DE2015038A1

DE2015038A1 - Flüssigkeitsfilter

Info

Publication number: DE2015038A1
Application number: DE19702015038
Authority: DE
Inventors: Johannes Bernardus Van Der Amstelveen Winden (Niederlande)
Original assignee: Stork Amsterdam N.V., Amstelveen (Niederlande)
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1970-03-28
Publication date: 1970-10-08
Also published as: GB1296134A; NL6904730A

Description

DIPL-ING. H. FINK PATENTANWALT · 7300 ESSLINGEN (NECKAR) ·' HINDENBURGSTRASSE

Palentanwalt FINK · D 7300 Esslingen (Neckar), Hindenburgitrafle 44 ·

25. Harz 197O Be P 5803

Stork Amsterdam N.V., Sportlaan 198, AMSTELVEEN, Niederlande

"Flüssigkeitsfilter"

Beanspruchte Priorität der niederländischen Patentanmeldung 6 904 730 vom 27. März 1969·

Die Erfindung "betrifft einen Flüssigkeitsfilter mit mindestens einem zylindrischen Filterelement, mit zwei Kammern, welche durch eine innere bzw. eine äußere Gehäusewand begrenzt sind, mit einem Einlaß für die zu reinigende Flüssigkeit, welcher mit der durch eine der Gehäusewände begrenzten Kammer verbunden ist, und mit einem Auslaß für die gereinigte Flüssigkeit in Verbindung mit der durch die andere Gehäusewand begrenzten Kammer. .

Solche Flüssigkeitsfilter sind allgemein im Gebrauch. Sin Nachteil dieser Filter besteht darin, daß sie zum Heinigen vollständig auseinandergenommen werden müssen und dies oft schwierig ist, weil der Flüssigkeitskreislauf unterbrochen werden muß. Deshalb ist schon vorgeschlagen worden, den Filter vom Kreislauf zu trennen und den Auslaß eines solchen

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Filters mit einer Pumpe für einen !Flüssigkeitsdurchfluß zu verbinden, damit Flüssigkeit zeitx*eise im Gegenstrom durch den Filter hindurchgeführt werden kann. Schmutz, Schlamm und teilweise feste Teilchen," Vielehe sich auf der Gehäusewand der Auslasskammer des Filterelementes niedergeschlagen haben, werden dann durch den Flüssigkeitsstrom weggetragen, der durch den Filter in Gegenrichtung hindurchfließt. Diese Maßnahme ist jedoch sehr arbeit sauf v/endig. Darüberhinaus geht zusammen mit dem Schmutz ein verhältnismäßig beträchtlicher Anteil an öl verloren.

ψ Deshalb wurde in der holländischen Patentanmeldung 64 02 799 bereits vorgeschlagen, eine feste Bauform zu wählen, welche eine Hilfsleitung mit einer Pucpe hat, die mit der Auslaßkammer des Filters verbunden ist. Dieser Filter ist mit einer in ihm angeordneten Kreiselpumpe versehen. Während der Reinigung des Filters ist diese Pumpe in Ruhe. Ein Nachteil dieses Filters besteht darin, daß die Flüssigkeit im Gegenstrom nur an bestimmten Stellen durch den Filter fließt, z.B. nahe dem Einlaß der Leitung, welche mit der Auslaßkammer verbunden ist und die Strömung nur an diesen Stellen einen Schmutzkuchen entfernt, wodurch verhindert wird, daß der übrige Teil der Filterfläche gesLni^t wird, da der Druckabfall, welcher ursprünglich vorhanden war, jetzt beim gereinigten Teil des Filters weggefallen ist.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Flüssigkeitsfilter mit einer Einrichtung zu schaffen, welche diesen Kachteil nicht aufweist und welche in der Lage ist, eine gründliche Reinigung des ganzen Filterelementes zu bewirken. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Filter vor, der gekennzeichnet ist durch eine ringförmige Spritzeinrichtung, welche der Gehäusewand der Auslaßkammer gegenüber

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angeordnet ist und einen Mündungsspalt oder zu dieser ■ ^: Wand gerichtete Löcher aufweist, wobei die Sprit ζ ein- ' richtung längs der Achse des/ !Filterelementes über eine Entfernung bewegbar ist, welche mindestens gleich der Länge dieses Elementes ist, und \jobei die Sprit ζ einrichtung mit einem Vorrat in Verbindung steht, der mit gereinigter ^{l :} Flüssigkeit gefüllt ist, und durch eine Einrichtung zum Austreiben dieser gereinigten Flüssigkeit aus 'den Vorrat und. zum Fördern dieser gereinigten Flüssigkeit zur'.Spritzeinrichtung während der Lageveränderung dieser Spritz einrichtung in einer Richtung.

Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsfilter, bei dem das^:Filterelement eine es umgebende EinlaSkammer von einer ihm .umgebenen Ausia3kammer trennt, gekennzeichnet durch zwei Scheiben, welche im Abstand voneinander und^! senkrecht zun Filterelement angeordnet sind, welche in das Filtere!enen-s ■ passen und in-axialer Richtung dazu verschiebbar sind, durch eine feste Verbindung zwischen den Scheiben, durch eine zylindrische Flüssigkeitskaisxaer, welche sich koaxial zur: Filterelement erstreckt und eine Länge hat, welche mindestens gleich der Länge des Filterelements ist-, durch einen in den Flüssigkeitskammer angeordneten und koaxial darin be'--wegbaren;KoIben, ; durch eine hohle Solbenstange, derer. Lär.^e gleich .der Länge des FiIt er elements ist, welcrie hohle Ivo-lben-.stange den Kolben und eine Scheibe durchsetze und miteinander verbindet ,oder durch einen, festen .Körper,, ζ. 3. ein uu3stüc>,-welches im wesentlichen, die vorgenannten; "eile aufv.^reist, uiid..---durch eine· Einrichtung zum -Bewegen der Seheibenan-arär^aiic., ier-.. Kolbenstange .und des Kolbens gegenüber dem Filterelement: ursä. der Flüssigkeit skasEier. -.-;..-. . .; ·. . _; ^;, - ,. . . . , -,.-

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Ein in seiner Bauform einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Auslaßkammer des Flüssigkeitsfilters einerseits und der Kaum zwischen der Spritzeinrichtung und dem Kolben andererseits miteinander verbunden sind. Es ist in diesem Falle möglich, daß die Scheiben mit einem Spiel in die Büchse zum Befestigen des Filterelementes am Filterdeckel passeh, welches Spiel einen Flüssigkeitsdurchlaß erlaubt. Über dieses Spiel und die hohle Kolbenstange wird die Flüssigkeitskammer mit gereinig-. ter Flüssigkeit versorgt. Der Flüssigkeitseinlaß kann dann am Filtergehäuse und der Auslaß am Gehäusedeckel angebracht h sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung einer Bauform der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schemaiischen Längsschnitt des Flüssigkeitsfilters.

Entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Flüssigkeitsfilter ein Filtergehäuse Λ auf, das mit einem mit einer Einlaßkammer 3 verbundenen Flüssigkeitseinlaß 2 versehen ist. Las Gehäuse ist durch einen Deckel 4- abgeschlossen, der mit Hilfe einer Ealtebüchse 5 ein daran angebrachtes büchsenförniges Filterelement 6 trägt. Dieses ψ Filterelement ist: in der Einiaßkanmer 3 frei aufgehängt. Das Filterelement 6 weist im dargestellten Fall einen zylindrischen metallischen Körper auf, worin.Löcher 8 für den Durchgang von gefilterter Flüssigkeit vorgesehen"sind. Die Löcher δ sind von ringförmigen aufeinanderfolgenden Teilen 7 einerseits und von Brückenteiien andererseits umgeben, die stehenbleiben, wenn die Löcher in dem metallischen Körper herge-

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BAD ORIdINAL

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stellt werden, und die ringförmigen Teile miteinander verbinden. Das !Filtermaterial wird vorzugsweise in Form eines Drahtgeflechtes auf die Büchse aufgewunden (das Filtermaterial ist nicht dargestellt). Es ist Jedoch auch möglich, die Löcher 8 mit Filterwerkstoff zu füllen.

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Die Bauform der Filterbüchse 6 kann natürlich auch anders ausgebildet sein. Es ist z.B. möglich, abwechslungsweise Filterringe und Metallringe mit Hilfe von Zugankern, welche diese Ringe durchsetzen, zusammenzuhalten, wodurch sich eine Büchse ergibt. Es ist auch möglich, von einer selbst-tragenden Filterbüchse Gebrauch zu machen, welche nur aus Filterwerkstoff besteht.

In-dem dargestellten Flüssigkeitsfilter ist in dem Filterelement 6 und in der Haltebüchse 5 eine Auslaßkammer 9 vorgesehen. Der Auslaß 10 ist mit dieser Auslaßkammer 9 verbunden und am Deckel M- angebracht. Die Innenwand dieses Filterelements ist mit einer ringförmigen,-metallischen Paßfläche 11 versehen. ' ,-

Unterhalb des Filterelementes ist ein koaxialer metallischer Zylinder 12 mit diesem verbunden. Wenn das Filterelement, wie in einigen Fällen möglich, selbsttragend ist, kann dieser Zylinder 12 durch nicht dargestellte Rippen oder dgl. unterstützt werden, welche auf der Innenwand des Gehäuses 1 angebracht sind. ·

In dem Raum, der von der Haltebüchse 5, cLem Filterelement 6 und dem Zylinder 12 umgeben ist,, ist eine bewegbare Baueinheit angebracht, die z.B. als ein einstückiger Gußteil ausgebildet sein kann. Diese Baueinheit weist eine Mehrzahl fest miteinander verbundener Teile auf,- welche gemeinsam im

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Filter axial "bewegbar sind, zum Beispiel

a) einen Kolben 13» der in den Zylinder 12 paßt und-der senkrecht zu dessen Achse· angeordnet ist;

b) ein Paar Scheiben 14, 15, welche vorzugsweise mit am Umfang angeschweißten Kränzen 16, 17 versehen sind. Diese Scheiben 14, 15 passen in die Filterbüchse 6. Im beschriebenen Fall ist der Aussenaurchiaesser der Kränze 16, 17 gleich dem Innendurchmesser, der Flächen 11. Die Scheiben

14, 15 sind mittels kurzer Rohre 18 miteinander verbunden, welche die Scheiben durchsetzen und benachbarte Räume an voneinander abgewandten Seiten der Scheiben 14, 15 miteinander verbinden. Es ist darauf hinzuweisen, daß die beiden Räume, welche den Scheiben benachbart sind und außerhalb diesen liegen, von dem Augenblick an, von dem die Scheiben

15, 14 mit den Flächen 11 zusammenwirken, werder durch die Rohre 18 noch auf andere V/eise mit dem Raum 19 zwischen den Scheiben verbunden sind;

c) eine hohle Kolbenstange 20, welche den Kolben 13 und die untere Scheibe' 15 durchsetzt und welche diese beiden Teile miteinander verbindet und eine Läng-e aufweist, die etwa gleich der Länge des FiIterelements ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Raum 21 mit änderbarem Volumen, der unterhalb des Kolbens 13 liegt, über den Durchgang 22 in der Kolbenstange 2Ö mit dem ringförmigen Spalt 19 zwischen den Scheiben*14, 15 verbunden ist und daß diese Kammer 21 sonst geschlossen ist, wenn die Kränze 16, 17 mit cbii Flächen 11 zusammenwirken;

d) eine Treibstange 23, welche den Deckel 4 durchsetzt und welche mit der oberen Scheibe Ί4 verbunden ist.

Der dargestellte Flüssigkeitsfilter arbeitet wie folgt: Während des normalen Gebrauchs befindet sich die Einheit 13, 20, 14, 15, 18, 23 in der oberen dargestellten Endlage.

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BAD ORIGINAL

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Durch den Flüssigkeitseinlaß 2 in die Einlaßkammer 3 eingespeiste Flüssigkeit geht durch das Filterelement 6 hindurch und gelangt in den Raum im Innern des Filterelementes 6 zwischen dem Kolben 13 und der Scheibe 15. Die Flüssigkeit , verläßt diesen Raum über die Rohre 18 und gelangt in die Auslaßkammer 19, von wo sie schließlich über den Auslaß 10 aus dem Flüssigkeitsfilter abfließt. Wenn der -Filter! der z.B. zum Filtern von öl benutzt wurde, nach einer bestimmten Zeit, z.B. 10 Stunden, in gewissem Umfang verunreinigt ist, und wenn der Filter einen verstärkten Druckabfall zwischen seinem Einlaß und seinem Auslaß aufweist, so wird die Treibstange 23 mit einer geeigneten, möglicherweise automatisch gesteuerten Einrichtung nach unten gestoßen, damit der Kolben · 13 Flüssigkeit aus dem Zylinder 12 preßt, welche Flüssigkeit unter Druck durch die hohle Kolbenstange 20 nach oben gedrückt wird. -

Es ist z.B. auch möglich, den Filter periodisch zu reinigen,' z.B. nach -einigen Sekunden oder einer Anzahl von Stunden, ohne den eventuell auftretenden Druckabfall zu berücksichtigen. Der erforderliche Zeitablauf kann empirisch gemessen und/oder in Verbindung mit Steuenaöglichkeiten gewählt werden.

Die unter Druck stehende Flüssigkeit fließt in den ringförmigen Spalt 19 zwischen der. beiden Scheiben 1^, 15, welche Scheiben sich auch nach unten bewegen. Wegen des dichten Zusammenwirkens zwischen den Kränzen 16, 17 und der inneren · Wand (Flächen 11) des büchsenförmigen Eilterelementes 6 kann die Flüssigkeit nicht nach außen abfließen (parallel zur Achse des Filterelevents). Auf diese Weise wird in einer ringförmigen Zone des Filterelements ein Flüssigkeit sstro ^i erzeugt, der mit beträchtlicher Kraft im Gegenstroni durcii das Filtermaterial (z.B. entgegen der üblichen Richtung) hindurch-■·-'- - 8 -

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fließt. In der Praxis ist eine vollständige Dichtung nicht erforderlich, selbst nicht für den Kolben 13-

Dieser Flüssigkeitsstrom oder-strahl entfernt die an der Außenfläche des Filterelement es 6 niedergeschlagenen Schmutzteilchen, welche Teilchen sinken oder vom Filter getrennt werden, z.3. durch das schließbare Loch 24·. Es ist darauf hinzuweisen, daß in Anbetracht des Vorhergehenden die Anordnung des Flüssigkeitseinlasses 2 von wesentlicher Bedeutung ist. Weil der Raum zwischen dem Filtergehäuse 2 und dem Filterelement 6 ziemlich eng gewählt ist, wird am Filterelement 6 ein äußerst starker, möglicherweise turbulenter Strom in axialer Richtung erzeugt, von dem aus die Geschwindigkeit in Richtung nach unten von einem Kaximum auf Null verringert wird. Dieser Strom bewirkt eine wirksame Entfernung von Schmutzteilchen (entfernt vom Filterelement 6) in nach unten vreisender Richtung. Der Schmutz wird sich schließlich in den beiden untersten Löchern 8 ansammeln und von da in die Kammer 3 sicken, wo kein Strom auftritt.

Die Einheit 13, 14·» 15» 18» 20, 23 ist in der Zeichnung in ihrer oberen Endlage in ausgezogenen Linien dargestellt und mit gestrichelten Linien in einer Zwischenlage.

Nachdem die einheit ihre untere Endlage erreicht hat, liegt der ringförmige Spalt 19 mit seiner vo'. häusefläche 11 des Fiitereieaentes an.

der ringförmige Spalt 19 mit seiner vollen Breite an der Ge

Daraufhin wird die Einheit 13,-14, 15, 18, 20, 23 wieder nach oben bewegt, wodurch ein unterdruck unterhalb des Kolbens erzeugt wird. Auf diese V/eise wird Flüssigkeit angesaugt. Diese Flüssigkeit fließt in üblicher Richtung durch das Filterelement 6 und den ringförmigen Spalt 19 hindurch.

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BAD ORIQINAl.

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Im dargestellten Flüssigkeitsfilter ist auch ein Spalt 25 vorgesehen, durch den Flüssigkeit hindurchfließt und der zwischen dem Kranz 16 der oberen Scheibe und der Haltebüchse 5 angeordnet ist. Demzufolge ist der Raum 21, 22, 19 niit der Auslaßkammer 9 verbunden (welche mit gefilterter Flüssigkeit gefüllt ist). Dieser flüssigkeitsdurchlässige Spalt 25 wird jedoch geschlossen, wenn sich die obere Scheibe 14 in das Filterelement 6 bewegt.

Es ist zu bemerken, daß es möglich und sogar wünschenswert ist, das Filterelement ohne Unterbrechung der normalen Arbeitsweise der Pumpe des Flüssigkeitskreises zu reinigen, in welchem der Flüssigkeitsfilter angeordnet ist, vorausgesetzt, daß der wirksame Druck des Kolbens.13 zeitweise höher ist als der Druck der Pumpen und höher als der augenblickliche Widerstand des Filterelementes 6. Auch wird, falls die Pumpen angehalten werden, der Filter in besonders einfacher V/eise gereinigt, ohne die Notwendigkeit des Lösens eines Rohres und ohne die Möglichkeit,· daß ungefilterte Flüssigkeit in die Auslaßkammer gelangt. Die stark verschmutzte Flüssigkeit, welche die Teilchen mit sich' führt und welche im Gegenströo. durch das Filterelement hindurchgeführt wurde, kann vom Filter in bekannter Weise getrennt werden oder sie kann wieder gefiltert werden, wodurch die daraus entfernten Teilchen sinken können.

Es ist von Vorteil, den Boden 26 des Gehäuses abnehmbar anzubringen, so daß dieser Boden abgenommen werden kann, ohne den Deckel 4 abnehmen zu müssen, damit die Schmutzteilchen entfernt werden können, welche sich auf dem Boden angesammelt haben. .

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Das Ablassen ist nur erforderlich, wenn sich ergibt, daß der Heinigungseffekt des Kolbens nicht ausreicht, um das gewünschte Ergebnis des Druckunterschiedes zwischen dein Auslaß und dem Einlaß zu erreichen. In diesen Falle enthält der Raum 3 eine beträchtliche Schmutzraenge. Während des Ablassens ist zu empfehlen, die Pumpe laufen zu lassen, damit der Schmutz mit dem Druck im System durch das Loch ausgewaschen wird. Das Abnehmen des Bodens 26 ist wahrscheinlich nicht notwendig, wenn diese Maßnahme ergriffen wird.

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Claims

=■■-, A η s ρ r u c h e

Flüssigkeitsfilter mit mindestens einem zylindrischen Filterelement, mit zwei Kammern, welche durch eine innere· bzw. eine äußere Gehäusewand begrenzt sind, mit einem Einlaß für die zu reinigende Flüssigkeit, welcher mit der durch eine der Gehäusewände begrenzten Kammer verbunden ist, und mit einem Auslaß für die gereinigte Flüssigkeit in Verbindung mit der durch die andere Gehäusewand begrenzten Kammer, g e k e η η ζ e ic h η e t durch eine ringförmige Spritzeinrichtung (13, 20, 14·, 15, 18, 23), welche der Gehäusewand (7) der Auslaßkammer (9) gegenüber angeordnet ist und einen Mündungsspalt (19) oder zu dieser Wand gerichtete Löcher aufweist, wo "bei die Spritzeinrichtung längs der Achse des Filterelementes (o) über eine Entfernung bewegbar ist, Vielehe mindestens gleich der Länge dieses Elementes ist, und */obei die Sprit ζ einrichtung mit einem Vorrat (21) in Verbindung steht, der mit gereinigter Flüssigkeit gefüllt ist, und durch eine Einrichtung (22, 23) zum Austreiben dieser gereinigten Flüssigkeit sus den Vorrat und zum Fördern dieser gereinigten Flüssigkeit zur Spritzeinrichtung während der Lageveränderung dieser Spritzeinrichtung in einer Sichtung«

2« Flüssigkeitsfilter* bei dem das Filterelement eine es umgehende Einlaßkammer von einer von ihm umgebenden Auslaßkammer trennt, gekennzeichnet durch zwei Scheiben (14·, 15)., welche im Abstand voneinander und senkrecht zum Filterelement (6) angeordnet sind, welche in das Filterelement passen und in axialer Sichtung dazu verschiebbar sind, durch eine feste Verbindung zwischen den Scheiben, durch eine zylindrische Flüssigkeitskaiiimer (21), welche sich koaxial zum Filterelement erstreckt

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und eine Länge hat, welche mindestens gleich der Länge des Filterelements ist, durch einen in der Flüssigkeitskammer angeordneten und koaxial darin "bewegbaren Korben (13)> durch eine hohle Kolbenstange (22), deren Länge gleich der Länge des Filterelements ist, welche hohle Kolbenstange den Kolben und eine Scheibe durchsetzt und miteinander verbindet, oder durch einen festen Körper, z.B. ein Gußstück, welches im wesentlichen die vorgenannten Teile aufweist, und durch eine'Einrichtung zum Be- Jk wegen der Scheibenanordnung, der Kolbenstange und des Kolbens gegenüber dem Filterelement und der Flüssigkeitskammer.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2, mit einem Flüssigkeitseinlaß im Filtergehäuse und mit einem Flüssigkeitsauslaß am Ende des Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkammer (9) des Flüssigkeitsfilters einerseits und der Raum zwischen der Spritzeinrichtung (13, 20, 14, 15, 18, 23) und dem Kolben (13) andererseits miteinander verbunden sind.

4. Filter nach Anspruch 2 oder 3» dessen Filterelement

" mittels einer Haltebüchse mit dem Deckel des Filtergehäuses verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (14, 15) mit einem Spiel in die Büchse (5) zum Befestigen des Filterelementes (6) am Filterdeckel (4) passen, welches Spiel einen Flüssigkeitsdurchlaß erlaubt.

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