DE2904417A1 - Kombinationsfilter - Google Patents

Description

Dipl. Phys. H. Seidel

Patentanwältin ,_:ä

ft Stadtplatz 27 «

- Τ8Ι.0ΘΒ3Θ/2333 1

9264WaldkraibUT0

The Permutit Company Ine., üSA

KOHBINATIOKSFILTER

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FiItervorrichtungen, der hier zur Diskussion stehenden Art, werden seit langem in Filtrier- oder Ionenaustauschharzanlagen verwendet, um jede Durchflu<3richtung zu ermöglichen, ohne daß ein Verlust des Filtrates oder der Harzpartikel eintritt. T7eit verbreitet ist hierbei ein als Johnson's - Quellfilter (well screen) bekannter Filter, der im wesentlichen einen zylindrischen Teil mit einem vieleckigen Querschnitt enthält. Dieser zylindrische Teil ist durch eine Vielzahl von Metallstreifen, mit etwa dreieckigem Querschnitt gebildet, deren Spitze nach innen, d.h. zur Mitte dieses zylindrischen Teiles hin zeigt. Die Streifen sind mit Hilfe von Abstandsstücken zusammengehalten, die parallel zur Mittelachse dieses zylindrischen Filterteiles verlaufen und in Abständen an seiner Innenwand angeordnet sind. Bei einem derart ausgebildeten Filter beträgt die gesamte Schlitzöffnungsfläche zwischen den Streifen ungefähr 90 % der gesamten Umfangsflache«, Der dreieckförmige Ouerschnitt der Streifen erlaubt den Durchtritt eines höheren FiI-tratvolumens, als wenn der zwischen den Streifen gebildete Zwischenraum gleichmäßig breit und zwar überall so eng wäre, daß die Partikel des zu filtrierenden Mediums zurückgehalten würden.

Von Filter- und Ionenaustauschkolonnen wird gefordert, daß sie zwei entgegengesetzte Durchflußrichtungen erlauben, und zwar, in der Arbeitsrichtung, die im allgemeinen nach unten verläuft, und in der im allgemeinen nach oben gerichteten Rückspülrichtung. Für den Betrieb mit nach unten gerichteter Strömung genügen die Johnson's Quellfilter den Anforderungen zufriedenstellend, aber bei Strömungsumkehr treten unliebsame Probleme auf«.

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Der Rückspülvorgang wird bei den Filtern zur Reinigung des Filtermediums angewendet. Bei Ionenaustauschharzen, insbesondere im Mischbett (Kation und Anion )_Λ dient der Rückspülvorgang auch dazu, die Unionen- und Kationenharze voneinander zu trennen. Zufolge ihrer unterschiedlichen Dichtewerte können sie durch Flotation in der Kolonne voneinander getrennt werden, vorausgesetzt, daß man sie genügend bewegt. Peicht allerdinas die Bewegung nicht aus, dann ist die Trennung der beiden Harzkomponenten nicht vollständig. Dies führt zu Problemen im weiteren Arbeitsverlauf, die verhindern, daP die Anlage so schnell wieder in die Arbeitsphase zurücld'ehren kann, wie man dies möchte. Damit kommt man aber zu höheren Verlusten in der Arbeitsphase.

In Fällen, bei denen ein Filtermediuis verwendet wird, sind die mit der Umkehr der Strömungsrichtuncr verbundenen Probleme nicht ganz so schwerwiegend', man erhält aber immerhin eine Verringerung des liutzef fektes, da der sich in dem Filtermedium ansammelnde Schmutz nicht ausreichend ausgewaschen wird.

Der Grund für eine unzulängliche Trennung ist in der Ausbildung von Toträumen im Filtrier- oder lonenaustauschertank zu sehen, die eine Folge unzureichender Wasserbewegung sind. Diese Toträume entstehen insl esondere im oberen Teil der Filtereinheit, zwischen den einzelnen Filtern und in den Zonen, die nahe den Außenwänden der Ionenaustauscher- oder Filterkolonne liegen.

Bisher sah man die einzige Möglichkeit zur Verminderung dieser Toträume darin, die Filter nahe aneinander anzuordnen. Diese Lösung ist aber kostspielig und schafft

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noch zusätzliche Anordnungsschwierigkeiter .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher^ eine Filtervorrichtung zu schaffen, 0ie ein ^n'-np Ourchflußvolumen geringer Geschwindigkeit ir ?h'"rts- oder Arbeitsrichtung aufweist uncl andererseits in der ni'cl·'-spülphase eine hohe Ströinungncreschv ir.r^igkeit ."it euter Vermischung vorsieht, wo! ei aber dir ri^erscl-aft, feine Partikel aus den Arbeitsriediuni al ■zntrcnnen_/erhalten bleibt.

Dies wird durch den erfindun^n^erU'Rori J'nml ir.ationsfliter erreicht, welcher einen groPflTchiqe.n Filtorteil mit geringer Durchflußgeschvindigkeit, entsprechend eireir. Johnson-Ouellf ilter,umfaßt, in dem ein verschließbarer Separator mit einer Vielzahl kleiner Schlitze angeordnet ist, und der ferner ein Ventil zum Unter! rechen der Strömursgsverbindung zwischen dem Filter r-i.it «rerirger Durchflußgeschwindigkeit und den Ecl-'litzen des ^oer>arators aufweist.

Wenn das Medium^ in das der erf indungs^e.nrf e Tomb in at ionsfilter gebracht ist, beispielsweise ojne Icnonaustauschkolonne, in Abwärtsrichtuncr strömt, verhindert der Filter den Durchtritt der Partikel, erlaul t aber den Durchtritt der Flüssigkeit nach unten. Im Rückstrombetrioh trennt das Ventil, welches vorzugsweise als Schwimmerventil ausgebildet ist, den Separator von dem Filterteil, welcher mit geringer Geschwindigkeit durchströmt wird, und ermöglicht hierdurch, daß die nach oben strömende Flüssigkeit nur noch durch die Schlitze des Separators ausströmt. Da jetzt die Fläche der für den Durchfluß zur Verfüguna stehenden öffnungen stark verkleinert ist, vergrößert sich die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich dieser öffnungen ^ür ein vorgegebenes Volumen pro Zeiteinheit mit der Folge

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einer beachtlichen Verbesserung der Eeinigungs und/oder Trennwirkung.

Einzelheiten in der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Hierbei umfaßt Figur 1 zwei Teile, Figur 1 A und Figur 1 B, die zuzusammengesehen eine perspektivische Fxplosionszeichnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiedergeben.

Figur 1 A zeigt den oberen Teil der Vorrichtung, Figur 1 B die Einzelteile des unteren Teils der

Vorrichtung und

Figur 2 eine Seitenansicht einer vorzugsweisen Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die wesentlichen Bestandteile des erfindungsgemäßen Kombinationsfilters sind ein großflächiges Sieb 20 geringer Durchflußgeschwindigkeit, ein hutartiger Separator 30 mit einer Vielzahl kleiner, längs des Umfangs verlaufender Spalte 42 und einer Mehrzahl großer Durchflußöffnungen 34, in seinem oberen Teil, der mit dem Sieb 20 in Strömungsverbindung steht und ein Ventil 50, welches dazu dient, die Strömungsverbindung zwischen Sieb 20 und öffnungen 34 zu unterbrechen.

Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist das großflächige Sieb 20 aufgebaut wie ein Johnson-Quellfilter. Das in seinen wesentlichen Teilen zylindrische Sieb 20 ist durch horizontale Lamellen 21 gebildet, die mit Zwischenräumen 28 übereinander, nach Art einer Sprossenwand_/angeordnet sind. Der Querschnitt einer Lamelle 21 hat die Form eines Dreiecks, dessen Basis 26 am Außenumfang des Siebs 20 liegt und dessen Spitze 24 in das Siebinnere gerichtet ist. Damit ist der Zwischenraum 28 außen am Umfang des Siebes klein, und nimmt in radialer Richtung zu.

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Die übereinander liegenden Lamellen 21 sind mittels Holmen 22 in Abständen voneinander gehalten. Diese Holme befinden sich an der Innenwandflache des Siebs 20 und verlaufen parallel zu dessen Mittelachse. Die Holme 22 bedecken ungefähr IO % der zur Verfügung stehenden Spaltfläche 28, so daß ungefähr 90 % der gesamten Spaltfläche 28 für den Durchtritt von Flüssigkeiten zur Verfügung stehen. Ein Deckel 10 ist aus einer Verschlußplatte 14 mit einem Flansch 12 gebildet und verschließt das eine Ende des Siebes 20. In der dargestellten Ausführunasform weist die axial in das Sieb 20 eingepaßte Verschlußplatte 14 eine ebenfalls axiale, vorzugsweise gebohrte Öffnung auf.

Der hutartiggeformte Separator 30 verschließt die Unterseite des Siebes 20. Er ist aus einem Hohlzylinder 36 ergänzt, der von einer Deckplatte 32 oben abgedeckt ist und an seinem unteren Rand einen längs seines Umfangs verlaufenden Flansch aufweist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Flansch eine obere (45) und eine untere (49) horizontale Fläche, die über einen vertikalen Rand stufenförmig miteinander verbunden sine¹, in diesem vertikalen Rand 46 befindet sich eine Wehrzahl von Schlitzen 42, deren Außendurchmesser dem der Zwischenräume 2P entspricht. Diese Schlitze 42 verlaufen durch den Rand 46 hindurch bis in das Innere des Separators 30. Das Vorliegen der unteren Fläche 49 ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht kritisch. So kann ein Außenrand 47, wie dies bei einer anderen Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Filters der Fall ist, bis zur Fläche 45 hinaufreichen. Die Spaltbreite der Schlitze 42^d«h. der Abstand zwischen ihrer oberen, im Rand 46 befindlichen und ihrer unteren, durch die Fläche 49 gebildeten Begrenzungen ist so gewählt, daß ein Durchtritt der Partikel des Mediums für das der Filter verwendet wird, verhindert wird.

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Beispielsweise liegt die Breite der Schlitze 24 bei Ionenaustauschharzen in der Größenordnung von 17R.1O" mm. Die Schlitze 42 verlaufen länqs des Randes 46. Dabei ist aber der von den Schlitzen eingenommene Flächenanteil nicht kritisch. Man hat aber gefunden, daß eine gesamte Öffnungsfläche zwischen 150 % und 100 % der Einzelflächen vorzugsweise etwas weniger, wünschenswert ist. Insbesondere wurde bei Verwendung eines Harzbettes gefunden, daß eine Öffnungsfläche von ungefähr 75 % oder etwas weniger, bezogen auf die Fläche des Randes 46, pro Schlitzreihe die besten Ergebnisse liefert, wobei dieses Ergebnis aber keinesfalls auf Harze beschränkt ist.

Die Deckplatte 32 des Separators 30 weist eine Mehrzahl von öffnungen 34 auf, die ebenso wie eine Zentralöffnung durch die Deckfläche 32 hindurch gebohrt sind. Der Durchmesser der Deckfläche 32 sollte kleiner sein als der Abstand einander gegenüberliegender Holme 22 des Siebes 20, da der zylindrische Teil 36 des Separators 30 beim Zusammenbau in das Sieb 20 eingeschoben wird und ein Zwischenraum zwischen dem Teil 36 und den Holmen 22 entweder einen strengen oder einen lockeren Passitz bedingt.

Ein vorgesehenes Rückschlagventil dient dazu, die öffnungen 34 von der Unterseite 33 der Deckplatte 32 her zu verschließen. In der dargestellten Ausbildungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Rückschlagventil um ein Schwimmerventil, dessen Dichte geringer als die des Arbeitsmediums des Syetems ist, in dem der Filter verwendet wird. Infolgedessen reicht ein geringer, nach unten gerichteter Druck aus, um das Ventil während einer von oben nach unten gerichteten Strömung zu öffnen,während es sich bei umgekehrter Strömungsrichtung schnell schließt. Das hier verwendete Schwimmerventil 50 weist eine obere Fläche 52 auf, die zur vollständigen Abdeckung der öffnungen 34 ausreicht.

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In dieser Fläche 52 ist mittig eine Öffnung 58 vorgesehen. Die Gestalt der Fläche 52 ist nicht festgelegt, vorausgesetzt, daß sie zur Abdeckung df>r Öffnungen 34 geeignet ist. So kann diese Fläche, wie in der Figur, eben, konkav oder mit einem längs des Umfanaes verlaufenden Ring versehen sein, der seinerseits eine praktisch ebene Oberfläche aufweisen sollte. Auch die Form der unteren Fläche des Ventils 50 ist nicht kritisch, doch"hat sich die kegelstumpfförmige Ausbildung, wie sie in der Figur gezeicrt ist, bewährt. Der Kombinationsfilter weist ferner noch eine Platte 60 auf, deren Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Außenrandes 47 des Separators 30. In die Platte 60 sind eine axiale Öffnung 68 und größere Öffnungen 64 aehohrt. Die Fläche der Öffnungen 64 stimmt praktisch irit der Fläche der Öffnungen 34 in der Deckplatte 32 des Separators 30 überein. Die Vorrichtung kann mit einem Dichtungsring 80 versehen sein. Die Einzelteile sind mit einander vereinigt und zusammengehalten mittels einer Haltevorrichtung, die die Platte 60 an die untere Flöche des Separators 30 drückt, den Filter 20 auf den Flansch 45 und den Deckel 10 auf den Filter 20 presst, wobei sich das Schwimmerventil 50 zwischen der Platte 60 und der Unterseite 33 der Deckplatte 32 befindet. In der dargestellten Ausbildungsform besteht diese Haltevorrichtung aus einer Schraube 9O mit T-förmigem Ouerschnitt. Der Gewindeteil der Schraube 90, die die Öffnungen 68, 58, 38 und IP durchdringt, wird mittels einer Mutter 1.6 auf dem Deckel befestigt. Der Kopfteil der Schraube 90 ist mit einem Flansch 94 versehen. Die gesamten zwischen dem Deckel und dem Dichtungsring 80 befindlichen Bauelemente sind auf einer herkömmlichen Filterplatte angeordnet und der Flansch 94 drückt auf die Unterseite der Platte.

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Bei dem dargestellten Filter ist der Gewindeteil 92 der Schraube 90 zwischen der Oberfl «"ehe der Platte und der Unterseite 33 der Deckplatte von einer Hülse umgeben. Das Schwimmerventil 50 kann auf dieser Hülse auf-und abgleiten.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Frfindung ist eine Reihe von Schlitzen 242 in dem Außenrand 47 des Separators 30 vorgesehen, während eine 2. Peihe von Schlitzen längs des Umfangs zwischen der Unterseite des Außenrandes und der Oberseite der Platte 60 vorgesehen sind. Man bringt vorzugsweise die Schlitze 242 genau unter den Schlitzen 42 in dem Rand 46 an, sie !tonnen aber auch auf Lücke sitzen.

Bei einer weiteren Ausbildungsform -des Filters ist auf die Schlitze 42 zu Gunsten der Schlitze 242 verzichtet. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind die oberen und unteren'Ränder der Schlitze 42 und 242 eben und verlaufen zueinander parallel.

Im Betrieb, bei nach unten gerichteter DurchfluRrichtung, fließt das Medium durch die Schlitze 28 (und zu einem geringeren Teil durch die Schlitze 42 und 242) , durch die öffnungen 34, um das Schwimmerventil 50 und durch die öffnungen 64 in der Platte 60 und durch fiffnunaen, die sich in der herkömmlichen Filterplatte (nicht dargestellt) befinden, ab. Die in dem Medium vorhandenen Partikel werden auf der Außenseite des Filters zurückgehalten,

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da sie zu groß sind, um durch die Schlitze 28, 42 und 242 hindurch zu gelangen.

Bei nach oben gerichteter Flußrichtung strömt die Flüssigkeit durch die öffnungen 64 und den oberen Teil des Separators 30. Da das Schwimmerventil 5o vorzugsweise eine geringere Dichte hat als das Arbeitsmedium, bewegt sich das Ventil 50 längs der Büchse 70 nach oben, seine Oberfläche 52 verschließt die öffnungen 34 der Deckplatte 32. Dieser Verschluß wird durch den Druck der einströmenden Flüssigkeit noch vergrößert. Die einströmende Flüssigkeit kann daher nicht durch den Filter 20 hiridurchströmen und wird dazu gezwungen, mit hoher Geschwindigkeit durch die Schlitze 42 und 242 auszuströmen. Dadurch ergeben sich ausgezeichnete Trenncharakteristiken für Partikel enthaltende Flüssigkeiten. Die nachstehenden Beispiele verdeutlichen den hohen Wirkungsgrad des Kombinationsfilters gemäß der Erfindung im Zusammenhang mit einem gemischten Anionen/Kationen Ionenaustauschsystem im Vergleich mit einem herkömmlichen Filter ohne Hochgeschwindigkeitsaustrittsöff mangen.

Beispiele A Harztrennung

Es wurden Versuchsreihen zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit verschiedener Filter zur Trennung eines Anionenharzes aus einem Kationenbett durchgeführt. Jeder Versuch bestand aus folgenden Verfahrensschritten:

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1) Drei Filter wurden in einer Plexiglaskolonne eines

Durchmessers von ca. 61 cm eingebaut und zwar ein

2 Filter pro 929 cm .

2) Das Anionen- und Kationenharz wurden in die Kolonne eingefüllt.

3) Das Harz wurde mit Luft durchaemiscbt und zwar

3 '

2832 cm /min pro Filter.

4) Das Harzbett wurde 10 min lang zurückgespult.

5) Das Anionenbett, das sich oben befand und ein Teil des Kationenbetts wurden durch eine seitliche öffnung abgelassen.

6) Das in der Kolonne verbliebene Wasser wurde durch die Filter abgezogen.

7) Ein Teil des Harzes wurde sorgfältig aus der Kolonne geschöpft bis auf eine Schichtdicke von ca. 7,6 cm. Eine Schichtprobe des Harzes (ca. 7,6 cm über dem Boden der Kolonne) wurde herausaenommen und gesammelt.

9) Ein v/eiterer Teil des Harzes wurde sorgfältig herausgeschöpft bis auf eine Schichtdicke von ca. 2,5 cm.

10) Eine Harzprobe dieses Querschnittes, ca. 2,5 cm über dem Boden,wurde herausgenommen.

11) Jede entnommene Harzprobe wurde dann in eine Kolonne

von etwa 5 cm Durchmesser gebracht.

12) Das Harz konnte sich absetzen. Anschließend wurde die Dicke des Harzbettes gemessen.

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- li -

-Λ -•53-

13) Das Harz wurde in der Kolonne mit einem Durchmesser von 5 can 5 bis IO min lang rückgespült, wobei es das Doppelte seines Volumens einnehmen konnte.

14) Die Strömung wurde abgeschaltet und das Harz konnte sich erneut absetzen.

15) Die Schichtdicke des Kationharzes und die Schichtdicke des Anionharzes wurden bestimmt. Das Verhältnis dieser beiden Schichtdicken zur gesamten Schichtdicke gibt den Volumenprozentanteil jeden Harzes an.

Tabelle 1 gibt eine Zusammenstellung der Versuchsdaten wieder. Hieraus kann man entnehmen, daß bei Verwendung eines herkömmlichen Filters (1) 10 bis 2O Volumenprozent Anionharz im Kationenbett enthalten sind. Ferner wurde ein Johnson-Quellfilter (2) mit einem Durchmesser von ca. 10 cm getestet. Bei diesem Versuch v>ar eine Spaltreihe für den Durchfluß offen, aber die ITrIfte der öffnuncjsflache wurde verschlossenem zu verhindern, datf Wasser durchfließen konnte, was bedeutet, daP die Öffnungsfläche der Spaltreihe 50 % betrug. Aus den Frgebnissen sieht man, daß bereits eine beachtliche Verbesserung bei dem in dem Hauptteil des Bettes befindlichen Harz vorliegt. Der Volumenanteil des Anionenharzes betrug ungefähr 5 % im Gegensatz zu den mit dem Standardfilter gefundenen Inerten von 10 bis 20 %. Dieser Filter führte aber nicht zu einer bemerkenswert verbesserten Trennwirkung in den engsten Schmälstellen, den Spitzen, die immer längs der Wand vorliegen.

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2SQU17

Ferner wurde ein Kombinationsfilter (3) getestet, dessen Durchmesser ca. 8.42 cm betrug und der eine Spaltreihe mit 8 Schlitzen einer Spaltbreite von 178.10 mm hatte. Die gesamte öffnuncrsfloche dieser acht Schlitze entsprach etwa der Hälfte eines 178.10 mm breiten, längs des Umfangs des Filters verlaufenden Spaltes. Man kann sehen, daß im Hauptteil des Harzbettes nur noch Spuren von Anionharz im Kationbett vorliegen. Auch im engsten Paum, den Spitzen, fand man nur drei bis sechs % Anionenharz. D.h. der Kombinationsfilter führt zu einer wesentlich besseren Trennung, obwohl die Austrittsgeschwindigkeit ca. 945 cm/sec gegenüber ca. 1219 cm/sec bei dem Filter Nr. 2 betrug.

B Verteilung

Die Harzverteilung wurde etwa 7,6 cm oberhalb der Filterplatte nach Beendigung eines Versuchs mit drei Johnson-Quellfiltern von je 8,26 cm 0 mit 22 Spaltreihen, einer Spal-tbreite von ca. 178.10 mm bestimmt. Der Durchfluß pro Filter betrug 25 l/min, was zu einer Geschwindigkeit von ca. 33,5 cm/sec führte. Eine solche Geschwindigkeit ist gängig für in der Industrie verwendete Filter.

Das Anionenharz wurde in einer Höhe von ca. 7,6 cm aus einem Umkreis von einem Radius von ca. 8,4 cm um die Mittelachse des Filters abgetrennt. Der übrige Teil des Bettes enthielt aber ein Kation- und Anionenharzgemisch, was bedeutet, daß diese Bereiche gar nicht von der Strömung erfaßt wurden.

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- VS -

Was die Trennungscharakteristiken in einem Vertikalschnitt angeht, so kann man hieraus entnehmen, daß die Lösung aus einem Standardfilter nur etwa 2,54 cm am Boden der Filterplatte hinausfloß. Die Strömung zeigt eine Neigung nach außen zu diffundieren, so äaP- in einer Höhe von ca. 7,6 cm der Radius des Umkreises um die Mittelachse des Filters, in welchem eine Harztrennunq festgestellt werden konnte, ca. 7,6 cm betrug. Um eine gleichmäßige Verteilung innerhalb' des ganzen Tanks zu erhalten, müßte man die Mittelachsen der Filter in Abständen von 13,34 cm anordnen.

Daß man bei Verwendung des erfindungsgemr;pen Kombinationsfilters eine bessere Verteilung erhält, läßt sich aus den vorstehend beschriebenen Beispielen entnehmen, wo ausdrücklich erwähnt wird, daß man nur noch Spuren von Kationenharzen in einem Kolonnenquerschnitt findet, der ca. 2,5 cm oberhalb des Bodens lag.

Hätte die Lösung nicht in gleichmäßicrer Verteilung über den gesamten Boden verteilt vorgelegen, dann hätte man ganz beträchtlich höhere Konzentrationen, beispielsweise solche, wie in dem 1. und 2. Versuch, gefunden.

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•ranexxe χ

Filter

Anzahl der Spaltreihen einer Spalt breit evon 178. IO mm

Rückspülung l/min

Ausflußgeschwindigkeit cm/s

Probe von
der engsten Stelle

Probe 1 auf Höhe ca. 2,5 cm

Probe 3 auf Höhe ca. 7,5 cm

O CO OO CaJ

8/255 cm 0 Standard filter	12	25,003	260.96	% Kation % Anion	77 23	77,6 22f4	87,5 12,5
10.16 cm 0 Johnson-Quell filter	1 Spaltreihe 50 % offen β 1/2	25.003	1225,296	% Kation % Anion	<2 LP	94,6 5,4	95,3 4,7
8,42 cm 0 Kombinations filter	1 Spaltreihe 50 % offen = 1/2	15,911	932.688	% Kation % Anion	?4-97 3-6	99 Spuren	99 Spuren

Volumen % Anionen enthalten im Kationenbett nach Hückspüluna

Leerseite

Claims (24)

290ΛΛ17 PATENTANSPRÜCHE *.νντ·? ι # I)) Kombinationsfilter zur Verwendung für ein Partikel enthaltendes, fließfähiges Medium, gekennzeichnet durch koaxial angeordnete Komponenten, nämlich a) einen im wesentlichen zylindrischen Filter (20) mit geringer Durchflußgeschwindiakeit, mit längs seines ürafanges verlaufenden Spalten (2P) für den Durchtritt der Flüssigkeit und einer Gesamtspaltfläche entsprechend etwa der Zylinderwandfläche des Filters (20), b) einen Deckel (10) für das obere Ende des Filters (20) c) einen hutartigen Separator (30) , der in dem Filter (20)f koaxial mit diesem, angeordnet ist, wobei dieser Separator (30) 1» einen Hohlzylinder (36)

1.1. eine den Hohlzylinder (36) nach oben abschließende Deckplatte (32) mit einer Mehrzahl von ersten öffnungen (34,38) und

1.1.1. einen längs des unteren Randes des Hohlzy-

linders (36) angeordneten Flansch (45, 46, 49, 47) aufweist, wobei der Außendurchraesser des Hohlzylinders (36) und der Auj?endurchmesser des Flansches so gewählt sind, dai³ der Hohlzylinder des Separators (30) leicht im Gleitsitz in das Innere des Filters (20) paßt,

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•a·

d) eine Platte (60) rait einer Vielzahl von zweiten öffnungen (64, 68), von denen eine. Öffnung (68) in der Plattenmitte vorgesehen ist, und die Platte (60) unter dem Flansch, koaxial mit diesem angeordnet ist,

e) einen Bolzen (90)^ der axial die Platte (60) , den Separator (30) und den Filter (20) durchdringt,

f) Befestigungsmittel (16, 94) zur lösbaren Befestigung des Bolzens (90) an dem Deckel (10) und an der Platte (60), wobei sich der Filter (2O) und der Separator (30) zwischen Deckel (10) und Plat- te (60) befinden,

g) ein Ventil (50), das mit einer axialen öffnung (58) und einer oberen Fläche (52) versehen ist, mit der die außermittigen öffnungen (34) in der D.eckplatte (32) des Separators (30) abdeckbar sind, wobei das Ventil (50) längs des Bolzens (90) auf und ab verschiebbar ist, der das Ventil (50) axial durchdringt, um dessen Lage zwischen der Platte (60) und der unteren inneren Oberfläche (33) des Hohlzylinders (36) des Separators (30) so zu bestimmen, daß die obere Fläche (52) des Ventils (50)in dessen höchster Lage dazu geeignet ist, die öffnungen in dem Separator (30) zu verschließen und

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h) mindestens eine Reihe lclnas des Uir.-Panaes verlaufender Schlitze (42, 242), die zwischen der oberen Fläche (45) des Flansches (45,46,49,47) des Separators (30) und der Platte (6O) vorgesehen ist, wobei die Schlitze von den inneren zu den äußeren Oberflächen des Flansches verlaufen und wobei die Abmessungen der Spalte (2R) in dem Filter (20) gemäß Ziff. a) und der Schlitze (42,242) zwischen dem Flansch und der Platte (60) gemäß Ziff. h) zumindest in einer Richtung geringer sind als der Durchmesser der Partikel des Mediums, für welches der Filter verwendet werden soll.

2) Kombinationsfilter nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet , daft die Dichte des Ventils (50) geringer ist als die Dichte des fltissioen Mediums, für welches der Filter verwendet werden soll.

3) Kombinationsfilter nach Anspruch 1), d adurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ventils (50) kegelstumpfförmig ist.

4) Kombinationsfilter nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß die obere fläche (52) des Ventils (50) im Querschnitt eben oder konkav ist.

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5) Kombinationsfilter nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schlitzreihe (42, 242) zwischen der Platte (60) und der oberen Fläche (52) des Flansches (50) vorgesehen ist.

6) Kombinationsfilter nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der längs des ümfanges des Flansches (50) verlaufenden Schlitze (42,242) zwischen der Platte (60) und dem Flansch (50) kleiner als 150 % der einen Umfangsflache des Flansches (50) ist.*

7) Kombinationsfilter nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der längs des Ümfanges des Flansches (50) verlaufenden Schlitze (42,242) zwischen der Platte (60) und dem Flansch (50) kleiner als 100 % der einen ümfangsflache des Flansches (50) ist.

8) Kombinationsfilter nach Anspruch 1), d adur c h gekennzeichnet, daß mindestens eine Schlitzreihe (42) in der Randfläche des Flansches (50) zwischen der oberen (45) und der unteren (49) Oberfläche des Flansches (50) vorliegt und zusätzlich eine zweite Reihe längs des Ümfanges verlaufender Schlitze (242) zwischen dem unteren Rand des Flansches (50)

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und der Platte (60) vorgesehen ist.

9) Kombinationsfliter nach Anspruch 8), dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der ersten Schlitze (42) zwischen der oberen und unteren Fläche des Flansches und der zweiten Schlitze (242) zwischen dem Flansch (50) und der Platte (60) jeweils weniger als 75 % der gesamten Umfangsfläche des Flansches betragen.

10) Kombinationsfilter nach Anspruch 8), dadurch gekennzeichnet,, daß die zweiten Schlitze (242) zwischen dem Flansch (50) und der Platte (60) mit den ersten Schlitzen (42) zwischen der oberen und unteren Flanschflache (45, 49) fluchten«

11) Kombinationsfilter nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß nur eine einzige Schiitareihe zwischen dem unteren Rand des Flansches (50) und der Platte (60) vorgesehen ist.

12) Kombinationsfliter nach Anspruch Γ) , dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze gemäß Ziff. h) obere und untere Begrenzungsflachen aufweisen,die zueinander parallel verlaufen«

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— & —

G-

13) Kombinationsf liter zur Verwendung in einem Partikel enthaltenden, fließfähigen Medium gekennzeichnet durch

a) einen ersten Filter (20) mit einer Vielzahl von ersten öffnungen (28), der dazu geeignet ist, von einem relativ großen Volumen des fließfähigen Mediums mit relativ geringer Geschwindigkeit in einer ersten Strömungsbahn durchsetzt werden,

b) einen zweiten Filter (30) mit einer Vielzahl zweiter öffnungen (34, 42, 242^VOn denen zumindestens ein Teil (34) dazu geeignet ist, von einem relativ großem Volumen des fließfähigen Mediums mit relativ geringer Geschwindigkeit in der ersten Strömungsbahn durchsetzt zu v/erden und von denen ein anderer Teil (42, 242) von dem fließfähigen Medium mit relativ hoher Geschwindigkeit durchsetzt wird und in einer zweiten Strömungsbahn liegt, wobei beide Strömungsbahnen miteinander in Verbindung stehen und

c) eine Vorrichtung (50) zur gleichzeitigen Unterbrechung der ersten Strömungsbahn des ersten Filters und deren Fortsetzung im zweiten Filter und zur Umleitung des fließfähigen Mediums in die zweite Strömungsbahn des zweiten Filters.

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14) Kombinationsfilter nach Anspruch 13) dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsbahn des fließfähigen Mediums mit geringer Geschwindigkeit und die zweite Strömungsbahn mit relativ hoher Geschwindigkeit in einer Flußrichtung miteinaner in Verbindung stehen und in entgegengesetzter Flußrichtung mit Hilfe der Vorrichtung zur Unterbrechung der Strömungsbahnen (50) voneinander zu trennen sind.

15) Kombinationsfilter nach Anspruch 13) dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der öffnungen (28, 42, 242) mindestens in einer Richtung kleiner sind als der Durchmesser der in dem fließfähigen Medium vorliegenden Partikel.

16) Kombinationsfilter nach Anspruch 13) dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (28) im ersten Filter (20) mit geringer Durchflußgeschwindigkeit zwischen innen und außen gelegenen Teilen des Filters verlaufen.

17) Kombinationsfilter nach Anspruch 13) dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Filter (30) für hohe Durchflußgeschwindigkeit mindestens eine Spaltreihe aufweist, deren Spalte von seiner inneren Oberfläche zu seiner äußeren Oberfläche verlaufen.

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18) Kombinationsfilter nach Anspruch 13) d a du r c h gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (32) vorgesehen ist, die ein Durchgangscrlied für das aus dem Inneren des ersten Filters kommende und in den zweiten Filter überströmende fließfähige Medium bildet.

19) Kombinationsfilter nach Anspruch 13) dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (20) für geringe Durchflußgeschwindidkeit koaxial mit dem Filter für hohe Durchflußgeschwindigkeit vereinicrt ist und mit Hilfe einer Platte (32) von diesem abgeteilt ist, wobei diese Platte (32) eine Mehrzahl von öffnungen aufweist, die die Strömungsverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Filter herstellen, und eine Vorrichtung (50) vorgesehen ist, mit der diese Verbindung zu unterbrechen ist.

20) Kombinationsfilter nach Anspruch 19) dadurch gekennzeichnet, daP die Vorrichtung zur Unterbrechung der Strömung aus dem ersten Filter in den zweiten Filter als Ventil ausgebildet ist.

21) Kombinationsfilter nach Anspruch 19) dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (32, 52) vorgesehen ist, mittels der das Ventil (50) im

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Innenraum des zweiten Filters zu halten ist.

22) Kombinationsfilter nach Anspruch 13) zur Vervendung in einem Partikel enthaltenden Medium, gekennzeichnet durch koaxial miteinander vereinigte Bauelemente, nämlich

a) ein Filter (20) mit geringer Durchflußqeschwindigkeit mit längs seines ümfanges verlaufenden öffnungen (28)_f

b) einen Separator (30) der sich koaxial innerhalb des Filters (20) befindet und

1. einen Hohlkörper (36) mit einem oberen und unteren Ende,

1.1. einen Deckel (32) mit einer Mehrzahl von öffnungen zum Verschluß des oberen Endes des Hohlkörpers (36) und

1.1.1. einen radial nach außen, längs des unteren Endes des Hohlkörpers (36) verlaufenden Flansch (45, 46, 49, 47). mit einer äußeren und inneren Oberfläche, wobei die Außenabmessungen des Hohlkörpers (36) und des Flansches so gewählt sind, daß der Hohlkörper (36) leicht im Gleitsitz in das Innere des Filters (20) geringer DurchfluBgeschwindigkeit paßt,

σ) eine Platte (60) mit einer Vielzahl von öffnungen, die unter dem Flansch (50) koaxial zu diesem angeordnet ist „

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d) eine Vorrichtung (9O^ mit deren Hilfe der Separator (30) zwischen dp.r Platte (60) und dem Filter (20) für geringe Durchfluggeschwindigkeit zu halten ist,

e) eine Vorrichtung (52)_f mit der die öffnungen (34) in der Deckplatte (32) des Separators (30) zu verschließen sind und

f) mindestens eine längs des Umfanges verlaufende Spaltreihe (42, 242) wobei die Spalte zwischen Innen- und Außenfläche des Flansches und zwischen der oberen Fläche (45) und der Platte (60) angeordnet sind.

23) Kombinationsfilter nach Anspruch 22), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Dimension der Schlitze zwischen der Außen- und Innenfläche des Flansches verläuft und die längs des Umfanges verlaufenden öffnungen (2P) des Filters (2O) geringer Durch-flußgeschwindigkeit mindestens eine Dimension aufweisen, die kleiner als der Durchmesser der Partikel in dem zu filtrierenden Medium ist.

24) Kombinationsfilter nach Anspruch 22), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verschließen der öffnungen des oberen Teiles

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des Separators (30) als Ventil (50) ausgebildet ist, mit einer Deckflrche (52)_f deren Flr'chengröße dazu geeignet ist, die Öffnungen des ol'eron Teiles des Separators in sich einzuschließen, wobei das Ventil (50) zwischen der Platte (60) und der unteren Oberfläche des Separators (30) auf- und abwärts bewegbar ist und in seiner obersten angehobenen Stellung mittels seiner Deckfloche (52) die Öffnungen in dem oberen Teil des Separators vollständig abdeckt.

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