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Filter für Wasseraufbereitungsanlagen Die Erfindung betrifft ein Filter
für Wasseraufbereitunggsnalagen ,die zusammen mit einer zur Filterrückspülung umsteuerbaren
Pumpe in einen Leitungszug dor Anlage ingschaltet ist, mit einem Filterbehälter,
in dem sich körniges Filtermaterial befindet und der an seiner einen Seit. einen
Rohwasserzulauf und einen Spülwasserblauf und an der anderen Seite einen Reinwasserblauf
aufweist.
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Derartige Filter werden im allgemeinen senkrecht angeordnet und bei
Filtration von oben nach unten von dem zu reinigenden Wasser durchströmt. Die in
dieser Richtung vorgegebene Filtergeschwindigkeit liegt meist unterhalb derjenigen
Geschwindigkeit, die zur ausreichenden Reinigung des verschmutzten Filtermaterials
beim Rückspülen erforderlich ist.
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In diesem Fall ist es dann erforderlich, fUr die Rückspülung zusiitzliche
Pumpeneleistung zur Verfügung zu stellen, damit
die optimale Rückspülgeschwindigkeit
erreicht wird. Diese wiederum bemisst sich nach der zur Erzielung der notwendigen
Reinigungswirkung erforderlichen Auflockerung des Filtersaterial 5.
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Bei Filtern neuerer Bauart wurde in einigen Fällen die Körnung des
Filtermaterials so auf die Filtergeschwindigkeit abgestimmt, daß letztere etwa so
groß war wie die optimale Rückspülgeschwindigkeit. Hierdurch liess sich der Vorteil
erreichen, daß nur eine Umkahnung der Förderrichtung durch Umsteuerung der Pumpe
erforderlich war, ohne daß die Pumpenleistung selbst verändert werden mußte oder
das Einschalten einer Drossel zu erforderlicil war.
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Ei werden jedoch in letzter Zeit häufig auch Filtermaterialen verwendet,
deren Beschaffenheit, insbesondere auch deren Körnung, höhere Filtergeschwindigkeiten
zuläßt; diese Geschwindigkeiten können zu 100 m/h betragen, während bei den Filtern
der zuvor genazän Bauart meist nur eine Filtergeschwindigkeit zwischen 40 und 50
mih erreicht werden konnte. Die optimalen Rückspülgeschwindigkeiten liegen jedoch
nach wie vor etwa zwischen 35 und 55 m/h.
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Hieraus ergibt sich, daß mit dem Vorteil einer höheren Filtergeschwindigkeit
der Nachteil verbunden ist, daß flir die RUckspülung das Einschalten einer Drosselung
erfordelich
ist, damit die Rückspülgeschwindigkeit den genannten Geschwindigkeitsbereich nich
übersteigt.
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Wenn nämlich die Rückspülgeschwindigkeit zu groß wird, kann das Filtermaterial
durch deit Spülwasserablauf aus dem Filterbehälter herausgetragen werden. Dies muß
unbedingt vermieden werden.
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Die Notwendigkeit eines zesatzliclsen Drosselung ist nachteilig, weil
hierdurch ein erheblicher teclinischer Mehraufwand entsteht und erfahrungsgemäß
auch eine größere Störanfälligkeit zu verzeichnen ist.
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Iliervon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch bei
Filtergeschwindigkeiten, die wesentlich höher sind als die optimale Rückspülgeschwindigkeit,
die Not.
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wendigkeit einer Drosselung beim Rückspülvorgang zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
der dem Rohwasserzulauf baziehungsweise dem Spülwasserablauf zugewandte Teil des
Filterbehälters einen größeren Filterquerschnitt aufweist als der im Bereich der
Reinwasseraublaufes liegende Filterteil.
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hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Pumpe auch bei einer Rückspülung
mit derselben Leistung arbeiten kann wie bei det Filtration xnit hoher Filtergeschwindigkeit.
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Es läßt sich im Bereich des vergrößerten Filterquerschnittes die auch
beim Rückspülen ursprünglich hohe Geschwindigkeit auf die Größe der optimalen Rückspülgeschwindigkeit
herahsetzen, ohne daß hierzu das Einschalten einer Drosselung oder aber das Reduzieren
der Pumpenleistung erfolderlich ist. Damit entfallen der zusätzliche technische
Aufwand und die vergrößerte Störanfälligkeit.
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Das Ausmaß der Querschnittsvergrößerung richtet sich also nach der
fir die Filtration vorgewebenen Filtergeschwindigkeit und der erforderlichen Größe
der Geschwindigkeitesreduzierung bei einer Rückspülung.
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Die Form des Filterhehälters kann so gewählt werden, daß der die Querschnittserwaiterung
bildende Teil des Filterbehälters kegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet
ist. Aber auch andere Querschnittsformen sind denkbar.
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Bei einer vorteilbaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt
des Filterbehälters an der dem Reinwasserablauf zugewandten Filterseite gleichbleibend,
während sich die Querschnittserweiterung an diesen Teil anschliessend etwa bis zum
Spülwasseraublauf erstreckt.
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Die Größe der Querschnittserweiterung sollte in radialer und in axialer
Richtung so bemessen sein, daß die sich bei Rückspülung ergebende Steighöhe des
Filtermaterials etwa der axialen Länge der Querschnittserweiterung entspricht.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann der Filterbehälter aber auch
so ausgebildet sein, dafl der Querschnitt sich vom Re inwasserabl auf aus bis zum
Spülwasserablauf kontinuierliche erweitert.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung
eine erste Ausfiihrungsform des Filters; Fig. 2 in schematischer Darstellung eine
weitere Ausführungsform des Filters.
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Dem in Figur i dargestellten Filters mit dem FilterbehMlter 10 in
senkrechter Anordnung, wird im Oberteil über den Einlauftrichter 11 und Rohwasserleitung
12 das zu filtrierende Wasser zugeführt. Umschaltbar zur Rohwasserleitung 12 ist
an den Einlauftrichter 11 der Spülwasserablauf i6 angeschlossen. Au der gegenüberliegenden
unteren Stirnflä'che des Filtergehäuses 10 befindet sich der Reinwasseranteil
13
mit dem Abfluß 15. Der Reinwasseranteil 13 ist dabei in bekannter Form durch geeignete
Siebe, Düsenplatten oder dergleichen vom Filterbehälter getrennt, so dass das im
Filtergehäuse 10 befindliche Filtermaterial 14 von dem Wasserstrom nicht mitgenommen
werden kann.
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Der Filterbehälter 10 ist in mehrere Abschnitte von unterschiedlichem
Querschnitt unterteilt. In dem unteren, an den Reinwasserteil 13 anchliessenden
Teil IOa hat der Filterbehälter 10 einen gleichbleibenden kreisförmigen Querschnitt.
Der Filterbehälter 10 ist etwa bis zum oberen Ende dieses Teiles 10a in einer Höhe
H mit dem Filtermaterial 14 gefüllt.
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An dem Teil lOa des Filterbehälters 10 schließt ein weiterer Teil
lOb an, dessen Querschnitt sich unter einem bestimmten winkel alpha konisch erweitert.
Für ein be stiftes Filtermaterial von gegebener Körnung hängt die Grösse bzw. Höhe
der bei einer Rückspülung auftretenden Bettaugdehaung - mit entsprechender Auflockerung
des Filtermaterials 14 - von der Höhe der Rückspülgeschwin digkeit, der Höhe der
Filterschicht und dem Gradienten der Querschnittsvergrößerung maßgeblich ate Die
Höhe des Teils lOb des Filterbehälters 10 entspricht hier etwa der Steighöhe Hs,
das heißt derjenigen Höhe, bis zu der das Filteriatetial 14 bei der Rückspülung
aufgelockert wird bzw. die Ausdehnung des Filterbettes erfolgt.
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Für den normalen Filtrationsbetrieb wird Rohwasser über Leitung 12
und Einlauftrichter li dem Filter zugeführt.
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Die Geschwindigkeit soll dabei z Be 50 m/h, bezogen auf den zylindrischen
Teil 10a des Filtergehäuses 10 mit der Höhe H betragen. Das Wasser durchfliesst
dabei das Filtermaterial 14 in Richtung auf den Reinwasseranteil 13 und Abfluß 15.
Wenn eine Rückspülung des Filters erforderlich ist, wird durch Umschalten die Fließrichtung
innerhalb des Filters umgekehrt, wobei die Pumpenleistung in etwa gleich bleibt.
Die Rohwasserleitung 12 wird geschlossen, während der bisher geschlossene Spülwasserablauf
16 geöffnet wird. Die Wasserförderung durch die Pumpe erfolgt dann über die Leitung
15 in den Reinwasserteil 13. Das Spülwasser durchfließt dann den Teil lOa des Filterbehälters
10 ebenfalls mit der Geschwindigkeit von 50 m/k. Im Bereich des Teiles lOb des Filterbehälters
10 wird dagegen die Spülwassergeschwindigkeit aufgrund der Querschnittserweiterung
herabgesetzt - z B auf 35 mih in der Höhe des größten Querschnittes des Teiles lOb.
Diese Herabsetzung der Geschwindigkeit reicht dann aus, um ein Herausspülen des
Filtermaterials 14 über den Trichter 11 in den Spülwasserablauf 16 zu verhindern.
Das ursprünglich nur im Teil iOa befindliche Filtermaterial 14 wird hierbei aufgelockert
und erfährt eine Bettausdehnung bis etwa ziun größten Querschnitt dss Teiles lOb.
Hierbei ist ein einwandfreies Herausspülen der im Filtermaterial
zurückgehaltenen
Schmutzteile gewährleistet.
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Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 2 gelten grundsätzlich
dieselben Voraussetzungen wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Es ist
hier nur ein Filterbehälter vorgesehen, dessen Querschnitt sich vom Reinwasserteil
13 in Richtung Spülwasserablauf i6 kontinuierlich vergrößert. Der Filterbdäilter
17 ist ebenfalls in einer Höhe H mit dem Filtermaterial 14 gefüllt.
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Bei Rückspülung erfolgt eine Auflockerung bzw. Filterbettausdehnung
bis etwa zu der durch die Steighöhe Ji 5 gekennzeichneten Marke innerhalb des Filterbehälters
17.
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Bezugsziffernliste 10 Filterbehälter lOa Behälterteil lOb Behälterteil
11 Einlauf- bzw. Ablauftrichter 12 Rohwassereintritt i3 Reinwasserteil 14 Filtermaterial
15 Reinwasserabfluß 16 Spülwasserablau 17 Filtergehälter