CH647686A5 - Filtereinrichtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere für Wasserleitungen, vorzugsweise für Wasserversor-

gungs-Hausanschlüsse, mit mehreren, wahlweise zu betreibenden Filtern und diesen zugeordneten Ventilen.

Bei einer bekannten, rückspülbaren Einrichtung dieser Art (AT-PS 349 394) sind in einem gemeinsamen Gehäuse ein rückspülbares Hauptfilter, ein Rückspülfilter, das beim Rückspülen des Hauptfilters sowohl das Spülwasser als auch Wasser an den Auslass der Einrichtung liefert, und diesen Filtern zugeordnete Ventile angeordnet. Dem Hauptfilter sind ein Einlassventil und ein Ablassabsperrorgan für das beim Rückspülen austretende, den Filterrückstand enthaltende Wasser zugeordnet, das Einlassventil liegt zwischen dem Einlass der Einrichtung und dem an die betriebsmässige Zuströmseite des Hauptfilterkörpers angrenzenden Raum. Dieser ist über das Ablassabsperrorgan mit einem Auslass für das beim Rückspülen austretende, den Filterrückstand enthaltende Wasser verbunden, wobei zwischen diesem Raum und dem Ablassabsperrorgan ein am Umfang einer Drosselscheibe gebildeter Drosselspalt vorgesehen ist. Der an die Zuströmseite des Rückspülfilterkörpers angrenzende Raum steht unmittelbar, der an die Abströmseite dieses Filterkörpers angrenzende Raum steht über ein Auslassventil mit dem Auslass der Einrichtung in Verbindung. Die Verschlussstücke des Einlassventils des Hauptfilters und des Auslassventils des Rückspülfilters sind miteinander und mit der Stauscheibe fest verbunden und derart angeordnet und federbelastet, dass beim Betrieb des Hauptfilters, bei dem das Ablassabsperrorgan geschlossen ist, wobei keine Druckdifferenz an der Drosselscheibe auftritt, das Eingangsventil des Hauptfilters offen und das Ausgangsventil des Rückspülfilters geschlossen ist. Wenn das Ablassabsperrorgan geöffnet wird, fliesst das in dem an die betriebsmässige Zuströmseite des Hauptfilterkörpers angrenzenden Raum strömende Wasser durch den Drosselspalt und das Ablassabsperrorgan ab. Durch den dabei am Drosselspalt auftretenden Druckabfall wird die Drosselscheibe gegen ihre Federbelastung verschoben. Dadurch wird das Einlassventil des Hauptfilters geschlossen und das Auslassventil des Rückspülfilters geöffnet. Ein Teil des durch das Rückspülfilter gefilterten Wassers fliesst im Rückstrom durch das Hauptfilter und danach zusammen mit dem Filterrückstand durch den Drosselspalt und das Ablassabsperrorgan und verlässt die Einrichtung durch den Auslass für das Rückspülwasser. Da die Rückspülzeiten sehr vile kürzer sind als die Betriebszeiten, ist das Rückspülfilter wesentlich kleiner bemessen als das Hauptfilter.

Durch diese bekannte Einrichtung ist die Aufgabe gelöst, beim Rückspülen des Hauptfilters filtriertes Wasser nicht nur zum Rückspülen sondern gleichzeitig auch zur Aufrechterhaltung des Betriebs der Filtereinrichtung zu liefern, so dass ohne Betriebsunterbrechung rückgespült werden kann. Die diese Aufgabe lösende, bekannte Einrichtung ist konstruktiv aufwendig. Zwei seiner drei Absperrorgane, nämlich das Einlassventil des Hauptfilters und das Auslassventil des Rückspülfilters bestehen nicht aus bei üblichen Ventilen vorkommenden sondern aus Ventilbauteilen, die speziell angefertigt werden müssen. Das erhöht die Herstellungs- und Reparaturkosten. Der Stauspalt, die Stauscheibe und die Federbelastung müssen für einen bestimmten Leitungsdruck genau aufeinander abgestimmt bemessen sein, um den Rückspülvorgang beim Öffnen des Ablassabsperrorgans auszulösen. Das Auslassventil des Rückspülfilters ist ein Schieberventil, bei dem Störungen der Verschiebbarkeit des Schiebers das Auslösen des Rückspülvorgangs in Frage stellen können. Der Filterrückstand des Hauptfilters sinkt, soweit er nicht an der Zuströmseite dessen Filterkörpers hängen bleibt, auf den Stauspalt. Beim Rückspülen muss der gesamte Rückstand den Stauspalt und die Zwischenräume zwischen den Windungen der Feder passieren, was bei Rück2

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standsansammlungen zu Störungen Anlass geben kann. Zur Behebung solcher und anderer Störungen muss die Einrichtung auseinandergenommen werden. Das kleinere Rückspülfilter verschmutzt zwar langsamer als das Hauptfilter, weil es nur während der verhältnismässig nicht häufigen und kurzzeitigen Rückspülvorgänge in Betrieb ist. Es muss aber, besonders bei starker Verschmutzung des zur Einrichtung laufenden Wassers, doch gelegentlich gereinigt werden, zumal der Rückspülvorgang des Hauptfilters bei stark verschmutztem Rückspülfilter wegen des Druckverlusts schliesslich nicht mehr gewährleistet ist. Eine Reinigung des Rückspülfilters ist nicht ohne Betriebsunterbrechung möglich.

Das Prinzip der bekannten Einrichtung setzt ein rück-spülbares Filter voraus, solche Filter sind weniger feinporig und somit weniger wirksam als Filter, die nicht rückspülbar sind, sondern erforderlichenfalls ersetzt werden müssen. Dieses Prinzip ist auf die Lösung der entsprechenden Aufgabe nicht anwendbar, die sich bei Verwendung nicht rückspülba-rer Filter stellt und darin besteht, eines der Filter zu reinigen oder dessen Filterkörper zu ersetzen, ohne den Betrieb der Einrichtung vorübergehend zu unterbrechen, wobei - wie weiter unten dargelegt - weitere Probleme auftreten.

Nicht rückspülbare Filterkörper sind beispielsweise sogenannte Filterkerzen aus porösem Material oder mit einer an der Aussenseite eines perforierten Stützrohres getragenen Schicht verfilzter Fasern. Diese Filterkörper halten gröbere Teilchen an der Oberfläche der Zuströmseite zurück, für feinere Teilchen erstreckt sich die Filterwirkung aber bis tief in den porösen Körper bzw. die Faserschicht hinein. Deshalb können solche Filterkörper (hinsichtlich feinerer Teilchen) nicht durch Rückspülung regeneriert werden (bei der Ausführung mit Stützrohr und Faserschicht würde die gegen die Rückströmung nicht abgestützte Schicht beim Rückspülen zerstört.). Sie müssen ersetzt werden, wenn ihre Durchlässigkeit ungenügend geworden ist. Lediglich bei Verschmutzung durch gröbere Teilchen genügt es, einen am Filtergehäuse vorgesehenen Auslass für den Filterrückstand vorübergehend zu öffnen, um diesen abzulassen und dabei den an die Zuströmseite des Filterkörpers angrenzenden Raum durchzuspülen und diese Filterkörperseite abzuspülen.

Filterkörper, die im verstopften Zustand nicht durch Rückspülen regenerierbar sind, sondern ersetzt werden müssen, führt man mit grösserer Oberfläche aus, damit einerseits der Strömungswiderstand trotz der feinen Poren nicht zu hoch wird und damit jeweils erst nach einer längeren Betriebszeit der Filterkörper ersetzt werden muss. Wegen der entsprechend langen Zeitabstände zwischen einer und der nächsten Filterrevision (bzw. Filteraustausch), und weil diese rasch ausgeführt werden kann, indem das ganze Filter (einschliesslich Gehäuse) durch ein Austauschfilter mit neuem Filterkörper ersetzt wird, hielt man es - wenn die Wasserversorgung nicht unterbrochen werden sollte - für vertretbar, den Betrieb während der kurzen Zeit ohne Filter aufrechtzuerhalten. Dazu wurde die Stelle, an der das Filter (über zwei Schliessventile) in die Leitung eingefügt ist, durch ein Schliessventil (Nebenschlussventil) überbrückt, das im offenen Zustand den Betrieb ohne das Filter aufrechterhielt und bei angeschlossenem Filter geschlossen sein sollte. Dies hatte zwei Nachteile. Die ohne das Filter aufrechterhaltene Wasserversorgung war nicht ohne Risiko. Bekanntlich können schon einzelne Fremdmetallteilchen zu schweren Korrosionsschäden der Installation oder zu Störungen an automatischen Steuerventilen (Magnetventile in Waschmaschinen, Thermomischer) führen. Noch grösser war das Risiko, wenn vergessen wurde, das Nebenschlussventil zu schliessen, nachdem das neue oder revidierte Filter wieder angeschlossen worden war. Dann blieb das in die Hausinstallation fliessende Wasser trotz des neuen oder revidierten Filters unfiltriert,

und dies wurde z. B. erst dann erkannt, wenn die nächste Filterrevision ausgeführt wurde oder wenn in den nachgeschalteten Geräten oder Armaturen Defekte auftraten. Es sei denn, es wäre bei einem Filter mit durchsichtiger Gehäusetasse vorher aufgefallen, dass kein Filterrückstand anfiel, und daran erkannt worden, dass dies auf die Offenstellung des Nebenschlussventils zurückzuführen war. Riskiert wurde nicht nur der Schaden (Lochfrass) an der Installation, sondern auch der dadurch verursachte meist viel grössere Wasserschaden, besonders bei unter Putz verlegten Leitungen. Derartige Probleme traten nicht nur bei Filtern von Wasser-versorgungs-Hausanschlüssen sondern auch bei Filtern in anderen Rohrleitungsinstallationen auf.

Durch die Erfindung, die Gegenstand des Patentanspruchs 1 ist, wird die Aufgabe gelöst, eine Filtereinrichtung, insbesondere für Wasserleitungen, vorzugsweise für Wasser-versorgungs-Hausanschlüsse, mit mehreren wahlweise zu betreibenden Filtern und diesen zugeordneten Ventilen zu schaffen, die konstruktiv nicht aufwendig, einfach zu montieren, zu bedienen und zu revidieren ist, ein Auswechseln eines Filters ohne Unterbrechung des Filtrierens gewährleistet und ein Durchströmen unfiltrierter Flüssigkeit auch bei Fehlbedienung unmöglich macht.

Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4 sind besonders vorteilhafte Ausführungsarten dieser Erfindung. Gegenstand des Patentanspruchs 5 ist ein Verfahren zum Betrieb der Filtereinrichtung.

Die erfindungsgemässe Filtereinrichtung kann wie folgt betrieben werden: Normalerweise sind alle Ventile offen, jedes Filter übernimmt, wenn die Anordnung zwei Filter hat, die Hälfte der Strömung. Zur Revision eines Filters werden die diesem zugeordneten Ventile geschlossen, das Filter wird vom Ventilgehäuse abmontiert und kann demontiert und gereinigt werden, erforderlichenfalls wird der Filterkörper ersetzt. Das bzw. die anderen Filter übernehmen dabei vorübergehend die gesamte Strömung, weil die ihm bzw. ihnen zugeordneten Ventile offen sind. Eine Fehlbedienung kann nur zu einer Betriebsunterbrechung, die sogleich erkennbar ist und durch Öffnen der Ventile behoben werden kann, aber in keinem Fall dazu führen, dass unfiltriertes Wasser z.B. in die Hausinstallation fliesst. Das neue oder revidierte Filter wird wieder an das Ventilgehäuse angeschlossen, und die diesem Filter zugeordneten Ventile werden wieder geöffnet. Sollte dies vergessen werden, so bleibt dieses Filter unbenutzt, das bzw. die anderen bleiben nach wie vor wirksam. Die falsche Ventilstellung wird spätestens dann erkannt, wenn die Revision des oder eines anderen Filters durchgeführt wird. Dass das Wiederöffnen der Ventile vergessen wird, ist sehr wenig wahrscheinlich, weil im normalen Betrieb alle Ventile offen sind, wobei die Ventilspindeln alle gleich hoch aus dem Ventilgehäuse herausragen, wenn die Ventile Niederschraubventile mit steigender Spindel (dreh-und schubfest an der Schraubspindel befestigter Handhabe) sind.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Ventile der Einrichtung eine kompakte, die Filter tragende Baugruppe bilden, die in die betreffende Rohrleitungsanlage eingefügt wird. Das allen Ventilen gemeinsame Gehäuse hat im vorzugsweisen Fall zweier Filter eine einzige Trennwand. Alle Ventilsitze sind am Gehäuseboden je über dem zugeordneten Filteranschluss angeordnet. Die übrigen Ventil teile (Verschlussstück, Spindel, Spindelführung und Handhabe) bilden ein handelsübliches Ventiloberteil, das in die obere Gehäusewand geschraubt ist. Da der Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss der Einrichtung horizontal miteinander fluchten, kann diese als Ganzes auf einfachste Weise in eine horizontale Leitung eingefügt werden. Dabei wird bei der Ausfüh5

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rungsform nach den Patentansprüchen 2 und 3 auch bei grosser Filterkörperoberfläche der Anordnung ein Abstand des Eingangs- und des Ausgangsanschlusses der Einrichtung von der Seitenwand des Ventilgehäuses und des Filtergehäuses ermöglicht, der nicht grösser als der Abstand ist, den z.B. eine Wasserleitung mit zur Einrichtung zusätzlichen Armaturen (z.B. andere Ventile, Wasserzähler), üblicherweise von der Wand hat, an der sie verlegt ist. Dabei ist das Gewicht der Anordnung auch einschliesslich der in ihr enthaltenen Flüssigkeit praktisch symmetrisch zu der die Achse des Eingangs* und des Ausgangsanschlusses enthaltenden Vertikalebene verteilt, so dass die Einrichtung in einer stabilen Lage an der Leitung hängt, in die sie eingefügt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Filtereinrichtung mit zwei Filtern, in Blickrichtung I in Fig. 2, teilweise im Schnitt nach der Linie A-B-C in Fig. 3,

Fig. 2 eine Vorderansicht zu Fig. 1, in Blickrichtung II von Fig. 1, teilweise nach der Linie A-B-D-E in Fig. 3 geschnitten, mit teilweise abgeschnitten dargestellten Filtern,

Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie F-G in Fig. 2.

Die Filtereinrichtung hat zwei gleiche Filter 1 und 2. Dem Filter 1 sind ein Einlassventil 3 und ein Auslassventil 4, dem Filter 2 sind ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 zugeordnet. Die Ventile 3,4, 5 und 6 haben ein gemeinsames Ventilgehäuse 7.

Jedes Filter 1,2 hat an der Oberseite 11 bzw. 21 seines zylindrischen Filtergehäuses 12 bzw. 22 einen Eingangsstutzen 13 bzw. 23 und einen Ausgangsstutzen 14 bzw. 24, die einander gegenüber in gleichen Abständen von der Filtergehäuseachse angeordnet sind. Die Filter sind zweckmässig von der in der CH-PS 603 210 beschriebenen, hier nicht näher dargestellten Art, bei der ein hohlzylindrischer Filterkörper koaxial im Filtergehäuse angeordnet ist, die zu filtrierende Flüssigkeit schraubenlinienförmig an der Aussenseite des Filterkörpers abwärts, die filtrierte Flüssigkeit aus dem Hohlraum des Filterkörpers aufwärts strömt, und unten ein Sammelraum für Filterrückstände mit verschliessbarem Auslass 15 (Fig. 1) vorgesehen ist. Das allen Ventilen 3 bis 6 gemeinsame Ventilgehäuse 7 hat einen Eingangsstutzen 71 für zu filtrierende Flüssigkeit und einen Ausgangsstutzen 72 für filtrierte Flüssigkeit. Diese Stutzen 71 und 72 sind miteinander horizontal fluchtend an eineander gegenüberliegenden Gehäusestirnseiten 73 und 74 angeordnet. Die Spindelführungen 31,41, 51 und 61 der Ventile 3 bis 6 sind in die obere Gehäusewand 75 eingesetzt. Die Ventilsitze 32,42, 52 und 62 sind am Gehäuseboden 76 angeordnet, ihnen ist je ein am

Gehäuseboden 76 unten herausragender Stutzen 33,43, 53, 63 zugeordnet. Die Ventile 3 bis 6 sind Niederschraubventile mit einem dreh- und schubfest mit der Schraubspindel 34, 44, 54, 64 verbundenen Handrad 35,45, 55, 65. Mit 36 bzw. 46 ist das Verschlusstück des Ventils 3 bzw. 4 bezeichnet.

Das Ventilgehäuse 7 ist durch eine vertikale Trennwand 77, die im wesentlichen, nämlich mit Ausnahme ihrer Längsenden, entlang der gemeinsamen Achsenlinie des Eingangsstutzens 71 und des Ausgangsstutzens 72 verläuft, in eine Eingangskammer 78 und eine Ausgangskammer 79 unterteilt. In die Eingangskammer 78 mündet der Eingangsstutzen 71, indem das eine Ende der Trennwand 77 zu der in Fig. 3 unteren, vertikalen Tagente der Mündung des Eingangsstutzens 71 an der Gehäusestirnseite 73 verläuft. Auf entsprechende Weise mündet die Ausgangskammer 79 in den Ausgangstutzen 72. Die Ventile jedes, einem Filter 1 bzw. 2 zugeordneten Ventilpaares 3 und 4 bzw. 5 und 6 sind symmetrisch zur Trennwandebene angeordnet, die inneren Ventilteile 32, 36, 52 der Einlassventile 3 und 5 in der Eingangskammer 78 und die inneren Ventilteile 42,46, 62 der Auslassventile 4 und 6 in der Ausgangskammer 79. Die Breite des Ventilgehäuses 7 ist ungefähr gleich dem Durchmesser der Filtergehäuse 12 und 22.

Der Eingangsstutzen 13 des Filters 1 ist durch eine Überwurfmutter 81 mit dem Ausgangsstutzen 33 des Einlassventils 3 lösbar verbunden und steht dadurch über dieses Ventil 3 und die Eingangskammer 78 mit dem Eingangsstutzen 71 für zu filtrierende Flüssigkeit in Verbindung. Der Ausgangsstutzen 14 desselben Filters 1 ist durch eine Überwurfmutter

82 mit dem Eingangsstutzen 43 des Auslassventils 4 lösbar verbunden und steht dadurch über dieses Ventil 4 und die Ausgangskammer 79 mit dem Ausgangsstutzen 72 für filtrierte Flüssigkeit in Verbindung. Dabei hängt das Filter 1 am Ventilgehäuse 7. Auf dieselbe Weise (Überwurfmuttern

83 und 84) hängt das Filter 2 am Ventilgehäuse 7, wobei sein Eingangsstutzen 23 über das Einlassventil 5 und die Eingangskammer 78 mit dem Eingangsstutzen 71 für zu filtrierende Flüssigkeit und sein Ausgangsstutzen 24 über das Auslassventil 6 und die Ausgangskammer 79 mit dem Ausgangsstutzen 72 für filtrierte Flüssigkeit in Verbindung steht.

Jedes der Ventile 3 bis 6 und jedes der Filter 1 und 2 ist für mindestens die Hälfte der Strömung, für welche die Fil-ternaordnung vorgesehen ist, und darüber hinaus so bemessen bzw. ausgeführt, dass der Druckabfall zwischen dem Eingangsstutzen 71 und dem Ausgangsstutzen 72 der Filteranordnung den zulässigen Wert nicht überschreitet, wenn die Ventile eines der Ventilpaare 3,4 und 5, 6 kurzfristig geschlossen und die des anderen offen sind.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

647 686 PATENTANSPRÜCHE

1. Filtereinrichtung, insbesondere für Wasserleitungen, vorzugsweise für Wasserversorgungs-Hausanschlüsse, mit mehreren, wahlweise zu betreibenden Filtern (1,2) und diesen zugeordneten Ventilen (3-6), dadurch gekennzeichnet, dass jedem Filter (1,2) sowohl ein Einlassventil (3, 5) als auch ein Auslassventil (4, 6) zugeordnet ist, dass alle Ventile (3-6) ein gemeinsames Ventilgehäuse (7) haben, dass der Fil-tereingangsanschluss (13,23) und der Filterausgangsan-schluss (14,24) jedes Filters (1, 2) an der Filtergehäuseoberseite (11,21), der Ausgangsanschluss (33, 53) der Einlassventile (3, 5) und der Eingangsanschluss (43,63) der Auslassventile (4,6) an der Ventilgehäuseunterseite (76) angeordnet sind, dass jedes Filter (1,2) durch lösbare Verbindungen (81, 82, 83, 84) des Filtereingangsanschlusses (13,23) mit dem Ausgangsanschluss (33, 53) des zugeordneten Einlassventils (3, 5) und des Filterausgangsanschlusses (14, 24) mit dem Eingangsanschluss (43,63) des zugeordneten Auslassventils (4,6) am Ventilgehäuse (7) getragen ist, dass das Ventilgehäuse (7) an einer Seite (73) einen Eingangsanschluss (71) für die zu filtrierende Flüssigkeit und an der gegenüberliegenden Seite (74) einen mit diesem Eingangsanschluss (71) horizontal fluchtenden Ausgangsanschluss (72) für die filtrierte Flüssigkeit hat und durch eine vertikale, im wesentlichen längs der Achsenlinie dieses Ein- und dieses Ausgangsanschlusses (71, 72) verlaufende Trennwand (77) in eine allen Einlassventilen (3, 5) gemeinsame Eingangskammer (78), die an den Eingangsanschluss (71) für die zu filtrierende Flüssigkeit anschliesst, und eine allen Auslassventilen (4, 6) gemeinsame Ausgangskammer (79), an die der Ausgangsanschluss (72) für die filtrierte Flüssigkeit anschliesst, unterteilt ist,

dass die Spindelführungen (31,41, 51, 61) aller Ventile (3 bis 6) in der oberen Ventilgehäusewand (75) und die Sitze (32, 42, 52, 62) aller Ventile (3 bis 6) auf dem Ventilgehäuseboden (76) je über dem Ausgangsanschluss (33, 53) eines der Einlassventile (3, 5) bzw. dem Eingangsanschluss (43, 63) eines der Auslassventile (4, 6) angeordnet sind.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Ventilspindeln (34,44, 54, 64) und der Ventilsitze (32,42, 52, 62) der beiden, je einem Filter (1,2) zugeordneten Ventile (3-6) symmetrisch zur Ebene der Trennwand (77) angeordnet sind.

3. Filtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Filtergehäuse (12, 22) zylindrisch ist, und dass der Filtereingangsanschluss (13,23) und der Filteraus-gangsanschluss (14,24) gleiche Abstände von der Filtergehäuseachse haben und der Durchmesser des Filtergehäuses (12, 22) annähernd gleich der Breite des Ventilgehäuses (7) ist.

4. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (3 bis 6) Niederschraubventile mit dreh- und schubfest an der Ventilspindel (34,44, 54, 64) befestigter Handhabe (35,45, 55, 65) sind.

5. Verfahren zum Betrieb der Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb alle Ventile (3-6) offen sind, und dass zum Revidieren oder Ersetzen eines Filters (1 bzw. 2) nur die diesem zugeordneten Ventile (3,4 bzw. 5, 6) geschlossen werden, danach dieser Filter vom Ventilgehäuse (7) gelöst, revidiert und wieder an das Ventilgehäuse (7) angeschlossen oder an seiner Stelle ein Ersatzfilter an das Ventilgehäuse (7) angeschlossen wird, woraufhin die geschlossenen Ventile (3, 4 bzw. 5, 6) wieder geöffnet werden.