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WO2009076980A1 - Filter device and method for operating a filter device - Google Patents

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WO2009076980A1
WO2009076980A1 PCT/EP2007/011029 EP2007011029W WO2009076980A1 WO 2009076980 A1 WO2009076980 A1 WO 2009076980A1 EP 2007011029 W EP2007011029 W EP 2007011029W WO 2009076980 A1 WO2009076980 A1 WO 2009076980A1
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filter
filter device
flow
pressure
elements
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PCT/EP2007/011029
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German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Scherer
Johannes Feller
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Kmpt Ag
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Publication date
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Definitions

  • a newer technique for filtering various materials is the so-called dynamic cross-flow filtering.
  • hollow filter elements are used in the form of plates that are movable relative to each other and separated by a gap. The relative movement of the elements causes turbulence in the medium to be filtered, whereby the surface of the filter elements is cleaned.
  • Such a filter device is described, for example, in WO 00/47312.
  • DE-OS 1 536 915 describes a shut-off device for individual filter plates in rotatable disc filters, wherein it is mentioned that contaminated filtrate enters the filtrate at a fraction of the filter fabric, which can be observed through a sight glass in the Filtrat- line, thus a shutdown can be initiated.
  • the filtrate is already contaminated, and this device requires continuous human surveillance.
  • the invention is thus based on the object, in particular in these filter elements, but also in other filtration techniques, to detect a beginning damage to the filter device as quickly as possible.
  • the beginning of breakage of the filter element is manifested, for example, in a rapid drop in pressure in the medium to be filtered in front of the filter element, upstream of the filter element, or in a rapid increase in pressure downstream of the filter element, d. H. downstream of the filter element.
  • the most reliable way to detect the incipient breakage is by monitoring the difference between the pressures before and after the filter element (transmembrane pressure), as this compensates for external influences from feed pumps, etc.
  • the inventor has recognized that it is also possible, the disc break even in the initial phase via a likewise abrupt increase in the outflow from the filter element, i. the flow through the drain, which is likely to be a direct consequence of the pressure changes.
  • Flow monitoring can be used as an alternative to pressure monitoring or in addition to pressure monitoring, which increases the safety of the monitoring system.
  • filter elements If a plurality of filter elements are provided, individual filter elements or groups of filter elements can be monitored, and the outflows from the individual filter elements or groups of filter elements can be interrupted separately.
  • the movement is preferably stopped when the breakage is detected.
  • an endangered area can thus be isolated such that neither on the filtrate side (permeate side) a beginning breakdown of unfiltered medium (suspension) and / or fragments of the filter disk contaminate the already filtered permeate can still contaminate the entire suspension on the suspension side fragments and the filter apparatus to protect the discs is switched off immediately.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a single-stage filter device
  • Fig. 2 is a multi-stage system
  • a filter device comprises a delivery tank 1, to which, as indicated by an arrow 3, a suspension to be filtered is supplied. From the feed tank 1 suspension is conveyed by means of a feed pump 5 in a filter circuit 7.
  • the filter circuit 7 comprises, in addition to pipes, a cooling unit 13 and a circulation pump 11 in order to circulate the suspension in the filter circuit.
  • the core of the filter circuit is a filter device 9 in the design of a dynamic cross-flow filter device.
  • Filter elements 15 in the form of hollow discs are accommodated in a container 19 in the filter device.
  • the filter elements are mounted on hollow shafts 17 which are driven by a motor 21.
  • the filter elements are arranged in a toothed arrangement so that turbulences are created in an overlapping region between the filter elements, which cleanse the filter elements.
  • the suspension in the container 19 is filtered by the filter elements 15, and the filtered permeate enters through the filter elements in the hollow shafts 17 and is supplied via pipes to a permeate 23 and derived for further use, as indicated by an arrow 25. Further, a backwash pump 27 is provided, with the permeate from the container 23, if necessary, the filter device 9 can be returned, with a direct connection between the permeate 13 and the filter device 9 is closed by a valve 29.
  • the suspension which has been enriched by circulating in the cooling circuit 7 in the filter device 9, is discharged from the suspension circuit through pipes, not shown.
  • valves 31 and 33 are also provided for blocking the supply of suspension to the filter device 9 and the removal of suspension.
  • the pressure inside the filter device 9 is detected by a pressure sensor 35, and the pressure in the piping for purging the permeate from the filter device 9 is detected by a pressure sensor 37.
  • the pressures detected by the sensors 35 and 37, respectively are continuously monitored, and if the pressure difference suddenly drops, the valves 33, 31 and 39 are closed because this drop indicates a start of a disk break.
  • the operation of the motor 21 and the feed pumps 5 and 11 are also interrupted.
  • Fig. 1 further shows a flow meter 61 on the piping for discharging the permeate and a flow meter 67 in the piping for supplying the suspension.
  • These flow meters continuously monitor the flow through the corresponding pipeline, in which case the controller monitors the flow meters and, in the event of a sudden increase in flow, closes the valves 31, 33 and 39 as described above.
  • a filling level meter 63 is provided, which detects the fill level in the permeate container 23.
  • a sudden increase in the outflow from the filter element also leads to a sudden increase in the level in the permeate tank 23.
  • a starting disc break can also be detected, in which case the valves in the same way be closed as described above.
  • This measure can also be taken alternatively or, in order to increase the redundancy, in addition to the measures mentioned above.
  • FIG. 2 shows a multi-stage filter system in which a plurality of the filter devices 9 already described are connected in series.
  • suspension is fed to three filter devices 9 of the same structure, as indicated by the arrow 41.
  • Two filter devices 9 are arranged downstream of the three first stage filter devices and receive suspension from one or two of the upstream filter devices.
  • Suspension from the second stage filtering devices is finally fed to a third stage filtering device from which enriched suspension is removed, as indicated by an arrow 43.
  • the permeate is discharged separately from each of the filter devices into a common permeate container (not shown).
  • Each of the filter devices comprises the already mentioned pressure sensors 37 and 35, and each of the filter devices is provided with separate shut-off devices in the form of valves 45, 47. Furthermore, each filter device comprises a feed pump 51.
  • each of the filter device is monitored separately with respect to the pressure curve and can be isolated if necessary by closing the shut-off elements 45, 47 in the multi-stage system.
  • the respective associated feed pump 51 is turned off.

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Abstract

The invention relates to a filter device with filter elements (15), preferably in the form of movable filter plates, in particular a crossflow filter device. Shut-off elements (31, 33) are provided in the feed line to the filter elements (15), and a shut-off element (39) is provided in the line for discharging filtrate from the filter elements. To be able to detect incipient damage to the filter elements (15), pressure sensors (35, 37) are arranged in the region upstream and/or downstream of the filter elements (15) and are continuously monitored by a control device. If there is a sudden change in the pressure or the pressure difference that is respectively detected, the shut-off elements (31, 33, 39) are triggered to shut off the flow through the filter device. In addition or as an alternative, flow meters (61, 67) may be provided in the feed line to the filter elements (15) or the outflow line from the filter elements (15), wherein the shut-off elements (31, 33, 39) are triggered if there is a sudden increase in the throughflow. Likewise in addition or as an alternative, the filling level of a collecting tank (23) may be monitored by means of a filling level gauge (63) or the filling level in a storage tank (1) may be monitored by a further filling level gauge, so that, if there is a sudden change in the respective filling level, the shut-off elements can be triggered. The measures according to the invention make it possible in the event of breakage of a filter element (15) to prevent fragments from getting into the suspension cycle and the filtrate outlet, or uncleaned filtrate from getting into the filtrate outlet.

Description

Filtervorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Filtervorrichtung Filter device and method for operating a filter device
Eine neuere Technik zum Filtern diverser Materialien ist die so genannte dynamische Querstromfilterung (Dynamic Crossflow-Filtering). Bei dieser Technik werden hohle Filterelemente in Form von Platten verwendet, die relativ zueinander bewegbar und durch einen Spalt getrennt voneinander angeordnet sind. Durch die Relativbewegung der Elemente entstehen Turbulenzen in dem zu filternden Medium, wodurch die Oberfläche der Filterelemente abgereinigt wird. Eine derartige Filtervorrichtung ist beispielsweise in der WO 00/47312 beschrieben.A newer technique for filtering various materials is the so-called dynamic cross-flow filtering. In this technique, hollow filter elements are used in the form of plates that are movable relative to each other and separated by a gap. The relative movement of the elements causes turbulence in the medium to be filtered, whereby the surface of the filter elements is cleaned. Such a filter device is described, for example, in WO 00/47312.
Als Filterelemente werden dabei häufig Keramikplatten eingesetzt, die hervorragende Filtereigenschaften haben, allerdings spröde sind und während des Betriebs brechen können.As filter elements often ceramic plates are used, which have excellent filter properties, however, are brittle and can break during operation.
Die DE-OS 1 536 915 beschreibt eine Abschaltvorrichtung für einzelne Filterplatten bei drehbaren Scheibenfiltern, wobei erwähnt ist, dass bei einem Bruch des Filtergewebes verunreinigtes Filtrat in die Filtratleitung eintritt, was durch ein Schauglas in der Filtrat- leitung beobachtet werden kann, damit eine Abschaltung veranlasst werden kann. Damit ist das Filtrat aber bereits verunreinigt, und diese Vorrichtung erfordert eine dauernde Überwachung durch den Menschen.DE-OS 1 536 915 describes a shut-off device for individual filter plates in rotatable disc filters, wherein it is mentioned that contaminated filtrate enters the filtrate at a fraction of the filter fabric, which can be observed through a sight glass in the Filtrat- line, thus a shutdown can be initiated. However, the filtrate is already contaminated, and this device requires continuous human surveillance.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei diesen Filterelementen, aber auch bei anderen Filtrationstechniken, eine beginnende Beschädigung der Filtereinrichtung möglichst schnell zu erkennen.The invention is thus based on the object, in particular in these filter elements, but also in other filtration techniques, to detect a beginning damage to the filter device as quickly as possible.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch Filtervorrichtungen nach den Ansprüchen 1, 5 und 8, bzw. durch Filterverfahren nach den Ansprüchen 18, 22 und 25; die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den Druckverlauf in dem Medium vor/hinter der Filtereinrichtung zu überwachen und bei einer sprunghaften oder plötzlichen Änderung des Druckverlaufs den Durchfluss durch die Filtereinrichtung zu unterbrechen.The solution of this object is achieved by filter devices according to claims 1, 5 and 8, or by filtering method according to claims 18, 22 and 25; the dependent claims relate to advantageous developments of the invention. According to the invention, it is proposed to monitor the pressure curve in the medium in front of / behind the filter device and to interrupt the flow through the filter device in the event of a sudden or sudden change in the pressure curve.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Zufluss des zu filternden Mediums zu der Filtereinrichtung oder der Abfluss des Filtrats aus der Filtereinrichtung unterbrochen wird. Der Beginn eines Bruchs des Filterelements zeigt sich beispielsweise in einem schnellen Abfall des Drucks in dem zu filternden Medium vor dem Filterelement, stromauf des Filterelements, oder in einem schnellen Anstieg des Drucks nach dem Filterelement, d. h. stromab des Filterelements. Am zuverlässigsten lässt sich der beginnende Bruch jedoch durch Überwachung der Differenz der Drücke vor und nach dem Filterelement (Transmembrandruck) erkennen, weil dadurch sich äußere Einflüsse von Förderpumpen etc. ausgleichen.This can be done, for example, by interrupting the inflow of the medium to be filtered to the filter device or the outflow of the filtrate from the filter device. The beginning of breakage of the filter element is manifested, for example, in a rapid drop in pressure in the medium to be filtered in front of the filter element, upstream of the filter element, or in a rapid increase in pressure downstream of the filter element, d. H. downstream of the filter element. However, the most reliable way to detect the incipient breakage is by monitoring the difference between the pressures before and after the filter element (transmembrane pressure), as this compensates for external influences from feed pumps, etc.
Desweiteren hat der Erfinder erkannt, dass es auch möglich ist, den Scheibenbruch schon in der Anfangsphase über einen ebenfalls sprunghaften Anstieg des Abflusses aus dem Filterelement, d.h. des Durchflusses durch die Ableitung, zu erkennen, wobei dies eine direkte Folge der Druckänderungen sein dürfte.Furthermore, the inventor has recognized that it is also possible, the disc break even in the initial phase via a likewise abrupt increase in the outflow from the filter element, i. the flow through the drain, which is likely to be a direct consequence of the pressure changes.
Dementsprechend wird erfindungsgemäß als Alternative zu den vorstehend beschriebenen Druckmessungen vorgeschlagen, den Durchfluss in der Zuleitung zu dem Filterelement und/oder in der Ableitung von dem Filterelement zu überwachen und bei einer sprunghaften Änderung des Durchflusses die Filtereinrichtung abzusperren. Die Überwachung des Durchflusses kann alternativ zur Drucküberwachung oder in Ergänzung zur Drucküberwachung vorgenommen werden, wodurch die Sicherheit des Überwachungssystems erhöht wird.Accordingly, it is proposed according to the invention as an alternative to the pressure measurements described above to monitor the flow in the supply line to the filter element and / or in the discharge of the filter element and shut off the filter device in a sudden change in the flow. Flow monitoring can be used as an alternative to pressure monitoring or in addition to pressure monitoring, which increases the safety of the monitoring system.
Da Flüssigkeiten inkompressibel sind, äußert sich eine sprunghafte Zunahme des Durchflusses durch die Filtereinrichtung in einer sprunghaften Zunahme des Pegelstandes in einem Sammelbehälter zur Aufnahme des Filtrats bzw. in einer sprunghaften Abnahme des Pegelstandes in einem Vorratsbehälter zur Zuführung des zu filternden Mediums. Dementsprechend kann alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend angegebe- nen Maßnahmen der Pegelstand im Sammelbehälter und/oder im Vorratsbehälter überwacht werden und die Filtereinrichtung gesperrt werden, wenn der Pegelstand eine sprunghafte Änderung zeigt.Since liquids are incompressible, a sudden increase in the flow through the filter device manifests itself in a sudden increase in the level in a collecting container for receiving the filtrate or in a sudden decrease in the level in a reservoir for supplying the medium to be filtered. Accordingly, as an alternative or in addition to the above-mentioned NEN measures the level in the reservoir and / or in the reservoir are monitored and the filter device are locked when the water level shows a sudden change.
Sind mehrere Filterelemente vorgesehen, können einzelne Filterelemente oder Gruppen von Filterelementen überwacht werden, und die Abflüsse aus den einzelnen Filterelementen bzw. Gruppen von Filterelementen können separat unterbrochen werden.If a plurality of filter elements are provided, individual filter elements or groups of filter elements can be monitored, and the outflows from the individual filter elements or groups of filter elements can be interrupted separately.
Beim Betrieb einer Querstromfilteranlage mit bewegbaren Filterelementen wird vorzugsweise bei Erkennen des Bruchs die Bewegung gestoppt.When operating a cross-flow filter system with movable filter elements, the movement is preferably stopped when the breakage is detected.
Des Weiteren ist es möglich, mehrere Filtervorrichtungen zu einer Filteranlage zusammenzufassen, wobei jede der Filtervorrichtungen entsprechend überwacht wird.Furthermore, it is possible to combine a plurality of filter devices into a filter system, wherein each of the filter devices is monitored accordingly.
Erfindungsgemäß kann somit durch Schließen von entsprechend angeordneten Sperror- ganen oder Ventilen ein gefährdeter Bereich so isoliert werden, dass weder auf der FiIt- ratseite (Permeatseite) ein beginnender Durchschlag von unfiltriertem Medium (Suspension) und/oder Bruchstücke der Filterscheibe das bereits gefilterte Permeat verunreinigen können, noch auf der Suspensionsseite Bruchstücke die gesamte Suspension verunreinigen können und der Filterapparat zum Schutz der Scheiben unmittelbar abgeschaltet wird.According to the invention, by closing correspondingly arranged blocking gates or valves, an endangered area can thus be isolated such that neither on the filtrate side (permeate side) a beginning breakdown of unfiltered medium (suspension) and / or fragments of the filter disk contaminate the already filtered permeate can still contaminate the entire suspension on the suspension side fragments and the filter apparatus to protect the discs is switched off immediately.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention will be explained with reference to the accompanying drawings. Show it
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer einstufigen Filtervorrichtung undFig. 1 is a schematic representation of a single-stage filter device and
Fig. 2 eine mehrstufige AnlageFig. 2 is a multi-stage system
Gemäß Fig. 1 umfasst eine Filtereinrichtung einen Fördertank 1 , dem, wie durch einen Pfeil 3 angedeutet ist, eine zu filternde Suspension zugeführt wird. Aus dem Fördertank 1 wird Suspension mittels einer Förderpumpe 5 in einen Filterkreislauf 7 gefördert. Der Filterkreislauf 7 umfasst neben Rohrleitungen eine Kühleinheit 13 und eine Zirkulationspumpe 11 , um die Suspension in dem Filterkreislauf zirkulieren zu lassen. Kernstück des Filterkreislaufs ist eine Filtervorrichtung 9 in der Bauart einer dynamischen Querstrom-Filtervorrichtung.According to FIG. 1, a filter device comprises a delivery tank 1, to which, as indicated by an arrow 3, a suspension to be filtered is supplied. From the feed tank 1 suspension is conveyed by means of a feed pump 5 in a filter circuit 7. The filter circuit 7 comprises, in addition to pipes, a cooling unit 13 and a circulation pump 11 in order to circulate the suspension in the filter circuit. The core of the filter circuit is a filter device 9 in the design of a dynamic cross-flow filter device.
In der Filtervorrichtung sind Filterelemente 15 in Form von hohlen Scheiben in einem Behälter 19 aufgenommen. Die Filterelemente sind auf Hohlwellen 17 angebracht, die durch einen Motor 21 angetrieben werden. Die Filterelemente sind verzahnt angeordnet, so dass in einem überlappenden Bereich zwischen den Filterelementen Turbulenzen entstehen, die die Filterelemente reinigen.Filter elements 15 in the form of hollow discs are accommodated in a container 19 in the filter device. The filter elements are mounted on hollow shafts 17 which are driven by a motor 21. The filter elements are arranged in a toothed arrangement so that turbulences are created in an overlapping region between the filter elements, which cleanse the filter elements.
Nähere Einzelheiten der dynamischen Querstrom-Filterung werden hier nicht beschrieben, da der Aufbau einer derartigen Vorrichtung aus der bereits erwähnten WO 00/47312 bekannt ist.Further details of the dynamic cross-flow filtering are not described here, since the structure of such a device from the already mentioned WO 00/47312 is known.
Die Suspension im Behälter 19 wird durch die Filterelemente 15 gefiltert, und das abgefilterte Permeat tritt durch die Filterelemente in die Hohlwellen 17 ein und wird über Rohrleitungen einem Permeatbehälter 23 zugeführt und zur weiteren Verwendung abgeleitet, wie durch einen Pfeil 25 angedeutet ist. Ferner ist eine Rückspülpumpe 27 vorgesehen, mit der Permeat aus dem Behälter 23 bei Bedarf der Filtervorrichtung 9 zurückgeführt werden kann, wobei eine direkte Verbindung zwischen dem Permeatbehälter 13 und der Filtervorrichtung 9 durch ein Ventil 29 geschlossen ist.The suspension in the container 19 is filtered by the filter elements 15, and the filtered permeate enters through the filter elements in the hollow shafts 17 and is supplied via pipes to a permeate 23 and derived for further use, as indicated by an arrow 25. Further, a backwash pump 27 is provided, with the permeate from the container 23, if necessary, the filter device 9 can be returned, with a direct connection between the permeate 13 and the filter device 9 is closed by a valve 29.
Die Suspension, die durch Zirkulieren im Kühlkreislauf 7 in der Filtervorrichtung 9 angereichert wurde, wird aus dem Suspensionskreislauf durch nicht dargestellte Rohrleitungen abgeführt.The suspension, which has been enriched by circulating in the cooling circuit 7 in the filter device 9, is discharged from the suspension circuit through pipes, not shown.
Im Suspensionskreislauf sind ferner Ventile 31 und 33 zum Sperren der Zufuhr von Suspension an die Filtervorrichtung 9 bzw. der Abfuhr von Suspension vorgesehen. Der Druck innerhalb der Filtervorrichtung 9 wird durch einen Drucksensor 35 erfasst, und der Druck in der Rohrleitung zum Abführen des Permeats aus der Filtervorrichtung 9 wird durch einen Drucksensor 37 erfasst. In einer nicht dargestellten Steuervorrichtung werden die durch die Sensoren 35 bzw. 37 erfassten Drücke bzw. deren Differenz kontinuierlich überwacht, und bei einem plötzlichen Abfall der Druckdifferenz werden die Ventile 33, 31 und 39 geschlossen, da dieses Abfallen ein Beginnen eines Scheibenbruchs anzeigt. Vorzugsweise wird in diesem Fall der Betrieb des Motors 21 sowie der Förderpumpen 5 und 11 ebenfalls unterbrochen.In the suspension circuit valves 31 and 33 are also provided for blocking the supply of suspension to the filter device 9 and the removal of suspension. The pressure inside the filter device 9 is detected by a pressure sensor 35, and the pressure in the piping for purging the permeate from the filter device 9 is detected by a pressure sensor 37. In a control device, not shown, the pressures detected by the sensors 35 and 37, respectively, are continuously monitored, and if the pressure difference suddenly drops, the valves 33, 31 and 39 are closed because this drop indicates a start of a disk break. Preferably, in this case, the operation of the motor 21 and the feed pumps 5 and 11 are also interrupted.
Fig. 1 zeigt des Weiteren einen Durchflussmesser 61 an der Rohrleitung zum Abführen des Permeats sowie einen Durchflussmesser 67 in der Rohrleitung zum Zuführen der Suspension. Diese Durchfiussmesser überwachen kontinuierlich den Durchfluss durch die entsprechende Rohrleitung, wobei in diesem Fall die Steuereinrichtung die Durchflussmesser überwacht und bei einem sprunghaften Anstieg des Durchflusses die Ventile 31, 33 und 39 wie vorstehend beschrieben schließt.Fig. 1 further shows a flow meter 61 on the piping for discharging the permeate and a flow meter 67 in the piping for supplying the suspension. These flow meters continuously monitor the flow through the corresponding pipeline, in which case the controller monitors the flow meters and, in the event of a sudden increase in flow, closes the valves 31, 33 and 39 as described above.
Gemäß Fig. 1 sind die Meßeinrichtungen 37, 61 und das Ventil 39 in der Leitung zum Abführen des Permeats angeordent, es ist aber auch denkbar, jeweils einen Sensor und ein Ventil den Hohlwellen 17 zuzuordnen, so dass nur der Abfluss von den Filterscheiben 15, die auf der betreffenden Hohlwelle sitzen, gesperrt wird.1, the measuring devices 37, 61 and the valve 39 in the line for discharging the permeate angeordent, but it is also conceivable, each assign a sensor and a valve to the hollow shafts 17, so that only the outflow from the filter discs 15, which are sitting on the respective hollow shaft, is locked.
Des Weiteren ist in Fig. 1 ein Füllstandsmesser 63 vorgesehen, der den Füllstand im Permeatbehälter 23 erfasst. Eine sprunghafte Erhöhung des Abflusses aus dem Filterelement führt ebenfalls zu einer sprunghaften Erhöhung des Pegelstandes in dem Permeatbehälter 23. Durch eine kontinuierliche Überwachung des Füllstandssensors 63 durch die Steuereinrichtung kann deshalb ebenfalls ein beginnender Scheibenbruch erkannt werden, wobei in diesem Fall die Ventile in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben geschlossen werden. Auch diese Maßnahme kann alternativ oder, zur Erhöhung der Redundanz, zusätzlich zu den vorstehend genannten Maßnahmen ergriffen werden.Furthermore, in FIG. 1, a filling level meter 63 is provided, which detects the fill level in the permeate container 23. A sudden increase in the outflow from the filter element also leads to a sudden increase in the level in the permeate tank 23. By a continuous monitoring of the level sensor 63 by the controller, therefore, a starting disc break can also be detected, in which case the valves in the same way be closed as described above. This measure can also be taken alternatively or, in order to increase the redundancy, in addition to the measures mentioned above.
Fig. 2 zeigt eine mehrstufige Filteranlage, in der mehrere der bereits beschriebenen FiI- tervorrichtungen 9 hintereinander geschaltet sind. Anzureichernde Suspension wird drei Filtervorrichtungen 9 von gleichem Aufbau zugeführt, wie durch den Pfeil 41 angedeutet ist. Zwei Filtervorrichtungen 9 sind den drei Filtervorrichtungen der ersten Stufe nachgeordnet und erhalten Suspension aus einer bzw. aus zweien der vorgeschalteten Filtervorrichtungen. Suspension aus den Filtervorrichtungen der zweiten Stufe wird schließlich einer Filtervorrichtung einer dritten Stufe zugeführt, aus der angereicherte Suspension abgeführt wird, wie durch einen Pfeil 43 angedeutet ist.2 shows a multi-stage filter system in which a plurality of the filter devices 9 already described are connected in series. To be added suspension is fed to three filter devices 9 of the same structure, as indicated by the arrow 41. Two filter devices 9 are arranged downstream of the three first stage filter devices and receive suspension from one or two of the upstream filter devices. Suspension from the second stage filtering devices is finally fed to a third stage filtering device from which enriched suspension is removed, as indicated by an arrow 43.
Das Permeat wird aus jeder der Filtervorrichtungen separat in einen gemeinsamen Per- meatbehälter (nicht dargestellt) abgeführt.The permeate is discharged separately from each of the filter devices into a common permeate container (not shown).
Jede der Filtervorrichtungen umfasst die bereits erwähnten Drucksensoren 37 und 35, und jede der Filtervorrichtungen ist mit separaten Absperrorganen in Form von Ventilen 45, 47 versehen. Des Weiteren umfasst jede Filtervorrichtung eine Förderpumpe 51.Each of the filter devices comprises the already mentioned pressure sensors 37 and 35, and each of the filter devices is provided with separate shut-off devices in the form of valves 45, 47. Furthermore, each filter device comprises a feed pump 51.
In bereits beschriebener Weise wird jede der Filtervorrichtung hinsichtlich des Druckverlaufs separat überwacht und kann bei Bedarf durch Schließen der Absperrorgane 45, 47 in der mehrstufigen Anlage isoliert werden. Vorzugsweise wird in diesem Fall auch die jeweils zugeordnete Förderpumpe 51 abgeschaltet. Gegebenenfalls kann auch auf das Ventil 35 verzichtet werden, wobei in diesem Fall durch Abschalten der zugeordneten Förderpumpe 51 diese als Absperrorgan wirkt.In the manner already described, each of the filter device is monitored separately with respect to the pressure curve and can be isolated if necessary by closing the shut-off elements 45, 47 in the multi-stage system. Preferably, in this case, the respective associated feed pump 51 is turned off. Optionally, can be dispensed with the valve 35, in which case by switching off the associated feed pump 51, this acts as a shut-off.
Wie bereits erwähnt, äußert sich ein beginnender Bruch eines Filterelements durch eine schnelle zeitliche Veränderung des Druckverlaufs, d. h. durch einen plötzlichen Abfall der Druckdifferenz. Die Begriffe „sprunghaft", „schnell" bzw. „plötzlich" sind deshalb in Relation zu dem Druckverlauf während des ordnungsgemäßen Betriebs der Vorrichtung zu verstehen und hängen naturgemäß von den Dimensionen der Vorrichtung, der Viskosität der Suspension bzw. des Permeats, den Drücken in den Vorrichtungen etc. ab, können aber durch geeignete Probeläufe etc. in einfacher Weise ermittelt werden, da sie sich durch kurzen Ablauf und großen Amplituden von den normalen Druckschwankungen unterscheiden. As already mentioned, an incipient breakage of a filter element is manifested by a rapid change over time in the course of the pressure, d. H. by a sudden drop in pressure difference. The terms "erratic", "fast" and "sudden" are therefore to be understood in relation to the pressure curve during the proper operation of the device and naturally depend on the dimensions of the device, the viscosity of the suspension or the permeate, the pressures in The devices etc., but can be determined by suitable test runs, etc. in a simple manner, since they differ by short expiration and large amplitudes of the normal pressure fluctuations.

Claims

Patentansprüche claims
1. Filtervorrichtung mit einer Filtereinrichtung (15), einer Sperreinrichtung zum Sperren des Durchflusses durch die Filtereinrichtung und einer Druckmesseinrichtung (35, 37) zum kontinuierlichen Messen des Drucks stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung, wobei die Sperreinrichtung abhängig von einer sprunghaften Veränderung des Drucks betätigbar ist.A filter device comprising filter means (15), a means for blocking the flow through the filter means and a pressure measuring means (35, 37) for continuously measuring the pressure upstream and / or downstream of the filter means, the inhibiting means being dependent on a sudden change in pressure is operable.
2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Druckmesseinrichtung einen Drucksensor (33) aufweist, der stromauf der Filtereinrichtung angeordnet ist und die Sperreinrichtung bei einem sprunghaften Druckabfall auslöst.2. Filter device according to claim 1, wherein the pressure measuring device comprises a pressure sensor (33) which is arranged upstream of the filter device and triggers the locking device at a sudden pressure drop.
3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Druckmesseinrichtung einen Drucksensor (39) aufweist, der stromab der Filtereinrichtung angeordnet ist und die Sperreinrichtung bei einem sprunghaften Druckanstieg auslöst.3. Filter device according to claim 1, wherein the pressure measuring device comprises a pressure sensor (39) which is arranged downstream of the filter device and triggers the locking device at a sudden increase in pressure.
4. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Druckmesseinrichtung einen Drucksensor (35) stromauf und mindestens einen Drucksensor (37) stromab der Filtereinrichtung aufweist und die Sperreinrichtung bei einem sprunghaften Abfall der Differenz der gemessenen Drücke ausgelöst wird.4. Filter device according to claim 1, wherein the pressure measuring device has a pressure sensor (35) upstream and at least one pressure sensor (37) downstream of the filter device and the locking device is triggered in a sudden drop in the difference of the measured pressures.
5. Filtervorrichtung mit einer Filtereinrichtung (15), einer Sperreinrichtung zum Sperren des Durchflusses durch die Filtereinrichtung und einer Durchflussmesseinrich- tung (61, 67) zum kontinuierlichen Messen des Durchflussess stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung, wobei die Sperreinrichtung abhängig von einem sprunghaften Anstieg des Durchflusses betätigbar ist.5. A filter device comprising a filter device (15), a blocking device for blocking the flow through the filter device and a flow measuring device (61, 67) for continuously measuring the flow rate upstream and / or downstream of the filter device, wherein the blocking device depends on a sudden increase the flow is actuated.
6. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Durchflussmesseinrichtung (67) in einer Zuleitung zu der Filtereinrichtung angeordnet ist.6. Filter device according to claim 1, wherein the flow measuring device (67) is arranged in a supply line to the filter device.
7. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Durchflussmesseinrichtung (61) in einer Ableitung von der Filtereinrichtung angeordnet ist. 7. Filter device according to claim 1, wherein the flow measuring device (61) is arranged in a derivative of the filter device.
8. Filtervorrichtung mit einer Filtereinrichtung (15), einer Sperreinrichtung zum Sperren des Durchflusses durch die Filtereinrichtung und einer Messeinrichtung (63) zum kontinuierlichen Messen des Füllstandes in einem Zulaufbehälter (1) und/oder einem Ablaufbehälter (23), wobei die Sperreinrichtung abhängig von einer sprunghaften Veränderung des Füllstands betätigbar ist.8. Filter device with a filter device (15), a locking device for blocking the flow through the filter device and a measuring device (63) for continuously measuring the level in a feed tank (1) and / or a drain tank (23), wherein the locking device depends on a sudden change in the level can be actuated.
9. Filtervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Messeinrichtung in dem Zulaufbehälter (1) angeordnet ist und die Sperreinrichtung bei einer sprunghaften Abnahme des Füllstands auslöst.9. Filter device according to claim 8, wherein the measuring device in the feed container (1) is arranged and the locking device triggers at a sudden decrease in the level.
10. Filtervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Messeinrichtung (63) in dem Ablaaufbehälter angeordnet ist und die Sperreinrichtung bei einer sprunghaften Zunahme des Füllstands auslöst.10. Filter device according to claim 8, wherein the measuring device (63) is arranged in the discharge container and triggers the locking device with a sudden increase in the level.
11. Filtervorrichtung nach Anspruch 8, wobei je eine Messeinrichtung in dem Zulaufbehälter und in dem Ablaufbehälter angeordnet ist und die Sperreinrichtung bei einem Anstieg des Differenzbetrags der Füllstände ausgelöst wird.11. Filter device according to claim 8, wherein each one measuring device is arranged in the feed tank and in the drain tank and the locking device is triggered by an increase in the difference in the levels.
12. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sperreinrichtung ein Sperrorgan (31, 33, 45, 51) aufweist, das einen Zustromweg zu der Filtereinrichtung absperrt.12. Filter device according to one of claims 1 to 11, wherein the locking means comprises a blocking member (31, 33, 45, 51) which shuts off an inflow path to the filter device.
13. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sperreinrichtung ein Sperrorgan (39, 47) aufweist, das den Abflussweg von der Filtereinrichtung absperrt.13. Filter device according to one of claims 1 to 11, wherein the locking means comprises a blocking member (39, 47) which shuts off the drainage path from the filter device.
14. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Filtereinrichtung eine Anzahl von Filterelementen aufweist, die Sperreinrichtung eine Anzahl von Sperrorganen aufweist, jedes Sperrorgan einem oder mehreren Filterelementen zugeordnet ist und den zugeordneten Abflussweg sperrt. 14. Filter device according to one of claims 1 to 11, wherein the filter device comprises a number of filter elements, the locking device comprises a number of locking members, each blocking member is associated with one or more filter elements and blocks the associated discharge path.
15. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in der Bauart einer Querstrom-Filtervorrichtung mit mehreren relativ zueinander bewegbaren Filterelementen.15. Filter device according to one of claims 1 to 14 in the construction of a cross-flow filter device with a plurality of relatively movable filter elements.
16. Filtervorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Filterelemente als Keramikplatten ausgebildet sind.16. Filter device according to claim 15, wherein the filter elements are formed as ceramic plates.
17. Filteranlage mit einer Anzahl von Filtervorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 16.17. Filter system with a number of filter devices according to one of claims 1 to 16.
18. Verfahren zum Filtern eines Mediums in einer Filtereinrichtung, wobei man den Druck stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung kontinuierlich überwacht und den Durchfluss durch die Filtereinrichtung abhängig von dem zeitlichen Verlauf des Drucks sperrt.18. A method for filtering a medium in a filter device, wherein the pressure upstream and / or downstream of the filter device continuously monitors and blocks the flow through the filter device as a function of the time profile of the pressure.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei man bei einem plötzlichen Druckabfall stromauf des Filterelements den Durchfluss sperrt.19. The method of claim 18, wherein the flow is blocked at a sudden pressure drop upstream of the filter element.
20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei man den Durchfluss bei einem plötzlichen Druckanstieg stromab der Filtereinrichtung sperrt.20. The method of claim 18, wherein blocking the flow at a sudden increase in pressure downstream of the filter device.
21. Verfahren nach Anspruch 18, wobei man die Differenz des Drucks stromauf und stromab der Filtereinrichtung überwacht und bei einem plötzlichen Abfall der Druckdifferenz den Durchfluss sperrt.21. The method of claim 18, wherein monitoring the difference of the pressure upstream and downstream of the filter device and blocks the flow at a sudden drop in the pressure difference.
22. Verfahren zum Filtern eines Mediums in einer Filtereinrichtung, wobei man den Durchfluss stromauf und/oder stromab der Filtereinrichtung kontinuierlich überwacht und den Durchfluss durch die Filtereinrichtung bei einem sprunghaften Anstieg des Durchflusses sperrt.22. A method for filtering a medium in a filter device, wherein the flow is monitored continuously upstream and / or downstream of the filter device and blocks the flow through the filter device with a sudden increase in the flow.
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei man bei einem sprunghaften Anstieg des Druchflusses in einer Zuleitung zu dem Filterelement den Durchfluss sperrt. 23. The method according to claim 22, wherein blocking the flow at a sudden increase in the Druchflusses in a supply line to the filter element.
24. Verfahren nach Anspruch 22, wobei man den Durchfluss bei einem sprunghaften Anstieg des Durchflusses in einer Ableitung von der Filtereinrichtung sperrt.24. The method of claim 22, wherein blocking the flow at a sudden increase in the flow in a derivative of the filter device.
25. Verfahren zum Filtern eines Mediums in einer Filtereinrichtung, wobei man den Füllstand in einem Zulaufbehälter und/oder einem Ablaufbehälter kontinuierlich überwacht und den Durchfluss durch die Filtereinrichtung abhängig von einer sprunghaften Veränderung des Füllstands sperrt.25. A method for filtering a medium in a filter device, wherein the level in a feed tank and / or a drain tank continuously monitors and blocks the flow through the filter device depending on a sudden change in the level.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei man bei einer sprunghaften Abnahme des Füllstands in dem Zulaufbehälter den Durchfluss sperrt.26. The method of claim 25, wherein the flow is blocked in a sudden decrease in the level in the feed tank.
27. Verfahren nach Anspruch 25, wobei man den Durchfluss bei einer sprunghaften Zunahme des Füllstands im Zulaufbehälter sperrt.27. The method of claim 25, wherein blocking the flow at a sudden increase in the level in the feed tank.
28. Verfahren nach Anspruch 25, wobei man den Differenzbetrag der Füllstände im Zu- und im Ablaufbehälter überwacht und bei einem sprunghaften Anstieg des Differenzbetrags den Durchfluss sperrt.28. The method of claim 25, wherein monitoring the difference in the levels in the inlet and outlet containers and blocks the flow at a sudden increase in the differential amount.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 28, wobei man den Zufluss zu der Filtereinrichtung sperrt.29. The method according to any one of claims 18 to 28, wherein blocking the inflow to the filter device.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 28, wobei man den Abfluss aus der Filtereinrichtung sperrt.30. The method according to any one of claims 18 to 28, wherein blocking the outflow from the filter device.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 30 zum Betreiben einer Querstrom- Filtereinrichtung mit mehreren relativ zueinander bewegbaren Filterelementen, wobei man mit dem Sperren des Durchflusses die Bewegung der Filterelemente stoppt.31. The method according to any one of claims 14 to 30 for operating a cross-flow filter device with a plurality of relatively movable filter elements, wherein the blocking of the flow stops the movement of the filter elements.
32. Verfahren nach Anspruch 18, 20 oder 21, wobei die Filtereinrichtung mehrere Filterelemente aufweist, man den Druckverlauf für einzelne Filterelemente und/oder Gruppen von Filterelementen überwacht und abhängig vom Druckverlauf den Abfluss von dem einzelnen Filterelement oder der Gruppe von Filterelementen unterbricht. 32. The method of claim 18, 20 or 21, wherein the filter device comprises a plurality of filter elements, one monitors the pressure profile for individual filter elements and / or groups of filter elements and interrupts the outflow of the individual filter element or the group of filter elements depending on the pressure curve.
33. Verfahren nach Anspruch 22 oder 24, wobei die Filtereinrichtung mehrere Filterelemente aufweist, man den Durchfluss für einzelne Filterelemente und/oder Gruppen von Filterelementen überwacht und abhängig vom Anstieg des Durchflusses den Ab- fluss von dem einzelnen Filterelement oder der Gruppe von Filterelementen unterbricht. 33. The method of claim 22 or 24, wherein the filter device comprises a plurality of filter elements, one monitors the flow for individual filter elements and / or groups of filter elements and interrupts the flow of the individual filter element or the group of filter elements depending on the increase of the flow.
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