DE9311019U1

DE9311019U1 - Filterkerze für Rückspülfilter

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Publication number: DE9311019U1
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Authority: DE
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Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2003-07-24

Description

6852/II/ve

Otto Laskowsky

Sprockhöveler Straße 3, D-45527 Hattingen Filterkerze für Rückspülfilter

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterkerze für Rückspülfilter, bestehend aus ringförmigen, gleichachsig übereinander angeordneten Filterscheiben mit einer zentrischen Öffnung, wobei die Filterscheiben aus Flachscheiben und Tellerscheiben bestehen, und zwischen den Flachscheiben und Tellerscheiben durch Abstandhalter definierte Ringspalte ausgebildet sind sowie zwischen zwei Tellerscheiben jeweils eine Flachscheibe angeordnet ist und die Tellerscheiben einen ebenen Scheiben-Außenabschnitt und einen zu diesem derart schräg verlaufenden, in axialer Richtung der Filterkerze flexiblen Scheiben-Innenabschnitt besitzen, daß nach innen in Richtung auf die zentrische Öffnung eine Ringspaltverengung entsprechend der gewünschten Filterfeinheit erfolgt.

Eine derartige Filterkerze ist aus dem Firmenprospekt "BRIEDEN Automatik-Rückspülfilter für die Filtration von Kreislauf-Wasser, Flußwasser, Seewasser, ..." bekannt. Bei dieser Filterkerze besteht jedoch das Problem der raschen Materialermüdung, da die schräg verlaufenden, in axialer Richtung flexiblen Scheiben-Innenabschnitte der Tellerscheibe ihre Flexibilität durch eine Verringerung der Dicke der Scheibe selbst erhalten. Darüber hinaus wird bei diesen Filterkerzen die Spalthöhe durch als einzelne Nocken aus-

gebildete Abstandhalter gewährleistet. Bei der axialen Verpressung der einzelnen Filterscheiben im montierten Zustand der Filterkerze können diese nockenförmigen Abstandhalter jedoch keine definierte Spalthöhe gewährleisten. Zudem ergibt sich eine insgesamt große Labilität der Tellerscheiben. Aus der DE-PS 34 09 036 sind Filterkerzen für Rückspülfilter bekannt, bei denen das bewegliche Filterelement als Flachscheibe ausgebildet ist und die Tellerscheiben starr sind sowie die Versteifung der Tellerscheiben durch radial verlaufende Stege erreicht wird, die gleichzeitig als Abstandhalter die Spaltdicke der Ringspalte gewährleisten. Eine derartig Filterkerze besitzt aber eine reduzierte wirksame Filterfläche.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Filterkerzen zu vermeiden und eine Filterkerze für Rückspülfilter der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß eine vergrößerte wirksame Netto-Filterfläche erreicht wird, und gleichzeitig eine exakte Einhaltung der gewünschten Filterfeinheit bei einer großen Lebensdauer der Filterkerze gewährleistet wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Tellerscheiben auf ihren den Flachscheiben zugekehrten Seiten als Abstandhalter dienende radial verlaufende, gleichmäßig über ihren Umfang verteilt angeordnete Distanzstege besitzt, deren Steghöhe zumindest im Bereich des Scheiben-Innenabschnitts kontinuierlich bis auf ein der gewünschten Filterfeinheit entsprechendes Minimalmaß abnimmt und am Übergang zwischen Scheiben-Innenabschnitt und Scheiben-Außenabschnitt die Distanzstege zur Ausbildung eines Gelenks eine Einkerbung aufweisen. Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß es erforderlich

ist, die Tellerscheiben zur Erhöhung der Stabilität und der Lebensdauer durch die Distanzstege zu versteifen, aber bei dem Prinzip der flexiblen Tellerscheiben zu bleiben, um eine möglichst große wirksame Filterfläche zu gewährleisten. Hierbei ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weiterhin möglich, die Flachscheibe in ihrer Dicke derart zu reduzieren, daß sie nur noch eine Dicke von etwa 60% bis 70% der Tellerscheibe, einschließlich der Höhe der Distanzstege besitzt. Hierdurch wird weiterhin die wirksame Filterfläche erhöht, da eine größere Anzahl von Ringspalten geschaffen werden kann, bei einer bestimmten vorgegebenen Höhe einer Filterkerze gegenüber dem Stand der Technik. Darüber hinaus wird hierdurch ein sogenannter Flattereffekt bei Einschalten des Rückspülvorgangs ermöglicht; denn die dünne Flachscheibe, die etwa eine Dicke von lmm besitzen kann, ist relativ flexibel und kann durch den beim Einschalten des Rückspülvorgangs auftretenden Druckstoß in Schwingung geraten, wodurch der Rückspüleffekt verbessert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Filterkerze gemäß der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Filterkerze gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 2 in Filterstellung und

Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Filterkerze gemäß der Schnittlinie III-III" in Fig. 2 in Rückspülstellung.

Ein automatischer Rückspülfilter besitzt ein senkrecht angeordnetes Filtergehäuse, in dem ein Drehteller gelagert ist, der die Rohwasserseite von der Reinwasserseite trennt. Im Unterteil des Gehäuses befindet sich ein Filtereingang und im Oberteil des Gehäuses ein Filterausgang. Der Drehteller, der an einer Antriebswelle befestigt ist, hat Bohrungen, die gleichmäßig auf einem Teilkreis angeordnet und auf denen Filterkerzen befestigt sind. Die Anzahl und die Größe der Filterkerzen werden von der Durchsatzleistung der Filtereinheit und dem Verschmutzungsgrad des zu filternden Mediums vorgegeben. Eine erfindungsgemäße Filterkerze, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, besteht aus einer Anzahl ringförmiger, gleichachsig übereinander angeordneter Filterscheiben 2, 3 mit einer zentrischen Öffnung 5, zwischen denen Ringspalte 4 zum Durchtritt des zu reinigenden Mediums ausgebildet sind. Die Filterscheiben sind entweder als Flachscheiben 2 oder als Tellerscheiben 3 ausgebildet. Die Flachscheiben 2 besitzen eine über ihren gesamten Durchmesser und Umfang gleichmäßige Dicke. Die Tellerscheiben 3 weisen in radialer Richtung gesehen umfangsgemäß einen ebenen Scheiben-Außenabschnitt 6 und einen an die zentrische Öffnung 5 angrenzenden schräg verlaufenden Scheiben-Innenabschnitt 7 auf. Wie insbesondere in Fig. 3 zu erkennen ist, ist jeweils zwischen zwei Tellerscheiben 3 eine Flachscheibe 2 angeordnet. Der

Scheiben-Innenabschnitt 7 der Tellerscheiben 3 verläuft im Sinne einer Ringspaltverengung, ausgehend von dem Scheiben-Außenabschnitt 6, schräg nach innen in Richtung auf die zentrische Öffnung 5. Die Scheiben-Außenabschnitte 6 der Tellerscheiben 3 verlaufen parallel zu den Flachscheiben 2, und zwar senkrecht zur Mittelachse X-X der Filterkerze 1. Durch diese Anordnung der Tellerscheiben 3 und der Flachscheiben 2 erweitert sich der Ringspalt 4 zwischen der jeweiligen Tellerscheibe 3 und Flachscheibe 2 im Bereich des Scheiben-Innenabschnitts 7 ausgehend von der zentrischen Öffnung 5 in radialer Richtung bis zu Beginn des Scheiben-Außenabschnitts 6, wo er dann etwa eine konstante Spalthöhe aufweist. Es liegt jedoch ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn innerhalb des Bereiches der Scheiben-Außenabschnitte 6 sich der Ringspalt 4 zusätzlich nach außen kontinuierlich erweitert. Das Minimalmaß der Höhe des Ringspaltes am Öffnungsrand der zentrischen Öffnung 5 entspricht der jeweils gewünschten Filterfeinheit. Wie insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist, sitzen die Tellerscheiben 3 auf ihren den Flachscheiben 2 zugekehrten Seiten als Abstandhalter dienende, radial verlaufende, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Distanzstege 8. Die Steghöhe der Distanzstege 8 sinkt zumindest im Bereich des Scheiben-Innenabschnitts 7 kontinuierlich ausgehend von dem Scheiben-Außenabschnitt 6 bis auf ein der gewünschten FiIterfeinheit entsprechendes Minimalmaß ab, und am Übergang zwischen dem Scheiben-Innenabschnitt 7 und dem Scheiben-Außenabschnitt 6 weisen die Distanzstege 8 zur Ausbildung eines Gelenks eine Einkerbung 9 auf. Durch diese Ausgestaltung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß die Tellerscheiben 3 durch die Distanzstege 8 eine große Formsteifigkeit besitzen und darüber hinaus eine gleichmäßige Anlage zwischen den Flachscheiben 2 und den Teller-

scheiben 3 erreicht wird. Hierbei wird durch die Einkerbungen 9 eine Flexibilität der Tellerscheiben 3 erreicht, so daß diese sich in axialer Richtung im Sinne einer Erweiterung der Ringspalte 4 im Bereich der Scheiben-Innenabschnitte 7 verformen können. Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn sich die Einkerbung 9 in die Tellerscheibe 3 fortsetzt, so daß auch die Tellerscheibe 3 in ihrer Wandstärke geschwächt wird. Hierdurch kann die Flexibilität noch vergrößert werden.

Die Flachscheibe 2 weist eine Dicke auf, die etwa um ein Drittel geringer ist als die Dicke der Tellerscheibe 3. Hierbei beträgt vorzugsweise die Dicke der Flachscheibe ca. lmm und die der Tellerscheibe ca. 1 - 1,2mm ohne Berücksichtigung der Höhe der Distanzstege 8. Die Distanzstege 8 nehmen in ihrer Höhe kontinuierlich von außen nach innen ab. Im Bereich der zentrischen Öffnung besitzen die Distanzstege eine der Filterfeinheit entsprechende Höhe, z. B. 50&mgr; - &Igr;&Ogr;&Ogr;&Ogr;&mgr;, und am radialen äußeren Ende besitzen sie eine Höhe, z. B. von 0,75 - 1,7mm. Es ist erfindungsgemäß ebenfalls möglich, wenn die Höhe der Distanzstege im Bereich des Scheiben-Außenabschnitts 6 konstant ist. Die Breite des Scheiben-Innenabschnitts 7 beträgt etwa 20% bis 30% der Breite des Scheiben-Außenabschnitts 6. Um eine sichere Einhaltung des Minimalmaßes des Ringspaltes entsprechend der gewünschten Filterfeinheit am Übergang zwischen der zentrischen Öffnung 5 und den Ringspalten 4 zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, wenn die Tellerscheiben 3 und die Flachscheiben 2 im Bereich des Randes der zentrischen Öffnung 5 mit Vorspannung gegeneinander anliegen.

Das Paket aus den Flachscheiben 2 und Tellerscheiben 3 wird jeweils endseitig durch eine Abschlußplatte 11 gehalten und

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innerhalb des Bereichs der Scheiben-Außenabschnitte 6 verlaufen in axialer Richtung durch das Filterscheibenpaket zwei Spannbolzen 12, mit denen über die Platten 11 das Filterscheibenpaket axial exakt auf Anschlag verpreßt wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind zwei 180° gegenüberliegende Spannbolzen 12 vorgesehen.

Die hierzu um 90° versetzten Bohrungen 13 verlaufen ebenfalls in axialer Richtung durch das gesamte Filterscheibenpaket, sowie durch die Abschlußplatten 11 und dienen zur Befestigung der kompletten Filterkerze mit 2 Stehbolzen auf dem Drehteller.

Außerdem sind in Fig. 1 und Fig. 2 zwei Distanzbolzen 14 dargestellt, welche vor dem Verpressen des Filterscheibenpaketes in entsprechende Bohrungen 15 der Scheiben-Außenabschnitte 6 gesteckt werden, und zwar 180° gegenüberliegend in nächster Nähe der Bohrungen 13.

Die Distanzbolzen 14 sind wie das Filterscheibenpaket zwischen den Abschlußplatten 11 angeordnet und verhindern bei der Befestigung der Filterkerze auf dem Drehteller ein Schiefziehen des relativ labilen Filterscheibenpaketes.

Aus Fig. 2 sind ingesamt acht symmetrisch angeordnete Bohrungen 15 für die Montage der beiden Distanzbolzen 14 ersichtlich, weil die Tellerscheiben beim Stapeln des Filterscheibenpaketes abwechselnd von unten und von oben gegen die Flachscheiben gelegt werden und deshalb auf Umschlag passen müssen.

Außerdem ist es von großem Vorteil, daß die Scheiben durch die Anordnung der Bohrungen 15 sowohl um 90° als auch um

180° versetzt gestapelt werden können. Hierdurch wird das Stapeln wesentlich erleichtert (Zeitersparnis) und es ist möglich, unvermeidbare Toleranzen in bezug auf die Planparallelität der Scheiben zu kompensieren. Anders als in Fig. 2 dargestellt, sind auch Filterscheiben mit vier Bohrungen 15, jeweils 45° zu den Bohrungen 13 angeordnet, zur Erzielung der geschilderten Vorteile möglich.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind vorzugsweise zwei jeweils um 180° gegeneinander versetzte Spannbolzen 12 vorgesehen. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind auf den Tellerscheiben 3 jeweils 20 um 18° gegeneinander versetzte Distanzstege 8 ausgebildet. Die Flachscheiben 2 und Tellerscheiben 3 bestehen zweckmäßigerweise aus Kunststoff.

In Fig. 3 ist die Ausrichtung der Flachscheiben 2 und Tellerscheiben 3 während des normalen Filtervorgangs dargestellt. Hierbei fließt das zu filternde Medium, siehe Pfeile Y, durch die zentrische Öffnung 5 von innen in radialer Richtung nach außen durch die Ringspalte 4. Hierbei werden Verunreinigungen innerhalb der Filterkerze 1 vor den Ringspalten 4 zurückgehalten und bewirken ein allmähliches Ansteigen des Durchflußwiderstandes. Sobald ein vorgewählter, maximal zulässiger Differenzdruck erreicht ist, kann vorgesehen sein, daß eine automatische Rückspülung ausgelöst wird. Es handelt sich zweckmäßigerweise um eine Eigenmedium-Rückspülung. Hierbei erfolgt eine Umkehr der Durchflußrichtung des Mediums, siehe Pfeile Z in Fig. 4, und zwar nunmehr von außen nach innen durch die Ringspalte 4. Die Scheiben-Innenabschnitte 7 werden aufgrund des Mediumdruckes in axialer Richtung ausgelenkt, so daß im Bereich der Scheiben-Innenabschnitte 7 eine Ver-

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größerung des Ringspaltes 4 eintritt. Diese Erweiterung der Ringspalte 4 erfolgt schockartig, so daß sämtliche Verunreinigungen gelöst und ausgespült werden. Da erfindungsgemäß die Flachscheiben 2 relativ dünn ausgebildet sind, kann durch die schockartige Druckumkehr ein Flattereffekt an den Flachscheiben 2 auftreten, wodurch das Lösen der Verunreinigungen zusätzlich begünstigt wird.

Claims

6852/II/ve Otto Laskowsky Sprockhöveler Straße 3. D-45527 Hattinaen Ansprüche:

1. Filterkerze für Rückspülfilter, bestehend aus ringförmigen, gleichachsig übereinander angeordneten Filterscheiben mit einer zentrischen Öffnung, wobei die Filterscheiben aus Flachscheiben und Tellerscheiben bestehen, und zwischen den Flachscheiben und Tellerscheiben durch Abstandhalter definierte Ringspalte ausgebildet sind, sowie zwischen zwei Tellerscheiben jeweils eine Flachscheibe angeordnet ist, und die Tellerscheiben einen ebenen Scheiben-Außenabschnitt und einen zu diesem derart schräg verlaufenden, in axialer Richtung der Filterkerze flexiblen Scheiben-Innenabschnitt besitzen, daß nach innen in Richtung auf die zentrische Öffnung eine Ringspaltverengung entsprechend der gewünschten Filterfeinheit erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerscheiben (3) auf ihren den Flachscheiben (2) zugekehrten Seiten als Abstandhalter dienende, radial verlaufende, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Distanzstege (8) besitzen, deren Steghöhe zumindest im Bereich des Scheiben-Innenabschnitts (7) kontinuierlich bis auf ein der gewünschten Filterfeinheit entsprechendes Minimalmaß abnimmt und am Übergang zwischen dem Scheiben-Innenabschnitt (7) und dem Scheiben-Außenabschnitt (6 ) die Distanzstege (8 ) zur Ausbildung eines Gelenks eine Einkerbung (9) aufweisen.

2. Filterkerze nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Flachscheibe (2) eine Dicke aufweist, die etwa um ein Drittel geringer ist als die Dicke der Tellerscheibe (3).

3. Filterkerze nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Flachscheibe (2) ca. lmm und die Tellerscheibe ca.
1 - 1,2mm dick ist.

4. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstege (8) in ihrer Höhe kontinuierlich von außen nach innen abnehmen, und zwar vorzugsweise von 0,75 - 1,7mm auf 0,05 - 1,0mm.

5. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Scheiben-Innenabschnitts (7) etwa 20% bis 30% der Breite des Scheiben-Außenabschnitts (6) beträgt.

6. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerscheibe (3) mit ihrem inneren Ende mit axialer Vorspannung auf der jeweils zugeordneten Flachscheibe (2) aufliegt.

7. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerscheiben (3) und die Flachscheiben (2) aus Kunststoff bestehen.

8. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Tellerscheiben (3) konstant ist.

9. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier, vorzugsweise acht in gleichen Abständen zueinander angeordnete Bohrungen (15) im Bereich des Scheiben-Außenabschnitts (6) in den Filterscheiben zur Aufnahme von zwei gegenüberliegenden Distanzbolzen (14) vorgesehen sind.