DE1964313C3 - Rückspjilbare Filterkerze für Anschwemmfilter - Google Patents
Rückspjilbare Filterkerze für AnschwemmfilterInfo
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Description
30
Die Erfindung betrifft eine rückspülbare Filterkerze
für Anschwemmfilter.
Bei Anschwemmfiltern wird von der Filtration an der Außenseite der Filterkerze eine Am hwemmschicht 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 Rückspulen 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 se
und mehrmals im Jahr auch eine mechanische Reinigung zur Beseitigung von die Filterkerzenöffnungen zusetzenden
Kieselgurteilchen durchgeführt. Diese Reinigung kann bei Filterkerzen mit hohlem In lenraum nach
einem nicht ^orveröffentlichten 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 verhältnismä- ω Big großen Löcher η als tragendem Teil def KeFzeüWänd
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.
Per 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 Dtaht fest
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 Locher, 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 besteht darin, eine Filterkerze der eingangs erläuterten
Art zu schaffen, die besser zu reinigen, unempfindlicher gegen 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 Triger für die
Anschwemmschicht ausgebildeten Lochplatte mit einer Plattendicke unter 2 mm und mit gleichmäßig Ober 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
Lochplatte 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 steßunempfindlich
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 Abstand übereinander angeordneten ringförmigen
Filterelementen bestehenden Spaltfilter zum Filtrieren von Flüssigkeiten und Gasen (DE-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, rondern werden in das 'nnere des Filters
mitgerissen. Die durch die Filterelemente ausgefilterten Teilchen sollen bei diesem Spaltfilter durch ein auf der
Außenseite der Filterelemente aufliegendes Abstreifmesser entfernt werden. so
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 Filierkerze nach der !Erfindung besteht die Lochplätte
aus Stahlblech mit einer Dicke unter 1 mm. Für ein gutes Lösen udd Abgleiten
<les Filterkuchens von der Kerze ist es bei Lochplatten aus Stahlblech von Vorteil, wenn
die Lochplatte auf Jh(1Cr die Kerzenaußenwand bildenden
Seite geschliffen ict.
Hierdurch wird Außerdem ein Festsetzen von
Schmutz an der Ker^enaußenwand beim Ablösen des
Die Erfindung wird im folgenden an einem in der Zeichnung dargestellten Ausföhrungsbeiiipiel 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 F i g. 1
in vergrößertem Maßstab,
Fig.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 aneinandei stoßenden, in Kerzenlängsrichtung verlaufenden Ränder der zylindrisch
gebogenen Lochplatte 1 sind mittels einer nicht dargestellten Schweißnaht stumpf miteinander verschweiC;.
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 gescnliffen, 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 I mit dem Kerzenboden 2 mittels der Schweißnaht S verschweißt Die die Kerzenwand und
auch den Kerzenboden 2 bildende Lochplatte, welche bei dem Ausführungsbeispiel ein Lochblech ist ist im
einzelnen, wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, ausgebildet: Die
Lochplatte 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 :n vergrößertem
Maßstab, an dem man die Ausbildung der öffnungen 6 erkennen kann. Die Öffnungen 6 haben auf
der Innenseite der Kerzenwand einen steigbügelförmigen Rand 6b und verengen sich dann nach der
Außenseite der Kerzenwand zu bis auf einen schlitzförmigen Öffnungsquerschnitt 6a Die schlitzförmigen
öffnungsquerschniKe 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 1 gezeigt Fig.4 zeigt die Ausbildung der
öffnungen 6 im Längsschnitt durch die Kerzenwind. Die Öffnungsquerschnitte der öffnungen fee an der
Außenseite der Lochplatte nehmen insgesamt 3,5 Prozent der Gesamtfläche der Außenseite und die
Öffnungsquerschiv'te der steigbügelförmigen öffnungen
6b 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 Grenzbelastungsuntersuchungen ohr? Schwierigkeiten bis zu Differenzdrücken
von 10 kp in Anschwemmfiltern eingesetzt werden. Diese hohe Stabilität ist im wesentlichen auf die
Ausbildung und Anordnung der öffnungen zurückzu-
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 vorzunehmende 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
ίο äußeren Öffnungsquerschnitten 6a festgesetzte oder
verhakte Schmutzteilchen leichter mitgerissen werden.
Claims (4)
1. Rückspfllbare Filterkerze für Anschwemmfilter,
dadurch gekennzeichnet daß die Kerzenwand aus einer selbsttragenden, zylindrisch gebogenen,
als Träger für die Anschwemmschicht ausgebildeten Lochplatte (I) mit einer Plattendicke unter
2 mm und mit gleichmäßig Ober die Plattenfläche verteilten öffnungen (6) besteht, die von der
Außenseite der Kerzenwand nach deren Innenseite erweitert sind und deren Öffnungsquerschnitte (6a)
an der Außenseite der Lochplatte insgesamt weniger als 10% der Gesamtfläche der Außenseite einnehmen
und deren öffhungsweite oder Spaltbreite an
der Außenseite der Lochplatte (1) kleiner ist als 25Ou,
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
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Cited By (1)
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