DE1964313B2 - Rueckspuelbare filterkerze fuer anschwemmfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine rückspülbare Filterkerze für Anschwemmfilter.

Bei Anschwemmfiltern wird von der Filtration an der Außenseite der Filterkerze eine Anschwemmschicht aus feinkörnigem Material, z. B. Kieselgur, gebildet, die bei der anschließenden Filtration das Filtermittel bildet. Die Filterkerzenaußenseite dient als Träger der Anschwemmschicht. Filterkerzen dieser Art werden z. B. in Filtrieranlagen für die Bierherstellung verwendet. Durch Rückspülen der Filterkerzen, bei dem eine Reinigungsflüssigkeit, z. B. Wasser, entgegen der normalen Strömungsrichtung durch die Kerzenwand von innen nach außen geleitet wird, werden die Filterkerzen üblicherweise täglich gereinigt, wobei der auf der Anschwemmschicht abgesetzte Filterkuchen zusammen mit der Anschwemmschicht entfernt wird. Außer dieser Rückspülreinigung wird in der Regel, z. B. bei Bierfiltern, auch eine wöchentliche Reinigung mit Lösungsmitteln zur Beseitigung harziger Rückstände und mehrmals im Jahr auch eine mechanische Reinigung zur Beseitigung von die Filterkerzenöffnungen zusetzenden Kieselgurteilchen durchgeführt. Diese Reinigung kann bei Filterkerzen mit hohlem Innenraum nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag durch Ausspritzen der Filterkerze von innen her vorgenommen werden.

Bei einer bekannten Filterkerze besteht die Kerzenwand aus einem zu einem Rohr gebogenen und mit einer Längsnaht verschweißten Lochblech mit verhältnismäßig großen Löchern als tragendem Teil der Kerzenwand und einer Lage eines auf das rohrförmig gebogene Lochblech mit relativ geringem Abstand von Windung zu Windung aufgewickelten verhältnismäßig dünnen Drahtes, der mit dem Lochblech durch Lötung oder Schweißung verbunden ist. Diese Drahtlage bildet den eigentlichen Träger für die Anschwemmschicht, bei dem die durchlässigen Stellen von den Spalten zwischen den einzelnen Windungen der Drahtlage gebildet werden. Der Träger hat die Aufgabe, die Anschwemmschicht während der Filtration abzustützen. Der technische Aufwand für die Herstellung einer solchen Filterkerze ist verhältnismäßig hoch, insbesondere weil die Verlötung oder Verschweißung des auf das rohrförmig zusammengebogene Lochblech aufgewickelten Drahtes mit dem Lochblech eine ziemlich komplizierte Verfahrenstechnik erfordert, damit einerseits der Draht fest ίο mit dem Lochblech verbunden wird und andererseits in die Spalten zwischen den einzelnen Drahtwindungen kein die Spalten zusetzendes Lot- oder Schweißmaterial gelangen kann. Außerdem ist diese Filterkerze stoßempfindlich, da der Draht im Bereich der Löcher, die größer als der Spaltabstand sind, nicht fixiert ist. Beim Transport und Einbau der Filterkerzen können sich bei einem Stoß auf die Drahtlage die Drahtwindungen im Bereich eines Loches gegeneinander verschieben; es entsteht ein größerer Spalt, und die Filterkerze ist damit unbrauchbar.

Bei einer anderen bekannten Filterkerze für Anschwemmfilter besteht die Kerzenwand aus einer Schraubenfeder mit einem verhältnismäßig dicken, z. B. 2 mm dicken, Federdraht, bei der die einzelnen Windungen im umgespannten Zustand der Feder aneinanderliegen. Die Schraubenfeder wird in etwas gespanntem Zustand in die Filterkerze eingebaut, so daß zwischen den einzelnen Windungen der Feder feine Spalte vorhanden sind, die die durchlässigen Stellen der Kerzenwand bilden. Bei dieser Kerzenkonstruktion kann zwar auf ein tragendes Lochblech oder eine andere Tragkonstruktion zur Stützung der Kerzenwand verzichtet werden, doch ist die Außenseite der Kerzenwand, die von der Außenseite der Schraubenfeder gebildet wird, wegen der großen Federdrahtdicke verhältnismäßig stark gewellt, was sich insofern auswirkt, als durch die wellige Oberfläche die Ablösung des Filterkuchens und das Abrutschen desselben in Kerzenlängsrichtung nach unten erschwert werden. Außerdem treten bei ungleichmäßiger Druckverteilung längs des Umfanges der Schraubenfeder Einbuchtungen der Schraubenfeder auf der Seite des höheren Druckes und entsprechende Ausbuchtungen auf der Seite des niedrigeren Druckes auf, die zu einer Verringerung der Spaltbreite zwischen den einzelnen Federwindungen auf der Einbuchtungsseite, also der Seite des höheren Druckes, und damit zu einem weiteren Druckanstieg auf dieser Seite und gleichzeitig zu einer Vergrößerung der Spaltbreite zwischen den einzelnen Federwindungen und damit zu einer Verschlechterung der Filterwirkung auf der Ausbuchtungsseite (Seite des geringeren Druckes) führen. Druckunterschiede längs des Umfanges der Kerzenwand treten bei Anschwemmfiltration z. B. auf, wenn die Anschwemmschicht ungleichmäßig längs des Umfanges der Kerze verteilt ist, was in einem Kerzenfilter mit einer größeren Anzahl von Filterkerzen hauptsächlich bei den im Kerzenfilter außen angeordneten Filterkerzen auftreten kann.

Bei den vorstehend beschriebenen Filterkerzenkonstruktionen bilden ferner die den Spalten zwischen den einzelnen Draht- oder Federwindungen vorgelagerten, sich nach den Spalten zu verengenden Räume zwischen jeweils benachbarten Windungen Schmutzecken, in denen sich Rückstände festsetzen, die bei der Reinigung der Filterkerzen und beim Ablösen des Filterkuchens häufig nicht vollständig beseitigt werden können und den Durchtrittsquerschnitt der Kerzen unter umständen beträchtlich vermindern können.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe )esteht darin, eine Filterkerze der eingangs erläuterten \rt zu schaffen, die besser zu reinigen, unempfindlicher jegen Stöße und einfacher ausgebildet ist.
' Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer rückspülbaren Filterkerze für Anschwemmfilter dadurch gelöst, daß die Kerzenwand aus einer selbsttragenden, zylindrisch gebogenen, als Träger für die Anschwemmschicht ausgebildeten Lochplatte mit einer Plattendicke unter 2 mm und mit gleichmäßig über die Plattenfläche verteilten öffnungen besteht, die von der Außenseite der Kerzenwand nach deren Innenseite erweitert sind und deren Öffnungsquerschnitte an der Außenseite der Lochplatte insgesamt weniger als 10% der Gesamtfläche der Außenseite einnehmen und deren öffnungsweite oder Spaltbreite an der Außenseite der LochplaUe kleiner ist als 250 μ.

Auf Grund dieser Schmutzecken vermeidenden Ausbildung der öffnungen der Kerzenwand ist die Möglichkeit einer Verschmutzung der Kerzenwand und damit der Kerze auf ein Minimum reduziert. Die Filterkerze nach der Erfindung ist ferner stoßunempfindlich und leichter zu reinigen, da sie eine verhältnismäßig glatte Außenseite aufweist. Außerdem ist die Filterkerze baulich einfacher ausgebildet, weil die Lochplatte nicht nur als Stützkörper, sondern auch als Träger der Anschwemmschicht dient.

Die Erweiterung von Filteröffnungen in Strömungsrichtung des Filtrats ist in einem anderen Zusammenhang bereits bekannt: Bei einem aus mehreren mit w Abstand übereinander angeordneten ringförmigen Filterelementen bestehenden Spaltfilter zum Filtrieren von Flüssigkeiten und Gasen (DT-PS 9 07 166) weist zur Vermeidung von Verstopfungen zwischen den Filterelementen jedes Filterelement an einer Seite eine schneidenförmige, quer zur Durchströmungsrichtung vorspringende Kante auf, die mit einer im wesentlichen in Strömungsrichtung verlaufenden Fläche des benachbarten Filterelementes zusammenwirkt. Auf diese Weise wird zwischen zwei Filterelementen ein in Strömungsrichtung erweiterter Ringspalt gebildet, dessen engster Querschnitt an der Außenseite der Filterelemente liegt. Infolge der plötzlichen Erweiterung des Durchströmungsquerschnitts können sich durch den Spalt hindurchtretende Teilchen dort nicht festsetzen, sondern werden in das Innere des Filters mitgerissen. Die durch die Filterelemente ausgefilterten Teilchen sollen bei diesem Spaltfilter durch ein auf der Außenseite der Filterelemente aufliegendes Abstreifmesser entfernt werden.

Für die Stabilität der selbsttragenden Kerzenwand und auch für die Filtereigenschaften derselben ist es von Vorteil, wenn die Öffnungsquerschnitte an der Innenseite der Lochplatte insgesamt zwischen 20 und 60 Prozent der Gesamtfläche der Innenseite der Lochplatte einnehmen. Hierbei können die Öffnungsquerschnitte der öffnungen an der Außenseite der Lochplatte insgesamt weniger als 5 Prozent der Gesamtfläche der Außenseite der Lochplatte einnehmen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Filterkerze nach der Erfindung besteht die Lochplatte aus Stahlblech mit einer Dicke unter 1 mm. Für ein gutes Lösen und Abgleiten des Filterkuchens von der Kerze ist es bei Lochplatten aus Stahlblech von Vorteil, wenn die Lochplatte auf ihrer die Kerzenaußenwand bilden fi den Seite geschliffen ist.

Hierdurch wird außerdem ein Festsetzen von schmutz an der Kerzenaußenwand beim Ablösen des Filterkuchens praktisch vollständig verhindert.

Die Erfindung wird im folgenden an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Filterkerze nach der Erfindung,

Fig.2 die Draufsicht auf einen Ausschnitt der Innenseite der Kerzenwand der Filterkerze nach Fig. I in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 die Draufsicht auf einen Ausschnitt der Außenseite der Kerzenwand der Filterkerze nach F i g. 1 im gleichen vergrößerten Maßstab wie in F i g. 2 und

Fig.4 einen Längsschnitt durch einen Teil der Kerzenwand der Filterkerze nach F i g. 1 in stark vergrößertem Maßstab.

Die Kerzenwand der Filterkerze besteht aus einer selbsttragenden, zylindrisch gebogenen Lochplatte 1. Der Kerzenboden 2 besteht ebenfalls aus einer Lochplatte, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Kerzenwand. Die aneinanderstoßenden, in Kerzenlängsrichtung verlaufenden Ränder der zylindrisch gebogenen Lochplatte 1 sind mittels einer nicht dargestellten Schweißnaht stumpf miteinander verschweißt. Der äußere Durchmesser der Kerzenwand der Filterkerze beträgt 32 mm und die Dicke der Lochplatte 0,8 mm. Die Lochplatte ist auf ihrer die Kerzenaußenwand und den Träger für die Anschwemmschicht bildenden Seite geschliffen, was vor dem Biegen bei noch ebener Lochplatte erfolgt. Der obere Rand der Lochplatte 1 ist mittels der Schweißnaht 4 stumpf mit dem Anschlußstück 3 und der untere Rand der Lochplatte 1 mit dem Kerzenboden 2 mittels der Schweißnaht 5 verschweißt. Die die Kerzenwand und auch den Kerzenboden 2 bildende Lochplatte, welche bei dem Ausführungsbeispiel ein Lochblech ist, ist im einzelnen, wie die F i g. 2 bis 4 zeigen, ausgebildet: Die LochplaUe ist mit nebeneinanderliegenden, sich in Kerzenlängsrichtung erstreckenden Reihen von gegeneinander versetzten öffnungen 6 versehen, die gestochen und von der Außenseite der Kerzenwand nach deren Innenseite erweitert sind. Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der Innenseite der Kerzenwand in vergrößertem Maßstab, an dem man die Ausbildung der öffnungen 6 erkennen kann. Die öffnungen 6 haben auf der Innenseite der Kerzenwand einen steigbügelförmigen Rand 6i> und verengen sich dann nach der Außenseite der Kerzenwand zu bis auf einen schlitzförmigen Öffnungsquerschnitt 6a. Die schlitzförmigen Öffnungsquerschnitte haben eine öffnungsweite oder Spaltbreite von 80 μ. In F i g. 3 ist der gleiche Ausschnitt wie in F i g. 2 in Draufsicht auf die Außenseite der Kerzenwand ! gezeigt. F i g. 4 zeigt die Ausbildung der öffnungen 6 im Längsschnitt durch die Kerzenwand. Die Öffnungsquerschnitte der öffnungen 6a an der Außenseite der Lochplatte nehmen insgesamt 3,5 Prozent der Gesamtfläche der Außenseite und die Öffnungsquerschnitte der steigbügelförmigen öffnungen 6i> an der Innenseite der Lochplatte etwa 45 Prozent der Gesamtfläche der Innenseite der Lochplatte ein.

Die oben im einzelnen beschriebene Filterkerze weist eine hohe Stabilität auf und konnte in Grenzbelastungsuntersiichungen ohne Schwierigkeiten bis zu Differenzdrücken von 10 kp in Anschwemmfiitern eingesetzt werden. Diese hohe Stabilität ist im wesentlichen auf die Ausbildung und Anordnung der öffnungen zurüekzu-

führen. Durch die von der Außenseite der Kerzenwand nach deren Innenseite erweiterten öffnungen wird eine große Biegefestigkeit der Kerzenwand erzielt, weil die Kerzenwand außen nahezu geschlossen ist und dann nach innen zu auf eine Art Spanngitter übergeht. Neben diesem günstigen Einfluß auf die Stabilität der Filterkerze hat die Gestaltung der öffnungen auch filtertechnisch Vorteile, weil sich in den in Strömungsrichtung des Filtrats erweiterten öffnungen, wenn überhaupt nur wenig Schmutz absetzt, so daß die Verstopfungsgefahr verringert ist. Wird die in Abständen von einigen Wochen oder Monaten vorzunehmen-

de Reinigung der Kerze von Verstopfungen der öffnungen 6 in der die Kerzenwand bildenden Lochplatte in der Weise ausgeführt, daß die Kerze von innen her ausgespritzt wird, so ist die Ausbildung der öffnungen auch für diesen Fall sehr vorteilhaft, weil die Strömungsgeschwindigkeit des von innen auf die öffnungen aufgespritzten Reinigungsmittels innerhalb der öffnungen wegen deren Verengung von innen nach außen wesentlich erhöht wird und dadurch in den äußeren Öffnungsquerschnitten 6a festgesetzte odei verhakte Schmutzteilchen leichter mitgerissen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rückspülbare Filterkerze für Anschwemmfilter, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerzenwand aus einer selbsttragenden, zylindrisch gebogenen, als Träger für die Anschwemmschicht air ^u;ldeten Lochplatte (1) mit einer Plattendicke icr 2 mm und mit gleichmäßig über die Plattentläche verteilten öffnungen (6) besteht, die von der Außenseite der Kerzenwand nach deren Innenseite erweitert sind und deren Öffnungsquerschnitte (6aj an der Außenseite der Lochplatte insgesamt weniger als 10% der Gesamtfläche der Außenseite einnehmen und deren öffnungsweite oder Spaltbreite an der Außenseite der Lochplatte (1) kleiner ist als 230 μ.

2. Filterkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungsquerschnitte an der Innenseite der Lochplatte (1) insgesamt zwischen 20 und 60 Prozent der Gesamtfläche der Innenseite der Lochplatte einnehmen.

3. Filterkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (1) aus Stahlblech einer Dicke unter 1 mm besteht.

4. Filterkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (1) auf ihrer die Kerzenaußenwand bildenden Seite geschliffen ist.