DE2005548A1

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Info

Publication number: DE2005548A1
Application number: DE19702005548
Authority: DE
Priority date: 1969-02-07
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1970-09-03
Also published as: US3559809A; FR2032668A5; GB1248545A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. "Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS.DR.K.F1NCKE Dipl.-IngvEA.WeickmannvDipl.-Chem/B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

Kl/th

AMERICAN MACHINE & FOUNDRY COMPANY

261 Madison Avenue

New York, N.T. 10016, USA

Filtervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für ein Fluid und insbesondere ein zentrales Filtersystem mit Filterelementen, die durch eine Rückströmung bzw. durch Bespülen der Rückseite gereinigt werden können.

Bisher ergaben sich in Filtervorrichtungen durch die Scheuerbzw. Schleifwirkung der in Kühlmittelsystemen enthaltenen Verunreinigungen an Pumpen usw. und auch dadurch eine Reihe von Schwierigkeiten, daß diese,Verunreinigungen ausgeschieden werden und gewöhnlich an ungeeigneten Stellen harte Ablagerungen bilden. Es ist erwünscht, ungefiltertes Kühlmittel nicht durch Pumpen, Mechanismen» geschlossene Leitungssysteme und dergleichen strömen zu lassen, und vor allem möchte man

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auch die Instandhaltung eines derartigen iiltersy sterne so weit als möglich vereinfachen*

Dementsprechend soll mit der erfindungsgemäßen filtervorrichtung bezweckt werden,

a) daß bewegliche Teile, insbesondere Pumpen und Ventile, nicht mit ungefiltertem fluid in Berührung treten;

b) daß keine Druckbehälter erforderlich sind;

c) ferner die Ausbildung einer einfachen Einrichtung sum Bespülen und Reinigen der filter von der Rückseite ohne die Verwendung beweglicher Teile wie Schabeisen, Schaufeln, beweglicher Düsen usw.;

d) die Schaffung eines Filtersystems, bei dem die filterelemente so angeordnet sind, daß einige zur Wartung entfernt werden können, während die anderen ihre normale funktion ausüben;

e) weiterhin die Ausbildung eines filtersystems, bei dem nur eine einzelne Pumpe verwendet wird, die sowohl einen normalen fluidstrom, dessen Druck unter dem Atmosphärendruck liegt, als auch einen Rückstrom liefert, dessen Druck über dem Atmosphärendruck liegt.

Erfindungsgemäß wird eine Absaugeinrichtung in einem filtersystem mit einem Reservoir für sauberes filtrat vorgesehen, wobei ein Unterdruck aufgebaut wird, um quer zu den filtereinheiten einen Druckunterschied mit über dem Umgebungsdruck liegendem Betriebsdruck zu erzeugen, ferner wird erfindungsgemäß eine Einrichtung mit einem filtersystem dieser Ausgestaltung vereinigt, wobei der fluidstrom von der Absaugeinrichtung je nach Bedarf entweder zu dem Reservoir für verschmutzte flüssigkeit oder zu dem Reservoir für sauberes filtrat zurückgeleitet werden kann.

Beispielsweise Ausführungsformen naoh dtr Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeiohnung näher erläutert, in dtr

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Fig* tlia^aeiner schematischen Draufsicht eine bevorzugte " Ausführungsform nach der Erfindung zeigt j wobei der klareren Sarstellung wegen einzelne Teile weggelassen sind.

Pig. 2 gibt eine schematische, teilweise aufgebrochene Seitenansicht der Vorrichtung nach Pig, 1 wieder.

Pig. 3 zeigt schematiseh die Ausgestaltung der Vorrichtung nach djsn Pig. 1 und 2. ., .

Pig. 4 zeigt eine Abänderung der Ausführungsform nach

Pig. 5 zeigt eine Vereinfachung der Ausführungsform nach Pig; 4.

Pig. 6 stellt schematiseh eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung dar, die in anderer Weise als die Vorrichtung nach Pig. 5 arbeitet.

jPig.Λ stellt bestimmte Einzelheiten der Filtereinheiten selbst dar. -

Zunächst soll anhand der Pig.. 3 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden. Sie Vorrichtung weist zwei Behälter auf, wobei in den einen Behälter 10 von einer nicht dargestellten Quelle aus zu filterndes Fluid eingeleitet wird und zwei in ähnlicher Weise ausgebildete PiItereinheiten 14 und 14a eingetaucht sind. Ser andere Behälter 12 dient als Reservoir für das gefilterte Fluid, das über eine Leitung 18 mittels einer Pumpe 16 abgezogen und über eine Leitung 20 zu, einem Zweiwegeventil 22 gefördert wird, das zwei Leitungen miteinander verbindet, wobei die eine Leitung 24 zu einer Absaugeinrichtung 26 und die andere Leitung 28 zu einem Dreiwegeventil 30 führt. Von dieser Absaugeinrichtung führt eine Absaugleitung 32 zu diesem Srei-

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wegeventil, das über Leitungen 34 und 34a mit den Gütereinheiten 14 und 14a in Verbindung steht. Im Betrieb wird bei der dargestellten Stellung der Ventile 22 und 30 das Fluid aus dem Behälter 12 durch die Absaugeinrichtung 26 (wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet) abgezogen und durch deren Auslaß 36 zurück in den Behälter 12 geleitet. Beim Durchströmen dieser Absaugeinrichtung erzeugt das Fluid eine Saugwirkung, wodurch verschmutztes Fluid aus dem Behälter 10 durch die Filtereinheit 14, in der es gereinigt wird, über die Leitung 34, das Dreiwegeventil 30 und die Saugleitung 32 zur Absaugeinrichtung 26 abgezogen wird, wo es mit dem abgepumpten Fluid vermischt und durch den Auslaß 36 in den Behälter 12 geleitet wird. Während dieses Betriebsablaufes ist die zweite Filtereinheit 14a außer Betrieb gesetzt und sie kann für irgendwelche Instandhaltungsarbeiten ausgebaut werden. Durch Umstellen des Dreiwegeventiles 30 kann diese Filtereinheit an die Absaugeinrichtung angeschlossen und gleichzeitig die Filtereinheit 14 außer Betrieb gesetzt werden. Wenn das Zweiwegeventil 22 umgeschaltet wird, damit das abgezogene Fluid in die Leitung 28 strömt, wird die Absaugeinrichtung abgeschaltet und das Fluid strömt dann durch das Dreiwegeventil 30 zu der vorher außer Betrieb gesetzten Filtereinheit (z.B. 14a) und durchströmt diese zur Reinigung von der Rückseite. Wenn jedoch gleichzeitig mit der Umstellung des Zweiwegeventiles 22 das Dreiwegeventil 30 umgeschaltet wird, kann die gerade eingeschaltete Filtereinheit von der Rückseite durchströmt werden, während der Zustand der abgeschalteten Filtereinheit unverändert bleibt. In den Leitungen 34 und 34a sind Drosselventile 38 eingebaut, so daß der Durchsatz durch die Filtereinheiten entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen reguliert werden kann. Diese Arbeltsweise wird bei den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Vorrichtungen angewendet und sollte bei den nachfolgenden Erläuterungen berücksichtigt werden.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Aufbau weist einen Be-

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hälter 40 für verschmutztes Fluid unä einen Behälter 42 für sauberes Fluid auf, die durch einfache Schweißung zusammengebaut werden können, so daß sie eine gemeinsame Trennwand 44 haben. In den Behälter 40 für verschmutztes Fluid ist ein motorbetriebener Schleppförderer 46 bekannter Bauart eingesetzt, dessen Schaber 48 die mittels der Filter oder durch Schwerkraft aus dem verschmutzten Fluid ausgeschiedenen Fest-? stoffe vom Boden dieses Behälters abkratzen und durch die Öffnung 50 austragen. Dieser Aufbau ist bekannt und bedarf keiner näheren Erläuterung. Die Filtereinheiten 52 und 52a weisen eine Anzahl von getrennten, mit Gewebe überzogenen Platten 54 auf, die am verschlossenen Ende auf irgendeine Weise gehalten werden, wie es beispielsweise in Fig. 7 dargestellt ist,, wobei ein Lagerzapfen 56 in einem Schlitz 58 einer Winkeleisenstange 60 liegt, die quer zum Behälter 40 verläuft. Das andere Ende der Platte 54 ist mit einem Rohrstutzen 62 versehen, der einen 0-Bing 64 trägt, wobei er abdichtend in einer geeigneten öffnung 66 einer Sammelleitung 68 eingesetzt ist, die quer zu diesem Behälter verläuft. Bei dem dargestellten Aufbau sind zwei solcher Sammelleitungen und 68a vorgesehen, die vorzugsweise eingeschweißt und durch die Trennwand 44 mit Auslaßleitungen 70 und 70a verbunden sind, die den Leitungen 34 und 34a der anhand der Fig. 3 beschriebenen Vorrichtung entsprechen. Diese Stangen und Sammelleitungen sind vorzugsweise so angeordnet, daß die Filterelemente 54 vollkommen eingetaucht sind. Eine motorbetriebene Pumpe 72 ist mit einer Einlaßleitung 74 versehen, die an der Endwand 76 des Behälters 42 befestigt ist und durch diese hindurchführt. Diese Einlaßleitung ist ein beträchtliches Stück über dem Boden des Behälters angeschlossen, so daß keine darin abgelagerten Feststoffe abgezogen werden können. Die Förderleitung 78 dieser Pumpe ist durch die Seitenwand des Behälters 42 geführt und an das Zweiwegeventil 80 angeschlossen. Von diesem Ventil führt eine Leitung 82 zu der Absaugeinrichtung 84 und eine zweite Leitung 86 zu dem Dreiwegeventil 88, an das auch diese Absaugeinrichtung über

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ihre Absaugöffnung und eine kurze Leitung 90 angeschlossen ist. In den Auslaßleitungen 70 und 70a sind vorzugsweise Drosselventile 92 eingesetzt, so daß der Durchsatz durch die Filtereinheiten entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen reguliert werden kann. Im Betrieb wird bei der dargestellten Stellung der Ventile 80 und 88 in der Absaugeinrichtung 84- eine Saugwirkung erzeugt, wobei das von der Pumpe 72 abgepumpte Fluid das Fluid aus dem Behälter 40 durch die Filtereinheit 52a abzieht, während die Filtereinheit 52 außer Betrieb gesetzt ist. Die Auswahl der Filtereinheit für Instandsetzungsarbeiten, zum Reinigen durch Rückströmung usw. kann durch Umschalten des Zwei^ und Dreiwegeventiles, ebenso wie oben in Verbindung mit der Fig. 3 erläutert, bestimmt werden. Bei einem derartigen Aufbau werden die Ventile normalerweise durch einen Antriebsmechanismus nach einem vorgegebenen Schaltprogramm betätigt.

Die Fig. 4 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die ebenso ausgebildet ist wie die in Fig. 3 dargestellte, außer daß zwei Zweiwegeventile 92 und 94 mit ihrer Verbindungsleitung 96 das Dreiwegeventil 30 ersetzen und nur ein Drosselventil 98 in diesem Falle in die Absaugleitung 32 eingesetzt ist. Die übrigen Bauteile sind unverändert. Bei der dargestellten Stellung der Ventile wird das Fluid aus dem Behälter 10 durch die Filtereinheit 14 durch die in der Absaugeinrichtung 26 erzeugte Saugwirkung wie oben beschrieben abgezogen. Durch Umschalten des Zweiwegeventiles 94 in seine andere Stellung (die durch gestrichelte Linien angedeutet ist, die den Durchlaß im Ventilzapfen wiedergeben) wird die Filtereinheit 14a in den Arbeitskreis eingeschaltet und die Filtereinheit 14 außer Betrieb gesetzt. Verdreht man die Zweiwegeventile 22 und 92 jeweils in ihre andere Stellung (die gleichfalls durch gestrichelte Linien angedeutet ist), so wird das Fluid von der Pumpe 16 zum Zweiwegeventil 94 geleitet und von da zu einer der Filtereinheiten, die damit durch Bespülen der Rückseite gereinigt wird. Die Auswahl der Filtereinheit

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hängt von der Stellung des Zweiwegeventiles 94 ab.

Die in Pig. 5 dargestellte Vorrichtung ist äquivalent zu der in Mg. 4 dargestellten, wobei jedoch die Filtereinheit 14a und das Zweiwegeventil 94 weggelassen sind. Bei der dargestellten Stellung der Zweiwegeventile 22 und 92 wird das Fluid durch,die in der Absaugeinrichtung 26 erzeugte Saugwirkung aus dem Behälter 10 durch die FiItereinheit 14 abgesaugt. Werden diese Ventile umgeschaltet, so wird der Fluidstrom von der Pumpe 16 zu dieser Filtereinheit 14 umgeleitet, wobei er diese von der Rückseite aus durchströmt.

Die in Fig. 6 schematisch dargestellte Vorrichtung weist zwei Fluidbehälter 10 und 12, eine Filtereinheit 14 und eine Pumpe 16 wie die vorausgehende Ausführungsform auf. Die Absaugeinrichtung 26 ist an diese Filtereinheit über eine Saugleitung 100 angeschlossen, in der ein Drosselventil 102 eingesetzt ist. Die Arbeitsweise ist ebenso wie oben beschrieben, jedoch ist die Absaugeinrichtung mit einer Auslaßleitung 104 versehen, von der eine weitere Leitung 106 absweigt und surück zum Behälter 10 führt. Diese Auslaßleitung ist stromabwärts der Rücklaufleitung 106 mit einem Absperrventil 108 versehen und ebenso ist in dieser Rücklaufleitung ein Absperrventil 110 .eingebaut. Die Pumpe 16 liefert Fluid direkt über eine Leitung 112 an die Absaugeinrichtung 26. Im Betrieb erzeugt bei laufender Pumpe 16, offenem Ventil 108· und geschlossenem Ventil 110 der Flüssigkeitsstrom vom Behälter 12 durch die Absaugeinrichtung 26 einen Unterdruck in der Saugleitung 100, so daß Fluid aus dem Behälter 10 durch die Filtereinheit 14 abgezogen und durch die Auslaßleitung 104 der Absaugeinrichtung in den Behälter 12 geleitet wird. Wenn in diesem Falle das Ventil 108 geschlossen wird, strömt das Fluid durch die Saugleitung 100 zurüok und»durchströmt die Filtereinheit von der Rückseite. Wenn dann das Ventil 110 geöffnet wird, wird das Fluid wieder aus dem Behälter 10 durch die Filtereinheit abgezogen, jedoch wird es zum Behälter

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10 zurückgeleitet (anstelle in den Behälter 12 zu strömen), wodurch das System von allen Verunreinigungen gesäubert werden kann, die während der Wartung einer Filtereinheit entstanden sein können. Dieses System kann zusätzlich mit einer Reihe von weiteren Filtereinheiten versehen werden, indem Zweigleitungen von der Saugleitung 100 wegführen und jeweils mit einzelnen Absperrventilen versehen werden.

Mit der Erfindung wird ein Filtersystem geschaffen, mit dem große Mengen von Kühlmittel umgewälzt werden können, wobei ein Reservoir für Filtrat wie beispielsweise bei Metallbearbeitungsmaschinen vorgesehen ist. Das Filtrat wird zu derartigen Maschinen durch eine Pumpe zurückgeleitet, die einen Teil davon aus dem Reservoir abzieht, die es durch eine Absaugeinrichtung führt und danach zum Reservoir zurückleitet. Im Betrieb wird eine Saugwirkung auf der Auslaßseite der Filter angelegt, so daß durch sie eine Strömung erzeugt wird. Zusätzlich sind Ventile vorgesehen, so daß der durch die Pumpe geförderte Fluidstrom zur Reinigung der Filter verwendet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

Filtervorrichtung, gekennzeichnet durch einen Behälter (10, 40) für das zu filternde Fluid, eine FiItereinrichtung (14, 54), die wenigstens zum Teil innerhalb dieses Behälters angeordnet ist und einen Auslaß (62, 68) aufweist, eine Absaugeinrichtung (26, 84) mit einer Einlaßöffnung für Fluid, dessen Druck über dem Umgebungsdruck liegt, einer Absaugöffnung für Fluid, dessen Druck unter dem Umgebungsdruck liegt, und einer Auslaßöffnung, durch die dieses in die Absaugeinrichtung einströmende Fluid abgeführt und zu einem Aufnahmebehälter (12, 42) für das Filtrat geleitet wird, eine Pumpe (16, 72), die das Filtrat aus diesem Aufnahmebehälter (12, 42) abzieht und aus einer Drucköffnung austreten läßt, ferner durch ein Transportsystem für das Fluid mit einer ersten Leitung (32, 34; 100) von dieser Auslaßöffnung zu der Absaugöffnung, einer zweiten Leitung (20, 24) von dieser Drucköffnung zur Einlaßöffnung und einer dritten Leitung (28), die an einem Ende mit der ersten Leitung und am anderen Ende mit der zweiten Leitung verbunden ist, weiterhin durch die Verbindungsstellen bildende Umlenkventile (22, 30) in diesen Leitungen, die eine Reihe von Stellungen einnehmen können und so angeordnet sind, daß bei einer Stellung das aus der Pumpe (16) austretende Filtrat zu dieser Auelaßöffnung strömt, um diese Filtereinrichtung (14, 54) von der Rüokseite aus zu durchströmen, und bei einer anderen Stellung das austretende Filtrat durch diese Absaugeinrichtung (26) von dieser Einlaßöffnung zu der Auslaßöffnung strömt, wodurch an dieser Absaugöffnung ein Druck erzeugt wird, der unter dem Umgebungsdruck liegt, und das Fluid aus dem Behälter (10, 40) durch die Filter- einriohtung und die Auslaßöffnung zu dieser Absaugeinrichtung (26) abgezogen wird, um in der Form eines Filtrat s in den Aufnahmebehälter (12, 42) auszutreten.

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2. Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet} daß diese Filtereinrichtung eine Anzahl von Elementen (54) aufweist, von denen jedes mit einem Filtersystem und einer Auslaßöffnung (62) versehen ist, mit der es mechanisch abgestützt und zum Weiterleiten des Fluids mit einer Sammelleitung (68) verbunden ist, die einen Abschnitt dieser ersten Leitung (32, 34; 100) bildet und in diesem Behälter (10, 40) befestigt ist, wobei dieser Behälter einen Abschnitt aufweist, der mit diesen Elementen (54) an einer Stelle in Verbindung steht, die von dieser Auslaßöffnung (62) abliegt, wodurch diese Elemente vollständig abgestützt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese mechanische Abstützung und Verbindung für die Weiterleitung des Fluids durch den Eingriff eines Rohrstutzens (62) in einer entsprechend gestalteten Öffnung (66) ausgebildet ist, wobei eine von diesen miteinander in Verbindung stehenden öffnungen diese Auslaßöffnung bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß um diesen Rohrstutzen (62) ein O-Ring (64) angeordnet ist und abdichtend auf dem Rand dieser öffnung (66) aufliegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Filtereinrichtung eine einzelne Gruppe (14) dieser Elemente (54) aufweist und jedes dieser Ventile ein Zweiwegeventil (22, 92) ist, das mit den zugeordneten Leitungen eine T-förmige Verbindungsstelle bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Elemente (54) zwei getrennte Gruppen (14, 14a; 52, 52a) bilden, von denen jede eine eigene Sammelleitung (68, 68a) aufweist, die untereinander und mit dieser ersten Leitung durch ein Zweiwegeventil (94) verbunden sind, mit

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dem die Strömungsverbindung einer dieser Gruppen mit der Absaugeinrichtung (26) in vorbestimmter Weise unterbrochen werden kann, wobei dieses Ventil keines der Umlenkventiie ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Elemente (54) zwei getrennte Gruppen (14, 14a) bilden, von denen jede eine eigene Sammelleitung aufweist, die untereinander und mit dieser ersten leitung durch ein Dreiwegeventil (30) verbunden sind, das eines dieser Umlenkventile bildet und mit dem eine dieser Gruppen an diese Absaugeinriehtung (26) in vorbestimmter Weise angeschlossen werden kann, während die dafür nicht vorgesehene Gruppe an das andere dieser Umlenkventile über diese dritte leitung (28) angeschlossen wird.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Strömung regulierendes Ventil (38) in dieser ersten leitung (34) zur Steuerung der FiItratströmung von dieser Filtereinriehtung (14, 14a) zur Absaugeinrichtung (26) angeordnet ist.
9. Filtervorrichtung, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Transport- und Steuersystem für das Fluid mit einer ersten leitung (100) von dieser AuslaßSffnung zur Absaugöffnung, einer zweiten leitung von der Drucköffnung zur Einlaßöffnung, einer dritten leitung (104) mit einem Absperrventil (108), die von dieser Auslaßöffnung wegführt und das FiItrat zu dem Aufnahmebehälter (12) leitet, und einer vierten leitung (106), die von dieser dritten leitung (104) stromaufwärts von diesem Absperrventil (108) abzweigt und das Filtrat von der Absaugeinrichtung (26) asu dem Behälter (10) leitet, wobei sie mit einem Ventil (110) versehen ist, mit dem diese Strömung nach Belieben verhindert oder ermöglicht werden kann.

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