DE19500978C2 - Rückspülbares Flüssigkeitsfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein rückspülbares Flüssigkeitsfilter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Schmutz, der mittels Filter aus Flüssigkeiten, wie z. B. gebrauchtem Motorenöl, ausgefiltert wird, lagert im wesentlichen auf einer Oberfläche des Filters. Durch Rückspülung können die Oberflächen der Filter vom Schmutz gereinigt werden.

Bekannt ist aus der DE-OS 32 09 216 ein abschnittsweise rückspülbares Flüssigkeitsfilter mit einem um eine Achse drehbaren, radial durchströmten hohlzylindrischen Filtereinsatz. Parallel zur Achse des Filtereinsatzes ist eine Schmutzabführrinne, die zum Rückspülen über ein Absperrventil an eine Schmutzabführleitung angeschlossen ist. Das Flüssigkeitsfilter ist mit einer Antriebsvorrichtung ausgestattet. Die Reinigungswirkung des Flüssigkeitsfilters nach dem genannten Stand der Technik ist unzureichend.

Ferner ist aus der DE-OS 21 36 850 ein Pülpefänger bekannt, der eine Siebtrommel aufweist. Die Außenoberfläche der Siebtrommel wird mechanisch durch rotierende Bürstenwalzen von darauf abgeschiedenen Verunreinigungen gereinigt.

Die DE 38 03 590 A1 zeigt einen Abstreifer für rotierende Spaltsiebtrommeln mit mehreren sternförmig um eine Drehachse angeordneten Abstreifleisten. Bei jeder Trommelumdrehung wird eine neue Abstreifleiste unter einem stumpfen Winkel an den Umfang der Spaltsiebtrommel angelegt, die das verklemmte Siebgut mechanisch vom Trommelumfang abhebt. Strömungsmechanische Mittel zum Entfernen der Verunreinigungen sind nicht vorgesehen.

Am Umfang von Filterwalzen angeordnete elastisch biegbare Elemente eines kontinuierlich abgereinigten Filters mit Filtertrommel sind aus der DE 94 13 029 U1 bekannt. Die Bürsten sind jeweils auf einer Spindel drehbar am Außenumfang einer Filterpatrone angeordnet und reinigen diesen mechanisch ab.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein rückspülbares Flüssigkeitsfilter mit verbesserter Reinigungswirkung zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem rückspülbaren Flüssigkeitsfilter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Gemäß der Erfindung deckt eine drehbare Reinigungswalze am Umfang einer Filterwalze einen Sektor einer Außen- oder Innenoberfläche ab, so daß eine Druckdifferenz in umgekehrter Richtung zur normalen Durchströmung der Filterwalze an der Abdeckung entsteht. Auf der Oberfläche der Filterwalze ab gelagerte Verunreinigungen werden vom umgekehrten Flüssigkeitsstrom abgelöst und abtransportiert. Die drehbare Reinigungswalze am Umfang der Filterwalze weist zwei koaxial angeordnete Rohre auf, wobei das innere der beiden koaxialen Rohre eine Abflußleitung enthält und als Drehachse dient, und das äußere der beiden koaxialen Rohre am Umfang Schaufeln aus elastisch biegbaren Elementen aufweist, die bei Drehung am Umfang der Filterwalze zur Anlage kommen, um eine Abdeckung mit niedrigem Druck am Umfang der Filterwalze zu bilden. Die elastisch biegbaren Elemente können aus Blech oder Kunststoffmaterialen mit geeigneter Elastizität gefertigt sein. Vom äußeren Rohr führt durch das innere Rohr eine leitende Verbindung zur Abflußleitung.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung ist die Reinigungswalze innen oder außen am Umfang der Filterwalze angeordnet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des rückspülbaren Flüssigkeitsfilters ist die drehbare Reinigungswalze in vorzugsweise drei Abschnitte unterteilt, deren Schaufeln und leitende Verbindungen relativ zur Drehrichtung der Reinigungswalze phasenverschoben zueinander angeordnet sind. In Höhe und Winkellage unterschiedliche Verbindungen zum Abfluß in den zwei koaxial angeordneten Rohre erlauben exakte Zuordnung und damit maximalen Differenzdruck an der zur Reinigung vorgesehenen Abdeckung mit niedrigem Druck.

Die leitenden Verbindungen in der Reinigungswalze sind gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit radialen Bohrungen in beiden koaxialen Rohren versehen.

Vorzugsweise sind die elastisch biegbaren Elemente entlang Längskanten der Reinigungswalze festgelegt und stehen in tangentialer Richtung von der Reinigungswalze ab. Die freien Längskanten der Elemente legen sich an den Umfang der Filterwalze, wobei die Elemente elastisch verformt werden, und sich aufgrund dieser Elastizität eine gute Abdichtung der Abdeckung mit niedrigem Druck nach außen ergibt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der rückspülbare Flüssigkeitsfilter als Antriebsvorrichtung einen mechanischen Antrieb mittels Getriebe ausgehend von einer beliebigen hydrodynamischen Antriebsmaschine auf, wie einem in einem Öleinlauf angebrachten Turbinenlaufrad mit entsprechendem Übertragungsgetriebe oder einen Hydromotor.

Alternativ kann das rückspülbare Flüssigkeitsfilter gemäß der Erfindung entweder über die Filter- oder die Reinigungswalze direkt angetrieben sein und die nicht direkt angetriebene Walze mittels Reibschluß von der direkt angetriebenen Walze ohne Relativbewegung zwischen den beiden Walzen angetrieben werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Bahngeschwindigkeit des Umfangs der Filterwalze größer als die Bahngeschwindigkeit der Schaufeln der Reinigungswalze, so daß die Oberfläche der Filterwalze zusätzlich mechanisch abgestreift wird.

In einer der Abflußleitung der Reinigungswalze nachgeschalteten Ölzentrifuge des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters kann Schmutzöl nachbehandelt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des Flüssigkeitsfilters,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Flüssigkeitsfilter, und

Fig. 3 eine Ansicht einer Ausgestaltung der Filterwalze.

Fig. 1 Ein rückspülbares Flüssigkeitsfilter 1 weist eine drehbare Filterwalze 2 und eine drehbare Reinigungswalze 3 auf. Die Filterwalze 2 dreht um eine erste Achse 4. Die Reinigungswalze 3 dreht um eine zweite Achse 5, die parallel zur ersten Achse 4 angeordnet ist. Wenn die Filterwalze 2 im Uhrzeigersinn dreht, dreht die Reinigungswalze 3 entgegen dem Uhrzeigersinn und umgekehrt.

Fig. 2 Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1 versehen. Die Filterwalze 2 ist von außen nach innen durchströmt, so daß Schmutz außen am Umfang abgelagert wird und innen die Filterwalze 2 im wesentlichen sauber bleibt. Die Filterwalze 2 kann aber auch von innen nach außen durchströmt sein. Die Reinigungswalze 3 wäre im Falle, daß die Filterwalze 2 von innen nach außen durchströmt ist, innen am Umfang der Filterwalze 2 angeordnet (nicht dargestellt). Die Filterwalze 2 ist mit der Reinigungswalze 3 durch Reibschluß oder Verzahnung (nicht dargestellt) gekoppelt.

Die Reinigungswalze 3 enthält ein äußeres Rohr 6 und ein inneres koaxiales Rohr 7, das als Hohlwelle ausgebildet ist. Das äußere Rohr 6 dreht sich auf dem inneren Rohr 7. Am äußeren Rohr 6 sind elastisch biegbare Bleche 8 befestigt die tangential nach außen abstehen. Die biegbaren Bleche 8 sind jeweils entlang einer Längskante 9 an dem äußeren Rohr 6 festgelegt. Die freien Längskanten 10 benachbarter, biegbarer Bleche 8 legen sich an den Umfang der Filterwalze 2 elastisch an, und bilden während einer Zeitdauer, die von der Relativbewegung der Filterwalze 2 und der Reinigungswalze 3 bestimmt ist, Abdeckungen mit niedrigem Druck (nicht dargestellt) an einem Sektor des Umfangs der Filterwalze 2. Voraussetzung für die erfindungsgemäß bewirkte Strömungsumkehr innerhalb der jeweiligen Abdeckungen ist, daß die Reinigungswalze 3 auf der von der mit Schmutzpartikel beladenen Flüssigkeit angeströmten Seite der Flüssigkeitsfilterwalze 2 angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung stellt sich von der Anström- zur Reinseite der Flüssigkeitsfilterwalze 2 ein Druckgefälle ein. Aufgrund der bei herkömmlichen Flüssigkeitsfiltern bewirkten zwangsweisen Durchströmung der Filterwalze 2 ist der Druck der gefilterten Flüssigkeit auf der Reinseite des Filters noch deutlich höher als der Umgebungsdruck.

Wird nun im Bereich der Abdeckungen eine Druckentlastung herbeigeführt oder aktiv, etwa durch Absaugen, bewirkt, strömt die gefilterte Flüssigkeit lokal begrenzt entsprechend dem erzeugten Druckgefälle von der Reinseite des Filters durch die Filterwalze in die anliegende Abdeckung. Diese Umkehrung der Durchströmung der Filterwalze 2 am zugehörigen Sektor des Umfangs der Filterwalze 2, sorgt dafür, daß die Schmutzablagerungen von der äußeren Oberfläche der Filterwalze 2 ausgespült werden. Das äußere Rohr 6 der Reinigungswalze 3 weist zwischen zwei Längskanten 9 der biegbaren Bleche 8 jeweils eine radiale gerichtete Abflußbohrung 11 auf, durch die Schmutzablagerungen abtransportiert werden können.

Rohr 7 enthalt innen eine Abflußleitung 12. Eine Abflußbohrung 13 in Rohr 7 kommt während der Drehung des äußeren Rohrs 6 zur Abdeckung mit der radial gerichteten Abflußbohrung 11 des äußeren Rohrs 6, so daß zur Schmutzableitung von der Abdeckung mit niedrigem Druck am Umfang der Filterwalze 2 eine leitende Verbindung zu der Abflußleitung 12 im Rohr 7 entsteht. Die Abflußleitung 12 kann in eine Ölwanne münden oder an eine Ölzentrifuge (nicht dargestellt) angeschlossen sein.

Fig. 3 Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1 und Fig. 2 versehen. Das äußere Rohr 6 der Reinigungswalze 3 ist in drei Abschnitte 14, 15, 16 unterteilt, die um die Drehachse 5 phasenverschoben zueinander angeordnet sind, so daß die biegbaren Bleche 8 und die radial gerichteten Abflußbohrungen 11 der Abschnitte 14, 15, 16 ebenfalls phasenverschoben zueinander angeordnet sind.

Das rückspülbare Flüssigkeitsfilter 1 kann von einem mechanischen Antrieb (nicht dargestellt) mittels Getriebe ausgehend von einer beliebigen hydrodynamischen Arbeitsmaschine (nicht dargestellt), wie z. B. einem in einem Öleinlauf angebrachten Turbinenlaufrad mit entsprechendem Übertragungsgetriebe, oder einem Hydromotor (nicht dargestellt) angetrieben werden. Es kann aber auch ein Antrieb (nicht dargestellt) entweder für die Filterwalze 2 oder die Reinigungswalze 3 vorgesehen sein, wobei die getriebene Walze mittels Reibschluß jeweils die andere Walze mit antreibt, ohne daß zwischen dem Umfang der Filterwalze 2 und den anliegenden, die Abdeckung mit niedrigem Druck bildenden, freien Längskanten 10 der biegbaren Bleche 8 der Reinigungswalze 3 Relativbewegung auftritt. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung können die Filterwalze 2 und die Reinigungswalze 3 so miteinander gekoppelt sein, daß die Bahngeschwindigkeit des Umfangs der Filterwalze 2 größer ist als die Bahngeschwindigkeit der freien Längskanten 10 der biegbaren Bleche 8 der Reinigungswalze 2, und der Umfang der Filterwalze 2 von den freien Längskanten 10 der Reinigungswalze 3 mechanisch abgestreift wird.

Claims (10)

1. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) mit

• - einer radial durchströmten zylindrischen Filterwalze (2), die Filtrat von zu filternder Flüssigkeit abtrennt und die durch eine Antriebseinrichtung um eine erste Achse (4) drehbar ist,
• - einer Reinigungseinrichtung, die am Umfang der Filterwalze (2) einen Sektor abdeckt und eine leitende Verbindung zu
• - einem Abfluß ausbildet, dadurch gekennzeichnet daß die Reinigungseinrichtung eine um eine zweite Achse (5) drehbare Reinigungswalze (3) umfaßt, die zwei koaxial angeordnete Rohre (6, 7) aufweist, wobei das innere Rohr (7) die Schmutzabfuhrleitung ausbildet und dem äußeren Rohr als Drehachse dient, und das äußere Rohr (6) am Umfang elastisch biegbare Elemente (8) aufweist, wobei jeweils mindestens zwei in Drehrichtung aufeinanderfolgende elastisch biegbare Elemente (8) bei Drehung der Reinigungswalze (3) abdichtend am Umfang der Filterwalze (2) zur Anlage kommen.

2. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Reinigungswalze (3) innen oder außen am Umfang der Filterwalze (2) angeordnet ist.

3. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Reinigungswalze (3) in vorzugsweise drei Abschnitte (14, 15,16) unterteilt ist, deren biegbare Elemente (8) und leitende Verbindungen (11, 13) relativ zur Achse (5) der Reinigungswalze (3) phasenverschoben zueinander angeordnet sind.

4. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Verbindung (11, 13) radiale gerichtete Abflußbohrung (11) im äußeren Rohr (6) und eine Abflußbohrung (13) im inneren Rohr (7) aufweist.

5. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (8) entlang Längskanten (9) an dem äußeren Rohr (6) der Reinigungswalze (3) festgelegt sind und in tangentialer Richtung von der Reinigungswalze (3) abstehen.

6. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch biegbaren Elemente (8) als Bleche oder aus Kunststoffmaterialien mit geeigneter Elastizität ausgebildet sind.

7. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsvorrichtung einen mechanischen Antrieb mittels Getriebe ausgehend von einer be­ liebigen hydrodynamischen Antriebsmaschine, wie einem in einem Öleinlauf an gebrachten Turbinenlaufrad mit entsprechendem Übertragungsgetriebe oder einem Hydromotor, aufweist.

8. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Filterwalze (2) oder die Reinigungswalze (3) direkt angetrieben ist und die nicht direkt angetriebene Walze mittels Reibschluß von der direkt angetriebenen Walze angetrieben wird, ohne daß zwischen dem Umfang der Filterwalze (2) und den anliegenden, die Abdeckung mit niedrigem Druck bildenden, freien Längskanten (10) der biegbaren Elemente (8) der Reinigungswalze (2) Relativbewegung auftritt.

9. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahngeschwindigkeit des Umfangs der Filterwalze (2) größer ist als die Bahngeschwindigkeit der die Abdeckung mit niedrigem Druck bildenden, freien Längskanten (10) der biegbaren Elemente (8) der Reinigungswalze (3).

10. Rückspülbares Flüssigkeitsfilter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußleitung (12) in eine Ölwanne mündet oder der Abflußleitung (12) eine Ölzentrifuge nachgeschaltet ist.