DE2118777A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Filtern von Strömungsmitteln - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Filtern von Strömungsmitteln

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Description

Münchens, den 17 ..April 1971 Unser Zeichen; 61«83O
Verfahren und Vorrichtung zum Filtern von Strömungsmitteln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtern von Strömungsmitteln, insbesondere zum Aus-= filtern von Bodenbestandteilen
Beim Ausfiltern von Bodenverunreinigungen aus Flüssigkeiten kann man drei Verfahrensstufen zusammen verwenden, um auch größere Teilchen vor einem sogenannten Hauptfilter auszufiltern, welcher bisher jedoch üblicherweise nicht verwendet wurde, da große Teilchen den Hauptfilter vor-= zeitig verstopfen und die Fluidstzsöinung übermäßig begrenzen c. Die Verwendung eines Hauptfilxer-s vor einem Ton™ filter-'Absorber entfernt mittelgroße Teilchen» und in manchen Anlagen auch sämtliche Teilchen, ohne daß ein Nachfilter erforderlich ist. Dadurch ist der Filter=Ab~ sorber nicht nur zum größten Tsxl frei zum Ausführen seiner mechanischen Filterfunkt:lon, sondern ermöglicht auch die Verwendung von Ton oder Ton^Kohleteilchen, welche so groß sind,' daß sie eine verhältnismäßig freie Fluid« strömung durch den Absorber ermöglichen, da der Ton nicht die Hauptfilterwirkung übernehmen muß Es lassen sich daher größere Tonteilchen verwenden, so daß die Heigung zu Verstopfungen verringert ist Durch dxe Trennung der
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Filterwirkung und der Absorbierwirkung lassen sich der Hauptfilter und der Ton in ainer aus EöXischbai'en Patrone unterbringen, dia nach ihrer Betriebsseil: ausgetauscht wird* "*!
Der Hauptfilter entfernt die kleinen unlöslichen chen, und der Filter-Absorber entfernt die gelösten Fremdstoffe, wie ζ* B0 Fettsäuren» Farbstoffe, öle und Wasser, und zwar nicht in erster Linie durch eine ab« sorbierende Wirkungο Im Betrieb "atmet" der Ton Wasser, so daß der Wasseranteil in der gefilterten Flüssigkeit ausgeglichen wird trotz Änderungen des in die Flüssige keit eingeführten Wassers»
Der hinter dem Ton oder Ton~Kohle=»Absorber angeordnete Nachfilter entfernt feinste Teilchen» die etwa von dem Ton oder der Kohle freigegeben werden= Dadurch wird verhindert, daß diese Teile mit der Flüssigkeit in das System zurückgeführt werden, in dem die Flüssigkeit verwendet wird. Diese Flüssigkeit ist z, B, Schmieröl einer Dieselmaschine,
Der Vorfilter ist aus austauschbaren Filtertüten her= gestellt mit einer großen FilteroberflScfte und einer kleinen horizontalen Bodenfläche, so daß dar Filterkuchen sich nur in einem bestimmten dicken Bereich an^ sammeln kann und darüberhinaus zu Boden fällt. Mach« dem übermäßiger Schlamm sich am Boden absetzt, wobei die Wandoberfläche um einen bestimmten Betrag reduziert wird, müssen die Filtertüten gereinigt werden
Diese Filtertüten oder Filterblätter sind vorzugsweise von den übrigen Teilen des Systems getrennt t da ihre Standzeit mit den Mengen an größeren Teilchen variiert,
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die in dsr IiilsGifcIcri ζ inatnM^n rrc( \rS.>■ ·■_ ΐίαε« Menge je neon itasi Ve^ftS/^iiixrir':; ίάΛΐ f ur.gon *"..'< zu filternden Flöesigl'. it verleb"!j et j.« !on λ... B.'rch diese getrennte Ano:.dmu!g lasten eicl" oi« F: I'iret'tüten getrennt von den anderen T-*ilan herausheben, reinigen oder ersetzen« Der VorfTiltei« Ιεϊ: bei Oer Vorrichtung nach der Erfindung */οπ ιτοΛντ* Bedertvnj^ vie 'reiter unten noch erläutert ist..
Der Filter-Abeorber umfess-?: eiien oder· m«hrera austauschbare Patronen- JeCs Patrone bildet ein einheit« liches Gehäuse mit einem akkox»daonartig gefalteten "
Papierfilter oder dergleichen, welcher eine Filter« Absorberkanmer umgibt, die Ton oder Ton^Kohleteilchen enthältο Die gefalteten Filter lassen sich vsraenden, da der früher auftretende Nachteil t dak die Filter"=1 Zwischenräume vorzeitig durch grobi Bodenteilchen ver« stopft wurden, durch die Verwandung des Vor-filters ausgeschaltet ist-. Die Tonteiicher Eind wäraiebehandelt» so daß sie ganz hart sind, und da cie filterharen Fest·= stoffe durch den Vorfilter und dan Htuptf iltex» ent« fernt sind, können die Tontsilohen gsnz grcb sein» so daß günstigere StrCniungswiderstände erreicht »«»rderio In machen Fällen kann es angebracht sein, lediglich die j Filterpatrone zu verwenden mit einem Heuptfilter und dem Absorber und aöglicherweis* mit edrer·. Nachfilter«
Die Erfindung ist in» folgenden anh*n«? schematischer Zeichnungen ar- einen Ausführungebeispiel ergänzend be schrieben <-
Figur 1 ict eine Seitenansicht einer Filtervor« richtung nach der Erfindung
Figur 2 ißt ein vertikale:·? L-AnpEf.cVnitt einer Fil·= ter-=Absc rtere inh e i t
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BAD ORIGINAk
Figur 3 Ist ein LL-r.gssehnxt«: eine« Teiles des oberen Endes des in:i.e2-3:1 Auelasorobres der1 Filter« Absorb ai'eir.aefli;
Figur »fc ist ein LängSFchnitt eines TeiJ.es der Verbindung zwischen Gern oberer* Auslassrohx' und dem unteren Auslas ε rohr-
Figur 5 ist ein Ta±ilcringsschnitt durch die Auslass« rohre ö.m Bcder- der Einheit
CD
0 '' B
Figur 6 ist ein Querschnitt durch die" Fi bereinhait längs dar' Linie 6«6 von Figur 2
Figur 7 ist ein Querschnitt längs der Linie l-=7 von Figur 2
Figur 8 ist ein mittlerer Vertikal schnitt durch den
Figur 9 ist ein horizontaler Schnitt durch den Vor· filtar längs d^:·:· Ls.rd..4 9-3 ναι Figur 8
Figur 10 ist <zij\& Sei te: ι·<!Π ?-f ih t: des Voon: liters von Figur 1 b'äi ent':'i!:.'ri en Ü3v:at5f;
Fi.gur 11 ist eine Seiteii^nrJc'ht ein·?ε ύ.·~> inneren Seirenwi.'iide dsj; Vor-i Ute·-.1· 5
Figur 22 ist enne .AncialU: ri-sr FiI t.r.'1-Ίΐ n'-alteplarte de f.; Vorfilters
Figur 13 ist «»iira 9rjfiuff -"-2ϊ»Λ d*.r Ii^^i^tISi^It]ι WäncU· der '/orfilti x» -jf t rone
Figur!»} ist ^ist^ Drau.f £. i ·.;? ^ ^uf ·:η«-ι (:. ve "ti\;- t ··: fill* fixe l:<i'lf:»:i;3*.' - !; . >»-;■.■' ! 1. ^ .3
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BAD ORIGINAL
Figur 15 1st -3in« -:e!:*?2isife Ln yohnitxierst«1 llung gezeigte Sei^iiansicht «Ines abgeänderten Filter·=-- tl-e η Lerr· t
Figur 16 ist ein Querschnitt längs der Linie 16^16 von Figur 15
Die in Figur 1 dargestellte Filtervorrichtung umfasst einen Vorfilter 2C und 3inen Filter^Absorber 21 , die in Serie in eine Flüssigkeitsleitung eingeschaltet sindo Die Oberseite des Vorfiltars 20. ist über ein Ventil mit einer Einlassleitung 22 verbunden, in die das zu behandelnde Fluid, etwa eine Flüssigkeit, eingeführt wird. Das untere Ende des Vorfilters .20 ist über eine Rohrleitung 23 mit eiern unten befindlichen Einlass des Filter«Absorbers 21 verbundenο Vom Boden desselben geht\die Auslassleitung 2k ab? aus der das gefilterte Fluid wieder 4xn System zurückgeführt wird. In dieser Abschlußleitung ist ein Ventil 2a eingeschalteto
Gewisse Strömungsmittel verschmutzen nach einer bestimmten Verwendungszeit, etwa durch Wasser, gewisse öle, wasser« lösliche Farbstoffe, Fettsäurens, kleine Feststoffteilchen, oder dergleichen.. Alle diese Stoffe lassen sich mit der Filtervorrichtung nach der Erfindung aussondern»
Es ist sehr wünschenswertj die größer-an Verunreinigungen zuerst aussufiVfcenij so daß sie die ^vichani.schc:n Filtereigenschaften d<3s Absorbers nicht ze*?-stöben bevor das Absorbiarmittel selbst ersetzt oder regeneriert werden muß „
Der Vorfilter .20 lsi: eiuf «ine Grundplatte 30 gesetzt,
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* · ft
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obwohl diese nicht Bestandteil des Vorfilters ist» Die Außenwand .31 des Vorfilters bildet eine einzige Seiten* und Bodenwand „ wob.ei die Oberkante nach außen um die obere öffnung flanschartig erweitert iste Das Einlaserohr 22" tritt nahe dem oberen Ende des Vorfilters 20 an einer Seite in diesen ein, und dia Auslaßrohrleitung 23 ist in der dargestellten Weise mit dem Boden verbunden» Auf dem Flansch sitzt ein abnehmbarer Deckel 33 , der mit dem Gehäuse verschraubt ist» so daß dieses dicht
Das Gehäuse des Vorfilters ist durch Winkel 3H an den Ecken und horizontale Umfangsbänder 35 versteift, welch letztere sich um die Mantelfläche erstreckeno
Im Bodehbereich des Vorfilters befindet sich ein Gitter
37 aus sich kreuzenden Stangen, und dieses Gitter sitzt lose in dem Vorfiltergehäuse, so daß ein leichter Durchgang durch den Boden desselben ermöglicht ist, Das Gitter
37 bildet einen Träger für den unteren einer Aniahl von übereinander liegenden FilterhUlsen, wobei Äwei Filter« hülsen 39 und 'HO dargestellt sindo
Diese Filterhülsen können identisch ausgebildet sein, so daß lediglich die untere im einzelnen beschrieben zu werden braucht· Die FilterhUlsen weiser, einen perforierten Boden
Hl auf, vertikale abgewinkelte Ecken H2 , die an der Oberseite des Bodes HX befestigt sind und mit ihren oberen Enden an einer oberen perforierten horizontalen Wand
»»3 befestigt sind, die identisch zu der Platte 11 sein kann. Die Winkelecken sind durch horizontale, angeschweißte Streifen Hb · und vertikale Streifen 16. verbunden, Diese bilden einen Rahmen, an den perforierte Seitenplatten HT angeschweißt sind« Diese Seitenplatten sind über ihre ganze Fläche mit einer großen Anzahl von kleinen Löchern versehen, die einen freien Durchgang von Flüssigkeit nach unten durch
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den Boden >il iis. die Auslassrohrleitung 23 ermöglichen^ Gemäß den Zeichnungen weisen dia horizontalen Wände Hl und «»3 kleine uffnunien und ma'iirere längliche öffnungen (hier drei) auf., Letztere dienen zum Aufnehmen von Fusselfiltertüten, wie weiter unten noch erläutert ist*
Die obere FilterhGlse 10 ist identisch sur unteren aus« gebildet t so daß gleiche Teile bei beiden rait den gleichen Bezugsziffern versehen sind, dis sielt nur durch eine Apostrophierung gegenüber den Bezugε%iffern bei der un^ teren Filterhülse 39 unterscheidenο Die obere hori« zontale Wand 43r erfordert keine kleinen öffnungenc Es ist günstig, sämtliche Wände identisch auszubilden» so daß ein ungehinderter Austausch von Bauteilen ermöglicht wird-
In die Filterhülsen werden eine Anzahl tiefer Filter™ tUten 51 eingesetzt» welche vorzugsweise sechsmal tiefer sind als in Querrichtung- Man erkenntf daß drei Filtertütenaufnehmer vorhanden sind Die Filter·« tüten .51 sind aus einem einfiidigen Polyestergewebe hergestellt und nach au&en Ober die obere Wand *»3f. der obersten Filterhülse ^O flanschartig erweitert.. Ober dieser flanschartigen Erweiterung befindet sich ein rechteckiges Teil 58. zum Fasth&lten der Filter« tütenο Auf diese Weise werden die Filtertüten oben an den Wänden 13f festgehalten, hänger jedoch in den oberen und unteren Bereichen des Filters durch bis in die Nähe des Bodens. Der gesamt« Filterraum ist die gesamte Wandflache sämtlicher Filtartüten Sl. unterhalb der Oberseite · 13* , Man erkennt., daß Fluid in den Einlass 22 gelangt und die Filtertüten 51 füllt. Es braucht natürlich lediglich miv eine Filtertüte vorgesehen *u sein» wobei es jedoch meistens günstiger ist, mehrere Filtertüten ^u. verwaridoai ■ Die FlUrsrujksit gelangt
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BAD ORIGINAL
durch die Wände derselben und sodann durch die perforierten Seitenplatte« Ml und (4?f , die die Strömung nicht störenj selbst wenn die Filtertüten in Berührung mit ihnen stehen= 'Das Filtrat gelangt hinter den Platten M-I" ,
Uöv: und Ml und den Seitenplatte« M-78 ^ und Ml ' nach unten an den Boden und sodann um das Gitter 37 in die Auslassx'ohrleitung 23 e F)Ie Filtertüten lassen sich naoh Entfernen des Deckels 33' und Abheban des recht" ackigen Teile© ,58' herausnehmen» reinigen und wieder« einsetzen oder durch neue Filterbeutel ersetzen9 worauf·= hin das rechteckige Teil 58: und der Deckel 33 wieder aufgesetzt werden0
Von der Auslassrohrleitung 23 gelangt die Flüssigkeit an den Boden des FilterabGQ3?foe:f?s 21. Q Dieser weist zwei übereinander liegende Filter^Absorberpatronen aufβ Er läßt sich verhältnismäßig klein ausbilden„ was für manche Verwendungszwecke sehr· günstig ist ο Der getrennt angeordnete Filterabsorber bildet keine Begrenzung der Größe des Vorfilters ρ welcher größer odei' kleiner sein kennt, je nach den anzutreffend an Bedingungen der zn filternden Flüssigkeit. %ißrMem ISM sich jede Einheit getrennt reinigen„ ohne χλ din andere einsugreifen,
Der Filter^Absorber 21 J^ist einen zylindrischen Ge~ häusemantel 70l auft an den «in Beden 7 2 angesetzt ist und ein abnehmbarer Decks 1 72 <>
Die Auslassrohrledtung 23 mündet in den Boden 71 , von dem ferner der Filtx-a taue lass 2 E abgeht« In der Mitte des Bodens .71 befiudet sich ein Fluidauslsss
2>l· ο Dieser umfasst ein^a RoUrKui.plungini.fpel 76 , der mit dem Boden verschweißt 1st;, und de?;· siech oben in das Gehäuse hineinragt ν.ηύ τ,ηβ ?fül:splittte 7? trägt ο Diese erstreckt sich Jivc-it üInji.1 iie gesamte Bodenflache des Gfeh&uscrtmntisln 70 r ππι,-ιτη IMSt einen Ringraum .78 am 1 jvi \ng >Γΐ^.χ
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Auf der Stützplatte 77 liegt aineFilsscheibe 80",. die im wesentlichen mit der Stütapläfte .77 abschließt und den Ringrauia 78' nicht behindert-. ,.Dxe Jfilz&eheibe (80) und die Stützplatte '77 umgeben einen aufragenden Fortpatz 81. des Fluidauslasses 2V » und dieser Fort·= satz ist in den Rohrkupplungsnippel 76 eingeschraubt (Figur 5). Der Fortsatz .81 . ist perforiert.
Auf der FilzsqheiJbe 80! liegt eine kombinierte Filter™ Absorberpatrone 85 , mit einem äußeren Papierfilter» welcher einen Ringraum umgibt, der ein granuiatförmiges absorbierendes Filtermaterial enthält <. Unter gewissen Bedingungen kann ein anderes Filtermaterial in diesem Ringraum untergebracht sein, etwa Filz- Gewöhnlich wird jedoch Papier verwendet.
Die Filter-Absorberpatrone 85. weist einen unteren. Ringflansch 86 und einen oberen Ringflansqh 87 auf, etwa aus einem Kunststoff, z, B„ Glasfaser«ver«? stärktem Epoxyharz, welches von den gefilterten Strömunge mitteln nicht angegriffen wird- Die inneren Flanschbereiche der beiden Ringflansche 86 und .87 > halten. einen inneren perforierten Zylinder 88 s während . zwischen den Flanschbereichen ein größerer konzentrischer Zylinder 90- angeordnet ist $ der ebenfall;>..perforiert ist« Die beiden Zylinder 88 und 90 bilden den , Ringraum 91 „ der das granulatförmige Absorberniaterial enthält.. Um den Zylinder 91 heru/a ist ein Kaupt~ filter angeordnet y gewöhnlich ein akkordeon artig -.,g-e^-"- falteter Papierfilter 92 ,der von: den äußeren. Flansch«-·., bereichen der Rirtgfla-neche 8fj und &7 gehalten, vrird ;. und auch an dem Zylinder 90 anlieft Die Filter« ; Absorberpatrone 85 mit dem tiaüptf:.lter und deßi,.:granulat^ förmigen Absorbermaterial in dem R-Ir graum ist als Ein« hext auf der Filzscheibe 80 montiert-. . < . ■
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ORlGfNAL
ίο
Bei dem dargestellten Ausfüteungsbaispiel Ist oberhalb. der ersten eine zweite ¥±l±ex-^S&&o?*hevpa.-Zvoxm, ..axige.ovdnßt.-. Es lassen sich auch noch mehl·· derartige Patronen .*^er^...-wendenv: Bei d,em beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die;"^Patrone etwa *fG era hoch» Es. lassen sich natürlich auch kleinere oder größere Patronen verwenden, je= nach dem vorgesehenen Verwendungszweck-,,. -. .-.- :;,:- ... ,>f
Ober* der Filter-^Absorberpatrone 85! befindet sich eine weitere-Filsscheihe 95'. s die sich bis . sum Umfang ..der. , Patrone erstreckt und einen. .Ringr-aum um diesen freiljäßt Diese Filterscheibe SS. hat eine zentrale .öffnung ,-.zum. Aufnehmen einer Reduziermuiffe 95 ■ C Figur.A)7 deren ;un;> teres Ende mit dem For-tsatz 81 verschraubt ist- und, .; deren oberes Ende ein perforisrtss Rohr,- .'97 . auf we ist. y., welches einen kleineren Dur-ishmasser» hat als der, Fart-v, satz 81- β Das perforierte Rohr 9? erstreckt -sioh-^b-is in die Reduzierniuffe und ist mittels eines Nippels '99 mit der Oberseite einas nicht durchbohrten Rohres .100 verbunden, welches sich bis an den Boden des Gehäuse« mantels 70 erstreckt und in den Fluidauslass .2T in der Nähe dee Bodens des Fortsatzes 81 mündet»
Ober der Filsseheiba 95 befindet sich eine weitere Filter~Absorberpatrone „ die identisch zu der· Patrone 85 ausgebildet sein kann. Die Bauteile der oberen Patrone sind mit denselben Besugssiffern versehen wie die der untaran Patrone öS. und unterscheiden sich lediglich durch, eine Apost^ophis^un-g- Ober der oberen Patrone 10'i. befindet sich eijie Filasoheibe 105 > r. eine Platte JOE liegt 2 wobei beide Teile
gestaltet sind und einen Ringraum zn der Iniienseite das GehäuseraantelG .70 freilassen, so daß eine Fluidströmung in dem Unifangsbereich stattfinden kann» Das perforierte Rohr 97 t welchoe als Äuslassrohr
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für die obere Patrone dientt trägt einen nach oben vor« stehenden Gewindestutzen 107 , der durch zentrale öff~ nungen in der Filascheibe 305 und der Platte 106.· hindurchreicht * Die Platte 106 ist mittels einer Mutter 108 gegen die Filzschsibe 105 gedrückt, so daß der obere Ringf lar.sch 87 * der oberen Patrone 101 die beiden Patronen fest an Ort und Stelle hält und diese zwischen der oberen Platte 106 und der Stützplatte 77 festspannt.
Die Ringräume 91 und SiB dar beider. Patronen sind mit einem besonderen, absorbierenden Filtermaterial gefüllt« Dieses besteht aus einem leichten, gebeizten Atapulgit«Magnesium«Aluminiun^3iliea±«TQii mit einem minimalen Eisengehalt, vorzugsweise air.« den südlichen Bereichen der Tonlagerst'Stten vcn Georgia «Florida, etwa aus dem Nordwesten von Florida- Eine typische Analyse eines derartigen Tones chna fluchtige Bestand«= teile ist:
SiO2 ε ε .8
Al2O3 11 ,8
MgO 12
-1
CaO 1 ,6
κ2ο i 1
TiO2 ,6
andere
Beistand -reile 2 ,0
Der Ton muß getrocknet sein, so daß er in Wasser oder einer sonstigen zu behandelnden FlüK-n^kait nicht zerfällt, und muß dahei· in iAnvn hüheira&i listiiis als sonst
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üblich getrocknet sein ο Für» manche Zwecke, etwa zum Behandeln trockener Reinigungsflüssigkeiten, ist es erforderlich» das Trocknen bei Temperaturen von etwa 600 «650^0 durchzuführen ο Bei einem Vorbehandlung ε ver·= fahren wird der Ton vor dem Trocknen extrudiert und dann in kleine Teilchen zerbrochen, gesiebt und etwas mehr als eine Stunde lang bei einer bestimmten Temperatur getrocknete Dadurch entsteht ein Produkt mit einem freien Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 2%,
Das erhaltene Material hat einen !pH^Wert von etwa 7,5 bis 8,5;einen kombinierten Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 8%t eine Dichte von 2,5» ein Porenvolumen von 0,38 bis 0,52 Milliliter pro Gramm und eine Packungsdichte von 0,58 bis 0,62 g/cm3 ,
Die Größe der Teilchen ist für die Zwecke der Erfindung von Bedeutungο Es hat sich herausgestellts daß eine Maschenweite von 6 bis 25 nach US^Standard und Vorzugs= weise eine Maschenweite von 8 bis 16 am günstigsten sind« Wenn das Material zu fein ist, fließt das Strömungsmittel nicht gut genug hindurch und es kann eine Verstopfung auftretenc Bei einem zu groben Material ist die Verweilzeit des behandelten Strömungsmittels zu klein und die Absorption zu geringe Wenn das Material nicht wärme·= behandelt ist bei einer hinreichend hohen Temperatur, zerfällt es in den zu behandelnden Flüssigkeiten,,
Die Tonteilchen werden mit Aktivkohleteilchen bei einer bevorzugten Ausführungsart gemischt.. Die Kohle kann Holzkohle mit einer Maschenweite von 12 bis 20 sein. Das Tonmaterial füllt die beiden RingrSuma 91 der Filter«Absorberpatronen 85 und 104 o Die akkordeon» artig gefalteten Papierfilter 92 bieten den größt·» möglichen Filterraum pro Längeneinheit un-l- ktin.aen etwa handelsübliche Papierfilter sein, wie sie i'ü·:' Schwimmbad—
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filter verwendet werden» Sie sollen so beschaffen sein, daß Teilchen größer als 1,5 Mikron ausgefiltert werden*
Die Filtervorrichtung nach der Erfindung umfasst also ein grobes Vorfilter sum Entfernen größerer Feststoffe, teilchen, etwa Fusseln und dergleichen wie sie bei Reinigungsflüssigkeiten auftreten können= Diese groben Feststoffteilchen werden vor Erreichen der Papierfilter ausgefiltertο Letztere entfernen die feineren Feststoff« teilcheno Der FiIter«Absorber entfernt in erster Linie nicht flüchtige Reststoffe, etwa lösliche Farbstoffe, wasserlösliche Farbstoffet- öle, Fettsäuren, wasserlösliche und lösungsmittellösliche Erdstoffe und dergleichen»
Die Figuren 15 und 16 zeigen eine abgeänderte Ausführungs~ form einer Filter«Absorberpatrone 115 , Diese eignet sich insbesondere als ölfilter für Verbrennungsmaschinen, um äußerst feine Teilchen aus dem behandelten öl vor dem Rückfließen an die Maschine auszufilter.no
Die FiIter^Absorberpatrone 115 läßt sich mit oder ohne Vorfilter 20 verwenden, je nach der Notwendigkeit, grobe« re Feststoffteilchen zu entfernen, welche sonst die Nutzungs* dauer des Hauptfilters bis unter die Nutzungsdauer des Absorbers verringern würden«
Der Filter~Absorber · 115 umfasst ein Gehäuse .116v zum Aufnehmen einer einsigen Patroneo Dabei ist kein'zen« trales Rohr erforderlich, weil das .geringere Flüssig·» keitsvolumen die Verwendung eines■ kleiner-an Durchmessers des inneren Zylinders der Patrone ermöglichte
Die Einlassleitung 118 ist daher an dsm Gafäuse .116 angebracht* Es kanr. wie in dam vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein -Vorfilter ir. der- Eingangs leitung
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118 liegenο Bei Verwendung des Filters als ölfilter für Verbrennungsmaschinen ist der Vorfilter nicht ei1^ *"" forderliche Die Auslassleitung 120 ist ebenfalls -·- · am Boden des Gehäuses 116 angebracht und in einen " Nippel . 121 eingeschraubt, welcher eine kreisförmige Platte .122 oberhalb des Bodesis des Gehäuses trägt P
Bei Verwendung als ölfilter für» Verbrennungsniaschinen ist ein Nebenflußweg vorgesehenf um eine Blockierung ~ des ölflusses zur Maschine zu verhindernu Dieser Nebenflußweg .ist durch das Rohr .12S!1 gebildet, welches ein druckabhängig arbeitendes, unter Federvorspannung stehendes Überdruckventil 126 enthält, welches öffnet, wenn der Druckabfall zwischen der Einlassleitung 118 und der Auslassleitung 120 sinen vorbsstimmten Wert überschreitetο Normalerweise gelangt nur ein Bruchteil" des Öls durch den Filter=
Die Filterpatrone 130 ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie die Patrone 85 , Sie ruht auf einer Filz~ scheibe 131 , die oben auf dar Platte 122 iiegts und weist einen unteren Flanschring .132 und eiren oberen Flanschring 133 auf, die dureh einen äisäeren perforier« ten Zylinder 13H und einen inneren perforierten Zylinder .135 zusammengehalten sind, welche zwischen sich einen Ringraum 136 begrenzen, in den der Absorberstoff in Foj?m von granulatförmigem Ton mit oder ohne Kohleanteü enthalten ist=
Die innere Öffnung des unteren Ringflausches 132 sitzt zentrisch über einem kurzen Fortsatz des Auslassrohres . 12Ö ο Die Patrone wird oben durch einen Deckel 137 heruntergedrückt, der mit dam Gehaust» 116 verschraubt ist» Ein Flüssigkeitsver-lust ist durch faste oder durchs lässige Dichtungsringe vei'hiiidert cdt;r verringert■*
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Der Hauptfilter ist vorzugsweise als wellenförmig gefalteter Papierfilter 138 ausgebildet * Insbesondere zum Filtern von öl für Verbrennungsmasehinen sind eine große Anzahl von Faltungen des Filterpapiers vorzuziehen, da die auszufilternden Feststoffe gewöhnlich fein sind und den Filter nicht schnell verstopfen=
Die Filterpatrone umfasst eine Einrichtung sum Ausfiltern äußerst feiner Teilchen, die den Filter-Absorber passiert haben, einschließlich irgendwelcher Ton~ oder Kohleteilchen in dem Ringraum 136 β Dieser Nachfilter umfasst eine Filzscheibe IHO , welche zweifach um den inneren Zylinder 135 im Innern des Ringraumes 136 gewickelt ist»
Wirkungsweise
Die Filtervorrichtung wird als Hauptstromfilter in die Umlaufleitung einer zu filternden Flüssigkeit eingeschal« tet. Bei der Filtervorrichtung nach den Figuren 1 bis l»jf, welche insbesondere zur Verwendung mit Flüssigkeiten gedacht ist, die größere auszufilternde Teilchen enthalten, die sonst den Hauptfilter schnell verstopfen würden, fließt die Flüssigkeit kontinuierlich durch die Einlassleitung 22. in den Filter und füllt die einzelnen Filtertüten 51 ο Diese weisen eine große vertikale Oberfläche im Vergleich zu ihrer horizontalen Oberfläche auf, so daß die Hauptfilterfläche vertikal verlaufto Die Filtertüten können aus einfädigem Polyestergarn hergestellt sein, welches eine Reinigung erleichtert, da dieses Material nicht die typischen Eigenschaften eines gewebten, gewöhn-* liehen Faserfilters aufweist, dar gewisse faserförmige Teilchen einfängt und festhält.
Wenn die Filtertüten 51 mit Flüssigkeit gefüllt sind, fließt die Flüssigkeit durch die Wand» aivo Filtertüten und durch Schwerkraft nach untent unterstützt durch eine
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eventuelle Umwälzpumpe a Bei einem normalen Operations« zyklus bilden die ausgefilterten Teilchen, insbeson~ dere fase,rföriaige Teilchen, eine Schicht über die gesamte Filteroberflächeο Da die Wände der Filtertüten im wesentlichen vertikal verlaufen, können sie lediglich eine bestimmte Dicke eines derartigen Filterkuchens aufnehmen, so daß weiter angeschwemmte Verunreinigungen auf den Boden der Filtertüte fallen« Dadurch entsteht eine Auskleidung der Wände dei" Filtertüten mit einer Verunreinigungsschicht in einer Dicke von etwa 1,5 bis W 3 mm ο
Durch diese Bauart ist also eine selbstreinigende Filteroberfläche geschaffen, welche Fremdstoffe abfängt und eine Filtrierung durch die Filtertüten selbst sowie durch den darauf befindliehen Filterkuchen bewirkte Es ist günstig, diesen Filter lediglich zn säubern, wenn es unbedingt erforderlich ists etwa wenn sich bereits zuviel Sinkstoffe am Boden der Filtertüten befinden, da der Filterkuchen eine bestimmte Zeit zu seinem Aufbau braucht, nachdem ev durch Reinigen entfernt worden istο
Ein weiterer Vorteil dieses Vorfilters besteht darin, daß er nicht erst nach einer sehr langen Betriebszeit wesent" lieh verstopfte Ein verstopfter Vorfiit&p iit einer normalen Filteranlage verringert den Strömungswiderstand erheblich» Daher hat man bisher von Vorfiltern Abstand genommen. Dies hat jedoch die Wirkung? -aß cie haupt-* sächlich für andere Zwecke verwendeten Papierfilter sehr schnell durch große eder faserförihigs Schmutzteilchen verstopfen, so daß also der Strffraung«w:!.derste.nd erheblich ansteigt« Dies trifft nicht zu be:«. Verwendung eines Vor·-- filters in Kombination mit eisern Pfi.p:;.?yfliter*
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Die Flüssigkeit füllt den Vorfilter 20 aus» fließt durch die FiltertUten 51 und füllt dann die Räume innerhalb des Filtergehäuseo und außerhalb der Filter·» tüten, fließt di.u?eh die inneren perforierten Seiten™ platten *il «iid nach unten in die Auslas srohplextung 23. „ ■
Die von groben Teilchen befreite Flüssigkeit strömt dann in den Boden des Filter«Absorbers 21., gelangt um die Außenkanten der Stützplatte 77 nach oben um die Pa-=
tronen 85' und 10^ außerhalb der Filzscheibe 105 f
und der Platte 106 , so daß sie den Innenraum des Filter~Absorbers '.21'· ganz ausfüllte
Die Flüssigkeit dringt dann von der Außenseite der beiden Papierfilter 92. und 92' durch diese hindurch, wobei Feststoffe oberhalb von 1,5 Mikron Größe ausgefiltert werden. Die Menge der durch dia Papierfilter euszufil-* ternden Stoffe ist wesentlich kleiner als ohne Verwendung eines Vorfilters ο Man hat bisher1 Papierfilter nur in begrenztem Umfang verwendet, da sie au schnell verstopften« Das Fortlassen der Papierfilter hat jedoch die Wirkung,
daß das zur Absorption vorgesehene Material hauptsäch« |
lieh eine Filterfunktion übernehmen mußn
Die Flüssigkeit gelangt durch dia-Papierfilter 92 und
92* " und durch die äußeren perforierten Zylinder 90 hindurch« In der Zeichnung sind die Perforationen über~ trieben groß dargestellt im Vergleich au den Filtermate" rialteilchen. In Wirklichkeit müssen sit» kleiner sein als diese. Die Flußrichtung, innerhalb des Filter*=\Absor~ bers 21 verläuft im wessntliehan seitlich durch die Ringräume 91 , so daß die Flüssigkeit durch das Bett des absorbierenden Filtermaterials
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Dieses tonartige Material entfernt Fettsäuren, wasser« lösliche .Schmutzstoffe, Farbstoffe und überschüssiges Wasserα Der Kohlenstoffanteil dieses Materials entfernt lösungsraittellösliche Sehmutzstoffe und Farbstoffe und deodoriert die Flüssigkeito Wasserlösliche Schmutzstoffe, die durch die beiden vorhergehenden Filterabschnitte hindurch gelangt sind, werden also von dem tonartigen Material absorbiert,» Wis bereits erwähnt» sind die Tonteilchen hart und verhältnismäßig groß, denn die eigentliche Filterwirkung ist bereits in den vorherge^ henden Filterbereichen durchgeführt, Die Tontreilchen zersetzen sich auch nicht in der Flüssigkeit, die auch einen Wasseranteil haben kanne Die verhältnismäßig großen Teilchen ermöglichen eine freie Strömung der Flüssigkeit und eine schnellere Umwälzung« Sie ver« stopfen weniger leicht als kleinere Teilchen und bilden trotzdem eine große Oberfläche und ein großes Porenvolumen, um gelöste und gewisse kolloidale Verunreinigungen zu entfernen o- ■
Für Reinigungszwecke hat der Vorfilter 20 etwa folgende Abmessungenο Jeder innere perforierte Zylinder hat etwa einen Durchmesser von 30 cm und eine Höhe von ebenfalls 30 cmD Die Filtertüten Sl sind etwas weniger als 60 cm tief und etwa 6,5 cm im Querschnitt dick, wie in Figur 9 dargestellt ist ν Diese Abmessungen sind jedoch nicht kritisch, es ist -jedoch günstig, wenn die vertikale Filter-
2 fläche für den bestimmten Verwendungszweck etwa 2,5 cm pro Liter ausmachte
Die typischen Abmessungen eines FiIterroAbsorbers 21 zur Verwendung mit dem Vorfilter 20 sind eine Höhe von cao ein Meter, eine Höhe- der Filter^AbBorberpätronen 85 von t6 cm bei einem Durchmesser von 35 «m, und ein Durchs raesser des Gehäuseraantels 70 von'etwa l· Γι c/n Der
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Zylinder 90 hat einen Durchmesser von 26 cm, und der Zylinder 88 von etwa 16 Cm1 Die Papierfilter 92 haben eine Länge von S114 ra und eine Höhe von 46 era, Sie heben 110 Faltungen mit einer Tiefe von etwa 3,8 cm8 wobei die Wände der Faltungen soviel Abstand voneinander.. ; haben, daß sie nicht von abgelagerten Schinutzstoffen zu~ gesetzt werden^ etwa von kohlenstoff ai'tigen Materialien., Kleinere Filtervorrichtungen können natürlich weniger Filtertüten aufweisen und wenigex* Filterpatronen, ins» besondere für umwandelbare Einheiten» wie weiter unten noch erläutert ist,
Der Grund, daß der Vorfilter 20 getrennt von dem Filter«· Absorber '21. angeordnet ist .besteht darin, daß die Filtertüten nach einer unterschiedlichen Zeitdauer verschmut™ zen als die Elemente des Filter~Absorbers 21 <> Wenn die ausgefilterten Stoffe beispielsweise fusselartig sind und einen Anteil an groben Schirmtzstoffen aufweisen, wird der Vorfilter 20 verhältnismäßig schnell verbrauchtc In diesem Fall sammelt sich soviel Filterschlamm am Boden der Filtertüten an, daß diese herausgenommen und entweder durch neue ersetzt oder gereinigt werden müssen-Normalerweise brauchen die Filtertüten jedoch nicht so häufig erneuert zu werden wie die Patronen 85 - bzwo 104 „ I
Durch die Verwendung eines Vorfilters kann der Papier« filter und der Tonfilter des Filter^Absorbers 21 so bemessen sein, daß bei normalem Gebrauch beide die gleiche Standzeit aufweisen» Bei einer typischen Filtervorrichtung weist der Ringraum 91 etwa vier Kilogramm Tonteilchen sowie vier Kilogramm Kohleteilchen pro Patrone auf, und dieses Filtermaterial verbraucht sich in derselben Zeit wie der Papierfilter von 8,4 m Länge und 46 cm Höher
Da der gesamte Gehäusemantel 70 des Filter«Absorbers 21 normalerweise mit Flüssigkeit gefüllt ist, herrscht
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in der unteren Patrone ein größerer hydrostatischer Druck als in der oberenο Ohne irgendeinen Ausgleich würde daher durch die untere Patrone eine stärkere Strömung fließen als durch die obere„ Um dies zu vermeiden, hat der Fortsatz 81 weniger oder kleinere öffnungen als das perforierte Rohr .97" » das in der Achse der oberen Patrone sitzt0 Der Gegendruck gegen die Strömung durch die untere Patrone ist also größer als der durch die obere Patroneo Die Dimensionierung läßt sich so einrichtenj daß durch beide Patronen gleich große Strömungen erfolgen=. Bei Verwendung von drei oder noch mehr Patronen läßt sich durch Anpassung der Anzahl oder der Größe der Perforationen bei den ein« zelnen, übereinanderliegenden Patronen ein Ausgleich schaffen»
Eine besonders günstige Eigenschaft der Filtervorrichtung nach der Erfindung ist eine sogenannte "Atmungswirkung" der Tonteilchenο Normalerweise enthalten manche gefil··» terte Flüssigkeiten, z* B„ Perchlorathylen, eine geringe Menge Wasser und Waschmittel., Bei einer relativen Feuchtigkeit von 75 % sind in loo Kilogramm Lösungsmittel beispielsweise 0,03 Kilogramm Wasser enthalten« Beim Ansteigen der relativen Feuchtigkeit der umgebenden Atmos·· phäre kann der Feuchtigkeitsgehalt jedoch den Betrag über« schreiten, der durch das Waschmittel emulgiert werden kann, so daß eine Menge in der Flüssigkeit suspendiert bleibt und den Filter passierto Bei Wiederverwendung der Flüssig™ keit kann der Wassergehalt sich auf ein schädliches Niveau aufschaukelnο
Bei der Filtervorrichtung nach der Erfindung wird die überschüssige Feuchtigkeit zusammen mit der Reinigungsflüssigkeit durch den Tonfilter«Absorber geleitet*
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Der Ton hat dis Eigenschaft, die Feuchtigkeit bis zu einem Gleichgewichtszustand zu absorbieren und also die Wassermenge in der Flüssigkeit auf einen normalen Wert zu reduzierenη Wenn nun die Feuchtigkeit wegen eines geringeren Wasseranteil abnimmt, obwohl die Menge des Waschmittels gleichbleibt» gibt der Ton wieder Wasser ab, so daß der normale Wassergehalt in der Flüssigkeit wiederhergestellt wird.
Dies rührt offenbar her von einer bevorzugten Benetzung* wobei ein Gleichgewichtszustand zu existieren scheint für die Absorption von Wasser an Ton in Bezug auf die Absorption von Wasser durch Perchlorathylen in Mischung mit einem Waschmittel.
Die in den Figuren 15 und 16 dargestellte Filtervorrichtung hat folgende Wirkungsweise β Das zu filternde Dieselmo" torenöl strömt in die Einlassleitung 118. o Es kann vorgefiltert werden, obgleich dies normalerweise für diesen Zweck nicht erforderlich ist, da die auszufilternden Teil« chen klein sind und nicht so dicht wie bei anderen Flüssig« keiteno
Es ist ein üblicher Nebenschluß vorgesehen mit einem Rohr 125 , in den ein unter Federvorspannung stehendes Oberdruckventil 126 eingeschaltet ist» Das Motoren« Ul kann also zwei Wege zwischen der Einlassleitung 118 und der Auslassleitung 12G nehmen, nämlich über die Nebenschlußleitung 125 und über den Filter- Im Betrieb wird das Motorenöl von der ölpumpe in den Filter« Absorber 115 gedrückt, füllt diesen an und wird durch den Papierfilter oder einen anderen Primärfilter 138 , den äußeren perforierten Zylinder 134·, das Absorbier« material 136 . den Nachfilter IW a us Filz und den
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perforierten inneren Zylinder 135 in die Auslassleitung 120; gedrückte
Gewöhnlich ist der Gegendruck in dem Filter so hoch, daß das Oberdruckventil 126 v in der Nebenschlußleitung geöffnet wird, so daß der Hauptanteil der Flüssigkeit durch die Nebenschlußleitung fließt, Ein Teil des Öles gelangt jedoch durch den Filter, und dies reicht aus, um das öl sauber zu haltenο
Wenn das öl durch den Primärfilter 138 gelangt, der vozugsweise ein feinporiger Papierfilter ist mit vielen Faltungen, der in der Patrone untergebracht ist, werden die festen Schmutzstoffe entfernt» Das öl gelangt dann durch den das Absorbiermittel enthaltenden Ringraum .136,, in dem Wasser, Säuren und andere Verunreinigungen durch die Tonteilchen oder die Ton^Kohlemischung entfernt werdenο
Das öl kann zwar hierbei einige äußerst feine Teilchen aus den Ton^Kohlenstoffgranalien aufnehmen, jedoch werden diese in dem Nachfilter .140' festgehalten, der vorzugsweise aus einer Filzplatte besteht, welche zweimal um den inneren perforierten Zylinder 135 gewickelt ist« Das gereinigte öl gelangt durch die Auslassleitung 120 zur Haschine zur tick,
Es wurde gefunden, daß das Motorenöl für Verbrenmmgs* motoren mit einer Filtervorrichtung gemäß den Figuren
15 und 16 gefiltert werden kann, wobei der Filter, mehrere zehntausend Meilen in Betrieb bleiben kann ο In geeigneten Zeitumständen wird die Patrone 130 durch eine neue Patrone ersetzt,
Die typische Größe eines Filters nach den Figuren 15 und
16 für Kraftfahrzeuge ist ein Behälter von 10 χ 15 cm,
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wobei der innere perforierte Zylinder 135 einen Durchmesser von lt3 cm aufweist und die Filzplatte 1,6 ram dick ist* Der Ringraum 136 enthält Ton oder eine Ton-Kohlenstoff mischungο
Ein typischer Motorölfilter für einen Dieselmotor ist 20 χ 36 cm groß, wobei der innere perforierte Zylinder einen Durchmesser von etwa 2,7 cm aufweist und die Filzplatte 1,6 mm dick und zweifach darumgewunden ist und vozugsweise in einer zylindrischen Gestalt fixiert ist» Der Ringraum enthält drei Kilogramm Ton oder Ton«Kohle« | mischung.
In beiden Fällen wirkt der Papierfilter als Hauptfilter und entfernt die aus dem Motor kommenden Schmutzteilchenο Dadurch lassen s'ich größere und härtere Tonteilchen verwenden, die viel weniger zusammenbacken und einen gerin» geren Strömungswiderstand erzeugen»
Die Filtervorrichtung nach der Erfindung läßt sich auch für andere Strömungsmittel verwenden, etwa für Bohr« flüssigkeiten oder dergleichenο In einem derartigen Anwendungsfall ist die Verwendung eines Vorfilters angeraten« "
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Filtervorrichtung zum Filtern von Strömungsmitteln, mit einem Filtergehäuse, zwischen dessen Einlass und Auslass eine Filtereinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung in Strömungen richtung einen Schmutzfilter (92) aufweist zum Aus~ filtern fester Schmutzteilehen sowie einen Absorbier« filter zum Binden anderer Verunreinigungen
    Filtervorrichtung nach Anspruch lt dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutzfilter als Papierfilter (92) ausgebildet ist
    Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge« kennzeichnet^ daß der Absorbierfilter granulatförmige Tonteilchen enthält, die einen Haschenweite von 6 bis 20 aufweisen und bei etwa 600 bis 650° C gebrannt sind
    Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonteilchen aus einem Atapulgitton hergestellt sindc
    Filtervorrichtung nach Anspruch 1 bis H, dadurch gekenn"= zeichnet, daß der Absorbierfilter außer Tonteilchen Koh« leteilchen enthält
    Filtervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Absorbierfilter ein Nachfilter angeordnet ist zum Entfernen sehr feiner Teil-» chen einschließlich aus dem Absorbierfilter gelöster Teilchen
    Filtervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachfilter aus Filz besteht
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    Filtervorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutzfilter und der Absorbierfilter in einer FilterraAbsorberpatrone (85) untergebracht sind, die in ein Filtergehäuse (70), (71), (72) einsetzbar ist
    9ο Filtervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn« zeichnet, daß die JFilter-Absorberpatrone (85) einen inneren perforierten Zylinder (88) und einen äußeren perforierten Zylinder (90) umfasst, an deren Stirn« Seiten ein unterer Ringflansch (86) bzw* ein oberer Ringflansch (87) befestigt sind, wobei der zwischen den perforierten Zylindern gebildete Ringraum (91) mit dem Absorbiermaterial gefüllt ist und um den äußeren perforierten Zylinder (90) ein gefalteter Papierfilter (92) gelegt ist
    1Oo Filtervorrichtung nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachfilter eine Filzplatte bildet, die um den inneren perforierten Zylinder (88) gewickelt ist
    lic Filtervorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Vorschaltung eines Vorfilters (20) zum Ausfiltern von Fasern und dergleichen
    12a Filtervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfilter (20) mindestens eine Filtertüte (51) enthält, die an ihrer oben offenen Seite eingespannt ist
    13, Filtervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn"· zeichnet, daß die Filtertüte von perforierten Seitenplatten Ct7) umgeben ist
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    Filtervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet j daß die filtertüten resgenzglasfönaxg ausgebildet sind und mindestens doppelt so lang wie dick sind
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