Ein Konzept für viele Aufgaben

Heinz Geisbauer

Die Inline-Druckfilter der Vario-Baureihe sind während des Betriebs abreinigbar und erfordern so keine Wartungs- oder Entsorgungsmaßnahmen. Durch verschiedene Abreinigungssysteme, Filtermaterialien und Kombinationsmöglichkeiten lassen sich die kompakten Automatikfilter in der chemischen Industrie für Flüssigkeiten, Pasten u. ä. von der Feinst- bis zur Grobfiltration sowie zur Homogenisierung einsetzen. Durch das Vario-System kann mit einer Filter-Grundkonzeption auf die verschiedensten Filtrationsanforderungen reagiert werden. Falls erforderlich, ist damit auch der Wechsel auf ein anderes Abreinigungsprinzip in kürzester Zeit möglich. Die im Vario-Gehäuse befindlichen Segmentelemente, Filterspulen oder Spaltrohre werden von außen nach innen durchströmt. Das Filtrat fließt oben gegenüber dem Zulaufanschluss aus dem Filter. Die Feststoffe werden auf der Oberfläche des Filtermaterials abgeschieden.

Bei dieser Kombinationsvariante wird das Tauchrohr über den äußeren Zulaufraum tangential nach unten umströmt (Abb.1). Das entlastet das Segmentelement oder die Filterspule und führt insbesondere bei niederviskosen Flüssigkeiten zu einer Vorabscheidung der groben und schweren Partikel, die sich im Sammelkonus absetzen. Über den inneren Zulaufraum erfolgt dann die definierte Resttrennung auf dem Filtermaterial.

Automatikfilter mit pulsierender Fremddruckstoß-Segmentabreinigung (Abb. 2a) werden für niederviskose Flüssigkeiten zur Feinst- bzw. Feinfiltration eingesetzt. Das System zeichnet sich bei bester Abreinigung als robust und unempfindlich auch gegen Gröbstpartikel sowie höhere Differenzdrücke aus. Nach Erreichen des Differenzdruckgrenzwertes oder eines Zeitintervalls wird das Segmentelement zur Abreinigung in entgegengesetzter Richtung mit Druckluft oder filtrierter Flüssigkeit kurz gedreht und das Fremddruck- sowie das Ablassventil geöffnet. Dabei passieren die einzelnen Segmente nacheinander die Fremddruckdüse. Der Fremddruck kann dabei höher gewählt werden als der Filtrationsdruck. Durch pulsierendes Öffnen von immer nur einem Segment gewährt dieses Prinzip eine wirksame Abreinigung. Außerdem wird beim Schließen der Düse der integrierte Fremddruckspeicher vorgespannt, so dass beim Öffnen nach außen ein zusätzlicher Druckstoß das Ablösen der Partikel vom Filtermaterial unterstützt. Eine Umdrehung genügt, um alle Segmente zu reinigen. Der im Sammelkonus abgesetzte Rückstand sowie die vom Element abgereinigten Partikel verlassen das System durch das Ablassventil.

Das Prinzip der pulsierenden Fremddruckstoß-Segmentabreinigung lässt sich auch kombiniert mit Außenkanal zur Abreinigung bei kontinuierlichem Filtratstrom einsetzen (Abb. 2b). Während der ohnehin nur kurzen Abreinigungszeit wird bei diesem System der Filtratstrom weder unterbrochen noch spürbar vermindert. Durch Drehen des Filterelements passieren die gegenüberliegenden Segmentpaare nacheinander die Fremddruckdüse innen und den Spülkanal außen. Die durch den pulsierenden Fremddruckstoß abgereinigten Partikel werden bei diesem Prinzip außen vom Spülkanal aufgefangen und ausgetragen.

Das Eigendruckprinzip (Abb. 2c) findet ebenfalls zur Feinst- und Feinfiltration von niederviskosen Flüssigkeiten Verwendung. Zur Abreinigung während des Betriebs wird jedoch der Eigendruck beziehungsweise ein geringer Teilstrom des eigenen Filtrats verwendet. Das Segmentelement wird kurz gedreht und zugleich das Abreinigungsventil geöffnet. Dabei passieren die Segmente nacheinander den Spülkanal. Die Druckdifferenz zwischen Filtratseite und Spülkanal bewirkt durch Rückströmung die Abreinigung sowie den Austrag der Partikel über den Spülkanal. Das Prinzip der Eigendruck-Segmentabreinigung benötigt vor dem Filter einen Druck von mindestens 2 bar, damit auf der Filtratseite mittels Regeldrossel ein Abreinigungsdruck von etwa 1 bar hergestellt werden kann. Der im Sammelkonus abgesetzte Rückstand lässt sich dann in Stillstandsphasen oder während des Betriebs durch das Ablassventil entleeren.

Für die unterschiedlichen Anwendungen und Filtrationsanforderungen werden verschiedene Filtermaterialien eingesetzt (Tabelle). Der zulässige Volumenstrom sowie das Filtrations- und Abreinigungsverhalten der Suspensionen werden in Abhängigkeit der Viskosität und Eigenschaften sowie der Größenordnung, Beschaffenheit und Konzentration der vorkommenden Fest-, Füll- oder sonstiger Stoffe beurteilt. Für den beliebigen Volumenstrom oder entsprechende Filtrationsanforderungen können die Filtersysteme zu einer kompakten Paralleleinheit zusammengesetzt oder als größere Einzelfilter gebaut werden.

Das mechanische Abreinigungsprinzip (Abb. 2d) wird mit diversen Einschränkungen recht vielseitig für die unterschiedlichsten nieder- bis hochviskosen Flüssigkeiten und Pasten von der Fein- bis zur Grobfiltration eingesetzt. Es gewährt im Druck- und Saugbereich beim Abreinigen während des Betriebs einen kontinuierlichen Filtratstrom. Die zur Abstreiferabreinigung eingesetzten Filterspulen oder Spaltrohre mit radial verlaufender Dreikant- oder V-Profilwicklung drehen gegen einen federbeweglichen Abstreifer. Die auf den Kantenspalten befindlichen Partikel oder Stoffe werden vom Abstreifer erfasst und in Längsrichtung vom nach innen erweiterten Spalt abgestreift. Zum Einsatz kommen Wicklungen mit Spaltweiten von 30 bis 2000 µm und entsprechenden Profilstärken von 0,5 bis 2 mm. Das Ablassventil kann wahlweise auch synchron mit dem Motorstart geöffnet werden. Die Kombination aus Abstreifer und pulsierender Fremddruckstoß-Segmentabreinigung (Abb. 2e) wird dann verwendet, wenn mit einem der Verfahren kein ausreichender Abreinigungseffekt erzielt werden kann. Geeignet dafür sind Filterelemente mit Radialspalten und mit Dreikant- oder V-Profilwicklung.

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