Gewebeüberzogeiie Filterkerze
Die Erfindung betrifft eine gewebeüberzogene Filterkerze für Flüssigkeitsfiltration mit innerem Flitratab- fluss, die aus einem durchbrochenen Stützkörper besteht, über den ein Filtergewebe gezogen ist. Für die Filtration von Flüssigkeiten sind derartige Filterkerzen bekannt.
Wesentlich für die Funktion eines Filters ist seine einwandfreie Reinigungsmöglichkeit. Als gebräuchliches Verfahren wird hierfür die Rückspülung angewandt.
Ein grundsätzlicher Nachteil ist dabei jedoch, dass wegen der im allgemeinen sehr geringen Stömungsgeschwindigkeit von nur wenigen Millimetern pro Sekunde keine ausreichende kinetische Energie für einen wirksamen Spül- und Reinigungsvorgang vorhanden ist. Als Folge davon wird meist nur ein Bruchteil der vorhandenen Filterfläche gereinigt, durch den dann wegen des geringeren Widerstandes das nachfolgende Spülwasser entweicht, ohne die restliche, noch verstopfte Filterfläche zu reinigen.
Um diesen Mangel zu beseitigen, wurde versucht, bekannte Filterkerzen, die mit einem Filtergewebe über- zogen sind, so auszubilden, dass der Stützkörper in axia ler Richtung in regelmässigen Abständen im Durchmesser eingeschnürt ist. Dadurch soll sich der Filtergewebeschlauch beim Filtrieren durch den äusseren Flüssigkeitsdruck balgartig an den Stützkörper anlegen. Hierbei muss der Gewebeschlauch wesentlich länger sein als der Stützkörper, damit die erwünschte Verformung des Gewebes stattfinden kann. Sobald zur Reinigung die Strömungsrichtung umgekehrt wird, bläht sich das Gewebe durch den inneren Überdruck auf.
Durch die dabei auftretende Verformung des Gewebes und des darauf abgeschiedenen Filterrückstandes wird dieser vom Gewebe gelöst und kann durch die rückströmende Flüssigkeit aus dem Filter abgeführt werden.
Zweifellos ist hierdurch eine wesentliche Verbesserung für die Vollständigkeit der Reinigung erzielt. Nachteilig bei dieser Ausführung ist jedoch, dass durch das Gewicht der Flüssigkeit der Filtergewebeschlauch entsprechend seiner Überlänge nach unten verrutscht, sobald der Filterbehälter entleert wird. Für den nachfolgenden Filtrationsgang kann sich dann das Gewebe nicht mehr gleichmässig in jede Umfangseinsehnürung über die ganze Länge des Stützkörpers einformen. Vorwiegend im unteren Bereich der Filterkerze bilden sich durch die überschüssige Länge des Gewebes viele Falten und Taschen, während es im oberen Teil der Filterkerze ziemlich stramm über die Länge des Stützkörpers gespannt ist. Deshalb kann es nicht die für die Reinigung erwünschte Verformung ausführen.
Besonders bleiben die einmal gebildeten Taschen verschmutzt, weil sie die freie Verformung des Gewebes nicht mehr mitmachen können. Die nicht gereinigten Bereiche des Gewebes stehen dann nicht mehr für die Anschwemmung von Filterhilfsmitteln, also auch für die eigentliche Filtration nicht mehr zur Verfügung. Ein weiterer Verlust an wirksamer Filterfläche entsteht auch dadurch, dass sich im Bereich der Einschnürungen wegen des kleineren Umfanges des Stützkörpers im Vergleich zum Umfang des Filtergewebeschlauches zwangläufig Längsfalten des Gewebes bilden, bei denen drei Gewebelagen übereinander liegen können und dadurch einen erhöhten Durch flusswiderstand leisten.
Bei den meisten bekannten, mit Gewebe überzogenen Filterkerzen sind die freien Durchlassöffnungen für die Flüssigkeit im Vergleich zur gesamten Oberfläche sehr klein. Meistens betragen die freien Querschnitte nur etwa 25-30 %, selten über 40 % der Gesamtfläche.
Dadurch muss die Flüssigkeit hinter dem Gewebe einen widerstandsreichen Weg zwischen Gewebe und Stützkörper bis zur nächsten Durchlassöffnung zurücklegen.
Mit der vorliegenden Erfindung soll demgenäss die Aufgabenstellung gelöst werden, eine Filterkerze zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, d. h.
eine Filterkerze, bei der sich der Gewebeschlauch trotz seines gegenüber dem Stützkörper weiteren Umfanges, der soweit wie möglich als wirksame Filterfläche ausgenutzt werden soll, einerseits faltenfrei im Betrieb an den Stützkörper anlegt und der anderseits eine einwandfreie Reinigung gewährleistet.
Diese Aufgabenstellung ist mit einer Filterkerze der genannten Art gelöst, die nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Stützkörper aus mindestens drei sternförmig angeordneten, schmalen Längsrippen gebildet ist, die mindestens an ihren Enden oder im Zentrum miteinander in Verbindung stehen, wobei diese Rippen mit einem Filtergewebeschlauch überzogen sind, dessen Durchmesser grösser ist als der Durchmesser eines gedachten, um die Aussenkanten der Rippen geschlagenen Kreises, und der während der Filtration über die gesamte Kerzenlänge zwischen den Längsrippen regelmässig nach innen durchgewölbt ist.
Weitere Einzelheiten werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In dieser Darstellung zeigt schematisch:
Fig. 1 den Stützkörper der Filterkerze mit teilweise angedeutetem Filtergewebe,
Fig. 2 den Stützkörper der Filterkerze in Daraufsich mit teilweise angedeutetem Filtergewebe,
Fig. 3 eine besondere Ausführungsform des Stützkörpers und
Fig. 4 einen Stützkörperabschnitt in Daraufsicht gemäss Fig. 3.
Der in bekannter Weise in einem hier nicht dargestellten Filterbehälter angeordnete Zwischenboden l ist mit einer Bohrung 2 nur als Teilabschnitt dargestellt. Die Filterkerze besteht im wesentlichen aus einer Mehrzahl von Stützringen 3, die in bestimmten Abständen mit einer Mehrzahl von Längsrippen 4 fest verbunden und auf deren Umfang gleichmässig verteilt sind. Die Aussenkanten der Längsrippen 4 liegen vorteilhaft ausserhalb des Aussenumfanges der Stützringe 3. An den oberen und unteren Enden des Stützkörpers befinden sich durchmessergrössere Stützringe 5 mit einem Durchmesser, der der Distanz zweier sich gegenüber- liegenden Aussenkanten der Längsrippen 4 entspricht.
Diese Ringe 5 sind mit einem Zentrierungsbund 6 versehen. Das Filtergewebe 7 wird in axialer Richtung als Schlauch glatt über den Stützkörper gestreift, an beiden Enden um die Stützringe 5 eingeschlagen oder geschnürt und mittels einer Spannstange 9 zwischen einer unteren, hier nicht dargestellten Abschlusskappe 8, dem Zwischenboden 1 und einem Ablaufstück 10 verspannt. Das schlauchförmige Filtergewebe 7 hat erfindungsgemäss einen etwas grösseren Umfang als ein gedachter, um die Aussenkanten der Längsrippen 4 geschlagener Kreis.
Die Arbeitsweise ist folgende: Unter dem Druck der zuströmenden unfiltrierten Flüssigkeit von aussen wird das Filtergewebe 7 in den Zwischenräumen der Längsrippen 4 entsprechend einer Seilkurve zum Zentrum der Kerze hin geformt (siehe Fig. 2). Die mit der Flüssigkeit zugeführten Filterhilfsmittel sowie die Trübstoffe bilden eine Filterkuchenschicht ebenfalls in dieser Form.
Die zu filtrierende Flüssigkeit strömt, mit Ausnahme der sehr kleinen Flächenteile, mit denen das Gewebe 7 auf den Längsrippen 4 und gegebenenfalls auf den Aussenkanten der Stützringe 3 aufliegt, frei in das Innere der Filterkerze und von dort zentral nach oben durch die Bohrung 2 im Zwischenboden 1 und das Abiaufstück 10 ab.
Selbstverständlich können die Stützringe auch im Aussenumfang noch kleiner als dargestellt bemessen sein, so dass sie überhaupt nicht oder nur minimal in Berührung kommen. Sobald eine entsprechende Verstopfung die Reinigung des Filters erfordert, wird die Eintrittsleistung (nicht dargestellt) zum Filterbehälter geschlossen. Durch Umschalten wird dann der Förderdruck der Pumpe auf die Austrittsleitung für das Filtrat geleitet.
In diesem Zustand lastet auf dem Filterbehälter dann der volle Pumpendruck, der sich bei der Fördermenge Null einstellt. Durch mehrmals kurzzeitiges Öffnen der Entleerungsleitung am Boden des Filterbehälters entstehen Druckstösse, die vom Inneren der Filterkerzen her nach aussen gerichtet sind. Dadurch wird das Filtergewebe ebenfalls stossartig nach aussen aufgebläht und der Filterrückstand vom Gewebe abgestossen. Durch dann nachfolgendes Spülwasser wird dieser abgelöste Filterrückstand aus dem Filter entfernt. Durch die teilweise Auflage des Filtergewebes 7 auch auf den Stützringen 3 werden zusätzliche Verformungen beim Abstossen der Filterkuchenschicht und damit höchste Sicherheit für die Vollständigkeit der Reinigung erreicht. Das Gewebe 7 kann keine Falten bilden, bleibt bei der Filtration im gestreckter Lage, so dass die Grösse der wirksamen Filterfläche vollständig erhalten bleibt.
Das Gewebe kann in axialer Richtung praktisch nicht verrutschen.
Der Stützkörper der Filterkerze in seiner erforder- lichen Gesamtlänge kann in besonderer Ausführungsform aus mehreren, im Prinzip gleichen Einzeleiemen- ten, wie in den Fig. 3, 4 dargestellt, zusammengesetzt werden, was für die Herstellung wirtschaftlich ist und eine gute Anpassungsmöglichkeit für verschiedene Kerzenlängen ergibt.
Ein solches Einzelelement besteht aus einem Stützring 3' und Abschnitten von Längsrippen 4a und 4b, deren Länge bis zum nächstfolgenden Stützring 3' des Anschlusselementes reicht. An einem Stützring 3' ist jeweils die halbe Zahl der insgesamt erforderlichen Längsrippen 4 am Umfang abwechselnd mit Teilungs- und Zentriernuten 11 angebracht. Die Verhindungs- zapfen 12 an den jeweiligen Enden der Längsrippen 4a und 4b finden gleichzeitig Auflage in den Teilungs- und Zentriernuten 11. An beiden Enden der Filterkerze werden Endstücke (nicht dargestellt) verwandt, die aus einem Stützring 5 mit Rund 6 gemäss Fig. 1 bestehen und Längsrippen 4 nur nach einer Seite tragen. Die Einzelelemente werden, wie in Fig. 3 gestrichelt, jeweils auf Lücke versetzt zusammengesteckt und in ge eigneten Weise fest verbunden.