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Filter zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere von Kraftstoffen und Ölen
Gegenstand der Erfindung ist ein Filter zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere von Kraftstoffen, und Ölen für Verbrennungsmotore und verwandte Maschinen, wobei als Filtermaterial ein poröser und elastischer (verformbarer) Kunststoff verwendet wird.
Filtereinlagen aus porösem und elastisch verformbarem Kunststoff sind an sich bereits bekannt und werden mit Vorteil zur Reinigung von Gasen, insbesondere Luft, verwendet. Weniger geeignet erwiesen sie sich bisher für Flüssigkeiten, wegen ihrer verhältnismässig grossen Poren, die mit üblichen Mitteln im Grundstoff erzeugt werden, entweder mittels sogenannter Porofore oder durch das Einpressen von Gas-oder Luftblasen in die geschmolzene Kunststonmasse. Derartige schwammige Filtereinlagen können- wenn sie z. B. mit Öl getränkt sind-aus dem zu filternden Gas bzw. aus der Luft mit dem angesaugten Öl die feinsten Verunreinigungen auffangen, können aber keine mikroskopisch kleinen Teilchen aus durchströmenden Flüssigkeiten erfassen.
Hiezu ist es vor allem wichtig, die Poren im Filtermaterial so klein wie möglich zu halten, was aber in einem elastisch verformbaren Kunststoff nahezu undurchführbar ist.
Aus diesem Grunde begann man für Einsätze in Flüssigkeitsfiltern ein Material zu verwenden, das durch Sintern von pulverförmigem Kunststoff hergestellt wurde, z. B. aus Polyvinylchlorid. Hiebei spielt sich das Sintern des Kunststoffpulvers ohne gleichzeitiges Pressen ab, denn durch das Sintern unter Druck wäre die Masse undurchlässig, d. h. für Filterzwecke unbrauchbar. Die erwähnten Filter dieser Art, die durch ein unvollkommenes Sintern hergestellt sind, haben zwar mikroskopisch kleine Poren, die fähig sind, Teilchen von der Grössenordnung einiger Mikron aufzufangen, haben jedoch auch den Nachteil allzu grosser Sprödigkeit, die durch das unvollkommene Sintern des Pulvermaterials gegeben ist.
Wenn die Flüssigkeit ein solches Filterelement durchströmt, werden zwar auf der äusseren Eintrittsfläche auch die kleinsten beigemischten Teilchen aufgefangen, aber aus der inneren Austrittsseite werden, insbesondere nach längerem Betrieb, aus dem Filterelement einige feinste Teilchen des gesinterten Materials herausgerissen, die dann in den Strom der gefilterten Flüssigkeit eintreten.
Zur Behebung dieser Mängel wurde daher bereits vorgeschlagen, die Reinigung von Flüssigkeiten durch einen axialen Durchfluss über gelochte Platten und zwischen diesen angeordneten Filterelementen aus einem flexiblen Material durchzuführen, wobei diese Filterelemente mit Hilfe eines Schraubenbolzens etwas zusammengedrückt und die Leistungsfähigkeit des Filters durch Verringerung der Durchlässigkeit der Filterelemente, also durch Verkleinerung der Poren, erzielt wird.
Erfindungsgemäss wird um eine vielfache Leistungssteigerung der Filter bei der Reinigung von Flüssigkeiten dadurch erzielt, dass die Filterelemente aus elastisch verformbarem Kunststoff mit möglichst kleinen Poren im Grundmaterial, wie z. B. Polyvinylchlorid, Polystyren u. ähnl. hergestellt und im Filtergehäuse durch mechanische Mittel, z. B. einem verschiebbaren Kolben, auf einen Bruchteil des ursprünglichen Rauminhaltes zusammengedrückt oder in einer Richtung auseinandergezogen wird, bis aus den vorerst noch zu grossen Poren feinste Spaltfilter geworden sind. Durch dieses Zusammenpressen verengen sich die Poren in Richtung des Pressdruckes bis auf Bruchteile ihres ursprünglichen Ausmasses, so dass sie dann bedeutend kleinere Teilchen als ursprünglichen Zustand erfassen.
Die Grösse der wirksamen Filtrierfläche wird bei den erfindungsgemässen Filtern noch dadurch ganz wesentlich gesteigert, dass der Durchfluss der zu reinigenden Flüssigkeiten in radialer und nicht in axialer Richtung wie bei den bekannten Filtern erfolgt.
Wird durch die zunehmende Verunreinigung des Filtereinsatzes ein bestimmtes nicht mehr zulässiges Mass erreicht, so kann ein solcher Einsatz nach der Erfindung wieder dadurch regeneriert werden, dass die Pressung der Filterteile zunächst aufgehoben wird. Dadurch erweitern sich die auf kleinste Spalte zusammengedrückten Poren im elastisch verformbaren Material wieder auf die ursprünglichen Ausmasse, wodurch dann die in ihnen abgesetzten Verunreinigungen frei werden und dadurch Auswaschen und Auswinden, gegebenenfalls mit einem Flüssigkeitsstrom mit umgekehrter Durchflussrichtung gänzlich beseitigt werden können.
Eine ähnliche Wirkung wie durch das Zusammenpressen des porösen Einsatzes kann auch durch ein Auseinanderziehen des Einsatzes in einer beliebigen Richtung, entweder in die Höhe oder in die Breite,
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erzielt werden. Es ist nur der Idealfall eines kreisförmigen Querschnittes einer Pore vorauszusetzen, um zu verstehen, dass dieser Querschnitt durch Verformung in jeder beliebigen Richtung zu einem ovalen, ganz schmalen Spalt werden kann, der die Fähigkeit besitzt, bedeutend kleinere Verunreinigungen als im ursprünglichen kreisförmigen Zustande aufzufangen.
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Schnitt dargestellten Ausführungsform eines Flüssigkeitsfilters näher erläutert.
In einem zylindrischen Gehäuse 1 des Filters sind zwischen ringförmigen Metallscheiben 2 übereinander Filtereinsätze 3 a-f eingelegt. Diese Säule aus Elementen ist allerdings bereits in zusammengepresstem Zustande eingezeichnet. Das oberste Element 3 a ist der Deutlichkeit halber im ursprünglichen freien Zustand strichliert angedeutet. Auf die Säule der Elemente drückt ein Kolben 4, der im Filtergehäuse 1 verschiebbar und am Umiang mit einem Dichtungsring J versehen ist. Das Filtergehäuse über dem Kolben 4 ist mit einem Deckel 8 abgeschlossen, der schraubbar oder mit Bajonettverschluss ausgebildet ist. Den ersten Grad der Pressung der Filtereinsätze 3 erreicht man bei der gezeichneten schematischen Filterausführung durch Aufschrauben des Deckels 8 oder durch sein Aufsetzen und Verdrehen in dem Bajonettverschluss.
Einen weiteren Grad der Pressung erzielt man durch Anziehen einer Schraube 9, welche als Flügel- oder Mehrkantschraube ausgeführt sein kann, deren Schaft den Kolbenteil 4 noch tiefer in Richtung des Pfeiles B verschiebt. Die verunreinigte Flüssigkeit tritt in Richtung des Pfeiles A in den Filterraum 6 ein, durchströmt die verengten Poren der zusammengepressten Elemente 3 a-f, in denen die Teilchen aufgefangen werden, worauf die gereinigte Flüssigkeit in den Innenraum 7 und von dort in Richtung des Pfeiles B abfliesst.
Filter dieser Art sind wegen ihrer Fähigkeit, kleinste feste Verunreinigungen aufzufangen und auf dem Wege der oben beschriebenen Regenerierung wieder abzugeben, als Brennstoff- und Ölfilter besonders geeignet. Die Auswahl des für die Filterelemente verwendeten Materials hängt davon ab, gegen welche chemische Stoffe und gegen welche Temperaturen es widerstandsfähig sein soll. Für die Filtrierung von Kraftstoffen für Fahrzeugmotore genügt Polyvinylchlorid, für die Filtrierung von Öl in Verbrennungsmotoren ist es notwendig, ein Material zu wählen, welches Temperaturen über 1000 C verträgt.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene und schematisch angedeutete Filterausführungsform beschränkt, sondern lässt eine Reihe weiterer Konstruktionslösungen zu.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Filter zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere von Kraftstoffen und Ölen, deren Einsätze aus einem oder mehreren Elementen aus porösem, elastisch verformbarem Material hergestellt sind, da-
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