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.
Fabric covered filter candle
The invention relates to a fabric-covered filter candle for liquid filtration with an internal flitrate drain, which consists of a perforated support body over which a filter fabric is drawn. Such filter cartridges are known for the filtration of liquids.
It is essential for the function of a filter that it can be cleaned properly. Backwashing is the common method used for this.
A fundamental disadvantage here, however, is that, because of the generally very low flow velocity of only a few millimeters per second, there is insufficient kinetic energy for an effective flushing and cleaning process. As a result, usually only a fraction of the existing filter surface is cleaned, through which the subsequent rinsing water then escapes due to the lower resistance, without cleaning the remaining, still clogged filter surface.
In order to remedy this deficiency, attempts have been made to design known filter candles which are covered with a filter fabric in such a way that the support body is constricted in diameter in the axial direction at regular intervals. As a result, the filter fabric hose should lie against the support body in a bellows-like manner during filtration due to the external fluid pressure. In this case, the fabric tube must be significantly longer than the supporting body so that the desired deformation of the fabric can take place. As soon as the direction of flow is reversed for cleaning, the tissue expands due to the internal overpressure.
Due to the deformation of the fabric and the filter residue deposited on it, it is released from the fabric and can be removed from the filter by the backflowing liquid.
Undoubtedly, a significant improvement in the completeness of cleaning is achieved as a result. The disadvantage of this embodiment, however, is that, due to the weight of the liquid, the filter fabric hose slips downwards according to its excess length as soon as the filter container is emptied. For the subsequent filtration process, the tissue can then no longer be uniformly molded into every circumferential constriction over the entire length of the support body. Mainly in the lower area of the filter candle many folds and pockets are formed due to the excess length of the fabric, while in the upper part of the filter candle it is stretched rather tightly over the length of the support body. Therefore it cannot perform the deformation desired for cleaning.
In particular, the pockets once formed remain soiled because they can no longer participate in the free deformation of the fabric. The areas of the fabric that have not been cleaned are then no longer available for the precoat of filter aids, i.e. also for the actual filtration. A further loss of effective filter surface arises from the fact that in the area of the constrictions there are inevitably longitudinal folds of the fabric due to the smaller circumference of the support body compared to the circumference of the filter fabric hose, in which three layers of fabric can lie on top of one another and thus provide increased flow resistance.
In most of the known filter cartridges covered with fabric, the free passage openings for the liquid are very small compared to the entire surface. Most of the time the free cross-sections are only about 25-30%, rarely more than 40% of the total area.
As a result, the liquid behind the tissue has to cover a resistant path between the tissue and the support body to the next passage opening.
With the present invention, the object is to be solved accordingly to create a filter candle which avoids the disadvantages mentioned, d. H.
a filter candle in which the fabric hose, despite its wider circumference than the support body, which should be used as an effective filter surface as far as possible, on the one hand rests on the support body without creases during operation and on the other hand ensures perfect cleaning.
This object is achieved with a filter candle of the type mentioned, which is characterized according to the invention in that the support body is formed from at least three star-shaped, narrow longitudinal ribs which are connected to one another at least at their ends or in the center, these ribs with are covered with a filter fabric tube, the diameter of which is larger than the diameter of an imaginary circle drawn around the outer edges of the ribs, and which is regularly arched inward during filtration over the entire length of the candle between the longitudinal ribs.
Further details are explained in more detail below with reference to the graphic representation of an exemplary embodiment.
This diagram shows schematically:
Fig. 1 the support body of the filter candle with partially indicated filter fabric,
FIG. 2 shows the support body of the filter candle with a partially indicated filter fabric,
Fig. 3 shows a particular embodiment of the support body and
FIG. 4 shows a support body section in plan view according to FIG. 3.
The intermediate floor 1, which is arranged in a known manner in a filter container (not shown here), is shown with a bore 2 only as a partial section. The filter candle consists essentially of a plurality of support rings 3, which are firmly connected at certain intervals to a plurality of longitudinal ribs 4 and are evenly distributed over their circumference. The outer edges of the longitudinal ribs 4 are advantageously outside the outer circumference of the support rings 3. At the upper and lower ends of the support body there are larger-diameter support rings 5 with a diameter corresponding to the distance between two opposite outer edges of the longitudinal ribs 4.
These rings 5 are provided with a centering collar 6. The filter fabric 7 is slipped smoothly over the support body in the axial direction as a hose, wrapped or tied around the support rings 5 at both ends and clamped by means of a tension rod 9 between a lower end cap 8, not shown here, the intermediate base 1 and a drain piece 10. According to the invention, the tubular filter fabric 7 has a somewhat larger circumference than an imaginary circle drawn around the outer edges of the longitudinal ribs 4.
The procedure is as follows: Under the pressure of the inflowing unfiltered liquid from the outside, the filter fabric 7 is formed in the spaces between the longitudinal ribs 4 according to a cable curve towards the center of the candle (see FIG. 2). The filter aids supplied with the liquid and the turbid substances also form a filter cake layer in this form.
With the exception of the very small surface areas with which the fabric 7 rests on the longitudinal ribs 4 and possibly on the outer edges of the support rings 3, the liquid to be filtered flows freely into the interior of the filter candle and from there centrally upwards through the bore 2 in the intermediate floor 1 and the drain piece 10.
Of course, the outer circumference of the support rings can also be dimensioned smaller than shown, so that they do not come into contact at all or only minimally. As soon as a corresponding blockage requires cleaning of the filter, the inlet line (not shown) to the filter container is closed. By switching over, the delivery pressure of the pump is then directed to the outlet line for the filtrate.
In this state, the full pump pressure, which occurs when the flow rate is zero, is then applied to the filter container. By briefly opening the emptying line at the bottom of the filter container several times, pressure surges occur which are directed outwards from the inside of the filter candles. As a result, the filter fabric is also suddenly inflated outwards and the filter residue is repelled from the fabric. This detached filter residue is removed from the filter by the subsequent rinsing water. As the filter fabric 7 also partially rests on the support rings 3, additional deformations are achieved when the filter cake layer is pushed off and thus the highest level of security for the completeness of cleaning. The fabric 7 cannot form any folds, remains in the stretched position during filtration, so that the size of the effective filter surface is completely retained.
The fabric can practically not slip in the axial direction.
The support body of the filter candle in its required overall length can be put together in a special embodiment from several, in principle the same individual elements, as shown in FIGS. 3, 4, which is economical for production and a good adaptability for different candle lengths results.
Such an individual element consists of a support ring 3 'and sections of longitudinal ribs 4a and 4b, the length of which extends to the next following support ring 3' of the connection element. Half the number of longitudinal ribs 4 required in total are attached to the circumference alternately with dividing and centering grooves 11 on a support ring 3 ′. The locking pegs 12 at the respective ends of the longitudinal ribs 4a and 4b are simultaneously supported in the dividing and centering grooves 11. End pieces (not shown) are used at both ends of the filter candle, which consist of a support ring 5 with a round 6 according to exist and carry longitudinal ribs 4 only to one side. The individual elements are, as dashed in Fig. 3, each staggered staggered together and firmly connected in ge appropriate manner.