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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von verschmutzten Flüssigkeiten mit einem Rückspülfilter, welcher einen Filterkörper aufweist, der rohrförmig ausgebildet ist und aus gesintertem Edelmetall besteht, wobei der Filterkörper vertikal in einem Umfangsbehälter angeordnet ist, der Filterkörper unten geschlossen und oben offen ist, dem Umfangsbehälter die verschmutzte Flüssigkeit auf die Außenwandung des Filterkörpers zuführbar und durch den Filterkörper leitbar ist und die gereinigte Flüssigkeit aus dem Innenraum über die offene Oberseite ableitbar ist, wobei mittels einer im Innenraum des Filterkörpers angeordneten Reinigungsvorrichtung der vom Filterkörper zurückgehaltene Schmutz in Gegenrichtung rückspülbar ist und die Filtrierung und die Rückspülung gleichzeitig oder in getrennten Vorgängen durchführbar sind, und wobei der Umfangsbehälter unterhalb des Filterkörpers einen Auffangraum für den rückgespülten Schmutz bildet und dieser Auffangraum mittels einer Klappe zu verschließen und zu öffnen ist, so dass der aufgenommene Schmutz entnommen werden kann und dass der Umfangsbehälter umfangsseitig mit einem Anschluss für die Zuführung der verschmutzten Flüssigkeit versehen ist, dass der Filterkörper aus gesintertem oder flammgespritztem Edelmetall besteht und eine Porengröße von ≤ 10 µ und eine Wandstärke von ≈ 3 bis 4 mm aufweist, wobei die Poren im Filterkörper ungleichmäßig verteilt sind und keine geradlinigen Durchgänge in der Wand des Filterkörpers bilden, dass die Reinigungsvorrichtung während der Filtrierung im Innenraum des Filterkörpers auf- und abbewegbar ist, dass die Reinigungsvorrichtung von der gereinigten Flüssigkeit im Innenraum des Filterkörpers speisbar ist und so ausgebildet ist, dass sie Reinigungsstrahlen auf die Innenwandung des Filterkörpers mit gegenüber der verschmutzten Flüssigkeit höherem Druck abgibt, dass die Außenwandung des Filterkörpers während des Reinigungsvorganges mittels einer Waschvorrichtung vom rückgespülten Schmutz abwaschbar ist, wobei die Waschvorrichtung zwischen dem Filterkörper und dem Umfangsbehälter im Zwischenraum angeordnet und mit gereinigter Flüssigkeit speisbar ist und die Waschvorrichtung am Filterkörper auf- und abbewegbar ist und dass die Reinigungsvorrichtung und die Waschvorrichtung in Drehbewegungen versetzbar sind oder an Stelle der Reinigungsvorrichtung und der Waschvorrichtung der Filterkörper in Drehbewegungen versetzbar ist.
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Eine Vorrichtung zum Reinigen von verschmutzten Flüssigkeiten mit einem Filterkörper ist in der
DE 202 21 585 U1 angegeben. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist in einem Umfangsbehälter ein Filtermittel vertikal angeordnet und wird von einer über ein Ventil unterhalb des Filtermittels eingeleiteten verschmutzten Flüssigkeit durch das Filter von außen nach innen durchströmt, um anschließend die gefilterte Flüssigkeit über die Oberseite des Filtermittels abzuführen. Bevorzugt ist als Filtermittel für die Feinstfilterung ein Metallfaservlies vorgesehen, jedoch können auch Filtermittel aus Partikelsinterwerkstoffen aus Kunststoff oder Metall eingesetzt werden, wobei für die Metallfaservliese eine Feinheit von insbesondere 0,5 µm bis 25 µm angegeben ist, welche eine höhere Schmutzaufnahme und bessere Abscheidefeinheit als herkömmliche feinabscheidende Filtermittel wie Gewebe und Porensinter liefern. Zum Reinigen des Filtermittels ist eine Rückspülung mit filtrierter Flüssigkeit und ein im Innern des Filtermittels angeordneter Ultraschallreiniger angegeben. Nähere Angaben zum Aufbau eines gesinterten Filtermittels sind nicht gemacht.
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In der
EP 0 122 867 A2 ist eine weitere Vorrichtung zum Reinigen von verschmutzten Flüssigkeiten mit einem Filterkörper gezeigt, welcher aus Sinterwerkstoff hergestellt ist. Bei dieser Vorrichtung wird verschmutzte Flüssigkeit von unten in das Innere einer Anzahl von röhrenförmigen Filterkörpern eingeleitet, die sich in einem Umfangsbehälter befinden. Das Filtrat wird auf der Außenseite der Filterkörper abgenommen. Um auf der Innenseite der Filterwände abgelagerte Schmutzpartikel zu entfernen, werden von Zeit zu Zeit unter Druck Rückflussimpulse aufgebracht, sodass der Schmutz durch die unten offenen Filterkörper nach unten fallen kann.
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In der
US 63 09 546 B1 ist ein Filterelement für die Mikrofilterung mit einer auf einem mehrschichtigen Stützkörper aufgebrachten gesinterten Membranschicht offenbart, wobei die Filtermembran eine durchschnittliche Porengröße von 0,005 bis 10 µm besitzt. Als Dicke der Membran bzw. der Filterstruktur ist eine Größenordnung von 50 bis 60 µm angegeben. Als Nachteil auch im Zusammenhang mit gesinterten Filtermembranen ist eine schwierige Reinigung auch bei der oft benutzten Rückspülung genannt. Offensichtlich soll der besondere Aufbau des Filterelements mit der dünnen Membran und mehreren Schichten diesem Nachteil entgegenwirken.
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Die
DE 202 20 809 U1 zeigt eine Vorrichtung zum Reinigen eines rohrförmigen Filters, das von einer verschmutzten Flüssigkeit von außen zum Innenraum des Filters durchströmt wird. Im Innenraum des Filters ist eine axial verstellbare Reinigungsvorrichtung angeordnet, die die Wandung des Innenraums mit Hochdruckstrahlen beaufschlagt, um durch das Filter hindurch Schmutz auf der Außenseite des Filters abzudrücken. Auf der Außenseite des Filters ist eine Waschvorrichtung zum Abwaschen der gelösten Schmutzpartikel angeordnet, die ebenfalls axial verstellbar ist.
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Auch können die Reinigungsvorrichtung und die Wascheinrichtung gedreht werden. Die gereinigte Flüssigkeit wird aus dem Innenraum des Filters nach unten abgeführt und auch der Schmutz wird im unteren Bereich des rohrförmigen Filters gesammelt und abgeführt. Die Reinigung des Filters kann während der Filtrierung erfolgen. Für die Ablösung des Schmutzes ist der Druck der Reinigungsstrahlen vorzugsweise schwächer als die Waschstrahlen. Zum Aufbau des Filterelements sind keine näheren Angaben gemacht.
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Eine weitere Vorrichtung zur Filtration von mit Partikeln belasteten Flüssigkeiten ist in der
DE 39 20 097 C2 gezeigt. Dabei strömt die zu filtrierende Flüssigkeit, beispielsweise Fruchtsaft, über einen bodenseitig an einem Aufnahmebehälter angeordneten Produkteinlass ein, welcher außerhalb der Außenseite einer in dem Behälter aufgenommenen Filterpatrone angeordnet ist. Die von außen nach innen in die Filterpatrone strömende Flüssigkeit wird gefiltert über einen bodenseitigen Ausgang des Behälters abgenommen. Ein sich beim Filtern außen auf der Filterpatrone absetzender Filterkuchen wir mittels einer im Innern der Filterpatrone angeordneten Reinigungsvorrichtung von der Außenseite der Filterpatrone abgestoßen und über einen ebenfalls im unteren Bereich des Behälters befindlichen Auslass entfernt. Die Filterpatrone kann als Filterelement einen feinporigen Sinterkörper, ein feinmaschiges Gitter oder ein mikroporöses Membranfilter aufweisen, wobei zum Aufbau des Filterelements keine näheren Angaben gemacht sind.
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Bei einer in der
EP 1 204 448 B1 offenbarten weiteren Vorrichtung zum Reinigen von verschmutzten Flüssigkeiten ist ebenfalls ein gesintertes Filterelement vorgesehen, welches mehrlagig aufgebaut ist und sich mit einer Vorfilterkammer über ein Grobfiltersieb in Flüssigkeitskommunikation befindet. Hierbei ist ein elektromechanisches Reinigungssystem und eine Schmutzsaugeinrichtung mit jeweils einer Sprühdüse vorgesehen, welche mit einer gefilterten Flüssigkeit von relativ hohem Druck versorgt werden. Die auf der Innenseite des Filterelements abgesprühten Schmutzpartikel werden auch dort von der Schmutzsaugeinrichtung abgesaugt. Sie gelangen somit nicht in den unteren Bereich des Aufnahmebehälters und bedürfen einer besonderen Ausbildung für ihre Beseitigung.
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Beim Einsatz für die Filtrierung von schmutzbeladenen Flüssigkeiten werden in bekannter Weise vorwiegend Beutel- oder Rohrfilter verwendet. Die bekannten Beutelfilter haben keine ausreichende Stabilität und auch der Rückhaltegrad ist nicht optimal. Die Beutelfilter haben nur eine ganz beschränkte Lebensdauer und müssen regelmäßig ausgetauscht werden, was mit hohem Kosten- und Montageaufwand verbunden ist. Die bekannten Rohrfilter sind in der Regel aus Metallfäden gewebte Metallfilter, die wohl eine etwas erhöhte Stabilität, aber immer noch keinen ausreichenden Rückhaltegrad aufweisen. Der Rückhaltegrad ist wohl durch die Maschengröße beeinflussbar, er ist jedoch dadurch stark beschränkt, dass fadenähnliche Schmutzteile im Querschnitt der Maschengröße den Filterkörper passieren können und den Rückhaltegrad negativ beeinträchtigen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Reinigen von verschmutzten Flüssigkeiten zu schaffen, die einen sehr hohen Rückhaltegrad für sehr kleine Schmutzteile aufweist und bei gutem Wirkungsgrad durch die durchfließende Flüssigkeit bzw. den rückgespülten Schmutz nicht beeinträchtigt wird.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei der Filterkörper aus flammgespritztem oder gesintertem Edelmetall besteht.
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Bei der Flammspritzung oder Sinterung von Edelmetall können sehr kleine Poren im Filterkörper geschaffen werden, wobei das verwendete Edelmetall absolut gegen die Flüssigkeitsströme im Filterkörper und gegen den ausgespülten Schmutz resistent ist.
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Bei der Ausgestaltung wird für den Filterkörper eine Porengröße ≤ 10 µ und für die Wandstärke des Filterkörpers eine Wandstärke von = 3-4 mm gewählt, wodurch eine hohe Stabilität und Festigkeit des Filterkörpers erhalten wird.
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Die Poren sind in dem flammgespritzen oder gesinterten Filterkörper ungleichmäßig verteilt, so dass sie keine geradlinigen Durchgänge im Filterkörper bilden. Sehr dünne, fadenähnliche Schmutzteile können den Filterkörper nicht passieren und werden daher trotz sehr kleinem Querschnitt in der Größe der Poren zurückgehalten, was zu einem sehr hohen Rückhaltegrad führt. Die Poren überdecken sich nur teilweise, so dass ein Durchgangskanal mit einem Querschnitt entsteht, der kleiner ist als die Porengröße des Filterkörpers.
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Der Filterkörper ist rohrförmig ausgebildet, wobei die verschmutzte Flüssigkeit über die Außenwandung zuführbar ist und die Reinigungsvorrichtung (Rückspülvorrichtung) im Innenraum des Filterkörpers angeordnet ist.
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Der Rückspülfilter ist dabei einsetzbar, wenn die Filtrierung und die Reinigung (Rückspülung) gleichzeitig ablaufen oder auch wenn diese Vorgänge in zeitlich getrennten Betriebsabläufen durchgeführt werden.
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Die Vorrichtung zum Reinigen von verschmutzten Flüssigkeiten mit der Verwendung des Rückspülfilters ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung während der Filtrierung im Innenraum des Filterkörpers auf- und abbewegbar und in Drehbewegungen versetzbar ist und dass die Reinigungsvorrichtung von der gereinigten Flüssigkeit im Innenraum des Filterkörpers speisbar ist und Reinigungsstrahlen auf die Innenwandung des Filterkörpers abgibt.
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Auf diese Weise können Filtrierung und Reinigung (Ausspülen) im Filterkörper gleichzeitig ablaufen.
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Der Filterkörper ist vertikal in einem Umfangsbehälter angeordnet und unten geschlossen und oben offen, so dass dem Umfangsbehälter die verschmutzte Flüssigkeit auf die Außenwandung des Filterkörpers zuführbar und durch den Filterkörper leitbar ist und die gereinigte Flüssigkeit aus dem Innenraum über die offene Oberseite ableitbar ist.
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Auf diese Weise lassen sich die Flüssigkeitsströme der verschmutzten und der gereinigten Flüssigkeit sauber trennen und auch für die Reinigungsvorrichtung wird ein ausreichender Platz im Innenraum des Filterkörpers geschaffen.
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Zur Aufnahme und Ableitung des nicht gespülten Schmutzes ist dabei weiterhin vorgesehen, dass der Umfangsbehälter unterhalb des Filterkörpers einen Auffangraum für den rückgespülten Schmutz bildet und dass dieser Auffangraum zu verschließen und zu öffnen ist.
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Zur Unterstützung des Abwaschens des rückgespülten Schmutzes auf der Außenwandung des Filterkörpers ist ferner vorgesehen, dass die Außenwandung des Filterkörpers während des Reinigungsvorganges mittels einer Waschvorrichtung vom rückgespülten Schmutz abwaschbar ist, wobei die Waschvorrichtung am Filterkörper auf- und abbewegbar sowie in Drehbewegungen versetzbar ist, und dass die Waschvorrichtung zwischen dem Filterkörper und dem Umfangsbehälter angeordnet und mit gereinigter Flüssigkeit speisbar ist.
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Die gesamte Vorrichtung kann ohne Einfluss auf den Rückhaltegrad und die Stabilität des Filterkörpers alternativ so abgewandelt sein, dass an Stelle der Reinigungsvorrichtung und der Waschvorrichtung der Filterkörper in Drehbewegungen versetzbar ist.
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Die Reinigungsvorrichtung kann auch eine Ultra-Schallwelle als Stoßwellen abgebende Reinigungsvorrichtung aufweisen.
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Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 einen Teilquerschnitt durch die Wand des Filterkörpers und
- 2 im Vertikalschnitt eine Vorrichtung zum Reinigen von verschmutzten Flüssigkeiten mit einem erfindungsgemäßen Rückspülfilter.
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In 1 ist ein kleiner Teilbereich der Wand des Filterkörpers 10 dargestellt, dem der Außenwandung 11 der Flüssigkeitsstrom 30 mit der verschmutzten Flüssigkeit zugeführt wird. Nach dem Durchgang durch die Wand des Filterkörpers 10 verlässt ein Flüssigkeitsstrom 31 der gereinigten Flüssigkeit und dem Zurückhalten der Schmutzteile die Innenwandung 12 des Filterkörpers 10. Der Filterkörper 10 besteht aus flammgespritztem oder gesintertem Edelmetall, um eine Resistenz gegen die Flüssigkeitsströme und den rückgespülten Schmutz zu erhalten. Die 1 versucht darzustellen, dass die sehr kleinen, im Filterkörper 10 geschaffenen Poren in der Wand ungleichmäßig verteilt sind und eine Porengröße 16 aufweisen, die um eine Größenordnung x.10 kleiner ist als die Wandstärke 17 des Filterkörpers 10. Die Porengröße 16 ist ≤ 10 µ und die Wandstärke 17 ist von ungefähr 3-4 mm gewählt. Der Filterkörper 10 hat daher eine Festigkeit und eine Stabilität, die einer massiven Metallplatte mit einer Wandstärke von etwa 2 mm entspricht.
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Die Poren sind in der Wand des Filterkörpers 10 ungleichmäßig verteilt und bilden daher keine geradlinigen Durchgänge in der Wand, so dass die verschmutzte Flüssigkeit mehrfach umgeleitet wird und dabei auch fadenähnliche, sehr dünne Schmutzteile im Filterkörper 10 zurückgehalten werden. Die Poren 16 können in mehreren Ebenen sich überlappen, so dass über versetzte Ebenen verlaufende Durchgänge in der Wand des Filterkörpers 10 entstehen. Diese Schmutzteile werden beim Rückspülvorgang an der Innenwandung 12 ausgespült. Dies erklärt den hohen Rückspülgrad des neuen Filterkörpers 10. Dabei kann die Reinigungsvorrichtung 40 mit höherem Druck arbeiten, der als Gegendruck zur verschmutzten Flüssigkeit mit ihrem Druck wirken kann und eine gute Ausspülung der Schmutzteile aus dem Filterkörper 10 gewährleistet.
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Der Längsschnitt nach 2 zeigt den konstruktiven Aufbau einer Vorrichtung zum Reinigen von verschmutzten Flüssigkeiten unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Rückspülfilters.
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Der röhrenförmige Filterkörper 10 mit dem entsprechenden Aufbau ist vertikal in einem Umfangsbehälter 20 angeordnet, wobei die untere Seite mit einer Platte 14 verschlossen und die obere Seite 15 offen ist. Dem Umfangsbehälter 20 wird über einen Anschluss 22 ein Flüssigkeitsstrom 30 von verschmutzter Flüssigkeit der Außenwandung 11 des Filterkörpers 10 zugeführt. Dabei kann ein Flüssigkeitsdruck gewählt werden, der für den Durchgang des Flüssigkeitsstroms 30 durch die Wand des Filterkörpers 10 erforderlich ist.
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Die offene Oberseite 15 des Filterkörpers 10 ist über eine ringförmige Platte 23 im Umfangsbehälter 30 gehalten und mittels einer Haube 26 mit Auslassöffnung 27 abgedeckt. Die gereinigte Flüssigkeit verlässt den Filterkörper 10 als Flüssigkeitsstrom 32 über die offene Oberseite 15 und wird als gereinigter Flüssigkeitsstrom 33 über die Auslassöffnung 27 abgegeben.
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Unterhalb des Filterkörpers 10 ist der Umfangsbehälter 20 mit einem Aufnahmeraum 24 für den rückgespülten Schmutz versehen, der mittels einer Klappe 25 verschlossen und geöffnet werden kann. Der aufgenommene Schmutz kann dann von Zeit zu Zeit entfernt werden.
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Im Innenraum 13 des Filterkörpers 10 ist eine Reinigungsvorrichtung 40 zum Rückspülen des im Filterkörper 10 festgehaltenen Schmutzes vorgesehen, die im Filterkörper 10 auf- und abbewegbar ist, wie der Pfeil 43 zeigt. Zudem kann die Reinigungsvorrichtung 40 dabei in Drehbewegungen 44 versetzt werden. Die Reinigungsvorrichtung 40 kann von der gereinigten Flüssigkeit im Filterkörper 10 gespeist werden und gibt dabei Reinigungsstrahlen 41 und 42 auf die Innenwandung 12 des Filterkörpers 10 ab. Diese diametral gerichteten Flüssigkeitsstrahlen 41 und 42 bestreichen bei der Bewegung der Reinigungsvorrichtung 40 nacheinander den gesamten Oberflächenbereich der Innenwandung 12 des Filterkörpers 10 mit einem Gegendruck, der den im Filterkörper 10 festgehaltenen Schmutz auf die Außenwandung 11 ausspült. Der ausgespülte Schmutz kann durch Eigengewicht in den Aufnahmeraum 24 des Umfangsbehälters 20 fallen. Erfindungsgemäß wird er jedoch mit einer getrennten (in den Figuren nicht gezeigten) Waschvorrichtung im Zwischenraum 21 zwischen Filterkörper 10 und Umfangsbehälter 20 von der Außenwandung 11 abgewaschen. Dabei kann die Waschvorrichtung wie die Reinigungsvorrichtung auf- und abbewegt und in Drehbewegungen versetzt werden. An Stelle der Drehbewegung von der Reinigungs- und Waschvorrichtung kann auch der Filterkörper 10 in Drehbewegung versetzt werden. Die Reinigungs- und Waschvorrichtung brauchen dann nur noch auf- und abbewegt werden.
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Da das neue Rückspülfilter eine wesentlich höhere Festigkeit und Stabilität aufweist wie bekannte Rückspülfilter, ergibt sich eine wesentlich höhere Betriebsdauer ohne Austausch des Filterkörpers 10. Zudem wird ein Rückhaltegrad von über 90 % erreicht, der von herkömmlichen Filterkörpern nicht erreicht werden kann, insbesondere dann, wenn Schmutzteile sehr kleiner Größe aus der verschmutzten Flüssigkeit auszufiltern sind.
