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Technischer Anwendungsbereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung zum
Entfernen von Fremdstoffen, die in aufzubereitenden Schmutzwasser
enthalten sind, indem das Schmutzwasser durch eine Filterschicht
fließt,
die aus einem Partikelfiltermedium wie Sand oder Ähnlichem
besteht. Schmutzwasser bezieht sich auf Flusswasser, das aus einem
Fluss zur Verwendung als Frischwasser stammt, Abwasser, das aus
Fabriken oder Anlagen abgelassen wird, oder Ähnlichem.
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Hintergrund der Erfindung
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Herkömmliche
Filtervorrichtungen sind in Ausführungsformen
wie in 6 dargestellt bekannt. Hier ist in einem zylindrischen
Behälter
(oder Tank) d eine Filterschicht v vorgesehen, die aus einem Filtermedium
wie Sand oder Ähnlichem
besteht. In direkter Nähe
zum Bodenteil des Behälters
d ist ein Trichterelement e ausgebildet, dessen Ende am oberen Umfang
fest an der Innenumfangsfläche
des Behälters
d befestigt ist. Weiterhin ist ein konischer Sandtrenner g ausgebildet,
wobei ein Freiraum f zwischen der Unterseite von Trichterelement
e und der Innenumfangsfläche
des Behälters
d gewahrt bleibt. Der Freiraum f dient dazu, dass der Sand durchfließen kann. Ein
Rohwassereinlass h wird zwischen der Außenseitenfläche des Trichters e und der
Innenumfangsfläche
von Behälter
d gebildet. Das in den Behälter
d aus dem Rohwasser-Einlass h unter Druck zugeführte Rohwasser wird nach oben
durch die Filterschicht v gepresst, um das Rohwasser dadurch zu
filtern. Das gefilterte Wasser wird aus Behälter d durch eine Überlaufschleuse
i entnommen, die im oberen Bereich des Behälter d ausgebildet ist
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Der
als Filtermedium dienende Sand, der als Folge des Filterungsvorgangs
durch Fremdkörper verschmutzt
oder verunreinigt ist, wird allmählich durch
den Freiraum f in einen Sandauffangbehälter k angesammelt, der an
der Unterseite von Behälter
d angeordnet ist. Der angesammelte Sand wird zusammen mit dem Rohwasser
durch ein Heberohr m geschickt, das als Transportwasser der Wasch- und Trennvorrichtung
p dient, die oben im Behälter
d vorgesehen ist. In dieser Wasch- und Trennvorrichtung p wird frisches
Wasser von einem Einspeisungsrohr n, das an der Oberseite der Wasch-
und Trennvorrichtung p ausgebildet ist, eingespeist. Der Sand, der durch
das Waschwasser gewaschen und vom Rohwasser getrennt wird, wird
in Behälter
d zurückgeführt. Nach
Waschen des Sandes wird das Waschwasser aus der Waschwasser-Auslassöffnung r
abgelassen, und das Rohwasser wird aus der Wasserauslassöffnung s
abgelassen. Auf diese Weise kann der verschmutzte Filtersand fortlaufend
gewaschen werden, während
das Rohwasser fortlaufend gefiltert wird.
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Es
ist auch eine Vorrichtung wie in 7 bekannt.
Bei dieser herkömmlichen
Vorrichtung wird Rohwasser umlaufend aus einem Mittenbereich einer
zylindrischen Filterschicht v eingespeist. Wassersammelrohre t sind
im Außenbereich
der Filterschicht v angeordnet, um das gefilterte Wasser von den Wassersammelrohren
t dadurch herauszunehmen. Im Bodenbereich der zylindrischen Filterschicht
v ist eine Rückspülungswasser-Einspeisungsöffnung w vorgesehen.
Ein Luft-Heberohr bzw. Druckluftrohr u ist ebenso über einen
Mittenbereich der Filterschicht v vorgesehen. In dieser Anordnung
kann das Filtermedium aus einem stark verschmutzten Bereich gewaschen
werden, wenn es durch das Druckluftrohr u fließt.
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Die
oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtungen
haben die folgenden Nachteile. Vor allem im der obigen Vorrichtung
ist die Wasch- und Trennvorrichtung p in einem oberen Bereich der
Filterschicht angeordnet, in dem das gefilterte Wasser gesammelt
wird. Deshalb wird das Rohwasser, das das Filtermedium enthält, das
aus der Wasch- und Trennvorrichtung p abgelassen werden soll, mit
dem gefilterten Wasser gemischt. Darüber hinaus kann in dieser Vorrichtung
die Fläche
der Filterschicht, die mit dem Rohwasser in Kontakt kommt, nicht
größer ausgeführt werden
als die Querschnittsfläche
des Behälters
d. Wenn die Fläche
der Filterschicht vergrößert wird,
muss der Durchmesser von Behälter
d vergrößert werden,
was zu einer Filtervorrichtung größerer Größe führt.
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In
der letzteren Vorrichtung werden die im Filtermedium enthaltenen
Fremdstoffe schrittweise aufgelöst
und nach oben durch das Rückspülungswasser
getrennt, das von der Rückspülungswasser-Einspeisungsöffnung w
nach oben gesendet wird. Deshalb benötigt der Waschvorgang in den oben
beschriebenen froheren herkömmlichen
Vorrichtungen Zeit, und das Waschen kann nicht in ausreichender
Weise durchgeführt
werden.
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Offenlegung der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es eine Filtervorrichtung
zum Entfernen von in Rohwasser enthaltenen Fremdstoffen, wobei das
Rohwasser eine Filterschicht durchläuft, die aus einem Partikelfiltermedium
hergestellt ist, das in einem Filtertank angeordnet ist, wobei die
Vorrichtung umfasst: eine Trennwand im Filtertank, die sich von einem
oberen Ende des Filtertanks nach unten erstreckt, wobei Raum in
Richtung einer unteren Fläche
des Filtertanks dergestalt freigelassen wird, dass der Filtertank
in einen Einspeisungsbereich mit einer Rohwasser-Einspeisungsöffnung und
einen Auslassbereich mit einer Rückspülungswasser-Auslassöffnung aufgeteilt
ist, wobei die untere Fläche
des Filtertanks vom Auslassbereich nach unten in Richtung Einspeisungsbereich
geneigt ist, wobei auf der Bodenfläche ein Filtermedium in einer
Weise verteilt ist, dass sowohl der Einspeisungsbereich als auch
der Auslassbereich bedeckt sind, wobei das Filtermedium bis zu der
Höhe gefüllt ist,
dass ein oberes Ende des Filtermediums zumindest das untere Ende
der Trennwand erreicht; ein im Filtermedium eingebettetes Wassersammelmittel
zum Sammeln von gefilterten Wasser; und ein Rückspülungsmittel zum Rückspülen des
Filtermediums.
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Gemäß der obigen
Anordnung kann eine stabile Filterschicht mit einem Schüttwinkel
des Filtermediums an der schrägen
unteren Fläche
gebildet werden. Es ist daher möglich,
eine Filterschicht mit einer großer Kontaktfläche zum
Rohwasser zu bilden.
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Das
Rückspülungsmittel
umfasst vorzugsweise: ein Druckluftrohr mit einer Ansaugöffnung, das
im Filtermedium im Einspeisungsbereich eingebettet ist, und mit
einer Auslassöffnung,
die sich über dem
Filtermedium im Auslassbereich öffnet;
und ein Rückspülungsrohr
zum Einspeisen des Rückspulungswassers
in das Ansaugrohr des Druckluftrohrs. Das Druckluftrohr ist mindestens
zweimal ausgebildet ist, wobei eines eine Ansaugöffnung aufweist, die sich in
eine obere Schicht des Filtermediums öffnet, und das andere eine
Ansaugöffnung
aufweist, die sich in die untere Schicht des Filtermediums öffnet. Weiterhin
ist die Trennwand in Richtung des Auslassbereichs zumindest am unteren
Abschnitt davon geneigt, wobei der untere Abschnitt eine Vielzahl
von durch die Trennwand durchgehenden Öffnungen aufweist.
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Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung kann eine Oberfläche der Filterschicht auf einem
höheren
Niveau als das untere Niveau der Trennwand festgelegt werden. Weiterhin,
wenn das Rückspülungsmittel
betrieben wird, wird das Filtermedium aus der Filterschicht in das
Druckluftrohr eingesogen und im Druckluftrohr mit dem Rückspülungsmittel
gespült.
In der Folge wird das Rückspülungswasser
mit den Fremdstoffen aus der Filtervorrichtung durch die Rückspülungswasser-Auslassöffnung abgelassen, und
das von den Fremdstoffen gereinigte Filtermedium wird an die Oberfläche der
Filterschicht im Auslassbereich zurückgeführt. Das Filtermedium auf der unteren
Seite des Filtertanks bewegt sich daher in Richtung der Ansaugöffnung des
Druckluftrohrs entlang der geneigten unteren Fläche des Filtertanks. Dementsprechend
kann das gesamte Filtermedium ordentlich in die Ansaugöffnung des
Druckluftrohrs bewegt werden.
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Das
im Rückspülungsmittel
zu verwendende Rückspülungswasser
wird vorzugsweise aus dem Wassersammelmittel genommen. Gemäß dieser
Anordnung muss kein getrennter Tank zur Aufbewahrung des Rückspülungswassers
vorgesehen werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schemadiagramm einer Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Schnittansicht eines abgewandelten Beispiels der Filtervorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Draufsicht von 2;
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4 ist
eine Vorderansicht von 2;
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5 ist
ein Rohrleitungsplan von 2;
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6 ist
eine Schnittansicht einer herkömmlichen
Filtervorrichtung; und
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7 ist
seine Schnittansicht mit einer weiteren herkömmlichen Filtervorrichtung.
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Bester Modus zur Verwirklichung
der Erfindung
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Im
Folgenden wird nun der beste Modus zur Ausführung der Erfindung mit Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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In 1 bezeichnet
die Referenzziffer 1 den Filtertank, der in einem Beispiel
etwa 3 m hoch ist. Der Filtertank 1 ist innen durch eine
Trennwand 2 in zwei Bereiche aufgeteilt, d.h. einen Wassereinspeisungsbereich 4,
dem eine Rohwasser-Einspeisungsöffnung 3 gegenüberliegt
oder der daran angeschlossen ist, und ein Wasserauslassbereich 6,
an dem eine Wasserauslassöffnung 5 zum
Ablassen des Rückspülungswassers
mit Fremdstoffen, die aus dem Rohwasser entfernt wurden, angeschlossen
ist. Eine untere Fläche 7 des
Filtertanks 1 ist als geneigte Fläche ausgebildet, die sich von
einem oberen Ende auf der Seite des Auslassbereichs 6 nach
unten in Richtung eines unteren Endes auf der Seite des Einspeisungsbereichs 4 erstreckt.
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Die
Trennwand 2 ist wie folgt aufgebaut. Sie erstreckt sich
nämlich
von einem oberen Ende des Filtertanks 1 vertikal nach unten,
aber dessen unteres Ende erstreckt sich nicht so weit, dass es die
geneigte untere Fläche 7 erreicht.
Auf diese Weise ist ein Raum oder Freiraum zwischen dem unteren
Ende der Trennwand 2 und der unteren Fläche 7 des Filtertanks
sichergestellt. Der Einspeisungsbereich 4 und der Ablassbereich 6 sind
daher so ausgebildet, dass sie miteinander unterhalb des unteren
Ende der Trennwand 2 in Fluidflussverbindung stehen. Ein
Filtermedium aus Partikelmaterial wie Sand oder Ähnlichem wird aus dem Auslassbereich 6 in
den Filtertank 1 eingefüllt,
bis das Filtermedium die Höhe
von mindestens dem unteren Ende der Trennwand 2 erreicht.
Rohwasser wird dann in den Filtertank 1 aus der Rohwasser-Einspeisungsöffnung 3 eingefüllt.
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Es
sind zwei Luft-Heberohre bzw. Druckluftrohre 9a, 9a ausgebildet,
die einer Oberflächenschicht
des Filtermediums gegenüberliegen
und ein Druckluftrohr 9a, das einer Bodenschicht des Filtermediums
gegenüber
liegt. Diese Druckluftrohre 9a, 9a sind ausgebildet,
um das Filtermedium zusammen mit der Druckluft, die durch ein Druckluftgebläse 9c zugeführt wird,
und dem Rückspülungswasser, das
direkt aus dem Wassersammelmittel 10 eingespeist wird,
zu zirkulieren, wie im Folgenden genauer beschrieben. Das Filtermedium
wird dann durch die Druckluftrohre 9a, 9a aus
dem Einspeisungsbereich 4 in einen oberen Bereich des Auslassbereichs 6 transportiert.
Das Filtermedium kehrt dann auf Grund seines Eigengewichts in den
Einspeisungsbereich 4 zurück. Durch Wiederholen dieses
Vorgangs bildet das Filtermedium eine Filterschicht 8,
die sich über die
gesamte untere Fläche 7 des
Filtertanks 1 absenkt oder anhäuft, wobei eine bestimmte Neigung
in Abhängigkeit
vom Schüttwinkel
des Filtermediums beibehalten wird.
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Im Übrigen ist
in einem Beispiel, in dem die Trennwand 2 in einer vertikal
sich erstreckenden Wand ausgebildet ist, wie in 1 dargestellt,
die Oberfläche
der Filterschicht 8 auf ein Niveau festgelegt, das in etwa
dem untern Ende der Trennwand 2 entspricht. Wenn das Filtermedium
rückgespült wird, wie
im Folgenden genauer beschrieben wird, besteht die Tendenz, dass
es sich nachbewegt. Wenn nämlich
das Filtermedium, das vom Einspeisungsbereich 4 an den
Auslassbereich 6 durch die Druckluftrohre 9a, 9a geschickt
wird, sich durch das Eigengewicht nach unten in den Einspeisungsbereich 4 bewegt, bewegt
sich das Filtermedium entlang der Fläche von Filterschicht 8,
die einem geringeren Flusswiderstand unterliegt und an der das Filtermedium
daher einfacher entlang fließen
kann. Anders ausgedrückt: Es
bewegt sich nur ein Teil des Filtermediums.
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Um
diese Tendenz zu vermeiden, kann auch eine Anordnung verwirklicht
werden, wie in 2 bis 4 gezeigt.
In diesem abgewandelten Beispiel ist ein unterer Bereich von Trennwand 2 in
Richtung einer Seitenwand des Filtertanks 1 im Auslassbereich gebogen
oder geneigt, so dass das untere Ende der Trennwand näher an der
Seitenwand zu liegen kommt. In dieser Anordnung erhält der Fluss
des Filtermediums, das entlang des unteren Bereichs von Trennwand 2 fließt, einen
Widerstand. Der untere Bereich der Trennwand 2 ist weiterhin
mit sehr vielen Perforationen 2a, oder durchgehenden Öffnungen, von
etwa 10 mm bis 15 mm Durchmesser in einer Vielzahl vertikaler Reihen
versehen. Dadurch, dass das Filtermedium durch die Öffnungen 2a in
den Einspeisungsbereich 4 fließen kann, kann die Oberfläche der
Filterschicht 8 auf ein Niveau festgelegt werden, das höher ist
als das untere Ende der Trennwand 2.
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Die
Referenzziffer 10 bezeichnet ein Wassersammelmittel, das
in die Filterschicht 8 (d.h. im Filtermedium) eingebettet
ist, vorzugsweise nahe dem Boden der Filterschicht 8 (d.h.
nahe der unteren Fläche 7 des
Filtertanks). Das Wassersammelmittel 10 enthält, wie
in 2 und 3 dargestellt, ein Hohlrohr 10b,
das an dessen Außenwand
mit einer größeren Anzahl
kleiner Öffnungen 10a ausgebildet ist.
Eine Vielzahl dieser Hohlrohre 10b sind entlang der Neigung
der unteren Fläche 7 des
Filtertanks 1 angeordnet. Gefiltertes Wasser, das auf Grund
des Fallhöhenunterschieds
des Rohwassers durch das Filtermedium gepresst wird, wird durch
die Öffnungen 10a in
den Hohlrohren 10b gesammelt. So gesammeltes gefiltertes
Wasser wird durch das Wassereinspeisungsrohr 11 (1),
das mit jedem der Hohlrohre 10b verbunden ist, in ein Filterwasser-Reservoir 12 transportiert,
das am Boden des Filtertanks 1 ausgebildet ist. Gefiltertes
Wasser, das einmal im Filterwasser-Reservoir 12 aufbewahrt
wird, wird dann der nachfolgenden Aufbereitungsvorrichtung (nicht
dargestellt) zugeführt.
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Jedes
der Hohlrohre 10b ist an seinem Außenumfang mit einem Drahtgitter 10c aus
Edelstahl oder Ähnlichem
umgeben, dessen Gitter (Öffnung) kleiner
ist als die Partikelgröße des Filtermediums. Es
ist daher so angeordnet, dass das Filtermedium, das etwa einen Durchmesser
von 0,6 mm in der Filtervorrichtung zum Erhalt von klaren Wasser
zu Trinkzwecken oder Ähnlichem
hat, nicht durch die kleinen Öffnungen 10a fließt.
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Es
ist ein Rückspülungsmittel 9 ausgebildet, das
Druckluftrohre 9a enthält,
Rohre 9b für
die Einspeisung gefilterten Wassers, das Druckluftgebläse 9c und
andere. Die Druckluftrohre 9a sind an einem Ende davon
mit einer Ansaugöffnung 9a-1,
die in die Filterschicht 8 eingebettet ist und an dem anderen Ende
davon mit einer Auslassöffnung 9a-2 ausgebildet,
die einem oberen Teil von Auslassbereich 6 gegenüberliegt
oder sich darin eröffnet.
Die Rohre 9b für
die Einspeisung gefilterten Wassers sind angeordnet, um das gefilterte
Wasser direkt aus den Hohlrohren 10b des Wassersammelmittels 10 einzuspeisen.
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Zum
Erhalt des Rückspülungsvorgangs
und anderen Vorgängen
sind das Wasserrohrsystem und das Druckluftrohrsystem, einschließlich der
Druckluftrohe, der Filtervorrichtung wie folgt angeordnet. Das Wasserrohrsystem
enthält
ein Wassereinspeisungsrohr 11, das die Auslässe der
Hohlrohre 10b des Wassersammelmittels 10 mit dem
Filterwasser-Reservoir 12 mit einem darin angeordneten
Magnetventil SV3 verbindet. Das Wassereinspeisungsrohr 11 aus
den Hohlrohren 10b wird weiterhin an einer dem Magnetventil
SV3 nachgelagerten Position in das Rohr 15 verzweigt, das
auch mit einem Filterwasser-Reservoir 12 durch das darin
angeordnete Magnetventil SV4 verbunden ist, und es wird weiter in zwei
Rohre 17, 18 verzweigt. Das Rohr 17 ist
durch ein Magnetventil SV5 mit einer Ansaugung der Wasserpumpe 16 verbunden.
Das Rohr 18 ist durch ein Magnetventil SV6 mit einem Auslass
der Wasserpumpe 16 verbunden. Der Auslass der Wasserpumpe 16 ist
weiterhin durch die Magnetventile SV1 und SV2 jeweils in Richtung
der Druckluftrohre 9a, 9a erweitert, wie im Folgenden
genauer beschrieben. Das Rohr mit dem Magnetventil SV1 wird nämlich auf
der nachgelagerten Seite des Magnetventils SV1 in zwei Rohre verzweigt,
die dann mit den Rohren 9b, 9b zum Einspeisen
von gefiltertem Wasser verbunden sind. Diese Rohre 9b, 9b zum
Einspeisen von gefiltertem Wasser werden dann nahe an den Ansaugöffnungen 9a-1, 9a-1 der
Druckluftrohre 9a, 9a erweitert, die dem Bereich
der Oberflächenschicht
der Filterschicht 8 gegenüberliegen, vorzugsweise an
der unteren Seite in der Neigung von Filterschicht 8. Das Magnetventil
SV1 dient somit zur Steuerung der beiden verzweigten Rohre an der
nachgelagerten Seite des Magnetventils SV1. Das Rohr mit Magnetventil SV2
wird mit dem Rohr 9b zum Einspeisen des gefilterten Wassers
verbunden, das nahe der Ansaugöffnung 9a-1 des
restlichen Druckluftrohrs 9a erweitert wird. Diese Ansaugöffnung 9a-1 liegt
der Bodenschicht der Filterschicht 8 gegenüber, vorzugsweise an
der unteren Seite in der Neigung von Filterschicht 8. Der
Erweiterungsgrad eines jeden Rohrs 9b zum Einspeisen von
gefiltertem Wasser nahe der Ansaugöffnung 9a-1 ist dergestalt
ausgebildet, dass das Filtermedium auf effiziente Weise in das Druckluftrohr 9a gesogen
wird und vom Ausstoßen
(oder Auswerfen) des gefilterten Wassers in das Druckluftrohr 9a begleitet
wird.
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Das
Druckluftrohrsystem enthält
andererseits Folgendes. Das Rohr des Druckluftgebläses 9c wird
in zwei Rohre 13, 13 verzweigt, wobei eines ein Magnetventil
SV7 und das andere ein Magnetventil SV8 enthält. Das Rohr mit dem Magnetventil
SV7 wird auf der nachgelagerten Seite von Magnetventil SV7 so zwei
verzweigt, dass diese Rohre direkt mit dem unteren Bereich der beiden
Druckluftrohre 9a, 9a verbunden sind, die die
Ansaugöffnungen 9a-1 enthalten,
die dem Bereich der Oberflächenschicht der
Filterschicht 8 wie oben beschrieben gegenüberliegen.
Das Magnetventil SV7 dient somit zur Steuerung der beiden verzweigten
Rohre an der nachgelagterten Seite des Magnetventils SV7. Das andere Rohr 13 mit
dem Magnetventil SV8 wird direkt mit dem unteren Bereich des Druckluftrohrs 9a verbunden,
das eine Ansaugöffnung 9a-1 aufweist,
die der Bodenschicht der Filterschicht 8 wie oben beschrieben
gegenüberliegt.
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Die
Referenzziffer 19 bezeichnet Überlauföffnungen, die an der Trennwand 2 ausgebildet
sind, damit das Rohwasser vom Einspeisungsbereich 4 in den
Auslassbereich 6 fließen
kann. Die Überlauföffnungen 19 sind
im Öffnungsbereich
kleiner als der Öffnungsbereich
der Rohwasser-Einspeisungsöffnng 3.
Sie sind an einer Position unterhalb der Wasseroberfläche im Filtertank 1 vorgesehen.
In dieser Anordnung wird das Rohwasser, das wahrscheinlich auf dem
Filtermedium bleibt durch den Fluss des Wassers, das durch die Überlauföffnungen 19 in
Richtung des Auslassbereiches 6 abgelassen werden soll,
aufgewühlt
oder aufgerührt.
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Referenzzeichen 20, 20 bezeichnen
die Gucklöcher,
die im Filtertank 1 ausgebildet sind, so dass der innere
Zustand von außen überprüft werden kann.
Referenzzeichen L1 bezeichnet einen Wasserstanderfasser zum Erfassen
eines Mindestwasserstands im Filtertank 12 und das Referenzzeichen
H1 bezeichnet einen Wasserstanderfasser zum Erfassen eines maximalem
Wasserstands im Wassertank 12. Referenzzeichen L2 bezeichnet
einen Wasserstanderfasser zum Erfassen eines Mindestwasserstands
im Filterwasser-Reservoir 1.
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Die
Auslassöffnung
des Druckluftgebläses 9c ist
auch mit dem Auslass der Hohlrohre 10b des Wassersammelmittels 10 verbunden.
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Die
Filtervorrichtung wird betrieben, indem die oben beschriebenen Magnetventile
SV1 bis SV8 in ausgewählter
Weise geöffnet
und geschlossen werden, wie auch durch den selektiven Betrieb des Druckluftgebläses 9c und
der Wasserpumpe 16 durch ein sequenzielles Steuerungssystem
(nicht dargestellt). Die Arbeitsweise wird ausführlicher mit Bezugnahme auf 2 bis 5 erläutert. Der
Betrieb kann im Großen
und Ganzen wie folgt klassifiziert werden: a) Filterprozess, b)
Reinigen der Oberflächenschicht,
c) Reinigen der Bodenschicht und d) Reinigen des Wassersammelrohrs
(oder Reinigen des Hohlrohrs).
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a) Filterprozess
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Wenn
das von der Rohwasser-Einspeisungsöffnung 3 eingespeiste
Rohwasser den Mindestwasserstand erreicht, wird dieser Zustand durch den
Wasserstanderfasser L1 erfasst. Durch ein Signal vom Wasserstanderfasser
L1 wird das Magnetventil SV3 geöffnet.
Dann wird auf Grund von Druckdifferenzen zwischen der Wasseroberfläche und
dem Wassersammelmittel 10 das Rohwasser durch die Filterschicht 8 geleitet
und das gefilterte Wasser wird von den Hohlrohren 10b des
Wassersammelmittels 10 durch das Wassereinspeisungsrohr 11 an
das Filterwaser-Reservoir 12 geleitet. Während dieses
Prozesses werden die restlichen Magnetventile SV1, SV2, SV4, SV5,
SV6, SV7, SV8 geschlossen und die Wasserpumpe 16 und das
Druckkluftgebläse 9c arbeiten
nicht.
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b) Reinigen der Oberflächenschicht
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Es
wird weiterhin Rohwasser aus der Rohwassser-Einspeisungsöffnung 3 eingespeist.
Im Verlauf des Filterprozesses wird die Filterschicht 8 allmählich gefüllt oder
mit Fremdstoffen verschmutzt, wodurch die Filtergeschwindigkeit
des Rohwassers allmählich
sinkt. In der Folge erhöht
sich der Wasserstand im Filtertank 1, bis er den Höchstwasserstand erreicht.
Der Höchstwasserstand
wird durch den Wasserstanderfasser H1 erfasst und das Magnetventil
SV3 wird auf der Basis des Signals von diesem Erfasser H1 geschlossen.
Stattdessen werden das Magnetventil SV5 und das Magnetventil SV1
geöffnet.
Die Wasserpumpe 16 wird dann betrieben. Gleichzeitig wird
auch das Druckluftgebläse 9c betrieben
und das Magnetventil SV7 geöffnet.
Die Magnetventile SV2, SV4, SV6 und SV8 werden oder bleiben geschlossen.
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Gemäß der obigen
Arbeitsschritte wird die Druckluft vom Druckluftgebläse 9c an
beide Druckluftrohre 9a, 9a zugeführt, die
die Ansaugöffnungen 9a-1, 9a-1 aufweisen,
die dem Bereich der Oberflächenschicht
von Filterschicht 8 gegenüberliegen. Das Filtermedium
auf der Oberflächenseite
der Filterschicht 8 wird so in die Druckluftrohre 9a, 9a zusammen
mit dem Rückspülungswasser
gesogen, das direkt aus den Hohlrohren 10b des Wassersammelmittels 10 eingespeist
werden soll. Das Filtermedium wird rückgespült und von allen enthaltenen
oder angehäuften
Fremdstoffen gereinigt, während
es entlang der Druckluftrohre 9a, 9a hochgesogen
und in Richtung der Abschlussplatte 14 abgelassen wird. Das
Filtermedium, das in Masse schwerer ist, kehrt auf Grund seines
Eigengewichts in die Filterschicht 8 zurück, und
das Rückspülungswasser
mit den Fremdstoffen oder Ähnlichem
wird durch die Auslassöffnung 5 aus
dem Filtertank 1 abgelassen. Dieser Rückspülungsprozess wird z. B. für etwa 10
Minuten fortgesetzt. Die Dauer hängt
natürlich
von der Größe der Filtervorrichtung
und dem Zustand des zu filternden Rohwassers ab. Das Filtermedium
auf der Seite der Oberflächenschicht
der Filterschicht wird so gereinigt.
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c) Reinigen der Bodenschicht
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Es
wird weiterhin Rohwasser aus der Rohwassser-Einspeisungsöffnung 3 eingespeist.
Durch Anordnung vom sequenziellen Steuerungssystem (nicht dargestellt)
wird das Magnetventil SV1 geschlossen, und die Magnetventile SV5
und SV2 werden stattdessen geöffnet.
Das Magnetventil SV7 wird geschlossen und das Magnetventil SV8 wird
stattdessen geöffnet.
Die Wasserpumpe 16 wird betrieben und ebenso wird das Druckluftgebläse 9c betrieben.
Die Magnetventile SV3, SV4 und SV6 werden oder bleiben geschlossen.
Wie im oben beschriebenen Prozess des Reinigens der Oberflächenschicht, wird
das gefilterte Wasser direkt aus den Hohlrohren 10b des
Wassersammelmittels 10 zur Rückspülung verwendet.
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Gemäß der obigen
Arbeitsweise wird die Druckluft vom Druckluftgebläse 9c an
beide Druckluftrohre 9a zugeführt, die die Ansaugöffnung 9a-1 aufweist,
die dem Bereich der unteren Fläche
von Filterschicht 8 gegenüberliegen. Das Filtermedium
auf der unteren Seite der Filterschicht 8 wird dann in
das Druckluftrohr 9a zusammen mit dem Rückspülungswasser eingesogen, das
direkt aus den Hohlrohren 10b des Wassersammelmittels 10 eingespeist
werden soll. Das Filtermedium in der Bodenschicht wird rückgespült und von
den enthaltenen Fremdstoffen gereinigt, während es entlang der Druckluftrohre 9a, 9a,
hochgehoben und in Richtung der Abschlussplatte 14 abgelassen
wird. Das Filtermedium, das in Masse schwerer ist, kehrt auf Grund
seines Eigengewichts in die Filterschicht 8 zurück, und
das Rückspülungswasser
mit den Fremdstoffen oder Ähnlichem wird
durch die Auslassöffnung 5 aus
dem Filtertank 1 abgelassen. Die Dauer und Häufigkeit
dieses Rückspülvorgangs
kann beliebig in Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen der Filtervorrichtung gewählt werden.
Sie kann beispielsweise für
3 Minuten fortgesetzt werden.
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d) Reinigung des Wassersammelrohrs
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Von
Zeit zu Zeit sollten die Hohlrohre 10b des Wassersammelmittels 10 von
Fremdstoffen oder Ähnlichem
gereinigt werden, die die Öffnungen 10a der
Hohlrohre 10b verstopfen. Diese Reinigung wird durch Rückspülen der
Hohlrohre 10b von innen nach außen mit gefiltertem Wasser
durchgeführt,
das im Filterwasser-Reservoir 12 aufbewahrt wird.
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Die
Magnetventile SV4, SV5 und SV6 werden geöffnet. Die Wasserpumpe 16 wird
betrieben. Die Magnetventile SV1, SV2, SV3, SV7 und SV8 werden oder
bleiben geschlossen. Damit werden die Hohlrohre 10b durch
das Wasser aus dem Filterwasser-Reservoir 12 von innen
nach außen
ausgewaschen. Durch das unter Druck stehende Wasser werden die Hohlrohre 10b so
von den angehäuften
oder verstopften Fremdsubstanzen gereinigt. Auch wird durch das
gewaltsame Ablassen des Wassers aus den Hohlrohren 10b das
Filtermedium in der Nachbarschaft der Hohlrohre 10b aufgelockert
und verstreut. Dies führt
zum Auseinanderbröckeln
des Filtermediums um die Hohlrohre 10b, das in Richtung der
Hohlrohre 10b wahrscheinlich eher stärker verdichtet ist.
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e) Weitere Schritte
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Beim
Durchführen
von Schritt c) der Reinigung der Bodenschicht ist es wünschenswert
und vorteilhaft, auch die folgenden Schritte durchzuführen. Wenn
nämlich
die Reinigung der Bodenschicht durchgeführt wird, werden die in der
Oberflächenschicht
angesammelte Fremdstoffe wahrscheinlich vermischt. Daher werden
auch die Schritte a) des Reinigens der Oberflächenschicht und d) des Reinigens
des Wassersammelrohrs auch in der Reihenfolge durchgeführt, bevor
in Schritt c) mit dem Reinigen der Bodenschicht begonnen wird. Die
Dauer dieser Schritte kann in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen
beliebig gewählt
werden. Zu dieser Zeit, da die obigen Schritte a) und d) wiederholt
werden, um zusätzliche
Vorteile zu erzielen, kann die Dauer dieser Schritte kürzer sein
als in einem Routinebetrieb. Auf diese Weise werden Fremdstoffe,
die in der Oberflächenschicht
des Filtermediums und in den Hohlrohren 10b enthalten sind,
gleichzeitig auch behandelt. Nach Reinigen der Bodenschicht wird
vorzugsweise der Schritt b) Reinigen der Oberflächenschicht durchgeführt. Mit
Durchführen
der Reinigung der Oberflächenschicht
am Ende der oben beschriebene Folge von Arbeitsschritten wird die
Wirkung erzielt, dass die Oberflächenschicht,
die als Folge des Waschens des Filtermediums auf der Bodenschicht aufgerauht
wird, geglättet
wird.
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Alternativ
kann nach einer Unterbrechung von jeweils 5 bis 8 Stunden das Magnetventil
SV3 mit einem Timer geschlossen werden, um dadurch den Wasserstand
im Filtertank 1 ansteigen zu lassen. Daher wird ein Zustand
herbeigeführt,
in der die Filterschicht 8 die Verstopfung durch Fremdstoffe
erhöht hat.
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Auf
diese Weise kann die oben beschriebene Reihe von Vorgängen in
periodischen Abständen durchgeführt werden.
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Im
oben beschriebenen Beispiel wurde das Waschen der Hohlrohre 10b nur
mit gefilterten Wasser durchgeführt,
das aus dem Filterwasser-Reservoir 12 stammt. Zusätzlich zum
Wasser kann die Druckluft aus dem Druckluftgebläse 9c zusätzlich durch
das Rohr zugeführt
werden, das das Druckluftgebläse 9c mit
dem Auslass der Hohlrohre 10b (5) verbindet.
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Weiterhin
wird Druckluft von dem Druckluftgebläse 9c in einer bevorzugten
Ausführungsform stoßweise zugeführt, um
einen besseren Rückspülungseffekt
zu erzielen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Rohwasser nicht mit dem
gefilterten Wasser gemischt. Darüber
hinaus, da die stabile Filterschicht auf einer geneigten unteren
Fläche
des Filtertanks entlang des Schüttwinkels
des Filtermediums gebildet werden kann, kann eine Filterschicht mit
einer großen
Kontaktfläche
zum Rohwasser gebildet werden. Eine Filtervorrichtung mit hoher
Filterkapazität
kann in einem relativ kleinen Raum oder Volumen erhalten werden,
den die Filtervorrichtung belegt. Weiterhin kann das Filtermedium
so in guter Zirkulationsfolge in die Druckluftrohre des Rückspülungsmittels
eingeführt
oder eingesogen werden, während
es sich entlang der Neigung der unteren Fläche bewegt. Daher kann das
Filtermedium einheitlich und wirksam gewaschen werden. Wird gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung die Trennwand in Richtung
des Auslassbereichs zumindest in deren unteren Bereich geneigt, und
werden auch eine Vielzahl von Öffnungen
ausgebildet, die durch die Trennwand durchgehen, kann das Oberflächenniveau
des Filtermediums auf einem Niveau festgelegt werden, das höher ist
als das untere Ende der Trennwand. Beim Rückspülen des Filtermediums kann
der Fluss des Filtermediums aus dem Auslassbereich in Richtung des
Einspeisungsbereich einheitlicher durchgeführt werden. Weiterhin, indem das
gefilterte Wasser verwendet wird, das direkt aus den Wassersammelrohren
(Hohlrohren) stammt, muss das gefilterte Wasser für Rückspülungsprozesse
nicht separat vorbereitet werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
Filtervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann zum Filtern von
unreinen Wasser wie Flusswasser, Abwasser von Fabriken oder Ähnlichem
zur Verwendung als Frischwasser in verschiedenen Aspekten des industriellen
Einsatzes, im privaten Bereich oder Ähnlichem verwendet werden.