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Dokumentenidentifikation EP1702661 02.11.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001702661
Titel Verfahren zur Wasserreinigung mit einem gestrickten Filter
Anmelder Saupe, Sabine, 06231 Tollwitz, DE
Erfinder Saupe, Sabine, 06231 Tollwitz, DE
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 21.02.2006
EP-Aktenzeichen 060035086
EP-Offenlegungsdatum 20.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.11.2006
IPC-Hauptklasse B01D 29/15(2006.01)A, F, I, 20060822, B, H, EP
IPC-Nebenklasse A01G 25/06(2006.01)A, L, I, 20060822, B, H, EP   E02B 11/00(2006.01)A, L, I, 20060822, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserreinigung mit einem Filter und einen Filterstrumpf zur Filterung von Schmutzpartikeln aus einem Fluid, umfassend eine erste schlauchförmige Filterlage aus einem gestrickten Gewebe.

Filterstrümpfe dieser Art sind bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 38 02 037 A1 ein solches Filtergestrick, welches insbesondere für den Bereich der Lebensmitteltechnik, beispielsweise für Fruchtsaftgewinnungsanlagen einzusetzen ist.

Ein wesentlicher Vorteil der bekannten Filterstrümpfe liegt darin, dass durch die Stricktechnik und die verwendbaren Fasermaterialien eine hohe Elastizität des Gewebes erzielt wird, wodurch im Einsatz als Filter eine Selbstreinigungswirkung erreicht wird. Filterstrümpfe der vorgenannten Art können daher in vielen Anwendungen mit geringem Wartungsaufwand eingesetzt werden.

Ein Nachteil der hohen Flexibilität ist, dass der Filterstrumpf dazu neigt, zu kollabieren und folglich der Volumendurchsatz durch den Filter nachteilhaft beeinflusst wird oder gänzlich verhindert wird. Als Maßnahme gegen diesen Nachteil ist es bekannt, Filterstrümpfe mit Stützgerüsten zu verbinden. Dies hat jedoch regelmäßig den Nachteil, dass im Bereich der Kontaktstellen zwischen Stützgerüst und Filterstrumpf ein Verschleiß aufgrund der Bewegung des Filterstrumpfs relativ zum Gerüst auftritt und zudem ein erheblicher konstruktiver Mehraufwand erforderlich ist. Dies ist in einer Reihe von Anwendungen, insbesondere im Bereich der Trinkwasserreinigung in Drittweltändern oder im Bereich der landschaftlichen Entwässerung, landwirtschaftlichen Bewässerung oder ähnlichem erheblich nachteilhaft.

Aus der vorgenannten DE 38 02 037 ist es bekannt, ein Filtergestrick aus einem mono- und multifilen Strang zu stricken, bei dem das Filtergestrick aus einer Mischung aus mono- und multifilen Strängen hergestellt wird. Diese Anordnung kann zwar das Problem des Kollabierens des Filters im gewissen Ausmaß begrenzen, jedoch tritt der Nachteil auf, dass die vorteilhafte Elastizität gestrickter Filter durch die flächig eingebrachten monofilen Stränge weitestgehend reduziert wird und somit die vorteilhafte Selbstreinigungswirkung nicht mehr auftritt.

Es ist weiterhin bekannt, Wasser bei seiner Aufarbeitung, bei der Drainage oder Entsalzung zu filtern, um Grob- oder Feinpartikel aus dem Wasser zu entfernen. Diese Filterung wird üblicherweise mittels weitgehend steifer Filterpatronen durchgeführt, die ein Filtermaterial aus Edelstahl aufweisen. Mit dieser bekannten Filtertechnologie werden zwar Partikel bis zu einer bestimmten unteren Partikelgröße aus dem Wasser gefiltert, jedoch liegt ein grundlegendes Problem dieser Filtertechnik darin, dass bei dem Wunsch, auch sehr kleine Partikel aus dem Wasser zu filtern, stets eine sehr schnelle Erhöhung des Filterströmungswiderstands zu beobachten ist, da sich die für solche Feinfilteraufgaben erforderlichen Kleinstporen sehr schnell mit gefiltertem Material zusetzen. Bei bekannten Filtern kann dieses Material durch Rückspülung nur noch bedingt entfernt werden, so dass bekannte Filter regelmäßig ausgetauscht werden müssen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wasserreinigung bereitzustellen, bei dem einerseits eine bessere Filterwirkung erzielt wird und andererseits eine wirksame und ökonomische Filterreinigung durchgeführt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Filterstrumpf bereitzustellen, der eine gute Selbstreinigungswirkung aufweist und zudem einen erhöhten Widerstand gegen Kollabieren aufweist.

Diese Aufgabe wird einerseits erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens zur Bewässerung von Pflanzen in einer Freibodenfläche, mit den Schritten: Zuführen von Wasser über eine Bewässerungsleitung aus mehreren Bewässerungsöffnungen in einem oberflächennahen Bodenbereich oder oberhalb eines Bodenbereichs,gelöst, bei dem von den Pflanzen nicht aufgenommenes Wasser durch eine im tieferen Bodenbereich unterhalb der Bewässerungsöffnungen und der Pflanzen angeordnete Wasserleitvorrichtung zu zumindest einer Drainageleitung geführt wird, das Wasser über die Drainageleitung aus dem tieferen Bodenbereich zu einer Wassersammelvorrichtung geleitet wird, aus der die Bewässerungsleitung gespeist wird, und innerhalb und/oder außerhalb der Drainageleitung eine vorzugsweise schlauchförmige Filterlage aus einem gestrickten Gewebe angeordnet ist, und das Wasser mittels dieser Filterlage von Partikeln gereinigt wird.

Auf diese Weise wird eine besonders günstige Verwertung der insbesondere in wasserarmen Regionen sehr wertvollen Ressource Trinkwasser erzielt. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet das Versickern von nicht zur Pflanzenaufzucht verwendeten Wassers aus dem Bereich der Pflanzenkultur, sondern führt dieses Wasser stattdessen dem Bewässerungskreislauf über eine Drainageleitung wieder zu. Des weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren Regenwasser, welches in den Bereich der Pflanzenkultur fällt, über die Wasserleitvorrichtung und die Drainageleitung gesammelt werden und in den Bewässerungskreislauf eingefügt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einer schlauchförmigen Filterlage aus einem gestrickten Gewebe durchgeführt, wodurch eine besonders wirksame Reinigung des durch den Sickervorgang im Bodenbereich stark mit Partikeln belasteten Wassers erreicht wird. Die Filterlage kann als Plattenfilter oder als schlauchförmiger Filter oder in anderer geometrischer Form ausgebildet sein und erzielt den für die Anwendung erforderlichen Idealzustand, einerseits eine Feinstfilterung zu erreichen und andererseits eine einfache Reinigung zu ermöglichen. Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass es durch Verwendung eines gestrickten Gewebefilters möglich ist, eine wesentlich feinere Filterung zu erreichen als durch die bekannten Filter aus Edelstahlmaterial und dass diese gestrickten Gewebefilter es gleichzeitig erlauben, eine besonders wirksame Reinigung durchzuführen und hierbei den Strömungswiderstand des Filters nahezu in einen Zustand zu versetzen, der dem Neuzustand des Filters entspricht. Dieser Effekt wird bedingt durch die besonders günstigen elastischen Eigenschaften des gestrickten Filtergewebes, welches - im Gegensatz zum Stand der Technik - nicht auf eine makroskopisch mechanische Reinigungswirkung durch Abstreifen des Filterkuchens oder eine fluiddynamische Reinigung durch Rückspülen oder dergleichen allein vertraut, sondern stattdessen eine mechanische Reinigungswirkung im mikroskopischen Bereich erzielt, die durch mikroskopische Verformungen im Bereich der Filterporen und Fitterfilamentstränge erzielt wird, wodurch auch feinste Partikel aus den Poren des Filtergewebes wieder entfernt werden können. Diese Wirkung wird allein durch das Stricken des Filtergewebes erreicht und ermöglicht hierdurch eine Feinstfilterung des Wassers, ohne dass ein Austausch des Filters in regelmäßigen Zeitabständen erforderlich wäre.

Besonders bevorzugt kann die der Erfindung zugrundeliegende Idee in einem Verfahren zur Meerwasserentsalzung eingesetzt werden, bei dem das Meerwasser mittels Siedetechnik oder Umkehrosmose entsalzt wird, indem das Meerwasser vor der Entsalzung mittels einer vorzugsweise schlauchförmigen Filterlage aus einem gestrickten Gewebe von Partikeln gereinigt wird. Auch hier stellt sich nämlich, in gleicher Weise wie beim Verfahren zur Bewässerung von Pflanzen mit Drainage, die Aufgabe, das Meerwasser vor der Entsalzung besonders fein zu filtern, um Beschädigungen der empfindlichen Entsalzungsvorrichtung zu vermeiden. Wiederum stellt die Filterung mittels einer Filterlage aus einem gestrickten Gewebe eine einerseits sehr feine Filterung und andererseits sehr vorteilhafte Filterreinigung bereit, die bekannten Filterverfahren überlegen ist.

Bei den beiden vorgenannten Verfahren ist es besonders vorteilhaft, wenn die Filterlage in regelmäßigen Zeitabständen oder in Abhängigkeit des Flusswiderstands des Filters oder in Abhängigkeit der Dicke des Filterkuchens umgestülpt wird, und der auf der Schmutzfilterseite aufgebaute Filterkuchen entfernt wird. Zur Ausführung dieser vorteilhaften Verfahrensform kann eine zeitabhängige Steuerung vorgesehen sein, oder eine mittels Sensoren erfolgende Überprüfung des Flusswiderstands oder der Dicke des Filterkuchens vorgesehen sein, um auf diese Weise die Entfernung des Filterkuchens zu steuern bzw. regeln. Dabei wird durch die Möglichkeit, die Filterlage umzustülpen, d.h. die sich bei einem Plattenfilter ergebende Wölbung entgegengesetzt auszugestalten oder die bei einem schlauchförmigen Filter bestehende Geometrie derart umzugestalten, dass die Schlauchinnenseite nach außen gelangt und die Schlauchaußenseite nach innen, so dass durch diesen Umstülpvorgang die mikroskopische mechanische Reinigungswirkung erzielt und verstärkt wird. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der auf der Schmutzfilterseite aufgebaute Filterkuchen in regelmäßigen Zeitabständen oder in Abhängigkeit des Flusswiderstands des Filters durch eine Rückspülung gereinigt wird. Die Rückspülung erzielt in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Einsatz eines gestrickten Filters den vorteilhaften Effekt, dass durch die dabei auftretenden umgekehrten Druckverhältnisse über die Filterlage eine Verformung des gestrickten Filtergewebes erfolgt, die wiederum die mikroskopischen Reinigungseffekte erzielt und verstärkt.

Schließlich ist es noch vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäßen Verfahren fortgebildet werden, indem während der Rückspülung eine Verschaltung der Wasserleitungsanordnung in einer solchen Weise erfolgt, dass der bei Rückspülung abgelöste Filterkuchen in eine separate Partikel-Sammelkammer geleitet wird. Auf diese Weise wird vermieden, dass das während der Rückspülung entfernte Filterkuchenmaterial sich binnen kurzer Frist wieder am Filter anlegen kann, sondern dieses Filterkuchenmaterial wird stattdessen gesammelt und kann entsorgt werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten Filterstrumpf gelöst, der eine mit der ersten Filterlage verbundene Drahtverstärkung aufweist.

Der erfindungsgemäße Filterstrumpf hat gegenüber bekannten Filterstrümpfen den Vorteil, dass die Verstärkung nicht durch Einstricken von steifen Fasern erzielt wird, sondern eine zusätzlich Drahtverstärkungslage bereitgestellt ist, deren Geometrie und Steifigkeit unabhängig vom Strickgewebe der ersten Filterlage gestaltet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Drahtverstärkung so auszubilden, dass zwischen der Drahtverstärkung Abschnitte der ersten Filterlage angeordnet sind, die zwar durch die erzielte Spannwirkung der Drahtverstärkung am Kollabieren gehindert werden, jedoch ihre Eigenelastizität in vollem Umfang behalten und folglich die vorteilhafte Selbstreinigungswirkung weiterhin aufweisen.

Dabei soll unter einer Drahtverstärkung eine Verstärkung aus einem Draht verstanden werden, der einen kreisförmigen, eckigen oder in anderer Weise profilierten Querschnitt aufweisen kann. Der Draht ist vorzugsweise im Querschnitt größer als die Fasern, aus denen die erste Filterlage gestrickt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Draht der Drahtverstärkung Querschnittsabmessungen abweist, die um den Faktor 5-10 größer sind als die Querschnittsabmessungen der Fasern der ersten Filterlage.

Die Verbindung zwischen der Drahtverstärkung und der ersten Filterlage kann vorzugsweise durch mehrere lokale Verschlaufungen des Drahtes mit der ersten Filterlage erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann der Draht der Drahtverstärkung so angeordnet sein, dass er teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der ersten Filterlage angeordnet ist und mittels Durchdringungsstellen mit der ersten Filterlage verbunden ist. Schließlich kann der Draht auch auf andere Weisen, beispielsweise durch Verklebung oder Verklammerung mit der ersten Filterlage verbunden sein.

Es ist besonders bevorzugt, dass die erste Filterlage aus einer Kunststofffaser besteht, insbesondere einer Polymerfaser, vorzugsweise Polypropylenfaser oder Aramidfaser. Diese Materialien weisen einerseits eine hohe Beständigkeit gegen eine Reihe von Chemikalien auf und zeichnen sich weiterhin dadurch aus, dass sie gängige Normen im Bereich der Lebensmitteltechnologie erfüllen und folglich im Trinkwasserbereich und im Bereich der Nahrungsmittelindustrie eingesetzt werden können.

Alternativ hierzu ist es bevorzugt, dass die erste Filterlage aus einer anorganischen Faser besteht, insbesondere einer Glasfaser oder einer Metallfaser, vorzugsweise einer rostfreien Metallfaser. Anorganische Fasern weisen typischerweise sehr hochwertige mechanische Eigenschaften auf und eignen sich daher zur Herstellung von Filterstrümpfen, die für robuste Einsatzzwecke geeignet sind.

Die beiden vorgenannten Fortbildungsformen sind insbesondere in der Hinsicht auch auszuwählen, als dass eine Verbindung zwischen der Drahtverstärkung und der ersten Filterlage in einfacher Weise ausgebildet werden kann. In vielen Anwendungsfällen ist daher bevorzugt, wenn die erste Filterlage und die Drahtverstärkung aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material bestehen, um so eine stabile und fertigungstechnisch einfache Verbindung mittels Verschweißung oder Verklebung erzielen zu können.

Es ist weiterhin insbesondere bevorzugt, wenn die Drahtverstärkung spiralförmig ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine sichere Verstärkung gegen Kollabieren des Filterstrumpfes und ermöglicht dabei eine an verschiedene Einsatzzwecke angepasste Steifigkeit des gesamten Filterstrumpfes, indem die Steigung der spiralförmigen Drahtverstärkung für besonders kollabiersichere Filterstrümpfe sehr gering gewählt wird und für Filterstrümpfe mit größeren elastischen Bereichen zwischen den einzelnen Drahtverstärkungen steiler gewählt wird.

Die Drahtverstärkung kann wahlweise auf der Innenseite oder auf der Außenseite der ersten Filterlage angeordnet sein. Zudem ist es in einigen Anwendungsfällen auch vorteilhaft, die Drahtverstärkung beidseits anzuordnen, um auf diese Weise einen besonders stabilen Filterstrumpf zu erzielen.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Drahtverstärkung aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem rostfreien Edelstahl besteht. Durch diese Materialwahl wird einerseits eine ausreichende Festigkeit der Drahtverstärkung bereitgestellt und andererseits eine insgesamte Elastizität des Filterstrumpfes erhalten. Die Drahtverstärkung aus metallischem Werkstoff eignet sich sowohl in der Verwendung mit einer ersten Filterlage aus Kunststofffaser oder einer anderen nicht metallischen Faser als auch in der bevorzugten Kombination mit einer Metallfaser, die besonders vorteilhafte Möglichkeiten der Befestigung der Drahtverstärkung an der ersten Filterlage bereitstellt.

Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Drahtverstärkung an mehreren Stellen an der ersten Filterlage befestigt ist, insbesondere mittels Gewebeschlaufen der ersten Filterlage, welche den Draht der Drahtverstärkung umschließen.

So kann der Draht an der Filterlage befestigt werden, indem die Filterlage umgebördelt wird und den Draht dann von innen und außen überdeckt und nachfolgend an mehreren, vorzugsweise vier Punkten der Draht mittels durch die beiden Filterlagen gestochenen und um den Draht geführten Garnschlaufen befestigt wird. Dieses Befestigungsverfahren eignet sich insbesondere für die beiden Enden eines Filterschlauchs, kann aber auch in den übrigen Bereichen angewendet werden. Bei dieser Ausgestaltung kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Drahtverstärkung und erster Filterlage vermieden werden und auf diese Weise eine geringfügige relative Beweglichkeit zwischen Drahtverstärkung und erster Filterlage ermöglicht werden. Dies hat in vielen Anwendungsfällen den Vorteil, dass lokale Spannungsspitzen in der ersten Filterlage verhindert werden können und eine vorteilhafte Beweglichkeit der ersten Filterlage erhalten bleibt, die den Selbstreinigungseffekt verstärkt.

Die Erfindung kann weiterhin gemäß eines Filterstrumpfes der eingangs genannten Art oder einem Filterstrumpf der vorbeschriebenen Art und Weise dadurch fortgebildet werden, dass das Gewebe der ersten Filterlage mindestens eine, vorzugsweise mehrere oder ausschließlich Fasern umfasst, die um ihre Faserlängsachse verdrillt sind. Durch diese Verdrillung der Fasern kann eine vorteilhafte Eigenspannung in dem Filterstrumpf erzielt werden, die zu einer Geometriestabilisierung des Filterstrumpfes als Röhre führt. Der Filterstrumpf hat daher bereits ohne die Drahtverstärkung eine gewisse Eigenstabilität, die für viele Anwendungsfälle ausreichend ist. Diese Eigenstabilität kann durch eine Drahtverstärkung weiter erhöht werden. Es ist insbesondere vorteilhaft, dass die Faserverdrillung zu einer Formstabilität des Filterstrumpfes in allen Bereichen führt, d.h. nicht nur ausgehend von den Bereichen benachbart zur Drahtverstärkung. Unter Verdrillung ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass entweder ein einzelner Strang einer Faser (bestehend aus einem monofilen oder multifilen Faserstrang) um seine Längsachse mehrfach verdreht ist oder dass mehrer Faserstränge miteinander um ihre gemeinsame Längsachse verdreht sind.

Dabei kann dieser Drall insbesondere durch eine bei der Herstellung eines multifilen Filamentgarnes erzeugte Drehung erzeugt werden. Hierbei werden die aus Spinndüsen austretenden Filamente oder die abgewickelten Garnfilamente einer nachfolgenden Verdrillung gegeneinander, beispielsweise auf einer Zwirnmaschine, zugeführt. Dabei kann ein Rechts- oder Linksdrall erzeugt werden. Vorzugsweise wird ein Garn mit einem Drall von etwa 60, d.h. 60 Drehungen pro m, verwendet. Dies stellt eine leichte Schutzdrehung dar, die zugleich leicht und gut füllend ist.

Weiterhin ist es insbesondere bevorzugt, einen Filterstrumpf der eingangs genannten Art oder zuvor beschriebenen fortgebildeten Art dadurch zu verbessern, dass das Gewebe der ersten Filterlage mindestens eine Maschendichte von 12 Maschen pro Quadratzentimeter und/oder eine Maschendichte von 0,01mm bis 2mm aufweist. Es hat sich überraschend ergeben, dass selbst bei solch hohen Maschendichten eine lange Wirksamkeit des Filterstrumpfes gewährleistet werden kann, da die vorteilhafte Selbstreinigungswirkung eine frühzeitige Verstopfung des Filters wirkungsvoll verhindert. Insbesondere bei einem Betrieb in bewegten Fluiden, wie beispielsweise fließenden Gewässern oder fließenden Gasströmungen, kann mit einem solcherart fortgebildeten Filterstrumpf eine äußerst effizient Filterwirkung auch im Hinblick auf kleinste Schmutzpartikel, beispielsweise sogenannte Schluffsande, erzielt werden, ohne dass der Filterstrumpf in kurzen Zeitintervallen ausgewechselt werden müsste, wie es bei ähnlichen Filterelementen konventioneller Bauart der Fall wäre, wenn eine solch geringe Porengröße gewählt würde.

Weiterhin ist es bei einem eingangs genannten Filterstrumpf oder einem wie zuvor beschriebenen, fortgebildeten Filterstrumpf vorteilhaft, wenn das Gewebe der ersten Filterlage aus einer Faser mit einer Garnstärke von etwa 660 Detex besteht.

Dabei steht die Angabe 660 Detex (= 66tex = 600 denier = Nm 15) für eine Garnfeinheit, bei der 15000Meter des Garns etwa ein Kilogramm wiegen (1000m wiegen also 66g, was 66tex entspricht). Dabei ist zu berücksichtigen, dass aufgrund fertigungstechnischer Toleranzen bei der Garnherstellung und - weiterverabeitung ein Toleranzbereich der Garnstärke von +/- 10% besteht.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Filtervorrichtung mit einem Filterstrumpf, wie zuvor beschrieben, bei der in dem Filterstrumpf ein Hohlprofil, insbesondere ein Rohr angeordnet ist, welches mehrere radiale Öffnungen aufweist. Die so ausgebildete Filtervorrichtung ist einerseits technologisch besonders einfach und robust aufgebaut, sodass sie sich für den Einsatz in Drittweltländern und in mechanisch hochbeanspruchten Einsatzgebieten besonders gut eignet. Das Hohlprofil dient dabei der zusätzlichen Versteifung des Filterstrumpfes einerseits und andererseits dazu, den Filterstrumpf in einer geometrischen Art und Weise auszurichten, beispielsweise als längliches Filterkerzenelement oder als spiralförmig oder kreisförmig gebogenes Filterelement. Durch die radialen Öffnungen, die beispielsweise als zylindrische Bohrungen oder als Schlitze ausgebildet sein können, kann das zu filternde Medium nach Durchlauf durch den Filterstrumpf in das Hohlprofil eintreten und folglich aus diesem inneren Hohlraum abgesaugt werden. Im umgekehrten Anwendungsfall ist es möglich, das Fluid in das Rohr unter Druck einzuspeisen und durch die Öffnungen in Richtung des Filterstrumpfes aus dem Hohlprofil herauszudrücken, wodurch eine Filterung des solcherart geförderten Fluids bei Austritt aus dem Filterstrumpf nach außen stattfindet.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Filterstrumpf sich an zumindest einem Ende in axialer Richtung über das Hohlprofil erstreckt und dort zusammengeschnürt ist zur Vermeidung von ungefiltertem axialen Eintritt von Fluid in das Hohlprofil. Eine solche Verschlussmöglichkeit wird durch die hohe Elastizität des Filterstrumpfes ermöglicht und stellt eine einfache und zuverlässige Technologie bereit, um den erfindungsgemäßen Filterstrumpf an einem oder beiden axialen Enden zu verschließen.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Filterstrumpf an zumindest einem Ende reib- und/oder formschlüssig auf der Umfangsfläche des Hohlprofils befestigt ist, vorzugsweise mittels einer Rohrschelle. Auch diese Ausführungsform stellt eine einfache Möglichkeit der Abdichtung an einem Ende des Hohlprofils bereit. Die so vorgeschlagene Befestigungs- und Abdichtungsmöglichkeit weist gegenüber der zuvor Beschriebenen den Vorteil auf, dass sie sich in axialer Richtung nicht über das Hohlprofil hinaus erstreckt. In vielen Anwendungsfällen reicht eine lediglich reibschlüssige Befestigung aus, bei der beispielsweise der Filterstrumpf auf einem Rohrabschnitt mittels einer mechanischen Spannvorrichtung in radialer Richtung eingespannt wird. In einigen Anwendungsfällen, insbesondere bei erhöhter mechanischer Belastung, ist es alternativ oder zusätzlich vorteilhaft, eine formschlüssige Verbindung bereitzustellen, beispielsweise indem eine Ringnut in der Umfangsfläche des Hohlprofils vorgesehen wird, in welcher der Filterstrumpf mittels eines in die Ringnut eingesetzten Spannelementes eingespannt wird.

Es ist weiterhin in einigen Anwendungsfällen vorteilhaft, wenn das Hohlprofil an zumindest einem Ende einen axialen Schraubverschluss aufweist zur Entleerung der Filtervorrichtung. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, dass eine Manipulation am Filterstrumpf vorgenommen wird, um eine Entleerung des Hohlprofils, beispielsweise zu Wartungszwecken, vorzunehmen, sondern es kann durch einfache Öffnung des Schraubverschlusses ein Zugang zum Inneren des Hohlprofils bereitgestellt werden.

Der zuvor beschriebene Filterstrumpf und die zuvor beschriebene Filtervorrichtung eignet sich besonders gut zur Verwendung zur Filterung von Kühlflüssigkeiten, insbesondere zur Filterung von Kühlschmieremulsionen und/oder Schmieröl in Werkzeugmaschinen zur spanenden oder spanlosen Bearbeitung oder zur Filterung von Kühlflüssigkeit im Bereich von Wärmetauschern, insbesondere im Schiffbau. Bei dieser Verwendung können die vorteilhaften Eigenschaften, also die hohe chemische Beständigkeit gegenüber einer Reihe von aggressiven Medien und die vorteilhafte Selbstreinigungswirkung für eine wartungsarme und in vielen Anwendungsfällen sogar wartungsfreie Verwendung der Filtervorrichtung bzw. des Filterstrumpfes genutzt werden.

Eine vorteilhafte Verwendung ist die Filterung von Trinkwasser. Dies umschließt insbesondere die Filterung von Schluffsanden, Manganflocken oder ähnlichem aus Trinkwasser ein, welches als Grundwasser gefördert wird. Bei dieser Anwendung ist ebenfalls die vorteilhafte Selbstreinigungswirkung und darüber hinaus die Zulassung im Bereich der Lebensmitteltechnologie für die vorzugsweise verwendeten Materialien eine Eigenschaft, die den zuvor beschriebenen Filterstrumpf besonders qualifiziert.

Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, die zuvor beschriebene Filtervorrichtung/den zuvor beschriebenen Filterstrumpf zur Ent- und/oder Bewässerung im Landwirtschaftsbereich, insbesondere zur Grundwasserabsenkung oder zur Bewässerung von Feldern zu verwenden.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Filtervorrichtung/der erfindungsgemäße Filterstrumpf vorteilhaft zur Filterung chemischer Flüssigkeiten, insbesondere zur Filterung von Lacken, Waschmitteln, Ölen im Bereich der chemischen Industrie oder im Bereich von Offshore-Anlagen verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Filterstrumpf wird vorzugsweise durch ein Verfahren hergestellt, mit den Schritten:

  • Stricken einer ersten Filtergewebelage aus einer Faser im Rundstrickverfahren gekennzeichnet durch den Schritt:
  • Einarbeiten eines Verstärkungsdrahts in die erste Filtergewebelage.

Dabei kann die Einarbeitung des Verstärkungsdrahtes in die erste Filtergewebelage bereits beim Stricken der Filtergewebelage erfolgen oder es kann eine nachträgliche Einarbeitung stattfinden, wie beispielsweise durch Anbringen des Verstärkungsdraht mittel separater Schlaufen, durch Verklebung, Verschweißung oder durch wechselseitiges innenwärtiges und auswärtiges Verlaufen des Verstärkungsdrahtes.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der anhängen Figuren beschrieben. Es zeigen:

Figur 1:
Eine schematische, teilgeschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Filterstrumpfs mit spiralförmiger Drahtverstärkung,
Figur 2:
Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung im Einsatz in einem Brunnenschacht, und
Figur 3:
Den schematischen Ablauf einer Bewässerung einer Pflanzenkultur.

Bezugnehmend auf Figur 1 weist ein erfindungsgemäßer Filterstrumpf eine erste Filterlage 10 auf, die durch eine spiralförmige Drahtverstärkung 20 verstärkt wird. Die spiralförmige Drahtverstärkung 20 erstreckt sich in Form einer Wendel entlang der Längsachse 11 des Filterstrumpfes und verläuft im gezeigten Ausführungsbeispiel auf der Innenseite der ersten Filterlage.

Bezugnehmend auf Figur 2 umfasst eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung, einen Filterstrumpf 110 und ein Hohlprofil in Form eines Rohres 130.

Der Filterstrumpf 110 ist einem Bereich 131 des Rohres 130 auf der Umfangsfläche des Rohres mittels einer Rohrschelle 140 kraftschlüssig befestigt.

In der Wandung des Rohres 130 sind, wie im ausgeschnitten dargestellten Bereich der Figur 1 erkennbar, eine Vielzahl von Radialbohrungen 132 ausgebildet, durch die das gefilterte Fluid in das Innere des Rohres 130 eintreten kann.

Am unteren Ende 133 erstreckt sich der Filterstrumpf über das axiale Ende des Rohres 130 hinaus. Der Filterstrumpf ist in diesem Bereich zusammengeführt und mittels eines Kabelbinders 150 fluiddicht verschnürt, sodass kein Fluid in das Innere des Filterstrumpfes eintreten kann, ohne durch die erste Filterlage hindurchzutreten.

Figur 3 zeigt den Verfahrensablauf der Bewässerung einer Pflanzenkultur in wasserarmen Regionen.

Aus einer Meerwasserentsalzungsanlage 10 wird einer Zisterne 20 zur Pflanzenbewässerung geeignetes Wasser zugeführt. Das Wasser wird mittels einer Saugpumpe 30 durch einen Filter 40 abgezogen und einer Bewässerungsleitungsanordnung 50 zugeführt, aus der es aus mehreren Öffnungen 51 a-c oberhalb der Bodenfläche 60 als Sprühbewässerung abgegeben wird.

Unterhalb der Bodenfläche 60 ist eine Wasserleitungs- und Sammelanordnung in Form einer im Bodenbereich angeordneten, wasserdichten Plane 70 ausgebildet, die so angeordnet ist, dass sie an ihr in Schwerkraftrichtung entlangfließendes Wasser zu einer Drainageleitung 80 leitet.

In der Drainageleitung 80 ist ein schlauchförmiger, gestrickter Filter 81 angeordnet. Die Drainageleitung 80 verfügt über eine Vielzahl großer radialer Öffnungen, durch die das Wasser in die Drainageleitung eindringen kann. Das so eingedrungene Wasser wird durch den Filterstrumpf innerhalb der Drainageleitung gefiltert und über den Innenraum des Filterstrumpfs der Zisterne 20 wieder zugeführt.


Anspruch[de]
Verfahren zur Bewässerung von Pflanzen in einer Freibodenfläche, mit den Schritten: - Zuführen von Wasser über eine Bewässerungsleitung aus mehreren Bewässerungsöffnungen in einem oberflächennahen Bodenbereich oder oberhalb eines Bodenbereichs,

dadurch gekennzeichnet, dass
- von den Pflanzen nicht aufgenommenes Wasser durch eine im tieferen Bodenbereich unterhalb der Bewässerungsöffnungen und der Pflanzen angeordnete Wasserleitvorrichtung zu zumindest einer Drainageleitung geführt wird, - das Wasser über die Drainageleitung aus dem tieferen Bodenbereich zu einer Wassersammelvorrichtung geleitet wird, aus der die Bewässerungsleitung gespeist wird, und - innerhalb und/oder außerhalb der Drainageleitung eine vorzugsweise schlauchförmige Filterlage aus einem gestrickten Gewebe angeordnet ist, und das Wasser mittels dieser Filterlage von Partikeln gereinigt wird.
Verfahren zur Meerwasserentsalzung, bei dem das Meerwasser mittels Siedetechnik oder Umkehrosmose entsalzt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass das Meerwasser vor der Entsalzung mittels einer vorzugsweise schlauchförmigen Filterlage aus einem gestrickten Gewebe von Partikeln gereinigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Filterlage in regelmäßigen Zeitabständen oder in Abhängigkeit des Flusswiderstands des Filters oder in Abhängigkeit der Dicke des Filterkuchens umgestülpt wird, und der auf der Schmutzfilterseite aufgebaute Filterkuchen entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3,

dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Schmutzfilterseite aufgebaute Filterkuchen in regelmäßigen Zeitabständen oder in Abhängigkeit des Flusswiderstands des Filters durch eine Rückspülung gereinigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4,

dadurch gekennzeichnet, dass während der Rückspülung eine Verschaltung der Wasserleitungsanordnung in einer solchen Weise erfolgt, dass der bei Rückspülung abgelöste Filterkuchen in eine separate Partikel-Sammelkammer geleitet wird.
Filterstrumpf zur Filterung von Schmutzpartikeln aus einem Fluid, umfassend eine erste schlauchförmige Filterlage aus einem gestrickten Gewebe,

gekennzeichnet durch eine mit der ersten Filterlage verbundene Drahtverstärkung.
Filterstrumpf nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Filterlage aus einer Kunststofffaser besteht, insbesondere einer Polymerfaser, vorzugsweise Polypropylenfaser oder Aramidfaser.
Filterstrumpf nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Filterlage aus einer anorganischen Faser besteht, insbesondere einer Glasfaser oder einer Metallfaser, vorzugsweise einer rostfreien Metallfaser.
Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-8,

dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtverstärkung spiralförmig ist.
Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-9,

dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtverstärkung auf der Innenseite der ersten Filterlage angeordnet ist.
Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-10,

dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtverstärkung auf der Außenseite der ersten Filterlage angeordnet ist.
Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-11,

dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtverstärkung aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem rostfreien Edelstahl besteht.
Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-12,

dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtverstärkung an mehreren Stellen an der ersten Filterlage befestigt ist, insbesondere mittels Gewebeschlaufen der ersten Filterlage, welche den Draht der Drahtverstärkung umschließen.
Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-13, oder dem Oberbegriff von Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe der ersten Filterlage mindestens eine, vorzugsweise mehrere oder ausschließlich Fasern umfasst, die um ihre Faserlängsachse verdrillt sind.
Filterstrumpf nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass der Drall der Fasern 60 Drehungen pro Meter beträgt.
Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-15, oder dem Oberbegriff von Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe der ersten Filterlage mindestens eine Maschenweite von 12 Maschen pro Quadratzentimeter und/oder eine Maschendichte von 0,01 mm bis 2mm aufweist.
Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-16, oder dem Oberbegriff von Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe der ersten Filterlage aus einer Faser mit einer Garnstärke von etwa 660 Detex besteht.
Filtervorrichtung mit einem Filterstrumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-17,

dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filterstrumpf ein Hohlprofil, insbesondere ein Rohr angeordnet ist, welches mehrere radiale Öffnungen aufweist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, dass der Filterstrumpf sich an zumindest einem Ende in axialer Richtung über das Hohlprofil erstreckt und dort zusammengeschnürt ist zur Vermeidung von ungefiltertem axialen Eintritt von Fluid in das Hohlprofil.
Filtervorrichtung nach Anspruch 18 oder 19,

dadurch gekennzeichnet, dass der Filterstrumpf an zumindest einem Ende reib-und/oder formschlüssig auf der Umfangsfläche des Hohlprofils befestigt ist, vorzugsweise mittels einer Rohrschelle.
Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 20,

dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil an zumindest einem Ende einen axialen Schraubverschluss aufweist zur Entleerung der Filtervorrichtung.
Verwendung einer Filtervorrichtung oder eines Filterstrumpfes nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Filterung von Kühlflüssigkeiten, insbesondere zur Filterung von Kühlschmieremulsionen und/oder Schmieröl in Werkzeugmaschinen zur spanenden oder spanlosen Bearbeitung oder zur Filterung von Kühlflüssigkeit im Bereich von Wärmetauschern, insbesondere im Schiffbau. Verwendung einer Filtervorrichtung oder eines Filterstrumpfes nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Filterung von Trinkwasser. Verwendung einer Filtervorrichtung oder eines Filterstrumpfes nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Ent- und/oder Bewässerung im Landwirtschaftsbereich, insbesondere zur Grundwasserabsenkung oder zur Bewässerung von Feldern. Verwendung einer Filtervorrichtung oder eines Filterstrumpfes nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Filterung chemischer Flüssigkeiten, insbesondere zur Filterung von Lacken, Waschmitteln, Ölen im Bereich der chemischen Industrie oder im Bereich von Offshore-Anlagen. Verwendung einer Filtervorrichtung oder eines Filterstrumpfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Filterung von Meerwasser innerhalb eines stromaufwärts von einer Meerwasserentsalzungsanlage gelegenen Zuführungskanals für Meerwasser. Verwendung einer Filtervorrichtung oder eines Filterstrumpfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Filterung von Wasser im Bereich einer Drainageleitung, die unterhalb der Erdoberfläche verlegt ist, insbesondere dann, wenn der Filterstrumpf sich über einen Bereich der Drainageleitung oder die gesamte Drainageleitung erstreckt und innerhalb der Drainageleitung oder außerhalb der Drainageleitung angeordnet ist. Verfahren zur Herstellung eines Filterstrumpfes mit den Schritten: - Stricken einer ersten Filtergewebelage aus einer Faser im Rundstrickverfahren gekennzeichnet durch den Schritt: - Einarbeiten eines Verstärkungsdrahts in die erste Filtergewebelage.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
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