DE2118777C3 - Filter zum Reinigen von verschmutzten Strömungsmitteln - Google Patents
Filter zum Reinigen von verschmutzten StrömungsmittelnInfo
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Description
Fluid wieder in ein System zurückgeführt wird. In dieser
Abschlußleitung ist ein Ventil 25 eingeschaltet.
Der Vorfilter 20 ist auf eine Grundplatte 30 gesetzt, obwohl diese nicht Bestandteil des Vcrfilters ist. Die
Außenwand 31 des Vorfilters bildet eine einzige Seiten- und Bodenwand, wobei die Oberkante nach außen
um die obere Öffnung flanschartig erweitert ist.
Das Einlaßrohr 22 tritt nahe dem oberen Ende des Vorfilters 20 an einer Seite in diesen ein, und die 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 ist.
Das Gehäuse des Vorfilters ist durch Winkel 34 an den Ecken und horizontale Umfangsbänder 35
versteift, welch letztere sich um die Mantelfläche erstrecken.
Im Bodenbereich 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 Anzahl von übereinanderliegenden
Filterhülsen, wobei zwei Filterhülsen 39 und 40 dargestellt sind.
Diese Filterhülsen können identisch ausgebildet sein, so daß lediglich die untere im einzelnen beschrieben
zu werden braucht. Die Filterhülsen weisen einen perforierten Boden 41 auf, vertikale abgewinkelte
Ecken 42, die an der Oberseite des Bodens 41 befestigt sind und mit ihren oberen Enden an einer oberen
perforierten horizontalen Wand 43 befestigt sind, die identisch zu der Platte 41 sein kann. Die Winkelecken
sind durch horizontale, angeschweißte Streifen 45 und vertikale Streifen 46 verbunden. Diese bilden einen
Rahmen, an den perforierte Seitenplatten 47 angeschweißt sind. Diese Seitenplatten sind über ihre
ganze Fläche mit einer großen Anzahl von kleinen Löchern versehen, die einen freien Durchgang von
Füssigkeit nach unten durch den Boden 41 in die Auslaßrohrleitung 23 ermöglichen. Gemäß den Zeichnungen
weisen die horizontalen Wände 41 und 43 kleine Öffnungen und mehrere längliche Öffnungen
(hier drei) auf. Letztere dienen zum Aufnehmen von Fusselfiltertüten, wie weiter unten noch erläutert ist.
Die obere Filterhülse 40 ist identisch zur unteren ausgebildet, so daß gleiche Teile bei beiden mit den
gleichen Bezugsziffern versehen sind, die sich nur durch eine Apostrophierung gegenüber Jen Bezugsziffern bei der unteren Filterhülse 39 unterscheiden.
Die obere horizontale Wand 43' erfordert keine kleinen Öffnungen. Es ist günstig, sämtliche Wände identisch
auszubilden, so daß ein ungehinderter Austausch von Bauteilen ermöglicht wird.
In die Filterhülsen werden eine Anzahl tiefer FiI-tenüten
51 eingesetzt, welche vorzugsweise sechsmal tiefer sind als in Querrichtung. Man erkennt, daß drei
Filtertütenaufnehmer vorhanden sind. Die Filtertüten 51 sind aus einem einfädigen Polyestergewebe hergestellt
und nach außen über die obere Wand 43' der obersten Filterhülse 40 flanschartig erweitert. Über
dieser flanschartigen Ε.· viiiimng befindet sich ein
rechteckiges Teil 58 zum Festhalten der Filtertüten. Auf diese Weise werden die Filtertüten oben an den
Wänden 43' festgehalten, hängen jedoch in den oberen und unteren Bereichen des Filters durch bis in
die Nähe des Bodens. Der gesamte Filterraum ist die gesamte Wandfläche sämtlicher Filtertüten 51 unterhalb
der Oberseite 43'. Man erkennt, daß Fluid in den Einlaß 22 gelangt und die Filtertüten 51 füllt. Es
braucht natürlich lediglich nur eine Filtertüte vorgesehen zu sein, wobei es jedoch meistens günstiger ist,
mehrere Filtertüten zu verwenden. Die Flüssigkeit gelangt durch die Wände derselben und sodann durch
die perforierten Seitenplattaen 47 und 47', die die Strömung nicht stören, selbst wenn die Filtertüten in
Berührung mit ihnen stehen. Das Filtrat gelangt hinter
ίο den Platten 41', 43 und 41 und den Seitenplatten 47'
und 47 nach unten an den Boden und sodann um das Gitter 37 in die Auslaßrohrleitung 23. Die Filtertüten
lassen sich nach Entfernen des Deckels 33 und Abheben des rechteckigen Teiles 58 herausnehmen, reinigen
und wiedereinsetzen oder durch neue Filterbeutel ej setzen, woraufhin das rechteckige Teil 58 und der
Deckel 33 wieder aufgesetzt werden.
Von der Auslaßrohrleitung 23 gelangt die Flüssigkeit an den Boden des Filteradsorbers 21. Dieser weist
zwei übereinanderliegende Filter-Adsorberpatronen auf. Er läßt sich verhältnismäßig klein ausbilden, was
für manche Verwendungszwecke sehr günstig ist. Der getrennt angeordnete Filteradsorber bildet keine Begrenzung
der Größe des Vorfilters, welcher größer oder kleiner sein kann, je nach den anzutreffenden
Bedingungen der zu filternden Flüssigkeit. Außerdem läßt sich jede Einheit getrennt reinigen, ohne in die
andere einzugreifen.
Der Filter-Adsorber 21 weist einen zylindrischen Gehäusemantel 70 auf, an den ein Boden 71 angesetzt
ist und ein abnehmbarer Deckel 72.
Die Auslaßrohrleitung 23 mündet in den Boden 71, von dem ferner der Filtratauslaß 25 abgeht. In der
Mitte des Bodens 71 befindet sich ein Fluidauslaß 24.
Dieser umfaßt einen Rohrkupplungsnippel 76, der mit dem Boden verschweißt ist, und der nach oben in das
Gehäuse hineinragt und eine Stützplatte 77 trägt. Diese erstreckt sich nicht über die gesamte Bodenfläche
des Gehäusemantels 70, sondern läßt einen Ringraum 78 am Umfang frei.
Auf der Stützplatte 77 liegt eine Filzscheibe 80, die im wesentlichen mit der Stützplatte 77 abschließt und
den Ringraum 78 nicht behindert. Die Filzscheibe 80 und die Stützplatte 77 umgeben einen aufragenden
Fortsatz 81 des Fluidauslasses 24, und dieser Fortsatz ist in den Rohrkupplungsnippel 76 eingeschraubt
(Fig. 5). Der Fortsatz 81 ist perforiert.
Auf der Filzscheibe 80 liegt eine kombinierte FiI-ter-Adsorberpatrone
85, mit einem äußeren Papierfilter, welcher einen Ringraum umgibt, der ein granulatförmiges
adsorbierendes Filtermaterial enthält. Unter gewissen Bedingungen kann ein anderes Filtermaterial
in diesem Ringraum untergebracht sein, etwa Filz. Gewöhnlich wird jedoch Papier verwendet.
Die Filter-Adsorberpatrone 85 weist einen unteren Ringflansch 86 und einen oberen Ringflansch 87 auf,
etwas aus einem Kunststoff, z. B. Glasfaser-verstärktem Epoxyharz, welches von den gefilterten Strömungsmitteln
nicht angegriffen wird. Die inneren Flanschbereiche der beiden Ringflansche 86 und 87
halten einen inneren perforierten Zylinder 88, während zwischen den Flanschbereichen ein größerer
konzentrischer Zyliner 90 angeordnet ist, der ebenfalls perforiert ist. Die beiden Zylinder 88 und 90 bilden
den Ringraum 91, der das granulatförmige Adsorbermaterial enthält. Um den Zylinder 91 herum
ist ein Hauptfilter angeordnet, gewöhnlich ein akkordeonartig gefalteter Papierfilter 92, der von den äuße-
ren Flanschbereichen der Ringflansche 86 und 87 gehalten wird und auch an dem Zylinder 90 anliegt. Die
Filter-Adsorberpatrone 85 mit dem Hauptfilter und dem granulatförmigen Adsorbermaterial in dem
Ringraum ist als Einheit auf der Filzscheibe 80 montiert.
Bei dem das gestellten Ausführungsbeispiel ist oberhalb der ersten eine zweite Filter-Adsorberpatrone
angeordnet. Es lassen sich auch noch mehr derartige Patronen verwenden. Bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist die Patrone etwa 46 cm hoch. Es lassen sich natürlich auch kleinere oder größere
Patronen verwenden, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck.
Über der Filter-Adsorberpatrone 85 befindet sich eine weitere Filzscheibe 95, die sich bis zum Umfang
der Patronen erstreckt und einen Ringraum um diesen freiläßt. Diese Filterscheibe 95 hat eine zentrale öffnung
zum Aufnehmen einer Reduziermuffe 96 (Fig. 4), deren unteres Ende mit dem Fortsatz 81 verschraubt
ist und deren oberes Ende ein perforiertes Rohr 97 aufweist, welches einen kleineren Durchmesser
hat als der Fortsatz 81. Das perforierte Rohr 97 erstreckt sich bis in die Reduziermuffe und ist mittels
eines Nippels 99 mit der Oberseite eines nicht durchbohrten Rohres 100 verbunden, welches sich bis an
den Boden des Gehäusemantels 70 erstreckt und in den Fluidauslaß 24 in der Nähe des Bodens des Fortsatzes
81 mündet.
Über der Filzscheibe 95 befindet sich eine weitere Filter-Adsorberpatrone, die identisch zu der Patrone
85 ausgebildet sein kann. Die Bauteile der oberen Patrone sind mit denselben Bezugsziffern versehen wie
die der unteren Patrone 85 und unterscheiden sich lediglich durch eine Apostrophierung. Über der oberen
Patrone 104 befindet sich eine Filzscheibe 105, auf der eine Platte 106, liegt, wobei beide Teile kreisförmig
gestaltet sind und einen Ringraum zu der Innenseite des Gehäusemantels 70 freilassen, so daß
eine Fluidströmung in dem Umfangsbereich stattfinden kann. Das perforierte Rohr 97, welches als Auslaßrohr
für die obere Patrone dient, trägt einen nach oben vorstehenden Gewindestutzen 107, der durch
zentrale öffnungen in der Filzscheibe 105 und der Platte 106 hindurchreicht. Die Platte 106 ist mittels
einer Mutter 108 gegen die Filzscheibe 105 gedrückt, so daß der obere Ringflansch 87' der oberen Patrone
104 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 91' der beiden Patronen sind mit einem besonderen, adsorbierenden Filtermaterial
gefüllt. Dieses besteht aus einem leichten, gebeizten Atapulgit-Magnesium-Aluminium-Silicat-Ton
mit einem minimalen Eisengehalt, vorzugsweise aus den südlichen Bereichen der Tonlagerstätten von
Georgia/Florida, etwa aus dem Nord-Westen von Florida. Eine typische Analyse eines derartigen Tones
ohne flüchtige Bestandteile ist:
SiO2 66,8%
Al2O3 11,8%
MgO 12,0%
Fe2O3 4,1%
CaO 1,6%
K2O 1,1%
TiO2 0,6%
andere Bestandteile 2,0%
Der Ton muß getrocknet sein, so daß er in Wasser oder einer sonstigen zu behandelnden Flüssigkeit
nicht zerfällt, und muß daher in einem höheren Maße als sonst üblich getrocknet sein. Für manche Zwecke,
etwa zum Behandeln trockener Reinigungsflüssigkeiten, ist es erforderlich, das Trocknen bei Temperaturen
von etwa 600-650° C durchzuführen. Bei einem Vorbehandlungsverfahren wird der Ton vor dem
Trocknen extrudiert und dann in kleine Teilchen zerbrachen, gesiebt und etwas mehr als eine Stunde lang
bei einer bestimmten Temperatur getrocknet. 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 6bis 8%, 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/cm1.
Die Größe der Teilchen ist für die Zwecke der Erfindung von Bedeutung. Es hat sich herausgestellt, daß
eine Größe von 840-3400 Mikrometer am günstigsten ist. Wenn das Material zu fein ist, fließt das Strömungsmittel
nicht gut genug hindurch, und es kann eine Verstopfung auftreten. Bei einem zu groben Material
ist die Verweilzeit des behandelten Strömungsmittels zu klein und die Adsorption zu gering. Wenn
das Material nicht wärmebehandelt 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 Ringräume
91 der Filter-Adsorberpatronen 85 und 104. Die akkordeonartig gefalteten Papierfilter 92 bieten
den größtmöglichen Filterraum pro Längeneinheit und können etwa handelsübliche Papierfilter sein, wie
sie für Schwimmbadfilter verwendet werden. Sie sollen so beschaffen sein, daß Teilchen größer als 1,5 Mikrön
ausgefiltert werden.
Die Filtervorrichtung nach der Erfindung umfaßt also ein grobes Vorfilter zum Entfernen größerer
Feststoffteilchen, etwa Fusseln und dergleichen, wie sie bei Reinigungsflüssigkeiten auftreten können.
Diese groben Feststoffteilchen werden vor Erreichen der Papierfilter ausgefiltert. Letztere entfernen die
feineren Feststoffteilchen. Der Filter-Adsorber entfernt in erster Linie nicht flüchtige Reststoffe, etwa
lösliche Farbstoffe, wasserlösliche Farbstoffe, öle, Fettsäuren, wasserlösliche und lösungsmittellösliche
Erdstoffe und dergleichen.
Die Fig. 15 und 16 zeigen eine abgeänderte Ausiührungsform
einer Filter-Adsorberpatrone Ils. Diese eignet sich insbesondere als ölfilter für Verbrennungsmaschinen,
um äußerst feine Teilchen aus dem behandelten öl vor dem Rückfließen an die Maschine
auszufütern.
Die Filter-Adsorberpatrone 115 läßt sich mit oder
- ohne Vorfilter 20 verwenden, je nach der Notwendigkeit,
gröbere Feststoffteilchen zu entfernen, welche
sonst die Nutzungsdauer des Hauptfilters bis unter die Nutzungsdauer des Absorbers verringern würde.
Der Filter-Adsorber 115 umfaßt ein Gehäuse 116 zum Aufnehmen einer einzigen Patrone. Dabei ist
kein zentrales Rohr erforderlich, weil das geringere Flüssigkeitesvolumen die Verwendung eines kleineren
Durchmessers des inneren Zylinders der Patrone ermöglicht.
7 8
Die Einlaßleitung 118 ist daher an dem Gehäuse genschaften eines gewebten, gewöhnlichen Faserfil-116
angebracht. Es kann wie in dem vorhergehend ters aufweist, der gewisse faserförmige Teilchen einbeschriebenen
Ausführungsbeispiel ein Vorfilter in fängt und festhält.
der Eingangsleitung 118 liegen. Bei Verwendung des Wenn die Filtertüten 51 mit Flüssigkeit gefüllt sind,
Filters als ölfilter für Verbrennungsmaschinen ist der 5 fließt die Flüssigkeit durch die Wände der Filtertüten
Vorfilter nicht erforderlich. Die Auslaßleitung 120 ist und durch Schwerkraft nach unten, unterstützt durch
ebenfalls am Boden des Gehäuses 116 angebracht und eine eventuelle Umwälzpumpe. Bei einem normalen
in einen Nippel 121 eingeschraubt, welcher eine kreis- Operationszyklus bilden die ausgefilterten Teilchen,
förmige Platte 122 oberhalb des Bodens des Gehäuses insbesondere faserförmige Teilchen, eine Schicht über
trägt. ίο die gesamte Filteroberfläche. Da die Wände der FiI-
Bei Verwendung als ölfilter für Verbrennungsma- tertüten im wesentlichen vertikal verlaufen, können
schinen ist ein Nebenflußweg vorgesehen, um eine sie lediglich eine bestimmte Dicke eines derartigen
Blockierung des ölflusses zur Maschine zu verhin- Filterkuchens aufnehmen, so daß weiter angedern.
Dieser Nebenflußweg ist durch das Rohr 125 schwemmte Verunreinigungen auf den Boden der FiI-gebildet,
welches ein druckabhängig arbeitendes, un- 15 terlüte fallen. Dadurch entsteht eine Auskleidung der
ter Federvorspannung stehendes Überdruckventil 126 Wände der Filtertüten mit einer Verunreinigungsenthält,
welches öffnet, wenn der Druckabfall zwi- schicht in einer Dicke von etwa 1,5 bis 3 mm.
sehen der Einlaßleitung 118 und der Auslaßleitung Durch diese Bauart ist also eine selbstreinigende 120 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Nor- Filteroberfläche geschaffen, welche Fremdstoffe abmalerweise gelangt nur ein Bruchteil des Öls durch 20 fängt und eine Filtrierung durch die Filtertüten selbst den Filter. sowie durch den darauf befindlichen Filterkuchen be-
sehen der Einlaßleitung 118 und der Auslaßleitung Durch diese Bauart ist also eine selbstreinigende 120 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Nor- Filteroberfläche geschaffen, welche Fremdstoffe abmalerweise gelangt nur ein Bruchteil des Öls durch 20 fängt und eine Filtrierung durch die Filtertüten selbst den Filter. sowie durch den darauf befindlichen Filterkuchen be-
Die Filterpatrone 130 ist grundsätzlich ähnlich auf- wirkt. Es ist günstig, diesen Filter lediglich zu säubern,
gebaut wie die Patrone 85. Sie ruht auf einer Filz- wenn es unbedingt erforderlich ist, etwa wenn sich
scheibe 131, die oben auf der Platte 122 liegt, und bereits zuviel Sinkstoffe am Boden der Filtertüten beweist
einen unteren Flanschring 132 und einen oberen 25 finden, da der Filterkuchen eine bestimmte Zeit zu
Flanschring 133 auf, die durch einen äußeren perfo- seinem Aufbau braucht, nachdem er durch Reinigen
rierten Zylinder 134 und einen inneren perforierten entfernt worden ist.
Zylinder 135 zusammengehalten sind, weiche zwi- Ein weiterer Vorteil dieses Vorfilters besteht darin,
sehen sich einen Ringraum 136 begrenzen, in den der daß er nicht erst nach einer sehr langen Betriebszeit
Adsorberstoff in Form von granulatförmigem Ton mit 30 wesentlich verstopft. Ein verstopfter Vorfilter in einer
oder ohne Kohleanteil enthalten ist. normalen Filteranlage verringert den Strömungswi-
Die innere öffnung des unteren Ringflansches 132 derstand erheblich. Daher hat man bisher von Vorfilsitzt
zentrisch über einem kurzen Fortsatz des Auslaß- tern Abstand genommen. Dies hat jedoch die Wirrohres
120. Die Patrone wird oben durch einen Deckel kung, daß die hauptsächlich für andere Zwecke
137 heruntergedrückt, der mit dem Gehäuse 116 ver- 35 verwendeten Papierfilter sehr schnell durch große
schraubt ist. Ein Flüssigkeitsverlust ist durch feste oder faserförmige Schmutzteilchen verstopfen, so daß
oder durchlässige Dichtungsringe verhindert oder also der Strömungswiderstand erheblich ansteigt. Dies
verringert. trifft nicht zu bei Verwendung eines Vorfilters in
Der Hauptfilter ist vorzugsweise als wellenförmig Kombination mit einem Papierfilter,
gefalteter Papierfilter 138 ausgebildet. Insbesondere 40 Die Flüssigkeit füllt den Vorfilter 20 aus, fließt
zum Filtern von öl für Verbrennungsmaschinen sind durch die Filtertüten 51 und füllt dann die Räume
eine große Anzahl von Faltungen des Filterpapiers innerhalb des Filtergehäuses und außerhalb der FiI-
vorzuziehen, da die auszufilternden Feststoffe ge- tertüten, fließt durch die inneren perforierten Seiten-
wöhnlich fein sind und den Filter nicht schnell ver- platten 47 und nach unten in die Auslaßrohrleitung
stopfen. 45 23.
Die Filterpatrone umfaßt eine Einrichtung zum Die von groben Teilchen befreite Flüssigkeit strömt
Ausfiltern äußerst feiner Teilchen, die den Filter-Ad- dann in den Boden des Filter-Adsorbers 21, gelangt
sorber pasiert haben, einschließlich irgendwelcher um die Außenkanten der Stützplatte 77 nach oben
Ton- oder Kohleteilchen in dem Ringraum 136. Die- um die Patronen 85 und 104 außerhalb der Filzscheibe
ser Nachfilter umfaßt eine Filzscheibe 140, welche 50 105 und der Paltte 106, so daß sie den Innenraum
zweifach um den inneren Zylinder 135 im Innern des des Filter-Adsorbers 21 ganz ausfüllt.
Ririgraüines 136 gewickelt ist. Die Flüssigkeit dringt dann vor. der Außenseite der
Die Wirkungsweise des Filters wird wie folgt be- beiden Papierfilter 92 und 92' durch diese hindurch,
schrieben: wobei Feststoffe oberhalb von 1,5 Mikron Größe aus-
Die Filtervorrichtung wird als Hauptstromfilter in 55 gefiltert werden. Die Menge der durch die Papierfilter
die Umlaufleitung einer zu filternden Flüssigkeit ein- auszufilternden Stoffe ist wesentlich kleiner als ohne
geschaltet. Bei der Filtervorrichtung nach den Fig. 1 Verwendung eines Vorfilters. Das Fortlassen der Pabis
14, welche insbesondere zur Verwendung mit pierfilterhat jedoch die Wirkung, daß das zur Adsorp-Flüssigkeiten
gedacht ist, die größere auszufilternde tion vorgesehene Material hauptsächlich eine Filter-Teilchen
enthalten, die sonst den Hauptfilter schnell 60 funktion übernehmen muß.
verstopfen wurden, fließt die Flüssigkeit kontinuier- Die Flüssigkeit gelangt durch die Papierfilter 92
lieh durch die Einlaßleitung 22 in den Filter und füllt und 92' und durch die äußeren perforierten Zylinder
die einzelnen Filtertüten 51. Diese weisen eine große 90 hindurch. In der Zeichnung sind die Perforationen
vertikale Oberfläche im Vergleich zu ihrer horizonta- übertrieben groß dargestellt im Vergleich zu den FiI-len
Oberfläche auf, so daß die Hauptfilterfläche verti- 65 termaterialteilchen. In Wirklichkeit müssen sie kleiner
kai verläuft. Die Filtertüten können aus einfädigem sein als diese. Die Flußrichtung innerhalb des Filter-Polyestergarn
hergestellt sein, welches eine Reinigung Adsorbers 21 verläuft im wesentlichen seitlich durch
erleichtert, da dieses Material nicht die typischen Ei- die Ringräume 91, so daß die Flüssigkeit durch das
Bett des adsorbierenden Filtermaterials gelangt.
Dieses tonartige Material entfernt Fettsäuren, wasserlösliche Schmutzstoffe, Farbstoffe und überschüssiges
Wasser. Der Kohlenstoffanteil dieses Materials entfernt lösungsmittellösliche Schmutzstoffe und
Farbstoffe und deodoriert die Flüssigkeit. Wasserlösliche Schmutzstoffe, die durch die beiden vorhergehenden
Filterabschnitte hindurch gelangt sind, werden also von dem tonartigen Material absorbiert. Wie bereits
erwähnt, sind die Tonteilchen hart und verhältnismäßig groß, denn die eigentliche Filterwirkung ist
bereits in den vorhergehenden Filterbereichen durchgeführt. Die Tonteilchen zersetzen sich auch nicht in
der Flüssigkeit, die auch einen Wasseranteil haben kann. Die verhältnismäßig großen Teilchen ermöglichen
eine freie Strömung der Flüssigkeit und eine schneilere Umwälzung. Sie verstopfen weniger leicht
als kleinere Teilchen und bilden trotzdem eine große Oberfläche und ein großes Porenvolumen, um gelöste
und gewisse kolloidale Verunreinigungen zu entfernen.
Für Reinigungszwecke hat der Vorfilter 20 etwa folgende Abmessungen. Jeder innere perforierte Zylinder
hat etwa einen Durchmesser von 30 cm und eine Höhe von ebenfalls 30 cm. Die Filtertüten 51
sind etwas weniger als 60 cm tief und etwa 6,5 cm im Querschnitt dick, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Diese
Abmessungen sind jedoch nicht kritisch, es ist jedoch günstig, wenn die vertikale Filterfläche für den bestimmten
Verwendungszweck etwa 2,5 cm2 pro Liter ausmacht.
Die typischen Abmessungen eines Filter-Adsorbers 21 zur Verwendung mit dem Vorfilter 20 sind in Höhe
von ca. ein Meter, eine Höhe der Filter-Adsorberpatronen 85 von 46 cm bei einem Durchmesser von
35 cm, und ein Durchmesser des Gehäusemantels 70 von etwa 52 cm. Der Zylinder 90 hat einen Durchmesser
von 26 cm, und der Zylinder 88 von etwa 16 cm. Die Papierfilter 92 haben eine Länge von
8,4 m und eine Höhe von 46 cm. Sie haben 110 Faltungen mit einer Tiefe von etwa 3.S cm, wobei die
Wände der Faltungen soviel Abstand voneinander haben, daß sie nicht von abgelagerten Schmutzstoffen
zugesetzt werden, etwa von kohlenstoffartigen Materialien. Kleinere Filtervorrichtungen können natürlich
weniger Filtertüten aufweisen und weniger Filterpatronen, insbesondere für umwandelbare Einheiten,
wie weiter unten noch erläutert ist.
Der Grund, daß der Vorfilter 20 getrennt von dem Filter-Adsorber 21 angeordnet ist, besteht darin, daß
die Filtertüten nach einer unterschiedlicheren Zeitdauer verschmutzen als die Elemente des Filter-Adsorbers
21 Wenn die ausgefüterten Stoffe beispielsweise
fusselartij» sind und einen Anteil an groben Schmutzstoffen aufweisen, wird der Vorfilter 20 verhältnismäßig
schnell verbraucht. 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 bzw.
104.
Durch die Verwendung eines Vorfilters kann der Papierfilter und der Ton'ilter des Filter-Adsorbers 21
so bemessen sein, daß bei normalem Gebrauch beide die gleiche Standzeit aufweisen. Bei einer typischen
Filtervorrichtungweist 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 Höhe.
Da der gesamte Gehäusemantel 70 des Filter-Adsorbers
21 normalerweise mit Flüssigkeit gefüllt ist, herrscht in der unteren Patrone ein größerer hydrostatischer
Druck als in der oberen. Ohne irgendeinen Ausgleich würde daher durch die untere Patrone eine
stärkere Strömung fließen als durch die obere. Um
ίο dies zu vermeiden, hat der Fortsatz 81 weniger oder
kleinere öffnungen als das perforierte Rohr 97, das in der Achse der oberen Patrone sitzt. Der Gegendruck
gegen die Strömung durch die untere Patrone ist also größer als der durch die obere Patrone. Die
Dimensionierung läßt sich so einrichten, daß durch beide Patronen gleich große Strömungen erfolgen. Bei
Verwendung von drei oder noch mehr Patronen laßt
sich durch Anpassung der Anzahl oder der Größe der Perforationen bei den einzelnen, übereinanderliegenden
Patronen ein Ausgleich schaffen.
Eine besonders günstige Eigenschaft der Filtervorrichtung nach der Erfindung ist eine sogenannte »Atmungswirkung«
der Tonteilchen. Normalerweise enthalten manche gefilterten Flüssigkeiten, z. B. Perchloräthylen,
eine geringe Menge Wasser und Waschmittel. Bei einer relativen Feuchtigkeit von 75% sind in 100 Kilogramm Lösungsmittel beispielsweise
0,03 Kilogramm Wasser enthalten. Beim Ansteigen der relativen Feuchtigkeit der umgebenden
Atmosphäre kann der Feuchtigkeitsgehalt jedoch den Betrag überschreiten, der durch das Waschmittel
emulgiert werden kann, so daß eine Menge in der Flüssigkeit suspendiert bleibt und den Filter passiert.
Bei Wiederverwendung der Flüssigkeit kann der Wassergehalt sich auf ein schädliches Niveau aufschaukeln.
Bei der Filtervorrichtung nach der Erfindung wird die überschüssige Feuchtigkeit zusammen mit der
Reinigungsflüssigkeit durch den Tonfilter-Adsorber geleitet.
Der Ton hat die Eigenschaft, die Feuchtigkeit bis zu einem Gleichgewichtszustand zu adsorbieren und
also die Wassennenge in der Flüssigkeit auf einen normalen Wert zu reduzieren. Wenn nun die Feuchtigkeit
wegen eines geringeren Wasseranteils 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 Be-
5n netzung, wobei ein Gleichgewichtszustand zu existieren
scheint für die Adsorption von WasseT an Ton in bezug auf die Adsorption von Wasser durch Perchloräthylen
in Mischung mit einem Waschmittel. Die in den Fig. 15 und 16 dargestellte Filtervorrichtung
hat folgende Wirkungsweise. Das zu filternde Dieselmotorenöl strömt in die Einlaßleitung 118. Es
kann vorgefiltert werden, obgleich dies normalerweise für diesen Zweck nicht erforderlich ist, da die auszufilternden
Teilchen klein sind und nicht so dicht wie bei anderen Flüssigkeiten.
Es ist ein üblicher Nebenschluß vorgesehen mit einem Rohr 125, in den ein unter Federvorspannung
stehendes Überdruckventil 126 eingeschaltet ist. Das Motorenöl kann also zwei Wege zwischen der Einlaßleitung
118 und der Auslaßleitung 120 nehmen, nämlich über die Nebenschlußleitung 125 und über den
Filter. Im Betrieb wird das Motorenöl von der Ölpumpe in den Filter-Adsorber 115 gedrückt, füllt die-
21 18 111
sen an und wird durch den Papierfilter oder einen anderen Primärfilter 138, den äußeren perforierten Zylinder
134, das Adsorbermaterial 136, den Nachfilter 140 aus Filz und den perforierten inneren Zylinder
135 in die Auslaßleitung 120 gedruckt.
Gewöhnlich ist der Gegendruck in dem Filter so hoch, daß das Überdruckventil 126 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 halten.
Wenn das öl durch den Primärfilter 138 gelangt, der vorzugsweise 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 Adsorbermittel enthaltenden Ringraum 136, in dem Wasser, Säuren und
andere Verunreinigungen durch die Tonteilchen oder die Ton-Kohlemischung entfernt werden.
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 Maschine zurück.
Es wurde gefunden, daß das Motorenöl .für Verbrennungsmotoren
mit einer Filtervorrichtung gemäß den Fig. 15 und 16 gefiltert werden kann, wobei der
Filter mehrere zehntausend Meilen in Betrieb bleiben kann. In geeigneten Zeitumständen wird die Patrone
130 durch eine neue Patrone ersetzt.
Die typische Größe eines Filters nach den Fig. 15 und 16 für Kraftfahrzeuge ist ein Behälter von 10 X 15 cm, wobei der innere perforierte Zylinder 135 einen Durchmesser von 1,3 cm aufweist und die Filzplatte 1,6 mm dick ist. Der Ringraum 136 enthält
Die typische Größe eines Filters nach den Fig. 15 und 16 für Kraftfahrzeuge ist ein Behälter von 10 X 15 cm, wobei der innere perforierte Zylinder 135 einen Durchmesser von 1,3 cm aufweist und die Filzplatte 1,6 mm dick ist. Der Ringraum 136 enthält
ίο Ton oder eine Ton-Kohlenstoffmischung.
Ein typischer Motorölfilter für einen Dieselmotor ist 20 X 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 vorzugsweise in einer zylindrischen Gestalt fixiert ist. Der Ringraum enthält drei Kilogramm
Ton oder Ton-Kohlemischung.
In beiden Fällen wirkt der Papierfilter als Hauptfilter und entfernt die aus dem Motor kommenden
Schmutzteilchen. Dadurch lassen sich größere und härtere Tonteilchen verwenden, die viel weniger zusammenbacken
und einen geringeren Strömungswiderstand erzeugen.
Die Filtervorrichtung nach der Erfindung läßt sich auch für andere Strömungsmittel verwenden, etwa für
Bohrflüssigkeiten oder dergleichen. In einem derartigen Anwendungsfall ist die Verwendung eines Vorfilters
angeraten.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1 2
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Patentansprüche: Filter der eingangs genannten Art zu schaffen, der
langlebiger ist als die bekannten Filter, der ein breites
1. Filter zum Reinigen von verschmutzten Strö- Spektrum von Verunreinigungen entfernen kann und
mungsmitteln, mit einem äußeren, akkordeonartig 5 sich für verschiedene Anwendungszwecke eignet,
gefalteten, in einem Ringraum angeordneten Pa- Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß pierfilter und mit einem, in einem angrenzendeii der Papierfilter auf der Einlaßseite des Filters liegt Ringraum untergebrachten Adsorptionsfilter aus und eine solche Porengröße aufweist, daß Teilchen körnigem, kohlehaltigem Material, dadurch ge- größer als 1,5 Mikron ausgefiltert werden, und daß kennzeichnet, daß der Papierfilter (92) auf der 10 der Adsorptionsfilter aus gebrannten Tonteilchen mit Einlaßseite des Filters (21) liegt und eine solche einer Teilchengröße von 840 bis 3400 Mikron und Porengröße aufweist, daß Teilchen größer als 1,5 aus den Kohleteilchen besteht. Bei einem derartigen Mikron ausgefiltert werden, und daß der Adsorp- Filter wird der Strömungswiderstand und damit die tionsfilter (91, 91', 136) aus gebrannten Tonteil- Strömungsstärke im wesentlichen durch den Papierchen mit einer Teilchengröße von 840 bis 3400 15 filter festgelegt, während der Adsorptionsfilter durch Mikrometer und aus den Kohleteilchen be- die gewählte Teilchengröße einen verhältnismäßig steht. niedrigen Strömungswiderstand aufweist. Es hat sich
gefalteten, in einem Ringraum angeordneten Pa- Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß pierfilter und mit einem, in einem angrenzendeii der Papierfilter auf der Einlaßseite des Filters liegt Ringraum untergebrachten Adsorptionsfilter aus und eine solche Porengröße aufweist, daß Teilchen körnigem, kohlehaltigem Material, dadurch ge- größer als 1,5 Mikron ausgefiltert werden, und daß kennzeichnet, daß der Papierfilter (92) auf der 10 der Adsorptionsfilter aus gebrannten Tonteilchen mit Einlaßseite des Filters (21) liegt und eine solche einer Teilchengröße von 840 bis 3400 Mikron und Porengröße aufweist, daß Teilchen größer als 1,5 aus den Kohleteilchen besteht. Bei einem derartigen Mikron ausgefiltert werden, und daß der Adsorp- Filter wird der Strömungswiderstand und damit die tionsfilter (91, 91', 136) aus gebrannten Tonteil- Strömungsstärke im wesentlichen durch den Papierchen mit einer Teilchengröße von 840 bis 3400 15 filter festgelegt, während der Adsorptionsfilter durch Mikrometer und aus den Kohleteilchen be- die gewählte Teilchengröße einen verhältnismäßig steht. niedrigen Strömungswiderstand aufweist. Es hat sich
2. Filter nach Ansprucl, 1, dadurch gekenn- gezeigt, daß dadurch eine gleichmäßige Ausnutzung
zeichnet, daß die Tonteilchen bei etwa 600 bis des AdsorbierfiJtermaterials erfolgt.
650° C gebrannt sind. 20 Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran-
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- Sprüchen.
kennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter Die Erfindung ist im folgenden anhand schemati-
dem Adsorptionsfilter (91,91', 136) ein Nachfilter scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispie-
(140) zum Ausfiltern der von dem Adsorptionsfil- len ergänzend beschrieben. Es zeigt
ter (91,91', 136) abgelösten Teilchen angeordnet 25 FIg. 1 eine Seitenansicht eines Filters,
ist. F i g. 2 ein vertikaler Längsschnitt durch einen Filter
4. Filter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- nach Fig. 1,
kennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor dem Fig. 5 ist ein Längsschnitt eines Teiles des oberen
Papierfilter (92) ein Vorfilter (20) zum Ausfiltern Endes des inneren Auslaßrohres der Filteradsor-
von Fasern und größeren Teilchen angeordnet ist. 30 bereinheit,
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Fig. 4 ist ein Längsschnitt eines Teiles der Verbinzeichnet,
daß das Vorfilter (20) mindestens eine dung zwischen dem oberen Auslaßrohr und dem unteherausnehmbare
Filtertüte (51) umfaßt. ren Auslaßrohr,
6. Filter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge- Fig. 5 ist ein Teillängsschnitt durch die Auslaßkennzeichnet,
daß der Adsorptionsfilter (91, 91', 35 rohre am Boden der Einheit,
136) radial innenliegend angeordnet ist, daß in Fig. 6 ist ein Querschnitt durch die Filter-Absor-
dem Innenraum des Adsorptionsfilters (136) ein bereinheit längs der Linie 6-6 von Fig. 2,
zentraler Durchlaß (120) angeordnet ist, und daß Fig. 7 ist ein Querschnitt längs der Linie 7-7 von
zentraler Durchlaß (120) angeordnet ist, und daß Fig. 7 ist ein Querschnitt längs der Linie 7-7 von
zwischen dem zentralen Durchlaß und dem Ad- Fig. 2,
sorptionsfilter (91, 91', 136) ein Nachfilter (140) 40 Fig 8 ist ein mittlerer Vertikalschnitt durch den
angeordnet ist. Vorfilter,
Fig. 9 ist ein horizontaler Schnitt durch den Vorfilter
längs der Linie 9-9 von Fig. 8,
Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Vorfilters von
45 Fig. 1 bei entferntem Gehäuse,
Fig. 11 ist eine Seitenansicht eines der inneren Sei-
Die Erfindung betrifft einen Filter zum Reinigen tenwände des Vorfilters,
von verschmutzten Strömungsmitteln, mit einem au- Fig. 12 ist eine Ansicht der Filtcrtütenhalteplatte
ßeren akkordeonartig gefalteten, in einem Ringraum des Vorfilters,
angeordneten Papierfilter und mit einem, in einem 50 Fig. 13 ist eine Draufsicht der horizontalen Wände
angrenzenden Ringraum untergebrachten Adsorp- der Vorfilterpatrone,
tionsfilter aus körnigem, kohlehaltigem Material. Fig. 14 ist eine Draufsicht auf einem Gitterträger
tionsfilter aus körnigem, kohlehaltigem Material. Fig. 14 ist eine Draufsicht auf einem Gitterträger
Ein bekannter derartiger Filter (GB-PS 1093 100) für die Bodenplatte des Vorfilters,
ist hinsichtlich seiner Durchströmungsrichtung auf Fig. 15 ist eine teilweise in Schnittdarstellung ge-
ist hinsichtlich seiner Durchströmungsrichtung auf Fig. 15 ist eine teilweise in Schnittdarstellung ge-
keine spezielle Richtung beschränkt, so daß demnach 55 zeigte Seitenansicht eines abgeänderten Filter-Adsorbeide
Durchflußrichtungen, d. h. sowohl von innen bers,
nach außen als auch von außen nach innen möglich Fig. 16 ist ein Querschnitt längs der Linie 16-16
sind. von Fig. 15.
Es ist ferner bereits eine Filterpatrone bekannt Die in Fig. 1 dargestellte Filtervorrichtung umfaßt
(DE-PS 1123 068), bei der außer dem akkordeonartig 60 einen Vorfilter 20 und einen Filter-Adsorber 21, die
gefalteten Papierfilter eine Fiberglasschalung als in Serie in eine Flüssigkeitsleitung eingeschaltet sind,
zweiter Filterbestandteil vorgesehen ist, die dazu Die Oberseite des Vorfilters 20 ist über ein Ventil
dient, Wassertröpfchen, die in der Flüssigkeit verteilt mit einer Einlaßleitung 22 verbunden, in die das zu
sind, zu größeren Tröpfchen zusammenzuschließen, behandelnde Fluid, etwa eine Flüssigkeit, eingeführt
die dann auf den Boden des Filters fallen. Ein Granu- 65 wird. Das untere Ende des Vorfilters 20 ist über eine
latfilter ist dabei nicht vorhanden. Rohrleitung 23 mit dem unten befindlichen Einlaß des
Aus der US-PS 3212641 ist die Verwendung von Filter-Adsorbers 21 verbunden. Vom Boden desselkugeligen,
reaktiven Tonteilchen bekannt. ben geht die Auslaßleitung 24 ab, aus der das gefilterte
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2955870A | 1970-04-17 | 1970-04-17 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2118777A1 DE2118777A1 (de) | 1971-12-16 |
DE2118777B2 DE2118777B2 (de) | 1980-08-28 |
DE2118777C3 true DE2118777C3 (de) | 1981-04-30 |
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