DE2808749A1

DE2808749A1 - Filteranordnung

Info

Publication number: DE2808749A1
Application number: DE19782808749
Authority: DE
Inventors: Robert Merton Elsworth
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1978-09-07
Also published as: FR2382258A2; JPS53114574A; JPS6117523B2

Description

Filteranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter und insbesondere' auf ein billiges Hochdruckfilter des Korbtyps, das zum Filtern von

ρ
Produkten unter Druckabfällen bis zu etwa 70 kg/cm (1000 psi) über dem Filtersieb geeignet ist, wobei nur ein spezieller struktureller Aufbau den maximalen Druck begrenzt.

Bei der Produktion von Materialien, wie beispielsweise einer
Silikondichtungsbasis hoher Qualität, ein eine Komponente bildendes thixotropes Material mit einer Viskosität bis zu 1 000 Centipoise, ist es üblich, ein röhren- oder korbartiges Filtersystem zu verwenden. Diese Filter helfen dabei, die Glattheit
und Gleichförmigkeit des Silikonmaterials sicherzustellen. Bei bekannten Filteranordnungen war der zulässige Druckabfall über den Filtern auf weniger als 110 kg (2^0 Pounds) hegrenzt aufgrund von Einschränkungen bei der Filterkonstruktion'. .Weiterhin sind die offenen Durchlässe ein kleinerer Teil, im allgemeinen

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weniger als 8 % der Filteroberfläche, aufgrund der strukturellen Materialanordnung-

Weiterhin sind die bekannten Filter im allgemeinen so aufgebaut, daß sie Strömungsmittel von der Außenseite zur Innenseite des Filterkorbes und dann nach oben durch den Filterauslaß hindurch durchlassen. Ein typischer Aufbau würde eine aus Draht gewickelte Hochdruckspirale von etwa 1,25 mm im Quadrat im Abstand von 0,05 bis 0,15 mm (0,002 bis 0,006 Zoll) mit einer Verstärkung bei jeweils 9,5 mm (3/8 Zoll) auf der Innenseite aufweisen. Dieser Aufbau würde gestatten, daß eine Masse von 0,05 bis 0,15 mm auf 9,5 mm Weite durch das Filter durchtritt, was eine ziemlich schlechte Filtration bewirkt.

Die Filteranordnung gemäß der Erfindung umfaßt einen verbesserten Filter mit einem Filterkorb, bei dem das Strömungsmittel im Gegegensatz zur bekannten Anordnung von der Innenseite zur Außenseite strömt. Bei Strömungen von der Innenseite zur Außenseite kann ein Filtersieb einer größeren Beanspruchung standhalten als wenn das Strömungsmittel von der Außenseite zur Innenseite fließen würde. Dies liegt an dem sogenannten "Ringbeanspruchungsphänomen ", d. h., daß eine Ringkonfiguration unter Zug Kräfte aufnehmen kann, die bei Druckbeanspruchung eine Zerstörung bewirken würden. Das Filterelement weist ein flaches langgestrecktes Sieb auf, das an seiner kürzeren Ausdehnung gerollt und in ein mit Löchern versehenes Rohr eingesetzt ist. Eine obere Griffvorrichtung und eine Basis sind mit dem durchlöcherten Rohr an seinen entsprechenden Enden durch einen langgestreckten Stab gekoppelt, der in Längsrichtung durch das Rohr verläuft, um die Anordnung zusammenzuhalten.

Die Filteranordnung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß eine wesentlich größere Durchtrittsfläche als bei bekannten Filtern vorhanden ist, die offene Durchlässe aufweisen, die bis zu 60 % der Filterfläche betragen. Sie begrenzt auch den Teilchendurchtritt auf eine Größe, die gleich den Sieböffnungen ist, um dadurch die Ebenheit bzw. Glätte und Gleichförmigkeit des Produktes

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sicherzustellen. Weiterhin ist das Filter geeignet für Applikationen, wo der Druckabfall über dem Filtergitter bis zu etwa 70

70 kg/cm (1000 psi) beträgt, und es hat den zusätzlichen Vorteil, daß ein Filtersieb verwendet wird, das einfach und billig zur fertigen ist und eine zeitlang leicht auswechselbar oder wiederverwendbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine neue und verbesserte Filteranordnung geschaffen, die ein äußeres Gehäuse mit einem langgestreckten Körperteil und einem Einlaß- und Auslaßabschnitt an seinem oberen Ende, eine Kappe für das Gehäuse und einen Abflußabschnitt an der Bodenseite umfaßt. In dem Gehäuse ist eine Filterkorbanordnung mit einem aufgerollten Gitter bzw. Sieb und einem dieses umgebenden, mit Löchern versehenen Rohr angebracht. Auf Wunsch kann ein zweites mit Löchern versehenes Rohr innerhalb des aufgerollten Gitters bzw. Siebes angeordnet sein. Ein oberer Handgriffabschnitt und ein Basisabschnitt sind mit den gegenüberliegenden Enden des Lochrohres mittels eines axial verlaufenden Stabes verbunden, um eine integrale Einheit zu bilden. Das gerollte Filtergitter hat eine zylinderförmige Konfiguration, die eine Öffnung definiert, in die das Produkt von dem Einlaß gerichtet ist. Das Produkt strömt durch das Filtersieb und durch das durchlöcherte Rohr zur Gehäusewandung und dann nach oben durch den Auslaßabschnitt der Filteranordnung hindurch. Diese Strömung von der Innenseite zur Außenseite durch das Filter hindurch gestattet höhere Drucke und eine hervorragende Filterwirkung. Die Filterelemente sind weniger kostspielig als bekannte kommerziell verfügbare Filter, und es werden weitere wirtschaftliche Vorteile erreicht, da weniger Auswechselungen der Filterelemente erforderlich sind. Verstopfte oder schmutzige Filter können wieder verwendet werden, indem sie in einer speziellen stützenden Waschmaschine gewaschen werden, die die Verunreinigungen aus den Gittern herauswäscht und den Schmutz auf anderen Filtern in der Waschmaschine sammelt.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungs-

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beispielen näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine aufgeschnittene Ansicht der Filtervorrichtung gemäß der Erfindung.

Figur 2 zeigt eine Seitenschnittansicht des Filterkorbes. Figur 3 ist eine Querschnittsansicht des Filterkorbes.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer FiIteranOrdnung gemäß der Erfindung umfaßt ein Filter 10 mit einem Außenmantel 11, auf dem ein oberes Gehäuse 15 montiert ist. Ein Basis- oder Abflußabschnitt 12 und eine obere Kappe verschließen die Unterseite des Mantels bzw. des Gehäuses 15. Innerhalb des Mantels 11 ist eine auswechselbare Gitterkorbanordnung 14 mit einem Filtersieb 19 angebracht. Das obere Gehäuse 15 umfaßt einen mit einem Innengewinde versehenen Einlaßabschnitt 16 und einen dazu im Abstand angeordneten Auslaßabschnitt 17 am oberen Ende eines langgestreckten Mantels mit im wesentlichen zylinderförmiger Form. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen 26 und 27 liegen mit ihren Achsen auf einer Linie, die aber senkrecht zur Achse des Mantels 11 verläuft. Die Gewindebohrungen 26 und 27 sind mit nicht gezeigten Strömungsmittelleitungen verbunden.

Die Filterkorbanordnung 14 umfaßt einen Handgriff 37, eine Basis 33 und ein gerolltes Gitter 19, das beispielsweise ein bestimmtes spiralförmig gewickeltes Element oder vorzugsweise ein Siebgitter sein kann, das in eine zylinderförmige Konfiguration gerollt ist.

Das Sieb 19 wird entweder in ein einzelnes durchlöchertes Rohr oder zwischen zwei konzentrisch angeordnete, durchlöcherte Rohre eingesetzt, und zwar zwischen ein inneres Lochrohr 28 und ein äußeres Lochrohr 29. Die Verwendung eines zweiten Lochrohres gestattet einen Betrieb von der Außenseite zur Innenseite bei kleineren Drucken, beispielsweise einem kleineren Druckabfall

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ρ
als etwa 35 kg/cm (500 psi) über dem Gitter und ein Rückwaschen des Filtergitters, bei einem hohen Druck. Die Löcher des Rohres flucht erPtenjenigen des Rohres 29.

Das Gitter 19 wird während der Verwendung verstopft. Bei einer Strömung von der Innenseite zur Außenseite drückt das Gitter 19, wenn es verstopft wird, gegen das äußere Rohr 29, so daß sich das Rohr 29 leicht ausdehnt. Das Gitter 19 gleitet auf sich selbst, um sich auf den entstehenden vergrößerten Durchmesser einzustellen, und nimmt dabei eine Spannung auf, die anderenfalls auf das Sieb oder den Saum bzw. Rand in einem festen Gitter übertragen würde. Wenn die Filteranordnung bei Strömungsbedingungen von der Außenseite zur Innenseite betrieben werden sollte, preßt sich das Gitter'19 gegen das Innenrohr 28, das Rohr 28 wird leicht zusammengedrückt und das Gitter 19 gleitet auf sich selbst, um sich auf den kleineren Durchmesser einzustellen. Die mit Löchern versehenen Rohre 28 und 29 sind an dem Handgriff 37 und der Basis an ihren entsprechenden Enden montiert und an diesen durch einen langgestreckten Stab 41 befestigt, der sich durch die Rohre 28 und 29 hindurch erstreckt, um an dem Handgriff 37 und der Basis anzugreifen. Im Filterbetrieb strömt das Strömungsmittel von dem Einlaß 16 in die öffnung 20, die durch das Gitter 19 und die mit Löchern versehenen Röhren 2 8 und 29 gebildet ist, und entlang den Wänden des Gehäuses 11 zum Auslaß 17. Die Filteranordnung 10 mit der vorstehend beschriebenen Strukturanordnung für eine Strömung von der Innenseite zur Außenseite ist in der

ο Lage, Druckabfällen über dem Filtersieb bis zu etwa 70 kg/cm (1000 psi) standzuhalten.

Bezüglich weiterer Einzelheiten ist zu sagen, daß eine obere Kappe 13 am oberen Abschnitt des Gehäuses durch Vorsprünge 22 auf der Kappe 13 befestigt ist, die mit einer passenden Vertiefung 2 3 in Eingriff steht. Diese Anordnung bildet eine zweckmäßige Kappe mit einer Vierteldrehung für einen einfachen Zugang zu der Korbanordnung 14. Eine wirksame Dichtung wird durch O-Ringe 24 gebildet^ die in einer Vertiefung 25 in der Kappe 13 angeordnet sind und mit dem oberen Abschnitt des Gehäuses 15 in Eingriff kommen.

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Der untere Abflußabschnitt bzw. die Basis 12 umfaßt eine Leitungukappe 18 und einen Stopfen 30, die an dem Mantel 11 montiert sind, so daß das Strömungsmittel über den abgeschrägten Filterboden 35 und aus der Anordnung 10 herausgelassen werden kann. Weiterhin ist eins nach oben verlaufende Haltevorrichtung 31 vorgesehen, um an einem vorstehenden Element 32 auf dem unteren Abschnitt der Korbbasis 33 anzugreifen. Die Filterkorbanordnung wird an ihrem oberen Ende durch einen Randabschnitt 34 des Gehäuses 15 in ihrer Lage gehalten, der mit dem unteren Vorsprung

36 des Handgriffes 37 in Eingriff steht.

Eine wirksame Dichtung zwischen dem Handgriff 37 und dem Randabsehnitt 34 wird durch··einen O-Ring 50 gebildet, der in einer Vertiefung 51 angebracht ist.

Die Filterkorbanordnung Ik weist den bereits erwähnten Handgriff

37 und eine Basis 33 auf, die an den entsprechenden Enden der Lochröhren 28 und 29 angebracht sind. Die Hadgriffanordnung 37 umfaßt einen umgekehrten U-förmigen oberen Teil oder Griff 40, der zum Herausziehen der Anordnung 14 aus dem Mantel 11 leicht ergriffen werden kann, ein Querteil 38, das die Schenkel des U-förmigen Teils 40 miteinander verbindet, und ein Unterteil 39, von dem aus die Schenkel nach oben verlaufen. Das Unterteil 39 hat eine Mittelöffnung 48 für eine Anbringung über den durchlöcherten Röhren 28 und 29 während das Querteil eine öffnung besitzt, in die der langgestreckte Stab 41 eingreift. Der Stab 4l führt axial durch den Mantel 11 hindurch und steht mit einer Gewindebohrung 42 in der Basis 33 in Eingriff, um die Anordnung 14 zu einer integralen Einheit zu machen. Der obere Abschnitt des Stabes 4l steht mit einer Gewindemutter 52 in Eingriff.

Die Basis 33 weist weiterhin eine Vertiefung 43, um die Röhren 28 und'29 und das Gitter 19 zu haltern, und einen flachen Ahsehnitt 44 auf, der von der Basis 33 nach oben verläuft.

Im Betrieb ist die Filteranordnung 10 mit einer nicht-gezeigten Strömungsmittelleitung durch die Einlaß- und Auslaßöffnung 26 und 27 gekoppelt. Das Strömungsmittel fließt durch den Einlaß

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und dann nach unten in die Filterkorbanordnung 14. Das Strömungsmittel wird gefiltert, wenn es durch das Gitter 19 und die gelöcherten Röhren 2 8 und 24 hindurch zur Mantelwand strömt. Das Strömungsmittel strömt darm auf dem durch die Pfeile gezeigten Weg nach oben und durch die Auslaßöffnung 27 nach außen. Diese Strömung von der Innenseite zur Außenseite hinterläßt einen Filterkuchen auf der Innenseite des Gitters 19. Die Kappe 13 mit Vierteldrehung wird von Zeit zu Zeit abgenommen und die Korbanordnung 1*1 wird aus dem Mantel 11 herausgehoben, um das Filtergitter 19 auszutauschen. Eine neue Filteranordnung 14 wird dann in den Mantel 11 eingesetzt, während das verschmutzte Sieb 19 ausgewaschen wird für eine zukünftige Verwendung. Die leichte und einfache Auswechselung des Filterelementes ist somit ein wichtiges Merkmal der Filteranordnung gemäß der Erfindung.

Das Filtergitter wird so ausgewählt, daß es für die gewünschte Filtration für die jeweilige Applikation geeignet ist. Das Gitter kann beispielsweise eine lichte Maschenweite von 0,15 x 0,15 mm (100 χ 100 mesh) aus rostfreiem Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,1140 mm (0,0045 Zoll) sein bei Filterströmungen wie einer Silikpndichtungsbasis, wo die Viskosität bis zu 1 000 000 Centipoise betragen kann. Ein typisches Gitter 19 würde etwa 16 cm (6 1/4 Zoll) breit und 61 cm (24 Zoll) lang sein und auf seiner kürzeren Abmessung aufgerollt und in ein durchlöchertes Rohr mit einem Durchmesser von 5 cm eingesetzt sein. Die so beschriebene Gitteranordnung ist wesentlich billiger als kommerziell verfügbare Gitter und kann für einen längeren Zeitraum verwendet werden, bevor es ausgewechselt werden muß.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel einer Filteranordnung gemäß der Erfindung hat den weiteren wesentlichen Vorteil, daß sich das Gitter unter Druck gegen die Stützwandung bewegen und auch gegen die Überlappung pressen kann, um eine Dichtung zu bilden. Dadurch werden die Schweiß- oder Lötverbindungen überflüssig, die Beanspruchungen auf feine Gitter übertragen.

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e r s e i ί

Claims

Ansprüche

1. Filteranordnung für unter hohem Druck stehende Strömungsmittel, gekennzeichnet durch ein langgestrecktes Gehäuse (15) mit einer Einlaßöffnung (26) und einer Auslaßöffnung (27) für die Strömungsmittel aip oberen Abschnitt, wobei die Einlaß- und Auslaßöffnungen auf einer Achse senkrecht .zur Längsachse des Gehäuses angeordnet sind, und durch eine auswechselbare Filterkorbanordnung (14) innerhalb des Gehäuses mit einem durchlöcherten Rohr (27, 28) einer Griffanordnung (37) und einer Basis (33), die an den entsprechenden Enden des Rohres angebracht sind, und mit einem im wesentlichen zylinderförmigen, in dem Rohr angeordneten Filtergitter (19), wobei die Basis (33) eine zusammenhängende Umschließung für die Filterkorbanordnung bildet und das Filtergitter (19) ein gerolltes, leicht überlappendes Gitter mit feinen Maschen ist und die Strömungsrichtung zum Filtern von der Einlaßöffnung in die Mitte der Filterkorbanordnung, durch das Gitter und das dieses umgebende Rohr hindurch und dann durch die Auslaßöffnung verläuft.

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2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Filterkorbanordnung (14) einen langgestreckten Stab (41) aufweist, der an seinem einen Ende an der Basis (33) und am anderen Ende an der Griffanordnung (37) befestigt ist, zur Bildung einer integralen Einheit mit dem durchlöcherten Rohr (18) und dem Filtersieb (19), wobei die Einheit hohen Drucken für längere Zeiträume standhalten kann.

3. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Querteil (38) zwischen der Griffanordnung (37) und der Basis (33) angeordnet ist und sich quer zu dem langgestreckten Stab (41) zwischen den Wänden des Mantels (11) erstreckt und eine Mittelöffnung (47) aufweist, in die der Stab (41) eingreift.

4. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Griffanordnung (37) einen unteren Abschnitt (39) mit einer öffnung (48), in die das durchlöcherte Rohr (18) eingreift, einen Griff (40), der die Form eines umgekehrten "U" hat und von der Basis nach oben verläuft, und den Querteil (38) umfaßt, der quer zwischen den Schenkeln des "U" verläuft und die öffnung (47) umfaßt, in die der Stab (41) zur Verbindung der Anordnung (14) zu einer integralen Einheit eingreift.

5. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Basis (33) einen Randabschnitt (43) zur Halterung der Unterseite des durchlöcherten Rohres, einen vom Rand (43) nach oben verlaufenden Abschnitt (44) zum Eingriff mit dem Rohr und dem Sieb (19), eine Gewindebohrung auf dem oberen Abschnitt zum Eingriff mit dem Sieb (41) und einen nach unten vorstehenden Positionierabschnitt umfaßt zum Eingriff mit dem Gehäuse.

6. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Filtersieb (19) ein langgestrecktes Sieb mit einer feinen Maschenweite ist, das auf

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seiner kürzeren Ausdehnung aufgewickelt ist für einen Einsatz in das durchlöcherte Rohr.

7. Filteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Filtersieb (19) ein feinmaschiges Sieb mit rechtwinkliger Konfiguration ist, das Druck-

2 abfällen über dem Sieb im Bereich bis zu etwa 70 kg/cm (1000 psi) standzuhalten vermag.

8. Filteranordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Mantel (11) vorgesehen ist, an dessen einem Ende ein unterer Ablaufabschnitt (12) und an dessen anderem Ende das obere Gehäuse (15) angebracht ist, das eine Einlaßöffnung (26) und eine Auslaßöffnung (27) an seinen gegenüberliegenden Seiten und eine obere Öffnung (23) und eine Kappe (13) für einen Eingriff in die obere öffnung (23) aufweist.

9. Filteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das obere Gehäuse (15) einen vorspringenden Rand (34), der von der Unterseite der Einlaßöffnung (26) nach innen verläuft, und einen Abschnitt (17) aufweist, der von der oberen Oberfläche der Auslaßöffnung (27) nach unten verläuft und einen unteren vorspringenden Rand aufweist, wobei die Ränder die Handgriffanordnung (37) und den nach unten verlaufenden Abschnitt am Auslaß haltern derart, daß die Strömungsmittelströmung nach unten in die Korbanordnung (14) gerichtet ist.

10. Filteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kappe (13) eine Kappe mit Vierteldrehung ist und darauf VorSprünge (22) aufweist und das Gehäuse (15) eine Vertiefung bzw. Rille (23) aufweist, wobei die Vorsprünge (22) und die Vertiefung (23) miteinander in Eingriff bringbar sind.

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11. Filteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der untere Abflußabschnitt (12) einen vertieften Abschnitt an seinem oberen Ende aufweist für einen Eingriff der Basis (33) der Korbanordnung (14) und eine Leitungskappe (18) und einen Stopfen (30), der an seinem unteren Ende an dem Mantel (11) befestigt ist, so daß die Filteranordnung entleerbar ist.

12. Filteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkorbanordnung (14) zwei konzentrisch angebrachte Röhren (27, 28) aufweist und das im wesentlichen zylinderförmige Filtersieb (19) zwischen den Röhren angeordnet ist.

13. Filteranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungsrichtung zum Filtern von der Einlaßöffnung in die Mitte der Korbanordnung, durch das Sieb und die durchlöcherten Röhren und dann durch die Auslaßöffnung verläuft.

14. Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Basis einen Randabschnitt zur Halterung der Unterseiten der durchlöcherten Röhren, einen vom Rand nach oben verlaufenden Abschnitt zum Eingriff mit den Röhren und dem Sieb, eine Gewindebohrung auf dem oberen Abschnitt zum Eingriff mit dem Stab und einen nach unten vorstehenden Positionierabschnitt umfaßt zum Eingriff mit dem Gehäuse.

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