteranordnung, in welcher eine Mehrzahl von Filtern (nur die beiden ersten 120, 124 sind Filtersysteme nach der Erfindung) vertikal ausgerichtet sind (120, 121, beispielsweise Filter verschiedener Länge) und mehrere horizontal ausgerichtet sind (124, 126, Filter unterschiedlicher Durchmesser beispielsweise), und ein weiterer (130) nicht mit den vertikal oder horizontal ausgerichteten ausgerichtet ist.
In den 5A bis 5C sind die verschiedenen Träger als B bezeichnet und die Filter sind als F bezeichnet, wobei die Strömungsleitung mit der Bezugszahl 40 bezeichnet ist. Die Träger können in geeigneter Weise ausgelegt sein, um der gewünschten Art von Filteröffnungen zu entsprechen, und können für das Zusammenwirken mit der gewünschten Leitungsart ausgelegt sein, ob das nun beispielsweise eine starre Verrohrung ist, Muffenverbindungen oder flexible Kunststoffschläuche umfasst.
Viele Filter- und Behandlungsmedien können eingesetzt werden, einschließlich Kohlen, Boliden, Blöcken, Granulaten, Fasern oder anderen Materialien und/oder sogar Hohlraummedien.
Die Basis 54 des unteren Trägers, wie in den 1, 2 und 4B dargestellt ist, ist vorzugsweise mittels einer Schnapp- oder Schiebeverbindung zwischen der Basis und den Armen 64, 64' von der Platte abnehmbar. Wie in 1 und 4B dargestellt ist, sind die Scharnierteile 67, die in den Öffnungen 69 in den Armen aufgenommen sind, abgeflacht. Wenn die Basis um etwa 90° geschwenkt wird, fluchten die abgeflachten Scharnierteile 67 in Längsrichtung mit der Schlitzöffnung 71, die aus den Öffnungen in den Armen herausführt, und können dann aus den Armen herausgleiten. Dieses Merkmal oder andere abnehmbare Ausbildungen ermöglichen das Abnehmen der Basis mit ihren Fittings zur Wartung oder zum Austausch.
Bevorzugte Ausführungsform des oberen Trägers:
Die 6 bis 12 zeigen eine besonders bevorzugte Version eines Stücks des oberen Trägers 12 mit rohrförmigen Verbindern zum Anschluß eines oberen Filterkartuschenendes.
Das Trägerteil 210 ist das Stück, das mit einer Filterkartusche an deren oberem Ende abdichtet und strömungsmäßig in Verbindung steht. Die beiden rohrförmigen Verbinder stellen daher eine mechanische Verbindung und eine Strömungsverbindung zwischen dem Träger und der Kartusche her, und der Deckel 30 (in den 6 bis 12 nicht dargestellt) hilft, den Filter auf den rohrförmigen Verbindern zu arretieren. Die rohrförmigen Verbinder sind so ausgelegt, daß sie aus dem Träger etwa horizontal herausragen, wenn der Träger beispielsweise an einer vertikalen Wand befestigt ist. Daher sind die rohrförmigen Verbinder vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des bevorzugten Filters angeordnet.
Vorzugsweise ist der Sitz zwischen dem Einlaß und den äußeren rohrförmigen Verbindern und den zusammenwirkenden Teilen des Filters als reibschlüssige Schiebeverbindung und straff genug ausgebildet, damit der Filter nicht von den rohrförmigen Verbindern abzurutschen droht, sondern der Deckel als weiteres Hindernis gegen diese Möglichkeit dient. Das in den 6 bis 12 gezeigte Trägerteil weist rohrförmige Verbinder sowohl für den Einlaß als auch den Auslaß zum Leiten von Strömungsmittel sowohl in die als auch aus der Filterkartusche auf. Daher braucht der einer solchen Ausführungsform entsprechende untere Träger keine Strömungsmittelkommunikationsöffnungen/rohrförmige Verbinder, solange nicht der Filter mit insgesamt drei Öffnungen ausgestattet ist, wie oben beschrieben.
Der Träger 210, der in den 6 bis 12 gezeigt ist, weist als eine Option, aber nicht als eine Notwendigkeit, ein kodiertes System zur Steuerung auf, welche Filter in jeweilige Träger einsetzbar sind. Das kodierte System weist Nasen auf, die von den rohrförmigen Einlaß- und Auslassverbindern vorspringen, die Teile eines kodierten Systems wären, damit die Außenfläche der rohrförmigen Verbinder nicht genau zylindrisch ist, wobei die vorspringenden Nasen so bemessen sind, daß sie in entsprechend positionierte und in geeigneter Weise bemessene Schlitze in der Innenwandfläche der Filterkartuschenöffnungen hineinpassen. Daher können die Nasen der rohrförmigen Verbinder (dargestellt) und die Schlitze (nicht dargestellt) der Filterkartuschenöffnungen ein "Codesystem" bilden, das dazu benutzt werden kann, zu verhindern, daß unautorisierte oder falsche Filterkartuschen an einen jeweiligen Träger 210 angesteckt werden. Für verschiedene Gruppen von Trägern und deren jeweilige Filterkartuschen sind die Nasen- und Schlitzstelle/Position unterschiedlich angeordnet, so daß beispielsweise eine Filterkartusche "Typ A" nur in einen Träger "Typ A" und eine Filterkartusche "Typ B" nur in einen Träger "Typ B" eingesetzt werden kann. Typ A könnte beispielsweise ein Vorfilter sein, und dabei könnten Nase und Schlitz beispielsweise in "Ein-Uhr-Position" an den rohrförmigen Verbindern und den Öffnungen angeordnet sein. Typ B könnte beispielsweise eine Mikrobenbehandlungsfilterkartusche sein und ihre rohrförmigen Verbinder und Öffnungen könnten beispielsweise in der "Vier-Uhr"-Position angeordnet sein. Daher kann durch Platzieren der Typ-A- und Typ-B-Träger in besonderer Reihenfolge sichergestellt werden, daß die Kartuschen stets in der richtigen Reihenfolge kommen.
In 6 ist ein Träger 210 gezeigt, der mehreren Funktionen dient: Montagemittel zur Befestigung des Trägers an einer Wand oder sonstigen Fläche, Strömungsmittelaufnahmemittel, Einlassrohr zum Befördern von Flüssigkeit in den angeschlossenen Filter, Auslassrohr zum Befördern von Flüssigkeit aus dem Filter, und Flüssigkeitsabgabemittel zum Leiten der gefilterten/behandelten Flüssigkeit stromabwärts zu einem weiteren Filter, Prozeß, Speicherbehälter oder zur Verwendung. Insbesondere kann die Platte 212 an einer Wand oder einer anderen Fläche zum Tragen mehrerer Träger in verschiedenen Strömungskonfigurationen befestigt werden. Ein Einlaß 240 und ein Auslaß 216 befinden sich an entgegengesetzten Enden einer Leitungseinrichtung 218, und kann so eingesetzt werden, daß der Einlaß 214 Flüssigkeit von einem stromaufwärtigen Rohr oder einer anderen Leitung erhält und der Auslaß 216 gefilterte Flüssigkeit (die aus der Filterkartusche austritt) zu ihrer stromabwärtigen Bestimmung leitet. Die Leitungseinrichtung 218 leitet Strömung in das Einlassrohr 220, so daß dann die Flüssigkeit in die Filterkartusche strömen kann, und erhält dann Strömung aus der Kartusche in das Auslassrohr 220, so daß sie durch den Auslaß 216 herausströmen kann.
Als Teil des bevorzugten, aber nicht notwendigen Codesystems haben "männliche" Rohre 220 und 222 Vorsprünge oder Nasen 225, 225' an ihren äußeren zylindrischen Oberflächen für ein Codesystem, wie oben beschrieben, die bevorzugt aber nicht erforderlich sind. Wie am besten in den 6 und 7 sichtbar ist, haben das Rohr 220 und das Rohr 222 Nasen 225, 225' die um etwa 30° versetzt voneinander (Nase 225 des Rohrs 220 nach links in 14 und Nase 225' des Rohrs 222 abwärts um etwa 30° von der Nase 225 des Rohrs 220) sind. Die in 15 schematisch gezeigte zusammenwirkende Filterkartusche 228 hat "weibliche" Einlaß- und Auslassrohre 230 und 232 (die auch als Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung bezeichnet werden können), und, wie man sieht, haben die Rohre 230 und 232 angepaßte oder entsprechende innere Schlitze 227, 227' zur Aufnahme der Nasen 225, 225'. Alternativ könnten die Filterkartuschen mit "männlichen Rohren" und Nasen ausgeführt werden, und zusammenwirkende Halter könnten mit "weiblichen" Rohren und Schlitzen ausgebildet werden.
Der Träger 210 in den 6 bis 13 wird typischerweise in einem Vorgang installiert, bei welchem die Platte 212 vertikal an einer vertikalen Wand befestigt wird. Daher verlaufen die Rohre 220 und 222 horizontal auswärts, und die Filterkartusche wird auf die Rohre 220, 222 aufgedrückt, so daß die Rohre 220 und 222 die Filterkartusche tragen und anschließen. Den Rohren 220, 222, 230, 232 sind O-Ringe oder andere Dichtungselemente zugeordnet, um eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Träger und der Kartusche herzustellen. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann man aus den 6 bis 13 sehen, daß flüssigkeitsdichte Dichtungen zwischen der Verrohrung oder sonstigen Leitungen und dem Einlaß 214 und dem Auslaß 216 vorgesehen sind. Des weiteren kann eine Befestigungseinrichtung hinzugefügt werden, um die Kartusche in abdichtender Weise mit den Rohren 220, 222 weiter zu befestigen, wie beispielsweise der Deckel 30.
Man kann sehen, daß man durch Verändern der radialen Position der Nasen und Schlitze viele "Keile" und "Verriegelungen" für die Kartuschen-Halter-Gruppen herstellen kann. Beispielsweise könnte ein Halter ein Einlassrohr mit einer Nase unter 60° von einem Bezugspunkt und das Auslassrohr eine Nase bei 120° relativ zum Bezugspunkt haben solange die richtige Kartusche für diesen Halter mit gleichem Versatz und gleicher Absolutposition von Schlitzen gemacht wird. Die 6 bis 14 zeigen nur eine Gruppe der vielen möglichen Kombinationen von möglichen radialen Nasenpositionen, die extrem zahlreich sind, da die radiale Lage jedes der Rohre in jeder Gruppe variiert werden kann und unabhängig variiert werden kann. Die 15 und 16 zeigen zwei der vielen anderen möglichen Codesystem-Strukturen. Beispielsweise ist am oberen Ende der länglichen Filterkartusche 228' der 15 das "weibliche" Einlassrohr (Öffnung) 230' bei etwa 110° kodiert, und das "weibliche" Auslassrohr (Öffnung) 232' ist bei etwa 290° kodiert. Am oberen Ende der länglichen Filterkartusche 228'' der 16 ist das Einlassrohr 230'' bei etwa 195° kodiert und das Auslassrohr 232'' ist bei etwa 170° kodiert.

Claims

Ein Filtersystem (10), das ein Trägermodul (12, 14) und einen Filter (11) umfasst, wobei der Filter (11) über ein oberes Ende (42), ein unteres Ende (52), eine Längsachse zwischen dem besagten oberen Ende (42) und dem unteren Ende (52), sowie einen Einlass-Strömungskanal (44) und einen Auslass-Strömungskanal (46) verfügt, und wobei das Trägermodul einen oberen Träger (12), der das obere Filterende (42) aufnimmt, einen unteren Träger (14), der ein Bodenteil (54) umfasst, der abnehmbar ist und das untere Filterende (52) drehbar stützt, sowie Einlass- und Auslassstutzen (220, 222), die so ausgelegt sind, dass sie abdichten und Flüssigkeit zu und von dem besagten Einlass-Strömungskanal (44) und dem Auslass-Strömungskanal (46) befördern, umfasst, wobei das Filtersystem dadurch gekennzeichnet ist, dass: der Einlass-Strömungskanal (44) und Auslass-Strömungskanal (46) sich in dem besagten oberen Filterende (42) befinden und im Verhältnis zu der besagten Längsachse im Allgemeinen senkrecht ausgerichtet sind; die Einlass- und Auslassstutzen (220, 222) sich in dem besagten oberen Träger (12) befinden; der obere Träger (12) ferner eine Befestigungsvorrichtung (30) umfasst, die so ausgelegt ist, sich zu dem oberen Filterende (42) hin zu drehen, um das obere Filterende (42) in dem oberen Träger (12) zu halten, und sich von dem oberen Filterende (42) wegzudrehen, um eine Entfernung des oberen Filterendes (42) aus dem oberen Träger (12) zu ermöglichen; wobei sich der Filter (11) und das besagte Bodenteil (54) des unteren Trägers (14) von dem oberen Träger (12) wegdrehen, um den Einlass-Strömungskanal (44) und den Auslass-Strömungskanal (46) von dem oberen Träger (12) abzutrennen, wenn die Befestigungsvorrichtung (30) von dem oberen Filterende (42) weggedreht wird; und das besagte untere Ende (52) des Filters (11) von dem besagten Bodenteil (54) in einer zur Längsachse des Filters (11) parallelen Richtung entfernt werden kann.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem die besagten Einlass- und Auslassstutzen (220, 222) röhrenförmige Stutzen sind und im Allgemeinen senkrecht zu der besagten Längsachse ausgerichtet sind, und der besagte Einlass-Strömungskanal (44) und Auslass-Strömungskanal (46) auf den besagten röhrenförmigen Stutzen gleiten und diese abdichten.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem der besagte untere Träger (14) keine Flüssigkeitsverbindung mit dem Filter (11) umfasst.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem die besagte Befestigungsvorrichtung (30) eine Drehklappe ist, die nach unten über das obere Ende (42) des Filters (11) schwenkt.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem der besagte obere Träger (12) zwei Stutzen (220, 222) umfasst und der besagte untere Träger (14) keine Flüssigkeitsverbindung mit dem Filter (11) umfasst.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, das ferner eine Vielzahl von Sätzen von oberen Trägern (12) und unteren Trägern (14) sowie einen der besagten, in jedem der besagten oberen Trägern (12) und unteren Trägern (14) aufgenommenen Filter (11) umfasst, wobei das Filtersystem ferner einen Flüssigkeitskanal (40) umfasst, der sich zwischen den besagten oberen Trägern (12) erstreckt.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem der besagte untere Träger (14) das besagte untere Filterende (52) mit Hilfe des unteren Bodenteils (54) aufnimmt und stützt, wobei dieses einen zentralen angestauchten Pfosten (56) besitzt, und bei dem das besagte untere Filterende (52) über eine Einkerbung verfügt, die verschiebbar und abnehmbar auf dem besagten angestauchten Pfosten (56) aufgenommen wird, wobei es sich bei der Einkerbung um keinen Kanal handelt, der Pfosten (56) und die Einkerbung sich nicht in einer Flüssigkeitsübertragung befinden und es keine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Filter (11) und dem unteren Träger (14) gibt.
Das Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem der besagte obere Träger (12) eine Anschlussplatte (20) zur Befestigung an einer vertikalen Oberfläche beinhaltet, und die besagte Befestigungsvorrichtung (30) sich im Verhältnis zu der besagten Anschlussplatte (20) dreht.
Das Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem der besagte untere Träger (14) eine Anschlussplatte (60) zur Befestigung an einer vertikalen Oberfläche beinhaltet, und das besagte Bodenteil (54) sich im Verhältnis zu der besagten Anschlussplatte (60) dreht.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem der obere Träger ferner ein Vorspannsystem umfasst, um die Befestigungsvorrichtung (30) schneller herunter zu dem oberen Filterende (42) zu drehen.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem der besagte untere Träger (14) ein Vorspannsystem umfasst, um das untere Träger-Bodenteil (54) schneller dazu zu bringen, den Filter (11) in eine vertikale Position zu drehen.
Bei dem Filtersystem nach Anspruch 1 umfasst der Filter (11): den besagten Einlass-Strömungskanal (44) und den besagten Auslass-Strömungskanal (46), die sich von dem oberen Ende (42) des Filters (11) aus aneinander angrenzend erstrecken, und bei dem das untere Filterende (52) keinen Strömungskanal umfasst.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, das ein Verschluss-System umfasst, bei dem der Einlass-Strömungskanal (230) und der Auslass-Strömungskanal (232) jeweils eine Kanal-Innenoberfläche mit mindestens einer vertieften Nut besitzt, wobei die vertieften Nuten so ausgelegt sind, um vorstehende Klappen (225, 225') aufzunehmen, die radial von dem besagten Einlassstutzen oder von dem besagten Auslassstutzen (220, 222) abstehen.
Ein Filtersystem nach Anspruch 1, bei dem der besagte Einlass-Strömungskanal (230) und der besagte Auslass-Strömungskanal (232) des Filters (228) über Keilverbindungs-Mittel verfügt, die dazu ausgelegt sind, mit Keilverbindungs-Mitteln (225, 225') auf dem besagten Trägermodul zusammen zu arbeiten.
Ein Filtersystem (11) nach Anspruch 14, bei dem die besagten Keilverbindungs-Mittel wenigstens eine vertiefte Nut umfassen, die in der Innenoberfläche des Einlass-Strömungskanals (230) und in der Innenoberfläche des Auslass-Strömungskanals (232) vorgesehen ist.