DE2404452C2

DE2404452C2 - Anzeigegerät für den Verschmutzungsgrad eines Filters

Info

Publication number: DE2404452C2
Application number: DE19742404452
Authority: DE
Inventors: Hans 8221 Vachendorf Kern
Original assignee: Individual
Current assignee: Gruenbeck Wasseraufbereitung GmbH
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1974-01-31
Publication date: 1984-09-06
Also published as: DE2404452A1; FR2259637B1; ATA66375A; FR2259637A1; AT339342B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des Verstopfungsgrades eines Filters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-PS 14 09910 bekannt Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Differenzdruck-Meßvorrichtung durch zwei miteinander verbundene Kolben gebildet, von denen einer mit dem Druck auf der Zuströmseite des Filters und der andere mit dem Druck auf der Abströmseite des Filters beaufschlagt wird. Die Verschiebung der miteinander verbundenen Kolben gegen eine Feder steht damit in eindeutigem Zusammenhang mit dem Druckabfall am Filter. Da dieser Druckabfall jedoch sowohl vom Verschmutzungsgrad des Filters als auch von der Strömungsgeschwindigkeit des das Filter durchströmenden Mediums bzw. des Durchsatzes abhängt, zeigt diese Vorrichtung den Verstopfungsgrad nur bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit an. Bei betriebsbedingter variabler Strömungsgeschwindigkeit ist der Verstop-

J5 fungsgrad aus der Anzeige der Differenzdruck-Meßvorrichtung nicht entnehmbar bzw. diese Anzeige zeigt den Verstopfungsgrad fehlerhaft an.

Aus der US-PS 27 76 056 ist ein mit dem Filter in Reihe geschaltetes Ventil bekannt, das je nach seiner Stellung einen im Zufluß zum Filter befindlichen Kanal mehr oder weniger stark verschließt. Bei Verschmutzung des Filters öffnet das Ventil den Zufluß weiter, so daß der Druck vor dem Filter ansteigt und daher der Durchfluß durch den Filter konstant bleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart zu verbessern, daß eine Fehlanzeige aufgrund variabler Strömungsgeschwindigkeiten am Filter vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Anzeigegerätes beruht auf folgendem Prinzip:

Der gesamte Differenzdruck von zwei in einer Leitung für ein fluides Medium hintereinander angeordneten Hindernissen, etwa einer Blende und einem Filter, verläuft in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit ähnlich dem Differenzdruck lediglich an der Blende. Das gleiche gilt auch, wenn anstelle einer Blende ein Prallblech, ein Staurohr oder auch ein Venturirohr

bo vorhanden ist. Eine Änderung des Verlaufes des gesamten Differenzdruckes tritt jedoch ein, wenn sich der Widerstand eines Hindernisses mit der Zeit ändert. Dieser fall liegt mit zunehmender Verschmutzung des Filters vor. Wenn man also den Differenzdruck an der Blende auf eine in einer Kammer eingepannten Membran einwirken läßt, so verschiebt sich zunächst die Membran entsprechend der Größe des Blendendifferenzdruckes. Wenn man nunmehr unter Zwischenschaltung eines mit

der Membran verbundenen und koaxial angeordneten Kolbens den Druck in der Leitung hinter dem Filter auf die Membran einwirken läßt, so erfolgt die Membranbewegung in Abhängigkeit des Filterwiderstaiides. Da der Blendendifferenzdruck in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit vorgegeben ist zeigt die jeweilige Membranstellung jetzt den Grad der Verschmutzung des Filters an.

Selbstverständlich ist hierzu eine entsprechend abgestimmte Di.nensionierung der aufeinander einwirkenden Elemente der Anordnung erforderlich. Bei neuen Filterkerzen stehen der Blendendifferenzdruck und der gesamte Differenzdruck in einem bestimmten bekannten Verhältnis. Dieses Verhältnis ist maßgebend für die Größe des Verhältnisses der Flächen von der Membran ts und dem mit ihr verbundenen Kolben. Hierdurch wird zusammen mit der den Kolben und damit die Membran beiastenden Druckfeder die Membrankraft der Größe nach festgelegt. Wenn demnach der Zahienwert des Verhältnisses vom gesamten Differenzdruck zum Blendendifferenzdruck gleich ist dem Zahlenwert des Flächenverhältnisses Kolbenfläche zu Membranfläche, so liegt Gleichgewicht vor und es findet keine Bewegung der Membran statt. Erst wenn sich das Verhältnis der beiden verglichenen Differenzdrücke ändert, was durch eine Verschmutzung des Filters im Laufe der Zeit geschieht, tritt eine Verschiebung der Membran ein, und zwar so lange, bis durch die weiter zusammengedrückte, den Kolben abstützende Druckfeder ein neues Kräftegleichgewicht herbeigeführt wird.

Um diesen neuen Gleichgewichtszustand sichtbar zu machen, ist ein Anzeigestift vorgesehen, der von dem Kolben, der seinerseits mit der Membran fest verbunden ist, in einem transparenten Gehäuse axial nach außen verschiebbar ist. Der Anzeigestift ist an den Kolben nicht angekoppelt. Er kann durch eine Betätigungseinrichtung in seine Ausgangslage zurückgeschoben werden

Die Bemessung der erforderlichen Elemente liegt bei Kenntnis des zugrundeliegenden Prinzips und der Funktion des Gerätes im Rahmen fachmännischen Könnens und bedarf keiner weiteren Erwähnung.

Es ist selbstverständlich möglich, ohne an dem Prinzip etwas zu ändern, die Membran als Kolben auszubilden. Auch kann mit gleicher Wirkung der die kleinere Fläche besitzende Kolben seinerseits eine Membran sein.

In der folgenden Figur ist das erfindungsgemäße Anzeigegerät für den Verschmutzungsgrad eines Filters schematisch dargestellt. In der Leitung 27 sind die Blende 16 und der Filter 18 hintereinander angeordnet. In dem Gehäuse 22 befindet sich die Membran 11, die gegen die Druckfeder 6 verschiebbar ist. Die Druckfeder 6 ist ihrerseits durch die mittels Gewinde axial verschiebbare Federführung 2 einstellbar. Die Federführung 2 mit der Dichtung 4 ist für die Aufnahme des Anzeigestiftes 3 durchbohrt. Zur Abdichtung der Bohrung sind die Dichtringe 5 vorgesehen. Die Stellung des Anzeigestiftes 3 ist durch das transparente Gehäuse 1 erkennbar.

Mit der Membran 11 ist der Kolben 7 vermittels des Verbindungsstückes 9 fest verbunden. Der Kolben 7 ist ω koaxial zur Membran 11 angeordnet und mit der Dichtung 8 versehen. Der Kolben 7 besitzt eine kleinere wirksame Fläche als die Membran II. Der Kolben 7 grenzt an die Membrankammer 10 und begrenzt seinerseits die weitere Kammer 23. Vor dem Filier 18, der von b^r> dem Filtergehäuse 19 umgeben ist. ist die Blende vorgesehen. Der Differcnz.driick an der Blende 16 be- :iuki-hl!iLM die Membran 11. Dazu ist die Kammer

20

25

JO

35 zwischen Membran 11 und Kolben 7 durch die Verbindungsleitung 13 an der Stelle 15 mit der Leitung 27 vor der Blende 16 und die Kammer 12 auf der anderen Seite der Membran 11 mit der Leitung 27 hinter der Blende an der Stelle 17 durch die Verbindungsleitung 14 verbunden. Die Kammer 23 hinter dem Kolben 7 ist vermittels der Verbindungsleitung 21 an der Stelle 20 mit der Leitung 27 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Filters 18 verbunden.

Der Anzeigestift 3 ist nicht an die Membran 11 bzw. den Kolben 7 angekoppelt Der Stift 3 kann bei einer Bewegung der Membran 11 lediglich axial nach außen verschoben werden. Durch die aus dem Stößel 24, der Druckfeder 25 und dem Druckknopf 26 bestehende Betätigungseinrichtung kann der Anzeigestift 3 bei entsprechender Stellung der Membran 11 wieder in axialer Richtung zurückgeschoben werden.

Das Anzeigegerät funktioniert folgendermaßen:

Die durch die Strömung des fluiden Mediums an der Blende 16 verursachte Druckdifferenz wirkt über die Kammer 10, 12 auf beide Seiten der Membran 11 ein und bewirkt zusammen mit der Druckfeder 6 eine Verschiebung der Membran 11 bis zur Herstellung eines Gleichgewichts. Dadurch, daß die Kammer 23 über die Leitung 21 mit der Leitung 27 hinter dem Filter 18 verbunden ist, wirkt der am Filter 18 entstehende Differenzdruck über den Kolben 7 auf das Gleichgewicht an der Membran 11 ein. Mit zunehmender Verschmutzung des Filters 18 vermindert sich der Druck in der Kammer 23. Hierdurch wird die Membran 11 veranlaßt, sich bis zur Einstellung eines neuen Gleichgewichts gegen die Wirkungsrichtung der Druckfeder 6 zu verschieben. Diese Verschiebung bewirkt gleichzeitig auch ein axiales Herausdrücken des Anzeigestiftes 3 in dem transparenten Gehäuse 1. Bei Erreichen einer bestimmten Stellung des Stiftes 3 in dem Gehäuse 1 hat der durch die Verschmutzung des Filters 18 hieran verursachte Druckabfall seinerseits den zulässigen Wert erreicht, so daß dessen Reinigung oder Auswechslung erforderlich wird.

Das Gerät gestattet eine laufende Kontrolle des Verschmutzungszustandes des Filters, ohne daß es eines Ausbaues des Filiers bedarf. Die Anzeige des Gerätes wird durch strömungsbedingte Druckabfälle insbesondere im Bereich hoher Strömungsgeschwindigkeiten nicht verfälscht.

Das Anzeigegerät eignet sich für praktisch alle flüssigen und gasförmigen Medien, insbesondere für Wasser. Von wesentlicher Bedeutung ist der Umstand, daß die Anzeige unabhängig ist von der Viskosität des Mediums.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige des Verstopfungsgrades eines Filters mit einer ersten Differenzdruekmeßvorrichtung, mit einer ersten Einrichtung, die einerseits mit der Zuströmseite und andererseits mit der Abströmseite des Filters verbunden ist und deren Lage in Abhängigkeit eines ersten Differenzdruckes veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß ein mit dem Filter (18) in Reihe geschaltetes Strömungselement (16) mit einem Differenzdruck, dessen Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit ähnlich derjenigen des ersten Differenzdrukkes ist, und eine zweite Differenzdruckmeßeinrichtung (10,11,12) zum Erfassen des zweiten Differenzdruckes vorgesehen sind, und

daß die zweite Differenzdruckmeßeinrichtung (10, 11,12) eine zweite Einrichtung (11) aufweist, welche einerseits mit der Zuströmseite (15) und andererseits mit der Abströmseite (17) des Strömungselementes (16) verbunden ist,

daß die erste Einrichtung (7) und die zweite Einrichtung (11) zum Übertragen der an der zweiten Einrichtung (11) angreifenden resultierenden Kraft auf die erste Einrichtung (7) gekoppelt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungselement (16) als Blende, Prallblech, Staurohr oder Venturirohr ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsclement (16) in Strömungsrichtung vor dein Filter (18) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (7) und die zweite Einrichtung (11) koaxial zueinander angeordnet und miteinander fest verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Flächen (28, 29) der Einrichtungen (7,11) mit dem Druck vor dem Strömungselement (16) beaufschlagbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Einrichtung als Kolben oder Membranen ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (11) und der Kolben (7) in einem Gehäuse (22) derart angeordnet sind, daß zwischen Membran (11) und Kolben (7) aus erste Kammer (10), zwischen Membran (11) und Gehäuse

(22) auf der der ersten Kammer (10) gegenüberliegenden Seite der Membran (11) eine zweite Kammer 12 und zwischen Kolben (7) und Gehäuse (22) auf der der ersten Kammer (10) gegenüberliegenden Seite des Kolbens (7) eine dritte Kammer (23) gebildet ist, und daß di"; erste Kammer (10) mit dem Druck vor dem Strömungselement (16), die zweite Kammer (12) mit dem Druck zwischen Strömungselement (16) und Filter (18) und die dritte Kammer

(23) mit dem Druck hinter dem Filter (18) beaufschlagt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anzeigestift (3) vorgesehen ist, der von der ersten (7) und zweiten (10, H, 12) Differenzdruckmeßvorrichtung /ur An

zeige des Verstopfungsgrades axial verschiebbar ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung (24, 25, 26) zum Zurückstellen des Anzeigestiftes (3) vorgesehen ist

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (28,29) der ersten und zweiten Einrichtungen (7, 11) dem Verhältnis von erstem und zweitem Differenzdruck bei einem gewünschten Filterzustand entsprechend gewählt ist.