CH643465A5 - Filteranlage. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filteranlage nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Flüssigkeitsfilter zur Gewinnung von hochreinem Was-40 ser, wie es als Speisewasser für Dampfkessel benötigt wird, haben im allgemeinen eine Anschwemmschicht aus Diatomeenerde oder Ionenaustauscherharz-Pulvern. Derartige Filteranlagen können 500 und mehrere einzelne Filterelemente enthalten, die mehr als 2 m lang sein können. Die 45 volle Ausnutzung der Reinigungsfahigkeit derartiger Anschwemmschichten macht es erforderlich, dass das An-schwemmaterial gleichmässig über die gesamte Länge des Filterelementes verteilt ist. Stammt der Dampf für die Stromerzeugung aus einem Kernreaktor, so werden die so Filterelemente weitgehendst kontaminiert und die einzelnen Filterelemente müssen unter Einhaltung eines Sicherheitsabstandes ein- und ausgebaut werden können.

Die erfindungsgemässe Filteranlage ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Patentan-55 spruchs 1 gekennzeichnet.

Die erfindungsgemässe Filteranlage besitzt den Vorteil, dass der Druckabfall über die gesamte Filterlänge gleichmässig ist. Die Filterelemente sind auch dann dicht an das Rohrsystem angeschlossen, wenn die Elemente schrumpfen 6o oder in anderer Weise ihre Dimension ändern. Diese Dichtung ist gegen Beschädigung geschützt. Bei der erfmdungsge-mässen Filteranlage lassen sich die Filterpatronen unter Einhaltung eines Sicherheitsabstandes einsetzen und herausnehmen. Der Druckabfall ist durch die gleichmässige Beschich-65 tung über die gesamte Länge der relativ langen Filterkerzen gering. Innerhalb der Anlage befinden sich nur wenige Werkstoffe oder dergleichen, die nicht direkt für die Behandlung der Flüssigkeit dienen.

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Die Filtereinheiten besitzen die Vorteile, dass sie relativ wenig aufwendig, gut haltbar, leicht montierbar sind und dicht bleiben, was bei den bekannten vergleichbaren Anlagen nicht der Fall war.

Die erfindungsgemässe Filteranlage besitzt die weiteren Vorteile, dass sie relativ wenig aufwendig ist, eine grosse Lebensdauer besitzen, sich leicht installieren lässt und eine Fixiermöglichkeit besitzt, welche die bekannten Anlagen nicht aufweisen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weiter erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise weggebrochen, der erfindungsgemässen Filtereinheit;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt, teilweise weggebrochen, einer Detailansicht der Abdichtung für die Elemente der Anlage aus Fig. 1;

Fig. 3 zeigt einen Detailquerschnitt, entlang 3-3 der Anlage aus Fig. 2, um den Fixierungsmechanismus zu zeigen;

Fig. 4 ist ein Teilquerschnitt entsprechend Fig. 3, der jedoch die Fixierung nicht im Eingriff zeigt;

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Filteranlage an einem Teillängsschnitt, teilweise weggebrochen.

Die Filteranlage 10 weist eine Vielzahl von porösen, langen, zylindrischen Filterelementen 11 in einem Druckgefäss 12 auf, dem über die Zuleitung 13 unbehandelte Flüssigkeit aufgegeben und aus dem durch die Ableitung 14 behandelte Flüssigkeit ausgetragen wird. Die Filterelemente 11 haben geschlossene obere Enden 15 und offene untere Enden 16. Die oberen Enden 15 können in üblicher Weise in dem Druckgefäss 12 gehalten werden. Die Filterelemente 11 bestehen aus üblichen Materialien, wie Wicklungen aus Nylonoder Polypropylensträngen, oder sie sind Siebe oder Netze aus korrosionsbeständigem Stahl. Auf diesen Filterelementen 11 befinden sich in üblicher Weise aufgebrachte Anschwemmschichten 18 aus pulverförmigen Stoffen. Im unteren Teil des Druckgefässes 12 befindet sich die Rohrplatte 19 und unterteilt damit das Druckgefäss in eine Kammer 20 für relativ hohen Druck und unbehandelte Flüssigkeit und eine Kammer 21 für relativ geringen Druck und behandelte Flüssigkeit, aus welcher die Ableitung 14 diese austrägt. In der Rohrplatte 19 sind flüssigkeitsdicht eine Vielzahl von Rohren 22 eingeschweisst oder dergleichen, welche sich in die Kammer 20 erstrecken und deren Innenraum kommuniziert mit der Kammer 21 durch die Rohrplatte 19. Jedes Filterelement 11 ist axial ausgerichtet zu einem Rohr 22, so dass der Innenraum des Filterelements in Verbindung steht mit der Kammer 21. Die zu behandelnde Flüssigkeit tritt nun durch die Zuleitung 13 in das Druckgefäss ein und gelangt durch die Anschwemmschichten 18 und die Filterelemente 11 in den zylindrischen Raum 23 (Filterkammer), den sie über die Rohre 22, die Niederdruckkammer 21 und die Ableitung 14 wieder verlässt. Die Anschwemmschicht 18 wird von Zeit zu Zeit rückgewaschen und in üblicher Weise durch frisches Material ersetzt.

Die lösbare Verbindung jedes Filterelements 11 mit seinem zugeordneten Rohr 22 geschieht mit einer Kupplung, welche ein im allgemeinen zylindrisches Verbindungsrohr 25, welches unten durch Löten oder dergleichen flüssigkeitsdicht mit dem kreisrunden Rand 26 der Manschette 27 verbunden ist. Die Manschette 27 weist einen Gewindeteil auf, der auf den Gewindeteil des Rohrs 22 aufschraubbar ist. Es ist aber auch möglich, das untere Ende des Verbindungsrohrs 25 direkt in die Rohrplatte 19 einzuschweissen. Das andere Ende 28 des Verbindungsrohrs 25 ist koaxial zum Rohr 22 und der Innenraum des Verbindungsrohrs 25 steht mit dem des Rohrs 22 in Verbindung. Ein kleiner Teil 29 des Rohrs in der Nähe des Rohrendes 28 ist nach innen eingezogen, so dass es zu einer Erweiterung 30 bis zum Rohrende 28 kommt. Ein im allgemeinen zylindrischer Ring 31 umgibt dicht das Verbindungsrohr 25. Er kann aufgeschmiedet bzw. gestaucht oder geschweisst sein auf die Aussenfläche des Verbindungs-s rohrs 25, so dass diese beiden Elemente gegeneinander nicht bewegbar sind. Das obere Ende 32 des Rings 31, das gegen das offene Ende 16 des Filters gerichtet ist, überdeckt in an-gepasster Form die Aussenfläche des eingezogenen Rohrteils 29 unterhalb der Erweiterung 30, welche ein Entweichen des io Rings 31 bei aufwärtsgerichteten Kräften verhindert. Der Ring 31 besteht aus einem oberen Ringteil 33 und einem unteren Ringteil 34, zwischen denen sich zwei identische gegenüberstehende Schlitze 35 befinden. Die einen Kanten der Schlitze 35, die gegen das Rohr 22 weisen, bilden Schultern 15 36, die sich teilweise um das Rohr erstrecken und quer von dessen Achse nach aussen reichen. Die anderen Kanten der Schlitze 35 bilden Anschläge 37, die nach oben gegen die Schulter 36 gerichtet sind. Die gegenüberstehenden Ringteile 38 erstrecken sich axial entlang des Verbindungsrohrs 25 20 zwischen und unter den Schultern 36 gegen das Rohr 22 und verbinden die Ringteile 33, 34. An den Aussenflächen der Ringteile 38 befinden sich Wülste 40 entlang des Verbindungsrohrs 25, die sich diametral an der Aussenfläche des Rings 31 erstrecken, und zwar weiter von der Rohrachse als 25 die Schultern 36.

Der lösbare Verbindungsmechanismus umfasst noch einen zentralen offenen Tragzylinder 43, dessen oberes Ende starr mit dem offenen Ende 16 des Filterelements über ein Innengewinde verbunden ist, welches aufgeschraubt ist auf 30 das Gewinde des Adapters 42, der an dem Filterelement 11 fixiert ist. Das Innere des Zylinders 43 steht in Verbindung mit dem Inneren des Elements 11 über den Adapter 42. Zwei gleiche querausgerichtete relativ enge Schlitze 44 sind teilweise durch die gegenüberliegenden Flächen des Zylinders 35 43 in einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse geschnitten. Der Zylinder 43 ist koaxial über das Verbindungsrohr 25 geschoben und ist gegenüber diesem bewegbar. Das Rohrende 28 weist zum offenen Ende 16 innerhalb des Zylinders 43. Das untere Ende des Zylinders 43 ist erweitert 45, um ein 40 leichteres Aufsetzen aus der Ferne auf das Verbindungsrohr 25 zu ermöglichen.

Eine im allgemeinen U-förmige Federklammer 47 hat gegeneinander verspannte Arme 48. Die Klammer 47 um-schliesst teilweise die Aussenseite des Zylinders 43 und jeder 45 Arm 48 erstreckt sich in einen der Schlitze 44, von dem er auch gehalten wird. Die Arme 48 stehen im allgemeinen in einem geringeren Abstand als der diametrale Abstand der Schultern 36 am Verbindungsrohr 25 ist.

Um nun das Filterelement 11 auf dem Rohr 22 zu fixie-50 ren, wird der Zylinder 43 über das Verbindungsrohr 25 geschoben, und zwar bis die Schlitze 44 näher am Rohr 22 als die Schultern 36 am Ring 31 sind. Wenn sich die Schlitze 44 an den Schultern 36 gegen das Rohr 22 bewegen, bewirkt die Federspannung in der Klammer 47, die die Arme 48 zusam-55 menhält, dass die Arme hinter den Schultern 36 in Kontakt mit diesen und mit der Aussenfläche des Verbindungsrohrs 25, die durch die Schlitze 35 zugänglich ist, einschnappen. Auf diese Weise ist die Fixierung erreicht.

Um die Arme 48 nun wieder zur Lösung der Verbindung 60 auseinanderzubringen und damit ein Abnehmen der Elemente 11 von den Rohren 22 zu gestatten, wird das Element 11 um eine lA-Drehung (90°) bewegt. Dadurch schieben sich oie Arme über die Wülste 40, diese spreizen sie in entsprechendem Abstand, so dass sie über den Ring 31 und weg vom 65 Verbindungsrohr 25 gelangen. Die Schlitze 35 sind breiter als die Schlitze 44, um die Lokalisierung beider Arme 44 unterhalb der Schultern 36 zu erleichtern, wenn das Element 11 gekippt ist, und die Anschläge 37 verhindern, dass das Ende

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45 des Zylinders 43 zuweit in das Verbindungsrohr 25 eingeschoben wird und damit in Berührung mit der Manschette 27 kommt.

Eine federbelastete Gleitdichtung 50 im Zylinder 43 verhindert eine Leckage zwischen den Kammern 20 und 21 durch undichte Verbindung der Elemente 11 mit den Rohren 22. Diese Gleitdichtung 50 umfasst einen rechteckigen Dichtungsring 51, der gegen das Rohrende 28 des Verbindungsrohres 25 drückt, und einen runden Dichtungsring 52, der den Abschluss zwischen dem gleitbaren Dichtungskäfig 53 und der Innenseite des Zylinders 43 bewirkt. Eine Feder 54 steht unter Druck zwischen dem Käfig 53 und einer Beilagscheibe 55, die in Berührung steht mit dem Unterteil des Adapters 42. Die Feder 54 bringt ausreichend Kraft auf, um die Dichtungen 51, 52 wirksam zu erhalten und die Arme 48 in dichten Kontakt mit den Schultern 36 zu haben.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfin-dungsgemässen Abdichtungssystems, insbesondere was die Konstruktion des Ringes 31' und die Art der Verbindung mit der Rohrplatte 19 anbelangt. Anstelle aus zwei Segmenten hergestellt zu sein, ist der Ring 31' nur ein axial verlängertes Ringsegment 33', dessen oberes eingezogenes Ende 32' sich unterhalb der Erweiterung 30 des Verbindungsrohrs 25' befindet. Die Schultern 36' werden von den unteren Kanten des Rings 31' gebildet. Zwei gleiche diametral gegenüberliegende integrale Teile 38' des Rings 31' haben Aussenflächen, welche die Wülste 40' bilden, die sich über die Schultern 36' gegen die Rohre 22' erstrecken. Das untere Rohren-

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de 22' des Verbindungsrohrs 25' ist direkt in die Rohrplatte 19 eingeschweisst, so dass das untere Rohrende des Verbindungsrohrs 25' dieselbe Funktion erfüllt als die Rohre 22 der Fig. 1 bis 4 und demnach ein Bauteil darstellt, welches ein an

5 der Rohrplatte 19 fixiertes und in die Kammer 20 reichendes Rohr ist. Der restliche Teil des Verbindungsrohrs 25' kann als ein zylindrisches Rohr angesprochen werden. Die Ausführungsform nach Fig. 5 arbeitet in der gleichen Weise wie die in Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform mit Ausnahme,

io dass hier keine Anschläge 37 für die Begrenzung der Abwärtsbewegung des Filterelements 11, keine Manschette 27 und kein Rohr 22 erforderlich ist.

Bei der erfindungsgemässen Filteranlage wird ein Filterelement 11 in Arbeitsstellung eingerastet, indem ein Zylinder 15 43 über das Verbindungsrohr 25 gestülpt und die Feder 54 zusammengedrückt wird, indem das geschlossene Ende 15 des Filterelements 11 hinuntergedrückt wird, bis die Arme 48 hinter die Schultern 36 bzw. 36' einschnappen. Eine nur relativ geringe Drehung ist erforderlich zur Lösung der Ver-20 bindung des Elements 11, da dieses nur eine Vi-Drehung machen muss, bis die Wülste 40 bzw. 40' die Arme 48 über den Ring 31 bzw. 31' heben. Diesfe einfachen Bewegungen können von ausserhalb des Druckgefässes 12 durchgeführt werden. Die für die Verbindung und wieder Freigabe der Fil-2s terelemente 11 auf den Rohren 22 angewandten Komponenten befinden sich ausserhalb der Filtrierzone, so dass sie nicht zum Druckabfall über die gesamte Länge des Filterelements beitragen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

643 465 PATENTANSPRÜCHE

1. Filteranlage, bestehend aus einem Druckgefäss (12) mit Zuleitung (13) für unbehandelte Flüssigkeit und Ableitung (14) für behandelte Flüssigkeit, einer Rohrplatte (19), welche das Druckgefäss in eine Kammer (20) für höheren Druck und unbehandelte Flüssigkeit und eine Kammer (21) für niedereren Druck und behandelte Flüssigkeit teilt, sowie einer Vielzahl von in der Rohrplatte fixierten, in die Kammer (20) für höheren Druck reichenden Rohren (22; 22'),

eine Vielzahl von länglichen porösen Filterelementen (11) mit geschlossenem oberem Ende (15) und offenem unterem Ende (16) - unter Ausbildung einer kommunizierenden Verbindung zwischen der Filterkammer (23) innerhalb des Elements (11), dem in die Kammer (20) für höheren Druck reichenden Rohr (22) und der Niederdruckkammer (21) - und einer lösbaren Verbindung von Filterelement und Rohr, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je einem Filterelement (11) und je einem in die Kammer (20) für höheren Druck reichenden Rohr (22; 22') ein Verbindungsrohr (25), ein Zylinder (43) und eine Gleitdichtung (50) vorgesehen sind, wobei a) zwei gleiche, bezüglich der Achse des Filterelements (11) gegenüberliegende Schultern (36; 36') sich zum Teil um das Verbindungsrohr (25,25') und quer zu diesem erstrecken und gegen die Rohrplatte (19) gerichtet sind,

b) zwei gegenüberliegende gleiche Wülste (40; 40') sich axial entlang des Verbindungsrohres (25,25') zwischen den Schultern in Richtung auf die Rohrplatte (19) erstrecken und die Aussenflächen der Wülste axial über die der Schultern reichen,

c) der Zylinder (43) an einem Ende mit dem offenen Ende (16) des Elements (11) starr verbunden ist und am anderen Ende zwei gleich quergerichtete, in einer Ebene senkrecht zu der Zylinderachse ausgerichtete Schlitze (44) aufweist und koaxial über das Verbindungsrohr (25) geschoben und drehbar ist,

d) das offene Ende des Verbindungsrohres (25,25') innerhalb des Zylinders (43) gegen das offene Ende (16) des Elements (11) gerichtet ist,

e) eine Federklammer (47) vorgesehen ist, deren gegeneinander verspannte Arme (48) in die Schlitze (44) eingreifen, jedoch in gelöstem Zustand der Verbindung sich in einem grösseren Abstand befinden als die Schultern (36,36') des Verbindungsrohres (25,25'),

f) der Zylinder (43) mit dem Filterelement (11) so weit über das Verbindungsrohr (25,25') geschoben ist, dass die Schlitze (44) sich näher an der Rohrplatte (19) befinden als die Schultern (36, 36') und dabei die Arme (48) so weit in die Schlitze (44) eingreifen, dass sie durch Untergreifen der Schultern (36, 36') das Element (11) an dem in die Kammer für höheren Druck reichenden Rohr (22,22') fixieren,

g) die Arme (48) auseinanderbiegbar sind zur Lösung der Verbindung durch radiale Bewegung der Arme (48) über die Wülste (40,40') und h) die federbelastete Gleitdichtung (50) auf dem Rohrende (28) des Verbindungsrohrs (25,25') dicht aufsitzt.

2. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schultern (36; 36') von zwei Kanten eines zylindrischen Rings (31,31'), die dem in die Kammer (20) für höheren Druck reichenden Rohr (22; 22') zugekehrt sind, gebildet werden, der auf der Aussenfläche des Verbindungsrohrs (25,25') dicht und unbewegbar fixiert ist.

3. Filteranlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wülste (40,40') Teile des Rings (31, 31 ') sind, die sich über die Schultern (36; 36') in Richtung auf das Verbindungsrohr (25,25') erstrecken.

4. Filteranlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (31) aus einem oberen Ringteil (33) und einem unteren Ringteil (34) zusammengesetzt ist, welche durch zwei gleiche gegenüber angeordnete Schlitze (35) getrennt sind, deren eine Kanten die Schultern (36) und deren andere Kanten Anschläge (37), die gegen die Schultern gerichtet sind, bilden, und die Bewegung der s Klammer (47) gegen die Rohrplatte (19) begrenzen.

5. Filteranlage nach den Ansprüchen 1,2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wülste durch den Ringteil (38) zwischen dem oberen Ringteil (33) und dem unteren Ringteil (34) gebildet werden.

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6. Filteranlage nach den Ansprüchen 1,2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (35) im Ring (31) breiter sind als die Schlitze (44) im Zylinder (43) in Achsrichtung der Filterelemente.

7. Filteranlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge-15 kennzeichnet, dass ein Teil (29) des Verbindungsrohrs (25) in der Nähe des Rohrendes (28) nach innen gegen die Achse des Filterelements unter Bildung einer Erweiterung (30) am Rohrende (28) eingezogen ist, wobei das Ende (32) des oberen Ringteils (33) gegen das offene Ende (16) des Elements 20 (11) weist und der äusseren Fläche des eingezogenen Teils (29) unter der Erweiterung (30) in der Form entspricht und diesen überdeckt.

8. Filteranlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Manschette (27) mit Rand (26), der an

25 dem Verbindungsrohr (25) anliegt und dessen unterer Teil auf einen Gewindeteil des in die Kammer (20) für höheren Druck reichenden Rohrs (22) aufgeschraubt ist.

9. Filteranlage nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federklammer (47) U-förmig ist.