DE3934947A1 - Verfahren zum rueckspuelen eines filters sowie nach dem verfahren arbeitende rueckspuelfilter - Google Patents

Verfahren zum rueckspuelen eines filters sowie nach dem verfahren arbeitende rueckspuelfilter

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Rückspülen eines Filters sowie auf Rückspülfilter, die nach diesem Ver­ fahren arbeiten.
Mit Eigenmedium beziehungsweise mit Filtrat arbeitende Rück­ spülfilter sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Bei die­ sen Rückspülfiltern wird das Rückspülen dadurch bewirkt, daß der Druck auf der Trübeseite des Filtermittels stark herabge­ setzt wird, so daß Filtrat durch das Filtermittel zur Trübe­ seite hin zurückströmt und dort den Filterschlamm vom Filter­ mittel ablöst. Das Spülfiltrat wird dann zusammen mit dem abgelösten Schlamm über eine Schlammableitung abgeführt.
Die bekannten Rückspülfilter haben den Nachteil, daß beim Rückspülen stets der Druck auf der Filtratseite beeinflußt wird. In zahlreichen Anwendungsfällen ist es aber notwendig, daß der Druck auf der Filtratseite, d. h. der sogenannte Systemdruck, völlig konstant bleibt. Beispielsweise bei Spinnlösungen hätten Druckschwankungen des Systemdrucks erhebliche Spinnstörungen und Tickerveränderungen des Spinn­ fadens zur Folge.
Um die Druckänderungen auf der Filtratseite beim Rückspülen klein zu halten, sind aus der DE-OS 37 05 803 und 32 35 552 Rückspülfilter bekannt, bei denen mittels eines axial beweg­ lichen Schiebers, der am Umfang einen ringsumlaufenden, mit der Schlammableitung in Verbindung stehenden Spülschlitz aufweist, der bei Hubbewegung des Schiebers Fenster eines Stützkorbes nacheinander überdeckt, wodurch das Filtermittel während des Filterbetriebes partiell von außen nach innen freigespült wird. Aber auch bei diesen Rückspülfiltern treten auf der Filtratseite störende Druckschwankungen auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Rückspülen von Filtern zu schaffen, bei denen Druckschwankungen auf der Filtratseite infolge der Rückspü­ lung vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wäh­ rend der Rückspülung filtratseitig aus einem Vorrat eine Fil­ tratmenge zugeführt wird, die im wesentlichen der in die Schlammkammer abgeführten Spülmenge entspricht, wobei das Zu­ führen der Filtratmenge und das Abführen der Spülmenge gleich­ zeitig und mit gleicher Geschwindigkeit erfolgt.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß während der Rückspü­ lung der Systemdruck völlig konstant gehalten werden kann, auch dann, wenn zum Rückspülen relativ große Spülmengen ver­ wendet werden.
Der Vorrat an Filtrat kann während der Zeit zwischen zwei Rückspülvorgängen langsam durch filtratseitigen Abzug ge­ speichert werden, so daß der Systemdruck dadurch nicht be­ einflußt wird. Die Zeit zwischen zwei Rückspülvorgängen ist fünfzig- oder hundertmal länger, mindestens aber zehnmal län­ ger als die Rückspülzeit, so daß die durch das Ansammeln des Filtratvorrats bewirkte Druckbeeinflussung um entsprechende Faktoren geringer ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe läßt sich aber auch dadurch lösen, daß während der Rückspülung trübeseitig unter Erhöhung des Trübedrucks eine zusätzliche Trübemenge in den Trüberaum gedrückt wird, die im wesentlichen der in die Schlammkammer abgeführten Filtrat-Spülmenge entspricht, wobei das Zuführen der zusätzlichen Trübemenge und das Ab­ führen der Spülmenge gleichzeitig mit gleicher Geschwindig­ keit erfolgt. Die beim Rückspülen benötigte Filtrat-Spülmenge wird also durch Filtrat ersetzt, welches durch die Erhöhung des Trübedruckes zusätzlich durch das Filtermittel gedrückt wird.
Auch hier kann der zusätzliche Trübevorrat langsam während der Zeit zwischen zwei Rückspülvorgängen gespeichert werden.
Bei diesem Verfahren kann die Trübeseite des Filters oder des Filtereinsatzes ganz oder teilweise an eine Schlammkammer an­ geschlossen werden, in der während der Rückspülung ein Unter­ druck erzeugt wird.
Ein Rückspülfilter zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist in bekannter Weise ein Gehäuse auf mit min­ destens einem darin angeordneten Stützkorb, der ein Filter­ mittel trägt, das den Innenraum des Gehäuses in einen mit einem Trübeeinlaß verbundenen Trüberaum und einen mit einem Filtratauslaß verbundenen Filtratraum unterteilt. Die Trübe­ seite des Filters oder des Filtereinsatzes ist an eine Schlammkammer anschließbar. Damit das erfindungsgemäße Ver­ fahren durchgeführt werden kann, ist am Filtratraum ein Vorratsraum für Filtrat angeschlossen, dessen Volumen durch eine bewegliche Wand veränderbar ist, und das Volumen der Schlammkammer ist durch eine bewegliche Wand gegenseitig zum Volumen des Vorratsraumes veränderbar. Der Vorratsraum kann allerdings auch trübeseitig angeordnet sein, sofern am Trübeeinlaß bzw. in der Trübezuleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist oder aber die Trübe mittels einer Zahnradpumpe zugeführt wird, so daß ein Verringern des Volumens des Vor­ ratsraumes der trübeseitige Druck erhöht wird und die Trübe nicht in die Trübezuleitung zurückgedrückt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.
In der folgenden Beschreibung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher er­ läutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teiles eines Rückspülfilters in Filtrierstellung,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht in Rückspülstel­ lung,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Rückspülfilters mit Spülein­ richtung,
Fig. 4 Querscnnitt des in Fig. 3 dargestellten Rückspülfilters,
Fig. 5 bis 8 Betriebsstellungen des aus Fig. 3 ersichtlichen Rückspülfilters.
Der Rückspülfilter nach den Fig. 1 und 2 weist ein rohrartiges Gehäuse 1 auf, in dem eine Filterkerze oder ein Filtereinsatz angeordnet ist, der sich zusammensetzt aus einem Stützkorb 4 und einem Filtermittel 5. Das Filtermittel 5 kann ein Metall­ gewebe sein, das als Schlauch auf den Stützkorb 4 aufgezogen ist. Das Filtermittel 5 unterteilt den Innenraum des rohrför­ migen Gehäuses 1 in einen Trüberaum 6 und in einen Filtrat­ raum 7. Der Trüberaum 6 ist an ein Trübeeinlaß 2 anschließbar, während der Filtratraum 7 mit einem Filtratauslaß 3 verbunden ist. In Fig. 1 ist der Trübeeinlaß 2 über das Kugelküken eines Kugelhahns 15 mit dem Trüberaum 6 verbunden. Im Filtratraum 7 ist ein Verbrennungskörper untergebracht, damit der filtrat­ seitige Totraum möglichst klein ist.
In Fig. 2 ist das Kugelküken 15 so geschaltet, daß der Trübe­ raum 6 mit einer Schlammkammer 8 verbunden ist. Ferner steht der Filtratraum 7 mit einem Vorratsraum 9 in Verbindung. Das Volumen des Vorratsraumes 9 ist durch eine bewegliche Wand 10 veränderbar. Das Volumen der Schlammkammer 8 ist durch eine bewegliche Wand 11 gegensinnig zum Volumen des Vorratsraumes 9 veränderbar. Die beiden beweglichen Wände 10, 11 werden von einem Kolben 12 gebildet, der über eine Kolbenstange 26 mit einem hydraulisch oder pneumatisch bewegbaren Antriebskolben 13 verbunden ist. In Fig. 2 wird der Antriebskolben 13 von einem Arbeitsmedium nach oben bewegt, so daß der Kolben 12 in der Schlammkammer 8 einen Unterdruck bzw. ein Vakuum erzeugt, während gleichzeitig die Wand 10 des Kolbens 12 Filtrat in den Filtratraum 7 drückt. Durch den Unterdruck in der Schlamm­ kammer 8 wird Filtrat durch das Filtermittel 5 hindurchge­ drückt. Diese Spülmenge wird ersetzt durch die aus dem Vor­ ratsraum 9 herausgedrückte Filtratmenge. Da diese Mengen im wesentlichen gleich groß sind, ändert sich der Systemdruck im Filtratraum 7 nicht.
In einer nicht dargestellten Stellung des Kugelhahns 15 wird die Schlammkammer 8 mit einer Schlammableitung verbunden. Durch entsprechende Beaufschlagung des Antriebszylinders 14 wird der Antriebskolben 13 nach unten bewegt, so daß der Kol­ ben 12 die in der Schlammkammer 8 befindliche, aus Spülfil­ trat und Schlamm sich zusammensetzende Flüssigkeit in die Schlammableitung drückt. Gleichzeitig speichert der Kolben 12 im Vorratsraum 9 Filtrat. Dieses Filtratspeichern erfolgt so langsam, daß der filtratseitige Druck konstant bleibt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind mehre­ re rohrartige Gehäuse 1 in einer die Achse 17 drehbaren Trom­ mel 16 angeordnet, so daß diese Gehäuseteile 1 nacheinander in die dargestellte Position gebracht werden können, in der sie rückgespült werden können und in der der Filtereinsatz 4 und 5 durch Öffnen des Verschlusses 18 ausgewechselt werden kann.
Bei dem Rückspülfilter nach Fig. 3 sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2.
Bei diesem Rückspülfilter ist innerhalb des im wesentlichen zylindrischen Filtereinsatzes ein axial beweglicher Spül­ schieber 20 angeordnet, der einen am Umfang umlaufenden Spül­ schlitz 21 aufweist, der über ein Spülrohr 23 mit der Schlammkammer 8 verbunden ist. Ferner sind im Schieber Durchlässe 22 angeordnet, durch die beim Aufwärts- und Ab­ wärtsbewegen des Schiebers 20 Trübe hindurchtreten kann. Der Schieber 20 ist über eine Kolbenstange 26 mit dem Antriebs­ kolben 13 verbunden. Durch Hochfahren des Kolbens 13 wird der Schieber 20 und der Kolben 12 nach oben bewegt. Dabei wird in der Schlammkammer 8 ein Unterdruck erzeugt und in einem Trübe-Vorratsraum 9′ erhöht sich ebenso wie im Trübe­ raum 6 der Trübedruck. Durch den erhöhten Druck im Trüberaum und den dadurch gesteigerten Filterdurchsatz wird das durch den Spülschlitz 21 in die Schlammkammer 8 abfließende Spül­ filtrat ersetzt. Auch hier erfolgt die Trübezufuhr derart, daß ein Zurückdrücken der Trübe in die Trübe-Zuleitung nicht möglich ist.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen vier Betriebsstellungen des Rückspül­ filters nach Fig. 3. Die Fig. 5 zeigt den Antriebskolben 13, den Spülschieber 20 und den Verdrängungskolben 12 in Filter­ stellung. Der Trübe-Vorratsraum 9′ ist mit Trübevorrat ge­ füllt, und der Spülschieber 20 befindet sich unterhalb der Filterfläche.
In Fig. 6 zieht der Antriebskolben 13 den Spülschieber 20 und den Verdrängerkolben 12 nach oben, so daß in der Schlamm­ kammer 8 ein Unterdruck entsteht und Spülfiltrat durch das Filtermittel in den Spülschlitz 21 strömt und mit dem abge­ spülten Schlamm durch das sich öffnende Rückschlagventil 24 in die Spülkammer 8 gelangt.
In Fig. 7 hat der Antriebskolben 13, der Spülschieber 20 und der Verdrängerkolben 12 die obere Endstellung erreicht.
In Fig. 8 wird der Antriebskolben 13 nach unten gedrückt, so daß der Verdrängerkolben 12 die in der Schlammkammer 8 be­ findliche Flüssigkeit in die Schlammableitung 25 drückt. Auch hier kann das Austragen der Spülflüssigkeit mit Schlamm lang­ sam erfolgen, um Druckschwankungen zu vermeiden.
Bezugszeichenliste
 1 Gehäuse
 2 Trübeeinlaß
 3 Filtratauslaß
 4 Stützkorb
 5 Filtermittel
 6 Trüberaum
 7 Filtratraum
 8 Schlammkammer
 9 Filtrat-Vorratsraum
 9′ Trübe-Vorratsraum
10 bewegliche Wand des Filtrat-Vorratsraumes
10′ bewegliche Wand des Trübe-Vorratsraumes
11 bewegliche Wand der Schlammkammer
12 Verdrängerkolben
13 Antriebskolben
14 Antriebszylinder
15 Kugelbahn
16 Trommel
17 Drehachse
18 Verschluß
20 Spülschieber
21 Spülschlitz
22 Durchlaß
23 Spülrohr
24 Rückschlagventil
25 Schlammableitung
26 Kolbenstange

Claims (14)

1. Verfahren zum Rückspülen eines Filters, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Rückspülung filtratseitig aus einem Vorrat eine Filtratmenge zugeführt wird, die im wesentlichen der in die Schlammkammer abgeführten Spülmenge entspricht, wobei das Zuführen der Filtratmenge und das Abführen der Spülmenge gleichzeitig und mit gleicher Geschwindigkeit erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Zeit zwischen zwei Rückspülvorgängen der Vorrat an Filtrat langsam durch filtratseitigen Abzug gespeichert wird und die Rückspülung innerhalb kurzer Zeit erfolgt.
3. Verfahren zum Rückspülen eines Filters mit Eigenmedium, dadurch gekennzeichnet, daß während der Rückspülung trübesei­ tig unter Erhöhung des Trübedruckes eine zusätzliche Trübe­ menge in den Trüberaum gedrückt wird, die im wesentlichen der in die Schlammkammer abgeführten Filtrat-Spülmenge ent­ spricht, wobei das Zuführen der zusätzlichen Trübemenge und das Abführen der Spülmenge gleichzeitig und mit gleicher Ge­ schwindigkeit erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Zeit zwischen zwei Rückspülvorgängen der Vorrat an zusätzlicher Trübe im wesentlichen unter Konstanthalten des Systemdruckes langsam durch trübeseitigen Abzug ge­ speichert wird und die Rückspülung innerhalb kurzer Zeit erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trübeseite des Filters oder eines Fil­ tereinsatzes ganz oder teilweise an eine Schlammkammer angeschlossen wird, in der während der Rückspülung ein Unter­ druck erzeugt wird.
6. Rückspülfilter zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2 mit einem Gehäuse (1), mindestens einem darin angeordneten Stützkorb (4), der ein Filtermittel (5) trägt, das den Innenraum des Gehäuses (1) in einen mit einem Trübe­ einlaß (2) verbundenen Trüberaum (6) und einen mit einem Filtratauslaß (3) verbundenen Filtratraum (7) unterteilt, und mit einer trübeseitig anschließbaren Schlammkammer (8) , dadurch gekennzeichnet, daß am Filtratraum (7) ein Vorrats­ raum (9) für Filtrat angeschlossen ist, dessen Volumen durch eine bewegliche Wand (10) veränderbar ist und das Volumen der Schlammkammer (8) durch eine bewegliche Wand (11) gegen­ sinnig zum Volumen des Vorratsraumes (9) veränderbar ist.
7. Rückspülfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtrat-Vorratsraum (9) zum Filtratraum (7) hin offen ist.
8. Rückspülfilter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlammkammer (8) und der Filtrat-Vorrats­ raum (9) von einem Zylinder gebildet sind, in dem ein Kol­ ben (12) axial verschiebbar geführt ist, dessen Wände die bewegliche Wand (10) des Filtrat-Vorratsraumes (9) und die bewegliche Wand (11) der Schlammkammer (8) bildet.
9. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekenn­ zeichnet durch eine die Filterfläche partiell abgreifende, mit einem Spülschlitz versehene Spülvorrichtung, deren be­ weglicher Spülschlitz über ein Spülrohr mit der Schlammkam­ mer (8) verbunden ist und im Spülrohr ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches ein Zurückfließen der Spülmenge aus der Schlammkammer (8) sperrt.
10. Rückspülfilter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4, mit einem Gehäuse (1), einem darin an­ geordneten Stützkorb (4), der ein Filtermittel (5) trägt, das den Innenraum des Gehäuses (1) in einen mit einem Trübeeinlaß (2) verbundenen Trüberaum (6) und einen mit einem Filtratauslaß (3) verbundenen Filtratraum (7) unter­ teilt, und mit einer trübeseitig anschließbaren Schlamm­ kammer (8), dadurch gekennzeichnet, daß am Trüberaum (6) ein Vorrats­ raum (9′) für Trübe angeschlossen ist, dessen Volumen durch eine bewegliche Wand (10′) veränderbar ist und das Volumen der Schlammkammer (8) durch eine bewegliche Wand (11) gegen­ sinnig zum Volumen des Vorratsraumes (9′) veränderbar ist.
11. Rückspülfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Trübe-Vorratsraum (9′) zum Trüberaum (6) hin offen ist.
12. Rückspülfilter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trübe-Vorratsraum (9′) und die Schlamm­ kammer (8) von einem Zylinder gebildet sind, in dem ein Kol­ ben (12′) axial verschiebbar gelagert ist, dessen Wände die bewegliche Wand (10′) des Trübe-Vorratsraumes (9′) und die bewegliche Wand (11) der Schlammkammer (8) bilden.
13. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, ge­ kennzeichnet durch eine die Filterfläche partiell abgreifen­ de Spülvorrichtung (20) mit einem Spülschlitz (21), der über ein Spülrohr (23) mit der Schlammkammer (8) verbunden ist und ein Rückschlagventil (24) vorgesehen ist, welches ein Zurückfließen der Spülmenge aus der Schlammkammer (8) sperrt.
14. Rückspülfilter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülschlitz (21) am Umfang eines axial im Filter­ einsatz oder Stützkäfig verschiebbaren und mit Durchlässen (22) versehenen Schiebers (20) angeordnet ist und der Schie­ ber (20) über das Spülrohr (23) starr mit dem Kolben (12) und über eine Kolbenstange (26) starr mit einem Antriebs­ kolben (13) verbunden ist.
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