DE1436269C3 - Verfahren zum Betrieb einer Filtervorrichtung mit selbsttätiger Reinigung für unter Druck stehende Flüssigkeiten und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

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F i g. 4 einen senkrechten axialen Schnitt durch gen zurückläßt. Die gefilterte Flüssigkeit gelangt über

eine Vorrichtung nach der Erfindung, das Filterkörper-Halterohr 10 α in die Auslaß-

F i g. 5 einen Schnitt nach der Xinie V-V in kammer 4 und fließt über den Auslaßstutzen 7 nach

F i g. 4, außen ab.

F i g. 6 eine Vorderansicht eines Steuerelements, 5 Das plötzliche öffnen des Ventils 14 a mit Hilfe

F i g. 7 einen vergrößerten Schnitt durch einen der Kurvenscheibe 16 bewirkt einen plötzlichen ;

Teil von F i g. .4 gemäß einer anderen Ausführungs- Druckabfall in der Zelle 1 a. Der Druck fällt dabei %.

form, auf einen Wert ab, der niedriger ist als der Wert des -i

F i g. 8 eine schematische Darstellung einer Filter- im Inneren des Filterkörper-Halterohrs herrschenden '■'[

zcllenanordnung. io Drucks, und zwar deswegen, weil die als Durchfluß-

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, enthält die Vor- begrenzer wirkende ringförmige Speiseöffnung 12ο ΐ

richtung nach der Erfindung einen Satz sektor- zwischen der Einlaßkammer 3 und der Zelle 1 a

förmiger Filterzellen la bis 1 h, die um ein mit einen erheblich höheren Druckverlust verursacht als ΐ

einem Einlaßstutzen 5 versehenes zentrales Rohr 2 der Dmckverlust infolge der Ablaßöffnüng 13 α. Der ;

herum radial angeordnet sind. Über diesem Filter- »5 Druckunterschied zwischen der Innenseite und der

zeilensatz sind eine Einlaßkammer 3 und eine Aus- Außenseite der Wand der Filterkerze 11 bewirkt das

laßkammer 4 übereinander angeordnet. Das zentrale Ablösen der abgelagerten Verunreinigungen. Das J

Rohr 2 weist gegenüber der Einlaßkammer 3 an durch die ringförmige Speiseöffnung 12 α fließende %

seinem Außenumfang eine mit einem Sieb 6 ver- ungefilterte Wasser führt diese Verunreinigungen über

sehene öffnung auf. Die Auslaßkammer 4 ist mit 20 die Kammer 8 und den Entleeningsstutzen 9 ab. Um

einem Auslaßstutzen 7 versehen. zu verhindern, daß das gefilterte Wasser im Gegen-

Untcrhalb des Filterzellensatzes 1 α bis 1 /i ist eine strom von der Innenseite des Filterkörpers nach mit einem Entleerungsstutzen 9 versehene Kammer 8 außen fließt, wird das Ventil 14 α mit Hilfe eines geangeordnet. Die obere Wand jeder Zelle, beispiels- eigneten Profils der Kurvenscheibe 16 teilweise geweise die der Zelle 1 a, weist mindestens eine Speise- 35 schlossen, so daß der Druck in der Zelle 1 α ansteigt, öffnung 12 α auf, die die Zelle mit der Einlaß- Die Reinigung der Filterkörper wird also fast auskammer3 verbindet. Diese öffnung wird teilweise schließlich durch das ungefilterte Wasser bewirkt, von einem Filtcrkörper-Halterohr 10 α eingenommen, Diese Reinigung erfolgt für jede einzelne der Zellen das als Halterung für eine poröse Filterkerze 11a mit Hilfe der Kurvenscheibe 16, welche die Ventile ■ dient. Das Filterkörper-Halterohr ragt so in die 30 14 α bis 14 It periodisch öffnet. Um das Sieb 6 von Zelle hinein, daß die Einlaßkammer 3 und die den . von ihm zurückgehaltenen groben VerZelle la nur über den um das Rohr 10a herum unreinigungen zu befreien, genügt das öffnen des freibleibenden ringförmigen Durchlaß verbunden Schiebers 21.
sind. Die Kurvenscheibe 16 hat. ein Profil, das in seiner

Im Boden der Zelle ist eine durch ein Ventil 14a 35 Abwicklung den in Fig. 3 dargestellten Verlauf hat verschlossene Ablaßöffnung 13 α vorgesehen. Diese und weist im einzelnen eine obere Stufe 25 auf, die öffnung dient als Kanal und stellt bei geöffnetem der ersten Phase des Arbeitszyklus, d. h. dem maxi-Ventil die Verbindung zwischen der Zelle und der malen öffnen der Ablaßöffnung 13 a entspricht, Kammer 8 her. Die Steuerung des Ventils 14 α wird weiterhin eine Zwischenstufe 26, die der zweiten durch einen Stößel 15 α bewirkt, der von einer axial 40 Phase, d. h. dem teilweisen öffnen dieser Ablaßwirkenden umlaufenden Kurvenscheibe 16 betätigt öffnung, entspricht, sowie eine untere Stufe 27, die wird, die auf jeden der dem Filterzellensatz 1 α bis der dritten Phase entspricht, bei der die Ablaß-1 /1 zugeordneten Stößel 15 α bis 15 /1 einwirkt. Diese öffnung verschlossen ist.

von einem Motor 17, der über ein Ritzel 18 und Die Stufe 25 führt also, wie bereits vorstehend ereinen Zahnkranz 19 einwirkt, angetriebene Kurven- 45 örtert, den plötzlichen Unterdruck herbei, der' das scheibe hat ein solches Profil, daß die Stößel 15 α bis Druckgefälle durch den oder die Filterkerzen der 15/i aufeinanderfolgend in der Weise betätigt wer- entsprechenden Filterzelle umkehrt und das Lösen den, daß die Verbindung mit der Kammer 8 zyklisch der auf dieser Filterkerze oder diesen Filterkerzen für jede Zelle hergestellt wird. . angesammelten Verunreinigungen herbeiführt. Diese

Das zentrale Rohr 2 endet in einem Entleerungs- 50 Stufe der Kurvenscheibe liegt zwischen Anstiegen 28 rohr 20, in das ein Entleerungsschieber 21 eingesetzt und 29 mit starker Neigung und hat eine geringe ist. Jede Zelle hat nur ein Ventil, jedoch kann sie Länge, so daß die Umkehrung des Druckgefälles zueine große Anzahl von Filterkerzen enthalten, die je gleich plötzlich und kurz ist und nur während der auf ihrem jeweiligen Filterkörper-Halterohr ange- Zeitspanne erfolgt, die zum Lösen der Verunreiniordnet sind. In diesem Falle sind so viel öffnungen 55 gungen notwendig ist, ohne. daß praktisch die gevvie Filterkörper vorhanden. filterte Flüssigkeit im Gegenstrom von der Innenseite

Das vorstehend beschriebene Filtergerät arbeitet zur Außenseite des oder der Filterkerzen fließt. Die

wie folgt: ■ Stufe 26 der Kurvenscheibe hat eine solche Höhe,

Bei geschlossenem Entleerungsschieber 21 setzt daß der Druck in der Filterzelle im wesentlichen die über den Einlaß 5 ankommende, unter Druck 60 gleich dem in der Einlaßkammer 3 herrschenden stehende Flüssigkeit die Einlaßkammer 3 unter Druck ist, so daß die gefilterte Flüssigkeit.nur in ver-Druck, nachdem sie durch das Sieb 6 hindurch- nachlässigbarem Ausmaß im Gegenstrom ausfließt geflossen ist, auf dem sie ihre groben Verunreinigun- und die Filterkörper im wesentlichen durch nicht gegen zurückgelassen hat. Von da strömt die Flüssig- filterte Flüssigkeit ausgewaschen werden, die unkeit über die ringförmigen Speiseöffnungen 12 α bis 65 mittelbar aus der Einlaßkarrimer 3 durch die ring-12 Λ in die Zellen 1 α bis 1 h ein. Hier tritt sie durch förmigen Durchlässe 12 a und die Ablaßöffnung 13 a die Wand der jeweiligen Filterkerze, z. B. 11 a, wo- zur Entleerungskammer 8 fließt,
bei sie in der Filterkerze ihre feinen Verunreinigun- Die vorstehend beschriebene Filtervorrichung wird

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daher fortwährend automatisch gereinigt, ohne daß über die Keilverbindung 165 drehbare Halterung

die Vorrichtung deswegen außer Betrieb gesetzt wer- 150, die mittels eines Lagers 151 um die Achse 160

den muß, und zwar wird die Reinigung in vorteil- der gesamten Vorrichtung drehbar ist. Das Lager

hafter Weise bei minimalem Gegenstrom der ge- wirkt dabei .mit einer mit der Basis 146 der Vorrich-

filterten Flüssigkeit im wesentlichen durch die 5 tung fest verbundenen feststehenden Säule 152 zu-

! Flüssigkeit erreicht. sammen. Es ist eine Kurvenscheibenwelle 153 vor-

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel gesehen, die in einem Lager 154 drehbar gelagert einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung mit einer und an ihrem inneren Ende mit einem Zahnrad 155 Auslaßkammer 101, einer Einlaßkammer 102, einem sowie an ihrem äußeren Ende.mit einer Kurven-Filterzellensatz 103, von dem nur die Fikerzellen io scheibe 156 drehfest verbunden ist. Das Zahnrad 107,108,109,115 und 116 sichtbar sind, einer Ent- 155 steht mit einem entsprechenden feststehenden leerungskammer 104, einer die Reinigung der ZeI- Zahnkranz 157 im Eingriff, der sich an einer mit der len steuernden Steuereinrichtung 105 und einer feststehenden Säule 152 festverbundenen Scheibe diese Steuereinrichtung betätigende Antriebsvorrich- 158 befindet. ' ,' .; ^s ,:
tung 106. 15 Die vorstehend beschriebenen Elemente sind auf

Die Auslaßkammer ist durch einen Deckel 110, der gemeinsamen Achse 160 hintereinander mit

' eine mit dem Deckel aus einem Stück gefertigte Hilfe von Flanschen angebracht, die durch Schrauben

Seitenwand 111 und die obere Wand 120 der Einlaß- und Muttern 133 und 134 miteinander verbunden

kammer 102 abgegrenzt. Durch den Deckel 110 ver- . sind, wobei die Einlaßkammer 102 in eine zu diesem

läuft eine Einlaßleitung 112, die abdichtend, bei- 20 Zweck in der Seitenwand 111 der Auslaßkammer

spielsweise durch Verschweißen bei 113, befestigt jst 101 vorgesehene Bohrung 117 eingesetzt ist. Fest-

und die Einlaßkammer 102 nach außen verbindet. stehende Ringdichtungen 135,136 und 137 bewirken

Oben an der Seitenwand 111 ist ein Auslaßstutzen die Abdichtung zwischen den einzelnen Elementen

114 angebracht. Die eine zylindrische Form auf- und der Außenluft sowie auch zwischen aneinander

weisende Einlaßkammer 102 ist durch eine obere 45 angrenzenden Elementen. Die Filterzellen sind hier-

Wand 120, eine untere Trennwand 121 und eine bei um die gemeinsame Achse 160 herum auf zwei

Seitenwand 122 abgegrenzt. Die obere Wand 120 ist Kreisen 195 und 196 (F i g. 5) angeordnet, wobei auf

in ihrer Mitte mit einer öffnung 123 versehen, an die dem inneren Kreis 196 sechs Zellen und auf dem

sich mittels einer Dichtung 124 die Leitung 112 an- äußeren Kreis 195 zwölf Zellen angeordnet sind,

schließt, über die die Einlaßkammer 102 an ein 30 ... Die in Fig.4 im Schnitt dargestellte Filterzelle

äußeres Leitungsnetz angeschlossen ist. Die Leitung 109 enthält einen Satz Filterkerzen, von denen die

112 besitzt einen Einlaßanschlußstutzen 125. Filterkerzen 170,171 und 172 sichtbar sind, wobei

Die Zellen des Filterzellensatzes 103 stimmen die beiden ersten, 170 und 171, im Schnitt dargestellt alle miteinander überein und haben, die Form von sind. Jede dieser Filterkerzen ist an dem Ende eines zylindrischen Körpern, die mit einer oberen Platte 35 Filterkörper-Halterohrs, beispielsweise des Rohres 130 und einer unteren Platte 131 so verschweißt 173 für die Filterkerze 171, befestigt, das die Innensind, daß sie eine starre Einheit bilden, in deren Seite der Filterkerze mit der Auslaßkammer 101 verinnerem die einzelnen Filterkerzen um eine die bindet, indem es die Einlaßkammer 102 durchragt. Symmetrieachse der Filtervorrichtung bildende ge- Dieses Filterkörper-Halterohr ragt in die Filterzelle meinsame Achse 160 herum gleichmäßig verteilt an- 40 hinein, indem es sich durch eine in der unteren geordnet sind. In der Mitte dieser Einheit befindet Wand 121 der Einlaßkammer 102 ausgebildete öffsich keine Zelle, wobei der dort vorhandene freie nung erstreckt, die einen zu dem Rohr 173 kon-Raum von einem Teil der Antriebsvorrichtung 106 zentrischen ringförmigen Durchlaß 174 abgrenzt und eingenommen wird, wobei die untere Platte 131 mit einen Durchflußbegrenzer bildet, der die Einlaßeiner öffnung 132 versehen ist. 45 kammer 102 mit der Filterzelle 109 verbindet. Jede

Die Entleerungskammer 104 ist ringförmig, wobei Filterkerze ist an einem entsprechenden Rohr be-

der freibleibende zentrale Raum 140 den anderen festigt, wobei um jedes Rohr ein ringförmiger Durch-

Teil der Antriebsvorrichtung 106 aufnimmt. Die laß vorhanden ist, der den Durchfluß begrenzt.

Kammer ist zur Achse 160 zentriert angeordnet und Der Deckel 143 der Entleerungskammer 104 ist

von einer Außenwand 141, einer Innenwand 142, 50 gegenüber jeder Filterzelle mit einer öffnung als Zu-

einem Deckel 143 und einem Boden 144 abgegrenzt. gang zu einem in ein Ventil einmündenden krümmer-

Die Außenwand ist mit einem Entleerungsstutzeri förmigen Kanal versehen. Dieses Ventil stellt unter

145 versehen. Einwirkung eines Stößels die Verbindung zwischen

Die nachstehend noch näher zu beschreibende der Filterzelle und der Entleerungskammer her.

Steuereinrichtung 105 ist unterhalb der Filtervorrich- 55 Fig. 4 zeigt einerseits für die im Schnitt dargestellte

tung untergebracht und von einer Verlängerung 146 Filterzelle 109 die öffnung 180, den krümmer-

der Außenwand 141 der Entleerungskammer um- förmigen Ablaßkanal 181 und das durch den Stößel

geben. 183 betätigte Ventil 182 und andererseits für die in

Die aus einem Motor 161 und einem mit diesem Seitenansicht dargestellte Filterzelle 108 den krüm-

zu einem Ganzen vereinten Untersetzungsgetriebe 60 merförmigen Ablaßkanal 188 und den Stößel 189.

162 bestehende Antriebsvorrichtung 106 ist in dem Die krümmerförmigen Ablaßkanäle stimmen alle

Raum 140 mit Hilfe eines Flansches 163 befestigt, mit dem krümmerförmigen Ablaßkanal 181 überein,

der mit einem Absatz 164 .der Innenwand 142 der und weisen einen auf die öffnung 180 passenden

Entleerungskammer 104 verschraubt ist. Eine Keil- Einlaß 175 auf, dessen Querschnitt ini wesentlichen

verbindung 165 überträgt die Drehungen der Aus- 65 gleich dem Querschnitt einer Filterzelle ist, sowie

gangswelle des Untersetzungsgetriebes 162 auf die einen sich verjüngenden Auslaß 176. Die Achsen

Steuereinrichtung 105. 177 und 178 des Einlasses 175 bzw. des Auslasses

Die Steuereinrichtung 105 enthält eine bewegliche, 176 sind zueinander parallel und dezentriert so an-

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geordnet, daß diese Ablaßkanäle die Form eines Rohr 173, mit der Auslaßkammer 101 und über die

Doppelkrümmers erhalten. Der Wert e dieser De- ringförmigen Durchlässe, wie beispielsweise den

zentrierung ist so gewählt, daß mit Hilfe einer Durchlaß 174, mit der Einlaßkammer 102.

passenden Orientierung der Doppelkrümmer die In dem einen Schnitt durch den Filterzellensatz

Stößel in gleichen Winkelabständen auf einem zur 5 darstellenden unteren Abschnitt von Fig. 5 erkennt

gemeinsamen Achse 160 zentrierten Kreis verteilt man im Inneren der mit der Zelle 109 überein-

angcordnet sind. stimmenden Zelle 201 die sieben ihr entsprechenden

Die Ventile bestehen je aus einem kugelförmigen Filterkerzen, und zwar insbesondere die mit der von

Verschlußkörper, der in Schließstellung des Ventils dem Rohr 173 gehaltenen Filterkerze 170 überein-

auf einem durch das konische Ende des Ablaßkanals io stimmenden Filterkerzen 202. In dem Boden der |

gebildeten Sitz ruht. Dies zeigt Fig. 4 für den Ab- Zelle 201 erkennt man die der öffnung 180 (Fig. 4)

laßkanal 181, dessen kugelförmiger Ventilkörper entsprechende öffnung 203, die in den mit dem Ab-

182 mit dem durch das konische Ende 176 dieses laßkanal 181 übereinstimmenden Ablaßkanal 204

Kanals gebildeten Sitz 184 zusammenwirkt. Der einmündet, gegen den sich die mit der zentralen

Ventilkörper wird von einem Stößel 183 gesteuert, 15 Filterkerze 171 (F i g. 4) übereinstimmende zentrale j

der den Boden 144 der Entleerungskammer 104 über Filterkerze 205 abhebt.

eine Führung 185 durchragt. Eine nachgiebige Mem- Diese beiden Schnitte zeigen, wie die Filterzellen

bran 186 ist einerseits an dem Boden 144 und auf zwei strichpunktiert dargestellten Kreisen, und

andererseits an dem Stößel 183 abdichtend befestigt, zwar einem äußeren, 195, und einem inneren, 196,

um diesen und seine Führung 185 gegen in der so verteilt angeordnet sind und wie diese Kreise zu-

Entleerungskammer 104 . enthaltene Substanzen zu einander angeordnet sind, damit der zwischen den

schützen. Das Ende des Stößels 183 trägt einen Zellen vorhandene Totraum auf ein Mindestmaß

scheibenförmigen Stützteller 187, der sein Zusam- verringert wird.

.menwirken mit der Kurvenscheibe 156 ermöglicht. In dem oberen Abschnitt von F j g. 5, der ein

F i g. 4 zeigt außerdem die um den Stößel 189 herum 35 durch den oberen Teil der Entleerungskammer 104

angebrachte Membran 190 sowie den an dem Ende geführter Schnitt ist, sieht man die Ablaßkanäle, die

dieses Stößels befestigten Stützteller 191. die Entleerungskammer 104 mit jeder der Filter- .

Die Stößel der einzelnen Ventile' sind mit dem zellen verbinden. So verbindet der Ablaßkanal 206 gleichen Winkelabstand auf einem zur gemeinsamen die Entleerungskammer 104 mit der in F i g. 4 sicht-Achse 160 zentrierten Kreis verteilt so angeordnet, 30 baren Filterzelle 116, während in Fig. 6 lediglich daß die Kurvenscheibe 156 bei ihrer ihr durch die ihre Projektion strichpunktiert dargestellt ist. Der Drehbewegung der beweglichen Halterung 150 ver- Schnitt verläuft durch den oberen Abschnitt des Abmittelten kreisenden Umlaufbewegung aufeinander- laßkanals 206, so daß der entsprechende Ventilfolgend auf das Ventil jeder der einzelnen Filter- körper 208 nicht sichtbar ist, weshalb er nur gezellen einwirkt. Demzufolge haben die Stützteller, 35 strichelt dargestellt ist. Die den Zellen des inneren wie beispielsweise der Stützteller 187 oder der Stütz- Kreises 196 zugeordneten Ablaßkanäle sind von ihm teller 191; je einen Durchmesser ,der im wesentlichen aus nach außen gerichtet, während die den Zellen gleich dem Kreisbogen zwischen den Enden von des äußeren Kreises 195 zugeordneten Ablaßkanäle zwei aufeinanderfolgenden Betätigungsstößeln ist. nach innen gerichtet sind, so daß sämtliche Ventile Die Durchmesser der Teilkreise des Zahnkranzes 40 auf einem zur gemeinsamen Achse 160 zentrierten 157 und des Zahnrades 155 sind so bemessen, daß Kreis 197 zu liegen kommen. Die Abläßkanäle sind die Kurvenscheibe um die Achse der Kurven- so bemessen und orientiert, daß die Mitten der scheibenwelle 153 eine vollständige Umdrehung aus- Ventile, also die entsprechenden Stößel, wie beiführt, wenn sich die bewegliche Halterung 150 über spielsweise die Stößel 183,189,210,211 (Fig. 4), einen Winkel dreht, der gleich dem Winkel zwischen 45 bei gleichem Winkelabstand 212 zwischen zwei äufzwei aufeinanderfolgenden Ventilen ist. einanderfolgenden Mitten auf diesem Kreis gleich-

Fig: 5 zeigt in ihrem rechten Abschnitt. einen mäßig verteilt angeordnet sind.

Schnitt durch die ^: Einlaßkammer 102, in ihrem Die Kurvenscheibe 156 hat ein Profil, das, wie aus unteren Abschnitt einen Schnitt durch den Filter- F i g. 6 ersichtlich, zwei Stufen enthält, und zwar eine zeilensatz 103 und in ihrem oberen Abschnitt einen 50 »hohe« Stufe AB mit einem Radius/?, und von ge-Schiiitt durch den oberen Teil der Entleerungs- ringerer Länge (Kreisbogen), die dem maximalen kammer 104. · ; öffnen des Ventils entspricht, und eine »mittlere« In dem rechten Abschnitt von Fig. 5 sieht man Stufe CD mit einem Radius /?., und von verhältnisdie zu Gruppen von sieben Stück angeordneten, mit mäßig großer Länge (Kreisbogen), die der teilweise dem Filterkörper-Halterohr 173 übereinstimmenden 55 geöffneten Stellung des Ventils entspricht. Filterkörper-Halterohre, wobei jede Gruppe einer Diese beiden Stufen der Kurvenscheibe sind durch Filterzelle zugeordnet ist. So ist die Gruppe 198 der. AnstiegeBC, EA und durch eine RundungDE niit-Filterzelle 108 und die' Gruppe 199 der gestrichelt einander verbunden. . ' dargestellten Zelle 109 zugeordnet. Um jedes Filter- Die den Zahnkranz 157 tragende feststehende körper-Halterohr ist ein ringförmiger Durchlaß vor- 60 Scheibe 158 (Fig. 4) liegt auf der gleichen Seite der handen, der' dem Durchlaß 174 entspricht, der das Kurvenscheibenwelle 153 wie die äri den Steuer-Halterohr 173 umgibt. Jede der Gruppen aus Halte- stößein der Ventile befestigten Stützteller, beispielsrohren und ringförmigen Durchlässen verbindet die weise der Stützteller 187. Somit ergibt die durch den entsprechende Filterzelle einerseits über die Rohre Pfeil 215 (Fig. 6) angedeutete Drehrichturig ider rnit'der AuslaßkEfmmer 101 und andererseits über 65 Kurvenscheibe an der Berührüngsstelle der Kurvendie ringförmigen Durchlässe mit der Einlaßkammer scheibe 156 mit diesen Stütztellern eine tangentiale 102. So verbindet die Gruppe 199 die Zelle 109 über. Geschwindigkeit, die der durch "deiti; Pfeil 216 Bardie FilterkÖrper-Haiterohre, wie beispielsweise das gestellten Geschwindigkeit, die die "sich aus der

t 11 . 12

Drehbewegung der beweglichen Halterung 150 er- Demzufolge arbeitet die Filtervorrichtung selbst-

gebende kreisende Bewegung bedingt, entgegen- reinigend, wobei ihre vollständige Reinigung prak-

gesetzt ist. Im Falle von F i g. 4 liegen die fest- tisch durch die ungefilterte Flüssigkeit allein bewirkt

stehende Scheibe 158 wie die Stützteller 187 und 191 wird, so daß der Verlust an gefilterter Flüssigkeit

oberhalb der Kurvenscheibenwelle 153. Demzufolge 5 sehr gering ist, d. h. in der Größenordnung von

läuft die Kurvenscheibe 156 gewissermaßen auf den wenigen Prozent liegt. Da die Vorrichtung vielzellig

Stütztellern, d.h., sie wälzt sich auf ihnen ab, wobei ist, bewirkt die aufeinanderfolgende, zyklisch wieder-

ihre Gleitbewegung in bezug auf die Stützteller auf holende Art des Reinigens jeder Zelle, daß der

§ ein Mindestmaß herabgesetzt ist, so daß der Ver- Filtervorgang, als Ganzes gesehen, durch den

schleiß verringert wird. . · xo Reinigungsvorgang nicht unterbrochen wird und eine

Die vorstehend beschriebene Filtervorrichtung ar- ununterbrochene kontinuierliche Filterung gewähr-

beitet wie folgt: leistet wird. Außerdem erhält man durch die An-

Bei der Filterzelle 109 (Fig. 4) sei angenommen. Ordnung der Zellen in ineinandergeschachtelten, zu-

daß sich der Ventilkörper 182 in der Schließphase einander konzentrischen Reihen bei geringem Vo-

seines Zyklus befindet, so daß der Ablaßkanal 181 15 lumen eine sehr große Filterfläche, so daß sich hohe

verschlossen ist. Unter diesen Bedingungen kommt Durchsatzleistungen bei geringem Raumbedarf er-

die mit Verunreinigungen angereicherte Flüssigkeit reichen lassen.

über die Einlaßleitung 112 in der Einlaßkammer 102 Dadurch, daß die Filterkerzen oder Filterpatronen, an, von wo sie über die dem ringförmigen Durchlaß die Filterzellen und die krümmerförmigen Ablaß-174 entsprechenden Durchflußbegrenzer in die ao kanäle jeweils gleiche Teile darstellen, wird durch Filterzelle 109 gelangt. Da der Ablaßkanal 181 ver- Kombination genormter Elemente eine bequeme schlossen ist, kann die Flüssigkeit nur entweichen, Herstellung der Vorrichtung ermöglicht, die hinsichtindem sie von außen nach innen radial durch die lieh ihrer Leistungsfähigkeit leicht den verschiedenen Filterkerzen, wie beispielsweise die Filterkerzen spezifischen Verwendungszwecken angepaßt werden 170,171 und 172, fließt. Dabei lagern sich die von 35 kann. ,
ihr mitgeführten Verunreinigungen in Form eines Die vorstehend beschriebene Vorrichtung läßt Filterkuchens auf der Außenseite der Filterkerzen sich in verschiedenartiger Weise abwandeln:
ab. Die durch die dem Halterohr 173 entsprechen- Beispielsweise können mehrere Kurvenscheiben den Filterkörper-Halterohre hochsteigende gefilterte vorgesehen werden, die der Kurvenscheibe 156 Flüssigkeit erreicht die Auslaßkammer 102, von wo 3° (F i g. 4) entsprechen, und jeweils mit ihrer mit sie über den Anschlußstutzen 114 entweicht. Der einem Kegelrad versehenen Kurvenscheibenwelle Weg der Flüssigkeit ist also der durch die in Fig. 4 drehfest verbunden und um die bewegliche Halterung eingezeichneten verschiedenen Pfeile dargestellte 150 herum verteilt angeordnet sind, wobei die Weg. Zu dem Zeitpunkt, da die »hohe« Stufe der Kurvenscheibenwelle mit einem Kegelrad versehen Kurvenscheibe 156 den Stützteller 187 hochschiebt, 35 ist, das mit dem Zahnkranz 157 im Eingriff steht, wird der Ventilkörper 182 maximal angehoben, so In diesem Falle werden mehrere Filterzellen zudaß in der Filterzelle 109 ein plötzlicher Druckabfall gleich gereinigt, und zwar jede Zelle mit jedem Umerzeugt wird. Da die Abmessungen der ringförmigen lauf der Halterung 150 mehrmals, was notwendig Durchlässe und des Sitzes 184 des Ventilkörpers 182 sein kann, wenn die zu filternde Flüssigkeit stark mit so gewählt sind, daß sich das Druckgefälle an den 40 Verunreinigungen angereichert ist. In diesem Falle Wänden der Filterkörper während dieser öffnungs- kann nämlich die Bildung des Belags so rasch erphase umkehrt, löst sich der Filterkuchen und wird folgen, daß ma,n gezwungen ist, den Reinigungsdurch den Ablaßkanal 181 und die Ventilöffnung in zyklus zu steigern.

Richtung auf die Entleerungskammer 104 mitge- Selbstverständlich ist die bewegliche Halterung nommen. Im Verlaufe dieser Phase fließt die un- 45 150 nur ein Beispiel für die Art, wie man die gefilterte Flüssigkeit nicht mehr durch die Filter- Kurvenscheibenwelle dazu zwingen kann, um die kerzen, sondern an diesen vorbei zur Entleerungs- feststehende undrehbare Säule 152 herum (in einem kammer, wobei sie die Außenfläche der Filterkerzen Kreis) umzulaufen, so daß sich zahlreiche Arten zur umspült und somit reinigt, d. h. sie von den auf ihr Herstellung einer beweglichen Halterung mit der angesammelten Schmutzteilchen befreit. Dieses Um- 50 gleichen Wirkung im Rahmen des allgemeinen Fachspülen durch die ungefilterte Flüssigkeit hält wäh- Wissens finden lassen.

rend der Phase des teilweisen öffnens des Ventils an Es ist- vorteilhaft, jedes Filterkörper-Halterohr an und hört erst und nur auf, wenn sich das Ventil seinem Ausfluß in die Auslaßkammer 101 mit einer wieder schließt. Der Radius R., der »mittleren« Stufe elastischen Trennwand zu versehen, die auf Grund CD der Kurvenscheibe 156 (F i g. 6) ist so gewählt, 55 ihrer Elastizität die Eigenschaft besitzt, daß die in daß das teilweise öffnen des Ventils den in der ihr vorhandene öffnung beim schnellen Strömen der Filterzelle herrschenden Druck so einstellt, daß er Flüssigkeit einen größeren Querschnitt als bei ihrem im wesentlichen gleich dem in der Auslaßkammer langsamen Strömen aufweist. Eine solche Trennwand 101 herrschenden Druck ist. Das Druckgefälle an (Membran) ist in F i g. 7 dargestellt. Die obere Wand den Wänden der Filterkerzen ist dann praktisch 60 120 der Einlaßkammer 102 ist auf ihrer der Auslaß-Null, so daß nur ein geringer Teil der gefilterten kammer 101 zugekehrten Seite mit einer Trennwand Flüssigkeit im Gegenstrom fließt. 230 in Form einer Folie aus elastischem Werkstoff Im Verlauf ihrer kreisenden Bewegungen um die bedeckt, die mittels einer mit Hilfe von Schrauben gemeinsame Achse 160 betätigt die Kurvenscheibe 232 mit der Wand 120 verschraubten Aufspannplatte 156 aufeinanderfolgend jedes einzelne der Ventile, 65 231 auf diesem Boden aufgespannt ist. Diese Aufso daß also zugleich immer nur eine Filterzelle dem spannplatte 231 weist gegenüber jedem einzelnen der Spülvorgang unterworfen ist, wobei dieser Vorgang Filterkörper-Halterohre eine öffnung, wie die öffsich für sämtliche Filterzellen zyklisch wiederholt. nung 233 gegenüber dem Rohr 173, auf. Die Folie

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selbst weist ebenfalls eine öffnung 234, deren Durch- geordnet sein, daß die ihre Achsen miteinander vermesscr/J, kleiner ist als der Durchmesser D des bindenden Geraden auf einer zur gemeinsamen Achse Rohres 173, auf. Wenn sich die Zelle in ihrer Filter- senkrechten Ebene zwei regelmäßige gleichseitige phase befindet, strömt die Flüssigkeil in Richtung und beide zu der gemeinsamen Achse zentrierte des Pfeils 235, jedoch mit einer verhältnismäßig ge- 5 Vielecke umschreiben, von denen das äußere Vielringen Geschwindigkeit. Sobald sich bei Beginn der eck doppelt so viel Seiten wie das innere Vieleck Reinigungsphase d;is Druckgefällc durch die Filter- aufweist. Eine solche Anordnung ist in Fig. 8 verkcr/e umkehrt, tritt eine kurze Gegenströmung in anschaulicht, hier beträgt die Anzahl der Zellen Richtung des Pfeils 236 auf. die während des Ab- vierundzwanzig, wobei der innere Kreis 255 acht sprengens des Filterkuchens einen starken Durchsatz io Zellen und der äußere Kreis 256 sechzehn Zellen bewirkt. Die elastische Folie wölbt sich, indem sie umfaßt. Bei dem Vieleck 257, dessen Ecken mit den die strichpunktiert dargestellte Form annimmt, wobei Achsen, wie beispielsweise der Achse 258, der sich der Durchmesser der öffnung 234 'vergrößert. Zellen des inneren Kreises 255 zusammenfallen, sind Demzufolge ist zum Zeitpunkt des maximalen öff- die Seiten gleich den Seiten des Vielecks 259, dessen ncns des Ventils (Fig. 4) der Durchsatz im Gegen- 15 Ecken mit den Achsen der Zellen des äußeren strom maximal, wobei, sobald das Ventil seine teil- Kreises 256, wie beispielsweise der Achse 260, zuweise geöffnete Stellung erreicht, dieser Durchsatz sammenfallen. Diese beiden Vielecke sind zur gerasch abnimmt, und zwar auf Grund der Tatsache, meinsamcn Achse 261 zentriert, wobei ihre Orien-, daß der Durchmesser der öffnung 234 (Fig. 7) tierung so ist, daß die Radien des inneren Vielecks wieder seinen ■· unsprünglichcn Wert D₁ annimmt, ao für das äußere Vieleck Mittelsenkrechten bilden. Selbstverständlich ist die im vorliegenden Beispiel Demzufolge ist der Radius 262 des Vielecks 257 für gewählte Anzahl von sieben Filterkerzen, die eine das Vieleck 259 eine Mittelsenkrechte. -.-> Filtcrzellc umfaßt, willkürlich bestimmbar. Die vorstehend beschriebene Filtervorrichtung so-Das beschriebene Beispiel zeigt achtzehn Filter- wie ihre Varianten können allein oder in Gegenwart zellen, jedoch können sie auch zahlreicher sein. Die as von Filterhilfsmitteln arbeiten. Sofern die Vor-; Filterzcllen können auf zwei Kreisen, und zwar auf richtung unter Verwendung eines Filterhilfsmittels einem inneren und einem äußeren Kreis, aufgeteilt arbeiten soll, ist es zweckmäßig, ein Verfahren anwerden, von denen der äußere das Zweifache des zuwenden, das.den Verbrauch des Filterhilfsmittels. inricreh Kreises an Zellen umfaßt. Sie sollten so an- wirtschaftlich gestaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen ■■■,'-■

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb einer Filtervorrichtung mit selbsttätiger Reinigung für unter Druck S stehende Flüssigkeiten, wobei die Filtervorrichtung mehrere Filterkerzen aufweist, die einerseits je über eine entsprechende Speiseöffnung aus einer Einlaßkammer mit der unter Druck stehenden Trübe beschickt werden und andererseits mit einem Auslaß für die gereinigte Flüssigkeit in Verbindung stehen, wobei den Filterkerzen jeweils eine ventilgesteuerte, normalerweise geschlossene Ablaßöffnung zugeordnet ist, die in geöffnetem Zustand zum Reinigen der betreffenden. Filterkerze bzw. Filterkerzengruppe den entsprechenden Trüberaum mit einer nach außen führenden Entleerungskammer verbindet, und wobei eine Steuereinrichtung zur Betätigung jedes Ablaßventils vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ablaßventil (14 α bis 14/1) mittels der Steuereinrichtung (16 bis 19) derart betätigt wird, daß es dabei einen aus drei Phasen bestehenden Arbeitszyklus ausführt, wobei in der ersten Phase das Ventil kurzfristig vollständig geöffnet wird, in der zweiten Phase das Ventil während einer bestimmten längeren Dauer teilweise offen und in der dritten Phase das Ventil während der zur Filtration dienenden Restdauer des Arbeitszyklus geschlossen gehalten wird und wobei die Durchlaßquerschnitte der Speiseöffnungen (12 a bis 12/1) sowie der ventilgesteuerten Ablaßöffnungen (13 α bis 13 /j) so gewählt sind, daß das durch die Filterkerzen hindurch auftretende Druckgefälle während des vollständigen öffnens des entsprechenden Ventils (14 ο bis 14/1) umgekehrt wird gegenüber dem Druckgefälle während der Schließphase und das Druckgefälle während des teilweisen öffnens des Ventils praktisch gleich Null wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen (11a bis 11/1) um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und jedes der Ventile (14 α bis 14/1) einen zur gemeinsamen Achse parallelwirkenden Stößel (15 α bis 15 Λ) enthält, dessen Stößelende in Schließstellung auf einem zu der gemeinsamen Achse zentrierten gemeinsamen Kreis liegt und mit der Steuereinrichtung (16 bis 19) in Wirkverbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16 bis 19) eine Kurvenscheibe (16) mit einer auf die Ventilstößel (15 α bis 15 /1) wirkenden Kurve (25 bis 29) aufweist, welche bei ihrer Bewegung die Ventile (14 α bis 14/1) hintereinander in die vorbestimmte Position einstellt und während einer vorbestimmten Zeitdauer hält, wobei sich jederzeit ein oder einige Ventile (14 er bis 14/i) in der ersten bzw. der zweiten Phase ihres Arbeitszyklus befinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen gruppenweise in einzelnen, um eine gemeinsame Achse angeordneten Filterzellen (109) angeordnet sind, die mit der oberhalb der Filterkerzen liegenden Einlaßkammer (102) über die Speiseöffnungen in Verbindung stehen, wobei diese öffnungen als die Filterkerzen ringförmig umschließende Speisekanäle in der Trennwand (121) zwischen der Einlaßkammer und den Filterzellen ausgebildet sind und wobei die ventilgesteuerten Ablaßöffnungen die Filterzellen mit der unterhalb derselben angeordneten Entleerungskammer (104) verbinden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterzellen (107 bis 109 und 115) längs zwei zueinander und zu der Symmetrieachse (160) konzentrischen Kreisen (255,256) angeordnet sind, von denen die äußere Zellenreihe doppelt soviel Zellen umfaßt wie die innere Zellenreihe, wobei die beiden Vielecke (257, 259), die die Achsen^ der Zellen jeder der Zellenreihen in einer zur Symmetrieachse (160) senkrechten Ebene bilden, gleichseitige regelmäßige Vielecke sind, die in ihrer Winkellage zueinander so orientiert sind, daß die Radien des Vielecks (257) des inneren Kreises

(255) für das Vieleck (259) des äußeren Kreises ·

(256) Mittelsenkrechten sind und daß die Ablaßöffnungen in untereinander gleichen Ablaßkanälen (z.B 181) für jede Zelle (z.B. 109) angeordnet sind, wobei diese Kanäle je einen Einlaß (z. B. 175), dessen Querschnitt im wesentlichen gleich dem Querschnitt einer Zelle ist, und einen als Sitz (184) für den entsprechenden Ventilkörper (182) dienenden, die entsprechende Ablaßöffnung bildenden, konisch sich verjüngenden Auslaß (176) haben und einen Doppelkrümmer in der Weise bilden, daß der Einlaß und der Auslaß zueinander dezentriert und mit ihren Achsen zueinander parallel angeordnet sind, während der Ventilkörper (182) einen auf der Achse (178) des Auslasses (176) angeordneten Stößel (183) besitzt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Steuereinrichtung (105) mindestens eine zur Symmetrieachse (160) der Gesamtanordnung senkrechte Kurvenscheibenwelle (153) enthält, die in einer drehbaren Halterung (150) gelagert ist und eine radial wirkende Kurvenscheibe (156) sowie ein mit ihr drehfestes Zahnrad (155) trägt, das mit einem zur Symmetrieachse (160) zentrierten feststehenden Zahnkranz (157) kämmt, wobei die Halterung mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung (106) um die Symmetrieachse (160) drehbar ist, so daß die Drehbewegung der drehbaren Halterung (150) eine kreisende Bewegung der Kurvenscheibe (156) erzeugt, die von einer Umlaufbewegung der Kurvenscheibe um die Achse der Kurvenscheibenwelle (153) derart begleitet ist, daß die Kurvenscheibe (156) für jede Winkelverstellung der drehbaren Halterung (150) gleich dem über einen zwei aufeinanderfolgende Ventile voneinander trennenden Winkel eine Umdrehung ausführt, und daß das Ende jedes Stößels (z.B. 183) mit einem Stützteller(187) versehen ist, auf dem sich die Kurvenscheibe (156) abwälzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2. 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Filterkerzen (170,171) mit einer oberhalb der Einlaßkammer (102) liegenden Auslaßkammer

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(101) über Filterkörper-Halterohre (z.B. 173) in der dritten Phase das Ventil während der zur

in Verbindung steht und am Ausfluß in die Aus- Filtration dienenden Restdaucr des Arbeitszyklus ge-

laßkammer (101) durch eine mit einer Öffnung schlossen gehalten wird und wobei die Durchlaß-

(234) versehene Trennwand (230) aus verform- querschnitte der Speiseöffnungen sowie der ventilbarem Werkstoff teilweise verschlossen ist. 5 gesteuerten Ablaßöffnungen so gewählt sind, daß das

durch die Filterkerzen hindurch auftretende Druckgefälle während des vollständigen öffncns des enf-

sprechenden Ventils umgekehrt wird gegenüber dem

Druckgefälle während der Schließphase und das ίο Druckgefälle während des teilweisen Öffnens des

Ventils praktisch gleich Null wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb Bei der Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver-

ciner Filtervorrichtung mit selbsttätiger Reinigung fahrens ist . erfindungsgemäß vorgesehen, daß die

für unter Druck stehende Flüssigkeiten, wobei die Filterkerzen um eine gemeinsame Achse angeordnet Filtervorrichtung mehrere Filterkerzen aufweist,, die 15 sind und jedes der Ventile einen zur gemeinsamen

einerseits je über eine entsprechende Speiseöffnung Achse parallel wirkenden Stößel enthält, dessen

aus einer Einlaßkammer mit der unter Druck stehen- Stößelende in Schließstellung auf einem zu der ge-

den Trübe beschickt werden und andererseits mit meinsamen Achse zentrierten gemeinsamen Kreis

einem Auslaß für die gereinigte Flüssigkeit in Ver- liegt und mit der .Steuereinrichtung in Wirkverbinbindung stehen, wobei den Filterkerzen jeweils eine 20 dung steht.

ventilgesteuerte, normalerweise geschlossene Ablaß- Die Verwendung eines Ablaßventils, das nach öffnung zugeordnet ist, die in geöffnetem Zustand dem erfindungsgemäßen, aus drei Phasen bestehenzum Reinigen der betreffenden Filterkerze bzw. den Arbeitszyklus betrieben wird, ergibt eine neu-Filterkerzengruppe den entsprechenden Trüberaum artige, besonders wirksame und rasche zweistufige mit einer.nach außen führenden Entleerungskammer as Reinigung. Außerdem wird dadurch eine wesentliche verbindet, und wobei eine Steuereinrichtung zur Be- konstruktive Vereinfachung erzielt, da jedes Ablaßtätigung jedes Ablaßventils vorgesehen ist. Die Er- ventil den Betrieb der entsprechenden Filterkerzen findung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durch- allein steuert. Es kann somit eine maximale führung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Durchschnittsleistung unter Aufrechterhaltung eines Es sind seit langem Filtervorrichtungen der oben- 30 störungsfreien Dauerbetriebs gewährleistet werden, genannten Art bekannt, bei denen die Reinigung von wobei eine beliebige Anzahl einfacher, einheitlicher Filterkerzen durch Rückspülung erfolgt, während der Filterzellen zur Erzielung jeder gewünschten Filter-Filterrückstand über ein Ablaßventil aus dem Filter- leistung zusammengestellt werden kann.
raum abgeführt wird. Solche Vorrichtungen sind In besonders einfacher Ausführung der Erfindung insbesondere aus den USA.-Patentschriften 2784 846 35 ist vorgesehen, daß die Steuereinrichtung eine und 2 429 417 sowie der deutschen Auslegeschrift Kurvenscheibe mit einer auf die Ventilstößel wirken-1 156 385 bekannt. Diese Vorrichtungen haben je- den Kurve aufweist, welche bei ihrer Bewegung die doch den Nachteil, daß die periodische Reinigung Ventile hintereinander in die vorbestimmtc Position jeder Filterkerze bzw. Filterkerzengruppe jeweils die einstellt und während einer vorbestimmten Zeitdauer Verwendung von mehreren Ventilen erfordert: Fer- 40 hält, wobei sich jederzeit ein oder einige Ventile in ner bedingt die Rückspülung einen Verlust an ge- der ersten bzw. der zweiten Phase ihres Arbeitsfilterter Flüssigkeit, wobei die Durchschnittsleistung zyklus befinden.

der Filtervorrichtung dementsprechend verringert Wenn die Filtervorrichtung eine größere Anzahl wird. Um eine wiederholte Außerbetriebsetzung der von Filterkerzen aufweist, ist es vorteilhaft, daß die gesamten Filtervorrichtung zu vermeiden, werden oft 45 Filterkerzen gruppenweise in einzelnen, um eine gedie Filterkerzen aufeinanderfolgend und zyklisch ge- meinsame Achse angeordneten Filterzellen angereinigt. Dies bedingt jedoch eine Vervielfachung der ordnet sind, die mit der oberhalb der Filterkerzen zur Steuerung der Reinigung erforderlichen Ventile. liegenden Einlaßkammer über die Speiseöffnungen Die Gewährleistung eines wartungsfreien Dauer- in Verbindung stehen, wobei diese öffnungen als die betriebs mit hoher Durchschnittsleistung stellt daher 50 Filterkerzen ringförmig umschließende Speisekanäle besondere Probleme bei "den bekannten Filter- in der Trennwand zwischen der Einlaßkammer und vorrichtungen. den Filterzellen ausgebildet sind und wobei die Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ventilgesteuerten Ablaßöffnungen die Filterzellen mit diese Nachteile weitgehend zu beseitigen, um bei der unterhalb derselben angeordneten Entleerungs-Filtervorrichtungen für unter Druck stehende Flüssig- 55 kammer verbinden.

keiten einen Dauerbetrieb bei maximaler Filter- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin-

leistung zu gewährleisten und die Herstellung von dung ergeben sich durch die Maßnahmen nach den

Filtervorrichtungen zu ermöglichen, die leicht ihren Ansprüchen 5 bis 7.

verschiedenen spezifischen Verwendungszwecken an- Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgengepaßt werden können. " 60 den an Hand der in den Zeichnungen dargestellten

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Ver- Vorrichtungen näher erläutert. Es zeigt
fahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes F i g. 1 einen senkrechten axialen Schnitt durch Ablaßventil mittels der Steuereinrichtung derart be- eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Ertätigt u?rd, daß es dabei einen aus drei Phasen be- findung,

stehenden Arbeitszyklus ausführt, wobei in der 65 F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in

ersten Phase das Ventil kurzfristig vollständig ge- Fig. 1,

öffnet wird, in der zweiten Phase das Ventil während F i g. 3 eine Abwicklung eines Steuerelements nach

einer bestimmten längeren Dauer teilweise offen und Fig. 1,