DE102014011389A1

DE102014011389A1 - Filter system with shock wave generating device

Info

Publication number: DE102014011389A1
Application number: DE102014011389.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Menssen; Stefan Kunze; Michael Harenbrock
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2014-10-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem Fluidpfad (14), der eine Rohseite (18) mit einer Reinseite (16) des Filtersystems verbindet. Das Filtersystem (100) umfasst wenigstens ein Filterelement (10) mit einem Filterbalg (12), welches die Rohseite (18) von der Reinseite (16) trennt, ein Filtergehäuse (108), in dem das Filterelement (10) angeordnet ist, sowie eine Druckleitung (20), welche in das Filtergehäuse (108) mündet und welche mit einer Stoßwellenerzeugungsvorrichtung (30) verbunden ist. Dabei stellt die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung (30) bedarfsweise eine Stoßwelle zum Abreinigen des Filterelements (10) zur Verfügung, welche durch die Druckleitung (20) hindurch direkt oder indirekt auf den Filterbalg (12) wirkt. Die Erfindung betrifft ferner ein Filterelement (10) zur Verwendung in einem solchen Filtersystem (100).The invention relates to a filter system (100) for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, with a fluid path (14) which connects a raw side (18) to a clean side (16) of the filter system. The filter system (100) comprises at least one filter element (10) with a filter bellows (12) which separates the raw side (18) from the clean side (16), a filter housing (108) in which the filter element (10) is arranged, and a pressure line (20) which opens into the filter housing (108) and which is connected to a shock wave generating device (30). If necessary, the shock wave generating device (30) provides a shock wave for cleaning the filter element (10), which acts directly or indirectly on the filter bellows (12) through the pressure line (20). The invention further relates to a filter element (10) for use in such a filter system (100).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem mit einem Filterelement zum Filtern eines Fluids mit einer Vorrichtung zum Abreinigen des Filterelements, insbesondere zur Verwendung als Luftfilter einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a filter system with a filter element for filtering a fluid with a device for cleaning the filter element, in particular for use as an air filter of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Aus der US 8404021 B2 ist ein Druckluftreinigungssystem für ein Luftfiltersystem bekannt. Das Luftfiltersystem wird mit Druckpulsen des Druckluftreinigungssystems in gewissen Zeitabständen abgereinigt. Das Luftfiltersystem sieht eine innere Aufnahme für ein Filterelement in einem Filtergehäuse sowie einen separaten Drucklufttank mit Luftkompressor vor. Die Aufnahme kann ein austauschbares Filterelement aufnehmen, das typischerweise ein Filtermedium in Form eines Rundfilters aufweist, welches ein offenes Inneres des Filterelements umgibt. Das Druckluftreinigungssystem umfasst dabei eine Druckluftvorrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie zu bestimmten vorgewählten Zeiten einen Druckpuls von dem Drucklufttank, der durch den Luftkompressor gefüllt wird, durch das Innere des Filterelements nach außen leiten kann. Durch den Druckpuls wird das Filterelement von außen angelagertem Staub und Schmutz befreit. Dabei ist ein Entlüftungsventil vorgesehen, durch das selektiv Staub, Schmutz und andere Materie aus dem Filtersystem an die Umgebung abgeführt werden kann. Es ist vorgesehen, die Reinigung mit Druckpulsen in periodischen Zeitzyklen zu wiederholen. in den Zeiten zwischen den Druckpulsen wird der Drucklufttank mit dem Luftkompressor typischerweise wieder aufgefüllt. Es ist weiter vorgesehen, die komprimierte Luft in einer Trocknungseinheit vor der Verwendung zum Abreinigen des Filterelements zu trocknen. Während des Reinigungszyklus öffnet das Entlüftungsventil, um den Druckpuls an die Atmosphäre zu leiten, wobei so die positive Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Filterelements aufrechterhalten wird, sodass die Reinigungsfunktion für die Dauer des Druckpulses stattfindet.From the US 8404021 B2 is a compressed air cleaning system for an air filter system known. The air filter system is cleaned with pressure pulses of the compressed air cleaning system at certain intervals. The air filter system provides an inner receptacle for a filter element in a filter housing and a separate compressed air tank with air compressor. The receptacle may receive an exchangeable filter element, which typically has a filter medium in the form of a round filter surrounding an open interior of the filter element. The compressed air cleaning system in this case comprises a compressed air device, which is designed so that it can at certain preselected times a pressure pulse from the compressed air tank, which is filled by the air compressor, pass through the interior of the filter element to the outside. The pressure pulse frees the filter element from dust and dirt deposited on the outside. In this case, a vent valve is provided through which selectively dust, dirt and other matter from the filter system can be dissipated to the environment. It is intended to repeat the cleaning with pressure pulses in periodic time cycles. in the times between the pressure pulses, the compressed air tank is typically refilled with the air compressor. It is further contemplated to dry the compressed air in a drying unit prior to use to clean the filter element. During the cleaning cycle, the vent valve opens to direct the pressure pulse to the atmosphere, thus maintaining the positive pressure differential between the interior and exterior of the filter element so that the cleaning function occurs for the duration of the pressure pulse.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids zu schaffen, das eine einfache Abreinigungsmöglichkeit des Filterelements im eingebauten Zustand bietet.An object of the invention is therefore to provide a filter system for filtering a fluid, which offers a simple Abreinigungsmöglichkeit the filter element in the installed state.

Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung eines Filterelements zum Einsatz in einem solchen Filtersystem.Another object is to provide a filter element for use in such a filter system.

Die vorgenannten Aufgaben werden gelöst von einem Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem Fluidpfad, der eine Rohseite mit einer Reinseite des Filtersystems verbindet, umfassend wenigstens ein Filterelement mit einem Filterbalg, welches die Rohseite von der Reinseite trennt, ein Filtergehäuse, in dem das Filterelement angeordnet ist, sowie eine Druckleitung, welche in das Filtergehäuse mündet und welche mit einer Stoßwellenerzeugungsvorrichtung verbunden ist.The aforementioned objects are achieved by a filter system for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, having a fluid path which connects a raw side to a clean side of the filter system, comprising at least one filter element with a filter bellows which separates the raw side from the clean side, a filter housing, in which the filter element is arranged, and a pressure line, which opens into the filter housing and which is connected to a shock wave generating device.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.

Es wird ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem Fluidpfad vorgeschlagen, der eine Rohseite mit einer Reinseite des Filtersystems verbindet. Das Filtersystem umfasst wenigstens ein Filterelement mit einem Filterbalg, welches die Rohseite von der Reinseite trennt, ein Filtergehäuse, in dem das Filterelement angeordnet ist, sowie eine Druckleitung, welche in das Filtergehäuse mündet und welche mit einer Stoßwellenerzeugungsvorrichtung verbunden ist. Dabei stellt die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung bedarfsweise eine Stoßwelle zum Abreinigen des Filterelements zur Verfügung, welche durch die Druckleitung hindurch direkt oder indirekt auf den Filterbalg wirkt.A filter system is proposed for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, with a fluid path which connects a raw side to a clean side of the filter system. The filter system comprises at least one filter element with a filter bellows, which separates the raw side from the clean side, a filter housing in which the filter element is arranged, and a pressure line, which opens into the filter housing and which is connected to a shock wave generating device. In this case, the shock wave generating device, if necessary, provides a shock wave for cleaning the filter element, which acts directly or indirectly on the filter bellows through the pressure line.

Mit dem beschriebenen Filtersystem ist eine Abreinigung des Filterbalgs von aus dem Fluid gefilterten und auf der Rohseite des Filterelements angesammelten Staub- und/oder Schmutz-Partikeln bewirkbar. Gegenüber dem Stand der Technik, wo mittels eines Druckluftspeichers, der über einen Luftkompressor einschließlich Lufttrockner gefüllt werden muss, ein Druckpuls erzeugt wird, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung eine chemische Substanz in Form eines Explosivstoffs zur Detonation gebracht, die durch die plötzliche Volumenausdehnung eine Stoßwelle erzeugt, die wiederrum als Druckpuls genutzt wird, um das Abreinigen des Filtersystems zu gewährleisten. Zur Erzeugung eines Druckpulses oder einer Stoßwelle kann eine Reaktion dienen, die zur Bildung von Gasen geeignet ist. Bevorzugt, wegen der großen Volumenzunahme, können Feststoffe als Explosivstoffe eingesetzt werden. Als Beispiel für eine ähnliche Anwendung kann ein Airbagsystem dienen. Zwei Ausführungsbeispiele sind hier prinzipiell denkbar. In einem ersten Ausführungsbeispiel kann ein Explosivstoff, beispielsweise Nitrozellulosepulver als Treibladung, innerhalb eines Gehäuses zur Detonation gebracht werden. Die Stoßwelle kann dann eine Membran beschleunigen, die ihrerseits wiederum eine bestimmte Luftmenge in Form einer weiteren Stoßwelle verdrängt, die ausreicht, um ein Abreinigen des Filterelementes durchzuführen. Die Membran kommt zum Einsatz, um Rückstände des verbrannten Explosivstoffes nicht auf die Reinseite des Filterelementes gelangen zu lassen. Als Explosivstoffe können kleine Explosivkapseln mit automatischer Zuführung verwendet werden. Als Explosivkapseln können beispielsweise modifizierte Patronen ohne Projektil/Geschoss, wie Platzpatronen, oder Feststofftabletten zum Einsatz kommen. In einem zweiten Ausführungsbeispiel kann ein rückstandsfrei verbrennender Explosivstoff, beispielsweise Ammoniumnitrat zur Detonation gebracht werden, ohne dass dabei eine Membran Anwendung findet. In diesem Fall wäre das Risiko, dass Verbrennungsrückstände des Explosivstoffs auf die Reinseite des Filtersystems und damit gegebenenfalls in den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine gelangen können, vermieden.With the described filter system a cleaning of the filter bellows is filtered by the fluid filtered and accumulated on the raw side of the filter element dust and / or dirt particles. Compared to the prior art, where by means of a compressed air reservoir, which must be filled via an air compressor including air dryer, a pressure pulse is generated in the inventive solution a chemical substance in the form of an explosive is detonated, which generates a shock wave by the sudden volume expansion , which in turn is used as a pressure pulse to ensure the cleaning of the filter system. To generate a pressure pulse or a shock wave, a reaction can be used which is suitable for the formation of gases. Preferably, because of the large volume increase, solids can be used as explosives. An example of a similar application may be an air bag system. Two embodiments are conceivable here in principle. In a first embodiment, an explosive, such as nitrocellulose powder as a propellant, can be detonated within a housing. The shock wave can then accelerate a membrane, which in turn displaces a certain amount of air in the form of another shock wave, which is sufficient to carry out a cleaning of the filter element. The Membrane is used to prevent residues of the combusted explosive from reaching the clean side of the filter element. As explosives small explosive capsules with automatic feeding can be used. As explosive capsules, for example, modified cartridges without projectile / projectile, such as blanks, or solid tablets can be used. In a second embodiment, a residue-free combusting explosive, such as ammonium nitrate can be detonated without causing a membrane application. In this case, the risk that combustion residues of the explosive can reach the clean side of the filter system and thus possibly in the intake of an internal combustion engine, avoided.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass der Einsatz eines Druckluftspeichers, eines Luftkompressors, sowie eines Lufttrockners vermieden werden kann. Dadurch kann prinzipiell eine Vereinfachung des gesamten Aufbaus des Luftfiltersystems mit Abreinigungsmöglichkeit erfolgen. Das Luftfiltersystem kann so wesentlich kompakter aufgebaut werden, was insbesondere beim Einsatz in einem Fahrzeug unter knappen Bauraumbedingungen sich günstig erweisen kann.An advantage of the solution according to the invention is that the use of a compressed air reservoir, an air compressor, and an air dryer can be avoided. This can in principle be a simplification of the entire structure of the air filter system with Abreinigungsmöglichkeit. The air filter system can be constructed so much more compact, which can be particularly favorable when used in a vehicle under tight space conditions.

Vorteilhaft kann demzufolge die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung der Stoßwelle einen Explosivstoff, insbesondere einen Feststoff, aufweisen. Zu einer überschlägigen Abschätzung einer benötigten Menge an Explosivstoff kann beispielsweise die US 2011 252 964 A1 herangezogen werden. Daraus lässt sich beispielhaft ein Verhältnis des Volumens eines Drucklufttanks (ca. 6,4 Liter) zu Filterelementinnenvolumen (ca. 4,9 Liter) von ungefähr 1,3 abschätzen, das benötigt wird, um bei Entspannung der komprimierten Luft unter Normalbedingungen ein Abreinigen eines Filterelements auszuführen. Legt man als Innenvolumen eines handelsüblichen Filterelements von z. B. 80 m³/min Nennvolumenstrom beispielsweise 16,4 Liter zu Grunde, lässt sich daraus wiederum mit dem Faktor 1,3 ein benötigtes Drucktankvolumen von 21,4 Liter ermitteln. Aus einem Kilogramm Ammoniumnitrat lassen sich bei vollständiger Umsetzung 980 Liter Gas unter Normalbedingungen erzeugen. Daraus würde folgen, dass zur Erzeugung von 21 Liter benötigtem Gas zum Abreinigen eines Filterelements ungefähr 21 Gramm Ammoniumnitrat ausreichen würden, was bei der Dichte von festem Ammoniumnitrat einem Würfel von 2,3 cm Kantenlänge entsprechen würde. Als nötiger Druck, um ein Abreinigen eines Filterelements zu bewirken, kann ein Druck von ungefähr 5 bar als ausreichend betrachtet werden. Diese grobe Abschätzung soll lediglich die Größenordnung der beteiligten Parameter wiedergeben, ohne eine genaue Auslegung des Filtersystems mit seiner Stoßwellenerzeugungsvorrichtung darzustellen. Vielmehr kann zweckmäßigerweise die Auslegung an ein gegebenes Filtersystem angepasst werden.Consequently, the shockwave generating device for producing the shockwave can advantageously have an explosive, in particular a solid. For an approximate estimate of a required amount of explosive, for example, the US 2011 252 964 A1 be used. From this it is possible, for example, to estimate a ratio of the volume of a compressed air tank (about 6.4 liters) to filter element internal volume (about 4.9 liters) of about 1.3, which is required to purify a compressed air when the compressed air is released under normal conditions Perform filter element. If one sets as the inner volume of a commercial filter element of z. B. 80 m ³ / min nominal flow rate, for example, 16.4 liters at the bottom, it can in turn be determined by the factor 1.3 a required pressure tank volume of 21.4 liters. From one kilogram of ammonium nitrate can be produced at full reaction 980 liters of gas under normal conditions. It would follow that to produce 21 liters of gas needed to clean a filter element, about 21 grams of ammonium nitrate would suffice, which would be equivalent to a cube of 2.3 cm in edge density of solid ammonium nitrate. As a necessary pressure to effect a cleaning of a filter element, a pressure of about 5 bar can be considered sufficient. This rough estimate is merely intended to reflect the magnitude of the parameters involved without representing an accurate interpretation of the filter system with its shockwave generating device. Rather, the design can be suitably adapted to a given filter system.

in einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung eine Membran aufweisen, welche die Stoßwelle durch Druck auf einer Seite der Membran beschleunigt, wodurch eine zweite Stoßwelle auf der anderen Seite der Membran erzeugbar ist, welche in der Druckleitung in das Filtergehäuse propagiert. Eine solche Anordnung weist den Vorteil auf, dass die Verbrennung des Explosivstoffes in einem abgeschlossenen Bereich stattfindet und Verbrennungsrückstände sich im Filtersystem nicht weiter ausbreiten oder gar auf die Reinseite des Filtersystems und damit möglicherweise in den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine gelangen können. Die zweite Stoßwelle, die durch die Membran erzeugt wird, kann zum Abreinigen des Filterelements bei entsprechender Dimensionierung der Membran ausreichen.In an advantageous embodiment, the shock wave generating device may have a membrane which accelerates the shock wave by pressure on one side of the membrane, whereby a second shock wave can be generated on the other side of the membrane, which propagates in the pressure line in the filter housing. Such an arrangement has the advantage that the combustion of the explosive takes place in a closed area and combustion residues can not spread further in the filter system or even reach the clean side of the filter system and thus possibly in the intake of an internal combustion engine. The second shock wave generated by the membrane may be sufficient to clean the filter element with appropriate dimensioning of the membrane.

In einer alternativen Ausgestaltung kann die in der Stoßwellenerzeugungsvorrichtung erzeugte Stoßwelle direkt in die Druckleitung leitbar sein und in das Filtergehäuse propagieren. Dazu ist es vorteilhaft, wenn rückstandsfrei verbrennender Explosivstoff, beispielsweise Ammoniumnitrat zur Detonation gebracht werden kann. Auf diese Weise lässt sich eine Verunreinigung der Reinseite des Filtersystems beim Eindringen der Stoßwelle weitgehend vermeiden.In an alternative embodiment, the shock wave generated in the shock wave generating device can be directly conducted into the pressure line and propagate into the filter housing. For this purpose, it is advantageous if residue-free combusting explosive, such as ammonium nitrate can be detonated. In this way, contamination of the clean side of the filter system during penetration of the shock wave can be largely avoided.

Zweckmäßigerweise kann die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen eine automatisierte Zuführung von Explosivkapseln in die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung aufweisen. Dadurch ist es möglich, in festen Zeitzyklen jeweils eine Detonation auszulösen, ohne dass ein manueller Eingriff nötig wäre. Die Zeitzyklen können sich beispielsweise fest vorgeben lassen. Alternativ können sie jedoch auch aus Druckdifferenzen des Eingangsdrucks des Filtersystems zu dem Ausgangsdruck und damit einer Abschätzung der Beladung des Filterelements mit Staub oder Schmutz bestimmt werden. Durch eine automatisierte Zuführung können auch nötige Sicherheitsüberlegungen zum Umgang mit den Explosivkapseln leichter eingehalten werden.Conveniently, the shockwave generating device for generating shockwaves may have an automated supply of explosive capsules into the shockwave generating device. This makes it possible to trigger a detonation in fixed time cycles, without any manual intervention would be necessary. For example, the time cycles can be fixed. Alternatively, however, they can also be determined from pressure differences of the inlet pressure of the filter system to the outlet pressure and thus an estimate of the loading of the filter element with dust or dirt. Automated delivery also makes it easier to maintain the necessary safety considerations for dealing with the explosive capsules.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Stoßwelle zum Abreinigen des Filterelements von der Reinseite des Filterbalgs durch diesen hindurch auf die Rohseite des Filterbalgs geleitet werden. In einem solchen Reverse-Betrieb des Filterelements wird Luft entgegen der vorgesehenen Strömungsrichtung von der Reinseite auf die Rohseite des Filterelements geblasen. So können Partikel, die sich auf der Oberfläche der Rohseite des Filterelements angelagert haben, wirksam entfernt werden, sofern der Druck durch die Stoßwelle groß genug ist. Angelagerte Partikel werden einfach weggeblasen und fallen auf Grund der Gravitation dann im Filtergehäuse zu Boden, wo sie auch mit geeigneten Maßnahmen und Vorrichtungen entfernt oder abgelassen werden können.In an advantageous embodiment, the shock wave for purifying the filter element from the clean side of the filter bellows are passed through this on the raw side of the filter bellows. In such a reverse operation of the filter element, air is blown against the intended flow direction from the clean side to the raw side of the filter element. Thus, particles that have been deposited on the surface of the raw side of the filter element, can be effectively removed, provided that the pressure through the shock wave is large enough. Stored particles are simply blown away and fall to the ground Gravity then in the filter housing to the ground, where they can be removed or discharged with appropriate measures and devices.

In einer alternativen Ausgestaltung ist es auch denkbar, die Stoßwelle zum Abreinigen des Filterelements tangential zu einer rohseitigen Oberfläche des Filterbalgs zu leiten. Auf diese Weise können auf der rohseitigen Oberfläche des Filterelements angelagerte Partikel entweder einfach weggeblasen werden oder in einem Effekt wie bei einer Strahlpumpe von der Stoßwelle mitgerissen werden. Um diesen Strahlpumpeneffekt zu erzielen, ist es günstig, wenn die durch die Stoßwelle erzeugte Druckdifferenz an der Oberfläche des Filterelements eine geeignete Größe erreicht.In an alternative embodiment, it is also conceivable to direct the shock wave for cleaning the filter element tangentially to a raw-side surface of the filter bellows. In this way, particles deposited on the untreated surface of the filter element can either be simply blown off or entrained in an effect as in a jet pump by the shock wave. In order to achieve this jet pump effect, it is favorable if the pressure difference generated by the shock wave at the surface of the filter element reaches a suitable size.

Vorteilhaft kann das Filtergehäuse eine Vorrichtung zum Auffangen und/oder Ablassen von abgereinigten Partikeln aufweisen oder mit einer Vorrichtung zum Auffangen und/oder Ablassen von abgereinigten Partikeln bedarfsweise koppelbar sein. Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung können die abgereinigten Partikel gesammelt und auf gezielte Weise aus dem Filtersystem entfernt, ohne dass das Risiko besteht, dass die abgereinigten Partikel wieder über die angesaugte Luft im Normalbetrieb des Filtersystems mit angesaugt werden und damit wieder auf die Oberfläche des Filterelements gelangen. Die Vorrichtung kann permanent an dem Filtergehäuse angebracht sein, um so die abgereinigten Partikel jeweils nach dem Abreinigen auffangen zu können. Sie kann jedoch auch bedarfsweise ankoppelbar sein, um so die abgereinigten Partikel jeweils nach Abreinigungsvorgängen aufzufangen und/oder abzulassen und zu entsorgen.Advantageously, the filter housing can have a device for collecting and / or discharging cleaned-off particles or can be coupled with a device for collecting and / or discharging cleaned-off particles as required. With the help of such a device, the cleaned particles can be collected and removed in a targeted manner from the filter system, without the risk that the cleaned particles are sucked in again via the intake air during normal operation of the filter system and thus get back onto the surface of the filter element , The device may be permanently attached to the filter housing so as to be able to catch the cleaned particles each time after cleaning. However, it can also be coupled as needed, so as to collect the cleaned particles each after cleaning operations and / or drain and dispose.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Filterelement vorgeschlagen, das wenigstens einen Filterbalg umfasst, wobei das Filterelement auswechselbar in einem erfindungsgemäßen Filtersystem angeordnet ist. Dabei ist das Filterelement zum Entfernen von Partikeln aus dem Filterelement für ein Zusammenwirken mit einer in einer Stoßwellenerzeugungsvorrichtung erzeugten Stoßwelle ausgebildet. Gerade bei einem Einsatz unter sehr rauen und staubbeladenen Umweltbedingungen kann es vorteilhaft sein, das Filterelement zusätzlich zum regelmäßigen Abreinigen mit Hilfe der Stoßwellenerzeugungsvorrichtung auch auszuwechseln. Dabei kann ein neues Filterelement eingesetzt werden oder das benutzte Filterelement gereinigt und/oder aufbereitet werden.According to a further aspect of the invention, a filter element is proposed, which comprises at least one filter bellows, wherein the filter element is arranged interchangeable in a filter system according to the invention. In this case, the filter element for removing particles from the filter element is designed for interaction with a shockwave generated in a shockwave generating device. Especially when used under very harsh and dust-laden environmental conditions, it may be advantageous to replace the filter element in addition to the regular cleaning with the help of the shock wave generating device. In this case, a new filter element can be used or cleaned the used filter element and / or processed.

Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung des Filtersystems als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter einer Brennkraftmaschine. Besonders günstig ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Filtersystems bei einem Einsatz unter stark staubbelasteten Umweltbedingungen, wie sie bei Baustellenfahrzeugen, Landmaschinen oder auch militärischen Einsatzfahrzeugen vorkommen können und Luftfilter sich relativ schnell mit Partikeln zusetzen können.According to a further aspect, the invention relates to the use of the filter system as an air filter, in particular as an air filter of an internal combustion engine. Particularly favorable is the use of the filter system according to the invention when used under heavily dust-laden environmental conditions, as they may occur in construction vehicles, agricultural machinery or military emergency vehicles and air filters can enforce relatively quickly with particles.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigt beispielhaftIt shows by way of example

1 einen Querschnitt durch ein Filtersystem mit einer Stoßwellenerzeugungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 a cross section through a filter system with a shock wave generating device according to an embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Figur zeigt lediglich ein schematisches Beispiel zur Illustration der Erfindung und ist nicht beschränkend zu verstehen.The figure shows only a schematic example illustrating the invention and is not intended to be limiting.

1 zeigt einen Querschnitt durch ein Filtersystem 100 mit einer Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 stellt dabei lediglich eine Prinzipskizze dar, um die Wirkungsweise des Filtersystems 100 und der Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 zu verdeutlichen, ohne eine geometrisch exakte Konstruktion mit den realen Größenverhältnissen darzustellen. Insbesondere ist das Größenverhältnis von Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 zu Filtergehäuse 108 mit Filterelement 10 übertrieben dargestellt. Das Filtersystem 100 zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem Fluidpfad 14, der eine Rohseite 18 mit einer Reinseite 16 des Filtersystems 100 verbindet, umfasst ein Filterelement 10 mit einem Filterbalg 12, welches die Rohseite 18 von der Reinseite 16 trennt, ein Filtergehäuse 108, in dem das Filterelement 10 angeordnet ist, sowie eine Druckleitung 20, welche in das Filtergehäuse 108 mündet und welche mit einer Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 verbunden ist. Das Filterelement 10 ist über die Dichtungen 112 gegen das Filtergehäuse 108 gedichtet, um so eine Trennung von Rohseite 18 und Reinseite 16 des Filtersystems 100 zu gewährleisten. Im Normalbetrieb des Filtersystems 100, zum Filtern der Ansaugluft beispielsweise einer Brennkraftmaschine, wird das Fluid, in dem Fall also Luft, durch den rohseitigen Einlass des Filtergehäuses 108 zugeführt, strömt entlang des Fluidpfads 14 von außen durch den Filterbalg 12 des Filterelements 10 und verlässt das Filtergehäuse 108 durch den reinseitigen Auslass des Filtergehäuses 108. 1 shows a cross section through a filter system 100 with a shock wave generating device 30 according to an embodiment of the invention. 1 represents only a schematic diagram to the operation of the filter system 100 and the shock wave generating device 30 to clarify, without representing a geometrically exact construction with the real size ratios. In particular, the size ratio of shock wave generating device 30 to filter housing 108 with filter element 10 exaggerated. The filter system 100 for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, with a fluid path 14 , which is a raw page 18 with a clean side 16 of the filter system 100 connects, includes a filter element 10 with a filter bellows 12 which is the raw side 18 from the clean side 16 separates, a filter housing 108 in which the filter element 10 is arranged, and a pressure line 20 , which in the filter housing 108 opens and which with a shock wave generating device 30 connected is. The filter element 10 is about the seals 112 against the filter housing 108 sealed, so a separation of raw side 18 and clean side 16 of the filter system 100 to ensure. In normal operation of the filter system 100 for filtering the intake air of, for example, an internal combustion engine, the fluid, in the case of air, through the unfiltered inlet of the filter housing 108 supplied, flows along the fluid path 14 from the outside through the filter bellows 12 of the filter element 10 and leaves the filter housing 108 through the clean-side outlet of the filter housing 108 ,

Dabei stellt die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 bedarfsweise eine Stoßwelle zum Abreinigen des Filterelements 10 zur Verfügung, welche durch die Druckleitung 20 hindurch direkt oder indirekt auf den Filterbalg 12 wirkt. Die Druckleitung 20 führt direkt über den Auslass auf der Reinseite 16 des Filtersystems in das Filtergehäuse 108 hinein. In this case, the shock wave generating device 30 If necessary, a shock wave for cleaning the filter element 10 available, which through the pressure line 20 through directly or indirectly on the filter bellows 12 acts. The pressure line 20 leads directly over the outlet on the clean side 16 of the filter system in the filter housing 108 into it.

Die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 zur Erzeugung der Stoßwelle weist einen Explosivstoff, insbesondere einen Feststoff, auf. Die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 weist ferner eine Membran 32 auf, welche die Stoßwelle durch Druck auf eine Seite 34 der Membran 32 beschleunigt, wodurch eine zweite Stoßwelle auf der anderen Seite 36 der Membran 32 erzeugbar ist, welche in der Druckleitung 20 in das Filtergehäuse 108 propagiert. Eine solche Anordnung weist den Vorteil auf, dass die Verbrennung des Explosivstoffes in einem abgeschlossenen Bereich stattfindet und Verbrennungsrückstände sich im Filtersystem 100 nicht weiter ausbreiten oder gar auf die Reinseite 16 des Filtersystems 100 und damit möglicherweise in den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine gelangen können. Die zweite Stoßwelle, die durch die Membran 32 erzeugt wird, kann zum Abreinigen des Filterelements 10 bei entsprechender Dimensionierung der Membran 32 ausreichen. Alternativ könnte die in der Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 erzeugte Stoßwelle direkt in die Druckleitung 20 leitbar sein und in das Filtergehäuse 108 propagieren.The shock wave generating device 30 to generate the shock wave has an explosive, in particular a solid on. The shock wave generating device 30 also has a membrane 32 on which the shockwave by pressing on one side 34 the membrane 32 accelerates, creating a second shock wave on the other side 36 the membrane 32 can be generated, which in the pressure line 20 in the filter housing 108 propagated. Such an arrangement has the advantage that the combustion of the explosive takes place in a closed area and combustion residues in the filter system 100 do not spread further or even on the clean side 16 of the filter system 100 and thus may possibly get into the intake of an internal combustion engine. The second shock wave passing through the diaphragm 32 is generated, can be used to clean the filter element 10 with appropriate dimensioning of the membrane 32 suffice. Alternatively, in the shockwave generating device 30 generated shock wave directly into the pressure line 20 be conductive and into the filter housing 108 propagate.

Der Explosivstoff zur Erzeugung der Stoßwelle kann in Form von Explosivkapseln 40 verfügbar sein. Dazu ist es vorteilhaft, wenn rückstandsfrei verbrennender Explosivstoff, beispielsweise Ammoniumnitrat zur Detonation gebracht werden kann. Auf diese Weise lässt sich eine Verunreinigung der Reinseite 16 des Filtersystems 100 beim Eindringen der Stoßwelle weitgehend vermeiden.The explosive for generating the shock wave can be in the form of explosive capsules 40 be available. For this purpose, it is advantageous if residue-free combusting explosive, such as ammonium nitrate can be detonated. In this way, contamination of the clean side can be 16 of the filter system 100 largely avoid the penetration of the shock wave.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 zur Erzeugung von Stoßwellen eine automatisierte Zuführung von Explosivkapseln 40 in die Stoßwellenerzeugungsvorrichtung 30 aufweist. Die Stoßwelle zum Abreinigen des Filterelements 10 von der Reinseite 16 des Filterbalgs 12 wird durch diesen hindurch auf die Rohseite 18 des Filterbalgs 12 geleitet. In einem solchen Reverse-Betrieb des Filterelements 10 wird Luft entgegen der vorgesehenen Strömungsrichtung des Fluidpfads 14 von der Reinseite 16 auf die Rohseite 18 des Filterelements 10 geblasen.It is advantageous if the shock wave generating device 30 for the generation of shock waves an automated supply of explosive capsules 40 in the shock wave generating device 30 having. The shock wave for cleaning the filter element 10 from the clean side 16 the filter bellows 12 goes through this on the raw side 18 the filter bellows 12 directed. In such a reverse operation of the filter element 10 Air is contrary to the intended flow direction of the fluid path 14 from the clean side 16 on the raw side 18 of the filter element 10 blown.

Alternativ könnte die Stoßwelle zum Abreinigen des Filterelements 10 tangential zu einer rohseitigen Oberfläche des Filterbalgs 12 leitbar sein. Auf diese Weise können auf der rohseitigen Oberfläche des Filterelements angelagerte Staub- oder Schmutz-Partikel entweder einfach weggeblasen werden oder in einem Effekt wie bei einer Strahlpumpe von der Stoßwelle mitgerissen werden.Alternatively, the shockwave could be used to clean the filter element 10 tangential to a raw-side surface of the filter bellows 12 be conductive. In this way, dust or dirt particles deposited on the untreated surface of the filter element can either be simply blown away or entrained in an effect as in a jet pump by the shock wave.

Das Filtergehäuse 108 weist eine Vorrichtung 110 zum Auffangen und/oder Ablassen von abgereinigten Partikeln auf, welche beispielsweise am Boden des Filtergehäuses 108 angeordnet sein kann. Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung 110 können die abgereinigten Partikel gesammelt und auf gezielte Weise aus dem Filtersystem 100 entfernt werden, ohne dass das Risiko besteht, dass die abgereinigten Partikel wieder über die angesaugte Luft im Normalbetrieb des Filtersystems 100 mit angesaugt werden und damit wieder auf die rohseitige Oberfläche 42 des Filterelements 10 gelangen. Alternativ kann das Filtergehäuse 108 auch mit einer Vorrichtung 110 zum Auffangen und/oder Ablassen von abgereinigten Partikeln bedarfsweise koppelbar sein, um so die abgereinigten Partikel jeweils nach Abreinigungsvorgängen aufzufangen und/oder abzulassen und zu entsorgen.The filter housing 108 has a device 110 for collecting and / or discharging cleaned particles, for example, at the bottom of the filter housing 108 can be arranged. With the help of such a device 110 The cleaned particles can be collected and removed in a targeted way from the filter system 100 be removed without the risk that the cleaned particles again on the sucked air during normal operation of the filter system 100 be sucked in and thus back to the raw surface 42 of the filter element 10 reach. Alternatively, the filter housing 108 also with a device 110 be interchangeable if necessary for collecting and / or discharging cleaned particles, so as to collect the cleaned particles each after cleaning operations and / or drain and dispose of.

Das Filterelement 10, das wenigstens einen Filterbalg 12 umfasst, ist auswechselbar in dem Filtersystem 100 angeordnet, und zum Entfernen von Partikeln aus dem Filterelement für ein Zusammenwirken mit einer in einer Stoßwellenerzeugungsvorrichtung (30) erzeugten Stoßwelle ausgebildet.The filter element 10 that at least one filter bellows 12 is interchangeable in the filter system 100 arranged and for removing particles from the filter element for cooperation with a in a shock wave generating device ( 30 ) formed shock wave.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 8404021 B2 [0002]
US 2011252964 A1 [0010]

Claims

Filter system ( 100 ) for filtering a fluid, in particular an internal combustion engine, with a fluid path ( 14 ), which has a raw page ( 18 ) with a clean side ( 16 ) of the filter system, comprising - at least one filter element ( 10 ) with a filter bellows ( 12 ), which is the raw side ( 18 ) from the clean side ( 16 ), - a filter housing ( 108 ), in which the filter element ( 10 ), - a pressure line ( 20 ), which in the filter housing ( 108 ) and which with a shock wave generating device ( 30 ), the shock wave generating device ( 30 ), if necessary, a shock wave for cleaning the filter element ( 10 ) provided by the pressure line ( 20 ) directly or indirectly on the filter bellows ( 12 ) acts.

Filter system according to claim 1, wherein the shock wave generating device ( 30 ) For generating the shock wave an explosive, in particular a solid having.

Filter system according to claim 1 or 2, wherein the shock wave generating device ( 30 ) a membrane ( 32 ), which pushes the shock wave by pressure on one side ( 34 ) of the membrane ( 32 ), causing a second shock wave on the other side ( 36 ) of the membrane ( 32 ), which in the pressure line ( 20 ) in the filter housing ( 108 ) propagates.

Filter system according to claim 1 or 2, wherein in the shock wave generating device ( 30 ) generated shock wave directly into the pressure line ( 20 ) is conductive and into the filter housing ( 108 ) propagates.

Filter system according to one of the preceding claims, wherein the shock wave generating device ( 30 ) for generating shock waves an automated supply of explosive capsules in the shock wave generating device ( 30 ) having.

Filter system according to one of the preceding claims, wherein the shock wave for cleaning the filter element ( 10 ) from the clean side ( 16 ) of the filter bellows ( 12 ) through this on the raw side ( 18 ) of the filter bellows ( 12 ).

Filter system according to one of claims 1 to 5, wherein the shock wave for cleaning the filter element ( 10 ) tangential to a rough surface ( 42 ) of the filter bellows ( 12 ) is conductive.

Filter system according to one of the preceding claims, wherein the filter housing ( 108 ) a device ( 110 ) for collecting and / or discharging cleaned-off particles or with a device ( 110 ) for intercepting and / or discharging cleaned particles, if necessary, can be coupled.

Filter element ( 10 ), comprising at least one filter bellows ( 12 ), wherein the filter element interchangeable in a filter system ( 100 ) is arranged according to one of claims 1 to 8, and wherein the filter element ( 10 ) for removing particles from the filter element ( 10 ) for cooperation with a shock wave generating device ( 30 ) shock wave generated is formed.

Use of a filter system according to one of claims 1 to 8 as an air filter, in particular as an air filter of an internal combustion engine.