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Filterkerze Die Erfindung bezieht sich auf Filterkerzen, die, in einem
Filtergehäuse eingebaut, zum Filtern beliebiger Flüssigkeiten dienen. Die Kerze
besteht aus einem mit Durchtrittsöffnungen versehenen Träger zur Aufnahme beliebigen
Filtermaterials oder beliebiger Filterelemente.
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Es ist ein Filter bekanntgeworden, bei dem an Ringscheiben napfförmige
Erhöhungen vorgesehen sind, auf denen scheibenförmiges Filtermaterial aufliegt,
die jedoch nicht mit Lochungen versehen sind, da sie lediglich als Abstandshalter
dienen. Napfförmige Abstandsnocken sind auch an einem aus zwei Papierbahnen bestehenden
unstarren Filterkörper bekanntgeworden.
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Schließlich wird auf einen bekannten starren rohrförmigen Träger
für Filtermaterial hingewiesen, der mit Längs- oder Querriefen ausgerüstet ist.
Innerhalb dieser Riefen befinden sich Wanddurchbrechungen, wodurch im Bereich dieser
Riefen zusammenhängende Räume entstehen. Durch diese Gestaltung des rohrförmigen
Trägers bietet die Oberfläche nur eine geringe Auflagefläche für das Filtermaterial,
und da im Bereich der Riefen, wie schon erwähnt, zusammenhängende Räume gebildet
sind, können diese Lösung ebenso wie die vorher beschriebenen Ausführungsformen
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht lösen, einen starren Träger für Filtermaterial
zu schaffen, der einmal dem Filtermaterial eine gute Auflage in allen Bereichen
bietet, eine große wirksame Durchtrittsfläche des zu filtrierenden Mediums durch
das Filtermaterial schafft, die in keinem Betriebszustand geschmälert wird, und
zum anderen bei Bruch des Filtermaterials ein ungehindertes Durchströmen ungefilterten
Materials verhindert.
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Dies ist erst durch die Erfindung gelungen, bei der die Wand des
Trägers dicht nebeneinanderliegende, nach der dem Filterelement abgewandten Seite
gerichtete napfartige Ausbuchtungen aufweist, die als abgestumpfte Hohlkegel ausgebildet
sind und an ihrem freien Ende eine Lochung besitzen. Durch diese napfartigen gelochten
Vertiefungen zwischen Träger und Filtermaterial werden einzelne, nicht miteinander
in Verbindung stehende Zellen gebildet, welche jeweils nur einen Ausgang zum Filtratablauf
haben. Hierdurch wird die vorteilhafte Wirkung erzielt, daß bei einem Bruch des
Filtermaterials dieses in der Durchströmrichtung ausweicht und die Lochung verschließt.
Ebenso wird bei zäherem Filtermaterial dieses im Bereich der Zelle lediglich gedehnt
und stützt sich gegen die Zellenwände ab, so daß eine weitere Verformung, die zum
Bruch des Filtermaterials führen könnte, vermieden und damit ein ungehindertes Durchströmen
ungefilterten Stoffes verhindert wird.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann bei Verwendung von zwei
hintereinandergeschalteten Kerzen vorgesehen werden, die eine mit nach innen gerichteten
Ausbuchtungen zum Eintritt des zu filtrierenden Mediums und die andere mit nach
außen gerichteten zum Austritt für das Filtrat zu versehen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine einfache erfindungsgemäße Filterkerze,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Filterkerze gemäß Fig. 1 in deren Endbereich
in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Filterkerze,
die zwei konzentrische Träger enthält, Fig. 4 einen Axialschnitt einer erfindungsgemäßen
Filterkerze, die zwei axial hintereinanderliegende Träger enthält, Fig. 5 einen
Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Filtergehäuse, das mit Kerzen ausgerüstet
ist, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf
die napfartige Halterung der Filterkerzen gemäß Fig. 5, in der Pfeilrichtung A gesehen,
Fig.
7 eine perspektivische Ansicht der napfartigen Halterung für die Filterkerzen gemäß
Fig. 5, in der Pfeilrichtung B gesehen, Fig. 8 einen Teilschnitt in vergrößertem
Maßstab durch die Anordnung gemäß Fig. 5, die Befestigung der napfartigen Halterung
veranschaulichend, Fig. 9 eine perspektivische Teilansicht der zwischen der Kerzenhalterung
und dem Gehäuse eingefügten Dichtung gemäß Fig. 5.
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Wie Fig. 1 zeigt, besteht eine Kerze nach der Erfindung aus einem
rohrförmigen Träger 1, der in dem vorliegenden Beispiel kreisförmigen Querschnitt
aufweist und auf dessen Umfang eine Hülle 2 aus Filtertuch an den beiden Enden des
Trägers auf einer Art und Weise befestigt ist, wie sie weiter unten beschrieben
wird.
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Der rohrförmige Träger besteht aus Blech oder einem sonstigen geeigneten
Werkstoff. Die Zellen sind durch Drücken kleiner Hohlkegel 3 (Fig. 2) gebildet,
die im Bereich ihres größten Durchmessers in der Trägerwand dicht beieinander liegen
und die am freien Ende gelocht sind, derart, daß nach einer Seite aus der Wand hervortretende,
abgestumpfte, mit einer Durchtrittsöffnung versehene Kegel gebildet sind. Die Trägerwand
ist so zusammengerollt oder zusammengefaltet, daß die Zellen nach dem Rohrinnern
gerichtet sind und dadurch eine glatte Außenfläche besitzt, die dicht nebeneinanderliegende
Öffnungen aufweist.
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Die aus Filtertuch bestehende Hülle 2 ist außen auf den Träger gelegt,
so daß es nur verhältnismäßig geringe Ab stützpunkte auf den Außenflächen, und zwar
lediglich zwischen den dicht nebeneinanderliegenden Öffnungen, erhält. Die Befestigung
der Hülle 2 findet an den beiden Enden des Trägers statt, wie es beispielsweise
in vergrößertem Maßstab in Fig. 2 gezeigt ist. Man verwendet hierzu eine Hülle,
deren Länge größer ist als die des Trägers, so daß man sie nach dem Innern des Trägers
zu an den Enden umschlagen kann. Zur Befestigung benutzt man einen Ring oder eine
Manschette 4 mit U-förmigem Querschnitt, die die Enden des Trägers umgreift und
die umgeschlagene Hülle festklemmt, wie es in Fig. 2 deutlich zu erkennen ist. Die
Manschette 4 besteht aus einem Material, das gleichzeitig eine Dichtungswirkung
ergibt. Der Träger bildet hierdurch zusammen mit der Hülle eine Einheit, die als
solche ein- und ausgebaut werden kann.
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Die Befestigung des Trägers findet in dem Filtergehäuse auf einer
Trennwand 5 statt, durch die das Gehäuse in eine Eintrittskammer für die zu filtrierende
Flüssigkeit und in eine Austrittskammer für das Filtrat geteilt wird. In dieser
Wand sind eine Reihe kreisförmig angeordneter Öffnungen 6 vorgesehen, in deren Zentrum
ein Bolzen 7 befestigt ist, der an seinem freien Ende ein Gewinde trägt. Auf der
Seite der Wand, auf der sich der Bolzen befindet, ist eine Ringnut 8 angebracht,
die die im Kreis angeordneten Öffnungen 6 umgibt. Der mittlere Durchmesser dieser
Nut entspricht dem des Trägers 1, so daß dieser mit einem Ende in der Nut aufgenommen
werden kann. An dem freien Ende des Bolzens 7, der als Zuganker wirkt, ist ein geschlossener
Deckel 9 vorgesehen, der am Umfang so profiliert ist, daß er eine ringförmige Rinne
10 aufweist, deren mittlerer Durchmesser dem des Trägers 1 entspricht, so daß sich
das andere Ende des Trägers in diese Rille einfügt. Auf dem Gewinde des Ankers 7
ist eine Be-
festigungsmutter 11 aufgeschraubt, die unter Zwischenschaltung eines
federnden Ausgleichselementes 12 auf den Deckel 9 und damit auf den Träger 1 wirkt.
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Durch die beschriebene Anordnung wirkt die Montage einer solchen
Filterkerze sehr einfach. Man nimmt eine aus dem beschriebenen Träger und der daran
befestigten Hülle bestehende Einheit, schiebt sie über den in dem Boden befestigten
Anker 7, bis sie sich mit einem Ende in die Nut 8 einfügt. Hierauf wird der Deckel
9 aufgesetzt, der mit der Rinne 10 das andere Ende des Trägers umgreift, worauf
die Schraube 11 auf dem Anker 7 festgezogen wird.
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Hierdurch wird die aus dem Träger und der Hülle bestehende Einheit
frei stehend an der Wand 5 gehalten. Durch die Spannung wird gleichzeitig eine Abdichtung
an den Enden des Trägers durch den Klemmring 4 bewirkt, so daß der unzeitige Durchtritt
von noch nicht gefilterter Flüssigkeit verhindert wird.
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Zur Demontage einer Kerze geht man in der umgekehrten Reihenfolge
vor.
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Die Hülle 2 ist auf dem äußeren Umfang des Trägers 1 aufgelegt, so
daß derFiltriervorgangvon außen nach innen in Pfeilrichtung gemäß Fig. 1 verläuft.
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Dementsprechend wird der in Fig. 1 dargestellte Träger in die Eintrittskammer
eines Filtergehäuses eingesetzt.
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Die Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, ein Filtriervorgang in zwei Stufen
mit Hilfe von zwei rohrförmigen, konzentrisch ineinanderliegenden Trägern ja und
lb durchzuführen. Die Träger können hierbei in der Art der Fig. 1 ausgebildet sein,
und auf diesen befindet sich jeweils eine Filterhülle 2 a und 2 b. Die Anordnung
der Träger ist die gleiche, mit dem Unterschied, daß die beiden Träger auf einem
gemeinsamen zentralen Anker 7 angeordnet sind. Man kann auf die gleiche Weise auch
mehrere konzentrisch angeordnete Träger zusammenspannen. Die Anordnung hat den Vorteil,
daß man verschiedene Filtertücher mit unterschiedlicher Maschenweite verwenden kann,
derart, daß die weitmaschigen Tücher außen und die engmaschigen innen liegen und
zuerst die groben und zuletzt die feinsten Bestandteile zurückgehalten werden.
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In dem Beispiel der Fig. 4 findet ebenfalls eine zweistufige Filtrierung
statt, und zwar mit zwei axial hintereinanderliegenden Trägern, die beidseitig einer
Trennwand 5 befestigt sind. Der rohrförmige Träger 1 c befindet sich in der Eintrittskammer
eines Filtergehäuses und entspricht in seinem Aufbau demjenigen der Fig. 1, d. h.,
die Kegel 3, die an ihrem freien Ende gelocht sind, erstrecken sich nach dem Innern
des Trägerrohres, während die Filterhülle 2 c auf dem äußeren Umfang des Trägers
aufgelegt ist und durch den Druck der zu filtrierenden Flüssigkeit, die von außen
nach innen durchtritt, angepreßt wird. Die Befestigung des Trägers 1 c erfolgt in
der gleichen Weise, wie es an Hand der Fig. 1 beschrieben ist. Der rohrförmige Trägers
ist in der Austrittskammer des Filtrats montiert und unterscheidet sich von dem
ersteren dadurch, daß die Kegel der zellenförmigen Wand nach außen gerichtet sind,
während die Filterhülle 2d innen liegt und durch den Druck der Flüssigkeit auf den
inneren Umfang angedrückt wird, da hierbei der Durchfluß von innen nach außen verläuft.
Die sonstige Anordnung und Befestigung ist die gleiche wie bisher.
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In den Fig. 5 bis 9 ist ein Filtergehäuse beschrieben, in welchem
Filterkerzen gemäß Fig. 1 eingebaut sind. Es besteht aus einem Gehäuse 13, das an
beiden Seiten mit Rohrstützen 14 und 15 versehen ist, mit deren Hilfe es unter Verwendung
einer Flanschverbindung in eine Rohrleitung eingeschaltet werden kann. Eine Seite
des Gehäuses ist durch einen lösbaren Deckel 16 abgedeckt. Der Deckel ist auf der
Innenseite mit einer Querrippe 17 versehen, die senkrecht zur Achse der Rohrstützen
14 und 15 liegt und die durch eine Rippe 18 an den zwei Seitenwänden und am Boden
des Gehäuses 13 ergänzt wird. Hierdurch wird im Innern des Gehäuses ein Rahmen mit
einer rechteckigen Öffnung gebildet, in dem eine napfartige Halterung 19 für die
Filterkerzen eingesetzt ist. Die eine Seite des Rahmens, die aus der Rippe 17 besteht,
kann zur Demontage durch Abnahme des Deckels 16 entfernt werden. Zum Einfügen der
napfartigen Halterung in diesen Rahmen ist sie auf dem Umfang mit einem Wulst 20
versehen, der eine umlaufende Nut 21 (Fig. 8) aufweist, die mit den entsprechend
ausgebildeten Rippen 17 und 18 zusammenpaßt. Durch diese Ausbildung kann das Filter
auf einfache Weise völlig demontiert werden.
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Nach Abnehmen des Deckels 16 kann auf einer Seite die napfartige Halterung
19, die in den seitlichen Rippen 18 gleitet, herausgeschoben werden.
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Der Einbau verläuft in der umgekehrten Reihenfolge.
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Die Rippen 17 und 18 bilden zusammen mit der napfartigen Halterung
19 eine Trennwand, die das Gehäuseinnere in zwei Kammern 22 und 23 teilt. Die Kammer
22 bildet die Eintrittskammer für das zu filtrierende Medium, während 23 die Austrittskammer
für das Filtrat ist.
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Da zwischen den beiden Kammern 22 und 23 normalerweise ein Druckunterschied
herrscht, ist es erforderlich, die Verbindung zwischen dem Napf 19 und den Rippen
17 und 18 in der Nut 21 abzudichten. Die Fig. 8 und 9 zeigen in vergrößertem Maßstab
ein zu diesem Zweck verwendetes Mittel. Es besteht aus einem nachgiebigen ringförmigen
Schlauch 24, dessen äußerer Durchmesser gleich oder etwas größer als die Breite
der Nut 21 ist. Dieser Schlauch enthält ein Spannband 25, das aus einer Schraubenfeder
besteht, die dem Schlauch einen gewissen Halt gibt und ihn auf den Boden der Nut
zieht. Nach dem Ein-
setzen des Schlauches in die Nut wird diese praktisch dadurch
ausgefüllt, und es bleibt nur noch so viel Raum, daß sich die Rippen 17 und 18 einfügen
können. Der Flüssigkeitsdruck, der in dem Raum 22 etwas höher als in der Kammer
23 ist, wird bei unvollkommener Abdichtung zwischen den beschriebenen Teilen einen
Flüssigkeitsübertritt ermöglichen und dadurch die Filtration mangelhaft gestalten.
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Beim Einbau der beschriebenen Dichtung jedoch dringt die Flüssigkeit
in die Nut 21 ein und quetscht den Schlauch zusammen, so daß die Luft in dessen
Innern komprimiert wird und sich dieser fest gegen den Boden, die Seitenwand und
die Innenfläche der Rippe preßt. Es wird hierdurch eine vollkommene Abdichtung erzielt.
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Auf dem Boden des Napfes 19, im Innern der Kammer 22, sind mehrere
Filterkerzen in der Art gemäß Fig. 1 eingebaut.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Träger nicht nur aus Metall,
sondern einem anderen beliebigen Material, beispielsweise aus Kunststoff, herzustellen.