Zweistufiges Flüssigkeitsfilter
Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Flüssigkeitsfilter, bei welchem einem aus mehreren Kreisflächenfilterelementen bestehenden Filterkörper ein als Feinfilterkörper wirkender Siebtrommelfilterkörper nachgeschaltet ist und beide Filterkörper koaxial in einem gemeinsamen zylindrischen Gehäuse angeordnet sind. Bei einem bekannten Flüssigkeitsfilter dieser Bauart, das für die verschiedensten Filterzwecke, auch zum Filtern von Motorenschmieröl benutzt wird, sind Trommelfilterkörper und Kreisflächenfilterelemente axial hintereinander angeordnet. Diese bekannte Bauart hat den Nachteil, dass dieses Filter eine zu grosse Bauhöhe aufweist, die beispielsweise bei Fahrzeugmotoren untragbar ist.
Bei der bekannten Bauart ist ferner die Trommelfilterfläche im Verhältnis zu den Kreisflächenfiltern zu klein, so dass rasch eine Verstopfung des als Feinfilter wirkenden Trommelfilters eintritt, also dieses zweistufige Filter zwecks Reinigung öfter auseinander genommen werden muss. Das bekannte Filter hat ferner den Mangel, dass bei kalter Flüssigkeit ein zu grosser Druckabfall vorhanden ist.
Zur Beseitigung der vorerwähnten Nachteile ist nach der Erfindung ein zweistufiges Flüssigkeitsfilter vorgesehen, bei welchem der Siebtrommelfilterkörper die übereinanderliegenden, einen zylindrischen Stapel bildenden Kreisflächenfilterelemente umschliesst und in dem zwischen Trommelfilterkörper und dem Filterstapel vorhandenen ringförmigen Raum eine zylindrische Trennwand angeordnet ist.
Bei dieser neuen Bauart ergibt sich eine ausserordentlich geringe Bauhöhe. Ausserdem kann bei der neuen Anordnung eine verhältnismässig grosse fläche des Trommelfilterkörpers untergebracht werden, so dass nicht nur eine bessere und feinere Filterung erzielt, sondern zugleich auch die Betriebszeit erheblich erhöht wird. Die Erfindung ermöglicht es, eine maximale Filterfläche in einem Gehäuse mit geringer Bauhöhe unterzubringen. Dies ist nicht nur bezüglich der Herstellungskosten von Vorteil, sondern bei Fahrzeugmotoren und auch bei Schiffsmotoren eine wichtige Voraussetzung für die Unterbringung eines solchen Filters.
Die neue Bauart hat ferner den Vorteil, dass der Druckabfall bei kalter Flüssigkeit wesentlich. geringer ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein zweistufiges Flüssigkeitsfilter,
Fig. 2 die Aufsicht auf dieses Filter in kleinerem Massstab.
In der Zeichnung ist mit 1 ein zylindrisches Filtergehäuse und mit 2 dessen Deckel bezeichnet.
Bei 3 ist ein Flansch angedeutet, der zur Befestigung des Gehäuses dient. 4 ist der Zuflusskanal für die zu filternde Flüssigkeit und 5 der Abflusskanal für die gefilterte Flüssigkeit. Nach der Zeichnung sind übereinanderliegende, auf einem Bolzen 6 aufgereihte Kreisflächenfilterelemente 7 vorgesehen. Jedes Element weist zwei kreisförmige Filtersiebe 8 auf und einen äusseren Ring 9, mittels dessen die Elemente dicht aufeinanderliegen und, wie aus der Zeichnung ersichtlich, einen zylindrischen Stapel bilden. Dieser Stapel wird von einem Siebtrommelfilterkörper umschlossen, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus mehreren, übereinander angeordneten und durch Verschraubung dicht zusammengepressten Trommelfilterelementen 10 besteht, deren Breite b geringer ist als deren Durchmesser.
Mit 11 ist ein trommelförmiger Körper bezeichnet, der eine Mehrzahl von ringförmigen Durchflussöffnungen 12 aufweist. Auf diesem Trommelkörper ist mit grösserer Spannung und in mehreren Lagen ein Siebband 13 gewickelt, so dass die Siebbandwindungen an allen Stellen mit gleichmässiger Flächenpressung aufeinanderliegen und damit eine sehr feine Filterung erzielt wird.
Nach der Zeichnung ist in dem zwischen Trommelkörper und dem Filterstapel vorhandenen ringförmigen Raum eine zylindrische Trennwand 14 angeordnet. Diese ist vorgesehen, um die Filterräume abzutrennen und um die zu filternde Flüssigkeit in der durch Pfeile angedeuteten Richtung durch Vorfilter und Feinfilter zu führen.
Aus der Zeichnung geht hervor, dass es bei der neuen Bauart möglich ist, eine verhältnismässig grosse Trommelfilteffläche bei geringer Bauhöhe des gesamten Filters unterzubringen. Vorteilhaft beträgt die Bruttotrommelfilteffläche, das heisst die gesamte Fläche des Filters einschliesslich seiner Drahtmaschen und der dazwischen liegenden Öffnungen etwa 60 bis 700/0 der Bruttokreisscheibenfilterfläche. Die Erfahrung hat gezeigt, dass bei dieser Bemessung im Vorfilter und im nachgeschalteten Feinfilter annähernd die gleiche Verschmutzung eintritt, also dann beide Filter gleiche Betriebszeit haben.
Bei der gezeigten Ausführung ist eine im Gehäuse 1 koaxial eingesetzte, zweiteilige Lagerbüchse 15a, 15b vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit den Kreisflächenfiltern 7, 8 zuströmt und die drei übereinander angeordnete Flansche 16, 17 und 18 mit verschiedenem Durchmesser aufweist. Der obere, innere Flansch 16 dient zur Lagerung der parallel geschalteten Filterelemente 7-9, der mittlere Flansch 17 zum Festschrauben der Zylindertrennwand 14, während der untere Flansch 18 zur Lagerung der Trommelfilterelemente 10 dient, die mittels einer auf den Zylinder 14 aufgeschraubten Mutter 19 zusammengepresst werden.
Die zweiteilige Lagerbüchse besteht aus dem Hauptteil 1 5a mit dem unteren Flansch 18 und einem aufgeschraubten Lagerring 15b, an welchem der obere Flansch 16 und der mittlere Flansch 17 vorgesehen sind. Dieser Lagerring 15b besitzt eine Durchflussöffnung 20 für die vorgefilterte Flüssigkeit, und es ist ein auf dem Hauptteil 15a axial verschiebbarer und mittels einer Schraubenfeder 21 von unten gegen den Lagerring 15b gedrückter Ventilring 22 vorgesehen, der mit dem Lagerring ein Spaltfilter bildet. Bei stärkerer Verschmutzung der Trommelfilterelemente 10 steigt der Öldruck, so dass der Ventilring 22 etwas abgehoben wird und bei 23 ein feiner Ringspalt entsteht, der als parallel geschaltetes Filter wirkt und der das nicht durch die Trommelfilterelemente 10 gelangende Ö1 hindurchlässt.
In gleicher Weise ist auch zwischen dem Kreisfilterstapel und dem mittels einer Schraubenfeder 24 aufgepressten Ventilteller 25 bei 26 ein Spaltfilter vorgesehen, das ebenfalls parallel geschaltet ist und bei einer zu starken Verschmutzung der Kreisflächenfilter 7, 8 zur Wirkung kommt.
Die ausserordentlich gedrängte Anordnung der Filterelemente im Gehäuse würde den Einzeleinbau und -ausbau dieser Elemente erschweren. Aus diesem Grunde sind alle Filterelemente zu einem Aggregat vereinigt, das in seiner Gesamtheit in das Gehäuse 1 eingesetzt und mit dem Bolzen 6 herausgehoben werden kann. Die auf diesem Bolzen aufgereihten Kreisflächenfilter 7-9 werden mittels einer auf den Bolzen aufschraubbaren Mutter 27 zusammengepresst.
Das über diese Mutter vorstehende Bolzenende weist einen Schlitz 28 zum Herausschrauben des Bolzens 6 auf. Die Lagerbüchse 15a besitzt eine auf dem Bolzen 6 verschiebbare Nabe 29, und es ist im Lagerbolzen unterhalb dieser Nabe ein Anschlagstift 30 vorgesehen. Nach dem Abnehmen des Gehäusedeckels 2 zusammen mit dem Ventilteller 25 und nach Lockern der Mutter 27 kann mit einem Schraubenzieher der Bolzen 6 aus dem Gehäuseteil la herausgeschraubt werden. Bei Hochheben des Lagerbolzens legt sich der Anschlagstift 30 gegen die Nabe 29, so dass damit das gesamte Filteraggregat 15a, 15b, 7-9 und 10 aus dem Gehäuse 1 herausgehoben werden kann. Damit wird die Reinigung des kombinierten Filters wesentlich erleichtert.
Two-stage liquid filter
The invention relates to a two-stage liquid filter in which a filter body consisting of a plurality of circular surface filter elements is followed by a sieve drum filter body acting as a fine filter body and both filter bodies are arranged coaxially in a common cylindrical housing. In a known liquid filter of this type, which is used for a wide variety of filtering purposes, including for filtering engine lubricating oil, the drum filter body and circular surface filter elements are arranged axially one behind the other. This known design has the disadvantage that this filter has too great an overall height, which is unacceptable in vehicle engines, for example.
In the known design, the drum filter area is also too small in relation to the circular area filters, so that the drum filter acting as a fine filter quickly becomes clogged, so this two-stage filter has to be taken apart more often for cleaning. The known filter also has the deficiency that there is too great a pressure drop when the liquid is cold.
To eliminate the above-mentioned disadvantages, a two-stage liquid filter is provided according to the invention, in which the sieve drum filter body encloses the circular surface filter elements lying one above the other and forming a cylindrical stack and a cylindrical partition is arranged in the annular space between the drum filter body and the filter stack.
This new type of construction results in an extremely low overall height. In addition, with the new arrangement, a relatively large area of the drum filter body can be accommodated, so that not only better and finer filtering is achieved, but at the same time the operating time is also considerably increased. The invention makes it possible to accommodate a maximum filter surface in a housing with a low overall height. This is not only advantageous in terms of manufacturing costs, but also an important prerequisite for accommodating such a filter in vehicle engines and also in ship engines.
The new design also has the advantage that the pressure drop when the liquid is cold is significant. is less.
In the drawing, an embodiment according to the invention is shown. It shows:
1 shows a vertical section through a two-stage liquid filter,
Fig. 2 is a plan view of this filter on a smaller scale.
In the drawing, 1 denotes a cylindrical filter housing and 2 denotes its cover.
At 3, a flange is indicated which is used to attach the housing. 4 is the inflow channel for the liquid to be filtered and 5 the outflow channel for the filtered liquid. According to the drawing, circular surface filter elements 7 lying one above the other and lined up on a bolt 6 are provided. Each element has two circular filter screens 8 and an outer ring 9, by means of which the elements lie close to one another and, as can be seen from the drawing, form a cylindrical stack. This stack is enclosed by a sieve drum filter body which, in the exemplary embodiment shown, consists of several drum filter elements 10 arranged one above the other and tightly pressed together by screwing, the width b of which is less than their diameter.
Reference numeral 11 denotes a drum-shaped body which has a plurality of annular throughflow openings 12. A sieve belt 13 is wound on this drum body with greater tension and in several layers, so that the sieve belt windings lie on top of one another at all points with uniform surface pressure and thus very fine filtering is achieved.
According to the drawing, a cylindrical partition 14 is arranged in the annular space between the drum body and the filter stack. This is provided to separate the filter spaces and to guide the liquid to be filtered in the direction indicated by the arrows through the prefilter and fine filter.
The drawing shows that with the new design it is possible to accommodate a relatively large drum filter surface with a low overall height of the entire filter. The gross drum filter area, that is to say the entire area of the filter including its wire mesh and the openings in between, is advantageously about 60 to 700/0 of the gross circular disk filter area. Experience has shown that with this dimensioning, almost the same contamination occurs in the pre-filter and in the downstream fine filter, i.e. both filters then have the same operating time.
In the embodiment shown, a two-part bearing bush 15a, 15b inserted coaxially in the housing 1 is provided, through which the liquid flows to the circular surface filters 7, 8 and has the three superimposed flanges 16, 17 and 18 with different diameters. The upper, inner flange 16 is used to support the filter elements 7-9 connected in parallel, the middle flange 17 to screw the cylinder partition 14, while the lower flange 18 is used to support the drum filter elements 10, which are pressed together by means of a nut 19 screwed onto the cylinder 14 will.
The two-part bearing bush consists of the main part 15a with the lower flange 18 and a screwed-on bearing ring 15b on which the upper flange 16 and the middle flange 17 are provided. This bearing ring 15b has a throughflow opening 20 for the pre-filtered liquid, and a valve ring 22 is provided which is axially displaceable on the main part 15a and is pressed against the bearing ring 15b from below by means of a helical spring 21, which forms a gap filter with the bearing ring. If the drum filter elements 10 are heavily soiled, the oil pressure rises so that the valve ring 22 is lifted slightly and a fine annular gap is created at 23, which acts as a filter connected in parallel and which allows the oil that does not pass through the drum filter elements 10.
In the same way, a gap filter is also provided between the circular filter stack and the valve disk 25 pressed on by means of a helical spring 24 at 26, which is also connected in parallel and comes into effect if the circular surface filters 7, 8 are too dirty.
The extremely compact arrangement of the filter elements in the housing would make it more difficult to install and remove these elements individually. For this reason, all filter elements are combined into one unit which can be inserted in its entirety into the housing 1 and lifted out with the bolt 6. The circular surface filters 7-9 lined up on this bolt are pressed together by means of a nut 27 that can be screwed onto the bolt.
The end of the bolt protruding beyond this nut has a slot 28 for unscrewing the bolt 6. The bearing bush 15a has a hub 29 which can be displaced on the bolt 6, and a stop pin 30 is provided in the bearing bolt below this hub. After removing the housing cover 2 together with the valve plate 25 and after loosening the nut 27, the bolt 6 can be unscrewed from the housing part la with a screwdriver. When the bearing pin is raised, the stop pin 30 rests against the hub 29, so that the entire filter unit 15a, 15b, 7-9 and 10 can be lifted out of the housing 1. This makes cleaning the combined filter much easier.