DE9300954U1

DE9300954U1 - Filtervorrichtung für Flüssigkeiten

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Original assignee: MIES ALFONS GERHARD 5485 SINZIG DE
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Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1993-03-11
Anticipated expiration: 2003-01-26

Description

G 92

Beschreibung

AIfons Gerhard Mies 5485 Sinzig

Filtervorrichtung für Flüssigkeiten

Die Neuerung betrifft eine Filtervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die bekannten Filtervorrichtungen, die zum Reinigen von mit Schwebstoffen verunreinigten Flüssigkeiten eingesetzt werden, halten die in der Flüssigkeit enthaltenen Schwebstoffe mittels eines in den Strömungsbereich des Fluids eingesetzten

on Filtereinsatzes, etwa einer Filtermatte aus einem engmaschigen, flüssigkeitsdurchlässigen Material oder durch Hindurchleiten der Flüssigkeit durch eine Sandschicht zurück. Schwebstoffe, deren Abmessungen größer als die von dem Filtereinsatz freigegebenen Öffnungen, durch die das Fluid hindurchströmt,

or sind, werden so auf der Filteroberfläche aufgehalten. Solche Filter müssen daher in bestimmten Abständen von diesen zurückgehaltenen Schwebstoffen gereinigt werden, da sie sich vor dem Filtereinsatz ansammeln und den Durchfluß des Fluids behindern bzw. unterbinden. Zu diesem Zweck ist es notwendig,

~&ldquor; den Filtervorgang zu unterbrechen, den Filterbehälter zu öffnen und den Filtereinsatz herauszunehmen und zu reinigen bzw. auszutauschen bzw. auf umständliche Art und Weise die Filtervorrichtung zurückzuspulen, um den Filtereinsatz von den angesammelten Schwebstoffen zu befreien. Darüber hinaus ist es bei den bekannten Filtervorrichtungen schwierig, sie auf

unterschiedlichste Größenabmessungen von in der Flüssigkeit enthaltenen Schwebstoffen auszulegen, da für die Rückhaltung

von kleinen Schwebstoffen ein sehr feiner Filtereinsatz benötigt wird, der aber von entsprechend großen Schwebstoffen rasch zugesetzt wird. Umgekehrt gelangen sehr kleine Schwebstoffe bei einem groben Filtereinsatz ungehindert hindurch und werden nicht von der Flüssigkeit getrennt.

Üblicherweise entspricht bei derartigen Filtervorrichtungen die Einströmrichtung des zu filterndem Fluids der Durchströmrichtung des Fluids durch den Filter.

Ziel der Neuerung ist es daher, eine Filtervorrichtung für Schwebstoffe enthaltende Flüssigkeiten vorzuschlagen, welche sich auf einfache Weise von den zurückgehaltenen Schwebstoffen reinigen läßt und darüber hinaus für einen sehr weiten Bereich

verschieden großer Schwebstoffe gleichsam geeignet ist. Dieses Ziel wird durch eine neuerungsgemäße Filtervorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erreicht. Um die Zusetzung des Filtereinsatzes mit Schwebstoffen weiter zu verringern, wird gemäß dem Unteranspruch 2 eine Selbstreinigungsvorrichtung für

den Filtereinsatz vorgeschlagen, der ein Ansammeln von Schwebstoffen an der Filterfläche verhindert. Des weiteren wird vorgeschlagen, die Selbstreinigungsvorrichtung, insbesondere das Segel, mit Auftriebskörpern, z.B. aus wasserabweisendem geschlossenzelligem Schaumstoff oder Kork oder dergleichen,zu

versehen, um die Selbstreinigungsvorrichtung leicht führen zu können und eine gute Reinigungswirkung zu erzielen.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen Filtervorgang in zwei Schritten, wobei in einem ersten Schritt ohne ^&ugr; Filtereinsatz mittels Strudelbildung ein sich Absetzen von

größeren Schwebstoffteilchen erfolgt. In einem zweiten Schritt wird das von größeren Schwebstoffteilchen befreite Fluid infolge des geschlossenen Systems durch den durch das zuströmende Fluid im Inneren des Behälters aufgebauten 3^ Überdruck nach oben durch den Filter gepreßt, wobei die Feinfilterung erfolgt. Das so gefilterte Fluid kann dann durch einen Überlauf aus dem oberen Raum abgeführt werden.

Der Trichter im unteren Teil des Behälters fördert die Ansammlung der in dem von dem einströmenden. Fluid gebildeten Strudels enthaltenen Schwebstoffteilchen in seinem unteren Auslaufbereich. Zu Beginn des Filtervorganges begünstigt die konische Form des Trichters zusammen mit der gewählten Einströmrichtung des Fluids die gewünschte Ausbildung des Strudels. Ein oberseitig auf dem Trichter aufgebrachtes Gitterrost kann zur Beruhigung des Wassers im Trichter beitragen.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

j 5 Figur 1 einen Schnitt durch eine neuerungsgemäße

Filtervorrichtung

Figur 2 eine Aufsicht auf eine neuerungsgemäße

Filtervorrichtung gemäß der Linie XX in Figur 1

Figur 3 eine Aufsicht auf eine neuerungsgemäße

Filtervorrichtung bei abgenommenen Deckel.

Figur 4 einen Schnitt durch eine weitere neuerungsgemäße nc Filtervorrichtung.

Wie der Figur 1 entnehmbar ist, besteht die neuerungsgemäße Filterungsvorrichtung 1 aus einem zylindrischen Behälter 2 und einem diesen Behälter 2 verschließenden Deckel 3. Zwischen dem

2Q Behälter 2 und dem Deckel 3 ist eine Dichtung 31 eingelegt, so daß die Filtervorrichtung abgeschlossen und für den Betrieb mit unter Überdruck einströmendem Fluid geeignet ist. Ein Filtereinsatz 4 teilt das Innere des Behälters 2 in einen unteren Raum 21 und einen oberen Raum 22. Der Boden des unteren

_j- Raumes 21 wird von einem Trichter 5 gebildet, der mit einem verschließbaren Ablauf 11 aus dem Behälter 2 versehen ist. Eine Zuführeinrichtung in Gestalt eines Rohrstutzens 10 ragt im oberen Bereich des unteren Raumes 21 nahe am Filtereinsatz in

den unteren Raum 21 hinein. An diese Zuführeinrichtung 10 kann eine in der Figur 1 nicht dargestellte Fördereinrichtung, beispielsweise eine Pumpe, welche das zu reinigende Fluid unter Überdruck heranführt, angeschlossen werden. Aus dem oberen Raum 22 führt eine Abführeinrichtung 12 für gefiltertes Fluid aus dem Behälter 2 heraus.

Wie aus der Figur 2 zusammen mit der Figur 1 ersichtlich ist, weist die Längsachse Y der Austrittsöffnung 13 der

1Q Zuführeinrichtung 10, die der Strömungsrichtung des herangeführten zu filternden Fluids in den Raum 21 entspricht, schräg nach unten und folgt annähernd tangential der Form der Behälterwand, wie durch den Pfeil A in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Die in einer solchen Richtung in den Behälter

^₅ unter Druck eintretende Flüssigkeit wird dadurch in eine Rotation entlang der Behälterwand versetzt, wobei auf diese Weise im unteren Behälterraum 21 ein Strudel von zu filterndem Fluid entsteht, der in Figur 2 durch die Pfeile D bezeichnet ist. Die in dieser rotierenden Flüssigkeit enthaltenen

2Q Schwebstoffe sinken nun in diesem Strudel auf der Innenseite des Strudels nach unten, wie durch die Pfeile B in der Figur 1 dargestellt, ab und werden im Trichter 5 gesammelt. Durch das stetig über die Zuführeinrichtung 10 nachgeführte zu filternde Fluid steigt der in Rotation befindliche Flüssigkeitsstand im

2g unteren Raum 21 an, bis dieser den Filtereinsatz 4 erreicht und die durch die Rotationsbewegung bereits von Schwebstoffen befreite Flüssigkeit durch den Filtereinsatz 4 hindurch, gemäß der Pfeilrichtung C in Figur 1, in den oberen Raum 22 des Behälters 2 gelangt. Dabei hält der Filtereinsatz 4 die letzten noch in der Flüssigkeit enthaltenen Schwebstoffe zurück, so daß ein sehr hoher Reinigungseffekt durch die zweifache Filterung mittels Rotationsbewegung und Durchströmen eines Filtereinsatzes erreicht wird. Das sich auf diese Weise im oberen Raum 22 ansammelnde gefilterte Fluid wird danach über eine Abführeinrichtung 12, welche als überlaufrohr ausgebildet ist, gemäß den Pfeilen E, aus dem Behälter 2 abgeführt.

Wie aus Figur 3 ersichtlich, kann der Filtereinsatz 4 aus einem

sehr engmaschigen Geflecht, feinem Vlies oder ähnlichen anderen geeigneten porösen Materialien, hergestellt werden, um auch kleinste Schwebstoffe, die noch in der Flüssigkeit enthalten sind, herauszufiltern. Gröbere Schwebstoffe, welche den Filtereinsatz 4 rasch zusetzen würden, werden dagegen bei der vorausgegangenen Rotation der zu filternden Flüssigkeit zuverlässig abgeschieden. Um die Zusetzung des Filtereinsatzes 4 auch mit kleinen Schwebstoffen auf Dauer zu verhindern, wird vorgeschlagen, auf der Unterseite des Filtereinsatzes 4 eine Selbstreinigungsvorrichtung anzubringen. Diese kann beispielsweise von einem Kamm 41 gebildet werden, der mit Borsten 42 versehen ist, welche die Oberfläche des Filtereinsatzes 4 berühren. In besonders vorteilhafter Weise wird dabei die Abführeinrichtung 12 für das gefilterte Fluid

ic durch den Mittelpunkt des Filtereinsatzes 4 hindurch in den unteren Raum 21 und von dort aus dem Behälter 2 herausgeführt, wobei die Selbstreinigungsvorrichtung in Gestalt des Kamms 41 mit Borsten 42 mittels eines Lagers 43 drehbar am vertikalen Teil der Abführeihrichtung 12 gelagert wird. Dabei stützt sich d^{as an} die Behälterwand heranreichende Ende des Kamms 41 auf einem umlaufenden Auflager 44 ab. Neuerungsgemäß wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß an der Unterseite des Kamms 41 ein Segel 45 angebracht wird, welches die Bewegungsenergie der im unteren Raum 21 rotierenden Flüssigkeit auf den Kamm 41 5 überträgt, so daß dieser zusammen mit der Flüssigkeit unter dem Filtereinsatz 4 rotierend umläuft und so den Filtereinsatz 4 mit seinen Borsten 42 kontinuierlich von sich eventuell ansammelnden Schwebstoffen wieder befreit. Das Segel ist aus ausreichend steifem Material bzw. biegsamem schwerem Material

2&eegr; zu fertigen. Zur Entlastung von Gleit- und Auflagern kann es mit Auftriebskörpern versehen sein, so daß es immer nach oben mit den Borsten/Kamm an den Filtereinsatz angedrückt wird. Bei der neuerungsgemäßen Filtervorrichtung sammeln sich die aus der Flüssigkeit herausgefilterten Schwebstoffe, wie oben gezeigt,

~_c nicht mehr an der Filtereinsatzoberfläche ab, sondern sinken auf den Boden 5 ab, wo sie durch dessen trichterförmige Ausbildung aufgeschichtet und verdichtet werden. Zum Reinigen der Filtervorrichtung von diesen Schwebstoffen wird der Zufluß

-S-

*■ von zu reinigendem Fluid durch die Zufuhreinrichtung 10 unterbunden und der von einer nicht näher gezeigten Verschlußeinrichtung verschlossene Ablauf 11 des trichterförmigen Bodens 5 geöffnet. Dadurch gelangen die auf dem trichterförmigen Boden 5 angesammelten Schwebstoffe aus dem Behälter 2 heraus und können entsorgt werden, wie in Figur 1 mit dem Pfeil F angedeutet. Durch die noch im unteren Raum 21 und im oberen Raum 22 des Behälters 2 enthaltene nachströmende Flüssigkeit wird der gesamte Innenraum des Behälters gründlich gespült und gereinigt, wobei der im oberen Raum 22 verbliebene Flüssigkeitsrest bei seinem Rückfluß durch den Filtereinsatz 4 in den Ablauf 11 den Filtereinsatz 4 zusätzlich noch rückspült und somit eine äußerst einfache und besonders gründliche Reinigung der neuerungsgemäßen Filtervorrichtung erfolgt, die in einer sehr kurzen Zeit ohne Demontage irgendwelcher Filtervorrichtungsbestandteile erfolgt. Unmittelbar nach dem Wiederverschließen des Ablaufs 11 kann der Filterbetrieb in der oben dargestellten Art und Weise wieder aufgenommen werden. Der Ablauf 11 kann in seiner Richtung den jeweiligen Aufstellbedingungen der Filtervorrichtung angepaßt werden. So ist es möglich, wie in der Figur 1 gezeigt, ihn seitlich aus dem Behälter herauszuführen, was besonders für eine mit ihrem Behälter 2 auf dem Untergrund direkt aufstehende Filtervorrichtung von Vorteil ist. Andererseits ist es auch

nc möglich, den Ablauf 11 senkrecht nach unten aus dem Behälter 2 herauszuführen, wenn dieser beispielsweise auf Stelzen steht. Das Entleeren und Reinigen der Filtervorrichtung wird dadurch nochmals erleichtert.

Die neuerungsgemäße Filtervorrichtung sollte in ihrem Deckel 3 noch mit einem Überdruckventil 32 und einem Belüftungsventil versehen werden, welches den Betrieb der neuerungsgemäßen Filtervorrichtung auch bei hohen Drücken gestattet, ohne die Gefahr gefährlicher Drucksteigerungen im Inneren des Behälters

2c 2 und um bei Entleerung den Druckaustausch zu ermöglichen.

In der Figur 4 ist in weiterer Ausgestaltung der Filtereinrichtung nach Figur 1 vorgesehen, den Behälter 2 mit

* Stelzen 23 unterseitig im Bereich des Trichters 5 und Abflusses 11 auszustatten. Das ermöglicht eine freie Zugänglichkeit im Bodenbereich der Filtereinrichtung. Damit ist es möglich, den Schlammablauf 11 in Richtung F nach unten abzuführen. Zur Beruhigung des Wasers im Bereich des Trichters 5 ist ein Gitterrost 6 oberhalb des Trichters im Bereich der Trichteröffnung vorgesehen. Die Führung des Segels 45 bzw. der Selbstreinigungsvorrichtung kann gegebenenfalls nur im Bereich der Behälterwand über Gleitlager 44 erfolgen.

Die neuerungsgemäße Filtervorrichtung bietet durch ihren einfachen Aufbau eine sehr hohe Funktionssicherheit, wobei durch die zweifache Filterung ein besonders hoher Filterungsgrad erreicht wird und das Reinigen der

^5 Filtervorrichtung auf besonders einfache und schnelle Art und Weise ausgeführt werden kann. Die neuerungsgemäße Filterungsvorrichtung eignet sich universell für nahezu alle von Schwebstoffen zu befreiende Flüssigkeiten und kann durch nahezu beliebige Vergrößerung ihres Volumens an nahezu jede

2Q Gegebenheit, wie etwa Schwebstoffgröße, Massenstrom des zu reinigenden Fluids usw. angepaßt werden.

Bei dem neuerungsgemäßen Filtersystem durchströmt die zu reinigende Flüssigkeit den Filter, das Filtermaterial von unten nc nach oben. Dabei werden Partikel unterhalb des Filters zurückgehalten, das System kann nicht verstopfen, da die Partikel in der Regel dann weiter nach unten sinken. Eine Rückspülung des Filters und Filtermaterials ist nicht erforderlich.

Durch die besondere Anordnung des Zulaufrohres, seine schräg nach unten gerichtete Einströmöffnung wird der Inhalt des Behälters, nämlich die zu reinigende Flüssigkeit in eine Drehbewegung gebracht. Diese Drehbewegung, die zu einer Strudelbildung führt, bewirkt, daß die Unterseite des Filters bzw. Filtermaterials relativ sauber gehalten wird. Des weiteren sammeln sich absetzende Partikel nahe der Mitte des Behälters im inneren Bereich des Strudels und verdichten sich. Damit ist

dann die Abfuhr der ausgeschiedenen und gesammelten Partikel im Bereich des Trichters am unteren Ende möglich.

Das neuerungsgemaße Filtersystem und die Filtervorrichtung arbeiten im Niederdruckbereich von etwa 0 bis 5 bar. Der Druck der zufließenden zu filternden Flüssigkeit reicht aus, um das System wirkungsvoll zu betreiben.

Claims

G 92 Schutzansprüche

1. Filtervorrichtung, um Flüssigkeiten von Schwebstoffen zu befreien, mit einem für Überdruckbetrieb geeigneten Behälter mit abnehmbarem Deckel, wobei der Behälter in zwei vertikal

in aufeinander angeordnete Räume durch einen Filtereinsatz unterteilt wird, mit einer Zufuhreinrichtung für ein zu filterndes Fluid, welches von einer Fördereinrichtung mit überdruck beaufschlagt wird und einer Abführeinrichtung für gefiltertes Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß die

^ Zuführeinrichtung (10) für zu filterndes Fluid in dem unteren Raum (21) in dessen oberen Bereich vorgesehen ist und die der Strömungsrichtung des Fluids entsprechende Längsachse (Y) der Austrittsöffnung (13) der Zuführeinrichtung (10) schräg nach unten in den Raum (21)

PQ des Behälters (2) und annähernd tangential zur Behälterwand verlaufend ausgebildet ist, so daß das unter Druck einströmende Fluid einen Strudel bildet und im unteren Raum (21) des Behälters (2) der Boden von einem Trichter (5) gebildet ist und mit einem Ablauf (11) versehen ist, und der 5 obere Raum (22) des Behälters (2) mit der Abführeinrichtung

(12) zum Abführen des durch den Filtereinsatz (4) aus dem weiteren Raum (21) in den oberen Raum (22) durchgedrückten gefilterten Fluids ausgestattet ist.

^_n

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Filtereinsatzes (4) anliegend eine

Selbstreinigungsvorrichtung für den Filtereinsatz (4) mit einem Kamm (41) und/oder Borsten (42) vorgesehen ist, die mit einem unterhalb des Kamms (41) angeordneten Segel (45)

versehen ist, mit welchem die Selbstreinigungsvorrichtung mit der Bewegungsenergie des Fluids beaufschlagbar ist.

-&igr;&ogr;&iacgr;

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet/ daß die Selbstreinigungsvorrichtung mit Auftriebskörpern versehen ist.

5

4. Filtervorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (5) oberseitig mit einem Gitterrost (6) versehen ist.