DE1802909A1 - Reinigungsvorrichtung fuer stroemende Medien - Google Patents

Reinigungsvorrichtung fuer stroemende Medien

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Description

Donaldson Company, Inc., Minneapolls, Hoo West 94th Street, V. St. A.
"Reinigungsvorrichtung für strömende Medien"
Die Erfindung bezieht sloh auf eine ReinigungBvorrichtung für strömende Medien.
Da zahlreiche Maschinen laufend komplizierter ausgebildet werden, wird es immer wiohtiger, alle von derartigen Maschinen benutzten strömenden Medien zu filtern. Im Nachfolgenden wird für den Begriff 'strömende Medien1 der Einfachheit halber der Begriff *daa Fluid· gebraucht werden. Das iiltern des Fluids ist besonders für Masohinen von Be-
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deutung, die in einer Umgebung benutzt werden, in der die luft außerordentlich staubig und schmutzig ist, wie beispielsweise die sogenannten Erdbewegungsmaschinen. In vielen dieser Fälle ist es von großer Bedeutung, daß die von der Maschine angesaugte luft gefiltert wird, um damit im wesentlichen alle Fremdstoffpartikelchen aus der luft zu entfernen, bevor die Luft von der Maschine verarbeitet wird.
Bisher wurde Luft oder ein anderes Fluid dadurch gefiltert oder gereinigt, daß dieses Fluid unmittelbar in ein Gehäuse geführt wird, das ein fluiddurchlässiges Filterelement aufweist. Nachdem das Fluid in das Gehäuse eingetreten ist, mußte es bisher im allgemeinen etwa um 90° umgelenkt werden und wanderte zwischen dem Filterelement und dem Gehäuse durch eine Vielzahl von sich radial erstreckender Leitflügel, welche dem Fluid eine gekrümmte oder wendelförmig ausgebildete Bewegungsrichtung erteilten. Diese gekrümmte Bewegung zwang eine Vielzahl der Fremdetoffpartikelohen aufgrund der auftretenden Zentrifugalkraft nach außen, während das Fluid nach innen wanderte und durch das durchlässige Filterelement fließen konnte. Da die Leitflügel zwischen dem durchlässigen Filterelement und dem Gehäuse angeordnet waren, mußten sie entweder am Filterelement oder am Gehäuse festgelegt werden. Um trotzdem die Möglichkeit zu schaffen, daß das Filterelement abnehmbar, d.h. austaueohbar gelagert war» mußte die . öffnung entweder außerordentlich breit sein» wodurch sie
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sehr schwer abzudichten war, oder die Flügel mußten feet innerhalb dee Gehäuses angeordnet sein, wodurch das Gehäuse schwierig zu reinigen war. Weiterhin war es dadurch, daß sich die Flügel radial im Gehäuse erstreckten, erforderlich, daß das Gehäuse wesentlich breiter als das Filterelement sein mußte, um damit einen ausreichenden Durchgang für das Fluid zwischen Filterelement und Gehäuse zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Fluidreiniger, der ein hohles Gehäuse aufweist, das einen Einlaß und einen Auslaß besitzt und weiterhin mit einem fluiddurchlässigen Filterelement ausgerüstet ist, das innerhalb des Gehäuses so angeordnet ist, daß ein Weg für das Fluid zwischen der äußeren Oberfläche des Filterelementes und der inneren Fläche des Gehäuses geschaffen wird, so daß das gesamte Fluid, das vom Einlaß zum Auslaß fließt, durch das durchlässige Filterelement gezwungen wird. Innerhalb des Einlasses für das zu filternde Fluid sind Flügelelemente angeordnet, durch welche im wesentlichen das gesamte durch den Einlaß eintretende Fluid in einen spiralförmigen oder wendeiförmigen um das durchlässige Filterelement verlaufenden Weg gezwungen wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines neuen und verbesserten Fluidreinigers, wobei ein weiterer Gegenstand der Erfindung darin zu sehen ist, daß ein Fluid-
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reiniger geschaffen wird, bei welchem das durch den Einlaß eintretende Fluid zu einer wendeiförmigen Bewegung gezwungen wird, die um das durchlässige Filterelement verläuft, wobei diese Leitflugelelemente innerhalb des Einlasses angeordnet sind.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines verbesserten Reinigers mit einem durchlässi-P gen Filterelement, wobei die Einrichtung einen höheren Wirkungsgrad und trotzdem eine größere Lebensdauer als die bisher bekannten Vorrichtungen aufweist.
Weitere Vorteile und Merkmale der neuen Einrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine Seitenansicht,teilweise geschnitten, auf das neue Filterelement, in
Fig. 2 eine Stirnansicht von links auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei ebenfalls Teile weggebrochen sind, in
Fig. 3 in größerem Maßstab eine Draufsicht auf das Element gemäß Fig. 1, wobei Teile abgenommen sind, und in
Fig. 4 einen Schnitt durch die Leitflügel gemäß der Linie 4-4 in Fig. 3.
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In den Figuren ist mit 1o allgemein ein langgestrecktes, zylindrisches Gehäuse bezeichnet· Das Gehäuse 1o besteht aus einem tassenförmigen Teil 11, das einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und einem rohrförmigen Teil 12, das fest in einer im allgemeinen koaxialen Erstreckung, beispielsweise durch Verschweißen o.dgl·, an der Verbindungsstelle 13 festgelegt ist· Das geschlossene Ende des tassenförmigen Teiles 11 weist eine im allgemeinen koaxial ausgerichtete öffnung mit einem Leitungsabschnitt 14 auf, der an der öffnung festgelegt ist und den Auslaß der Vorrichtung bildet. Ein automatisches Staubentleerungsve»- til 15 ist an der unteren Seite des tassenförmig ausgebildeten Teiles 11 angeordnet, derart, daß es in Verbindung mit der inneren öffnung des Gehäuses 1o steht und sich nach unten erstreckt· Das Ventil 15 weist zwei elastische Lippen 16 auf, die normalerweise geschlossen sind und ein Eindringen von Luft verhindern, welche sich aber öffnen können, um ein Abführen des sioh im Ventilkörper sammelnden Staubes zu ermöglichen· Das Ende dee rohrförmigen Teiles 12, das gegenüber dem mit dem Teil 11 verbundenen Teil liegt, ist offen und in der Zeichnung mit 17 bezeichnet·
Ein im wesentlichen zylindrisch gefaltetes, fluiddurchläseiges Pilterelement 2o ist koaxial innerhalb des Gehäuses 1o angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen über die
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Länge des tassenförmigen Teiles 11 und des rohrförmigen Teiles 12. Eine nachgiebige ringförmige Dichtung 21 ist zwischen der inneren Fläche des Endes des tassenförmigen Teiles 11 des Gehäuses und dem angrenzenden Ende des Filterelementes 2o eingeschaltet. Das Filterelement 2o wird leicht gegen die Dichtung 21 gezwungen, die dadurch dicht gegen das Ende des Teiles 11 des Gehäuses angepreßt wird, um einen Fluidfluß zu verhindern· Das Filterelement 2o ist im allgemeinen rohrförmig ausgebildet und weist eine zentrale öffnung auf, die in Verbindung mit der Auslaßleitung 14 steht. Der äußere Durchmesser des Filterelementes ist wesentlich schmaler als der innere Durchmesser des Gehäuses 1o mit Ausnahme der extremen Enden desselben, so daß ein Weg 22 zwischen Gehäuse und Filterelement geschaffen wird, der sich im wesentlichen über die länge des Gehäuses erstreckt und das Filterelement 2o vollkommen umgibt.
Das rohrförmige Teil 12 ist im Bereich des Endes 17 nach innen abgebogen, so daß der innere Durchmesser desselben nur etwas größer als der äußere Durchmesser des Filterelementes 2o ist. Weiterhin wird eine nach außen offene Nut 25 geschaffen, die das Ende 17 vollständig umgibt. Eine relativ starre Stange weist zwei angeformte Sohleifen 27 auf, die sich im wesentlichen in Längsrichtung nach außen vom Ende 17 dea rohr-
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förmigen Teiles 12 auf beiden Seiten desselben erstrecken, wobei der verbleibende Teil der Stange 26 so geformt ist, daß er in der Nut 25 liegt und sich im wesentlichen in dieser Nut rundherum erstreckt. Auf diese Weise sind die Schleifen 27 fest mit dem rohrförmigen Teil 12 verbunden und bilden Bügel für eine zweite Stange 28, die so gebogen ist, daß die Enden dieser Stange sich radial nach außen durch die Schleifen 27 erstrecken, so daß ein schwenkbares Lagern der verbleibenden Stange 28 möglich ist. Der verbleibende Teil der Stange 28 ist so geformt, daß ein außermittig angreifender Nocken 29 und ein Handgriff 3o geschaffen wird, der dicht am Filterelement 2o anliegt und dieses fest gegen die Dichtung 21 im Teil 11 preßt. Eine elastische ringförmige Dichtung 31, die im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, liegt zwischen dem Ende des Filterelementes 2o und dem Ende 17 des rohrförmigen Teiles 12, um derart einen Medienfluß zu verhindern.
Ein Einlaß 35 weist eine im wesentlichen oval geformte öffnung in der oberen Fläche des Gehäuses 1o im Bereich des Endes 17 auf und ist so angeordnet, daß die Längsachse der öffnung sich über den Umfang des Gehäuses 1o und eine Leitung 36 erstreckt. Die Leitung 36 weist ein Ende auf, das im wesentlichen der oval geformten öffnung 35 innerhalb des Gehäuses 1o entspricht, und verjüngt sich dann nach innen
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und oben zum zweiten Ende, das im wesentlichen ringförmigen Querschnitt aufweist. Die oval geformte Auslaßöffnung der Leitung 36 ist etwas breiter als die oval geformte Öffnung im Gehäuse 1o, aus noch später zu erläuternden Gründen.
Eine Leitflügelanordnung, die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 4o bezeichnet ist, weist ein äußeres Gehäuse 41 auf, dessen Abmessungen im wesentlichen denen der Leitung 36 des Einlasses 35 entsprechen, jedoch etwas kleiner sind, so daß diese Leitflügelanordnung 4o dicht in die Leitung 36 paßt. Das Gehäuse 4-1 ist im wesentlichen rohrförmig ausgebildet, so daß das Fluid frei durch das Gehäuse in einer im allgemeinen axialen Richtung fließen kann. Die Leitflügelanordnung 4o wird fest innerhalb des Einlasses 35 dadurch gehalten, daß die Anordnung dicht in die Leitung 36 einge paßt ist, wobei weiterhin die Leitung 36 über die oval geformte öffnung im Gehäuse 1o durch Verschweißen o.dgl. festgelegt wird. Da die oval geformte Öffnung im Gehäuse 1o etwas kleiner als die oval geformte öffnung des Auslaßendes der Leitung 36 ist und damit leicht kleiner als das Gehäuse der Leitflügelanordnung 4o, wird die Leitflügelanordnung 4o unbeweglich in der gewünschten, genauen Stellung durch die leitung 36 gehiütten.
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Das Gehäuse 41 der Leitflügelanordnung 4o weist eine Vielzahl von Leitflügeln 42 auf, von denen jeder eine Oberfläche 43 besitzt, die gewölbt ausgebildet ist. Die Leitflügel 42 sind so im Gehäuse 41 angeordnet, daß sie einen Winkel von etwa 25° mit der Längsachse des Gehäuses 1o, entsprechend der Darstellung in Fig. 3, bilden. Die gewölbte Fläche 43 der Leitflügel 42 ist derart, daß das durch die Einlaßöffnung 35 eintretende Fluid in den Weg 42 mit einer im wesentlichen spiral- oder wendelförmig ausgebildeten Bewegung eingeführt wird, und zwar um das Filterelement 2o und zum geschlossenen Ende des tassenförmigen Teiles 11 hin. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Leitflügelanordnung 4o wird ein geformter Kunststoff eingesetzt, und die Anordnung im Einlaß 35 angeordnet, jedoch ist es selbstverständlich, daß die Leitflügel auch fest an der Leitung befestigt sein können oder mit dieser Leitung aus einem Teil V3tehen. Ebenso ist es möglich, daß die LeitflUgel hinsichtlich der Größe,der Anzahl und der Stellung anders angeordnet sind, ohne daß dadurch der wesentliche Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.
Ein rohrförmiges Teil 45, das einen inneren Durchmesser aufweist, der im wesentlichen dem äußeren Durchmesser des Filterelementes 2o entspricht, ist etwa koaxial über dem Filterelement 2o angeordnet und erstreckt sich über die gesamte Länge desselben· Das rohrförmige Teil 45 besteht aus Metall
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oder einem anderen fluidundurchlässigen Werkstoff und ist fest am Filterelement 2o im Bereich der Enden desselben angeordnet, so daß kein Fluid zwischen dieses Teil und das Filterelement eintreten kann· Ein im allgemeinen zentral angeordneter Bereich 46 des rohrförmigen Teiles 45 liegt zwischen dem automatischen Staubentleerungsventil 15 und dem Einlaß 35 und ist über den gesamten Umfang perforiert, ^ um damit dem Fluid den Fluß durch diese Wandung hindurch zu ermöglichen. Der Bereich des rohrförmigen Teiles 45, der nahe dem Einlaß 35 liegt, ist undurchlässig und der Bereich, der nahe dem automatischen Staubentleerungsventil 15 liegt, ist ebenfalls undurchlässig.
Im Betrieb wird dem Reiniger verunreinigtes Fluid durch den Einlaß 35 zugeführt und das gereinigte Fluid dem Reiniger durch die Abflußleitung 14 abgezogen. Der Fluß durch den Reiniger hindurch wird entweder durch Unterdrucksetzen des ™ Fluids am Einlaß 35 erreicht oder durch Ziehen des Fluids durch den Reiniger aufgrund eines am Auslaß H herrschenden Vakuums. Fließt das Fluid in den Einlaß 35» wird es in eine wendel- oder spiralförmige Bewegung umgewandelt und fließt derart wendel- oder spiralförmig durch den Weg 22 aufgrund der Wirkung der Flächen 43 der Leitflügel 42. Das sich spiralförmig bewegende Fluid bildet einen Wirbel im Weg 22 im Bereich des Gehäuses 1ot welcher bestrebt ist,
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die Bewegungsrichtung in axialer Richtung umzukehren, wenn das Fluid das geschlossene Ende des Teiles 11 erreicht. Mit der axialen Umkehr der Bewegungsrichtung schafft das spiralende Fluid einen kleineren Wirbel im vorgenannten Wirbel, wobei dieser kleinere Wirbel innerhalb des Weges 22 zum Ende 17 des Gehäuses 1o hinwandert. Der axiale Wechsel der Richtung des spiralenden Fluids oder die Masse von Fluid, die vom äußeren Wirbel zum inneren Wirbel fließt, erfolgt stufenförmig über die gesamte Länge des Weges 22 zwischen dem Ende dee tassenförmigen Teiles 11 und dem Einlaß 35· Der undurchlässige Bereich des rohrförmigen Teiles 45 unterhalb des Einlasses 35 verhindert, daß Fluid unmittelbar das Filterelement 2o im Bereich des Einlasses durchdringt, und begünstigt damit das Bilden der Wirbel innerhalb des Weges 22. Der undurchlässige Bereich des rOhrförmigen Teiles 45 im Bereich des geschlossenen Endes des tassenförmigen Teiles 11 verhindert das Aufbauen von Fremdstoffpartikelchen am Filterelement 2o im Bereich dieses Endes, da die meisten der Fremdstoffpartikelchen in das tassenförmig ausgebildete Teil 11 durch das spiralende Fluid geführt werden, und ermöglicht es, daß die Fremdstoffpartikelchen auf den Boden des Gehäuses 1o fallen, von wo sie zum automatischen Staubentleerungsventil 15 gelangen. Das sich spiralförmig zum geschlossenen Ende des tassenförmigen Teiles 11 hinbewegende Fluid im äußeren Wirbel schafft eine
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Zentrifugalkraft für die Fremdstoffpartikelchen, die sich, innerhalb des Fluids befinden, wobei diese Zentrifugalkraft diese Fremdstoffpartikelchen nach außen gegen die innere Fläche des Gehäuses 1o sinkt· Das zurückkehrende Fluid im inneren oder kleineren Wirbel ist schon relativ sauber und nachdem es den perforierten Bereich 46 des rohrförmigen Teiles 45 erreicht hat, fließt dieses Fluid durch das FiI-} terelement 2o und dann aus der Auslaßöffnung 14· Auf diese Weise wird ein wesentlicher Teil der sich im Fluid befindenden Fremdstoffpartikelchen durch Zentrifugalkraft abgeschieden, bevor das Fluid durch das Filterelement 2o führt, so daß die Lebensdauer des Filterelementes 2o ganz erheblich erhöht wird·
Da die Leitflügelanordnung 4o innerhalb der Einlaßöffnung angeordnet ist, kann die Größe des Filterelementes 2o rela- ^ tiv zum Gehäuse 1o gesteigert werden, so daß aufgrund des vergrößerten Filterelementes auch ein größerer Durchmesser der Auslaßöffnung 14 gewählt werden kann. Da weiterhin die Leitflügelanordnung die Möglichkeit eines Überganges von einem ringförmigen zu einem ovalen Querschnitt der Einlaßöffnung möglich macht, wird dem eintretenden Fluid die Möglichkeit gegeben, den Weg 22 zu erreichen, ohne daß größere Drosselungen auftreten, so daß über den gesamten Reinigerbereich ein nahezu konstanter Fluidstrom erreicht wird.
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Die Kombination des größeren Durchmessers am Auslaß mit dem nahezu konstanten Fluidstrom über den gesamten Bereich des Reinigers bedingt eine Verringerung der Turbulenz und damit eine Verringerung des Widerstandes, der dem Fluß des Fluids durch den Reiniger entgegengesetzt wird· Es ist selbstverständlich, daß die dargestellte und beschriebene Anordnung des Einlasses 35 lediglich als Ausführungsbeispiel angeführt ist. Der Einlaß 35 kann im wesentlichen überall am Gehäuse 1o angeordnet sein und würde trotzdem die vorstehend beschriebenen Vorteile gemäß der Erfindung beibehalten·
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher die Leitflügelanordnung innerhalb des Einlasses 35 vorgesehen ist, gegenüber der bisher bekannten Ausbildungsart, bei welcher die Leitflügel sioh radial zwischen Filterelement und Gehäuse erstrecken, sind die folgenden: Die vergrößerte Abmessung des Filterelementes 2o gegenüber dem Gehäuse 1o schafft einen Reiniger, der eine größere Leistungsfähigkeit gegenüber den bisher bekannten Reinigern gleicher Größe aufweist· Da kein Flügel fest am Gehäuse 1o und sich radial nach innen erstreckend vorgesehen ist, kann das Innere des Gehäuses 1o leichter gereinigt und bedient werden· Da der Durchmesser des Filterelementes 2o und de· Gehäuses 1o nahezu gltich ist, sind die Enden 17 leichter abzudichten und die öffnung weist geringere Größe auf. Der
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gesamte Wirkungsgrad des Reinigers ist trotz verringerter Kosten größer·
Patentansprüche:
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Claims (1)

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Patentansprüche:
1· Reiniger für strömende Medien mit einem Gehäuse mit Ein- und Auslaß sowie einem fluiddurchlässigen Filterelement, das derart innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, daß zwischen der Außenseite des Filterelementes und der Innenseite des Gehäuses ein Weg für das sich wendel- oder spiralförmig bewegende Fluid geschaffen wird, gekennzeichnet durch eine Leitflügelanordnung (4o) innerhalb des Einlasses (35) zur Führung des eintretenden, zu filternden Fluids in eine gekrümmte Bahn, um derart eine Zentrifugalreinigungskraft zu schaffen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung im Gehäuse (1o) Teil einer Leitung ist, die am Gehäuse (1o) angeordnet ist und eine Auslaßöffnung besitzt, die in Verbindung mit dem Weg zwischen Gehäuse und durchlässigem Filterelement für das Fluid steht, wobei die Einlaßöffnung (36) des Einlasses (35) kleiner als die Auslaßöffnung des Einlasses (35) ist.
J. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine das durchlässige Filterelement umgebende Schutzhülle (45), die einen nicht perforierten Teil im Bereich des Einlasses und einen nicht perforierten Teil
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im Bereich des Aaslasses aufweist, über den verbleibenden Bereich aber perforiert ist, so daß das zu filternde Fluid über den durchlässigen Bereich (46) zum Filterelement (2o) fließen kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (35) im Bereich des Gehäuses (1o) oval ausgebildet ist, während die eigentliche Einlaßöffnung (36) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4«dadurch gekennzeichnet„ daß die Leitflügelanordnung (4o) aus einem Gehäuse (41) mit den darin angeordneten Leitflügeln (42) besteht, wobei das Gehäuse (41) in das durch den Einlaß (35) gebildete Gehäuse dicht eingepaßt ist und an der Einlaßseite zum Gehäuse (1o) zwischen dem Gehäuse (35) auf einem nach innen vorstehenden Rand des Gehäuses (1o)
ψ aufsteht·
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