DE20011003U1

DE20011003U1 - Fluidabscheider

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Publication number: DE20011003U1
Application number: DE20011003U
Authority: DE
Original assignee: Kaeser Kompressoren GmbH
Current assignee: Kaeser Kompressoren GmbH
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2010-06-29

Description

ksrk0204.034
; KKe/KKe

Fluidabscheider

Die Erfindung betrifft einen Fluidabscheider, mit einem Behälter, welcher mittels eines Deckels verschlossen wird, mindestens einen Einlaß und mindestens einen Auslaß aufweist, mit einer ringartig geschlossenen Dichtung zwischen Behälterkörper und Deckel, mit einem in dem Behälter befindlichen austauschbaren Filterelement, welches Einlaß und Auslaß des Behälters räumlich von einander trennt, welches in der Höhe der Trennebene des Behälterkörpers zu dem Deckel des Behälters in einem flächigen Kragen endet, der im zusammengebauten Zustand mit seinem äußeren Rand in der Trennebene zwischen dem Deckel und dem Behälterkörper angeordnet ist.

Fluidabscheider werden in den verschiedensten Bauformen eingesetzt, um die Auftrennung eines Fluids in unterschiedliche Inhaltsstoffe vorzunehmen, bzw.

is Anteile des Fluidgemischs abzutrennen. Zur Auftrennung eines Fluids werden spezifische Eigenschaften der einzelnen Komponenten des Fluids, wie z. B. Partikelgröße oder Dichte genutzt. Solche Fluidabscheider werden typischerweise als integrale Ölabscheidebehälter in Schraubenkompressoren eingebaut. Die hier stattfindende Drucklufterzeugung erfordert prinzipbedingt die Abscheidung von dem Betriebsfluid Öl aus einem Öl/Druckluft - Strom. Dabei erfolgt die Stofftrennung im Abscheidebehälter durch eine zentrifugale Vorabscheidung mit einer nachgeschalteten Feinfilterung mittels eines Koaleszenzfilterelements. Dieses wird in der Praxis Ölabscheidepatrone genannt. In der Regel muß die so erzeugte Druckluft, beispielsweise für das 5 Sandstrahlen, relativ hohe Reinheitsgrade bezüglich des Restölgehalts aufweisen, so daß der Ölabscheidung in der Anwendung eine große Bedeutung zukommt. Für eine sichere Stofftrennung ist bei diesen Prozessen, neben der

richtigen Auswahl des Filtermaterials, insbesondere die Gewährleistung der räumlichen Trennung der Retentatseite von der Filtratseite von großer Bedeutung. Aus diesem Grund ist es besonders wichtig, die Ölabscheidepatrone abgedichtet in den Ölabscheidebehälter einzusetzen, so daß die gesamte geförderte Druckluft durch den Koaleszenzfilter geleitet wird und sich keine Strömung ungefiltert, an der Ölabscheidepatrone vorbei, einstellt. Weiterhin ist es von entscheidender Bedeutung, daß der Ölabscheidebehälter, eine zuverlässige Dichtigkeit zur Umgebung aufweist, da es sich bei diesen um einen Druckbehälter handelt.

&iacgr;&ogr; In Ölabscheidepatronen ist das Filtermaterial meist in einem metallischen Käfig eingeschlossen. Die Patrone selbst befindet sich häufig mit ihrem flanschähnlichen Rand oder Kragen zwischen dem Behälterflansch und dem Deckelflansch des Abscheidebehälters oder stützt sich anderweitig mindestens gegen eine Behälter- und Deckelfläche ab. Die Abstützung und teilweise auch

is Fixierung der Patrone erfolgt in der Regel über zwei ringförmige Flachdichtungen oder auch O-Ringe, die sich ober- und unterhalb des Patronenrands befinden. Durch sie wird die erforderliche Abdichtung der Permeat- von Retentatseite erzielt. Durch die Fluidströmung im und um den Filter und die damit hervorgerufenen Reibungsvorgänge im Behälterinneren, 0 kann sich ein elektrischer Potentialunterschied zwischen metallischem Käfig des Filterelements und Gehäuse des Abscheiders ausbilden. Daher ist eine Erdung der Patrone erforderlich, um zu hohe Potentialdifferenzen, die möglicherweise eine Betriebsgefährdung darstellen, ausschließen zu können. Bisher bekannte Vorgehensweisen, die Erdung durch zusätzliche Bauteile herzustellen, sind 5 aufwendig und daher unbefriedigende technische Lösungen.

Weiterhin sind für die komplette Montage einer Ölabscheidepatrone mehrere Einzelteile notwendig. In der Regel besteht ein Montagesatz aus mindestens zwei Dichtungen und einer Ölabscheidepatrone, die einem Ölabscheidebehälter konstruktiv zugeordnet sind. Häufig ist zur Montage noch ein Hilfsstoff zur 0 kurzzeitigen Fixierung der Position der Dichtungen am Behälter oder am Filterelement erforderlich.

Die Filterpatrone muß sowohl gegen den Behälter, als auch gegen den Deckel abgedichtet werden. Dafür ist die Dichtung der Flächen von Behälterflansch zu Patronenrand und Patronenrand zu Deckelflansch vorzunehmen. Bisher bekannte Ausführungen benötigen dafür mehrere Dichtungen. Teilweise besitzen die Dichtungen eines Dichtungssatzes unterschiedliche Geometrien. Neben dem bereits aufgeführten Nachteil der Zunahme der Einzelteilvielfalt, besteht hier zusätzlich die Möglichkeit von Verwechslungen. Dichtungen können eventuell beim Dichtungsproduzenten, auf dem Vertriebsweg oder auch am Montageort vertauscht werden. Mögliche Folgen können, neben der &iacgr;&ogr; Verlängerung der Wartungszeit durch das Fehlen benötigter Teile, auch das Versagen einer Abdichtung sein, die an einem falschen Einbauort montiert wurde.

Die Verwendung mehrerer Einzelteile erfordert einen hohen logistischen Aufwand, was zu einem erhöhten Wartungsaufwand vor Ort führt. Die

is Dichtungen zu einer Ölabscheidepatrone werden im Wartungssatz meist als separate Einzelteile mitgeliefert. Erst bei der Montage der Patrone hat das Wartungspersonal für die korrekte Positionierung der Dichtungen in dem Behälter zu sorgen. Dabei werden häufig Hafthilfsmittel (&zgr;. &Bgr; Fett) zum kurzfristigen Fixieren der Dichtungen an der Patrone oder an dem Deckel für die Dauer des Einbaus verwendet.

Dieser Positioniervorgang ist ein eigenständiger Arbeitsschritt, der fehlerbehaftet sein kann. Die Dichtungen können bei ihrer Montage von ihrem vorgesehenen Einbauort verrutschen oder sich vollständig lösen und verloren gehen.

Die einzelnen Dichtungen können bei unsachgemäßer Montage auch beschädigt werden. Dadurch kann es zur Beeinträchtigung der Lebensdauer oder auch zum weitgehenden Verlust der Dichtwirkung kommen.

Ferner besteht bei den bisher eingesetzten Abdichtungen stets die für den Anwender verlockende Möglichkeit, alte Dichtungen nach einem Patronenwechsel wiederzuverwenden. Eine Dichtung besitzt jedoch in der 0 Regel eine begrenzte Lebensdauer, die sich unter anderem aus ihrer Beanspruchung im Anwendungsfall ergibt. Das ist auch bei ihrem Einsatz im

Ölabscheidebehälter der Fall. Kommt dieselbe Dichtung mehrmals zum Einsatz, wird sehr wahrscheinlich deren Dichtwirkung beeinträchtigt. Die Wahrscheinlichkeit für Undichtigkeiten nimmt zu. Daher sollte eine Wiederverwendung konstruktiv ausgeschlossen werden.

Zudem besteht bei herkömmlichen Fluidabscheidem die Möglichkeit, daß bei grob unsachgemäßer Wartung des Ölabscheidebehälters die Montage der Filterpatrone oder der Dichtung vergessen wird. Aufgrund der Betriebsumgebung eines Kompressors und einer teilweisen Abdichtung des Abscheiders über die Flanschblätter von Behälter und Deckel, besteht das Risiko, das Fehlen der Patrone erst spät zu bemerken. Bei fehlender Patrone besteht zwar weiterhin die grobe Zentrifugalabscheidung, die Feinabscheidung durch den Koaleszenzfilter unterbleibt jedoch. Durch einen Anstieg des Restölgehalts in der Luftphase können möglicherweise nachgeschaltete Einrichtungen dauerhaft unbemerkt beeinträchtigt werden.

is Aus der Offenlegungsschrift WO 99/37386 ist es bereits bekannt das Problem des fehlenden Filterelements durch eine Dichtungsvorrichtung, welche fest mit dem Filterelement verbunden ist, zu vermeiden, jedoch ist diese Lösung sehr aufwendig und kostenintensiv.

Ausgehend von den erläuterten Nachteilen des Standes der Technik liegt der 0 Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Fluidabscheider zu schaffen, welcher sowohl gegenüber der Umgebung sicher abgedichtet ist, als auch die Filtratseite von der Retentatseite zuverlässig trennt, gleichzeitig mit einer reduzierten Anzahl an Dichtungsbauteilen auskommt und die Möglichkeit einer fehlerhaften Montage sicher ausschließt.

5 Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe schlägt die Erfindung einen Fluidabscheider der eingangs genannten Art vor, bei welchem die Dichtung eine erste im wesentlichen ringförmige Dichtfläche aufweist, welche im direkten Kontakt zu der Anlagefläche des Deckels steht und dort den Behälter gegen den Umgebungsdruck abdichtet, eine zweite im wesentlichen ringförmige Dichtfläche 0 aufweist, welche im direkten Kontakt zur Anlagefläche des Behälterkörpers steht und dort ebenfalls den Behälter gegen den Umgebungsdruck abdichtet und eine

dritte im wesentlichen ringförmige Dichtfläche aufweist, welche im direkten Kontakt zu dem umlaufenden Kragen des Filterelements steht und auf diese Weise eine Strömung des zu filternden Fluids, am Filterelement vorbei, verhindert.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Fluidabscheiders liegt in der Reduktion der erforderlichen Bauteile für die Abdichtung des Fluidabscheiders zur Umgebung und die Abdichtung der Retentatseite zu der Filtratseite des Koaleszenzfilters im Ölabscheidebehälter. Einerseits ist durch die Reduktion der Bauteileanzahl und Einzelteilvielfalt die Möglichkeit von Verwechslungen der

&iacgr;&ogr; Bauteile und somit das Risiko von Fehlmontagen stark reduziert, andererseits verringern sich die Kosten für die stets im Rahmen einer Wartung zu erneuernden Dichtung. In dem erfindungsgemäßen Fluidabscheider werden mit einer Dichtung drei Räume unterschiedlichen Druckes zueinander abgedichtet, die Filtratseite die Umgebung und die Retentatseite. Zu diesem Zweck steht die

is Dichtung mit drei Bauteilen flächenhaft in Verbindung, mit dem Kragen des Filterelements, mit dem Deckel und mit dem Behälterkörper.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn sich der flächige Kragen des Filterelements mindestens über einen Teil der Breite der miteinander korrespondierenden Anlageflächen von Deckel und Behälterkörper in der Trennebene erstreckt. Es 0 entsteht auf diese Weise eine stets kontrollierte Lage des Filterelements in dem Behälter. Die kraftschlüssige Klemmung des Kragens in der Trennebene stabilisiert das Filterelement zusätzlich.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß mindestens der äußere Rand des flächigen Kragens des Filterelementes im zusammengebauten Zustand direkt an dem 5 Deckel anliegt, die axialen Kräfte aus dem Differenzdruck über das Filterelement direkt in dem Deckel abgestützt werden und so die Vorspannung und die Verformung der Dichtung von den Kräften auf das Filterelement nicht beeinflußt wird. Solche besonders hohen Kräfte können dann resultieren, wenn schlagartig große Mengen des gefilterten Fluids den Abscheider durch den Auslaß im Deckel verlassen. Dadurch wird kurzfristig ein hoher Differenzdruck über die Filterpatrone erzeugt. Dieser Differenzdruck kann in Abhängigkeit der abgezogenen Fluidmenge mehrere bar betragen. Das Filterelement muß daher

im Vergleich zu herkömmlichen Filterelementen, beispielsweise Luftfiltern für Kraftfahrzeuge, einen besonders stabilen Aufbau besitzen. Dieser muß die Ausleitung der Kräfte in Richtung des Auslasses ermöglichen, so daß eine Beschädigung der Dichtung am Filterelement ausgeschlossen wird. Damit die Dichtung in allen Betriebsbereichen dicht ist und eine hohe Lebensdauer aufweist, ist es von Vorteil die hohen Kräfte von der Dichtung fernzuhalten und direkt über den äußeren Rand des Kragens des Filterelements in den Deckel einzuleiten.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß ein innerer,

&iacgr;&ogr; dünnerer Bereich der Dichtung zwischen dem Behälterkörper und einem Teil des flächigen Kragens angeordnet wird und so eine Strömung des zu filternden Fluids, am Filterelement vorbei, verhindert. Durch die beschriebene Anordnung werden trotz der Verwendung nur eines Dichtelementes zwei Dichtaufgaben erfüllt und drei Bauelemente dichtend miteinander verbunden. Unter

is Berücksichtigung der unterschiedlichen elastischen Verformungen des Materials des Kragens und des Dichtungsmaterials kann die Dichtwirkung optimiert werden, indem der äußere Bereich der Dichtung dicker ausgeführt wird als die Summe der Dicke der Dichtung des inneren Bereichs und der Stärke des Kragens des Filterelements. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorspannung des inneren Bereichs der Dichtung dem äußeren Bereich der Dichtung anzugleichen.

Eine sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Dichtung sowohl zwischen der Anlagefläche des Deckels und der dem Deckel zugewendeten Seite des Kragens als auch zwischen der Anlagefläche des Behälterkörpers und der dem Behälterkörper zugewendeten Seite des Kragens die Dichtung zwei innere, dünnere Bereiche aufweist, welche zu dem äußeren Ende des Kragens in einen gemeinsamen dickeren Bereich übergehen. Somit umfaßt die Dichtung den Kragen U-förmig, dichtet den Behälter gegen den Umgebungsdruck ab und verhindert eine Strömung des Fluids an dem Filterelement vorbei. Durch die U-förmige Ausbildung der Dichtung ist sie an dem Kragen des Filtereinsatzes automatisch formschlüssig fixiert. Der Verlust der Dichtung wird auf diese Weise nahezu ausgeschlossen. Weiterhin ist ein Verrutschen der Dichtung während der Montage nicht mehr möglich. Wird der äußere Bereich der Dichtung zudem

dicker ausgeführt als die Summe der Dicken des Kragens des Filterelementes und der beiden dünneren Bereiche der Dichtung, so kann eine gleichmäßige Vorspannung im montierten Zustand des Fluidabscheiders gewährleistet werden. Wird zudem die U-förmige Dichtung in ihrer U-Form symmetrisch ausgeführt, ist ein Einbau mit falscher Orientierung der Dichtung ausgeschlossen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der Kragen des Filterelements in der Fortsetzung die Form eines nach außen konkaven Konusses aufweist, die Anlagefläche des Behälterkörpers ist in etwa parallel

&iacgr;&ogr; dazu orientiert. Die Dichtung, welche zwischen dem Kragen, der Anlagefläche des Behälterkörpers und der Anlagefläche des Deckels angeordnet ist, weist hierbei ohne Berücksichtigung etwaiger Ausnehmungen im wesentlichen eine viereckige Querschnittsform auf. Dieser verhältnismäßig einfache Aufbau der Dichtung gewährleistet eine sichere Abdichtung bei gleichzeitig preiswerter

is Fertigung. Eine Fehlmontage ist vollkommen ausgeschlossen, da sich die Dichtung nur in der korrekten Orientierung einbauen läßt. Die Kräfte aus der Druckdifferenz über das Filterelement stützen sich am Deckel über den äußeren Rand des Kragens des Filterelements ab, so daß die Dichtung stets die gleiche Vorspannung unabhängig vom Innendruck aufweist.

0 Wird der Kragen des Filterelementes mit der Dichtung unlösbar verbunden, so ist der Verlust der Dichtung nahezu ausgeschlossen. Auch eine falsche Montage ist dann nicht mehr möglich. Durch die feste Fixierung der Dichtung auf dem Kragen des Filterelementes ist außerdem die Möglichkeit der Beschädigung der Dichtung durch etwaiges Knicken entscheidend reduziert. Ein fester Verbund kann beispielsweise durch Verkleben, Vernieten, Anvulkanisieren oder Aufspritzen des Dichtungsmaterials herbeigeführt werden.

Falls ein modularer Aufbau von Behältern, Filterelementen, Dichtungen im Rahmen einer Baureihe vorgesehen ist, so ist es von besonderem Vorteil, entweder den Kragen des Filterelementes oder die Dichtung oder beide Bauteile an gemeinsamen Kontaktstellen mit Klebstoff zu beschichten und ein Verkleben des Kragens mit der Dichtung erst beim Aneinanderfügen während des Zusammenbaus vorzunehmen. Auf diese Weise sind verschiedene Dichtungen

mit verschiedenen Filterelementen kombinierbar, wobei der modulare Aufbau den Aufwand der Lagerhaltung stark reduziert.

Um zu verhindern, daß ein Fluidabscheider ohne Filterelement oder Dichtung betrieben wird, ist es sinnvoll, entweder die Anlagefläche des Behälterkörpers oder die des Deckels oder die beider Bauelemente mit mindestens einer Ausnehmung zu versehen, welche im zusammengebauten Zustand bei nicht eingebauter Dichtung oder nicht eingebautem Filterelement eine deutlich wahrnehmbare Undichtigkeit unter Betriebsdruck hervorruft, jedoch bei vollständigem Zusammenbau durch die Dichtung abgedichtet wird. Eine derartige Ausnehmung verhindert zuverlässig einen Betrieb ohne Dichtung oder Filterelement. Eine Fehlmontage wird augenblicklich bei Inbetriebnahme registriert und gegebenenfalls behoben.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß an der Ausnehmung ein zusätzlicher Undichtigkeitsdetektor angebracht ist, welcher eine is Undichtigkeit mittels eines optischen oder akustischen Signals direkt vor Ort oder über ein elektrisches Signal an einer entfernten Konsole anzeigt. Auf diese Weise wird eine Undichtigkeit trotz eines hohen Lärmpegels stets sicher erkannt. Gegebenenfalls kann das elektrische Signal auch in ein System zur Überwachung und Fehlerdiagnose eingespeist werden.

0 Um die notwendige Erdung des durchströmten Filterelementes sicher zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, den direkten Kontakt zwischen dem Kragen und der Anlagefläche des Behälterkörpers oder des Deckels elektrisch leitend auszuführen. Dieser Kontakt besteht auch, wenn der Fluidabscheider nicht unter erhöhtem Innendruck steht oder durchströmt wird. Eine 5 weitergehende Erdung des Filterelementes ist dann nicht mehr erforderlich. Die Erdung ist auf diese Weise konstruktiv zwingend vorgegeben und kann bei der Montage nicht mehr vergessen werden. Eine Beschädigung der Erdung ist durch die vorgeschlagene Anordnung völlig ausgeschlossen.

Eine weitere oder zusätzliche Möglichkeit die Erdung des Filterelementes 0 sicherzustellen, ist die Verwendung einer Dichtung, welche elektrisch leitfähig ist und so keine unerwünschte elektrische Potentialdifferenz zwischen dem

Filterelement und dem Behälter oder dem Deckel entstehen läßt. Auf diese Weise wird selbst bei U-förmigen Dichtungen, welche den Kragen des Filterelementes umfassen, eine elektrische Isolation des Filterelementes und eine möglicherweise gefährliche Potentialdifferenz ausgeschlossen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Deckel eine Ausnehmung in Längsrichtung der Anlagefläche in der Anlagefläche aufweist, in welche die Dichtung zum Zusammenbau eingesetzt wird. Eine derartige Ausnehmung stellt formschlüssig sicher, daß sich die Dichtung und das damit verbundene Filterelement in einer festgelegten Position an dem Deckel befindet. &iacgr;&ogr; Weiterhin ist es ebenfalls möglich den Behälterkörper ausschließlich oder zusätzlich mit einer solchen Ausnehmung in der Anlagefläche zu versehen. Befindet sich eine derartige Ausnehmung sowohl im Deckel als auch im Behälterkörper, ist ein Verrutschen der Dichtung und des damit verbundenen Filterelementes, insbesondere beim Zusammenbau nicht mehr möglich.

is Eine vorteilhafte Möglichkeit dem Risiko der Fehlmontage zu begegnen, ergibt sich, wenn sich die Grundfläche der Ausnehmung nicht in einer zu der Anlagefläche des Deckels bzw. des Behälterkörpers parallelen Ebene befindet, sondern derart geneigt ist, daß sie in der Weiterführung einen konvexen oder konkaven Konus bilden würde und somit eine Falschmontage der Dichtung 0 durch eindeutige Formschlüssigkeit sicher vermieden wird.

Eine sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Dichtung, insbesondere gegenüber den Ausnehmungen, in den Anlageflächen ein Übermaß in Dickenrichtung aufweist, so daß es bei der Montage zu einer Verformung der Dichtung kommt und die Dichtung im zusammengebauten 5 Zustand unter Vorspannung steht. Ein derartiges Übermaß stellt sicher, daß auch bei der Berücksichtigung entsprechender Fertigungstoleranzen stets ein Kontakt zwischen der Dichtung und den Anlageflächen besteht. Im Vorfeld kann bei der Dimensionierung der Dichtung der Überdruck und die sich daraus ergebende Verformung berücksichtigt werden.

0 Damit die Dichtung während der Montage nicht durch die Vorspannungskräfte zerstört wird, ist es sinnvoll die Volumenkonstanz des Dichtungsmaterials zu

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berücksichtigen, indem die Dichtung, insbesondere in ihren Auflageflächen, sich senkrecht zur Dichtungsrichtung erstreckende Ausnehmungen zur Aufnahme verdrängten Dichtungsmaterials aufweist. Einerseits wird eine zur Herbeiführung des gewünschten Dichtungseffektes erforderliche Vorspannung beim Zusammenbau gewährleistet und andererseits eine Beschädigung der Dichtung während des Zusammenbaus vermieden.

Im folgenden werden einige spezielle Ausführungsformen anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig 1: eine geschnittene Seitenansicht eines

&iacgr;&ogr; erfindungsgemäßen Fluidabscheiders,

Fig 2 bis 6: jeweils eine geschnittene seitliche

Detailansicht der Trennebene des Fluidabscheiders vor dem Aufsetzen des Deckels beim Zusammenbau, wobei

is jeweils unterschiedliche

Dichtungsgeometrien abgebildet sind;

Fig 7: zeigt ebenfalls eine seitliche, geschnittene

Detailansicht der Trennebene im

vorgespannten, endmontierten Zustand;

Fig 8 und 9: jeweils eine Querschnittszeichnung des

Dichtungsprofils;

Fig. 10: eine perspektivische Explosionszeichnung

des oberen Teils eines

erfindungsgemäßen Fluidabscheiders mit dem oberen Teil des Behälterkörpers, der

Dichtung, des Filtereinsatzes und des Deckels und;

Fig. 11: zeigt ebenfalls eine seitliche, geschnittene

Detailansicht der Trennebene im

0 vorgespannten, endmontierten Zustand

zeigt mit einer schematisch dargestellten Anordnung eines Undichtigkeitsdetektors in der Trennebene .

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In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Fluidabscheider 1 mit einem Behälter 2, einem Behälterkörper 3, einem Deckel 4 und einem Filterelement 5 dargestellt. Der Deckel 4 wird mittels Schrauben 6 an dem Behälterkörper 3 befestigt. An dem Deckel 4 befindet sich ein Auslaß 7, durch welchen das Fluid von der Filtratseite 8a des Filterelementes 5 in die nachfolgenden Komponenten gelangt. Nachdem das Fluid durch den Einlaß 10 in den Behälter 2 auf der Retentatseite 8b eingetreten ist, passiert es den Koaleszenzfilter 9 des Filterelementes 5 und verläßt den Behälter 2 durch den Auslaß 7. Das Filterelement 5 weist einen Kragen 11 auf, welcher sich zum Teil im zusammengebauten Zustand zwischen dem Deckel 4 und dem Behälterkörper 3 befindet. Mittels des Kragens 11 wird das Filterelement 5 in dem Behälter 2 fixiert. Die Klemmung in der Trennebene 12 verleiht dem Filterelement 5 zusätzliche Stabilität. Die Trennebene 12 wird durch eine Dichtung 13 zur Umgebung 14 hin abgedichtet. Der Innenraum 15 des Behälters 2 steht unter Überdruck. Die Dichtung 13 muß sowohl den Innenraum 15 des Behälters 2 zur Umgebung 14 hin abdichten, als auch die Filtratseite 8a gegen die Retentatseite 8b zuverlässig abdichten.

Figur 2 zeigt die geschnittene Trennebene 12 einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluidabscheiders 1. An dem Kragen 11 ist eine Dichtung 13 0 angebracht, welche mit einer ersten Dichtfläche 13a an der Anlagefläche 16 des Deckels 4, mit einer zweiten Dichtfläche 13b an der Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3 und mit einer dritten Dichtfläche 13c an dem Kragen 11 des Filterelementes 5 anliegt. Die Dichtung 13 ist mittels eines integrierten Befestigungsringes 13g an dem Kragen 11 angebracht. Außen an dem 5 Befestigungsring 13g schließt sich ein dickerer Bereich 13f der Dichtung 13 an, welcher mit den Dichtflächen 13a und 13b den Behälter 2 zur Umgebung 14 abdichtet. Der Befestigungsring 13g der Dichtung 13 stabilisiert die Dichtung 13 und kann sowohl dichtend auf den Kragen 11 des Filterelementes 5 aufgelegt werden, als auch dicht und unlösbar an dem Kragen 11 befestigt sein. Der 0 Deckel 4 weist in der Anlage 16 des Deckels 4 eine Ausnehmung 19 auf, welche die Dichtung 13 aufnimmt. Im zusammengebauten Zustand liegt der Kragen 11 des Filterelementes 5 auf der Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3 an.

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In Figur 3 ist eine U-förmige Ausführung der Dichtung 13 abgebildet, welche sowohl deckelseitig in einer Ausnehmung 19 als auch behälterseitig in einer Ausnehmung 20 angeordnet ist. Die beiden Schenkel der U-Form der Dichtung 13 werden durch zwei dünnere Bereiche 13d, 13e gebildet, welche sich mit der umschließenden Dichtfläche 13c direkt an den Kragen 11 des Filterelementes 5 anschließen. Zur Anlagefläche 16 des Deckels 4 dichtet die Dichtung 13 mit der Dichtfläche 13a und zur Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3 mit der Dichtfläche 13b. Die Dichtfläche 13c kann an dem Kragen 11 auch stoffschlüssig, beispielsweise durch Anvulkanisieren,

&iacgr;&ogr; Aufspritzen oder Kleben angebracht sein. Die Grundfläche 21 der deckeiseitigen Ausnehmung 19 ist derart gestaltet, daß sie in Fortsetzung eine konische Form aufweisen würde. Eine fehlerhafte Montage wird so durch eindeutige Formschlüssigkeit vermieden. Auf der Oberfläche der Dichtung 13 befinden sich auf der deckeiseitigen Anlagefläche 16 und der behälterseitigen Anlagefläche 17

is jeweils sich in Längsrichtung der Dichtung 13 erstreckende Ausnehmungen 22, welche ein beschädigungsfreies Vorspannen der Dichtung 13 durch Anziehen der Schrauben 6 während der Montage ermöglichen.

In Figur 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführung der Dichtung 13 mit den sich in Umfa&eegr;gsrichtung erstreckenden Ausnehmungen 22 abgebildet. Die 0 Dichtung 13 befindet sich mit ihrem dünneren Bereich 13d auf der dem Innenraum 15 des Behälters 2 zugewandten Seite zwischen dem Kragen 11 des Filterelements 5 und der Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3. Die Dichtfläche 13c der Dichtung 13 befindet sich unter dem Kragen 11 des Filterelements 5. Der dickere Bereich 13f dichtet über die Dichtfläche 13a gegen den Deckel 4. Die Dichtung 13 ist in einer Ausnehmung 20 im Behälterkörper 3 eingesetzt, wo sie mit der Dichtfläche 13b zur Anlagefläche 17 abdichtet. Das Filterelement 5 stützt sich über den Kragen 11 direkt an dem Deckel 4 ab, damit die Kraft aus der Druckdifferenz über das Filterelement 5 nicht in die Dichtung 13 eingeleitet wird und es so zu keiner ungewollten, von der 0 Druckdifferenz über das Filterelement 5 abhängigen Verformung der Dichtung 13 kommt.

Eine weitere Ausführungsform dieser Art zeigt die Figur 5.

In Figur 6 ist der Kragen 11 des Filterelements 5 derart ausgeführt, daß er in der Fortsetzung die Form eines nach außen konkaven Konusses aufweist. Die Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3 ist in etwa parallel zu dem Kragen 11 orientiert und die Dichtung 13, welche zwischen dem Kragen 11, der Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3 und der Anlagefläche 16 des Deckels 4 angeordnet ist, weist im wesentlichen eine viereckige Querschnittsform auf. Auf der Fläche zu der Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3 ist die Dichtung mit einer Ausnehmung 22 versehen. Die Dichtung 13 weist eine erste im wesentlichen ringförmige Dichtfläche 13a auf, welche im direkten Kontakt zu der Anlagefläche 16 des Deckels 4 steht und dort den Behälter 2 gegen den Umgebungsdruck abdichtet. Eine zweite im wesentlichen ringförmige Dichtfläche 13b dichtet im direkten Kontakt zur Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3 den Behälter 2 gegen den Umgebungsdruck ab. Eine dritte im wesentlichen ringförmige Dichtfläche 13c, welche im direkten Kontakt zu dem umlaufenden Kragen 11 des Filterelements 5 steht, verhindert eine Strömung des zu filternden Fluids am Filterelement 5 vorbei.

Die Trennebene 12 eines bereits montierten
Fluidabscheiders 1 mit jeweils unterschiedlicher
Dichtung 13 zeigt die Figur 7.

erfindungsgemäßen erfindungsgemäßer

0 In den Figuren 8 und 9 sind die Dichtungen der Figuren 3 und 4 nochmals im Detail dargestellt. Deutlich sind die Ausnehmungen 22 auf den Dichtungen 13 zu erkennen. Die äußeren Kanten 24a, 24b, 24c, 24d der in Figur 3 abgebildeten Dichtung 13 sind gerundet, damit das Fügen bei der Montage leicht und ohne Beschädigungen von statten geht. Die Dichtfläche 13c kann den Kragen 11 des Filterelements 5 einfach formschlüssig umfassen oder auch stoffschlüssig an ihm befestigt sein, beispielsweise durch Verkleben, Anvulkanisieren oder Aufspritzen.

Um bei einer Fehlmontage, beispielsweise im Fall einer vergessenen Dichtung 13 oder eines vergessenen Filterelementes 5 eine Undichtigkeit sofort wahrzunehmen, ist in Figur 10 beispielhaft eine Ausnehmung 23 auf der Anlagefläche 17 des Behälterkörpers 3 dargestellt. An einer solchen

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Ausnehmung 23 kann vorzugsweise am äußeren Rand des Behälters 3 ein Undichtigkeitsdetektor 25 angebracht werden.

In Figur 11 ist schematisch die Anordnung eines Undichtigkeitsdetektors 25 an der Trennebene dargestellt, der ein akustisches, optisches oder elektrisches Signal bei einer Undichtigkeit abgibt, insbesondere wenn der Fluidbehälter 1 ohne Dichtung 13 montiert wurde. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Mikrophon handeln, welches durch die Undichtigkeit angeblasen wird und dann ein elektrisches Signal weiterleitet, beispielsweise an eine nachfolgende Bedienkonsole. Der Undichtigkeitsdetektor 25 wird vornehmlich in Verbindung mit einer Ausnehmung 23 in der Dichtfläche eingesetzt.

Claims

1. Fluidabscheider (1), mit einem Behälter (2), welcher mittels eines Deckels (4) verschlossen wird, mindestens einen Einlaß (10) und mindestens einen Auslaß (7) aufweist, mit einer ringartig geschlossenen Dichtung (13) zwischen Behälterkörper (3) und Deckel (4), mit einem in dem Behälter (2) befindlichen austauschbaren Filterelement (5), welches Einlaß (10) und Auslaß (7) des Behälters (4) räumlich von einander trennt, welches in der Höhe der Trennebene (12) des Behälterkörpers (3) zu dem Deckel (4) des Behälters (2) in einem flächigen Kragen (11) endet, der im zusammengebauten Zustand mit seinem äußeren Rand in der Trennebene (12) zwischen dem Deckel (4) und dem Behälterkörper (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) eine erste im wesentlichen ringförmige Dichtfläche (13a) aufweist, welche im direkten Kontakt zu der Anlagefläche (16) des Deckels (4) steht und dort den Behälter (2) gegen den Umgebungsdruck abdichtet, eine zweite im wesentlichen ringförmige Dichtfläche (13b) aufweist, welche im direkten Kontakt zur Anlagefläche (17) des Behälterkörpers (3) steht und dort ebenfalls den Behälter (2) gegen den Umgebungsdruck abdichtet und eine dritte im wesentlichen ringförmige Dichtfläche (13c) aufweist, welche im direkten Kontakt zu dem umlaufenden Kragen (11) des Filterelements (5) steht und auf diese Weise eine Strömung des zu filternden Fluids, am Filterelement (5) vorbei, verhindert.

2. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der äußere Rand des flächigen Kragens (11) des Filterelementes (5) im zusammengebauten Zustand direkt an dem Deckel (4) anliegt, die axialen Kräfte aus dem Differenzdruck über das Filterelement (5) direkt in dem Deckel (4) abgestützt werden und so die Vorspannung und die Verformung der Dichtung (13) von den Kräften auf das Filterelement (5) nicht beeinflußt wird.

3. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der flächige Kragen (11) mindestens über einen Teil der Breite der miteinander korrespondierenden Anlageflächen (16, 17) von Deckel (4) und Behälterkörper (3) in der Trennebene (12) erstreckt.

4. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) einen inneren, dünneren Bereich (13d) aufweist, der sich nur zwischen dem Deckel (4) und einem Teil des flächigen Kragens (11) befindet und ferner einen damit verbundenen äußeren dickeren Bereich (13f) besitzt, mit dem die Dichtung am Behälterkörper (3) dichtet und somit eine Strömung des zu filternden Fluids am Filterelement (5) vorbei verhindert.

5. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Behälterkörper (3) zugewendete Seite des flächigen Kragens (11) im zusammengebauten Zustand direkt an der Anlagefläche (17) des Behälterkörpers (3) anliegt.

6. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) einen inneren, dünneren Bereich (13d) aufweist, der sich nur zwischen dem Behälterkörper (3) und einem Teil des flächigen Kragens (11) befindet und ferner einen damit verbundenen äußeren dickeren Bereich (13f) besitzt, mit dem die Dichtung am Deckel (4) dichtet und somit eine Strömung des zu filternden Fluids am Filterelement (5) vorbei verhindert.

7. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte dem Deckel (4) zugewendete Seite des flächigen Kragens (11) im zusammengebauten Zustand direkt an der Anlagefläche (16) des Deckels (4) anliegt.

8. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl zwischen der Anlagefläche (16) des Deckels (4) und der dem Deckel (4) zugewendeten Seite des Kragens (11), als auch zwischen der Anlagefläche (17) des Behälterkörpers (3) und der dem Behälterkörper (3) zugewendeten Seite des Kragens die Dichtung (13) zwei innere, dünnere Bereiche (13d, 13e) aufweist, welche zu dem äußeren Ende des Kragens (11) in einen gemeinsamen dickeren Bereich (13f) übergehen, somit die Dichtung (13) den Kragen (11) U-förmig umfaßt und sowohl den Behälter (2) gegen den Umgebungsdruck abdichtet, als auch eine Strömung des Fluids an dem Filterelement (5) vorbei verhindert.

9. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (11) des Filterelements (5) in der Fortsetzung die Form eines nach außen konkaven Konusses aufweist, die Anlagefläche (17) des Behälterkörpers (3) in etwa parallel dazu orientiert ist und die Dichtung (13), welche zwischen dem Kragen (11), der Anlagefläche (17) des Behälterkörpers (3) und der Anlagefläche (16) des Deckels (4) angeordnet ist, im wesentlichen eine viereckige Querschnittsform ohne Berücksichtigung etwaiger Ausnehmungen aufweist.

10. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (11) mit der Dichtung (13) unlösbar verbunden ist.

11. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (11) mit der Dichtung (13) fest verklebt ist.

12. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) an den Kragen (11) anvulkanisiert ist.

13. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) an den Kragen (11) angespritzt ist.

14. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) mit dem Kragen (11) vernietet ist.

15. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der Kragen (11) und/oder die Dichtung (13) an gemeinsamen Kontaktstellen, welche sich beim Zusammenbau ergeben, mit Klebstoff beschichtet sind und ein Verkleben des Kragens mit der Dichtung (13) erst beim Aneinanderfügen während des Zusammenbaus erfolgt.

16. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Anlagefläche (17) des Behälterkörpers (3) oder die des Deckels (4) oder die beider Bauelemente mit mindestens einer Ausnehmung (23) versehen wird, welche im zusammengebauten Zustand bei nicht eingebauter Dichtung (13) oder nicht eingebautem Filterelement (5) eine deutlich wahrnehmbare Undichtigkeit unter Betriebsdruck hervorruft, jedoch bei vollständigem Zusammenbau durch die Dichtung (13) abgedichtet wird.

17. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausnehmung (23) ein Kommunikationsweg zu einem zusätzlichen Undichtigkeitsdetektor (25) besteht, welcher eine Undichtigkeit mittels eines optischen oder akustischen Signals direkt vor Ort oder über ein elektrisches Signal an einer entfernten Konsole anzeigt.

18. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Kontakt zwischen dem Kragen (11) und der Anlagefläche (16, 17) des Behälterkörpers (3) oder des Deckels (4) elektrisch leitend ist, dieser Kontakt auch besteht, wenn der Fluidabscheider (1) nicht unter erhöhtem Innendruck steht oder durchströmt wird und somit eine weitergehende Erdung des Filterelementes (5) nicht mehr erforderlich ist.

19. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) elektrisch leitfähig ist und so keine unerwünschte elektrische Potentialdifferenz zwischen dem Filterelement (5) und dem Behälter (2) oder Deckel (4) entstehen kann.

20. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4) eine Ausnehmung (19) in Längsrichtung der Dichtung (13) in der Anlagefläche (16) aufweist, in welche die Dichtung (13) beim Zusammenbau eingesetzt wird.

21. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterkörper (3) eine Ausnehmung (20) in Längsrichtung der Dichtung (13) in der Anlagefläche (17) aufweist, in welche die Dichtung (13) beim Zusammenbau eingesetzt wird.

22. Fluidabscheider (1) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Grundfläche (21) der Ausnehmung (19, 20) nicht in einer zu der Anlagefläche (16, 17) des Deckels (4) bzw. des Behälterkörpers (3) parallelen Ebene befindet, sondern derart geneigt ist, daß sie in Fortführung einen konvexen oder konkaven Konus bilden würde, damit eine Falschmontage der Dichtung (13) durch eindeutige Formschlüssigkeit sicher vermieden wird.

23. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) insbesondere gegenüber den Ausnehmungen (19, 20) in den Anlageflächen (16, 17) ein Übermaß in Dickenrichtung aufweist, so daß es bei der Montage zu einer Verformung der Dichtung (13) kommt und die Dichtung (13) im zusammengebauten Zustand unter Vorspannung steht, wobei sich die Vorspannung unter dem Einfluß eines Differenzdruckes über das Filterelement (5) nicht wesentlich reduziert.

25. Fluidabscheider (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidabscheider ein integraler Ölabscheidebehälter eines Schraubenkompressors ist.

26. Fluidabscheider (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fluidabscheider der Filtration eine zentrifugale Vorabscheidung vorgelagert ist.

27. Fluidabscheider (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) insbesondere in ihren Anlageflächen, sich senkrecht zur Dichtungsrichtung erstreckende Ausnehmungen (22) zur Aufnahme verdrängten Dichtungsmaterials aufweist.