DE10014566A1 - Wasserfilter - Google Patents

Wasserfilter

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wasserfilter mit einem rohrförmigen Filtergehäuse, das zwischen einem Einlaß und einem Auslaß eine Filterkammer bildet, worin zumindest ein Filterelement angeordnet ist. Um einen kompakten und hochwirksamen Wasserfilter zu erhalten, der ohne nennenswerten Druckverlust auch bei längerer Betriebsdauer seine Filterfunktion zuverlässig erfüllt, ist als Filterelement einlaßseitig ein Grobschmutz-Filterelement 24 und auslaßseitig ein Feinschmutz-Filterelement 25 vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserfilter mit einem rohrförmigen Filtergehäuse, das zwischen einem Einlaß und einem Auslaß eine Filterkammer bildet, worin zumindest ein Filterelement angeordnet ist.
Ein derartiger Wasserfilter gelangt als sogenannter Einkammerfilter beispielsweise zum Einsatz als nachgeschaltetes Filterelement eines generellen Hausanschlusses. Als Filterzubehörteil für wasserführende Leitungen, insbesondere von Entnahmestellen, wie etwa Zapfstellen und Geräteanschlüssen oder dergleichen, ist es außerdem bekannt, ein Sieb quer zum Durchfluß anzuordnen. Ein derartiges Sieb wird auch als Perlator bezeichnet. Es hat den Nachteil, relativ schnell mit auszufilternden Stoffen zugesetzt zu werden, während der erstgenannte Einkammerfilter den Nachteil hat, ein sehr voluminöses Teil zu sein, das für Zapfstellen und Geräteanschlüsse weniger in Betracht kommt.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kompakten und hochwirksamen Wasserfilter zu schaffen, der ohne nennenswerten Druckverlust auch bei längerer Betriebsdauer seine Filterfunktion zuverlässig erfüllt.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Wasserfilter der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demnach schafft die Erfindung einen Wasserfilter, dessen Filterelement in ein Grobschmutz-Filterelement und ein Feinschmutz-Filterelement differenziert ist, wobei letzteres dem Grobschmutz-Filterelement nachgeschaltet ist. Durch diese Differenzierung der Aufgaben des Filterelements wird erreicht, daß grober Schmutz vor der Feinfilterung abgefiltert wird, so daß das Feinschmutz- Filterelement nicht mit Grobschmutz belastet, d. h. vorzeitig zugesetzt wird. Bevorzugt ist das Grobschmutz-Filterelement so ausgelegt, daß es ein großes Fassungsvermögen für Grobschmutz hat. Tests haben ergeben, daß aufgrund der Vorfilterung von grobem Schmutz der erfindungsgemäße Wasserfilter über viele Monate hinweg ohne Wartung betrieben werden kann, d. h. ohne Zerlegen des Wasserfilters und Reinigen des Grobschmutz-Filterelements oder Austauschen des Feinschmutz-Filterelements.
Zweckmäßigerweise ist das Filterelement als loser bzw. einspannbarer Einsatz gebildet, der problemlos in das Filtergehäuse eingebaut und aus diesem entnommen werden kann.
Vorteilhaft umfaßt das Grobschmutz-Filterelement einen becherförmigen Filterkörper, der unter Belassung eines Ringspalts in das Filtergehäuse eingesetzt ist, mit dem Rand an seiner offenen Seite mit dem Filtergehäuseeinlaß dicht in Verbindung steht, mit seinem Boden zum Feinschmutz-Filterelement weist und in seiner Umfangswandung siebartig perforiert ist. Die Maschenweite dieser siebartigen Perforierung liegt bevorzugt zwischen etwa 0,3 und 0,5 mm. Zweckmäßigerweise ist die siebartige Perforierung lediglich in einem Teil der Umfangswandung des becherförmigen Filterkörpers vorgesehen, nämlich insbesondere im an den Ringrand des becherförmigen Filterkörpers angrenzenden Bereich, so daß der bodenseitige Bereich des becherförmigen Filterkörpers als Sammelraum für Grobschmutz dienen kann.
Vorteilhafterweise steht vom Boden des becherförmigen Filterkörpers in Richtung auf den Filtergehäuseeinlaß unterhalb der siebartigen Perforierung ein Strömungsumlenkelement zum radial seitlichen Umlenken des über den Filtergehäuseeinlaß zuströmenden Wassers in Richtung auf die siebartige Perforierung der Wandung dieses Filterkörpers vor.
Das Feinschmutz-Filterelement besteht aus einem rohrförmigen Filterkörper, beispielsweise aus Feinfilz, der unter Belassung eines Ringspalts in das Filtergehäuse eingesetzt ist, wobei dieser Ringspalt mit dem Ringspalt im Bereich des Grobschmutz-Filterelements kommuniziert. Die zum Grobschmutz-Filterelement weisende Stirnfläche des rohrförmigen Filterkörpers des Feinschmutz-Filterelements ist im eingebauten Zustand verschlossen, während die andere Stirnseite mit dem Filtergehäuseauslaß in Verbindung steht. Um eine möglichst große Anströmfläche zur Verfügung zu stellen, ist der Außenumfang des rohrförmigen Filterkörpers rillenförmig vergrößert.
Vorteilhaft ist der rohrförmige Filterkörper des Feinschmutz-Filterelements von einem perforierten Stützrohr durchsetzt, das mit dem Boden des becherförmigen Filterkörpers des Grobschmutz-Filterelements in Verbindung steht. Bevorzugt ist dieses Stützrohr mittels einer Steckkupplung mit dem becherförmigen Filterkörper des Grobschmutz-Filterelements verbunden.
Um das Einsetzen des Filterelements in das Filtergehäuse zu erleichtern, ist bevorzugt das Auslaßende dieses Gehäuses durch einen abnehmbaren und mittels einer Überwurfmutter am Gehäuse festlegbaren Anschlußstutzen verschlossen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert; in diesen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Wasserfilter von Fig. 1,
Fig. 3 eine Unteransicht des Wasserfilters von Fig. 1,
Fig. 4 den Wasserfilter von Fig. 1 im Längsschnitt entlang der Linie A-A und
Fig. 5 den Wasserfilter von Fig. 1 im Querschnitt entlang der Linie B-B.
Der mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Wasserfilter umfaßt ein rohrförmiges Filtergehäuse, das hier kreiszylindrisch gebildet und mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet ist. Bevorzugt besteht das Filtergehäuse 11 aus Metall, beispielsweise aus verchromtem Rotguß. Alternativ kann das Filtergehäuse 11 aus Kunststoff bestehen. In diesem Fall hat es höhere Wandstärken als im Fall der Verwendung von Metall. An einem Ende, in Fig. 1 und 4 am oberen Ende, weist das Filtergehäuse 11 einen Einlaß 12 auf, der durch einen den freien Durchmesser reduzierenden Ringansatz 13 festgelegt ist, welcher einstückig mit dem Filtergehäuse 11 gebildet ist und ein Innengewinde 14 aufweist, das zum Anschrauben an einen Wasserhahn, beispielsweise einer Wasch- oder Brauseanlage, oder zum Anschrauben an den Anschluß einer Haushalts-, Gewerbe- oder Industriemaschine oder aber zum Anschrauben an einen sonstigen Festanschluß dient, wobei auch Eckhähne, beispielsweise unterhalb von Wasserbecken oder dergleichen, in Betracht kommen. Im letztgenannten Fall brauchen die Eckhähne lediglich mit ihren Schraubgewinden nach unten ausgerichtet zu werden.
Am anderen Ende, in Fig. 1 und 4 am unteren Ende, ist das Filtergehäuse 11 offen gebildet und hat ein Außengewinde 15, auf das eine Überwurfmutter 16 schraubbar ist, mit deren Hilfe ein Anschlußstutzen 17 mit Außengewinde 18 und innenliegendem Flansch- bzw. Ringrand 19 gegen das offene Ende des Filtergehäuses 11 in Anlage bringbar ist. Der Anschlußstutzen 17 legt den Auslaß 20 des Filtergehäuses 11 fest. Der Innendurchmesser des Anschlußstutzens 17 ist kleiner als der Innendurchmesser des Ringansatzes 13 auf der Einlaßseite des Filtergehäuses 11. Der Anschlußstutzen 17 mit Außengewinde 18 dient zum Anschluß des Filtergehäuses 11 beispielsweise an eine Maschine. Zur Abdichtung der Innenseite des Ringrands 19 des Anschlußstutzens 17 gegenüber der ringförmigen Stirnfläche des nach unten offenen Filtergehäuses 11 dient eine Ringdichtung 21, die bevorzugt aus hartem Dichtungsmaterial besteht und zusätzlich zur Abdichtung eines nachfolgend erläuterten Filtereinsatzes gegen den Ringrand 19 des Anschlußstutzens 17 dient.
Der einlaßseitige Ringansatz 13 mit Innengewinde 14 hat einen innenliegenden Ringrand 22, der als Auflage für eine Ringdichtung 23 zur Abdichtung des Filtergehäuses 11 gegenüber dem Hahn oder dergleichen dient, an welchem das Filtergehäuse 11 eingangsseitig anzuschließen ist.
Im Innern des Filtergehäuses 11 des Wasserfilters 10 ist ein Filterelement in Gestalt eines Filtereinsatzes angeordnet, welches aus einem Grobschmutz- Filterelement 24 und einem Feinschmutz-Filterelement 25 besteht, die in der genannten Reihenfolge zwischen dem Einlaß 12 und dem Auslaß 20 angeordnet sind. Im einzelnen schließt sich das Grobschmutz-Filterelement 24 an den Einlaß 12 an, während das Feinschmutz-Filterelement 25 dem Auslaß 20 vorgeschaltet ist.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, umfaßt das Grobschmutz-Filterelement 24 einen becherförmigen Filterkörper 26 von kreiszylindrischer Form. Der Filterkörper 26 hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des kreiszylindrischen Filtergehäuses 11, so daß zwischen diesem Filtergehäuse 11 und dem Filterkörper ein Ringspalt 27 verbleibt. Der offene Ringrand des Filterkörpers 26 ist radial einwärts und auswärts vorspringend in Gestalt eines Stützrings 28 erweitert. Zwischen dem Stützring 28 und der Innenseite des Ringrands 22 zum Ringeinsatz 13 ist eine Ringdichtung 29 angeordnet, die aus weichem Dichtmaterial, vorzugsweise einem elastomeren Material besteht.
Im Bereich anschließend an den Stützring 28 ist die Wandung des Filterkörpers 26 siebartig perforiert. Diese siebartige Perforierung 30 hat eine Maschenweite zwischen 0,3 und 0,5 mm und erstreckt sich in axialer Richtung ungefähr über die halbe Länge des Filterkörpers 26.
Der Boden 31 des becherförmigen Filterkörpers 26 hat einen zentralen Durchbruch, der von innen mittels eines rohrförmigen Verbindungskörpers 32 verschlossen ist, der allgemein kreiszylindrisch gebildet ist und sich entlang der Längsmittenachse des Filterkörpers 26 in diesen hinein, bis auf das untere Niveau der Perforierung 30 erstreckt, wo der rohrförmige Verbindungskörper 32 in ein pagodendachförmiges Strömungsumlenkelement 33 ausläuft, das zum radial seitlichen Umlenken des über den Filtergehäuseeinlaß 12 zuströmenden Wassers in Richtung auf die siebartige Perforierung 30 dient, wie nachfolgend im einzelnen erläutert.
Das Feinschmutz-Filterelement 25 besteht aus einem rohrförmigen Filterkörper 34, der beispielsweise aus Feinfilz hergestellt ist. Der Außendurchmesser des Filterkörpers 34 entspricht zumindest im wesentlichen dem Außendurchmesser des Filterkörpers 26 des Grobschmutz-Filterelements 24, so daß der Ringspalt 27 sich über die gesamte Länge des Filtereinsatzes erstreckt. Um die Oberfläche bzw. Anströmfläche des Filterkörpers 34 zu vergrößern, ist dieser rillenförmig gebildet bzw. mit mehreren ringförmigen Rillen versehen, von denen eine Rille in Fig. 4 mit 35 bezeichnet ist. Diese Rillen haben beispielsweise dreieckigen Querschnitt und schließen sich in axialer Richtung derart aneinander an, daß die Anströmfläche des Filterkörpers 34 im Querschnitt allgemeine Zickzackform aufweist.
Mit seiner oberen Stirnseite grenzt der Filterkörper 34 unmittelbar an die Außenseite des Bodens 31 des becherförmigen Filterkörpers 26 an, während der Filterkörper 34 mit seiner unteren Stirnseite auf einem Stützring 36 aufliegt, der den Fuß einer Stützstruktur für den Filterkörper 34 bildet, welche außerdem ein Stützrohr 37 umfaßt, das sich ausgehend vom Stützring 36 in den Innenhohlraum des Filterkörpers 34 erstreckt und in ein Kopplungselement 38 ausläuft, das hier kreiszylindrische Zapfenform mit radial erweitertem Außenende hat und dazu bestimmt ist, in den rohrförmigen Verbindungskörper 32 des Grobschmutz-Filterelements 34 einzudringen und dadurch dieses Filterelement mit dem Feinschmutz-Filterelement 25 lösbar zu verbinden. Das Stützrohr 37 ist auf seiner gesamten Umfangsfläche relativ grobmaschig perforiert. Mit seiner Unterseite liegt der Stützring 36 auf der Oberseite der Ringdichtung 21 auf, die damit auch zur Abdichtung des Filtereinsatzes im Bereich der Auslaßseite des Filtergehäuses 11 dient.
Der zweiteilige Filtereinsatz, bestehend aus dem Grobschmutz-Filterelement 24 und dem Feinschmutz-Filterelement 25, wird aus seinen Einzelteilen zusammengesteckt, bevor er über das offene untere Ende des Filtergehäuses 11 in dieses eingeführt und axial positioniert wird, woraufhin der Anschlußstutzen 17, dessen Ringrand 19 innen die Ringdichtung 21 trägt, mittels der Überwurfmutter 16 gegen das offene Ende des Filtergehäuses 11 geschraubt wird. Zum vorausgehenden Zusammenbau des Filtereinsatzes wird bevorzugt der Filterkörper 34 auf das Stützrohr 37 der Stützstruktur geschoben, bis der Filterkörper 34 auf dem Stützring 36 aufliegt. Daraufhin wird diese Anordnung aus Stützstruktur und Filterkörper 34 mit dem Filterkörper 26 verbunden, indem das Kopplungselement 38 in den Verbindungskörper 32 geschoben wird, bis der Filterkörper 34 vollständig an der Unterseite des Bodens 31 des Filterkörpers 26 des Grobschmutz- Filterelements 24 anliegt.
Der Wasserfilter 10 arbeitet unter Bezugnahme auf die Pfeile in Fig. 4, welche den Wasserströmungsverlauf symbolisieren, wie folgt.
Zu filterndes Wasser strömt in den Wasserfilter 10 über den Einlaß 12 des Filtergehäuses 11 zu. Der axial zuströmende einlaßseitige Wasserstrom trifft auf das Strömungsumlenkelement 33 im becherförmigen Filterkörper 26 auf und wird dadurch allseitig radial umgelenkt, durchsetzt die Perforierung 30 in der Wandung des becherförmigen Filterkörpers 26 und gelangt von dort in den Ringraum 27, der sich über die gesamte axiale Länge des Filtergehäuses 11 zwischen dem Filtereinsatz und diesem Gehäuse erstreckt. Auf Höhe des über seine gesamte Oberfläche perforierten Filterkörpers 34 durchströmt das im Grobschmutz-Filterelement 24 vorgefilterte Wasser radial den Filterkörper 34 und gelangt über die perforierte Wandung des Stützrohrs 37 in den zylindrischen Hohlraum, der durch dieses Stützrohr 37 festgelegt ist, wo das nunmehr feingefilterte Wasser in axiale Richtung umgelenkt und über den Auslaß 20 aus dem Wasserfilter 10 ausgetragen wird.
Bezugszeichenliste
10
Wasserfilter
11
Filtergehäuse
12
Einlaß
13
Ringansatz
14
Innengewinde
15
Außengewinde
16
Überwurfmutter
17
Anschlußstutzen
18
Außengewinde
19
Flansch-/Ringrand
20
Auslaß
21
Ringdichtung
22
Ringrand
23
Ringdichtung
24
Grobschmutz-Filterelement
25
Feinschmutz-Filterelement
26
becherförmiger Filterkörper
27
Ringspalt, Ringraum
28
Stützring
29
Ringdichtung
30
Perforierung
31
Boden
32
Verbindungskörper, Steckkupplung
33
Strömungsumlenkelement
34
rohrförmiger Filterkörper
35
Rille
36
Stützring
37
Stützrohr
38
Kopplungselement, Steckkupplung

Claims (16)

1. Wasserfilter mit einem rohrförmigen Filtergehäuse, das zwischen einem Einlaß und einem Auslaß eine Filterkammer bildet, worin zumindest ein Filterelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Filterelement einlaßseitig ein Grobschmutz-Filterelement (24) und auslaßseitig ein Feinschmutz-Filterelement (25) vorgesehen sind.
2. Wasserfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grobschmutz-Filterelement (24) einen becherförmigen Filterkörper (26) umfaßt, der unter Belassung eines Ringspalts (27) in das Filtergehäuse (11) eingesetzt ist, dabei mit dem Rand an seiner offenen Seite den Einlaß (12) dichtend umgibt, mit seinem Boden (31) zum Feinschmutz-Filterelement (25) weist und in seiner Umfangswandung mindestens teilweise eine siebartige Perforierung (30) aufweist.
3. Wasserfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite der siebartigen Perforierung (30) zwischen etwa 0,3 und 0,5 mm liegt.
4. Wasserfilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die siebartige Perforierung (30) ausschließlich im oberen (einlaßnahen) Teil der Umfangswandung des becherförmigen Filterkörpers (26) vorgesehen ist.
5. Wasserfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die siebartige Perforierung (30) über 20 bis 40% der Höhe des becherförmigen Filterkörpers (26) erstreckt.
6. Wasserfilter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die siebartige Perforierung (30) über den vollen Umfang des becherförmigen Filterkörpers (26) erstreckt.
7. Wasserfilter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand vom Boden (31) des becherförmigen Filterkörpers (26) beginnend etwa mit der siebartigen Perforierung (30), ein Strömungsumlenkelement (33) zum seitlichen Umlenken des über den Einlaß (12) zuströmenden Wassers in Richtung auf die siebartige Perforierung (30) vorgesehen ist.
8. Wasserfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsumlenkelement (33) in etwa pagodendachförmig gebildet ist.
9. Wasserfilter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinschmutz-Filterelement (25) einen etwa rohrförmigen Filterkörper (34) mit durchlässiger Umfangswandung umfaßt, der unter Verlängerung des Ringspalts (27) in das Filtergehäuse (11) derart eingesetzt ist, daß dessen zum Grobschmutz-Filterelement (24) weisende Stirnseite verschlossen ist, und dessen andere, offene Stirnseite den Auslaß (20) des Filtergehäuses 11 dichtend umgibt.
10. Wasserfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des rohrförmigen Filterkörpers (34) als rillenförmig vergrößerte Anströmfläche gebildet ist.
11. Wasserfilter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Filterkörper (34) mit seiner verschlossenen Stirnseite unmittelbar an den Boden (31) des becherförmigen Filterkörpers (26) angrenzt.
12. Wasserfilter nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der becherförmige Filterkörper (26) und der rohrförmige Filterkörper (34) eine Einheit bilden, die in das Filtergehäuse (11) von einem offenen Ende des Filtergehäuses (11) aus einsetzbar ist, wobei das Ende mittels eines Anschlußstutzens (17) verschließbar ist.
13. Wasserfilter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Filterkörper (34) von einem perforierten Stützrohr (37) durchsetzt ist, das mit dem Boden (31) des becherförmigen Filterkörpers (26) in Verbindung steht.
14. Wasserfilter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (37) mit dem Boden (31) des becherförmigen Filterkörpers (26) durch eine Steckkupplung (32, 38) verbunden ist.
15. Wasserfilter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (37) an der offenen Stirnseite des rohrförmigen Filterkörpers (34) mit einem radial auswärts verlaufenden Stützring (36) endet, der als Anlagefläche für eine auslaßseitige Ringdichtung (21) dient.
16. Wasserfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des becherförmigen Filterkörpers (26) mittels eines Stützrings (28) radial verbreitert ist, der als Anlagefläche für eine einlaßseitige Ringdichtung (29) dient.
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