DE1054927B - Device for chemical treatment and filtration of water - Google Patents

Device for chemical treatment and filtration of water

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DE1054927B
DE1054927B DEF11802A DEF0011802A DE1054927B DE 1054927 B DE1054927 B DE 1054927B DE F11802 A DEF11802 A DE F11802A DE F0011802 A DEF0011802 A DE F0011802A DE 1054927 B DE1054927 B DE 1054927B
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Germany
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water
housing
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head piece
bag
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Elliot J Parker
Clarke A Rodman
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Fram Corp
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Fram Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/06—Cleaning; Combating corrosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/06—Cleaning; Combating corrosion
    • F01P2011/061—Cleaning or combating corrosion using filters

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine auch zur chemischen Aufbereitung dienende Filtriervorrichtung für Wasser, die aus einem die Wasserzu- und -ableitung tragenden Kopfstück und einem von diesem abnehmbaren Gehäuse, ferner aus einem wasserdurchlässigen Beutel zur Aufnahme des Aufbereitungsmittels besteht, der von einem wasserdurchlässigen, in das Gehäuse eingehängten und zwischen diesem und dem Kopfstück gehaltenen becherförmigen m Innenbehälter getragen wird. Vor allem dient diese Vorrichtung zum Enthärten des Kühlwassers von Verbrennungsmotoren.The invention relates to a filtering device for water which is also used for chemical treatment and which consists of a head piece carrying the water supply and drainage and a housing that can be removed from this, furthermore of a water-permeable bag for receiving the treatment agent, which consists of a water-permeable, in the casing suspended and held between this and the cup-shaped headpiece m inner container is supported. This device is primarily used to soften the cooling water of internal combustion engines.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist der becherförmige Innenbehälter ein grob gelochter Käfig ohne Filterwirkung, dessen Boden sich im .Abstand vom Boden, des Gehäuses befindet und der lediglich als Träger für den wasserdurchlässigen Beutel dient, welcher den ganzen Innenraum des Innenbehälters einnimmt; die Filtrierung des Wassers wird bei dieser bekannten Vorrichtung durch eine Filterscheibe herbeigeführt, die das obere Ende des Innenbehälters gegen direkten Zutritt des unfiltrierten Wassers abschließt, so daß sie nach längerem Betrieb verschmutzt wird.In a known device of this type, the cup-shaped inner container is a roughly perforated cage without filter effect, the bottom of which is located at .Abstand from the bottom of the housing and which is only serves as a carrier for the water-permeable bag, which covers the entire interior of the inner container ingests; In this known device, the water is filtered through a filter disc brought about that the upper end of the inner container against direct access of the unfiltered Closes off water, so that it becomes contaminated after prolonged use.

Diese Bauweise wird durch die Erfindung dadurch vereinfacht und in der Filterwirkung verbessert, daß der erheblich größer als der Beutel für das Aufbereitungsmittel bemessene und auf dem Boden des Gehäuses aufsitzende Innenbehälter zugleich das Filter darstellt und einen Deckel mit einer wasserdicht passenden öffnung für den Einlaßstutzen der Wasserzuleitung besitzt. Vorzugsweise besteht dabei der Innenbehälter aus mit Kunstharz imprägnierter Papiermasse.This construction is simplified by the invention and improved in the filter effect that which is considerably larger than the bag for the treatment agent and on the bottom of the housing seated inner container at the same time represents the filter and a lid with a waterproof has a suitable opening for the inlet connection of the water supply line. Preferably there is the inner container made of paper pulp impregnated with synthetic resin.

Die erfindungsgemäße Verbesserung in der Filterwirkung ergibt sich dadurch, daß die mechanische Reinigung des Wassers in zwei Stufen vor sich geht. In der ersten Stufe erlaubt es der freie Raum über dem Beutel, daß sich gröbere Schmutzteilchen im Innenbehälter absetzen, bevor das Wasser das Innere des Beutels erreicht, so daß dieser auch bei längerem Betrieb gut wasserdurchlässig bleibt. In der zweiten Stufe erfährt das im Beutel aufbereitete Wasser eine Feinfiltrierung beim Durchtritt durch die Wandung des Innenbehälters, wobei diese nur noch feinere Schmutzteilchen zurückzuhalten braucht und daher lange betriebsfähig bleibt. Ein besonderes Vorfilter vor dem Innenbehälter wird nach der Erfindung erspart.The inventive improvement in the filter effect results from the fact that the mechanical Purification of the water is going on in two stages. In the first stage, the free space about allows it the bag that coarse dirt particles settle in the inner container before the water can Reached the inside of the bag, so that it remains well water-permeable even during prolonged operation. In the In the second stage, the water treated in the bag undergoes fine filtration as it passes through the wall of the inner container, which only needs to hold back finer dirt particles and therefore remains operational for a long time. A special pre-filter in front of the inner container is made according to the invention saved.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown for example, namely shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Verbrennungsmotor, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zur Darstellung der Anordnung der Aufbereitungs- und Filtriervorrichtung am Motor,1 shows a plan view of an internal combustion engine, in particular for motor vehicles, for illustration the arrangement of the processing and filtering device on the engine,

Vorrichtung zur chemischem. Aufbereitung und Filtrierung von WasserDevice for chemical. processing and filtering water

Anmelder:Applicant:

Fram Corporation,
Providence, R. I. (V. St. A.)Fram Corporation,
Providence, RI (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. W. Schalk und Dipl.-Ing. P. Wirth, Patentanwälte, Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39Dr. W. Schalk and Dipl.-Ing. P. Wirth, patent attorneys, Frankfurt / M., Große Eschenheimer Str. 39

Elliot J. Parker, Rumford, R. L,Elliot J. Parker, Rumford, R. L,

und Clarke A. Rodman, Providence, R. I. (V. St. Α.),and Clarke A. Rodman, Providence, R. I. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Filtrier- und Aufbereitungsvorrichtung, 2 shows a plan view of the filtering and processing device,

Fig. 3 einen senkrechten Mittelschnitt durch die Vorrichtung,3 shows a vertical center section through the device,

Fig. 4 schaubildlich einen Innenbehälter allein zusammen mit einem zugehörigen Deckel, der vom Behälter abgenommen dargestellt ist.Fig. 4 is a perspective view of an inner container alone together with an associated lid, which from the container is shown removed.

Die Vorrichtung ist in Fig. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung ist als Einheit an dem Spritz- oder Armaturenbrett 11 eines Kraftfahrzeuges angebracht, das mit einem Umlaufsystem für Kühlwasser versehen ist. In dem Kühlwasserumlauf, der an den Kühler 15 mittels Umlaufleitungen 16 und 17 angeschlossen ist, führen oben bzw. unten vom Motorblock 14 ausgehende Leitungen zu einer Wagenheizvorrichtung, und zwar eine Einlaßleitung 12 und eine Rückleitung 13. Die Filtrier- und Aufbereitungsvorrichtung 10 liegt im Nebenschluß zur Heizvorrichtung und ist von den Leitungen 12 und 13 mittels Leitungen 18 und 19 abgezweigt, wobei 18 die Einlaßleitung und 19 die Auslaßleitung ist. Damit die Heizvorrichtung nicht zu wenig Wasser erhält und zur Regelung der einzelnen Wasserstromzweige in ihrem Verhältnis zueinander, wird der QuerschnittThe device is designated as a whole by 10 in FIG. 1. The device is as a unit on the Splash or dashboard 11 of a motor vehicle attached with a circulation system for Cooling water is provided. In the cooling water circulation, which is connected to the cooler 15 by means of circulation lines 16 and 17 is connected, lead up and down from the engine block 14 outgoing lines to a Car heater, namely an inlet line 12 and a return line 13. The filtering and processing device 10 is shunted to the heater and is branched off from lines 12 and 13 by means of lines 18 and 19, 18 being the Inlet line and 19 is the outlet line. So that the heating device does not receive too little water and to regulate the individual water flow branches in their relationship to one another, the cross-section is

809 7S9.-439809 7S9.-439

Claims (1)

der Leitung 19 so gewählt, daß sich das gewünschte Verhältnis der Strömungen in den verschiedenen Zweigen einstellt, oder es wird zum Zweck dieser Regelung ein Ventil 20 in die Leitung 19 eingebaut. Die in Fig. 3 gezeigte Filtrier- und Aufbereitungsvorrichtung besitzt als Gehäusedeckel ein am besten gegossenes Kopfstück 21, das bei 22 einen Gewindestutzen aufweist, an welchen der zylindrische Teil des Gehäuses 23 angeschlossen werden kann. Dieser Teil besteht zweckmäßig aus dünnem Metallblech und ist in seinem unteren Bereich bei 24 mit Wellungen versehen, die ihn steif und griffig machen, so daß er dicht auf dem Gewindestutzen 22 des Kopfstückes aufgeschraubt werden kann, an dem dabei das entsprechende Gewinde 44 des Gehäuses 23 angreift. Mittels eines zwischen einen Flansch 45 und den Stutzen 22 eingelegten Dichtungsringes 25 wird ein dichter Anschluß des Gehäuses 23 an das Kopfstück gewährleistet. Durch das Kopfstück führt eine Einlaßleitung 26 zu einer nach unten vorstehenden Einlaßdüse 27, während bei 28 eine Auslaßöffnung vorgesehen ist, die bei 29 einen verengten Querschnitt aufweist, der gleichfalls zu einer Regelung der Wasserströmung durch das Gehäuse dient. Die Verengung des Austrittsquerschnittes bei 29 verhindert, daß eine übermäßige Wassermenge durch die Vorrichtung fließt, und zwar selbst dann, wenn der nachstehend beschriebene Innenbehälter entfernt ist, so daß verhindert wird, daß die Wagenheizvorrichtung zu wenig Wasser erhält oder gar leer läuft. Ferner bewirkt die Verengung des Austrittsquerschnittes bei 29, daß die im Innenbehälter enthaltenen Chemikalien genügend Zeit haben, mit dem umlaufenden Wasser zu reagieren. Schließlich erlaubt die auf diese Weise gedrosselte Strömungsgeschwindigkeit des Wassers, daß sich ein großer Teil der festen Stoffe aus dem Wasser absetzt, so daß die Lebensdauer des Filters erhöht wird. Der Innenbehälter ist als Ganzes mit 30 bezeichnet und besitzt die in Fig. 4 dargestellte Becherform mit bei 31 gewellten Wandungen, so daß seine wirksame Oberfläche und seine Steifigkeit erhöht werden. Der Innenbehälter besteht aus einer geformten und mit Harz imprägnierten Papiermasse, durch die Wasser leicht hindurchströmen kann, und die vom Wasser und von den Chemikalien, die der Behälter in seinem Inneren trägt, nicht angegriffen wird. Der Innenbehälter kann aus einem wäßrigen Papierbrei hergestellt werden, dessen Papiermasse sich zunächst auf einer durchlässigen, z. B. aus Drahtnetz bestehenden Oberfläche durch Absaugen des Wassers absetzt. Sobald hierdurch die Schicht aus Papiermasse die gewünschte Dicke erreicht hat, wird die durchlässige Form mit ihrem Papierüberzug in eine andere Form eingesetzt, deren Hohlraum der Außenseite des vorher gebildeten Papierkörpers entspricht. Die zweite Form wird einem Luftstrom ausgesetzt und erhitzt. Durch Anwendung eines stärkeren Luftstromes oder von Vakuum wird dann der Papierkörper von der ersten durchlässigen Form abgestreift, wobei er in dem Hohlraum der zweiten Form festgehalten wird, wo er weitererhitzt und durch den Luftstrom so weit getrocknet wird, bis er von Hand entfernt werden kann. Der Papierkörper wird dann in eine alkoholische Kunstharzlösung eingetaucht. Durch Erhitzen in einem Ofen wird der Alkohol verdampft und das Harz gehärtet. Der auf diese Weise gebildete Papierbecher dient als Filterkörper, der zwar Wasser durchtreten läßt, aber in seinem Inneren jegliche festen Teilchen festhält und sammelt, die in dem Kühlwasserstrom des Kühlsystems vorhanden sein können. Der Innenbehälter 30 besitzt einen Deckel 32, der mit einer Öffnung 33 versehen ist, von der dicht schließend die Einlaß düse 27 aufgenommen wird. Der Innenbehälter 30 wird von dem Boden 34 des Gehäuses getragen, wobei sich der Deckel 32 um die Öffnung 33 herum gegen einen Bund 35 der Düse anlegt und den Innenbehälter in bezug auf das Gehäuse zentriert und in Abstand von dessen Wandungen hält. Das durch die Düse 27 eintretende Wasser geht durch die Wandungen des Innenbehälters 30 hindurch und dann längs der Innenseite des Gehäuses zu der verengten Auslaßöffnung 29 und zur Auslaßöffnung 28. Zum Zweck der chemischen Behandlung des durch den Filter hindurchgehenden Wassers ist ein Beutel 36, z. B. aus Baumwollstoff, im Inneren des Filters vorgesehen, also aus einem Stoff, durch den das Wasser oder Filtrat leicht hindurchgehen kann. Dieser Beutel 36 wird mit einem Ionenaustausch- oder Enthärtungsmittel 37 gefüllt, das aus dem Wasser die bei seiner Erhitzung zur Kesselsteinbildung an den Wandungen des Kühlwassersystems neigenden Bestandteile abscheidet. Ferner ist im Beutel 36 ein Korrosionsverhinderungsmittel 38 enthalten. Als Enthärtungsmittel sind Phosphate, Borate und Polyaminocarbonsäuresalze sowie als Ionenaustauschstoffe natürliche Zeolithe, Polystyroldivinylbenzolsulfon, Phenolsulfon- und Carbonsäureharze gut wirksam sind. Kationenaktive Ionenaustausch-Kunstharze werden als Enthärtungsmittel bevorzugt. Als korrosionsverhindernd haben sich Chromate, Borate, Nitrite und Silikate sowie lösliche Ölarten gut bewährt, insbesondere Borate und Stoffe von der Art des Merkaptobenzothiazols. Bevorzugt wird eine Mischung von Natriumchromat, Natriumborat oder Natriumcarbonat und Merkaptobenzothiazol. Ist ein erschöpfter Innenbehälter zu ersetzen, so schraubt man das Gehäuse 23 ab, tauscht den erschöpften Innenbehälter gegen einen neuen aus und setzt die Vorrichtung wieder zusammen. Ersatz-Innenbehälter werden zweckmäßig in der in Fig. 4 gezeigten Form mit aufgesetztem Deckel 40 bereitgehalten. Der Deckel kann von dem Behälter leicht mittels des Greiflappens 41 abgenommen werden, bevor er in das Gehäuse eingebracht wird. Für diese Einbringung braucht man den Spiegel der Flüssigkeit in der Vorrichtung nur bis zu einem Punkt zu senken, der unterhalb des Einlaßkanals 26 und des Auslaßkanals 28 liegt. PateνTANSPBCCHE:the line 19 is selected so that the desired ratio of the flows in the various branches is set, or a valve 20 is installed in the line 19 for the purpose of this control. The filtering and processing device shown in FIG. 3 has, as a housing cover, a head piece 21 which is best cast and which has a threaded connector at 22 to which the cylindrical part of the housing 23 can be connected. This part is expediently made of thin sheet metal and is provided in its lower area at 24 with corrugations that make it stiff and easy to grip, so that it can be screwed tightly onto the threaded connector 22 of the head piece, on which the corresponding thread 44 of the housing 23 attacks. By means of a sealing ring 25 inserted between a flange 45 and the connector 22, a tight connection of the housing 23 to the head piece is ensured. An inlet line 26 leads through the head piece to a downwardly projecting inlet nozzle 27, while at 28 an outlet opening is provided which has a narrowed cross section at 29, which also serves to regulate the water flow through the housing. The narrowing of the outlet cross-section at 29 prevents an excessive amount of water from flowing through the device, even if the inner container described below is removed, so that the car heater is prevented from receiving too little water or even running empty. Furthermore, the narrowing of the outlet cross-section at 29 has the effect that the chemicals contained in the inner container have sufficient time to react with the circulating water. Finally, the flow rate of the water, which is restricted in this way, allows a large part of the solid matter to settle out of the water, so that the service life of the filter is increased. The inner container is designated as a whole with 30 and has the cup shape shown in Fig. 4 with corrugated walls at 31, so that its effective surface and its rigidity are increased. The inner container consists of a molded and resin-impregnated paper pulp through which water can easily flow and which is not attacked by the water and the chemicals that the container contains. The inner container can be made from an aqueous paper pulp, the paper pulp is first on a permeable, z. B. consisting of wire mesh surface settles by sucking off the water. As soon as the layer of paper pulp has reached the desired thickness as a result, the permeable form with its paper cover is inserted into another form, the cavity of which corresponds to the outside of the previously formed paper body. The second mold is exposed to a stream of air and heated. Using a stronger air flow or vacuum, the paper body is then stripped from the first permeable form, while it is held in the cavity of the second form, where it is further heated and dried by the air flow until it can be removed by hand. The paper body is then immersed in an alcoholic synthetic resin solution. Heating in an oven evaporates the alcohol and hardens the resin. The paper cup formed in this way serves as a filter body, which allows water to pass through, but holds and collects any solid particles in its interior that may be present in the cooling water flow of the cooling system. The inner container 30 has a lid 32 which is provided with an opening 33 from which the inlet nozzle 27 is received tightly. The inner container 30 is carried by the bottom 34 of the housing, the cover 32 resting around the opening 33 against a collar 35 of the nozzle and keeping the inner container centered with respect to the housing and at a distance from its walls. The water entering through the nozzle 27 passes through the walls of the inner container 30 and then along the inside of the housing to the narrowed outlet opening 29 and to the outlet opening 28. For the purpose of chemical treatment of the water passing through the filter, a bag 36, e.g. B. made of cotton fabric, provided inside the filter, so made of a material through which the water or filtrate can easily pass. This bag 36 is filled with an ion exchange or softening agent 37 which separates from the water the constituents which tend to form scale on the walls of the cooling water system when it is heated. Furthermore, a corrosion preventive agent 38 is contained in the bag 36. Phosphates, borates and polyaminocarboxylic acid salts are effective as softening agents, and natural zeolites, polystyrene divinylbenzene sulfone, phenol sulfonic acid and carboxylic acid resins are effective as ion exchange materials. Cation-active ion exchange resins are preferred as softeners. Chromates, borates, nitrites and silicates as well as soluble types of oil have proven to be effective as corrosion inhibitors, in particular borates and substances of the mercaptobenzothiazole type. A mixture of sodium chromate, sodium borate or sodium carbonate and mercaptobenzothiazole is preferred. If an exhausted inner container is to be replaced, the housing 23 is unscrewed, the exhausted inner container is exchanged for a new one and the device is reassembled. Replacement inner containers are expediently kept ready in the form shown in FIG. 4 with the lid 40 attached. The lid can easily be removed from the container by means of the gripping tab 41 before it is introduced into the housing. For this introduction one only needs to lower the level of the liquid in the device to a point which is below the inlet channel 26 and the outlet channel 28. PateνTANSPBCCHE: 1. Zur gleichzeitigen chemischen Aufbereitung dienende Filtriervorrichtung für Wasser, insbesondere für das Kühlsystem von Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem die Wasserzu- und -ableitung tragenden Kopfstück und einem von diesem abnehmbaren Gehäuse, ferner aus einem von einem wasserdurchlässigen, in das Gehäuse eingehängten und zwischen diesem und dem Kopfstück gehaltenen becherförmigen Innenbehälter getragenen wasserdurchlässigen Beutel zur Aufnahme des Aufbereitungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß der erheblich größer als der Beutel (36) für das Aufbereitungsmittel bemessene und auf dem Boden (34) des Gehäuses1. Filtering device for water, in particular, used for simultaneous chemical treatment for the cooling system of internal combustion engines, consisting of a water supply and -Ductive-carrying head piece and a detachable from this housing, also from a of a water-permeable, suspended in the housing and between this and the Head piece held cup-shaped inner container carried water-permeable bag for receiving the processing agent, characterized in that the considerably larger than the Bag (36) for the treatment agent sized and on the bottom (34) of the housing
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