DE2161703C2 - Hochdruckfilter für Hydrauliksysteme in Bergbaubetrieben - Google Patents
Hochdruckfilter für Hydrauliksysteme in BergbaubetriebenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hochdruckfilter für Hydrauliksysteme in Bergbaubetrieben, mit einem in
einem Filtergehäuse angeordneten Filtereinsatz und mit einem bei einem vorgegebenen Differenzdruck öffnenden,
den Filtereinlaß mit dem Filterauslaß kurzschließenden
Umgehungsventil mit Schmutzanzeige, welches zusammen mit dem Filterauslaß am oberen Ende des
Filtergehäuses angeordnet ist.
Aus der US-PS 33 68 679 ist ein Filtergerat bekannt, dessen den Filtereinsat? aufnehmendes Filtergehäuse
am Gehäuseboden den Filtereinlaß und im oberen Bereich an einem seitlichen Gehauseanbau den
Filterauslaß aufweist, wobei in dem Gehäir.eanbau das
mit einer Schmutzanzeige versehene Umgehungsventil angeordnet ist. Bei einem vorgegebenen Differenzdruck
öffnet das federbelastete Umgehungsventil, w'jnrrh der Filtereinlaß und der Filterauslaß kurzgeschlossen
werden. Hierbei strömt die ungefilterte Flüssigkeit von unten nach oben durch das Filtergehäuse am zylindrischen
Filtereinsatz vorbei mit der Folge, daß am Filtereinsatz abgelagerter Schmutz von der ungefilterten
Flüssigkeit mitgerissen und über den Filterauslaß in das hydraulische System mitgeführt werden kann.
Zur Filterung der Hydraulikflüssigkeit in hydraulischen Systemen, z. B. hydraulischen AusbausysteTien für
lu den Untertagebau, sind Filtergeräte in verschiedenen
Ausführungen bekannt, die unter anderem mit Filtereinsätzen aus einem Sintermaterial oder mit Spaltfiltereinsätzen
versehen sind. Die bekannten Spaltfilter werden im allgemeinen als Rücklauffilter in hydraulichen
is Systemen eingesetzt Sie bestehen aus einer Vielzahl
übereinander angeordneter Filterscheiben, zwischen denen feine Filterspalte vorhanden sind, so daß die
Schmutzteilchen aus der die Filterspalte radial durchströmenden Hydraulikflüssigkeit ausgefiltert werden.
Das Reinigen des Spaltfiltereinsatzes geschieht mittels Reinigungselemente, die zwischen die Filterscheiben
fassen, so daß sie den Schmutz beim Drehen des Spaltfiltereinsatzes abstreifen (»Mann-Spaltfilter zur
Reinigung von öl, Kraftstoff und anderen Flüssigkeiten«, Impressum 1.11.61). Die Reinigung der Spaltfiltereinsätze
kann, statt von Hand, auch automatisch mit Hilfe eines besonderen Drehantriebes ei folgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Filter bei vergleichsweise einfacher
«ι und betriebssicherer Bauweise so auszugestalten, daß im By-paß-Betrieb die Druckflüssigkeit ohne Kontakt mit
dem ausgefilterten Schmutz auf kürzestem Wege abgeleitet wird, wobei das Umgehungsventil als leicht
auswechselbare Einheit ausgebildet sein soll. Dabei soll
'ή sich der für Betriebsdrücke von im allgemeinen über 300
bar ausgelegte Filter möglichst auch durch einfache Wartung und leichte Reinigung auszeichnen, was im
Hinblick auf die Verwendung des Filters in Bergbaubetrieben von besonderer Bedeutung ist.
4" Die vorgenannte Aufgabe wiro erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der ebenfalls am oberen Ende des Filtergehäuses angeordnete Filtereinlaß vor dem
Eingang in das Filtergehäuse über die Umgehung mit dem Filterauslaß verbunden ist, daß in der Umgehung
eine das Umgehungsventil aufnehmende auswechselbare Einsatzpatrone angeordnet ist, und daß das
Filtergehäuse oberhalb eines mit einer Schmutzablaßvorrichtung versehenen Schmutzsammeiraumes einen
drehbaren Spaltfiltereinsatz mit zwischen dessen
v> Filterscheiben fassenden feststehenden Reinigungselementen
aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Filter sind demgemäß dor Filtereinlaß und der Filterauslaß dicht nebeneinander
am oberen Ende des Filtergehäuses angeordnet, so
" daß im Bypaß-Betrieb, d. h. beim öffnen des Umgehungsventils,
die zufließende Druckflüssigkeit unmittelbar, also ohne in das den Filtereinsatz aufnehmende
Filtergehäuse zu gelangen, in den Filterauslaß abfließt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Druckflüssigkeit
M) auf kürzestem Wege und ohne Kontakt mit dem bereits
ausgefilterten Schmutz abgeleitet wird, Das Umgehungsventil ist nach Art einer Einsatzpatrone ausgebildet,
die leicht auswechselbar in der den Filtereinlaß mit dem Filterauslaß verbindenden Umgehung angeordnet
Μ ist. Die Verwendung einer leicht auswechselbaren
Einsatzpatrone für das Umgehungsventil erleichtert die Montage, die Wartung und das Auswechseln des Ventils.
Bei dem erfindungsgemäüen Hochdruckfilter bildet
der Bodenraum des Filtergehäuses einen mit einer Schmutzablaßvorrichtung versehenen Schmutzsammelraum,
in welchem der von dem drehbaren Spaltfiltereinsatz mit Hilfe der Reinigungselemente abgestreifte
Schmutz aufgefangen wird. Der Schmutzsammeiraum liegt außerhalb des Strömungsweges der durch den
Filter fließenden Druckflüssigkeit.
Eine im Aufbau, in der Montage und Wartung
besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn in weiterer Ausgeitaltung der Erfindung mit der Einsatzpatrone
ein Schmutzanzeigergehäuse zu einer Baueinheit verbunden ist. Das Umgehungsventil und der
Schmutzanzeiger sind hierbei mit der Einsatzpatrone zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die sich mit wenigen
Handgriffen am Filtergehäuse anbauen und im Bedarfsfall auswechseln läßt.
Die Schmutzanzeigevorrichtung läßt sich in einfacher Weise so ausgestalten, daß ein federbelasteter Schieber
des Umgehungsventils einen Schaft aufweist, welcher gelenkbeweglich mit einem drehbaren Schmutzanzeiger
verbunden isL Ferner besteht die Möglichkeit, den Schieber des Umgehungsveniils mit einem Drehmechanismus
des Spaltfiltereinsatzes getrieblich zu Koppeln. Es kann hierbei mit einem selbsttätig in Abhängigkeit
vom Differenzdruck bzw. vom Verschmutzungsgrad des Filters betätigten oder mit einem in vorbestimmten
Zeitintervallen betätigten Drehmechanismus gearbeitet werden. Die getriebliche Kopplung des Schiebers des
Umgehungsventils mit dem Drehmechanismus läßt sich derart ausführen, daß die in Abhängigkeit von dem
Differenzdruck im Filter erfolgende Stellbewegung des Schiebers zugleich die Drehung des mit dem Schieber
getrieblich gekoppelten Spaltfiltereinsatzes bewirkt. Andererseits läßt sich die Anordnung aber auch so
treffen, daß der Schieber des Umgehungsventils den Drehmechanismus des Filtereinsatzes steuern, beispielsweise
derart, daß von dem Schieber ein Steuerventil betätigt wird, welches einen von der Hochdruckflüssigkeit
angetriebenen hydraulischen Drehmechanismus für den Spaltfiltereinsatz einschaltet Vorteilhaft ist auch
eine Ausgestaltung, bei der der Schmutzanzeiger oder ein von dem Verschmutzungsgrad bzw. dem Differenzdruck
beeinflußtes Schaltglied zugleich das Auslöseglied für den Drehmechanismus des Spaltfiltereinsatzes ist
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochdruckfilters dargestellt. Es
zeigt
F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Hochdruckfilter in Seitenansicht, teilweise im Vertikalschnitt;
F i g. 2 im Vertikalschnitt und in größerem Maßstab des bei dem Hochdruckfilter nach F i g. 1 vorgesehene
Umgehungsventil mit dem Schmutzanzeiger;
Fig.3 eine Draufsicht auf den Hochdruckfüter
gemäß Fig. I, wobei der Schmutzanzeiger mit seinem Gehäuse im Horizontalschnitt dargestellt ist
Der in der Zeichnung dargestellte Hochdruckfilter weist ein zylindrisches Filtergehäuse 10 auf, welches am
Boden 11 mittels einer Schmutzablaßvorrichtung, hier mittels eines Schraubstopfens 12 verschlossen ist.
Anstelle des Schraubstopfens 12 könnte aber auch ein Ablaßventil, z. B, ein Kugelablaßhahn od, dgl, vorgesehen
sein. Das Filtergehäuse 10 nimmt einen Spaltfiltereinsatz 13 auf. Dieser weist eine axiale Welle 14 auf, die
am oberen, aus dem Filtergehäuse 10 herausragenden Ende mit einem Handrad 15 versehen ist. Die Welle 14
durchfaßt eine Buchse 16, die in einer Axialbohrung eines Gehäusedeckels 17 sitzt. Zur Abdichtung der
Welle 14 in dem Güäusedeckel 17 dient eine Dichtungsmanschette 18.
Auf der Welle 14 sitzt ein Paket metallener Filterscheihen 13', die zweckmäßig aus rostfreiem Stab!
gefertigt sind. Der axiale Abstand der Filterscheiben 13' entspricht der gewünschten Filterspaltbreite; er beträgt
z. B. 50 oder 100 μ. Spaltfilter dieser Art, bei denen die
Druckflüssigkeit von außen radial in die Ringspalte zwischen die Filterscheiben 13' strömt und dann im
Inneren des Spaltfiltereinsatzes 13 bis zum Filterauslaß
ι ο hochsteigt, sind bekannt und brauchen daher nicht näher
erläutert zu werden.
Der Spaltfiltereinsatz 13 ist mittels des am oberen Ende der Welle 14 befestigten Handrades 15 um seine
Achse drehbar, um den Spaltfiltereinsatz 13 bei
ίο Sättigung des Filters, d.h. bei einem bestimmten
Verschmutzungsgrad von dem ausgefilterten Schmutz zu reinigen. In die Spalte zwischen den übereinander
angeordneten Filterscheiben 13' greifen jeweils zwei diametral einander gegenüber angeordnete Reinigungselemente
13", welche aus dünnen Metalleisten bestehen, deren Dicke etwas geringer ist als :.'Y Spaltbreite des
SpaHfiitereinsatzes und die somit beirr Drehen des Spaltfiltereinsatzes 13 den an den Filterscheiben 13'
anhaftenden Schmutz abstreifen, so daß dieser nach
;><·, unten in einen Schmutzsammeiraum 19 des Filtergehäuses
10 fS'.lt Der Schmutzsammeiraum 19 befindet sich unterhalb des Spaltfiltereinsatzes 13 im Bodenbereich
des Filtergehäuses 10. Die genannten Reinigungselemente 13" sind an zwei Axialstangen 20 und 20'
ίο befestigt, die an der Unterseite des Geifäusedeckels 17
hängend angeordnet sind. Damit die Filterscheiben 13' beim Drehen des Handrades 15 gegenüber den
feststehenden Reinigungselementen 13" bewegt werden, ist die Welle 14 im Bereich des Spaltfiltereinsatzes
13 als Vierkantwelfe ausgebildet, wobei die einzelnen
Filterscheiben 13' entsprechende Vierkantlöcher aufweisen. Der gesamte Spaltfiltereinsatz 13 läßt sich
zusammen mit den Reinigungselementen 13" beim Abheben des Gehäusedeckels 17 aus dem Filtergehäuse
10 nach oben herausziehen.
Am oberen Ende des Filtergehäuses 10 ist seitlich ein FiIt -i-einlaß 21 und parallel zu diesem ein Filterauslaß 22
vorgesehen. Der Filtereinlaß 21 und der Filterauslaß 22 sind über eine Axialbohrung verbunden, die eine
Umgehung bildet und eine Einsatzpatrone 23 aufnimmt, in der sich ein Umgehungsventil 24 befindet. Letzteres
besteht aus einem Schieber 24', der mit radialen Bohrungen 25 versehen ist und von einer Feder 26 in
seiner Schließlage gehalten wird, in der er die
Vi Verbindung zwischen dem Filtereinlaß 21 und dem
Filterauslaß 22 verschließt. Die hülsenartige Einsatzpatrone 23 ist mit Mantelbohrungen 27 und 28 versehen,
welche die Verbindung am Filtereinlaß 21 bzw. am Filter>'jslaß 22 herstellen. Die das Umgehungsventil 24
aufnehmende Einsatzpatrone 23 ist von oben in eine Axialbohrung eingcsihoben und mittels einer Schraubkappe
29 am Filtergehäuse 10 bzw. seinem den Filtereinlaß 21 bildenden Gehäuseteil festgelegt.
Mit der Einsatipatrone 23 ist am oberen Ende ein
Mit der Einsatipatrone 23 ist am oberen Ende ein
ho Schmutzanzeigerg^häuse 30 zu einer Baueinheit verbunden.
In dem Schmutzanzeigergehäuse 30 ist eine Welle 31 in Gleitbuchsen 32 drehbar gclage-t. Zur
Abdichtung der Welle sind Dichtringe 33 vorgesehen. Auf der einen Seite ist die Welle 31 in einem
h-, Schraubstopfen 34 gelagert, der von der Seite her in das
Gehäuse eingeschraubt ist. Das auf der anderen Seite aus dem Gehäuse heraustretende Wellenende trägt
einen Schmutzanzeieer 35. der mittels einer Klemm-
schraube 36 an der Welle 31 angeklemmt ist und dessen Zeigerspitze sich über eine seitlich am Schmutzanzeigergehäuse
30 angeordnete Skala 37 bewegt.
Die Zeigerwelle 31 trägt im mittleren Bereich einen zylindrischen Block 38, der mit einer radialen Gewindebohrung
versehen ist, in die eine Stiftschraube 39 eingeschraubt ist, welche an ihrem inneren Ende ein^n
Kugelkopf 40 trägt. Der Kugelkopf 40 ist in einer radialen Bohrung 41 eines Schaftes 42 geienkbeweglich
gelagert. Der Schaft 42 ist mit dem Schieber 24' des Umgehungsventils 24 verbunden. Aus Fig. t ist zu
erkennen, daß bei der Bewegung des Schiebers 24' entgegen der Federkraft der Schmutzanzeiger 35 über
den Schaft 42 des Schiebers 24' mitgenonimen und dabei der über die Skala 37 verschwenkt wird.
Im Betrieb strömt die Druckflüssigkeit auf der Hochdruckscite des hydraulischen Systems über den
Filtereinlaß 21 und die Radialbohrungen 25 in das Filtergehäuse 10 und in diesem radial in die Ringspalte
£wi!)CMeM UCH r nici sCiiciücn ί j', vuii nicf BXiai uüfCn OdS
Filterscheibenpaket nach oben in einen Abflußraum 43, der mit dem Filterauslaß 22 verbunden ist. Die von der
Druckflüssigkeit mitgeführten Schmutzteilchen werden dabei an dem Spaltfiltereinsatz 13 abgelagert, wobei
sich im Laufe des Betriebs der Durchflußwiderstand des Filters, d. h. der Differenzdruck zwischen Filtereinlaß 21
und Filterauslaß 22 erhöht. Bei fortschreitender Verschmutzung des Filters, d. h. bei einem vorbestimmten
Differenzdruck öffnet das Umgehungsventil 24 die Verbindung zwischen Filtereinlaß 21 und Filterauslaß
22. Hierbei bewegt sich der Schieber 24' gegen die Rückstellkraft der Feder 26 nach oben, so daß die
Radialbohrungen 25 mit den Bohrungen 28 und dem Fiherauslaß 22 in Vei bindung kommen und damit der
Filtereinlaß 21 und der Filterauslaß 22 kurzgeschlossen werden. Die Druckflüssigkeit kann jetzt unter Umgehung
des den Spaltfiltereinsatz 13 aufnehmenden Filtergehäuses 10 auf kürzestem Weg vom Filtereinlaß
21 in den Filterauslaß 22 schließen. Der jeweilige Verschmutzungsgrad des Filters wird durch den mit
dem federbelasteten Schieber 24' verbundenen Schmutzan/'eiger 35 an der Skala 37 angezeigt. Damit
ist der Bedienungsperson die Kontrollmöelichkeit des
Filters gegeben, so daß sie den Verschmutzungszustand des Filters jederzeit feststellen und den Filter durch
Drehen des Handrades 15 wieder reinigen kann. Beim Drehen des Spaltfiltereinsatzes 13 mit Hilfe des
Handrades 15 wird der an den Filterscheiben 13' abgelagerte Schmutz von den Reinigungselementen 13"
abgestreift und in dem Schmutzsammelraum 19 aufgefangen. Zum Entleeren des Schmutzsammelraumes
19 wird der die Schmutzablaßvorrichtung 12 bildende Schraubstopfen abgeschraubt oder ein Absperrhahn
geöffnet und das Filtergehäuse 10 durchspült. Die Verschmutzungsanzeige läßt sich auch in anderer
Weise durchführen. Beispielsweise ist es möglich, den Schaft 42 des Schiebers 24' nach oben so weit zu
verlängern, daß er bei der Schieberbewegung nach oben über das Schmutzanzeigergehäuse 30 hervorragt, wie
dies in F i g. 2 bei 42' gestrichelt angedeutet ist. Das Maß. um das der Schaft 42' über das Schmutzanzeigergehäuse
30 hervorragt, ist abhängig von der Stellung des Schiebers 24' und damit vom Verschmutzungsgrad des
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angeordneten Linearskala läßt sich somit ebenfalls der jeweilige Verschmutzungsgrad des Filters feststellen.
Es besteht auch die Möglichkeit, einen mechanischen Drehmechanismus für die Welle 14 und den hiermit
verbundenen Spaltfiltereinsatz 13 vorzusehen. Beispielsweise läßt sich dies dadurch bewirken, daß der
Schaft 42 des Schiebers 24' über ein Zahngetriebe mit einem am oberen Ende der Welle 14 sitzenden Zahnrad
getriebl· h so verbunden ist. daß bei der Bewegung des
Schiebers 24' die Welle 14 in Drehung versetzt und damit die Reinigung des Spaltfiltereinsatzes 13 bewirkt
wird. Andererseits kann die Anordnung aber auch so getroffen werden, daß der Schieber 24' über seinen
Schaft 42 ein (nicht dargestellten) Steuerventil schaltet, welches eine Zuleitung der Druckflüssigkeit zu einem
hydraulischen Drehantrieb des Spaltfiltereinsatzes 13 öffnet. Auch könnte ein von einem Zeitglied, z. B. einer
einfachen Zeituhr, betätigter hydraulischer Drehantrieb für den Spaltfiltereinsatz 13 vorgesehen werden.
Der vorstehend beschriebene Filter ist für einen Betriebsdruck von über 300 Bar und für eine Diirchflußmenge
von 200 l/min oder mehr ausgelegt. Er wird auf der Hochdruckseite in das hydraulische System
eingeschaltet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Hochdruckfilter für Hydrauliksysteme in Bergbaubetrieben, mit einem in einem Filtergehäuse
angeordneten Filtereinsatz und mit einem vorgegebenen Differenzdruck öffnenden, den Filtereinlaß
mit dem Filterauslaß kurzschließenden Umgehungsventil mit Schmutzanzeige, welches zusammen mit
dem Filterauslaß am oberen Ende des Filtergehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der ebenfalls am oberen Ende des Filtergehäuses (tO) angeordnete Filtereinlaß (21) vor dem
Eingang in das Filtergehäuse (10) über die Umgehung mit dem Filterauslaß (22) verbunden ist,
daß in der Umgehung eine das Umgehungsventil (24) aufenehmende auswechselbare Einsatzpatrone (23)
angeordnet ist, und daß das Filtergehäuse (10) oberhalb eines mit einer Schmutzablaßvorrichtung
(12) versehenen Schmutzsammeiraumes (19) einen drehbaren Spaltfiltereinsatz (13) mit zwischen
dessen Filterscheiben (13') fassenden feststehenden Reinigungselementen (13") aufweist.
2. Hochdruckfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einsatzpatrone (23) ein
Schmutzanzeigergehäuse (30) zu einer Baueinheit verbunden ist
3. Hochdruckfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein federbelasteter
Schieber (24') des Umgehungsventils (24) einen Schaft (42) aufweist, welcher gelenkbeweglich mit
einem drehbaren Schmutzanzeiger (35) verbunden ist
4. Hochdruckfilter nech einen der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (24') des Umgehungsventils (24) mit Einern Drehmechanismus
des Spaltfiltereinsatzes (13) getrieblich gekoppelt ist.
5. Hochdruckfilter nach einem der Ansprüche 1 bis
4, gekennzeichnet durch einen von dem Schieber (24') des Umgehungsventils (24) gesteuerten hydrautischen
Drehmechanismus für den Spaltfiltereinsatz (13).
6. Hochdruckfilter nach einem der Ansprüche 1 bü
5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutzanzeiger (35) oder ein von dem Verschmutzungsgrad bzw.
dem Differenzdruck beeinflußtes Schaltglied zugleich das Auslöseglied für den Drehmechanismus
des Spaltfiltereinsatzes (13) ist.
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