DE1190434B - Befestigung eines Filtereinsatzes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

BOId

Deutsche Kl.: 12d-19

Nummer: 1190 434

Aktenzeichen: P 20280 VII b/12 d

Anmeldetag: 7. März 1958

Auslegetag: 8. April 1965

Die Erfindung richtet sich auf eine Befestigung eines Filtereinsatzes aus gefaltetem biegsamem Material ohne tragendes Element an einem das Durchflußmedium führenden Gehäuse.

Die bekannten auswaschbaren und/oder auswechseibaren Filterkerzen aus zusammengefaltetem Filtermaterial großer Ausdehnung, die zur Reinigung von flüssigen oder gasförmigen Medien dienen, weisen in der Regel ein Stützskelett aus Metall oder Kunststoff auf, die gegebenenfalls mit Hilfe besonderer Verbindungselemente gruppenweise zusammengeschaltet werden können. Die hierzu und zum Anbringen solcher Filterelemente überhaupt erforderlichen Befestigungsorgane sind vielfach groß und umständlich zu handhaben. In jedem Fall verteuern sie die Herstellung und erschweren die Handhabung. Ist eine solche Filterpatrone verbraucht und muß sie gegen eine neue ausgewechselt werden, so gilt dieser Ersatz nicht allein dem eigentlichen Filterwerkstoff, sondern er umfaßt auch dessen Stützskelett, welches ebenfalls mit weggeworfen wird, obgleich es im Gegensatz zum eigentlichen Filtermedium in keiner Weise verbraucht ist. Diese Anordnung hat sich daher in der Praxis als außerordentlich unwirtschaftlich erwiesen.

Ein anderes vorbekanntes Filterelement unterscheidet sich schon deshalb von der gemäß der Erfindung behandelten Filterkategorie, weil das gefaltete Filterelement einen rohrartigen Körper aufweist, der gewissermaßen die Achse des gefalteten Filtereinsatzes bildet. Mit Hilfe dieses zentralen Rohres ist das Filterelement seinerseits auf ein an beiden axialen Enden eingespanntes Gehäuserohr aufgeschoben und stirnseitig durch Halteplatten befestigt. Der Filtereinsatz liegt dagegen an seinem Umfang völlig frei.

Diese Mängel der bekannten Filter zu beheben und eine Anordnung zum Reinigen von flüssigen oder gasförmigen Medien zu schaffen, die ebenso billig in der Herstellung wie einfach in der Handhabung und zuverlässig im Betrieb ist, ist das Ziel der Erfindung, wobei der Austauschbarkeit des eigentlichen Filtermediums eine besondere Bedeutung beigemessen wird und dementsprechend Maßnahmen getroffen werden, um das Filterelement mit einfachsten Mitteln dicht anzubringen, so daß es auch stärksten Beanspruchungen gewachsen ist.

Diese Vorzüge ergeben sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der Filtereinsatz mindestens an einer Stirnseite offen ist und an dieser offenen Seite einen koaxialen Flansch aufweist, der auf einen gehäuseseitigen perforierten Stutzen aus starrem Material Befestigung eines Filtereinsatzes

Anmelder:

Precision Mecanique Labinal (Societe Anonyme), Saint-Ouen, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr. M. Schneider und Dr. A. Eitel,
Patentanwälte, Nürnberg, Königstr. 1

Als Erfinder benannt:
Lucien Victor Gewiss,
Ville d'Avray, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 13. März 1957 (733 953)

durch radial wirkende Spannmittel derart befestigt ist, daß der Filtereinsatz filtratseitig am Stutzen anliegt.

Auf diese Weise wird der Filtereinsatz frei von jeglichem versteifendem Element, wodurch natürlich der Verlust beim Auswechseln eines verbrauchten Filters wirksam vermindert wird. Die Funktion des Stützelements übernimmt vielmehr das zu reinigende mediumführende Gehäuse, welches hierzu einen entsprechenden Stutzen aufweist, auf dem der Filtereinsatz lediglich zu befestigen ist.

Es liegt in der Eigenart der Erfindung begründet, daß diese Art der Befestigung eines Filtereinsatzes ein Höchstmaß an Anpassungsfähigkeit an die verschiedenen Betriebsverhältnisse verbürgt, sei es die Größe der erforderlichen Filterfläche, sei es die Anordnung an der Innen- oder Außenseite eines tragenden, starren Körpers, sei es schließlich die Art des Verwendung findenden Befestigungselements.

In weiterer Ausgestaltung dieses allgemeinen Erfindungsgedankens können der oder die Flansche des Filtereinsatzes biegsam bzw. halbstarr ausgebildet sein. Diese Maßnahme ermöglicht nicht nur eine weitgehende Anpassung an die Natur des Werkstoffs des Filtereinsatzes, sondern sie nutzt auch dessen materialeigene Eigenschaften aus, um leicht eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Filtereinsatz und dem gehäuseseitigen Stutzen herbeizuführen.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung erlaubt auch nach einem anderen Merkmal die Anordnung meh-

509 538/289

rerer Filtereinsätze axial hintereinander auf einem gehäuseseitigen Stutzen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Stutzen in einem gehäuseseitigen Lagerflansch axial beweglich geführt ist und der eine Flansch des Filter- einsatzes an dem ortsfesten Lagerflansch, der andere Flansch des Filtereinsatzes hingegen am verschlossenen Ende des Stutzens befestigt ist.

Bei dieser Ausführungsform vermag der Filter einsatz, insbesondere infolge der Faltung des Filter- materials, das gesamte Gewicht des Stutzens aufzu nehmen. Eine solche Filteranordnung ist in ihrer Längsrichtung in bestimmten Grenzen verformbar, wobei sich jeweils ein Gleichgewicht der wirkenden Kräfte einstellt, das sich während der Betriebsdauer des Filters verändern kann.

Dieser allgemeine Gedanke findet seine besondere Verwirklichung gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung vor allem dann, wenn der Filtereinsatz axial dehnbar ist und unter der Wirkung einer Feder steht, die andererseits gehäuseseitig abgestützt ist und einer Deformation des Filtereinsatzes unter dem Ein fluß des Druckgefälles entgegengerichtet ist.

Diese Feder stellt eine gewisse Gegenkraft dar, die, je nach der räumlichen Anordnung von Filter- as einsatz und Stutzen, den natürlichen Widerstand des Filtereinsatzes gegenüber den wirksamen Kräften unterstützt oder entgegengerichtet ist. Die dabei ent stehenden Bewegungen des Filtereinsatzes führen zu einer gewissen Selbstreinigungswirkung.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann der an einer Stirnseite verschlossene Filtereinsatz innerhalb des Stutzens angeordnet und mit seinem Flansch am äußeren Ende des Stutzens befestigt sein.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß der Flansch des Filtereinsatzes und das äußere Befestigungsende des Stutzens, im Längsschnitt ge sehen, nach außen konvex ausgebildet und nach Einlegen miteinander mittels eines Sprengrings gegeneinander verspannt sein können.

Diese Ausgestaltung der Befestigung ist ebenso einfach im Aufbau wie in der Handhabung sowie in hohem Maße betriebssicher.

Insbesondere zur Verwendung bei Staubfiltern empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß der Filtereinsatz und der Stutzen je einseitig nach oben offen sind und der Filtereinsatzboden eine als Filtratfänger dienende Vertiefung aufweist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei- bung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Er findung sowie an Hand der Zeichnungen. Hierbei zeigt

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines an einer Durchflußleitung angeordneten Filters mit abgenommenem sowie

F i g. 2 mit aufgesetztem Filtereinsatz,

F i g. 3 eine den F i g. 1 und 2 entsprechende An ordnung mit zwei hintereinandergeschalteten Filtereinsätzen,

F i g. 4 einen Filter mit pfeilzahnförmig gefaltetem Einsatz von elliptischem Querschnitt,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform mit axial beweglich gelagertem Stutzen,

F i g. 6 einen teilweisen Schnitt durch eine andere Ausfuhrungsform vor sowie

Fig. 7 naph dem Einsetzen des Filtereinsatzes,

F i g. 8 eine Ausführungsform des Filters mit unter Federbelastung stehendem Filtereinsatz im Längsschnitt,

F i g. 9 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform in gegenüber der nach Fig. 8 umgekehrter Anordnung,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen außerhalb der Durchflußleitung angeordneten Filter sowie

Fig. 11 die entsprechende Anordnung mit innerhalb der Durchflußleitung liegendem Filter,

F i g. 12 die perspektivische Darstellung eines längsovalen Filtereinsatzes,

F i g. 13 und 14 perspektivische Darstellungen von Befestigungselementen für den Filtereinsatz und

F i g. 15 einen Längsschnitt durch eine weitere Anwendungsform.

Mit 1 ist ein an einem das Durchflußmedium führenden Gehäuse 2 starr befestigter perforierter Stutzen bezeichnet, der zur Aufnahme des Filtereinsatzes 3 dient, welcher nach den Fig. 1 bis 3 eine koaxiale Faltung aufweist. Die Durchflußrichtung ist durch entsprechende Pfeile angedeutet. Der Stutzen 1 ist an seinem einen Ende durch den Boden Ic verschlossen. Er weist darüber hinaus beidendig an die Perforierung angrenzende ungelochte Teile la und Ib auf. Diese Bereiche des gehäuseseitigen Stutzens 1 dienen der Befestigung des Filtereinsatzes 3 aus Papier oder einem Filtergewebe, wozu an einem jeden Ende des Filtereinsatzes 3 ein biegsamer bzw. halbstarrer Bund 4 und 5 dicht, z. B. durch Kleben, befestigt ist. Der Durchmesser der zylindrischen Teile 4 α, 5 α dieser Bunde 4, 5 entspricht dem Außendurchmesser des Stutzens 1. Diese Bunde 4, 5 können beispielsweise aus Papier, Gewebe, Gummi, Kunststoff, Leder od. dgl. bestehen und gegebenenfalls eine Verstärkung, z. B. aus Metall, aufweisen.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist der Filtereinsatz 3 an seinen Bunden 4 a, Sa durch eine Bindung 6, 7 aus einem Metall- oder Textildraht, Kordel, Gummiseil, Klebband oder durch einen elastischen Ring aus Gummi oder Federstahl oder aber durch eine Schelle, die radial auf den Stutzen 1 einwirken, befestigt.

F i g. 3 zeigt, daß bei entsprechend größerer axialer Länge des Stutzens 14 zwei Filtereinsätze 8, 9 durch Bindungen 10,11,12,13 befestigt sind, so daß die Filtereinsätze 8, 9 filtratseitig dem an die Durchflußleitung 15 angeschlossenen Stutzen 14 anliegen. Entsprechendes gilt für die Ausführungsform nach F i g. 4 mit dem an die Durchflußleitung 18 angeschlossenen elliptischen Stutzen 17 und dem auf diesen befestigten Filtereinsatz 16, der eine Pfeilzahnfaltung aufweist und damit eine gewisse Längsdehnbarkeit aufweist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der ebenfalls pfeilzahnförmig gefaltete Filtereinsatz 19 mit seinem einen Ende durch die Bindung 23 am Lagerflansch 20 eines Gehäuses 21 befestigt, während das andere Ende an dem durch den Boden 22 verschlossenen Ende des in dem Lagerflansch 20 axial beweglich geführten perforierten Stutzens 22 mit der Bindung 24 befestigt ist. Der Filtereinsatz 19 stellt bei dieser Ausführungsform eine elastische Verbindung zwischen dem festen Gehäuseteil 20 und dem beweglichen Stutzen 22 her und nimmt dessen Gewicht auf. Zwischen den wirkenden Drücken stellt sich dabei ein Kraftausgleich unter einer bestimmten axialen Bewegung des Filtereinsatzes 19 her. Eine

sich im Betrieb des Filters einstellende Änderung der Druckunterschiede zwischen der Außen- und Innenseite des Filters äußert sich in einem Zusammendrücken des Filtereinsatzes 19, dessen von außen sichtbare axiale Länge somit den jeweiligen Ver- s schmutzungszustand des Filtereinsatzes 19 erkennen läßt. Einer solchen Kontraktion des Filtereinsatzes 19 wirkt die Feder 25 entgegen, die sich einerseits an einer Wandung des Gehäuses 21 und andererseits auf dem Boden 22 a des Stutzens 22 abstützt. An Stelle der Feder kann auch ein Gegengewicht treten.

Die Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 weist einen in das Innere des Durchflußgehäuses 28 ragenden perforierten Stutzen 27 auf, in dessen Inneres ein Filtereinsatz 26 mit Längsfaltung eingreift, der bodenseitig bei 26 a verschlossen ist und an seinem anderen Ende einen Bund 266 aufweist, der mit einem Flansch 26 c versehen ist, welcher, im Längsschnitt gesehen, eine nach außen gerichtete konvexe Wölbung aufweist. Dieser Flansch 26 c greift in eine entsprechend konvex gewölbte Rinne 28 α am Befestigungsende des Stutzens 27 ein und ist diesem gegenüber durch den Sprengring 29 mit den beiden abgewinkelten Enden 29 α, 29 b radial verspannt.

Die Anordnung des Stutzens 32 bei der Ausführungsform nach Fig. 8 entspricht derjenigen nach den F i g. 6 und 7. Jedoch findet hier ein pfeilzahnförmig gefalteter Filtereinsatz 30 Verwendung, auf dessen abgeschlossenen Boden eine andererseits am Boden 32 a des Stutzens 32 abgestützte Feder 31 einwirkt, deren Spannung derart bemessen ist, daß sie in einem bestimmten Maß der im Betrieb unter Wirkung des auftretenden Druckverlusts erfolgenden Ausdehnung des Filtereinsatzes 30 entgegenwirkt, so daß ein Gleichgewichtszustand erhalten bleibt. Die dabei auftretenden Bewegungen des Filtereinsatzes 30 begünstigen dessen Reinigung, wobei bei der aus F i g. 8 ersichtlichen Anordnung des Stutzens 32 und des Filtereinsatzes 30 das aufgefangene Filtrat durch seine Schwerkraft herabfällt.

Der Filtereinsatz 32 bei der Ausführungsform nach F i g. 9 ist wiederum im Inneren des Gehäuses 34, jedoch umgekehrt zu der Ausführungsform nach Fig. 8 angeordnet. Dabei ist der Boden 32a des Filtereinsatzes 32 mit einer Vertiefung 326 versehen, die als Filtratf anger dient und von der Feder 35 umgeben wird, die einerseits am Boden des Stutzens 33 und andererseits am Boden 32 a des Filtereinsatzes 32 abgestützt ist.

Bei der Anordnung nach Fig. 10 tritt das Durchflußmedium aus dem Gehäuse 36 durch den Filtereinsatz 37 und den perforierten Stutzen 38 hindurch aus. Hierzu ist der Filtereinsatz 37 in den Stutzen 38 eingesetzt, der seinerseits mit Hilfe von Schrauben 39 auf dem Gehäuse 36 befestigt ist. Hierzu ist der Filtereinsatz 37 mit einem biegsamen Flansch 40 versehen, der zwischen dem Befestigungsflansch 38 a des Stutzens 38 und der Gehäusewandung 36 verklemmt wird.

Die umgekehrte Anordnung geht aus Fig. 11 hervor, wobei der Filtereinsatz 41 dem Stutzen 42 außenseitig anliegt und mit diesem in das Innere des Gehäuses 43 ragt. Der Filtereinsatz 41 ist mit Hilfe einer Bindung 47 an dem den Befestigungsflansch 42 a tragenden Ende des Stutzens 42 befestigt. Die den Durchtritt der Filteranordnung 41, 42 ermöglichende Gehäuseöffnung ist bei dieser Ausführungsform entsprechend groß gehalten, und die Befestigung erfolgt wiederum mittels der Schrauben 44 unter Zwischenschaltung eines Dichtungsrings 45.

An Stelle eines zylindrischen Filtereinsatzes kann auch der in F i g. 12 wiedergegebene längsovale Filtereinsatz 48 treten, der bei geringem Raumbedarf eine größtmögliche Filterfläche gewährleistet. Dabei erfolgt die Befestigung wiederum durch einen Sprengring 49, jedoch ohne abgewinkelte Enden, der in den gewölbten Flansch 50 a des Bundes 50 des Einsatzes 48 eingreift. Gegebenenfalls können die aus F i g. 14 ersichtlichen elastischen Klammern 51 Verwendung finden, die den Sprengring 49 an den Umfang der Gehäuseöffnung anpressen.

Die Filtereinsätze 59 sind gemäß Fig. 15 auf dem perforierten Stutzen 62 befestigt, dessen offenes Ende in einer zylindrischen Fassung 63 geführt ist, deren Außendurchmesser etwas kleiner ist als der lichte Durchmesser der Öffnung 54 a der Wand 54. Die Fassung 63 ist mit zwei oder mehreren Zapfen 64 versehen, denen eine entsprechende Anzahl von Einschnitten 65 am Rand der Öffnung 54 a entspricht. Die Fassung 63 wird von unten in die Öffnung 54 α eingesteckt, nachdem die Zapfen 64 in Eingriff mit den Einschnitten 65 gebracht worden sind. Danach wird die Fassung 63 durch eine Drehbewegung entsprechend einem Bajonettverschluß befestigt. Die Fassung 63 weist außerdem einen Flansch 66 auf, zwischen dem und der Trennwand 54 eine ringförmige Dichtung 67 liegt. Der beispielsweise entsprechend Fig. 5 ausgebildete Filtereinsatz59 ist einerseits auf der Fassung 63 durch eine Bindung 68 und andererseits am bodenseitigen Ende des Stutzens 62 durch eine Bindung 69 befestigt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Befestigung eines Filtereinsatzes aus gefaltetem, biegsamem Material ohne tragendes Element an einem das Durchflußmedium führenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (3, 8, 9, 16, 19, 26, 30, 32, 37, 41, 48, 59) mindestens an einer Stirnseite offen ist und an dieser offenen Seite einen koaxialen Flansch (4 a, 5 a, 26 c) aufweist, der auf einem einseitig offenen, frei ragenden, perforierten Gehäusestutzen (1, 22, 27, 32, 33, 38, 42, 62) aus starrem Material durch radial wirkende Spannmittel (6, 7,10,11,12,13, 23, 24, 29, 47, 49, 68) derart befestigt ist, daß der Filtereinsatz filtratseitig dem Stutzen anliegt.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (4 a, 5 a, 26 c) des Filtereinsatzes (3, 8, 9,16,19, 26, 30, 32, 37, 41, 48, 59) biegsam bzw. halbstarr ausgebildet ist.

3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Filtereinsätze (8, 9) axial hintereinander auf einem gehäuseseitigen Stutzen (14) angeordnet sind.

4. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (22) in einem gehäuseseitigen Lagerflansch (20) axial beweglich geführt und der eine Flansch des Filtereinsatzes (19) an dem ortsfesten Lagerflansch, der andere Flansch des Filtereinsatzes hingegen am verschlossenen Ende des Stutzens befestigt ist.

5. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (19, 30) axial dehnbar ist und unter der Wirkung einer Druckfeder (25,31) steht, die andererseits gehäuseseitig abgestützt ist und einer Deformation des Filtereinsatzes unter dem Einfluß des Druckgefälles entgegenwirkt.

6. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der an einer Stirnseite verschlossene Filtereinsatz (26) innerhalb des Stutzens (27) angeordnet und mit dem Flansch (26 c) am äußeren Ende des Stutzens befestigt ist.

7. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (26 c) des Filtereinsatzes (26, 30) und das äußere Ende (28 a) des Stutzens (27, 32), im Längsschnitt gesehen, nach außen konvex gewölbt und nach

Einlegen ineinander mittels eines Sprengrings (29) gegeneinander verspannt sind.

8. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Verwendung bei Staubfiltern, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (32) und der Stutzen (33) je einseitig nach oben offen sind und der Filtereinsatzboden (32 a) eine Vertiefung (326) zur Aufnahme der abgetrennten Feststoffe aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 903 689, 970 541,

972 747; französische Patentschriften Nr. 1094 389,

380;
USA.-Patentschriften Nr. 2420414, 2562 361,

593 855, 2 683 537, 2 763 373.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

509 538/289 3.65 © Bundesdruckerei Berlin