DE10143428A1

DE10143428A1 - Flüssigkeitsfilter

Info

Publication number: DE10143428A1
Application number: DE10143428A
Authority: DE
Inventors: Michael Wolf; Christian Thalmann; Thomas Andres
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter mit einer in oder an einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Filterelement (5) rotierenden Schnecke (11) im Strom der zu filternden Flüssigkeit an das Filterelement (5). Die dem Filterelement (5) zugewandten Kuppen (15) der Schneckengänge weisen zur Bildung eines Spalts einen vorgegebenen Abstand zum Filterelement (5) auf, so dass sich im Spalt und/oder im Bereich des jeweiligen Spalts eine Verwirbelung der zu filtrierenden Flüssigkeit ergibt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter mit einer rotierenden Schnecke auf der Rohseite eines Filterelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 0 971 067 A1 ist ein Flüssigkeitsfilter bekannt, bei dem in einem zylindrischen Gehäuse eine rotierende Schnecke angeordnet ist, mit der die zu filtrierende Flüssigkeit zu einem hohlzylindrischen Filterelement hintransportiert wird. Auf der Reinseite des Filterelements wird die filtrierte Flüssigkeit abgeleitet. Der zylindrische Grundkörper der Schnecke ist in Transportrichtung der Schnecke konisch gestaltet, so dass sich bei einem konstanten Schneckengang ein in Transportrichtung etwas verkleinernder Raum für die transportierte Flüssigkeit ergibt.

Um bei dem für sich gesehen bekannten Flüssigkeitsfilter eine dauerhafte Funktionsfähigkeit auch bei einem längeren Eintrag von Schmutzpartikel in der auszufilternden Flüssigkeit zu erhalten, stellt das strömungstechnische Verhalten der Flüssigkeit im Bereich zwischen den Schneckengängen und dem Filterelement auf der Rohseite und die Bauart des Filterelements eine kritische Größe dar.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsfilter der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass auf einfache Weise eine langfristige und optimale Filterwirkung erreicht werden kann.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter, insbesondere für die Anwendung als Flüssigkeitsfilter bei stationären Anwendungen, mit einer in einem hohlzylindrischen Filterelement rotierenden Schnecke der eingangs genannten Art ist in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die dem Filterelement zugewandten Kuppen der Schneckengänge zur Bildung eines Spaltes einen vorgegeben Abstand zum Filterelement aufweisen, so dass sich im Spalt und/oder im Bereich des jeweiligen Spalts eine Verwirbelung der zu filtrierenden Flüssigkeit ergibt.

Damit im erfindungsgemäßen Spalt sich eine entsprechende Verwirbelung, z. B. Ablösewirbel oder Wirbelschleppen mit einem sog. Taylorwirbel, ergibt sind bei den gängigen Baugrößen der Flüssigkeitsfilter Spalte mit einer Weite von ca. 1 bis 5 mm besonders vorteilhaft.

Hiermit kann auf einfache Weise erreicht werden, dass die Schmutzpartikel von der Oberfläche des Filterelements abgelöst und in der Schwebe gehalten werden. Durch diesen Prozess kann der Differenzdruckanstieg in Grenzen gehalten werden. Die Schmutzpartikel werden durch Impulse beim Auftreffen auf die Verwirbelung durch eine Querströmung über die Filterfläche verteilt; bei starker Konzentration der Schmutzpartikel, z. B. bei schlammartiger Konsistenz, können diese dann durch die Förderwirkung der Schnecke nach unten bewegt werden.

Die Erfindung ist besonders dann vorteilhaft anwendbar, wenn besonders feinporige Filterelemente mit absoluten Filterfeinheiten von unter 30 µm verwendet werden, bei denen ein mechanisches Abstreifen oder auch eine Durchbiegung, wie beim eingangs genannten Stand der Technik, nicht möglich ist.

Vorteilhaft ist es vor allem, wenn das Filterelement aus einem regenerierbaren Material, insbesondere aus einem Edelstahlvlies oder Edelstahlgewebe bzw. einer Schlitzfolie aus z. B. Nickel, einem Pulversinterkörper oder einer Membran gebildet ist. Gegebenenfalls sind hier auch mehrlagige Filterelemente mit Stütz- oder Trägermedien anwendbar.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Verringerung der in den Schneckengängen gebildeten Räume durch eine kontinuierliche Verringerung des Abstandes der Schneckengänge oder durch eine Abnahme der Tiefe der Räume nach unten gebildet werden. Hierbei wird der Schmutz durch den kleiner werdenden Schneckenraum in Transportrichtung aufkonzentriert.

Die Kuppen der Schneckengängen können beispielsweise einen trapezförmigen, rechteckigen, abgerundeten oder schaufelförmigen Querschnitt aufweisen. Es sind auch mehrgängige Schnecken einfach anwendbar. Weiterhin ist es auch möglich eine Hohlschnecke außen am hohlzylindrischen Filterelement anzubringen, so dass eine Durchströmung des Filterelements von außen nach innen in der gleichen wie zuvor beschriebenen Weise erfolgt. Ferner ist es auch noch vorteilhaft, wenn auf der Reinseite des Filterelements zwei in Transportrichtung der Schnecke hintereinander liegende, voneinander getrennte Räume zum Sammeln der gefilterten Flüssigkeit mit separaten Ausgängen vorhanden sind.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters mit einer rotierenden Schnecke wird anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Figur ist eine mechanische Anordnung mit einem Flüssigkeitsfilter 1 gezeigt, in die eine zu filtrierende Flüssigkeit gemäß Pfeil 2 in den Rohflüssigkeitszulauf 3 eintritt. Die Flüssigkeit gelangt dann in eine Kammer 4, die mit einem Filterelement 5 von einer Kammer 6 und 7 getrennt ist. In der Kammer 4 befindet sich eine in Lagern 8 und 9 gelagerte und von einem Antrieb 10 angetriebene Schnecke 11.
Reinraumseitig wird die gefilterte Flüssigkeit einerseits in der Kammer 6 zu einem Auslass 12 und andererseits in der Kammer 7 zu einem Auslass 13 geführt. Zwischen den Kammern 6 und 7 herrscht ein Druckgefälle, so dass am Auslass 13 ein geringerer Druck herrscht als am Auslass 12. Zusätzlich ist hier noch ein Auslass 14 vorhanden, der über ein hier nicht näher beschriebenes, an sich bekanntes Ventil Zeit- oder differenzdruckgesteuert ist.
Die Schnecke 11 weist einen Schneckengang mit Kuppen 15 auf, wobei ein definiertes Spaltmaß, beispielsweise ca. 1 bis 5 mm, zwischen dem Außendurchmesser der Schnecke 11 bzw. den Kuppen 15 und dem Innendurchmesser des Filterelements 5 vorhanden ist. Hiermit ist gewährleistet, dass sich Verwirbelung, z. B. Ablösewirbel oder Wirbelschleppen mit einem sog. Taylorwirbel, ausbilden, die die Schmutzpartikel von der Oberfläche des Filterelements 5 ablösen und in der Schwebe halten. Die Drehzahl der Schnecke 11 kann dabei im Bereich von 0 bis ca. 5000 Umdrehungen pro Minute einstellbar sein.
Eine Verringerung der in den Schneckengängen der Schnecke 11 gebildeten Räume 16 kann hier durch eine kontinuierliche Verringerung des Abstandes der Schneckengänge gebildet werden, so dass der Schmutz durch den kleiner werdenden Schneckenraum in Transportrichtung aufkonzentriert wird.

Claims

1. Flüssigkeitsfilter, mit
einer in einem im wesentlichen hohlzylindrischen Filterelement (5) rotierenden Schnecke (11) in der Strömung der zu filternden Flüssigkeit zum Filterelement (5), dadurch gekennzeichnet, dass
die dem Filterelement (5) zugewandten Kuppen (15) der Schneckengänge zur Bildung eines Spaltes einen vorgegeben Abstand zum Filterelement (5) aufweisen, so dass sich im Spalt und/oder im Bereich des jeweiligen Spalts eine Verwirbelung der zu filtrierenden Flüssigkeit ergibt.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Spalt eine Weite von ca. 1 bis 5 mm aufweist.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Filterelement (5) nahezu verbiegungssteif ist.

4. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Filterelement (5) aus Metall, insbesondere einem Edelstahlvlies oder Edelstahlgewebe oder einer Schlitzfolie aus Nickel gebildet ist.

5. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in den Schneckengängen gebildeten Räume (16) in Transportrichtung kleiner werden, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verringerung der in den Schneckengängen gebildeten Räume (16) durch eine kontinuierliche Verringerung des Abstandes der Schneckengänge oder durch eine Abnahme der Tiefe der Räume (16) nach unten gebildet ist.

6. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuppen (15) der Schneckengängen einen trapezförmigen, rechteckigen, abgerundeten oder schaufelförmigen Querschnitt aufweisen.

7. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
auf der Reinseite des Filterelements (5) zwei in Transportrichtung der Schnecke (11) hintereinander liegende Kammern (6, 7) zum Sammeln der gefilterten Flüssigkeit mit separaten Ausgängen (12, 13) vorhanden sind.

8. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Hohlschnecke außen am hohlzylindrischen Filterelement (5) angebracht ist, so dass eine Durchströmung des Filterelements (5) von außen nach innen erfolgt.

9. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnecke (11) in Lagern (8, 9) jeweils am oberen und am unteren Ende der Kammer (4) gelagert ist.

10. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnecke (11) fliegend gelagert ist.