-
Einlaufverteilervorrichtung für einen
-
Filter Die Erfindung betrifft eine Einlaufverteilervorrichtung für
einen Filter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Für eine einwandfreie Filtration ist es notwendig, daß das zu filternde
Medium gleichmäßig verteilt in das Filtergehäuse eingeführt wird. Bei der bekannten
Einlaufverteilervorrichtung wird das zu filternde Medium an vier über den Umfang
des Gehäusedeckels verteilt angeordneten Zuläufen in das Filtergehäuse eingebracht.
Unterhalb des Deckels befindet sich der ringförmige Sammelraum, der durch einen
äußeren Flansch begrenzt ist. Zwischen ihm und. einem unteren plattenförmigen Tragteil
ist ein ringförmiger Spalt vorgesehen, durch den das Medium aus dem Sammelraum in
einen weiteren ringförmigen Raum strömen kann. Im Anschluß hieran wird das Medium
im Strömungsraum wellenförmig geführt, bis es auf eine unterhalb des Tragteiles
angeordnete Scheibe auftritt und von dort in das Gehäuseinnere strömt. Der den Sammelraum
begrenzende Flansch ist an der Deckelunterseite mittels eines O-Ringes abgedichtet.
Während des Filterns baut sich im Sammelraum ein großer hydraulischer Druck auf,
weil das Medium durch den ringförmigen Spalt nicht in dem Naße abströmen kann, wie
es durch die Zuläufe dem Sammelraum zugeführt wird. Infolge dieses hohen hydraulischen
Druckes wird der Flansch zusammen mit dem Tragteil gegenüber
dem
Gehäusedeckel nach unten gedrückt, wodurch in diesen Bereich eine undichte Stelle
entsteben#kann,#iirch die Medium bevorzugt strömt. Dadurch wird die Wirkung der
Einlaufverteilervorrichtung aufgehoben, mit der eine über den gesamten Umfang des
Filtergehäuses gleichmäßige Zuführung des zu filternden Mediums in das Gehäuseinnere
angestrebt wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einlaufverteilervorrichtung
so auszubilden, daß bei möglichst einfacher konstruktiver Ausgestaltung eine sehr
gleichmäßige und genau radial nach außen gerichtete Ableitung des zu filternden
Mediums über den gesamten Umfang des Filtergehäuses erreicht wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
-
der erfindungsgemäßen Einlaufverteilervorrichtung strömt das zu filternde
Medium zunächst in den Sammelraum und vön dort in die ringförmigen StromunGskanäle-
Durch einen geringen Differenzdruck zwischen dem Sammelraum und den Strömungskanälen
wird sichergestellt, daß halle Strömungskanäle mit gleicherttnce beschickt werden.
Das zu filternde Medium wird durch die Strömungskanäle in einzelne Strömungsanschnitte
aufgeteilt, die auf den unterhalb der Strömungskanäle angeordneten Umlenkteil treffen
und von ihm in gewünschter Weise umgelenkt werden. Da die Strömungskanäle untereinander
leitungsverbunden sind, wird trotz der Aufteilung in einzelne Strömungsabschnitte
in den Strömungskanälen sichergestellt, daß sie nach der Umlenkung wieder zusammengeführt
und in das Gehäuseinnere geleitet werden. Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung
wird im Sammelraum. kein so hoher hydraulischer Druck aufgebaut, daß die Abdichtung
des
Sammelraumes gegen den Gehäuseinnenraum beeinträchtigt wird,
so daß mit der erfindungsgemäßen Einlaufverteilervorrichtung eine einwandfreie Filtration
gewährleistet ist.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Filter in Ansicht und
teilweise im Schnitt, Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Einlaufbereich des
Filters gemäß Fig. 1 teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht.
-
Der Filter hat ein Gehäuse 1, das durch einen Deckel 2 geschlossen
ist und in dem eine Filtratablaufwelle 3 untergebracht ist, die übereinander angeordnete
Filterelemente 4 trägt. Die Filtratablaufwelle 3 ist mit ihrem oberen Ende in einem
Lager 5 und mit ihrem unteren Ende in einem Gehäuse 6 untergebrachten Lager drehbar
abgestützt. Das untere Ende der Filtratablaufwelle 3 ist über ein Getriebe 7 mit
einem Hydraulikmotor 8 verbunden, mit dem die Filtratablaufwelle gedreht werden
kann. Das zu filtrierende Medium wird durch einen Zulauf 9 in einen Sammelraum 10
zwischen dem Deckel 2 und einer Einlaufverteilervorrichtung 11 in das Filtergehäuse
1 eingeleitet. Die Einlaufverteilervorrichtung 11 führt das zu filternde Medium
über den gesamten Umfang des Filtergehäuses 1 gleichmäßig zu. Auf den Filterelementen
4 bildet sich der Filterrückstand, während das Filtrat durch die Filtratablaufwelle
5 einem Auslaß 12 zufließt, aus dem es aus dem Filter austritt. Wenn der Filterrückstand
auf
den Filterelementen 4 eine bestimmte Höhe hat, wird der Zulauf
des zu filtrierenden Mediums unterbrochen und über den Hydraulikmotor 8 die Filtratablaufwelle
3 in bekannter Weise gedreht, wodurch die Filterrückstände von den Filterelementen
abgeschleudert werden und auf den Boden 13 des Filtergehäuses 1 fallen, von wo sie
in bekannter Weise entnommen werden können.
-
Die Verteilervorrichtung 11 hat eine Verteilerplatte 14, die ringscheibenförmig
ausgebildet und mit ihrem radial äußeren Rand 15 an der Innenseite des Deckels 2
befestigt ist. Die Verteilerplatte 14 begrenzt den Sammelraum 10 nach unten und
ist vorzugsweise an der Deckel innenseite derart angeschweißt, daß ein flüssigkeitsdichter
Abschluß erreicht wird. Die Verteilerplatte 14 wird bei der Montage des Filters
zunächst nur am radial äußeren Rand 15 festgeschweißt. Dadurch ist der zwischen
dem Deckel 2 und der Verteilerplatte vorgesehene Sammelraum 10 zunächst noch frei
zugänglich, so daß beispielsweise Veredelungsarbeiten, wie Eloxieren und dergleichen
, ohne weiteres durchgeführt werden können. Die Verteilerplatte 14 ist an ihrer
Unterseite mit senkrecht zu ihr liegenden koaxialen Ringwänden 16 bis 22 versehen,
die mit Abstand voneinander angeordnet sind und ringförmige Strömungsräume 23 begrenzen.
-
An der Verteilerplatte 14 sind nahe dem äußeren Rand 15 über den Umfang
gleichmäßig verteilt angeordnete, senkrecht nach unten abstehende Gewindebolzen
24 befestigt, an denen das radial äußere Ende eines Umlenkteiles 25 lösbar befestigt
werden kann. Der Umlenkteil 25 hat Abstand von der Deckel innenseite und begrenzt
mit dieser eine ringförmige Durchströmöffnung 26 für das über den Zulauf 9 in das
Filtergehäuse 1 eingeführte Filtermedium. Der Umlenkteil 25 hat einen zentrisch
angeordneten, in Richtung auf den
Deckel 2 verlaufenden Flansch
27, der an einem Befestigungsring 28 befestigt ist. Er ist an der Unterseite eines
Lagerflansches 29 lösbar befestigt, auf dem das obere Lager 5 der Filtratablaufwelle
3 gelagert ist. Der Befestigungsring 28 überragt den Lagerflansch 29 radial nach
außen.
-
Der Lagerflansch 29, der überstehende Teil des Befestigungsrings 28,
die Verteilerplatte 14 und der Deckel 2 begrenzen den im Querschnitt etwa keilförmig
nach außen sich verengenden ringförmigen Sammelraum 10. Da der plattenförmig ausgebildete
Umlenkteil 25 lösbar an der Verteilerplatte 14 und am Lagerflansch 29 befestigt
ist, kann er jederzeit im Bedarfsfalle, beispielsweise zu Reinigungs-oder zu Reparaturzwecken,
entfernt werden, so daß auch nach Einbau der Verteilervorrichtung 11 der Sammelraum
10 immer noch leicht zugänglich ist.
-
Das durch den Zulauf 9 zugeführte, zu filternde Medium gelangt in
den Sammelraum 10 und fließt von dort durch öffnungen 30 in der Verteilerplatte
14 in jeden der ringförmigen Strömungsräume 23. Da die Verteilerplatte 14 etwa in
halber Höhe des Flansches 27 angeordnet ist und sich etwa in Höhe des radial äußeren
Randes des Lagerflansches 29 befindet, hat der Sammelraum 10 ein verhältnismäßig
großes Fassungsvermögen, so daß das zu filternde Medium über den Zulauf 9 störungsfrei
in den Sammelraum gelangen kann. Um über den gesamten Umfang des Sammelraumes 10
eine gleichmäßige Verteilung des zu filternden Mediums zu gewährleisten, sind die
öffnungen 30 jedes Strömungsraumes 23 über den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt
angeordnet. Der Gesamtdurchlaßquerschnitt sämtlicher Öffnungen 30 in der Verteilerplatte
14 ist so bemessen, daß im Sammelraum 10 der Druck größer ist als unterhalb der
Verteilerplatte
innerhalb des Filtergehäuses 1. Dadurch wird erreicht,
daß durch sämtliche Öffnungen 30 eine gerichtete, gleichmäßige Strömung des Mediums
aus dem ringförmigen Sammelraum 10 erfolgt. Das durch die Öffnungen 30 strömende
Medium trifft etwa senkrecht auf den plattenförmigen Umlenkteil 25 und wird dort
umgelenkt. Um die hierbei auftretenden Strömungsturbulenzen zum Teil aufzulösen
und in eine gerichtete, radiale Strömung umzulenken, sind die Ringwände 16 bis 22
vorgesehen. Die Ringwände 16 bis 21 haben jeweils gleichen Abstand voneinander.
Der Abstand der radial innersten Ringwand 16 vom Flansch 27 ist größer, vorzugsweise
doppelt so groß, wie der Abstand von der benachbarten Ringwand 17. Der Abstand zwischen
den beiden radial äußersten Ringwänden 21 und 22 ist ebenfalls größer als der Abstand
zwischen den Ringwänden 16 bis 21. Die radial äußerste Ringwand 22 liegt mit Abstand
vom radial äußeren Rand 15 der Verteilerplatte 14.
-
Die Ringwände 16 bis 21 haben Abstand von dem unterhalb von ihnen
angeordneten Umlenkteil 25. Diese Abstände nehmen von der radial innersten Ringwand
16 zur radial äußersten Ringwand 22 zu. Zwischen den Stirnseiten der Ringwände 16
bis 21 und der Verteilerplatte 14 werden auf diese Weise Durchströmöffnungen gebildet,
deren Querschnitt radial nach außen zunimmt. Das am Umlenkteil 25 radial nach außen
umgelenkte Medium erreicht in folge - der zunehmenden Durchflußquerschnitte z-h
den Stirnseiten der Rinqwar#de und dem I: am dem Umlenkteiles eine solche Strömungsgeschwindigkeit,
daß das Medium längs der Innenseite des Deckels 2 durch die Durchströmöffnung 26
mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit und ohne Auftreten von Turbulenzen
in das Gehäuse 1 strömt.
-
Da die Abstände zwischen dem Umlenkteil 25 und den Ringwänden
16
bis 22 radial nach außen zunehmen, wird zwangsläufig eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit
des Gesamtstromes des zu filternden Mediums erreicht, obwohl durch die Öffnungen
30 jedes Strömungsraumes 23 Medium zuströmt und dadurch die Gesamtstrommenge radial
nach außen zunimmt. Die zunehmenden Abstände zwischen den Ringwänden 16 bis 22 und
dem Umlenkteil 25 führen außerdem dazu, daß in dem jeweils radial inneren Strömungsraum
23 der Druck höher ist als im jeweils benachbarten, radial äußeren Strömungsraum.
Dies trägt ebenfalls zu der vorteilhaften, radial nach außen gerichteten Strömung
des Mediums bei. Auf diese Weise wird erreicht, daß über den gesamten Umfang des
Sammelraumes 10 eine sehr gleichmäßig und genau gerichtete Strömung des zu filternden
Mediums erreicht wird, die für eine hohe Filterqualität sorgt.
-
Im Bereich zwischen der radial äußersten Ringwand 22 und dem Deckel
2 sind in der Verteilerplatte 14 über den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt
angeordnete Öffnungen 32 vorgesehen, durch die in vorteilhafter Weise verhindert
wird, daß in. den kritischen Randbereichen des Sammelraumes 10 stehende Rückstände
gebildet werden, die für den Filtrationsvorgang biologisch bedenklich wären. Auf
dem Umlenkteil 25 ist zwischen den beiden Ringwänden 21, 22 eine aufwärts ragende
Ringwand 33 vorgesehen, die in Axialrichtung bis in den von diesen beiden Ringwänden
begrenzten Strömungsraum 23 ragt. Die Ringwand 33 führt zu einer wellenförmigen
Umlenkung des Mediumsstromes und beruhigt diesen weiter, so daß beim Durchströmen
der Durchströmöffnung 26 keine Turbulenzen im Medium und beim übergang in den Innenraum
des Gehäuses 1 auftreten. Es ist aber auch durchaus möglich, auf die Ringwand 33
des Umlenkteiles 25 zu verzichten, da infolge der beschriebenen Ausbildung der Verteilervorrichtung
11
am radial äußeren Rand des Umlenkteiles 25 nur sehr geringe Strömungsgeschwindigkeiten
auftreten, die zu keinen Verwirbelungen im Austrittsbereich führen.
-
Da der Umlenkteil 25 lösbar mit der Verteilerplatte 14 verbunden ist,
kann die Lage des Umlenkteiles beim Einbau in das Gehäuse 1 sehr genau eingestellt
werden, um exakt vorgegebene Strömungsgeschwindigkeiten einzustellen. Der Abstand
zwischen dem radial äußeren Rand-34 des Umlenkteiles 25 und der Deckelinnenseite
kann somit genau eingestellt werden, um eine vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit
einzustellen. Als Verstellvorrichtung sind Muttern 35, 36 und Kontermuttern 37 vorgesehen,
die auf die Gewindebolzen 24 der Verteilerplatte 14 geschraubt werden. Der Umlenkteil
25 liegt mit seinem äußeren Randbereich zwischen den Muttern 35 und 36.
-
Mit den Muttern kann der Umlenkteil 25 stufenlos und auch jederzeit
nachträglich gegenüber der Verteilerplatte 14 und dem Deckel 2 innerhalb des Gehäuses
1 eingestellt werden. Infolge dieser Einstellmöglichkeit kann die Verteilervorrichtung
11 beispielsweise auch für verschieden große Filter eingesetzt werden, für die unterschiedlich
große Durchströmöffnungen 26 vorgesehen werden müssen. Mit der Einstellung des Durchlaßquerschnittes
der Durchströmöffnung 26 wird gleichzeitig a B - standAbstand zwischen den Ringwänden
16 bis 22 und dem Umlenkteil geändert. Um über den gesamten Umfang des Umlenkteiles
25 eine gleichmäßige Zuführung des Mediums zu gewährleisten, ist der Durchlaßquerschnitt
der Durchströmöffnung 26 über den gesamten Umfang gleich groß.
-
Der Flansch 27 weist auf seiner Außenseite einen umlaufenden Ring
38 auf, in dessen Oberseite ein Dichtungsring 39 eingelegt ist. Der Ring 38 dient
als Auflager für das radial innere Ende der Verteilerplatte 14, die zum Durchtritt
des Flansches 27 eine zentrische Öffnung 40 aufweist, deren Durchmesser geringfügig
größer ist als der Außendurchmesser des Flansches 27. Der Ring 38 ist in einer solchen
Höhe an der Außenseite des Flansches 27 vorgesehen, daß beim Einbau des Umlenkteiles
25 die Verteilerplatte 14 elastisch nach oben in Richtung auf den Deckel 2 gebogen
wird. Dadurch wird im Bereich des Dichtungsringes 39 eine gewünschte hohe Vorspannkraft
und damit eine hohe Dichtwirkung erzielt. Der Dichtungsring 39 beziehungsweise der
Ring 38 bilden eine axiale Abstützung für die Verteilerplatte 14, durch die verhindert
wird, daß die Verteilerplatte infolge des im Sammelraum 10 herrschenden hydraulischen
Druckes durchbiegt und die radial innerste Ringwand 16 auf dem Umlenkteil 25 zur
Auflage kommt.
-
Der Umlenkteil 25 weist im Bereich unterhalb des Ringes 38 über den
Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen 41 und
radial neben der Ringwand 33 Durchtrittsöffnungen 42 auf, die die Bildung von Rückständen
im Bereich des Flansches 27 beziehungsweise im Bereich der dem Flansch zugewandten
Seite der Ringwand 33 verhindern.