CH635518A5

CH635518A5 - Filtrierverfahren und vorrichtung.

Info

Publication number: CH635518A5
Application number: CH539778A
Authority: CH
Inventors: Edwin Hiesinger; Klaus Keplinger; Hermann Nessler
Original assignee: Inkomag
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1983-04-15
Also published as: SE7805308L; FR2390985A1; BR7803194A; IT7823606A0; SE437336B; AU3629178A; AT352757B; US4285821A; IT1094764B; JPS5826964B2; NL7805468A; FR2390985B1; AR216150A1; GB1602968A; AU513879B2; US4367150A; ATA360977A; BE867267A; DE2821768C3; DK221678A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abtrennung von Teilchen aus einem strömenden Medium in sich wiederholenden drei Arbeitsphasen mit Hilfe einer Filtriereinrichtung, deren sperrbare Ein- und Auslassöffnungen aufweisende Filterkammer durch eine mit Durchtrittsöffnungen versehene und an einer Seite ein Stützgewebe für eine Filterschicht aufweisende Trennwand in zwei Teilkammern unterteilt ist, wobei in jeder Anschwemmphase ein ein Filterhilfsmittel mitführendes Trägermedium in die erste Teilkammer mit Stützgewebe zugeführt, durch das Stützgewebe hindurch, an dem sich das Filterhilfsmittel in Form einer Filterschicht ablagert, in die zweite Teilkammer gebracht, und daraus wieder abgeführt wird, worauf in jeder Filtrierphase das zu filtrierende Medium in die erste Teilkammer zugeführt, durch die Filterschicht hindurch, an der sich die Teilchen ablagern, in die zweite Teilkammer gebracht, und daraus als gereinigtes Filtrat wieder abgeführt wird, und worauf schliesslich in jeder Reinigungsphase durch Rückspülung die verunreinigte Filterschicht vom Stützgewebe abgelöst und zusammen mit dem Spülmedium aus der ersten Teilkammer entfernt wird, sowie auf eine Filtriereinrichtung zu dessen Durchführung.

Ein Verfahren dieser Art ist beispielsweise der DE-PS 965 850 zu entnehmen. Das Verfahren dient zur Filtrierung von insbesondere Oberflächenwasser, wobei die Entfernung der verunreinigten Filterschicht durch Rückspülung von gereinigter Flüssigkeit, also von Filtrat erfolgt.

635 518

Dieser Verlust an Filtrat bei der Rückspülung zur Loslösung der angeschwemmten Filterschicht kann dann in Kauf genommen werden, wenn das zu filtrierende, nicht besonders wertvolle Medium in ausreichenden Mengen zur Verfügung steht. Beides trifft vor allem für Wasser zu, so dass das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung auch vor allem zur Filtrierung von Wasser Verwendung findet.

Ein ähnliches Verfahren ist weiters aus der AT-PS 316 583 bekannt geworden. Nach diesem Verfahren wird ebenfalls mit Filtrat rückgespült, wobei zusätzlich noch eine Vermischung von zu filtrierendem Medium mit Filtrat während der Reinigungsphase unvermeidlich ist. Da auch dieses Verfahren zur Reinigung von Wasser dient, sind diese Nachteile von geringer Bedeutung.

Bei der Filtrierung von wertvollen Medien, die nur in begrenzten Mengen vorhanden sind, das heisst, vor allem von solchen, die erst durch verschiedene Arbeitsprozesse erhalten werden, wird ein derartiger Verlust bzw. eine Vermischung von Spülmedium und zu filtrierendem Medium nach Möglichkeit unterbunden. Es sind daher beispielsweise in der Wein- und Bierherstellung Filtriereinrichtungen in Verwendung, die zur Reinigung zerlegt werden. Die Filterelemente werden herausgenommen, gereinigt und wieder eingesetzt. Da dies einen beträchtlichen Zeitaufwand benötigt, ist es das Bestreben, die Filtriereinrichtung möglichst gross zu bauen, und sie mit möglichst viel Filterfläche zu versehen, um den Abstand zwischen zwei Reinigungen zu vergrössern. Dem Medium werden ständig hochwertige Filtrierhilfsmittel zugegeben, etwa Kieselgur, um eine mit dem Filtriervorgang wachsende Filterschicht zu erzeugen. Dies und die seltene Reinigung bedingen wiederum hohe Betriebsdrücke, die eine druckfeste Ausführung der Filtriereinrichtung nach sich ziehen. Es ist verständlich, dass derartige Filtriereinrichtungen grosse Gestehungskosten aufweisen, und deren Reinigung schwierig ist.

Weiters sind Filtriereinrichtungen bekannt, die zur Gewinnung von Feststoffteilchen dienen. Um hier weitmöglichst den Rest des zu filtrierenden Mediums zu entfernen, ist es bekanntgeworden, den sich auf der Filterschicht ablagernden Filterkuchen auszupressen, etwa durch die CH-PS 399 422 bzw. gegebenenfalls noch zu waschen und zu trocknen, etwa nach der DE-OS 1 805 478. Für die Auspressung des Filterkuchens werden bewegliche Wände, etwa Membranen, verwendet, die von aussen unter Druck gesetzt und gegeneinandergepresst werden. Kammerseitig sind sie mit einer Filterschicht versehen, wobei das Filtrat über Rillen in den beweglichen Wänden abfliessen kann. Nachdem der Filterkuchen ausgepresstist, wird die Filtriereinrichtung geöffnet und der Filterkuchen entnommen. Es ist dabei belanglos, ob das nicht zur Weiterverwendung bestimmte Filtrat mit Waschwasser vermischt wird oder nicht.

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, ein Verfahren und eine Filtriereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Verlust an gereinigtem Filtrat sowie eine Vermischung der einzelnen Medien, insbesondere des zu filtrierenden Mediums mit dem Spülmedium verhindert wird, so dass jedes beliebige Medium gefiltert werden kann.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass während des gesamten Filtriervorganges die Vermischung unterschiedlicher Medien verhindert wird, indem zwischen Filtrier- und Reinigungsphase die Restmengen des zu filtrierenden Mediums aus der ersten Teilkammer und des Filtrâtes aus der zweiten Teilkammer, zwischen Reinigungs-und Anschwemmphase die Restmengen des Spülmediums aus beiden Teilkammern durch ein Verdrängungsmittel vollständig entfernt werden, wobei die Entfernung jeder Restmenge in der Durchflussrichtung des jeweiligen Mediums erfolgt. Ferner dadurch, dass bei der Filtriereinrichtung die

3

s io

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

635518

Trennwand im wesentlichen horizontal und im wesentlichen eben ist, und dass der der Trennwand zugewandten Unterfläche des Stützgewebes die Einlassöffnung für ein vom zu filtrierenden Medium und vom gereinigten Filtrat unterschiedliches Spülmedium zugeordnet ist. Das Verdrängungsmittel kann beispielsweise Luft oder ein anderes geeignetes Gas sein.

Eine bevorzugte Ausführung des Verfahrens sieht jedoch vor, dass die Restmengen aus den beiden Teilkammern durch je eine bewegliche Wand verdrängt werden, die an die Trennwand angepresst wird. Die Begrenzung der Teilkammern durch je eine bewegliche Wand ermöglicht die Entfernung der Restmenge der jeweiligen Medien dadurch, dass das Volumen jeder Teilkammer durch die Anpressung der beweglichen Wände gegen Null gebracht werden kann.

Die vollständige Entleerung der beiden Teilkammern vom zu filtrierenden Medium, vom Filtrat sowie vom Spülmedium nach der jeweiligen Arbeitsphase verhindert die Vermischung von Restmengen des einen Mediums mit dem nächst zufliessenden. Da die Teilkammern entleert sind, wird auch nicht mit dem Filtrat rückgespült, sondern mit dem der auf der Trennwand aufliegenden Unterfläche des Stützgewebes zugeführten und durch dieses hindurchgeführten Spülmedium.

Das erfindungsgemässe Verfahren weist daher zwei, vorzugsweise drei voneinander getrennte Durchflusswege auf:

a) Die Anschwemmphase kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen. Das zu filtrierende Medium und das Trägermedium können dieselben Substanzen sein, d.h. es kann das Filterhilfsmittel in einer bestimmten Menge des bereits filtrierten oder sonst zur Verfügung stehenden klaren Mediums verteilt sein. In diesem Fall sind die Einlassöffnungen für das zu filtrierende Medium und für das Spülmedium sowie die Auslassöffnung für das Spülmedium geschlossen. Das Trägermedium, das über seine Einlassöffnung in die erste Teilkammer fliesst und sich auf dem Stützgewebe verteilt, kann, da es aus klarem Medium besteht, durch die Auslassöffnung für das Filtrat abfliessen.

Wird jedoch als Trägermedium für das Filterhilfsmittel nicht bereits klares Medium verwendet, so wird die Auslassöffnung für das Filtrat verschlossen, und an deren Stelle eine eigens dafür vorgesehene Auslassöffnung für das Trägermedium geöffnet. In diesem Fall wird die Restmenge des Trägermediums aus der Filterkammer vor Beginn der Filtrierphase entfernt.

b) Das zu filtrierende Medium gelangt über die sperrbare Einlassöffnung in die erste, das mit dem Filterhilfsmittel versehene Stützgewebe beinhaltende Teilkammer, wobei sich an der durch das Filterhilfsmittel gebildeten Filterschichte die Verunreinigungen absetzen. Das Filtrat fliesst von dort in die zweite Teilkammer und über die Auslassöffnung aus der Filtriereinrichtung restlos heraus, so dass beide Teilkammern entleert sind. Ein Verlust an Filtrat ist dadurch unmöglich.

c) Dem dritten Durchflussweg folgt das Spülmedium, das durch seine Einlassöffnungen in die Filterkammer gelangt und die Unterfläche des Stützgewebes bespült. Durch das Spülmedium wird also das Stützgewebe rückgespült, wobei die Filterschicht entfernt wird, worauf das Spülmedium mit dem Filterhilfsmittel durch seine Auslassöffnung aus der ersten Teilkammer abfliesst. Während dieses Vorganges sind die Einlassöffnungen für das zu filtrierende'Medium bzw. das Filterhilfsmittel und die Auslassöffnung für das Filtrat in der zweiten Teilkammer verschlossen. Am Ende der Reinigungsphase werden die Restmengen des Spülmediums aus beiden Teilkammern entfernt, so dass eine scharfe Trennung der einzelnen Phasen erfolgt, und die Vermischung der Medien während jedes Phasenüberganges unterbunden wird.

Die erfindungsgemässe Filtriereinrichtung lässt sich aus diesem Grund hervorragend für die Filtrierung von wertvollen bzw. in geringen Mengen vorhandenen Medien verwenden.

Insbesondere für die Filtration von Flüssigkeiten mit gelösten organischen Stoffen wie Wein, Bier usw. ist es vorteilhaft, wenn nach der Entfernung der Restmenge des zu filtrierenden Mediums und vor Beginn der Reinigungsphase die Filterkammer sterilisiert wird, um die Entstehung von Bakterienkulturen zu verhindern, die eine Verstopfung des Stützgewebes im Laufe der Zeit bewirken könnten.

Für die Durchführung der bevorzugten Verfahrensvariante findet eine Filtriereinrichtung Verwendung, die jede Teilkammer durch eine durch äussere Druckeinwirkung an die Trennwand anpressbare, bewegliche Wand begrenzt, wobei die bewegliche Wand, die die zweite Teilkammer ohne Stützgewebe begrenzt, in der Anpressstellung die Durchtrittsöffnungen in der Trennwand dichtend verschliesst.

Bei der erfindungsgemässen Filtriereinrichtung ist auch bei der Filtration von Wein, Bier usw. eine häufige Reinigung des Stützgewebes und ein häufiger Austausch des Filterhilfsmittels möglich, da dazu die Filtriereinrichtung nicht zerlegt zu werden braucht. Weiters kann ein sehr billiges Filtrierhilfsmittel verwendet werden. In Frage kommen beispielsweise Zellulosefasern, Baumwollfasern u.ä., wobei dies Abfallprodukte sein können, genauso jedoch Sägespäne od.dgl. Eine Wiedergewinnung des Filterhilfsmittels ist im allgemeinen nicht nötig, da die genannten Materialien beispielsweise als Düngemittel weiter verwertbar sind, jedoch ohne weiteres denkbar.

Die die Durchtrittsöffnung der beispielsweise als Gitterrost auszubildenden Trennwand verschliessende bewegliche Wand ist bevorzugt mit den Öffnungen entsprechenden Erhebungen versehen, die beim Anpressen an die Trennwand die Durchtrittsöffnungen vollständig ausfüllen. Die Erhebungen, die beispielsweise an einer mit der beweglichen Wand verbundenen Verdrängerplatte ausgebildet sind, können pyramidenstumpfförmig ausgebildet sein. Beim Anpressen an die Trennwand wird ein dichtender Anschluss der Durchtrittsöffnungen und eine ununterbrochene Oberfläche der Trennwand erzielt.

Als Stützgewebe kann insbesondere ein Polyester-Mono-filamentgewebe Verwendung finden, das in Maschenweiten zwischen 10 und 5100 [im unter dem Handelsnamen «Poly-mon» erhältlich ist. Zur Filtrierung von Wein und Bier hat sich ein Gewebe von 25 um Maschenweite bewährt. Derartige Gewebe werden von der Schweizerischen Seidengazefabrik AG, Zürich, hergestellt und weisen eine höchste Feuchtigkeitsaufnahme von 0,6% auf, dehnen sich also praktisch nicht. Ein weiteres geeignetes Gewebe, das unter dem Handelsnamen «Nybolt» von derselben Firma erzeugt wird, ist ein Polyamid 66-Monofilament-Gewebe mit Maschenweiten zwischen 5 und 4000 |im. Von diesem Gewebe hat sich eines mit einer Maschenweite von 20 um bewährt.

Eine weitere Ausführung, durch die eine bestmögliche Reinigung des Stützgewebes erzielt wird, sieht zwei sperrbare Einlassöffnungen für das Spülmedium vor, von denen jede einer Seite des Filtergewebes zugeordnet ist.

Nachstehend wird nun die Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Ebenso sollen die in den Patentansprüchen angeführten Bezugszeichen keine Einschränkung bedeuten, sondern dienen lediglich dem erleichterten Auffinden bezogener Teile in den Figuren der Zeichnungen.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen Prinzipdarstellungen der einzelnen Arbeitsschritte;

die Fig. 6 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführung der Filterkammer;

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

die Fig. 7 eine Explosionszeichnung einer zweiten bevorzugten Ausführung der Filterkammer;

die Fig. 8 bis 12 Detailansichten der Bereiche A-E in Fig. 7;

die Fig. 13 bis 17 schematische Ansichten der einzelnen Betriebsstellungen der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 7 im Schnitt nach der Linie I—I;

die Fig. 18 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel;

die Fig. 19 einen Schnitt durch Fig. 18 nach der Linie II-II, und die Fig. 20 im Detail einen Schnitt durch den Bereich F der Fig. 19.

Das Prinzip des erfindungsgemässen Verfahrens wird anhand der Fig. 1 bis 5 dargestellt. Eine Filterkammer 36 ist durch eine mit Durchtrittsöffnung versehene Trennwand 5 in zwei Teilkammern 6,7 geteilt. Die Trennwand 5 ist einseitig mit einem Stützgewebe 9 belegt. Ein Trägermedium, in dem ein Filterhilfsmittel mitgeführt wird, durchströmt die Filterkammer 36 in Richtung des Pfeiles a. Dabei werden die Filterhilfsmittelteilchen auf dem Stützgewebe 9 abgelagert und bilden eine Filterschicht. Wird als Trägermedium gereinigtes Filtrat bzw. Medium verwendet, folgt anschliessend der in Fig. 2 dargestellte Arbeitsschritt des Filtrierens. Unterscheiden sich jedoch das Trägermedium und das zu filtrierende Medium voneinander, so wird die in der Filterkammer 36 enthaltene Restmenge des Trägermediums entfernt. In Fig. la ist dieser Schritt schematisch gezeigt. Die Restmenge des Trägermediums verlässt die Filterkammer entsprechend Pfeil a'.

Das zu filtrierende Medium durchströmt die Filterkammer 36 entsprechend Pfeil b und verlässt diese als gereinigtes Filtrat, da sich die Verunreinigungen in der Filterschicht absetzen. Nach Beendigung der Filtration bzw. nach Abfall unter eine wirtschaftliche Mindestdurchflussmenge, wird die Restmenge des zu filtrierenden Mediums bzw. des Filtrâtes aus der Filterkammer entfernt. Dies entspricht schematisch dem Vorgang nach Pfeil b' in Fig. 3. Als nächster Schritt kann gegebenenfalls die Sterilisation der Filterkammer 36 mittels eines Mikrowellensenders 60 erfolgen.

Die anschliessende Reinigungsphase beginnt nach Fig. 4 mit dem Durchfluss des Spülmediums entsprechend dem Pfeil c, wobei das Stützgewebe 9 rückgespült wird, und endet nach Fig. 5 mit der Entfernung der Restmenge des Spülmediums aus der Filterkammer entsprechend Pfeil c'.

In Fig. 6 ist eine erste Ausführung der erfindungsgemässen Filtriereinrichtung dargestellt. Die Filterkammer 36 weist eine Bodenplatte 23, einen darauf aufgesetzten Rahmen 61 mit Mittelsteg 62 sowie eine abschliessende Deckplatte 22 auf. Beidseitig des Mittelsteges 62 sind austauschbare Einsätze 63 in Form von Gitterrosten vorgesehen, die jeweils mit einem Stützgewebe 9 belegt sind. Der Mittelsteg 62 und die beiden Einsätze 63 bilden die Trennwand 5, die die Filterkammer 36 in eine erste, obere Teilkammer 6 und eine zweite, untere Teilkammer 7 unterteilen. Das Stützgewebe 9 ist demnach in der ersten Teilkammer 6 angeordnet und überdeckt die Durchtrittsöffnungen 4 der als Gitterroste ausgebildeten Einsätze 63. Im Mittelsteg 62 verläuft die Zuflussleitung 42 für das zu filtrierende Medium, das durch die Einlassöffnung 10 in die erste Teilkammer 6 einströmt. Nach Durchdringen der auf dem Stützgewebe 9 aufliegenden Filterschicht fliesst es gereinigt in die zweite Teilkammer 7 und über die Auslassöffnung 16 der Abflussleitung 41 wieder aus der Filtriereinrichtung. Die Einlassöffnung 10 ist durch ein Ventil 14, die Auslassöffnung 16 durch ein Ventil 29 ver-schliessbar. Das Spülmedium durchströmt die Filterkammer 36 in zwei Teilen. Ein Teil tritt über die durch ein Ventil 31 sperrbare Zuflussleitung 25 und die Einlassöffnung 12, die

635 518

durch eine Dichtlippe 19 verschliessbar ist, in die zweite Teilkammer 7, durchströmt das Stützgewebe 9, wobei die Filterschicht mit den Verunreinigungen abgehoben wird, und verlässt die erste Teilkammer 6 durch die Auslassöffnung 17 der Abflussleitung 35. Die Auslassöffnung 17 ist durch eine Dichtlippe 20 und die Abflussleitung 35 durch ein Ventil 27 sperrbar. Der zweite Teil des Spülmediums gelangt durch die Zuflussleitung 24 und die durch eine Dichtlippe 18 sperrbare Einlassöffnung 11 in die erste Teilkammer und reinigt die Oberfläche des Stützgewebes 9. Auch dieser Teil des Spülmediums verlässt die Filterkammer 36 durch die Auslassöffnung 17. Die Dichtlippen 18 und 19 öffnen in die Filterkammer 36 und werden durch den Überdruck des Filtriervorganges verschlossen gehalten. Die Dichtlippe 20 hingegen öffnet nach aussen in die Abflussleitung 35. Zu deren Verschluss wird daher in der Abflussleitung 35 ein Gegendruck aufgebaut, der durch ein über die durch ein Ventil 26 sperrbare Leitung 38 einströmendes Druckmedium erzeugt wird.

Der in der unteren Teilkammer 7 verbleibende Teil des Spülmediums verlässt diese durch die Auslassöffnung 21 der Leitung 39, die durch ein Ventil 30 absperrbar ist. Das Trägermedium für das Filterhilfsmittel gelangt über die Zuflussleitung 43 im Mittelsteg 62 durch die mittels Ventil 15 sperrbare Einlassöffnung 13 in die erste Teilkammer 6 und durch das Stützgewebe 9, auf dem sich die Filterschicht bildet in die zweite Teilkammer 7. Besteht das Trägermedium aus gereinigtem Medium, so verlässt es die Teilkammer 7 durch die Auslassöffnung 16, besteht es jedoch aus einem anderen Medium, so verlässt es diese durch die Auslassöffnung 21.

Zur vollständigen Entleerung der Teilkammern 6, 7 von den Restmengen der jeweiligen Medien kann über die mittels Ventil 33 sperrbare Zuflussleitung 34, und über die mittels Ventil 28 sperrbare Zuflussleitung 37 ein Verdrängermedium, etwa Luft, C02 usw. in die Filterkammer 36 eingebracht werden.

In den Fig. 7 bis 17 ist eine bevorzugte, zweite Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung beschrieben. Der Aufbau dieser Ausführung ist aus Fig. 7 anschaulich erkennbar. Auf die wannenförmige Bodenplatte 23 wird eine bewegliche Wand, beispielsweise eine Membran 2 aufgelegt, auf der eine Verdrängerplatte 64 befestigt ist, die mit einer Vielzahl von Erhebungen 3 versehen ist. Auf die Membran 2 wird der Rahmen 61 aufgelegt, in dessen Mittelsteg 62 vier Leitungen eingebettet sind, deren Öffnungen im Mittelbereich C des Mittelsteges 62 einmünden.

In den Rahmen 61 sind zwei als Gitterroste mit Durchtrittsöffnungen 4 ausgebildete Einsätze 63 einsetzbar, die jeweils mit einem Stützgewebe 9 bespannt sind. Die beiden Einsätze 63 und der Mittelsteg 62 bilden zusammen die Trennwand 5, die die Filterkammer 36 in die erste, obere und die zweite, untere Teilkammer 6,7 unterteilt.

Die Zahl, die Verteilung und die Form der Durchtritts-öffnungen 4 in den Einsätzen 63 entsprechen den der Erhebungen 3 an der Verdrängungsplatte 64. Als weiterer Teil ist auf dem Rahmen 61 eine obere bewegliche Wand 1 angeordnet, die an der zum Rahmen gewandten Oberfläche ebenfalls mit einer Verdrängerplatte 49 versehen ist, die jedoch eine plane Oberfläche aufweist. Als oberer Abschluss ist die Deckplatte 22 vorgesehen. Sämtliche Teile werden beispielsweise mittels Schrauben 48 und Muttern 50 miteinander verbunden. Die Bodenplatte 23 und die Deckplatte 22 sind gleich ausgebildet, so dass sich Filterkammern 36 stapeln lassen, wobei die Deckplatte 22 gleichzeitig die Bodenplatte 23 für die nächste Filterkammer bildet. Die wesentlichen Bereiche A-E werden anhand der Fig. 8 bis 12 im Detail beschrieben.

Die Fig. 8 zeigt eine Schrägansicht des Details A mit Schnitt durch den Steg 46 des Rahmens 61. Im Steg 46 ist die

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

635 518

Zuflussleitung 124 für den in die erste Teilkammer 6 in Richtung der Pfeiles 6 einfliessenden Teil des Spülmediums angeordnet. Dieser Teil des Spülmediums gelangt durch Einlassöffnungen 111 in die erste Teilkammer 6. Die Einlassöffnungen 111 sind durch eine vorgespannte Dichtlippe 118 überdeckt, die durch eine Befestigungsleiste 57 am Rahmensteg 46 befestigt sind. Kammerseitig ist der Rahmensteg 46 innerhalb der Einlassöffnungen 111 mit einer sich in Längsrichtung des Steges erstreckenden Rille 66 versehen, in die ein Kamm 67 des Einsatzes 63 der Trennwand 5 eingreift. Die Verriegelung der Einsätze 63 erfolgt mit Steckbolzen 58, die in Löcher der Einsätze 63 einschiebbar und im Rahmensteg

46 angeordnet sind. Das abgewinkelte Ende der Steckbolzen 58 ist in einer Ausnehmung 65 des Rahmensteges 46 bedienbar angeordnet. Nuten 69 dienen zur Aufnahme von Dichtungen gegenüber den beidseitig anliegenden beweglichen Wänden 1,2 (siehe Fig. 7).

In Fig. 9 ist der Bereich B des gegenüberliegenden Rahmensteges 47 einschliesslich eines Schnittes durch den Steg

47 dargestellt. In den Steg 47 ist die Abflussleitung 135 für das Spülmedium eingelassen. Dieses tritt aus der ersten Teilkammer 6 durch die Auslassöffnungen 117 in Richtung des Pfeiles c, c' (siehe Fig. 5) aus. Die Auslassöffnungen 117 sind durch Dichtlippen 120 verschliessbär, die durch eine Befestigungsleiste 68 am Rahmensteg 47 gehalten werden.

Die Abflussleitung 135 dient wechselweise als Zuflussleitung 138 für das Druckmedium, mit dessen Hilfe die Dichtlippen 120 die Auslassöffnungen 117 während der An-schwemm- und der Filtrierphase verschliessen. Zur Fixierung des Einsatzes 63 der Trennwand 5 dienen ebenfalls wieder eine Rille 66 und Steckbolzen 58, deren abgewinkeltes Ende in einer Ausnehmung 65 greif- und verschiebbar ist. In der gezeigten Ausführung erstreckt sich die Befestigungsleiste 68 über die gesamte Höhe des Steges 47, so dass in diesem Fall die Rille 66 und die Bohrungen 59 für die Steckbolzen 58 in ihr ausgebildet sind.

Die Fig. 10 zeigt den Bereich C des Mittelsteges 62 der Fig. 7 im Detail, sowie einen Schnitt durch den Mittelsteg 62. In den Mittelsteg 62 sind insgesamt vier Leitungen eingelassen. Die Zuflussleitung 142 für das zu filtrierende Medium mündet durch die Einlassöffnung 110 in die obere Teilkammer 6, ebenso die Zuflussleitung 143 für das Trägermedium des Filterhilfsmittels, dessen Ende die Einlassöffnung 113 darstellt. Die Zuflussleitung 125 für den zweiten Teil des Spülmediums, der zur Rückspülung des Stützgewebes Verwendung findet, mündet durch die Auslassöffnung 117 in die untere Teilkammer 7, aus der auch die Abflussleitung 141 für das gereinigte Filtrat über die Auslassöffnung 116 aus der Filterkammer abführt. Alle vier Öffnungen sind im Mittelbereich C des Mittelsteges 62 vorgesehen. Zur Aufnahme der Einsätze 63 sind in beiden Seitenflächen des Mittelsteges 62 wiederum Rillen 66 ausgebildet, in die Kämme 67 der Einsätze 63 eingreifen.

Fig. 11 zeigt den Bereich D der Bodenplatte 23 im Anschnitt bzw. denselben Bereich der gleichgestalteten Deckplatte 22. Die Bodenplatte 23 (Deckplatte 22) weist einen verdickten Randsteg 70 mit Nuten 69 zur Einlage von Dichtungen gegenüber der anliegenden beweglichen Wand 2 bzw. 1 (siehe auch Fig. 7). Innerhalb des umlaufenden Randsteges 70 weist die Bodenplatte 23 (Deckplatte 22) eine geringere Dicke auf, wodurch sie etwa wannenförmig ausgebildet ist und dadurch den unteren Teil der zweiten Teilkammer 7 bildet. Für die Verwendung als Deckplatte weist sie an der anderen Oberfläche ebenso eine wannenförmige Form auf, wodurch in diesem Fall der obere Teil der ersten Teilkammer 6 geformt wird. In die Bodenplatte 23 (Deckplatte 22) ist eine Zuflussleitung 137 für das Verdrängermedium eingelassen, durch das die beweglichen Wände 2 bzw. 1 angehoben bzw.

abgesenkt werden können. Das Verdrängermedium dringt zwischen die bewegliche Wand 2 bzw. 1 und die Bodenplatte 23 bzw. Deckplatte 22 in die Druckkammern 45 bzw. 44 über die Auslassöffnung 71. Wie aus Fig. 7 besser ersichtlich, weist jede Bodenplatte 23 bzw. Deckplatte 22 zwei Zuflussleitungen 137 auf, wobei eine Auslassöffnung 71 nach oben und eine zweite nach unten weist, wobei je nach Anordnung der betreffenden Platte als untere oder obere Abschlussplatte oder Mittelplatte eine oder beide Zuflussleitungen 137 in Betrieb sind.

Fig. 12 zeigt den Bereich E eines Einsatzes 63 nach Fig. 7 im Teilschnitt. Der Einsatz 63 der in Form eines Gitterrostes ausgebildet ist und daher Durchtrittsöffnungen 4 aufweist, ist mit umlaufenden Randleisten 73 versehen, an denen ein umlaufender Kamm 67 angeformt ist. Der Kamm 67 greift in die in den Fig. 8 bis 10 dargestellten Rillen 66 der Rahmenstege 46,47 und des Mittelsteges 62 ein. Die in den Rahmenstegen 46,47 angeordneten Steckbolzen 58 werden in Bohrungen 59 der Randleisten 73 eingeschoben, so dass die Einsätze 63 verriegelt werden.

Die Einsätze 63 sind mit dem Stützgewebe 9 für die Filterschicht an ihrer Oberseite überzogen. Nach dem Einbau der Einsätze 63 bilden diese zusammen mit dem Mittelsteg 62 die Trennwand 5 zwischen erster, oberer Teilkammer 6 und zweiter, unterer Teilkammer 7, wobei das Stützgewebe 9 in der ersten Teilkammer 7 zu liegen kommt.

Jede Zufluss- und Abflussleitung ist mit Ventilen zur Absperrung versehen, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nur schematisch in Fig. 7 dargestellt sind. Im einzelnen dient das Ventil 126 zur Sperrung der Zuflussleitung 138 für das Druckmedium zur Beaufschlagung der Dichtlippe 120, das Ventil 127 zur Sperrung der Abflussleitung 135 für das Spülmedium, das Ventil 128 zur Sperrung der Zuflussleitung 137 für das Verdrängermedium in der Bodenplatte 23, das Ventil 129 zur Sperrung der Abflussleitung 141 für das Filtrat, das Ventil 131 zur Sperrung der Zuflussleitung 125 für das Spülmedium, das Ventil 132 zur Sperrung der Zuflussleitung 124 für das Spülmedium, das Ventil 133 zur Sperrung der Zuflussleitung 134 für das Verdrängermedium in der Deckplatte 22, das Ventil 114 zur Sperrung der Zuflussleitung 142 für das zu filtrierende Medium und das Ventil 115 zur Sperrung der Zuflussleitung 143 für das Trägermedium des Filterhilfsmittels.

Die aufgezählten Ventile sind nur zur Erläuterung an den in Fig. 7 gezeigten Stellen angeordnet, sie können jeweils auch an beliebiger anderer Stelle entlang der zugehörigen Leitung eingebaut sein. Die Ventile sind zum Teil Absperrventile, zum Teil Rückschlagventile, wobei die Ventile 126, 128 und 133 zusätzlich mit einer Entlüftung versehen sind.

Der Arbeitsablauf der erfindungsgemässen Filtriereinrichtung nach Fig. 7 erfolgt entsprechend den in den Fig. 13 bis 17 dargestellten Phasen in folgender Weise, wobei von der Voraussetzung ausgegangen wird, dass das Filterhilfsmittel von dem bereits gereinigten oder klaren Medium als Trägermedium zugeführt wird. Die Fig. 13 bis 17 zeigen schematische Schnitte nach der Linie I-I der Fig. 7, wobei jedoch zur besseren Verdeutlichung des Strömungsverlaufes die Öffnungen im Mittelsteg 62 in unrichtiger Anordnung gezeichnet sind (die richtige Anordnung ist der Fig. 10 zu entnehmen).

1. Aufbringen des Filterhilfsmittels, beispielsweise Zellulose-, Baumwollfasern, Sägespäne od.dgl. (Fig. 13, Anschwemmphase).

In dieser Phase sind die Einlassöffnungen 110 für das zu filtrierende Medium und 111,112 für das Spülmedium-gesperrt. Die Dichtlippe 118 steht unter Normaldruck und bedeckt die Einlassöffnung III. Weiters steht die durch die Bodenplatte 23 und die untere bewegliche Wand 2 begrenzte

6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Druckkammer 45 ebenfalls unter Normaldruck, so dass die Wand 2 auf der Bodenplatte 23 aufliegt. Die Durchtrittsöffnungen 117 für das Spülmedium sind durch die Dichtlippe geschlossen, die durch Überdruck in der Zuflussleitung 138 (Pfeil d, schematisch) beaufschlagt ist. Die durch die Deckplatte 22 und die obere bewegliche Wand 1 begrenzte Druckkammer 44 steht unter Normaldruck. Über die Leitung 143 des Mittelsteges 62 wird durch die Einlassöffnung 113 im Trägermedium suspendiertes Filterhilfsmittel in die obere Teilkammer 6 eingebracht, wobei sich das Filterhilfsmittel gleichmässig über die Oberfläche des Stützgewebes zu einer Filterschicht aufbaut. Das klare Medium fliesst durch das Stützgewebe 9 in die untere Teilkammer 7 und durch die Auslassöffnung 116 für das Filtrat, die in die Unterseite des Mittelsteges 62 eingelassen ist, und weiters durch die Abflussleitung 141 ab. Nach Erreichen der gewünschten Dicke der Filterhilfsmittelschicht wird der Zufluss unterbrochen. Der Durchfluss erfolgt in Richtung des Pfeiles a.

2. Filtrieren des zu filtrierenden Mediums (Fig. 14, Filtrierphase). Die Einlassöffnung 113 wird geschlossen, die Einlassöffnung 110 hingegen geöffnet.

Bei gleichbleibender Stellung der Wände 1, 2 und der Dichtlippenteile 118,120 wird nun das zu filtrierende Medium durch die Zuflussleitung 142 des Mittelsteges 62 über die Einlassöffnung 110 in die obere Teilkammer 6 eingebracht. Es kann nur die auf dem Stützgewebe 9 liegende Filterschicht durchdringen, wo sich die Verunreinigungen ablegen. Durch das Stützgewebe 9 und die freien Durchtrittsöffnungen 4 der Trennwand 5 fliesst es als gereinigtes Filtrat in die untere Teilkammer 7, von wo es durch die Auslassöffnung 116 und die Abflussleitung 141 aus der Filtriereinrichtung ausrinnt. Durch die Ansammlung von Verunreinigungen wird die Filtrierleistung abnehmen und eine Reinigung der Filtriereinrichtung notwendig werden. Der Durchfluss erfolgt in Richtung des Pfeiles b.

3. Auspressen der mit Verunreinigungen angereicherten Filterschicht (Fig. 15 und 16).

Diese Phase ermöglicht ausserdem auch einen interessanten, bisher nur mit grossem Aufwand zu bewerkstelligenden und damit unwirtschaftlichen Verfahrensschritt bei der Wein-, Bier- od.dgl. Erzeugung, nämlich die Filtrierung des nach dem Gärungsprozess im Gärbehälter absitzenden Behälterschlammes, wodurch eine erhöhte Weinausbeute erreicht wird. Gleiches gilt natürlich auch für die Filterung anderer wertvoller Medien. Bei der Wasserreinigung kann diese Phase auch übergangen werden.

Die Zufuhr von zu filtrierendem Medium wird unterbrochen, indem die Einlassöffnung 110 gesperrt wird. Die Stellung der übrigen Teile und Ventile bleibt unverändert, doch wird das Ventil 133 geöffnet und die Druckkammer 44 unter Überdruck gesetzt. Die bewegliche Wand 1 legt sich an die Filterschicht und presst sie aus. Das noch enthaltene Filtrat rinnt in die zweite untere Teilkammer 7 ab und durch die geöffnete Auslassöffnung 116 aus der Filtriereinrichtung. Die Fliessrichtung entspricht dem Pfeil b' (Stellung nach Fig. 15).

Nach Ende des Auspressens wird bei sonst gleichbleibender Stellung aller Teile und Ventile das Ventil 128 geöffnet, wodurch ein Druckmedium in die untere Druckkammer 45 einströmt und die bewegliche Wand 2 mit Verdrängerplatte 64 und deren Erhebungen 3 anhebt. Die Fig. 16 zeigt eine Stellung unmittelbar vor vollständiger Füllung der Druckkammer 45. Da, wie erwähnt, nur die Auslassöffnung 116 geöffnet ist, und eine Rückspülung in die obere Teilkammer 6 durch die an die Trennwand angepresste bewegliche Wand 1 ausgeschlossen ist, wird die enthaltene Restmenge des gereinigten Filtrats aus der unteren Teilkammer 7 vollständig

635518

in die Auslassöffnung 116 und damit in die Abflussleitung 141 gedrängt. Die Fliessrichtung entspricht dem Pfeil c'.

Bei vollständiger Füllung der Druckkammer 45 ist die bewegliche Wand 2 ebenfalls an die Trennwand 5 angepresst und die Erhebungen 3-füllen die Durchtrittsöffnungen 4 vollständig aus. Die Zuflussleitungen des Druckmediums in die Drudekammern 44,45 sind im Detail in Fig. 11 dargestellt und hier nur schematisch angedeutet.

4. Insbesondere bei der Filtrierung von Medien mit organischen Verunreinigungen bzw. Teilchen kann, um Bakterienwachstum zu verhindern, eine gelegentliche Sterilisation der Filterkammer erwünscht bzw. notwendig sein, die nach dem Auspressen vor der Reinigungsphase erfolgt. Hie-zu wird auf die schematische Darstellung nach Fig. 3a verwiesen. Die Auslassöffnung 116 für das Filtrat wird vorher gesperrt, und die Druckkammern 44 und 45 entleert, so dass die beweglichen Wände 1,2 von der Trennwand gelöst werden. Ebenso wird der Druck in der Zuflussleitung 138 abgebaut, so dass die Dichtlippe 120 nur mehr lose die Auslassöffnungen 117 bedeckt. Die Sterilisation wird mit Mikrowellen durchgeführt, die von dem in Fig. 3a gezeigten Mikrowellensender in einem die Filterkammer umgebenden und die Mikrowellen reflektierenden Gehäuse 74 abgegeben werden. Die Zufluss- und Abflussleitungen für die einzelnen Medien sind aus Metall, so dass sie von den Mikrowellen nicht durchdrungen werden. Die übrigen Teile der Filterkammer sind hingegen aus Kunststoff, durch den die Mikrowellen durchtreten können. Es wird daher die in der Filterschicht verbliebene Restfeuchtigkeit der Verunreinigungen durch die Mikrowellen erhitzt und verdampft, wobei alle enthaltenen Keime zerstört werden, während die in den Zufluss- und Abflussleitungen enthaltenen Medien nicht erwärmt werden.

5. Die anschliessende Reinigungsphase wird bevorzugt zweistufig ausgeführt:

In der ersten Reinigungsstufe (Fig. 17) wird das Stützgewebe mit dem Spülmedium rückgespült. Sofern nicht sterilisiert wurde, werden hiezu die zu Ende der Auspressung noch geöffnete Auslassöffnung 116 für das Filtrat gesperrt, der Druck in den Druckkammern 44,45 und in der Zuflussleitung 138 abgebaut, wodurch die beweglichen Wände 1,2 und die Dichtlippe 120 entlastet werden. Anschliessend wird die Einlassöffnung 112 für das Spülmedium geöffnet, das über die Zuflussleitung 125 durch den Mittelsteg 62 in die untere Teilkammer 7 einströmt. Als einziger freier Weg verbleibt dem Spülmedium der Durchgang durch das Stützgewebe 9 in die obere Teilkammer 6, wobei die Filterschicht vom Stützgewebe abgehoben wird. Das Spülmedium fliesst durch die Auslassöffnung 117 in die nunmehr als Abflussleitung 135 dienende Zuflussleitung 138 aus der Filtriereinrichtung heraus, wobei die verunreinigte Filterschicht mitgenommen wird. Der Durchfluss erfolgt in Richtung des Pfeiles c.

In der zweiten Reinigungsstufe, durch die eine vollkommene Entfernung der verunreinigten Filterschicht erleichtert wird, wird zusätzlich weiteres Spülmedium durch die Einlassöffnung 111 unter Anhebung der Dichtlippe 118 aus der Zuflussleitung 124 in die erste Teilkammer 6 eingebracht. Dieser Teil des Spülmediums fliesst entlang der Oberfläche des Stützgewebes 9 zur Auslassöffnung 117, wobei der letzte Rest der Filterschicht entfernt wird. Als Spülmedium für die erste Reinigungsstufe wird bevorzugt Wasser verwendet, während als weiteres Spülmedium für die zweite Reinigungsstufe bevorzugt stossweise Druckluft zugeführt wird.

Zum Abschluss der zweiten Reinigungsstufe wird die Einlassöffnung 112 für das in die zweite Teilkammer 7 eingebrachte Spülmedium gesperrt und das Ventil 128 für die untere Druckkammer 45 geöffnet. Die bewegliche Wand 2 wird

7

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

635 518

angehoben, wobei die Erhebungen 3 die Durchtrittsöffnungen 4 der Einsätze 63 der Trennwand 5 dichtend verschlies-sen. Die Restmenge des in der unteren Teilkammer 7 enthaltenen Spülmediums wird daher vollständig in die obere Teilkammer 6 verdrängt. Weiters wird die Einlassöffnung 111 wieder durch die Dichtlippe 118 verschlossen, indem der Zufluss von Spülmedium durch die Zuflussleitung 124 unterbrochen wird. Anschliessend wird auch die obere Druckkammer 44 gefüllt, wodurch die bewegliche Wand 1 noch unten an die Trennwand 5 gepresst wird. Die darin enthaltene Restmenge des Spülmediums muss daher durch die noch offene Auslassöffnung 117 abrinnen, die letztlich ebenfalls wieder durch Umwidmung der Abflussleitung 135 in die Zuflussleitung 138 für das Druckmedium und Anpressung der Dichtlippe 120 an die Auslassöffnungen 117 verschlossen werden. Die Reinigungsphase ist somit abgeschlossen und nach Entleerung der Druckkammern 44 und 45 kann wiederum mit der Anschwemmphase begonnen werden.

In den Fig. 18 bis 20 ist eine dritte Ausführung der erfindungsgemässen Filtriereinrichtung dargestellt.

Die Filtriereinrichtung dieser Ausführung besteht aus einer Bodenplatte 223, einer Deckplatte 222 sowie seitlichen Wänden 75 bis 78 auf, und ist bevorzugt aus zwei Wannen zusammengesetzt.

Mit geringen Abständen zur Seitenwand 75 erstreckt sich eine parallele Zwischenwand, die in einen oberen Steg 80 und einen unteren Steg 81 getrennt ist und zusammen mit der Seitenwand 75 und Teilen der Trennwand 5, der Bodenplatte 223 und der Deckplatte 222 die beiden Zuflussleitungen 224 und 225 zum Zufluss des Spülmediums bilden. Der Abfluss des Spülmediums erfolgt durch die Leitung 235 in der Seitenwand 76, die wechselweise wiederum als Zuflussleitung 238 für das Druckmedium zur Beaufschlagung der Dichtlippe 220 dient.

Etwa in der Mitte zwischen der Deckplatte 222 und der Bodenplatte 223 ist parallel dazu eine als durchgehender Gitterrost ausgebildete Trennwand 5 angeordnet. Die Stege 80 und 81 der Zwischenwand und die Seitenwände 76 bis 78 dienen weiters als Randhalterung für die ebenfalls als Membranen ausgebildeten beweglichen Wände 1,2. Sie begrenzen die Filterkammer 36, in der die Filtration stattfindet. Die Trennwand 5 teilt die Filterkammer 36 in die beiden Teilkammern 6, 7, die durch die Durchtrittsöffnungen 4 des Gitterrostes miteinander verbunden sind, und deren Rauminhalt durch bewegliche Wände 1,2 veränderbar ist.

Wenn die Trennwand 5 relativ grosse Durchtrittsöffnungen 4 und breite Stege aufweist, ist es vorteilhaft, in Durchflussrichtung des Spülmediums (Pfeil c) verlaufende Rippen vorzusehen, die in die Oberfläche 8 der Trennwand 5 eingelassen sind. So kann ein eventueller Durchhang des Stützgewebes 9, das in dieser Ausführung die gesamte Trennwand 5 bedeckt, verhindert werden.

Die Durchtrittsöffnungen 4 der Trennwand 5 erweitern sich vorzugsweise nach unten und werden bei Druckbeaufschlagung der beweglichen Wand 2 durch deren Erhebungen 3 dichtend ausgefüllt. Dadurch wird eine geschlossene Oberfläche 8 der Trennwand gebildet, und der Durchtritt von Spülmedium in die untere Teilkammer 7 ausgeschlossen. Im Mittelbereich der Trennwand 5 ist ein Abschnitt ohne Durchtrittsöffnungen 4, also ein verbreiterter Steg 40 des Gitterrostes vorgesehen. Dieser verschliesst bei druckbeaufschlagter, unterer beweglicher Wand 2 die in deren Mittelbereich angeordnete Auslassöffnung 216 für das Filtrat, und dichtet sie ab. Ohne Druckbeaufschlagung hängt die untere bewegliche Wand durch das Gewicht der Auslassöffnung 216 der Abflussleitung 241 mittig durch, deren Mündungsstück 52 etwa L-förmig ausgebildet ist und eine abgeschrägte Sockelfläche 51 aufweist, die auf der Bodenplatte 223 aufliegt. Die untere bewegliche Wand 2 bildet somit einen trichterähnlichen Ablauf für das Filtrat. Dabei kann die Bodenplatte 223 mit einer Anzahl von Stützelementen 53 versehen sein, auf denen die bewegliche Wand 2 aufliegt, um eine Ab-lauffläche mit gleichmässigem Gefälle zu bilden, wodurch die Ansammlung von Filtratresten zwischen den Erhebungen 3 vermieden wird.

Die obere bewegliche Wand 1 weist ebenfalls etwa im Mittelbereich Einlassöffnungen 210,213 der Zuflussleitungen 242,243 auf, in die Rückschlagventile 214,215 eingesetzt sind. Dabei dient die Leitung 242 dem Zufluss des zu filtrierenden Mediums und die Leitung 243 dem Zufluss des Trägermediums für das Filterhilfsmittel.

Als Trägermedium wird bei dieser Ausführung gereinigtes oder reines Medium verwendet. Es fliesst durch die Auslassöffnung 216 wieder aus der Filterkammer 36 ab.

Das Spülmedium tritt sowohl aus der oberen Zuflussleitung 224 durch die Einlassöffnung 211 als auch aus der untern Zuflussleitung 225 durch die Einlassöffnung 212 in die obere Teilkammer 6, und von dort durch die Auslassöffnung 217 in die Abflussleitung 235. Wie aus Fig. 20 ersichtlich, die den Bereich F von Fig. 19 im Detail zeigt, wird die Einlassöffnung 212 bevorzugt durch eine Reihe von Schlitzen 55 oder Löchern in der Trennwand 5, die Einlassöffnung 211 durch eine Reihe von Schützen oder Löchern in Steg 80 gebildet. Zur Absperrung der Einlassöffnung 211,212 und der Auslassöffnung 217 sind Dichtlippen 218,219,220 vorgesehen.

Die Absperrung der Einlassöffnungen 212 (Schlitze 55) in der Trennwand 5 erfolgt durch die Dichtlippe 219, die an der Oberseite der Trennwand 5 befestigt ist, wobei die Dichtlippe 219 zwischen der Trennwand 5 und dem Stützgewebe 9 angeordnet ist. Das durch die Einlassöffnung 212 einströmende Spülmedium hebt die Dichtlippe 219 mit dem Stützgewebe 9 geringfügig an und strömt zwischen Stützgewebe 9 und der Trennwand 5 in die erste Teilkammer 6, da bei angehobener beweglicher Wand und damit durch die Erhebungen 3 verschlossenen Durchtrittsöffnungen 4 der Weg in die zweite Teilkammer 7 versperrt ist. Das Spülmedium kann daher nur durch das Stützgewebe 9 strömen, um die Auslassöffnung 217 zu erreichen. Dabei wird also das Stützgewebe 9 rückgespült und die Filterschicht abgehoben.

Wie bereits erwähnt, können die Reinigungsphasen in beliebigen Zeitabständen erfolgen, ohne dass bedeutsame Zeitverluste auftreten, da eine Zerlegung der Einrichtung, auch nach längerem Gebrauch, nicht nötig wird. Als Filterhilfsmittel können ohne Nachteile Materialien, wie die erwähnten Zellulosefasern, Sägespäne, Verwendung finden, deren Weiterverwendung umweltfreundlich, z.B. als Dünger, erfolgen kann, und die zu beliebigem Ausmass zur Verfügung stehen. Eine Wiedergewinnung des Filterhilfsmittels durch dessen Reinigung ist ebenso möglich. Auch Medien mit einem hohen Rückstandanteil können leicht gefiltert werden, da eben eine oftmalige Auswechslung der Filterschicht ohne weiteres erfolgen kann. Als Stützgewebe 9 kann, wie erwähnt, ein Polyester-Monofilament-Gewebe aus Kunststoffäden, etwa mit einer Maschenweite von 25 |im verwendet werden.

Die erfindungsgemässe Filtriereinrichtung eignet sich insbesondere für die Wein-, Bier- und Mosterzeugung, für die Wasserreinigung sowie für andere schwer filtrierbare Suspensionen. Es ist aber auch die Reinigung von Aerosolen ohne weiteres denkbar. Auch die Anwendung in chemischen Laboratorien zur Filtration von den verschiedensten Flüssigkeiten ist möglich, wobei sich die Wahl des Spülmediums, des Trägermediums für das Filterhilfsmittel und dieses selbst nach den Gegebenheiten richten wird. Der in der erfindungsgemässen Filtriereinrichtung herrschende Betriebsdruck

8

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

9

635 518

beim Filtrieren kann unter 2 bar gehalten werden und vorzugsweise 1,4 bar betragen, der Betriebsdruck für das Spülmedium kann ebenfalls unter 4 bis 5 bar bleiben. Der in den Druckkammern 44,45 aufzubauende Druck liegt ebenfalls maximal in dieser Grössenordnung. Die Filterkammer kann daher aus Kunststoff gefertigt sein, wodurch auch die Sterilisierung durch Mikrowellen ermöglicht wird.

Für die meisten Anwendungsgebiete genügt beispielsweise der Anschluss an eine Wasserleitung üblichen Betriebsdruckes, wobei das Wasser sowohl als Druckmedium für die Druckkammern 44 und 45 und zum Verschluss der Dichtlippe 20, 120, 220 als auch als Spülmedium verwendet werden kann. Ebenso ist als Druck- und/oder Spülquelle Pressluft od.dgl. denkbar. Der einfache Aufbau der erfindungsgemässen Filtriereinrichtung und deren Wartungsfreiheit bilden auch die Grundlage für die Möglichkeit, die Filtriereinrichtung in verschiedenen Grössen zu erstellen. Für die Wasserreinigung können Grossanlagen gebaut werden, für die Wein- und Bierherstellung Filtriereinrichtungen in mittleren und beispielsweise für die Verwendung im Haushalt in kleinen Grössen. Dort können sie beispielsweise zur Filtrierung von selbstgepressten Fruchtsäften angewendet werden.

Filterhilfsmittel in g/1 Trägermedium

Gewebeart N = Polyamid 20 um

P = Polyester 20 um

Anschwemmzeit sec

Filtrierdauer min 0-2 2-4 4-6 Filtrierzeit in sec/1 klares Filtrat

6-8

8-10

Pumpen druck bar

Rohwein

Vi

P

30

15

16

19

27

1,6

1

N

30

12

16

22

30

37

1,6

Bier ohne

'/2

N

30

15,5

27

36

47

61

1,6

Gegendruck

1

N

30

24

26

36

49

61

1,6

(Rohbier)

2

N

120

27

33

37

44

52

1,6

Bier mit

1

N

35

40

51

67

90

120

2,5

Gegendruck

2

P

35

60

-

90

-

120

2,5

2,0 bar

(Rohbier)

Flusswasser

1

N

30

14

14,5

15

15,5

16

1,6

stark ver

schmutzt

Rohweinessig 1

N

30

1,1

11,5

12

1,6

Die Reinigungsdauer betrug im Durchschnitt 30 sec. Die Filterfläche betrug 0,1 m2.

Auch eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist ohne weiteres denkbar. Die erfindungsgemässe Filtriereinrichtung kann nämlich auch zur Extrahierung von Stoffen verwendet werden. In diesem Fall entspricht das Extraktpulver dem s Filtrierhilfsmittel, das durch die Durchströmung von heis-sem Wasser extrahiert wird. Die Entfernung des Rückstandes erfolgt wie beschrieben.

Die Steuerung des Phasenablaufes kann ohne Schwierigkeiten automatisch mit bekannten Steuerungseinrichtungen io erfolgen. Dies wird vor allem dann von Vorteil sein, wenn mehrere erfindungsgemässe Einrichtungen gekoppelt, in einfacher Weise platzsparend übereinander gestapelt werden.

Auch einer Filteranlage angehörende übrige Geräte wie etwa die Förderpumpe für das zu filtrierende Medium kön-i5 nen kleiner dimensioniert sein.

In der nachfolgenden Tabelle sind Versuchsreihen mit verschiedenen Flüssigkeiten unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen beschrieben. Als Filterhilfsmittel wurden handelsübliche Zellstoffasern verwendet, die auch in her-20 kömmlichen Anschwemmfiltern verwendet werden.

s

7 Blatt Zeichnungen

Claims

635 518 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Abtrennung von Teilchen aus einem strömenden Medium in sich wiederholenden drei Arbeitsphasen mit Hilfe einer Filtriereinrichtung, deren sperrbare Ein- und Auslassöffnungen aufweisende Filterkammer durch eine mit Durchtrittsöffnungen versehene und an einer Seite ein Stützgewebe für eine Filterschicht aufweisende Trennwand in zwei Teilkammern unterteilt ist, wobei in jeder Anschwemmphase ein ein Filterhilfsmittel mitführendes Trägermedium in die erste Teilkammer mit Stützgewebe zugeführt, durch das Stützgewebe hindurch, an dem sich das Filterhilfsmittel in Form einer Filterschicht ablagert, in die zweite Teilkammer gebracht, und daraus wieder abgeführt wird, worauf in jeder Filtrierphase das zu filtrierende Medium in die erste Teilkammer zugeführt, durch die Filterschicht hindurch, an der sich die Teilchen ablagern, in die zweite Teilkammer gebracht, und daraus als gereinigtes Filtrat wieder abgeführt wird, und worauf schliesslich in jeder Reinigungsphase durch Rückspülung die verunreinigte Filterschicht vom Stützgewebe abgelöst und zusammen mit dem Spülmedium aus der ersten Teilkammer entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des gesamten Filtriervorganges die Vermischung unterschiedlicher Medien verhindert wird, indem zwischen Filtrier- und Reinigungsphase die Restmengen des zu filtrierenden Mediums aus der ersten Teilkammer (6) und des Filtrats aus der zweiten Teilkammer (7), zwischen Reinigungs- und Anschwemmphase die Restmengen des Spülmediums aus beiden Teilkammern (6, 7) durch ein Verdrängungsmittel vollständig entfernt werden, wobei die Entfernung jeder Restmenge in der Durchflussrichtung des jeweiligen Mediums erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entfernung der Restmenge des zu filtrierenden Mediums und vor Beginn der Reinigungsphase die Filterkammer (36) sterilisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Restmengen aus den beiden Teilkammern (6, 7) durch je eine bewegliche Wand (1,2) verdrängt werden, die an die Trennwand (5) angepresst wird.

4. Filtriereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einer sperrbare Ein- und Auslassöffnungen für das zu filtrierende Medium, für das Trägermedium und für das Spülmedium aufweisenden Filterkammer, die durch eine mit Durchtrittsöffnungen versehene und an einer Seite ein Stützgewebe aufweisende Trennwand in zwei Teilkammern unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand im wesentlichen horizontal und im wesentlichen eben ist, und dass der der Trennwand (5) zugewandten Unterfläche des Stützgewebes (9) die Einlassöffnung (12,112,212) für ein vom zu filtrierenden Medium und vom gereinigten Filtrat unterschiedliches Spülmedium zugeordnet ist.

5

5. Filtriereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sperrbare Einlassöffnungen (11,111,211 und 12,112,212) für das Spülmedium vorgesehen sind, von denen jede einer Seite des Stützgewebes (9) zugeordnet ist.

6. Filtriereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Einlassöffnungen (12,112) für das Spülmedium in die zweite Teilkammer (7) mündet.

7. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sperrbaren Einlassöffnungen (10,110,210; 11,111,211; 12,112,212; 13,113,213) für das zu filtrierende Medium, für das Trägermedium des Filterhilfsmittels und für das Spülmedium jeweils die Enden getrennter Zuflussleitungen (42, 142,242; 43,143,243; 24,124, 224; 25, 125,225) bilden.

8. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Teilkammer (6, 7) durch eine durch äussere Druckeinwirkung an die Trennwand (5) anpressbare, bewegliche Wand (1,2) begrenzt ist, wobei die bewegliche Wand, die die zweite Teilkammer (7) ohne Stützgewebe begrenzt, in der Anpressstellung die Durchtrittsöffnungen (4) in der Trennwand (5) dichtend verschliesst.

9. Filtriereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Durchtrittsöffnungen (4) der bevorzugt als Gitterrost ausgebildeten Trennwand (5) verschliessende bewegliche Wand (2) mit den Öffnungen entsprechenden Erhebungen (3) versehen ist, die beim Anpressen an die Trennwand (5) die Durchtrittsöffnungen (4) vollständig ausfüllen.

10

10. Filtriereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (3) an einer mit der beweglichen Wand (2) verbundenen Verdrängerplatte (64) angeordnet sind.

11. Filtriereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (4) sich zur mit Erhebungen (13) versehenen, beweglichen Wand (2) hin erweitern.

12. Filtriereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (5) zwei, die Durchtrittsöffnungen (4) aufweisende, austauschbare Einsätze (63) in Form von Gitterrosten, auf denen das Stützgewebe (9) angeordnet ist, und einen zwischen diesen angeordneten festen Mittelsteg (62) aufweist.

13. Filtriereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittelsteg (62) die Zuflussleitungen (142,143) für das zu filtrierende Medium und für das Trägermedium des Filterhilfsmittels, die Zuflussleitung (125) für den der Unterfläche des Stützgewebes (9) zugeordneten Teil des Spülmediums, sowie die Abflussleitung (141) für das Filtrat angeordnet sind, wobei die Einlassöffnungen (110,

113) für das zu filtrierende Medium und das Trägermedium in die erste Teilkammer (6) mit Stützgewebe (9), die Einlassöffnung (112) für den der Unterfläche des Stützgewebes (9) zugeordneten Teil des Spülmediums und die Auslassöffnung (116) für das Filtrat hingegen in die zweite Teilkammer (7) ohne Stützgewebe, jeweils im Mittelbereich (C) des Mittelsteges (62) münden.

14. Filtriereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflussleitungen (142,143,125) für das zu filtrierende Medium und für das Trägermedium, und die Abflussleitung für das Filtrat durch zwei im Mittelsteg (62) parallel nebeneinander geführte Rohre gebildet sind, wobei in jedem Rohr im Mittelbereich (C) ein Verschlusspfropfen dichtend angeordnet ist.

15

15. Filtriereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede im Mittelbereich (C) des Mittelsteges (62) mündende Öffnung (110,112,113,116) in Anpressstellung der beweglichen Wand (2, 3) durch diese dichtend verschlossen ist.

16. Filtriereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder im Mittelbereich (C) des Mittelsteges (62) mündenden Öffnimg (110,112,113,116) ein an der beweglichen Wand (2, 3) angeordneter Verdrängungskörper zugeordnet ist.

17. Filtriereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (11,111,211) für den der Oberfläche des Stützgewebes (9) zugeordneten Teil des Spülmediums und die Auslassöffnung (17,117,217) für das Spülmedium durch druckbeaufschlagbare Dichtlippen (18, 118,218; 20,120,220) absperrbar sind.

18. Filtriereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der die erste Teilkammer (6) mit Stützgewebe (9) begrenzenden bewegüchen Wand (1) die sperr2

19. Filtriereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (210,213) für das zu filtrierende Medium und für das Trägermedium in dem Mittelbereich der beweglichen Wand (1) angeordnet sind.

20. Filtriereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der die zweite Teilkammer (7) ohne Stützgewebe (9) begrenzenden beweglichen Wand (2) die Auslassöffnung (216) für das Filtrat angeordnet ist.

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

baren Einlassöffnungen (210,213) für das zu filtrierende Medium und für das Trägermedium des Filtrierhilfsmittels angeordnet sind.

21. Filtriereinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (216) für das Filtrat in der Anpressstellung der beweglichen Wand (2) durch einen Abschnitt der Trennwand (5) dichtend verschlossen ist.

22. Filtriereinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (216) für das Filtrat in der Anpressstellung der beweglichen Wand (2) durch einen verbreiterten Steg (40) des die Trennwand bildenden Gitterrostes dichtend verschlossen ist.

23. Filtriereinrichtung nach Anspruch 8 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (18,118,218; 19, 219; 20,120,220) der Einlassöffnungen (11,111,211; 12,212) für das Spülmedium sowie der Auslassöffnung (17,117,217) für das Spülmedium und die beweglichen Wände (1,2) hydraulisch oder pneumatisch phasengesteuert beaufschlagbar sind.

24. Filtriereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Einlassöffnungen (211,212) für das Spülmedium in die erste Teilkammer (6) mit Stützgewebe (9) münden.

25. Filtriereinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die sperrbare Einlassöffnung (21) für den der Unterfläche des Stützgewebes (9) zugeordneten Teil des Spülmediums durch eine Reihe von Schlitzen (55) oder Löchern in der Trennwand (5) gebildet ist.