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