DE3722238A1 - Verfahren zur abreinigung von filterkerzen in anschwemmfiltern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abreinigung von Filterkerzen in Anschwemmfiltern für Flüssigkeiten, wobei ein an der Außenseite der Filterkerze befindlicher, aus einer Schicht von Filterhilfsmittel und einer Schmutzschicht bestehender Filterkuchen vor jedem erneuten Anschwemmvorgang auf der Filterkerze durch eine Trockenluftströmung getrocknet und durch mechanische Bewegung der Filterkerze von dieser abgeworfen wird.

Bei Anschwemmfiltern wird vor Beginn der Filtration auf der Außenseite der Filterkerze ein Filterhilfsmittel angeschwemmt, beispielsweise Kieselgur. An diesem Filterhilfsmittel werden die in der verschmutzten Flüssigkeit enthaltenen Feststoffpartikel angelagert. Die aus dem Filterhilfsmittel bestehende Filterschicht hat eine wesentlich geringere Porenweite als das darunter befindliche Filtermedium.

Mit zunehmender Verschmutzung der Schicht von Filterhilfsmittel steigt der Differenzdruck am Filter an. Bei Erreichen eines vorgegebenen Differenzdrucks muß eine Abreinigung des Filterkuchens und anschließend ein erneuter Anschwemmvorgang erfolgen, bevor die Filtration fortgesetzt werden kann.

Die Abreinigung des Filterkuchens kann durch Rückspülung mit Flüssigkeit erfolgen. Hierzu wird der Flüssigkeitsstrom umgekehrt; zur Verstärkung der Rückspülströmung wird in vielen Fällen ein Luft- oder Gaspolster im Reinraum des Filtergehäuses benutzt. Beim Öffnen eines Ablaßventils entsteht durch die Entspannung des Luft- oder Gaspolsters ein verhältnismäßig hoher Druckstoß, der zu einer kurzzeitigen starken Strömung in den Filterkerzen führt. Dadurch wird der Filterkuchen gelöst und bei der Entleerung des Filtergehäuses als Schlamm ausgetragen.

Der so erhaltene Schlamm enthält noch einen verhältnismäßig großen Flüssigkeitsanteil und muß deshalb in einem aufwendigen Arbeitsablauf aufbereitet und getrocknet werden. Dies geschieht beispielsweise in einem gesonderten Schlammfilter.

Bei einem anderen bekannten Verfahren erfolgt ein Trockenaustrag des Filterkuchens. Hierbei wird nach Erreichen eines vorgegebenen Differenzdrucks am Filter Druckluft oder Druckgas in den Schmutzraum des Filtergehäuses geleitet, so daß die darin enthaltene Flüssigkeit herausgedrückt wird. Bei der fortgesetzten Luft- oder Gaszufuhr wird der Filterkuchen auf den Filterkerzen getrocknet und anschließend durch eine mechanische Bewegung der Filterkerze abgeworfen. Die mechanische Bewegung der Filterkerze erfolgt bei einem bekannten Verfahren (DE-PS 28 28 976) durch einen Rüttelantrieb, der die die Filterkerzen tragende Trennwand im Filtergehäuse so stark rüttelt, daß der Filterkuchen von den Filterkerzen abfällt. Der hierzu erforderliche konstruktive Aufwand ist hoch; außerdem werden die Filterkerzen durch die auftretenden Beschleunigungskräfte stark beansprucht.

Bei einem anderen Verfahren gemäß einer zum nicht vorveröffentlichten Stand der Technik gehörenden Patentanmeldung (P 36 34 460.5) ist ein den Filterstrumpf der Filterkerze tragender Stützkörper mit einem Schubelement verbunden und kann in Kerzenlängsrichtung bewegt werden, um den auf dem Filterstrumpf befindlichen Filterkuchen abzusprengen.

Eine andere, ebenfalls zum nicht vorveröffentlichten Stand der Technik gehörende Patentanmeldung (P 37 04 457.3) sieht vor, den den Filterstrumpf tragenden Stützkörper als Schraubenfeder auszuführen, die in Längsrichtung verformt werden kann, um den Filterkuchen von der Filterkerze abzusprengen.

Der Vorteil des eingangs genannten Verfahrens zur Trockenabreinigung von Filterkerzen besteht darin, daß der Filterkuchen in schon fast vollständig getrocknetem Zustand ausgetragen wird, so daß keine aufwendige Schlammtrocknung mehr erforderlich ist. Da das Absprengen und Lösen des Filterkuchens hierbei rein mechanisch erfolgt, können Teile des Filterkuchens an der Filterkerze zurückbleiben, die bei dem nachfolgenden Anschwemmvorgang eine gleichmäßige Anschwemmung des Filterhilfsmittels stören. Insbesondere wäre es nachteilig, wenn sich Schmutzpartikel, die wesentlich gröber sind als die Partikel des Filterhilfsmittels, unmittelbar am Filterstrumpf ablagern würden, weil dadurch an einzelnen Stellen die Ausbildung der feinporigen Schicht von Filterhilfsmittel unterbrochen wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das es ermöglicht, die Filterkerze vollständig von allen Resten des Filterkuchens zu reinigen, ohne die mit der Naßabreinigung verbundenen Nachteile des Austrags von nassem Schlamm in Kauf nehmen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filterkerze mindestens nach mehreren, jeweils einen Anschwemmvorgang, einen Filtervorgang und einen Abreinigungsvorgang umfassenden Betriebszyklen durch eine entgegengesetzt zur Filterströmungsrichtung gerichtete Spülströmung rückgespült wird, bevor ein erneuter Anschwemmvorgang erfolgt.

Durch den Rückspülvorgang werden alle an der Filterkerze noch verbliebenen Reste von Filterhilfsmittel und/oder Schmutz vollständig entfernt, so daß bei dem nachfolgenden Anschwemmvorgang sichergestellt ist, daß sich unmittelbar an der Kerzenaußenseite eine zusammenhängende Schicht von Filterhilfsmittel anlagert. Da die durch den Rückspülvorgang abgeschwemmten Reste des Filterkuchens sehr gering sind, kann die Rückspülflüssigkeit in den Schmutztank geleitet werden; ein Schlammaustrag mit der Notwendigkeit nachfolgender Schlammtrocknung ist nicht erforderlich. Die Vorteile der Trockenabreinigung, nämlich der Austrag des weitestgehend schon auf der Filterkerze getrockneten Filterkuchens, bleiben uneingeschränkt erhalten.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausgehend von einer bekannten Filtervorrichtung mit mindestens einer Filterkerze, die an einer Durchtrittsbohrung einer Trennwand angeordnet ist, die ein Filtergehäuse eines Anschwemmfilters in einen Reinraum und einen die Filterkerze enthaltenden Schmutzraum unterteilt, wobei ein Schmutztank über eine Filterpumpe und ein Ventil mit dem Schmutzraum verbunden ist und eine Leitung zum Reinraum über ein Ventil zu einem Reintank führt und wobei eine Preßluftzuleitung über ein Ventil mit dem Schmutzraum verbunden ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Preßluftzuleitung über ein Ventil mit dem Reinraum des Filtergehäuses verbunden ist.

Diese weitere Preßluftzuleitung ermöglicht es in konstruktiv sehr einfacher Weise, den Rückspülvorgang durchzuführen. Die in den Reinraum des Filtergehäuses geleitete Druckluft oder Druckgas drückt die dort vorhandene Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung durch die Filterkerze bzw. Filterkerzen und reinigt diese. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt ein vereinfachtes Schaltbild einer Filtervorrichtung für Flüssigkeiten. In einem geschlossenen Filtergehäuse 1, das durch eine Trennwand 2 in einen Reinraum 3 und einen Schmutzraum 4 unterteilt wird, sind vorzugsweise mehrere Filterkerzen angeordnet, von denen in der Zeichnung nur eine Filterkerze 5 vereinfacht dargestellt ist.

Die Filterkerze 5 weist einen (nicht dargestellten) Stützkörper in Form einer Schraubenfeder auf, die an ihrer Außenseite einen Filterstrumpf trägt. Die Schraubenfeder bildet einen hohlzylindrischen, durchbrochenen Stützkörper mit profilierter Außenfläche für den Filterstrumpf. An ihrem unteren Ende ist die Filterkerze 5 verschlossen; an ihrem oberen Ende ist die Filterkerze 5 durch eine Bohrung in der Trennwand 2 mit dem Reinraum 3 verbunden.

Ein Preßluftzylinder 6 bildet einen Abreinigungsantrieb für die Filterkerze 5; seine in das Filtergehäuse 1 eingeführte Schubstange 7 ist mit dem unteren Ende des Stützkörpers der Filterkerze 5 verbunden, um diese in Längsrichtung zu bewegen.

Ein Schmutztank 8, der die zu reinigende Flüssigkeit aufnimmt, ist über eine Leitung 9, eine Filterpumpe 10 und ein Ventil 11 mit dem Schmutzraum 4 verbunden. Aus dem Reinraum 3 führt eine Leitung 12 über ein Ventil 13 in einen Reintank 14, der die gefilterte Flüssigkeit aufnimmt. Am Boden des Schmutzraums 4 ist ein durch einen Zylinder 14 betätigbarer Schlammaustragsverschluß 15 angebracht, der es ermöglicht, den weitgehend getrockneten Schlamm aus dem Schmutzraum 4 in einen darunter befindlichen Behälter 16 auszutragen.

Eine Druckluftleitung 17, die mit einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle verbunden ist, ist über ein Ventil 18 mit dem oberen Bereich des Schmutzraums 4 verbindbar. Eine von der Leitung 17 abzweigende Leitung 19 ist über ein Ventil 20 mit dem Reinraum 3 verbindbar.

Im Schmutztank 8 befindet sich ein Anschwemmtrichter 21, in den durch eine Dosiereinrichtung 22 ein Filterhilfsmittel, beispielsweise Kieselgur, gegeben werden kann. Von der Leitung 12 ist eine Leitung 23 abgezweigt, die über ein Ventil 24 in den Anschwemmtricher 21 führt. Der Ausgang des Anschwemmtrichters 21 kann über eine Leitung 25 und ein Dreiwegeventil 26 mit der Leitung 9 verbunden werden. In die Leitung 25 mündet auch ein Ansaugstutzen 27 vom Boden des Schmutztanks 8. In der anderen Stellung des Dreiwegeventils 26 ist die Leitung 9 mit einem aus dem Reintank 14 kommenden Ansaugstutzen 28 verbunden.

Auf dem unteren Bereich des Schmutzraums 4 führt eine Rückspülleitung 29 über ein Ventil 30 in die in den Schmutztank 8 mündende Leitung 23. Eine Leitung 31 führt über ein Ventil 32 ebenfalls in diese Leitung 23 und in den Schmutztank 8.

Alle beschriebenen Ventile können durch eine gemeinsame Steuerung für den im folgenden beschriebenen Betriebsablauf der Anschwemmfiltervorrichtung gesteuert werden. Ebenso werden die Filterpumpe 10, der Reinigungsantrieb 6, die Dosiereinrichtung 22 und der Zylinder 14 für den Schlammaustrag gesteuert.

Vor Inbetriebnahme der Anschwemmfiltervorrichtung sind alle Ventile geschlossen; das Dreiwegeventil 26 befindet sich in der Stellung, in der der aus dem Schmutztank 8 herausführende Ansaugstutzen 27 mit der Leitung 9 verbunden ist.

Zunächst wird das Filtergehäuse 1 aus dem Reintank 14 durch die Filterpumpe 10 gefüllt, wobei das Dreiwegeventil 26 die Verbindung zum Ansaugstutzen 28 herstellt und das Ventil 11 geöffnet ist. Während des Füllvorgangs werden die Filterkerzen 5 durch den Antrieb 6 bewegt, um eine Spülwirkung zu erreichen, so daß möglicherweise anhaftende Reste von Filterhilfsmitel oder Schmutz entfernt werden.

Durch die Dosiereinrichtung 22 wird Filterhilfsmittel in den Anschwemmtrichter 21 gegeben. Während des Anschwemmvorgangs fördert die Filterpumpe 10 die Flüssigkeit mit Filterhilfsmittel aus dem Anschwemmtrichter 21 über das Dreiwegeventil 26 und die Leitung 9 in das Filtergehäuse 1. Das Ventil 24 ist geöffnet und das Ventil 13 ist geschlossen, so daß die Anschwemmströmung im Kreislauf durch die Leitungen 12 und 23 wieder in den Anschwemmtrichter 21 gelangt. Die übrigen Ventile sind dabei geschlossen.

Für den anschließenden Filtervorgang wird die zu filtrierende Flüssigkeit aus dem Schmutztank 8 über den Ansaugstutzen 25, das Dreiwegeventil 26, die Filterpumpe 10 und das Ventil 11 in den Schmutzraum 4 des Filtergehäuses 1 gepumpt. Die Flüssigkeit strömt von außen durch die auf dem Filterstrumpf der Filterkerze 5 angelagerte Schicht von Filterhilfsmittel in die Filterkerze hinein, wobei sich die Schmutzpartikel an der Außenseite der Schicht von Filterhilfsmittel ablagern. Die filtrierte Flüssigkeit gelangt in den Reinraum 3 und von dort durch die Leitung 12 und das geöffnete Ventil 13 in den Reintank 14. Die übrigen Ventile sind hierbei geschlossen. Der Filtervorgang wird fortgesetzt, bis sich durch die zunehmende Schmutzablagerung an der Filterkerze 5 ein vorgegebener Differenzdruck zwischen dem Schmutzraum 4 und dem Reinraum 3 einstellt, so daß eine Abreinigung der Filterkerze 5 notwendig wird.

Vor dem Abreinigungsvorgang wird das Filtergehäuse 1 entleert. Aus der Leitung 17 wird Preßluft über das Ventil 18 in das Filtergehäuse 1 eingeblasen. Der Flüssigkeitsanteil, der unter der Wirkung der Preßlufteinblasung durch die Filterkerze 5 gedrückt wird, gelangt in den Reinraum 3 und von dort über die Leitung 12 und das Ventil 13 in den Reintank 14. Die übrige Flüssigkeit wird durch die Leitung 29 und das Ventil 30 in den Schmutztank 8 gedrückt. Ein im Reinraum 3 verbleibender Flüssigkeitsrest gelangt über die Leitung 31 und das Ventil 32 ebenfalls in den Schmutztank 8. Bei diesem Entleervorgang sind die Ventile 11, 13, 20 und 24 geschlossen.

Anschließend erfolgt das Trocknen des Filterkuchens auf der Filterkerze 5. Zu diesem Zweck wird weiter durch das geöffnete Ventil 18 Druckluft in den Schmutzraum 4 geblasen. Die Ventile 30 und 32 werden intermittierend geöffnet, um anfallende Flüssigkeitsreste aus dem Reinraum 3 und dem Schmutzraum 4 in den Schmutztank 8 auszuschleusen. Zur Abführung der Luft aus dem Reinraum 3 wird das Ventil 13 oder ein dazu parallel geschaltetes (nicht dargestelltes) Ventil geöffnet, das ebenfalls in den Reintank 14 mündet.

Wenn der auf der Filterkerze 5 befindliche Filterkuchen ausreichend getrocknet ist, wird das Ventil 18 geschlossen und die Ventile 30 und 32 werden geöffnet, um den Druck im Filtergehäuse 1 abzubauen. Durch mechanische Bewegung der Filterkerze 5 mittels des Reinigungsantriebs 6 wird der Filterkuchen von der Filterkerze 5 abgeworfen und durch den Verschluß 15 in den Behälter 16 ausgetragen.

Im Normalfall, d. h. wenn noch keine zusätzliche Abreinigung der Filterkerze 5 erforderlich ist, beginnt nun wieder der nächste Betriebszyklus mit dem anfangs beschriebenen Füllen des Filtergehäuses 1.

Nach mehreren Betriebszyklen wird eine Rückspülung der Filterkerze 5 mit Flüssigkeit durchgeführt. Dazu wird zunächst das Filtergehäuse 1 mittels der Filterpumpe 10 bei geöffnetem Ventil 11 aus dem Reintank 14 gefüllt. Das Ventil 24 ist geöffnet; die übrigen Ventile sind geschlossen. Anschließend wird das Ventil 20 geöffnet. Die aus der Leitung 17 in den Reinraum 3 eingeblasene Druckluft drückt die Flüssigkeit aus dem Reinraum 3 entgegengesetzt zu der Filterströmungsrichtung durch die Filterkerze 5. Dabei werden alle noch an der Außenseite der Filterkerze 5 befindlichen Reste des Filterkuchens abgespült. Durch die Leitung 9 strömt die Flüssigkeit bei geöffnetem Ventil 11 durch die stehende Filterpumpe 10 in den Schmutztank 8. Das Dreiwegeventil 26 ist dabei so eingestellt, daß die Leitung 9 mit dem Ansaugstutzen 27 verbunden ist und der Ansaugstutzen 28 abgesperrt ist. Das Ventil 30 ist geöffnet, so daß eine Restentleerung des Schmutzraums 4 über die Leitung 29 erfolgen kann. Alle übrigen Ventile sind geschlossen.

Nach Beendigung des Rückspülvorgangs wird das Filtergehäuse 1 in der eingangs beschriebenen Weise gefüllt, bevor ein erneuter Betriebszyklus beginnt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Abreinigung von Filterkerzen in Anschwemmfiltern für Flüssigkeiten, wobei ein an der Außenseite der Filterkerze befindlicher, aus einer Schicht von Filterhilfsmittel und einer Schmutzschicht bestehender Filterkuchen vor jedem erneuten Anschwemmvorgang auf der Filterkerze durch eine Trockenluftströmung getrocknet und durch mechanische Bewegung der Filterkerze von dieser abgeworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerze (5) mindestens nach mehreren, jeweils einen Anschwemmvorgang, einen Filtervorgang und einen Abreinigungsvorgang umfassenden Betriebszyklen durch eine entgegengesetzt zur Filterströmungsrichtung gerichtete Spülströmung rückgespült wird, bevor ein erneuter Anschwemmvorgang erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülströmung in den Zulauf (9) für die ungefilterte Flüssigkeit gedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülströmung durch Beaufschlagung einer die Filterkerze (5) umgebenden Flüssigkeitsmenge durch Druckluft oder -gas an der Reinseite erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit mindestens einer Filterkerze, die an einer Durchtrittsbohrung einer Trennwand angeordnet ist, die ein Filtergehäuse eines Anschwemmfilters in einen Reinraum und einen die Filterkerze enthaltenden Schmutzraum unterteilt, wobei ein Schmutztank über eine Filterpumpe und ein Ventil mit dem Schmutzraum verbunden ist und eine Leitung zum Reinraum über ein Ventil zu einem Reintank führt und wobei eine Preßluftzuleitung über ein Ventil mit dem Schmutzraum verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Preßluftzuleitung (19) über ein Ventil (20) mit dem Reinraum (3) des Filtergehäuses (1) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch ein Ventil (30) verschließbare Rückspülleitung (29) aus dem Schmutzraum (4) des Filtergehäuses (1) in den Schmutzraum (8) führt.