DE1757637A1

DE1757637A1 - Filtervorrichtung

Info

Publication number: DE1757637A1
Application number: DE19681757637
Authority: DE
Inventors: Rene Jaume
Original assignee: SAPIR
Current assignee: SAPIR
Priority date: 1967-08-24
Filing date: 1968-05-29
Publication date: 1971-03-11
Also published as: FR1541107A; US3516542A; GB1234283A

Description

Filtervorrichtung

Die Vorrichtung betrifft eine Filtervorrichtung unter Verwendung einer Reihe gleicher scheibenförmiger, mit einem Mittelloch versehener Filterelemente, die zu einem Filterblock aneinandergesetzt sind, in den das zu filternde Fluid durch eine Außenseite eindringt und aus dem das Fluid durch einen zentralen Kanal heraustritt oder umgekehrt.

Der aus den Filterelementen bestehende Block ist dafür vorgesehen, zur Bildung einer Filterpatrone in einem Gehäuse untergebracht zu werden. Die Filterelemente weisen je ein Mittelloch auf , d|as gemeinsam mit den benachbarten Mittellöchern in dem Blocjk längs dessen Aohsenrichtung einen Kanal bildet. Bas au filijernde Fluid, ein flüssiger oder gasförmiger Körper, dringt durch die Außenfläche in diesen Block ein und tritt aus des Kanal heraus, oder umgekehrt.

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•Mit derartigen Filterelementen kann eine große Filteroberfläche bei einem verhältnismäßig geringen Bauvolumen der Filtervorrichtung erzielt werden.

Um eine gute Filterwirkung zu erzielen, muß für das zu filternde Fluid ein bestimmter Durchgang geschaffen werden, damit dieses wenigstens eine filternde Trennwand durchströmt, bevor ^ es den Innenraum erreichen kann, aus dem das gefilterte Fluid entnommen wird.

Zu diesem Zweck werden bei bekannten Filtervorrichtungen zwei verschiedene Arten von Filterelementen verwendet, bei denen die für den Ablauf des Fluids vorgesehenen Durchgänge in unterschiedlicher Art angeordnet sind. Bei dem Zusammenbau dieser Filterelemente zur Herstellung eines Filterblocks muß daher abwechselnd ein Filterelement der einen Art und ein Filterelement der zweiten Art eingesetzt werden. Dadurch wird nicht ™ nur das Zusammensetzen der Filterelemente verhältnismäßig umständlich, sondern es ist auch ihre Herstellung und lagerhaltung aufwendiger.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde * eine Filtervorrichtung mit Filterelementen der eingangs genannten Gattung zu sohaffen, die so ausgebildet sind, daß sie untereinander alle gleich sind und trotzdem den notrwendigen Durchgang des zu filternden Fluids duroh wenigstens eine

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filternde Oberfläche eines dieser Elemente gewährleisten,

Die Filtervorrichtung mit den Filterelementen zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Oberfläche jedes Filterelementes durch einen Dichtungswulst auf einer Stirnseite in zwei getrennte Segmente unterteilt ist, daß das eine Segment eine innere Randerhebung trägt, die den Durchgang des Fluids zu dem Mittelloch des Elementes verhindert, daß das andere Segment im Unterschied dazu eine äußere Randerhebung aufweist, die den Durchgang des Fluids zu der Außenseite sperrt, und daß die Elemente unter gegenseitiger Verdrehung jeweils zweier aufeinanderfolgender Elemente derart aneinander gesetzt sind, daß jeweils das erste Segment eines Elementes gegenüber dem zweiten Segment der beiderseits benachbarten Elemente angeordnet ist.

Die Filterelemente dieser Vorrichtung sind so eingerichtet, daß sie sich unter einer gegenseitigen Verdrehung bzw. Ver- ä setzung in Umfangsriehtung aneinander setzen lassen. Dabei wird ein erstes Segment eines Elementes gegenüber dem zweiten Segment zweier benachbarter Elemente angeordnet.

Unter dieser Bedingung muß das zu filternde Fluid wenigstens eine filternde Trennwand eines dieser Elemente durchströmen, obwohl diese Filterelemente unter sich gleich ausgebildet sind_o

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Die Filterelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung können in zahlreichen Ausfuhrungsformen ausgebildet sein. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung mit vier !Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 mehrere übereinander angeordnete Filterelemente einer ersten Ausführungsform in einer schaubildlichen Anordnung,

Fig. 2 und 3 zwei andere Ausführungsformen der Filterlemente in ähnlichen schaubildlichen Darstellungen und

Fig. 4 einen Filterblock aus den Filterelementen in

einer schaubildlichen Anordnung mit einer Ausbrechung.

In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel weist jedes Filterlement fc die Form einer kreisförmigen Scheibe 1a bzw. 1b bzw. 1c mit einem Mittelloch 2 auf. Diese Elemente sind untereinander alle gleich.

Jedes dieser Elemente ist in zwei verschiedene Segmente 3 und 4-unterteilt. Die Unterteilung wird durch einen Dichtungswulst 5 auf einer der Stirnseiten jedes Elementes hervorgerufen. Dieser Dichtungswulst ist längs des Durchmessers ausgerichtet und umfaßt im einzelnen zwei radiale Abschnitte, die sich beiderseits des Mittellochs 2 erstrecken.

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In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das erste Segment 3 jedes Elementes durch eine filternde Trennwand gebildet, während das zweite Segment 4 vollständig undurchlässig ausgebildet ist. Die filternde Trennwand, die das erste Segment darstellt, kann vorteilhaft aus einem Siebgewebe aus Metall oder besser aus synthetischen oder natürlichen, gewirkten oder gepreßten Stoffen bestehen. Diese Trennwand kann aber auch aus präpariertem oder nicht präpariertem Papier ^ und allgemein aus irdgendeinem anderen filternden Material hergestellt sein. Das Segment 4 aus einem Stück Plastikmaterial wird unmittelbar auf dem das Segment 3 bildenden filternden Stoff abgeformt.

Im übrigen trägt dieses erste Segment eine innere Randerhebung 6, die sich entlang des Mittellochs 2 erstreckt. Diese Randerhebung ist an ihren beiden Enden mit beiden Teilen des über dem Durchmesser angeordneten Wulstes 5 verbunden. Das Segment 4 trägt seinerseits eine äußere Randerhebung 7» deren Enden sich ™ gleichfalls an die beiden Teile des über dem Durchmesser angeordneten Wulstes 5 anschließen.

An dem Außenrand des ersten Segmentes 3 ist eine Randversteifung 8 mit Klötzchen 9 vorgesehen, die sich auf derselben Stirnseite wie der Diohtungswulet 5 und die beiden Randerhebungen 6 und 7 erheben. Diese Klötzchen sind dazu /bestimmt, den Abstand und die gewünschte Lage bei deren Zusammenbau zu sichern.

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Schließlich sind an jedem Filterelement auf einanderigegenüberliegenden Seiten Ösen 10 angebracht, die jeweils ein Loch für den Durchgang eines Sicherungsorgans darstellen, Das Sicherungsorgan ist dazu "bestimmt, die Zusammensetzung der gegeneinandergedruckten Filterelemente abzusichern.

Die verschiedenen angefügten Organe, die derart auf jedem Filterelement vorgesehen sind, bestehen aus Plastikmaterial, das unmittelbar, auf der das erste Segment 3 eines Elementes .darstellenden filternden Trennwand abgeformt sind. Diese angefügten Organe werden zu gleicher Zeit wie die vollständig undurchlässige Trennwand, die das zweite Segment 4 jedes Elementes darstellt, in einem einzigen Arbeitsgang abgeformt. Das dazu verwendete Plastikmaterial ist ein Material mit einer gewissen Elastizität oder wenigstens mit einer gewissen Druckfestigkeit. Dieses Material kann z. B. aus einem Polyamidharz oder einem polymerisierten elastischen Kunststoff (elastomere) oder aus einem anderen Material einschließlich Metall bestehen.

In dem Fall, indem die das Segment 3 darstellende Trennwand selbst aus einem synthetischen Harz besteht, ist es vorteilhaft, ein Harz der gleichen Art zur Herstellung der vollständig undurchlässigen Trennwand 4 sowie der angefügten Organe zu verwenden, die jedes Filterelement trägt. Auf jeden Fall sind die derart durch Abformung unmittelbar.auf der filternden Trennwand 3 gebildeten Organe mit dieser völlig fest verbunden, und der Wulst 5 sowie die Hander3i8bungpi6 und 7 Mlden völlig

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dichte Absperrungen gegen den Durchgang des zu filternden Fluids.

Die derart aufgebauten Elemente sind dazu eingerichtet, gegeneinander unter einer Versetzung in Umfangsrichtung um 180 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen zusammengefügt zu werden, damit sie in gleicher Weise wie die drei in Fig. 1 dargestellten Elemente zueinander angeordnet sind.

So befindet sich das vollständig undurchlässige Segment 4 des in dieser Fig. dargestellten Zwischenelementes 1b gegenüber den-beiden filternden Segmenten 3 der- Elemente 1a und 1c, die beiderseits dieses Elementes angeordnet sind.

Die verschiedenen derart zusammengesetzten Elemente werden gegeneinander gedrückt, so daß sie einen Filterblock ergeben. Dieser Filterblock ist dazu bestimmt, in einem Gehäuse untergebracht zu werden und mit diesem eine Filterpatrone zu bilden. Der Wulst 5, der die beiden Segmente 3 und 4 jedes Elementes .trennt, hält gemeinsam mit den Randerhebungen 6 und 7 sowie mit den Klötzchen 9 einen gewissen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen aufrecht. Dadurch werden zwei getrennte Fächer zwischen zwei benachbarten Filterelementen voneinander abgegrenzt.

Unter diesen Bedingungen strömt das Fluid, wenn es den Filter-"

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"block von dessen Außenwand her durchsetzt und aus dem axialen Kanal austritt, der durch das Mittelloch der verschiedenen Elemente gebildet wird, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Filterelementen in das Innere desjenigen Faches, das nicht mit einer äußeren Randerhebung 7 versehen ist. So wird dieses Fluid derart geleitet, daß es das filternde Segment 3 eines betrachteten Elements, z. Bo des Elements 1a, durchläuft. Die an dem Innenrand dieses Filtersegmentes vorgesehene Randerhebung 6 hindert das Fluid daran, den axialen Kanal in dem Filterblock unmittelbar zu erreichen.

Das Fluid läuft daher entsprechend dem Pfeil F.. durch das Filtersegment 3. Es gelangt so zu dem vollständig undurchlässigen Segment 4 des folgenden Elements 1b. Da der Außenrand 7 dieses Segmentes das Fluid daran hindert, zu der Außenseite zu laufen, wird das gefilterte Fluid zu dem axialen Kanal des FiIterblocks entlang dem durch den Pfeil F₂ angegebenen Weg geführt.

Der gleiche Vorgang wiederholt sich bei den verschiedenen Segmenten der einzelnen Filterelemente. So muß jedes Teilchen des zu filternden Fluids eine filternde Trennwand durchströmen, bevor es den axialen Kanal des Filterblocks erreioht, in dessen Innern sich das gefilterte Fluid ansammelt.

Die Fig. 2 stellt eine andere Ausführungsform der Filterelemente gemäß der Erfindung dar. In dieser besteht die gesamte Oberfläche

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jedes Elementes 11a oder 11 "b aus einer filternden Trennwand. Diese Elemente sind wie in dem vorangegangenen Beispiel untereinander identisch.

Ihre Oberfläche ist ebenfalls in zwei Segmente 3a und 4a durch einen Dichtungswulst 5a über dem Durchmesser unterteilt.

Im übrigen trägt jedes dieser Filterelemente die gleichetizusätzlichen Organe, insbesondere eine innere Randerhebung 6a für das erste Segment 3a und eine äußere Randerhebung 7b für das zweite Segment 4a wie die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform.

Diese Elemente sind dazu bestimmt, unter einer Verdrehung um 180° zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen aneinandergesetzt zu werden.

Unter diesen Bedingungen wird das zu filternde Fluid, wenn es den Filterblock durch die Außenseite durchströmt, durch das erste Filtersegment 3a eines bestimmten Elementes, z. B. des Elementes 11a, entsprechend dem durch den Pfeil F~ angezeigten Weg geleitet. Nach dem Durchströmen des Segmentes 3a dieses Elementes gelangt das Fluid zu dem Segment 4a des folgenden Elementes 11b. Es kann dann den axialen Kanal des Filterblocks entsprechend dem durch den Pfeil F, angezeigten Weg erreichen, da dieses Segment 4a keine innere Randerhebung trägt,

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Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform der Filterelemente gemäß der Erfindung dar, in der die gesamte Oberfläche jedes dieser Elemente durch eine filternde Trennwand gebildet wird. Indessen ist die Anordnung der beiden getrennten Segmente, die auf jedem Element vorgesehen sind, verschieden, da jedes Segment auf eine bestimmte Weise in zwei Abschnitte unterteilt ist.

™ So ist die Oberfläche jedes der in der Fig. 4 dargestellten Elemente 21a und 21b in vier getrennte Segmente 5b und 3c einerseits und 4b und 4o andererseits unterteilt.

Die beiden ersten dieser Segmente tragen eine innere Randerhebung 6b, während die beiden anderen Segmente mit einer äußeren Randerhebung 7b versehen sind. Diese verschiedenen Segmente sind durch einen fortlaufenden Dichtungswulst "begrenzt, der gleichzeitig innere und äußere Randerhebungen 6b bzw. 7b bildet, fc Diese Randerhebungen werden ebenso wie mehrere Abstandsklötzchen 9 aus Plastikmaterial hergestellt und unmittelbar auf jedem Element des Filterblocks abgeformt·

Die Elemente 21a, 21b sind unter einer gegenseitigen Verdrehung von 90° zwischen zwei aufeinanderfolgenden Heaenten zusammengesetzt. Unter diesen Bedingungen wird das zu filternde wenn es in den Filterblock von der Außenseite her eindringt, durch die beiden Segmente 3b und 3o jedes folgenden

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entlang dem durch den Pfeil iV bezeichneten Weg geleitet.

Nach dieser Durchströmung befindet sich das Fluid gegenüber den Segmenten 4-b und 4c des folgenden Filterelementes, derart, daß es nur den axialen Kanal des Filterblocks erreichen kann₀

So haben alle beschriebenen Ausführungsformen der Filterelemente gemäß der Erfindung den Vorteil, untereinander völlig identisch ^j zu sein und das zu filternde Fluid zu zwingen, wenigstens eine filternde Trennwand au durchströmen, bevor es den Innenraum erreicht, in dem es nach der Filterung gesammelt wird. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil der erfindungsgemäßen Filterelemente dar. Ein anderer wichtiger Vorteil dieser Elemente besteht darin, daß die Kosten eines aus diesen Elementen bestehenden Filters herabgesetzt sind, da infolge der Verwendung dieser Filterelemente Zwischenstücke entfallen können.

Indessen kann die Anordnung und Aufteilung der verschiedenen voneinander abgegrenzten Segmente, die auf jedem Filterelement vorgesehen sind, noch abgewandelt werden. Im übrigen stellen die. voranstehend beschriebenen Ausführungsformen nur einfache Beispiele dar, und es ist möglich, weitere Ausführungsformen zu bilden.

So könnten die auf jeder filternden Trennwand angebrachten Organe auch aus gegossenem oder unter Druck gespritztem Metall

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statt Plastikmaterial hergestellt sein, jedoch müßten in einem solchen Pail Dichtungselemente zwischen den verschiedenen Filterelementen vorgesehen werden, wobei diese Dichtungselemente mit den Filterelementen eine Einheit "bilden oder von diesen unabhängig sein können.

Die Filterelemente gemäß der Erfindung könnten aber auch zunächst durch Gießen eines Gerüstes aus Plastikmaterial, das die an jeder filternden Trennwand anzubringenden Organe bildet, und durch anschließendes Vercchweißen dieses Gerüstes auf einer filternden Trennwand, die selbst aus einem synthetischen Harz besteht, hergestellt werden. Dabei kann die Yerschweißung entweder mittels Hochfrequenz oder Ultraschall vorgenommen werden.

Es ist ferner möglich, jedes Filterelement dadurch zu erzeugen, daß eine filternde Trennwand zwischen zwei unabhängig voneinanfe der hergestellten Gerüsten angeordnet wird, die die angefügten Organe vor ihrer Anbringung an der filternden Trennwand tragen, und daß diese Gerüste mit der filternden Trennwand zusammengesetzt werden.

Im übrigen wird darauf hingewiesen, daß zu den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt worden ist, daß das zu filternde Fluid in jeden Filterblock von dessen Außenseite her einströmt und aus seinem axialen Kanal heraustritt. Es ist

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aber ohne weiteres einzusehen, daß die Strömung des Fluids auch die umgekehrte Richtung einnehmen kann, indem das zu filternde Fluid durch den axialen Kanal jedes Filterblocks in diesen eindringt und aus der Außenseite des FiIterblocks heraustritt.

So stellt die Fig. 4 ein einfaches Ausführungsbeispiel eines Filterblocks dar, der derart aufgebaut, ist, daß das zu filternde Fluid durch seinen axialen Kanal in dessen Inneres eindringt₀

Dieser Block wird durch Zusammensetzen einer gewissen Anzahl von Filterelementen gebildet, die in der Fig. 2 dargestellt sind. Diese'Elemente werden mittels Gewindebolzen 12, die in die zueinander ausgerichteten Ösen 10 eingesteckt sind, gegeneinander gepreßt. Es können jedoch auch andere Montagemittel, eingesetzt werden, ζ. B. mit Haken versehene Spannstangen oder auch Druckknöpfe oder ähnliche Verbindungsorgane, die an jedem Element vorgesehen sind.

An einem der Enden des so gebildeten Filterblocks ist ein Flansch 15mit einem Mittelloch 14 vorgesehen, während das entgegengesetzte Ende einen voll ausgeführten Flansch 15 trägt.

Dieser FiIterblock wird in einem Gehäuse untergebracht. Die Zuführung dea zu filternden Fluids mündet an dem Mittelloch 14 des !Flansches 13 in der Art, daß das Fluid in den axialen Kanal dieses Filterbiooke entlang dem Pfeil f eindringt. Das

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gefilterte Fluid kann so in dem Inneren des Gehäuses gesammelt werden. Es ist aber ebenso möglich, einen umgekehrten Strömungsweg vorzusehen.

Die Erfindung umfaßt also sowohl die einzelnen Filterelemente als auch FiIterblocke, die mit den voranstehend beschriebenen Elementen aufgebaut sind, und schließlich auch Filter, die mit solchen Filterblöcken ausgerüstet sind.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Patentansprüche

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Claims

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1. Filtervorrichtung unter Verwendung einer Reihe gleicher scheibenförmiger, mit einem Mittelloch versehener Filterelemente, die zu einem Filterblock aneinandergesetzt sind, in den das zu filternde Fluid durch eine Außenseite ein- M dringt und ^r>us dem das Fluid durch einen zentralen Kanal ..heraustritt oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche jedes Filterelementes durch einen Dichtungswulst (5; 5aj 5b) auf einer Stirnseite in zwei getrennte Segmente (3, 4; 3a» 4aj* 3b, 3c, 4b, 4c) unterteilt ist, daß das eine Segment (3J 3a; 3b, 3c) eine innere Randerhebung (6; 6a; 6b) trägt, die den Durchgang des Fluids zu dem Mittelloch (2) des Elementes verhindet, daß das andere Segment (4f 4a; 4b, 4c) im Unterschied dazu eine äußere Randerhebung (7f 7aj 7b) aufweist, die den Durchgang des ™

• Fluids zu der Außenseite sperrt, und daß die Elemente unter gegenseitiger Verdrehung jeweils zweier aufeinanderfolgender •Elemente, derart aneinander gesetzt sind, daß jeweils das erste Segment eines Elementes (z.B. Ib) gegenüber dem zweiten Segment der beiderseits benachbarten Elemente (z. B. 1a, 1c) angeordnet ist.

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2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ' daß der die beiden Segmente abgrenzende Dichtungewulst (5; 5a.; 51)) sowie die inneren und die äußeren Randerhebungen (6; 6a; 6b bzw. 7; 7a; 7b) dieser Segmente aus Plastikmaterial bestehen und auf der Trennwand abgeformt sind, au:< der jedes Element zumindest teilweise besteht.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- ^w zeichnet, daß das eine Segment (4) jedes Elementes als eine vollständig undurchlässige Trennwand ausgebildet ist (Fig. 1).

4. Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand ebenso wie der die beiden getrennten Segmente abgrenzende Dichtungswulst (5) aus Plastikmaterial hergestellt ist.

fc 5. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß praktisch die gesamte Oberfläche jedes Elementes aus einer filternden Trennwand besteht (Fig. 2, 3)

6. Filtervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verschiedenen Segmente jedes Elementes in mehrere Abschnitte unterteilt Bind (Fig. 3).

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7. Filtervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente mit Befestigungsmitteln zum Zusammenfügen der gegeneinander verdrehten und aneinandergesetzten Elemente versehen sind,

8. Filtervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Element als Befestigungsmittel auf einander gegenüberliegenden Seiten zwei Ösen (10) zur Aufnahme von Spannstangen angebracht sind.

9. Filtervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Zusammenfügen von Filterelementen gebildeter Block in einem Gehäuse untergebracht ist.

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