DE19844310A1 - Water filter for removal of fine particles from laboratory samples incorporates ultrasonic emitter which provides unlimited filter service life without manual intervention - Google Patents
Water filter for removal of fine particles from laboratory samples incorporates ultrasonic emitter which provides unlimited filter service life without manual interventionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur Entfer nung von Feststoffbestandteilen aus einem flüssigen Medi um, insbesondere zur Entfernung von restlichen Schwebstof fen aus Abwasserproben, mit einer Reinigungsvorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein entspre chendes Verfahren.The invention relates to a filter device for removal solids from a liquid medium um, especially for the removal of residual suspended matter fen from wastewater samples, with a cleaning device, according to the preamble of claim 1 and a correspond appropriate procedure.
Es sind Filtervorrichtungen für flüssige Medien bekannt, die in einer Kammer mindestens ein im wesentlichen senk recht zur Durchströmungsrichtung angeordnetes mechanisches Filter aufweisen, welches feste Schwebstoffe zurückhält. Diese meist siebartigen Maschendrahtanordnungen eignen sich auch zum Herausfiltern von Fremdkörpern kleinerer Korndurchmesser.Filter devices for liquid media are known which in a chamber at least one substantially lower mechanical arranged right to the direction of flow Have filters that retain solid suspended matter. These mostly sieve-like wire mesh arrangements are suitable smaller ones for filtering out foreign bodies Grain diameter.
Eingesetzt werden derartige Filter auch zur Entfernung von restlichen festen Schwebstoffen bei der Bestimmung von Phosphor in Abwässern von Kläranlagen nach der Sedimenta tion. Hier kommt es bei photometrischen Verfahren zur Ver meidung von Verfälschungen des Meßergebnisses besonders darauf an, die Meßkammer von festen Verunreinigungen frei zuhalten.Such filters are also used to remove remaining solid suspended solids in the determination of Phosphorus in waste water from sewage treatment plants according to the Sedimenta tion. Here it comes to Ver with photometric methods Avoiding falsifications of the measurement result in particular insist on freeing the measuring chamber from solid impurities to keep.
Die zur Filterung von Wasser eingesetzten Filter, sind meist Sand-, Kies-, Anthrazit- oder Aktivkohlefilter zur Entfernung von gelösten und/oder ungelösten Stoffen durch Adsorbtion.The filters used to filter water are mostly sand, gravel, anthracite or activated carbon filters Removal of dissolved and / or undissolved substances by Adsorption.
Der Nutzungszeitraum der bekannten Filterkammern wird da durch eingeschränkt, daß sich das Filter mit der Zeit zu setzt und damit der Durchfluß von Flüssigkeit nicht mehr gewährleistet ist. Dabei wird die zeitliche Nutzungsdauer um so mehr beschränkt je höher die Anforderung an die Reinheit der Analysensubstanz sind, da sich ein Filter um so schneller zu setzt je feiner es ist. Dadurch bedingt kommt es zu einem Nutzenkonflikt zwischen möglichst klei nen Maschendurchmessern zur Entfernung möglichst feiner Partikel einerseits und der möglichst großen angestrebten Nutzungsdauer zwischen den Reinigungsphasen andererseits.The period of use of the known filter chambers is there due to the fact that the filter becomes over time sets and thus the flow of liquid no longer is guaranteed. Thereby, the period of use the more the higher the requirement on the Purity of the analyte are because there is a filter around the finer it is to bet faster. Because of this there is a conflict of benefits between the smallest possible mesh diameters to remove them as finely as possible Particles on the one hand and the largest possible target Service life between the cleaning phases on the other hand.
Die Nutzungsdauer zwischen den Reinigungsphasen muß dann besonders groß sein, wenn - wie bei den bekannten Filter vorrichtungen - die Reinigung des Filters einen manuellen Zugriff erfordert - sei es daß das Filter gereinigt wird oder sei es, daß es vollständig ersetzt wird. Die Reini gung ist zusätzlich erschwert, wenn die Filtervorrichtung sich - wie kontinuierlichen Analyseverfahren bei Kläranla gen - in der Nähe des Meßaufnehmers im Becken befindet.The useful life between the cleaning phases must then be particularly large if - as with the known filters devices - cleaning the filter a manual Access required - be it that the filter is cleaned or be it completely replaced. The Reini supply is additionally difficult if the filter device itself - like continuous analysis processes at sewage treatment plants gene - is located near the sensor in the pool.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Filteranordnung der vorgenannten Gattung zu schaffen, die ohne manuellen Eingriff nahezu unbegrenzt betriebsfähig gehalten werden kann und dabei gleichzeitig auch die Ab trennung sehr feiner Partikel erlaubt.The invention is therefore based on the object To create a filter assembly of the aforementioned type Operate almost indefinitely without manual intervention can be held and at the same time the Ab separation of very fine particles allowed.
Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Filterkammer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale, gelöst. Das entsprechende Verfahren ist in Anspruch 18 angegeben.The task is based on a filter chamber the preamble of claim 1, characterized in nenden part of claim 1 specified features. The corresponding method is specified in claim 18.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß ein Filter sich nach einer durch Erfahrung bestimmbaren Zeit, unter Kenntnis der normal üblichen Konsistenz des durch strömenden Mediums, im Laufe der Zeit zusetzt und dadurch seinen Gebrauchswert einbüßt. Die Erfindung nutzt die Kenntnis der Tatsache, daß durch Einsatz von Ultrabeschal lung auch Fremdkörper sehr kleinen Korndurchmessers von Oberflächen entfernt werden können.The invention includes the technical teaching that Filter yourself according to a time that can be determined by experience, knowing the normal consistency of the flowing medium, clogged over time and thereby loses its utility value. The invention uses the Knowledge of the fact that by using ultrasound scarf also foreign bodies of very small grain diameters from Surfaces can be removed.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, eine Ultraschallquelle direkt an eine Filterkammer anzuschließen. Die Trennung zwischen Schallübertragungsmedium auf der Emitterseite und dem Abwasser in der Filterkammer, erfolgt durch eine dünne Membran (Einkoppelmembran). Die dem Ultraschallsender ge genüberliegende Filterkammeraußenwand weist eine weitere - in diesem Fall lose gekoppelte - Membran auf, so daß der Schwingprozeß nicht durch eine feste Wand behindert wird.According to the invention, an ultrasound source is provided connect directly to a filter chamber. The separation between sound transmission medium on the emitter side and the waste water in the filter chamber is done by a thin one Membrane (coupling membrane). The ge the ultrasonic transmitter opposite filter chamber outer wall has another - in this case loosely coupled - membrane so that the Vibration process is not hindered by a solid wall.
Die Geometrie der Kammer ist dabei insbesondere derartig - auch mit der Position der Einkoppel- und derjenigen der weiteren Membran - abgestimmt, daß sich eine im wesentli chen gleichmäßige Verteilung der Ultraschallenergie über die Fläche des Feinfilters ergibt. Damit wird inbesondere die Bildung von Schwingungsknoten verhindert und dafür ge sorgt, daß sich die auf der Filterfläche abgesetzten Schwebstoffpartikel beim Rückspülvorgang gleichmäßig lö sen.The geometry of the chamber is particularly such - also with the position of the coupling and that of another membrane - tuned that a substantially chen even distribution of ultrasonic energy is the area of the fine filter. This will in particular prevents the formation of vibration nodes and therefore ge ensures that they settle on the filter surface Evenly loosen suspended particles during the backwashing process sen.
Der Filterungsprozeß zur Reinigung läuft in einzelnen Ar beitszyklen intermittierend ab. Das Metallgewebefilter ist in seinem Maschendurchmesser so ausgelegt, daß es während eines Arbeitszyklus gerade nicht verstopft. Dadurch wird ein minimaler Maschendurchmesser des Metallgewebes reali siert, so daß sehr kleine Korndurchmesser der Schwebstoffe herausgefiltert werden. Es sind keinerlei Handhabungen zu Ersatz des Filters notwendig. Restliche Schwebstoffe wer den quasikontinuierlich aus der Anordnung entfernt und ha ben keine Gelegenheit sich in größeren Mengen anzulagern und dadurch zu verhärten und unterliegen auch in sonstiger Weise keiner Verfestigung durch Alterung.The filtering process for cleaning runs in individual ares processing cycles intermittently. The metal mesh filter is designed in its mesh diameter so that it during of a work cycle just not clogged. This will a minimal mesh diameter of the metal mesh reali siert, so that very small grain diameter of the suspended matter be filtered out. No handling is required Replacement of the filter necessary. Remaining suspended matter who the quasi-continuously removed from the arrangement and ha no opportunity to accumulate in large quantities and thereby harden and are also subject to others Wise no solidification through aging.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht den Einsatz eines Ultraschallschwingers der Gesamt länge λ/2 (der halben Wellenlänge der Ultraschallfrequenz im entsprechenden Ausbreitungsmedium) vor, die einen mit tig angeordnete piëzoelektrischen Ultraschallquelle auf weist. Diese ist durch eine Schraube gegen das Gehäuse von Ultaschallschwinger mit angeschlossener Filterkammer vor gespannt. Dabei ist der Ultraschallgenerator mit der Ein spannung und der Einkoppelmembran Teil der ersten Filter kammer, während die Membran, die als eine lose Reflexions ebene dient, integraler Bestandteil der zweiten Filterkam mer ist. Zwischen den beiden Filterkammern ist mittig das Metallgewebefilter angeordnet.Another advantageous embodiment of the invention sees the use of an ultrasonic transducer overall length λ / 2 (half the wavelength of the ultrasound frequency in the corresponding medium), the one with arranged piëzoelectric ultrasound source points. This is by a screw against the housing of Ultrasonic transducer with connected filter chamber in front curious; excited. The ultrasonic generator is with the one voltage and the coupling membrane part of the first filter chamber while the membrane acts as a loose reflection serves as an integral part of the second filter is more. This is in the middle between the two filter chambers Metal mesh filter arranged.
Durch die Einwirkung der Ultraschall-Energie auf die rest lichen Schwebstoffbestandteile werden diese zerkleinert und lassen sich um so leichter entfernen. Da die Reinigung nach dem Meßzyklus erfolgt, besteht nicht die Gefahr, daß die Schwebstoffpartikel durch das Filter hindurch in den Analysenraum gelangen.By the action of ultrasonic energy on the rest Any suspended matter components are crushed and are easier to remove. Because the cleaning after the measuring cycle, there is no risk that the particulate matter through the filter into the Get to the analysis room.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung lassen sich - wie ausgeführt - Messungen im quasi-kontinuierlichen Betrieb durchführen, wobei durch Regeneration des Filter nach je der Messung die dort abgelagerten Schwebstoffmengen gering sind. Das Filter ist dabei im Querschnitt derart dimensio niert, daß die während einer Messung abgelagerten Mengen seine Wirksamkeit nicht beeinträchtigen. The arrangement according to the invention allows - how carried out - measurements in quasi-continuous operation perform, with regeneration of the filter according to the amount of suspended matter deposited there is low are. The filter is so dimensionally in cross section niert that the amounts deposited during a measurement do not affect its effectiveness.
Eine räumlich günstige kompakte Konstruktion läßt sich er reichen, wenn die Ultraschallquelle einen Geber aufweist, welcher über eine die Filterkammer nach außen hin ab schließende erste Membran und über das in der Filterkammer befindliche flüssige Medium auf das Feinfilter einwirkt.He can be a compact, space-saving construction are sufficient if the ultrasound source has a transmitter, which via a filter chamber to the outside closing first membrane and over that in the filter chamber liquid medium acts on the fine filter.
Dadurch, daß die Filterkammer auf der vom Geber ausgesehen dem Feinfilter gegenüberliegenden Wandung der Filterkammer eine zweite Membran aufweist, welche eine lose Reflexion der Ultraschall-Energie an dem akustisch dünneren äußeren Medium ermöglicht, läßt sich ein hoher Wirkungsgrad für die zugeführte Ultraschallenergie erzielen.Because the filter chamber on the from the encoder wall of the filter chamber opposite the fine filter has a second membrane, which has a loose reflection the ultrasonic energy on the acoustically thinner outer Medium enables a high efficiency for achieve the ultrasound energy supplied.
Die zweite Membran ist dabei in der Wandung der Filterkam mer im Verhältnis zur ersten bevorzugt symmetrisch ange ordnet.The second membrane is in the wall of the filter mer preferably symmetrical in relation to the first arranges.
Eine wesentliche Heraufsetzung des Wirkungsgrads des Ul traschallgebers wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbil dung der Erfindung dadurch erreicht, daß dieser mit einer Leitung in Wechselwirkung steht, auf der sich die Ultra schallenergie ausbreitet, welche eine Länge aufweist, die bei der vorgesehenen Ultraschallfrequenz der halben Wel lenlänge des Schalls im Ausbreitungsmedium entspricht.A significant increase in the efficiency of the Ul Traschallgebers is according to an advantageous development tion of the invention achieved in that this with a Line interacts on which the Ultra propagates sound energy, which has a length that at the intended ultrasound frequency of half the world length of the sound in the propagation medium corresponds.
Durch die Ausrichtung des stabförmigen Ultraschallschwin gers und dessen Ausrichtung auf das Filter läßt sich die Wirkung der Ultraschallenergie auf dem vorgesehenen Ziel fokussieren, wobei es günstig ist, wenn die erste Membran einstückig mit der stabförmigen Leitung verbunden ist.By aligning the rod-shaped ultrasonic vibr gers and its alignment with the filter Effect of ultrasound energy on the intended target focus, it being convenient if the first membrane is integrally connected to the rod-shaped line.
Der Ultraschallgeber läßt sich in seiner Wirkung optimie ren, wenn Piezowandler zusätzlich über ein weiteres Ele ment an einer von der Einspannung in der Gehäusewandung entfernt gelegenen Position mindestens mittelbar an der Gehäusewandung abstützt, wobei die Vorspannung einstellbar ist, wobei insbesondere der Piezowandler mittels einer Stellschraube variabel vorspannbar ist.The effect of the ultrasound transmitter can be optimized if the piezo transducer has an additional el ment of one of the clamping in the housing wall distant position at least indirectly at the Supported housing wall, the preload adjustable is, in particular the piezo transducer by means of a Adjusting screw can be preloaded variably.
Vorteilhaft ist weiterhin eine Zeitsteuervorrichtung vor gesehen, welche intermittierend nach vorgegebenen Zeitin tervallen für eine erste Zeitdauer die Abgabe von Ultra schall aus löst und gleichzeitig und/oder anschließend für eine zweite Zeitdauer einen Rückspülvorgang veranlaßt, wo bei gegebenenfalls ein steuerbares Ventil auf der Einlauf seite der Filterkammer vorgesehen ist, welches während des Rückspülvorgangs eine Verbindung mit einem Auslauf her stellt, so daß die von dem Filter gelösten Schwebstoffbe standteile zusammen mit einer geringen Menge Probenflüs sigkeit aus dem Meßzyklus entfernt werden.A time control device is also advantageous seen which intermittently after predetermined time dispense Ultra for a first period of time sound triggers and simultaneously and / or subsequently for a second time period causes a backwash where if necessary, a controllable valve on the inlet side of the filter chamber is provided, which during the Backwash a connection with a spout provides so that the suspended solids from the filter components together with a small amount of sample flows be removed from the measuring cycle.
Die Bemessung der Einkoppelmembran zwischen Ultraschall quelle und Filterkammer ist bevorzugt sehr dünn gewählt, wobei die Dicke der Einkoppelmembran zwischen 0,3 und 0,5 mm beträgt, wobei insbesondere auch die Abschlußmem bran an der dem Ultraschallkopf gegenüberliegenden Filter kammeraußenseite entsprechend dünn ausgestaltet ist.The dimensioning of the coupling membrane between ultrasound source and filter chamber is preferably chosen to be very thin, the thickness of the coupling membrane between 0.3 and Is 0.5 mm, in particular also the closing diaphragm bran on the filter opposite the ultrasound head The outside of the chamber is designed to be correspondingly thin.
Wenn das Totvolumen der Filterkammer kleiner als etwa 2 ml ist, sind nur sehr kleine Rückspülmengen zu transportie ren, welche überraschenderweise für die Reinigung des Fil ters zwischen den Meßvorgängen ausreichend ist, auch wenn - wie bei einer bevorzugten Ausführung - das Metallgewebe des Filters eine Maschengröße zwischen 2 und 25 µm auf weist. If the dead volume of the filter chamber is less than about 2 ml only very small amounts of backwash are to be transported ren, which surprisingly for cleaning the Fil between measurements, even if - as in a preferred embodiment - the metal mesh the filter has a mesh size between 2 and 25 µm points.
Das Filter ist insbesondere zentral in der Filterkammer, derart angeordnet daß es von der Ultraschallquelle fokus sierend intermittierend beschallt werden kann, wobei sich die an dem Filter abgelagerten Feststoffteilchen ablösen und mittels einer Pumpe durch Rückspülen abgeführt werden. Die Beschallungszeit entspricht dabei im wesentlichen der Rückspülzeit und liegt im Sekundenbereich, wobei die Be schallungszeit auch auf einige Zehntelsekunden reduziert werden kann.The filter is particularly central in the filter chamber, arranged so that it focuses from the ultrasound source can be sonicated intermittently, whereby remove the solid particles deposited on the filter and removed by backwashing with a pump. The sonication time corresponds essentially to that Backwash time and is in the range of seconds, the Be noise reduction also reduced to a few tenths of a second can be.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are in the subclaims or are identified below along with the description of the preferred embodiment the invention with reference to the figures. It demonstrate:
Fig. 1 als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Anordnung mit der Ultraschallquelle, den piëzoelektrischen Schwingern, den Filterkammern, sowie dem Zu- und Ablauf sowie Fig. 1 as a preferred embodiment of the invention, an arrangement with the ultrasound source, the piëzoelectric vibrators, the filter chambers, and the inlet and outlet and
Fig. 2 die Ultraschallquelle des Ausführungsbeispiels ge mäß Fig. 1 als Detailansicht. Fig. 2 shows the ultrasound source of the embodiment according to FIG. 1 as a detailed view.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä ßen Filtervorrichtung zur Entfernung von Schwebstoffen aus Abwasserproben im Zusammenhang mit einer Analyseanordnung dargestellt. Sie weist ein Vorlagegefäß 1 auf, aus dem ei ne Leitung 2 für den Zulauf der zu reinigenden Abwasser probe in die Filterkammer 3 führt. Diese ist in der Mitte geteilt, wobei das Gehäuse der Filterkammer 3 von zwei Kammergehäusehälften 3a und 3b gebildet wird. Die Kammer gehäusehälfte 3a befindet sich auf der Zulaufseite, welche mit einem Zulaufstutzen 4 verbunden ist, der über einen entsprechenden Kanal 5 mit der Filterkammer 3 verbunden ist. Die Kammergehäusehälfte 3b bildet dagegen die Aus laufseite und weist einen Auslaufstutzen 6 auf, der eben falls über einen Kanal 7 mit der Filterkammer 3 verbunden ist. In der Ebene der Teilung befindet sich ein feines Me tallgewebefilter 8, welches bei demontierter Filterkammer entnehmbar ist.In Fig. 1, an embodiment of the inventive SEN filter device is shown for the removal of suspended solids from waste water samples in connection with an analysis device. It has a receptacle 1 , from the egg ne line 2 for the inlet of the wastewater to be cleaned leads sample into the filter chamber 3 . This is divided in the center, the housing of the filter chamber 3 of two chamber housing halves 3 a and 3 b is formed. The chamber housing half 3a is situated on the inlet side which is connected to an inlet nozzle 4 which is connected via a corresponding channel 5 with the filter chamber. 3 The chamber housing half 3 b on the other hand forms the off-running side, and has an outlet connection 6, which is flat if connected via a channel 7 with the filter chamber. 3 In the level of the division there is a fine metal fabric filter 8 which can be removed when the filter chamber is removed.
Das Metallgewebefilter weist eine Porengröße von 2 bis 25 µm auf. Das Volumen der Filterkammer beträgt nur ca. 2 ml, so daß das Totvolumen ein Minimum beträgt. Der Durchmesser des Filters ist so ausgelegt, daß das für ei nen Meßvorgang erforderliche Flüssigkeitsvolumen das Fil ter auch bei stark verschmutzer Probenflüssigkeit nicht verstopft.The metal mesh filter has a pore size of 2 to 25 µm. The volume of the filter chamber is only approx. 2 ml, so that the dead volume is a minimum. The Diameter of the filter is designed so that the egg NEN measuring process required volume of liquid the fil ter even with heavily soiled sample liquid clogged.
Ein in eine entsprechende Aussparung eingelegter O-Ring 9 dichtet die beiden Kammergehäusehälften 3a und 3b nach au ßen hin ab. An der Auslaufseite der Filterkammer 3 ist ei ne Ultraschallquelle 10 vorgesehen, welche einen Piezo wandler 11 aufweist, der mit einer als λ/2-Leitung 12 aus gelegten Schwinger in Verbindung steht. Der Piezowandler als Ultraschallquelle 10 befindet sich dabei in der Mitte der Leitung. Die Ultraschallquelle 10 arbeitet mit einer Frequenz in einem Bereich von 25 bis 60 kHz. Der Piezo wandler ist mit einer Schraube 13 gegen das Gehäuse 14 des Schallwandlers einstellbar vorgespannt, wie es in Fig. 2 weiter unten näher dargestellt ist.An O-ring 9 inserted into a corresponding recess seals the two chamber housing halves 3 a and 3 b from the outside. At the outlet side of the filter chamber 3 egg ne ultrasound source 10 is provided, which has a piezo transducer 11 , which is connected to a 12 λ laid as a transducer in connection. The piezo transducer as the ultrasound source 10 is located in the middle of the line. The ultrasound source 10 operates at a frequency in a range from 25 to 60 kHz. The piezo transducer is preloaded with a screw 13 against the housing 14 of the sound transducer, as is shown in more detail in FIG. 2 below.
Die Einkopplung der Ultraschallenergie in die Filterkammer erfolgt über eine an der Auslaufseite vorgesehene Membran 15, welche einstückig mit dem Gehäuse 14 des Schallwand lers verbunden ist. Das Ende des Ultraschallschwingers bildet dabei einen Teil der Kammerwandung, wobei das Ende des Schwingers 10 in die elastische dünne Membran mit ei ner Stärke von 0,3 bis 0,5 mm übergeht, welche sehr dünn ausgestaltet ist, um die erforderliche Elastizität sicher zustellen. Die innere Öffnung der Leitung 12 verjüngt sich bei der dargestellten Ausführung im Bereich der Gehäusean kopplung zu einer Spitze 16.The coupling of the ultrasonic energy into the filter chamber takes place via a membrane 15 provided on the outlet side, which is integrally connected to the housing 14 of the baffle. The end of the ultrasonic vibrator forms part of the chamber wall, the end of the vibrator 10 merging into the elastic thin membrane with a thickness of 0.3 to 0.5 mm, which is very thin to ensure the required elasticity. The inner opening of the line 12 tapers in the illustrated embodiment in the area of the housing coupling to a tip 16 .
An der Zulaufseite ist eine weitere Membran 17 vorgesehen, die einen Abschluß für die Ultraschallenergie bildet, wel che im Bereich der Kammer als wesentliche Komponente nur in Form der Schallschnelle auftritt. Der Ultraschall wird an dem akustisch losen Ende derart reflektiert, so daß sich in der Filterkammer die Schallschnelle optimal aus bilden kann.On the inlet side, a further membrane 17 is provided, which forms a closure for the ultrasonic energy, which occurs in the area of the chamber as an essential component only in the form of the sound velocity. The ultrasound is reflected at the acoustically loose end in such a way that the sound velocity can form optimally in the filter chamber.
Im Normalbetrieb erfolgt für jeweils einen Meßzyklus der Transport der noch leicht schwebstoffbelasteten Abwasser probe aus dem Vorlagegefäß 1 über die Leitung 2 in die Filterkammer 3 und von dort über die Leitung 24 zur (nur schematisch dargestellten) Pumpen- und Analysenvorrichtung 18 in Richtung der Doppelpfeile. Die Schwebstoffe werden dabei durch das Filter 8 zurückgehalten.In normal operation, for each measuring cycle, the transport of the still slightly suspended wastewater sample from the storage vessel 1 via line 2 into the filter chamber 3 and from there via line 24 to the (only shown schematically) pump and analysis device 18 in the direction of the double arrows. The suspended matter is retained by the filter 8 .
Wenn die erforderliche Probenmenge gefördert ist, kommt die Pumpe zum Stillstand und der Ultraschallschwinger wird über eine Taktzyklus-Steuervorrichtung 19 und einen Ultra schallgenerator 20 für einen vorgegebenen Zeitraum akti viert. Dadurch werden die Verschmutzungen vom Filter abge löst und können sich in der - in der Zeichnung rechten - Filterkammerseite auf der Zustromseite verteilen. When the required amount of sample is conveyed, the pump comes to a standstill and the ultrasonic vibrator is activated via a clock cycle control device 19 and an ultrasonic generator 20 for a predetermined period of time. This removes the dirt from the filter and can be distributed in the - on the right side of the filter chamber - on the inflow side.
Gleichzeitig oder nach kurzer Einwirkungszeit wird die Pumpe 18 von der Steuervorrichtung 19 auf Rückwärtsförde rung gestellt und der abgelöste Schmutz mit einem kleinen Teil der vorgereinigten Probe in Richtung der Einfachpfei le zurück in das Vorlagengefäß 1 gespült, wo es entfernt wird bevor die neue Probe für den nächsten Meßzyklus zuge führt wird. Als Einwirkungsdauer sind Zeiten zwischen 1 und 180 Sekunden ausreichend.Simultaneously or after a short exposure time, the pump 18 is set by the control device 19 to reverse promotion and the detached dirt is rinsed with a small part of the pre-cleaned sample in the direction of the single arrow back into the receiver 1 , where it is removed before the new sample for the next measurement cycle is supplied. Times between 1 and 180 seconds are sufficient as the exposure time.
Durch die intermittierend impulsweise Aktivierung der Ul traschallquelle wird nach jedem Meßzyklus der Rückstand an Schwebstoffen entfernt. Dies hat den Vorteil, daß es sich jeweils nur um eine geringe Menge handelt, die den laufen den Meßzyklus nicht beeinträchtigen kann. Für den nächsten Meßzyklus steht dann bereits wieder ein vollständig gerei nigtes Filter zur Verfügung. Damit kann das Filter in sei ner Dimensionierung sehr klein ausgelegt werden. Was wie derum den Vorteil hat, daß wenig Meßflüssigkeit im Totraum verbleibt.Due to the intermittent impulse activation of the ul After every measuring cycle, the source of the Suspended matter removed. This has the advantage that it is each is only a small amount that are running cannot affect the measuring cycle. For the next one The measuring cycle is then completely clean again filter is available. So that the filter can be in dimensioning very small. What how which has the advantage that little measuring liquid in the dead space remains.
Die Erfindung ist aber auch für eine Analysebetrieb mit Probenentnahme aus einem großen Reservoir im Durchlaufbe trieb geeignet. In diesem Fall ist ein zusätzliches - in der Zeichnung gestrichelt dargestelltes - Ventil 21 vorge sehen, welches bei Rückspülbetrieb so umgestellt wird, daß die Probe mit den vom Filter gelösten Schwebstoffbestand teilen über eine Leitung 22 (gestrichelter Pfeil) in ein - nicht dargestelltes Gefäß zu Entsorgung gelangt.The invention is also suitable for an analytical operation with sampling from a large reservoir in the Durchlaufbe operation. In this case, an additional valve 21 - shown in dashed lines in the drawing - is provided, which is converted during backwashing so that the sample with the suspended solids from the filter share via a line 22 (dashed arrow) into a - not shown vessel Disposal.
Ein Arbeitszyklus der Filterkammer beinhaltet auch in die sem Fall wieder die Förderung einer schwebstoffbelasteten Abwasserprobe durch die im Saugmodus arbeitende Pumpe 18 aus dem Vorlagegefäß 1 durch die Zuleitung 2 in die Fil terkammer 3. Das Metallgewebefilter 8 fängt die Schweb stoffe beim Durchströmen der Kammer 3 ab. Danach schaltet sich die Pumpe 18 ab und der Schwingungsgenerator 20 ver sorgt den λ/2-Ultraschallschwinger 10 entsprechend über den piëzoelektrischen Geber 11 mit Energie. Dadurch werden die das Filter 3 zusetzenden Schwebstoffe wieder aus dem Metallgewebe entfernt und verteilen sich in der Zulaufsei te der Kammer 3. Nach einer vorbestimmten Zeit der Ultra beschallung, schaltet die Pumpe 18 auf Druckmodus und för dert die vom Filter abgelösten Schwebstoffe aus der Fil terkammer hinaus. Weil jetzt gleichzeitig mit der Umschal tung der Pumpe auf Rückförderung das Richtungsventil 21 den Weg zum Probenvorrat absperrt und statt dessen eine Leitung 22 freigibt, wird die die Verschmutzungen enthal tende Flüssigkeitsmenge entsorgt. Dies kann entweder in einen getrennten Aufnahmebehälter zur späteren Entsorgung oder in eine fest installierte Entsorgungsleitung erfol gen.A working cycle of the filter chamber also includes in this case again the conveyance of a wastewater sample contaminated with suspended matter by the pump 18 operating in the suction mode from the storage vessel 1 through the feed line 2 into the fil terkammer 3 . The metal mesh filter 8 catches the suspended matter when flowing through the chamber 3 . Then the pump 18 turns off and the vibration generator 20 provides the λ / 2 ultrasonic vibrator 10 accordingly via the piezoelectric transmitter 11 with energy. As a result, the filter 3 clogging suspended particles are removed again from the metal mesh and are distributed te in the Zulaufsei the chamber 3rd After a predetermined time of the ultrasound, the pump 18 switches to pressure mode and promotes the suspended matter detached from the filter out of the filter chamber. Because the directional valve 21 now blocks the path to the sample supply and instead releases a line 22 simultaneously with the switching of the pump to return flow, the contaminant-containing amount of liquid is disposed of. This can be done either in a separate receptacle for later disposal or in a permanently installed disposal line.
Die Filterkammer arbeitet intermittierend oder quasikonti nuierlich mit einem sehr kleinen Totvolumen, um eine gute Durchspülung mit geringstem Totwasseranteil der Filterkam mer zu ermöglichen. Dies bietet auch den Vorteil, daß die durch das Filter aufgehaltenen Schwebstoffe nicht zerstäu ben, sondern im Ganzen, mit nur einem kleinen Teil der ge reinigten Probe, in den Vorlagebehälter zurück- oder nach extern gefördert werden. Dadurch ergibt sich insbesondere dadurch ein Vorteil, daß kein zusätzliches Spülmedium be nötigt wird. Die beteiligten Probenmengen sind sehr klein, da das Filter - damit die Filterkammer - ebenfalls räum lich minimiert dimensioniert werden können. The filter chamber works intermittently or quasi-continuously nuously with a very small dead volume to get a good one Flushing with the least amount of dead water in the filter to enable more. This also has the advantage that the do not atomize suspended matter held up by the filter ben, but as a whole, with only a small part of the ge cleaned sample, back into the storage container or after receive external funding. This results in particular thereby an advantage that no additional flushing medium be is required. The sample amounts involved are very small, since the filter - thus the filter chamber - also clears dimensions can be minimized.
In Fig. 2 ist im Detail noch der Ultraschallschwinger 10 im vollständigen Schnitt als vorteilhafte Ausführung wie dergegeben. Es ist ersichtlich, daß die mit einer Spitze 23 versehene Schraube 13 die Scheibe des Piezowandlers 11 vorspannt, so daß dieser auf eine maximale Schwingamplitu de einstellbar ist.In Fig. 2 in detail nor the ultrasonic vibrator 10 is as dergegeben in full section than advantageous embodiments. It can be seen that the screw 13 provided with a tip 23 prestresses the disk of the piezo transducer 11 so that it can be set to a maximum oscillation amplitude.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungs beispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten möglich, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not restricted in its implementation to the preferred embodiment given above examples. Rather, a number of variants are possible which of the solution shown also in principle makes use of different types.
Claims (21)
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Filterkammer (3), ein räumlich im wesentli chen in der Mitte angeordnetes Filter von einer Ultra schallquelle intermittierend beschallt wird, daß sich die an dem Filter abgelagerten Schwebstoffteilchen wieder ab lösen
daß in zeitlicher Zuordnung zum dem Beschallungsvorgang die gelösten Schwebstoffteilchen mittels einer Pumpe (18) durch Rückspülen aus der Filterkammer (3) herausgeführt werden.19. A method for cleaning a filter device according to one of the preceding claims,
characterized,
that in a filter chamber ( 3 ), a spatially arranged in the middle Chen in the middle filter is intermittently sonicated by an ultra sound source that the particles deposited on the filter detach again
that the loosened suspended particles are brought out of the filter chamber ( 3 ) by backwashing in time-related to the sonication process by means of a pump ( 18 ).
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