DE3431396C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein rückspülbares Filter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Filter der angegebenen Art (DE-OS 26 21 307) ist der hydraulische Drehantrieb als Reaktions­ antrieb oder als angeströmtes Flügelrad ausgebildet und wird von dem Spülstrom gespeist. Die damit erhaltenen Drehgeschwindigkeiten können in einem sehr weiten Bereich schwanken, insbesondere in Abhängigkeit von zufälligen Veränderungen der auftretenden Reibungswider­ stände. Insbesondere kann die Drehgeschwindigkeit zu hohe Werte annehmen, bei denen das Filterelement nicht mehr richtig gereinigt wird. Andererseits kann es auch leicht vorkommen, daß beim zufälligen Auftreten eines hohen Reibungswiderstandes der Drehantrieb ganz stehen­ bleibt.

Die Verwendung eines Verdrängerantriebes mit Speisung durch das Filtrat ist aus der GB-PS 4 13 677 bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion wird jedoch ein linear bewegter Spülspalt verwendet, für den ein notwendigerweise auf­ wendiger und viel Platz beanspruchender hin- und her­ gehender Antrieb mit einer komplizierten Umsteuerein­ richtung vorgesehen ist; offensichtlich ist auch ein beträchtlicher Wartungsbedarf vorhanden, da zahlreiche Gelenkverbindungen und mechanische Steuereinrichtungen vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein rückspülbares Filter der angegebenen Art zu schaffen, bei dem eine gleichmäßige und betriebssichere Arbeits­ weise sichergestellt ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der bei dem erfindungsgemäßen Filter verwendete Verdränger- Hydraulikmotor kann im Vergleich zu einem angeströmten Flügelrad oder einem Reaktionsantrieb ohne weiteres für ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und insbe­ sondere auch direkt für die erforderlichen niedrigen Dreh- oder Bewegungsgeschwindigkeiten ausgelegt werden, ohne daß es eines Untersetzungsgetriebes bedürfte. Die Drehzahl ist weitgehend unabhängig von zufälligen Schwankungen der Reibungswiderstände, und mit dem hohen Drehmoment können auch verhältnismäßige große Reibungswiderstände überwunden werden. Da als Antriebs­ flüssigkeit des Verdränger-Hydraulikmotors das Filtrat verwendet wird, also das bereits gereinigte Filter­ medium, ist der Verschleiß des Verdränger-Hydraulikmotors besonders gering, und es können enge Dichtspalte angewandt werden, so daß sich ein hoher Wirkungsgrad ergibt. Die für den Antrieb erforderlichen Mengen an Filtrat- Antriebsflüssigkeit sind so gering, daß die Filtrations­ leistung nicht störend vermindert wird. Andererseits ist jedoch die für den Antrieb verwendete Flüssigkeitsmenge nicht auf die Größe des Spülstromes beschränkt. Durch die gewählte Anordnung ist der Verdränger-Hydraulikmotor in sehr platzsparender Weise mit den anderen Bestandteilen des Filters integriert. Auch läßt sich bei dieser Bauweise die für den Hydraulikmotor benötigte Verbindung zu dem Ausgangsabschnitt des Filters sehr einfach über eine Öffnung in der Gehäusewand herstellen. Der Verdränger- Hydraulikmotor kann in sehr einfacher Weise aufgebaut sein, beispielsweise mit zahnradartigen Rädern; die damit erziel­ bare große Einfachheit und Robustheit ist für den Betrieb unter rauhen Bedingungen sehr vorteilhaft; dagegen fallen die bei Zahnradmotoren grundsätzlich größeren Verluste bei den hier benötigten kleinen Antriebsleistungen nicht ins Gewicht.

Insgesamt ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Filter eine sichere und gleichmäßige Arbeitsweise, bei der das Reinigen des Filterelements durch Rückspülen auch unter erschwerten Betriebsbedingungen sichergestellt ist.

Um die Leistung des Verdränger-Hydraulikmotors unabhängig von zufälligen Schwankungen des Verbrauchs der über das Filter bezogenen Flüssigkeit zu machen, ist zweckmäßiger­ weise der Filter-Ausgangsabschnitt über ein Druckhalte­ ventil mit einem Filterausgang verbunden; das Druckhalte­ ventil sorgt dafür, daß der am Hydraulikmotor wirksame Eingangsdruck der Betriebsflüssigkeit (des Filtrats aus dem Ausgangsabschnitt) stets konstant bleibt. Es ver­ steht sich, daß man vorzugsweise ein auf verschiedene Druckwerte einstellbares Druckhalteventil verwenden wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Axialschnitt­ darstellung eines erfindungsgemäßen Filters. Die Zeichnung soll die erfindungsgemäßen Prinzipien erläutern und ist nicht maßstäblich zu verstehen.

Die Figur zeigt ein rückspülbares Filter für Flüssigkeit. Das Filter hat ein im wesentlichen zylindrisches Filter­ gehäuse 1 mit einer Umfangswand 3 und stirnseitigen Ge­ häusewänden 5 und 7, die mit der Umfangswand 3 durch Flanschverbindungen, z.B. 9 und 11, unter Zwischenlage von Ringdichtungen 13 bzw. 15 verbunden sind. In ring­ förmigen Ausnehmungen 17 bzw. 19 der stirnseitigen Ge­ häusewände 5 bzw. 7 ist ein zylindermantelförmiges Filter­ element 21 gelagert. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Drahtgerüst mit Gewebe-Bespannung handeln. Das Filter­ element 21 trennt einen innerhalb des Filterelements lie­ genden Eingangsabschnitt 23 von einem außerhalb des Filter­ elements liegenden Ausgangsabschnitt 25 des Filters. Somit stellt bei dieser Ausführungsform die Innenseite des Filter­ elements die Eingangsseite dar. Nahe vor dieser Eingangs­ seite, gegebenenfalls auch auf dieser schleifend, ist ein Spülspalt 27 vorgesehen, der als Mündung eines Spülkopfes 29 ausgebildet ist und sich über im wesentlichen die ganze axiale Länge des Filterelements 21 erstreckt. Der Spül­ spalt hat eine verhältnismäßig geringe Umfangsbreite, so daß nur ein schmaler Axialstreifen des Filterelements 21 innen von dem Spülspalt 27 überdeckt wird. Damit alle Be­ reiche des Filterelements 21 von dem Spülspalt erfaßt werden können, ist der Spülspalt über das Filterelement 21 verfahrbar, und zwar dadurch, daß der den Spülspalt 27 auf­ weisende Spülkopf 29 mittels eines Hydraulikmotors 31 um die Zylinderachse 33 des Filterelements 21 drehbar ist. Der Spülkopf 29 sitzt auf einer zur Zylinderachse 33 koaxialen Welle 35, die in Drehlagern 37 bzw. 39 der stirnseitigen Gehäusewände 5 bzw. 7 drehbar und abgedichtet gelagert ist. Bei dem Drehlager 39 sind zur Abdichtung dienende Ringdichtungen 41 angedeutet.

Die Welle 35 hat einen Hohlraum 43, der über das Innere des Spülkopfes 29 mit dem Spülspalt 27 und über das in der Figur untere offene Ende der Welle 33 in dem abgedich­ teten Drehlager 39 mit einer Spülleitung 45 verbunden ist. Die Spülleitung enthält ein Absperrventil 47 und ist mit einem im wesentlichen unter Atmosphärendruck stehenden Abflußbereich 48 verbunden. Der Eingangsabschnitt 23 ist an eine Eingangsleitung 49 angeschlossen, über die zu filtrierende Flüssigkeit zuge­ führt werden kann. An den Ausgangsabschnitt 25 ist ein Ausgang 51 angeschlossen, über den Verbraucher mit fil­ trierter Flüssigkeit versorgt werden können. Bei der dar­ gestellten Ausführungsform ist der Ausgang 51 über ein Druckhalteventil 53 angeschlossen; dies dient dazu, den im Ausgangsabschnitt 25 herrschenden Betriebsdruck während des Filtrationsvorganges auf einem gewünschten Wert zu halten.

Der Hydraulikmotor 31 ist in einer Motorkammer 55 angeordnet, die auf der Außenseite der in der Figur oben dargestellten, quer zu der Zylinderachse 33 verlaufenden Gehäusewand 5 vorgesehen ist und eine Außen­ wand 57 aufweist. Der Hydraulikmotor ist mit einem durch die Gehäusewand 5 vorstehenden Abschnitt 59 der den Spül­ kopf 29 tragenden Welle 35 antreibend gekoppelt, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform einfach dadurch, daß der vorstehende Abschnitt 59 ein mit der Welle drehfest verbundenes Abtriebsrad 61 des Hydraulikmotors 31 aufweist. Dies vereinfacht den Aufbau.

Der Hydraulikmotor 31 hat noch wenigstens ein weiteres Rad 63, und der Aufbau wird dadurch sehr vereinfacht, daß der Hydraulikmotor Räder 61, 63 hat, die zwischen der Außenseite 65 der Gehäusewand 5 und der Innenseite 67 der Motorkammer-Außenwand 57 liegen und von den Wänden 5, 57 um Dichtspalte 69 bzw. 71 beabstandet sind, so daß sich eine für die Zwecke des Hydraulikmotors 31 genügende Ab­ dichtung zu den Wänden 5 und 57 ergibt.

Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Hydraulikmotor 31 um einen Zahnradmotor; die Räder 61 und 63 sind also als Zahnräder ausgebildet und kämmen in einem Zwischenbereich 73. Wie bei hydraulischen Zahnrad­ motoren bekannt, sind im Bereich der Umfangsenden des Zwischenbereichs 73 ein Antriebsflüssigkeits-Einlaß 75 bzw. ein Antriebsflüssigkeits-Auslaß 77 vorgesehen; da sie etwas außerhalb der Zeichenebene liegen, sind sie in der Figur nur gestrichelt angedeutet. Der zwischen den Rädern 61, 63 des Hydraulikmotors 31 liegende Antriebs­ flüssigkeits-Einlaß 75 ist über einen in der Außenseite der Gehäusewand 5 ausgenommenen Einlaßkanal 79 und eine die Gehäusewand 5 durchsetzende Einlaßöffnung 81 mit dem Ausgangsabschnitt 25 des Filters verbunden. Die bei dem Antriebs­ flüssigkeits-Einlaß erforderlichen Verbindungen sind so in einfacher und platzsparender Weise in der Gehäusewand 5 ausgebildet.

Der Antriebsflüssigkeits-Auslaß 77 ist mit einer in der Innenseite 67 der Außenwand 57 ausgenommenen, die Welle 35 umgebenden Auslaßkammer 81 verbunden, die über wenigstens eine in der Welle 35 vorgesehene Bohrung 83 mit dem Hohlraum 33 der Welle 35 und damit mit der Spülleitung 45 verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich ohne Verwendung zusätzlicher Leitungen die bevorzugte Verbindung des An­ triebsflüssigkeits-Auslasses 77 mit der Spülleitung 45. Die Verbindung erfolgt bei der dargestellten Ausführungs­ form über einen in der Innenseite 67 der Außenwand 57 aus­ genommenen Auslaßkanal 85. Auch dies ist baulich besonders einfach.

Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der vorstehende Abschnitt 59 der Welle 35 abgedichtet durch die Motorkammer-Außenwand 57 nach außen. Man kann dadurch auch von außen Antriebskräfte auf die Welle 35 ausüben. Zweckmäßigerweise ist der nach außen vorstehende Abschnitt der Welle mit einer Profilierung 87 versehen, die beispiels­ weise für den Eingriff eines Drehmomentschlüssels ausgebil­ det sein kann. Dadurch kann man bequem die Welle 33 auch von Hand drehen. Außerdem erleichtert die Profilierung 87 die Beobachtung der Drehbewegung der Welle 35.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist neben dem zen­ tralen Abtriebsrad 61 nur ein weiteres Rad 63 des Hydrau­ likmotors 31 dargestellt. Es versteht sich, daß aus Symmetriegründen und zur Erhöhung des Drehmoments des Hydraulikmotors auch mehrere weitere Räder vorgesehen sein können, die beispielsweise gleichmäßig um das zentrale Abtriebsrad 61 verteilt sind und mit diesem kämmen; die so entstehenden kämmenden Zwischen­ bereiche sind in der gleichen Weise wie dargestellt über in den Wänden der Motorkammer ausgenommene Kanäle mit im Ausgangsabschnitt 25 bzw. der Auslaßkammer 81 verbunden. Eine weitere bauliche Vereinfachung ergibt sich dadurch, daß die weiteren Räder in Vertiefungen 89, 91 der Gehäuse­ wand 5 bzw. der Außenwand 57 drehbar gelagert sind.

Das beschriebene Filter arbeitet wie folgt:

Die zu reinigende Flüssigkeit (die Trübe) wird unter Druck durch die Eingangsleitung 49 in das Filter einge­ leitet, gelangt zuerst in den Eingangsabschnitt 23 im Inneren des zylindermantelförmigen Filterelements 21, strömt dann unter Zurückhaltung von Verunreinigungen durch das Filterelement 21 in den Ausgangsabschnitt 25, der ringförmig zwischen dem Filterelement 21 und der Um­ fangswand 3 des Filtergehäuses liegt, und tritt als Filtrat über das Druckhalteventil 53 und den Filter-Ausgang 51 als Filtrat aus dem Filter aus. Das Absperrventil 47 in der Spülleitung 45 sei zunächst geschlossen. Es kann sich dann in dem Antriebsmotor 31 kein Druckgefälle aufbauen, und der Motor 31 steht still. Die abgetrennten Verunreinigungen sitzen zum größten Teil auf der Innenwand des Filterele­ ments 21 und können von dort durch Rückspülen entfernt werden. Außerdem fallen abgetrennte Verunreinigungen nach unten auf die Innenseite der Gehäusewand 7 und werden dort durch die im Eingang 49 herrschende Flüssigkeitsströmung und durch die Rührwirkung des noch zu beschreibenden Spül­ kopfes 29 aufgerührt und in der Schwebe gehalten, so daß im wesentlichen die gesamten Verunreinigungen durch den noch zu beschreibenden Rückspülvorgang entfernt werden kön­ nen.

Sobald rückgespült werden soll, wird durch Öffnen des Ab­ sperrventils 47 die Spülleitung 45 mit dem im wesent­ lichen unter Atmosphärendruck stehenden Abflußbereich 48 ver­ bunden. Dadurch sinkt der Druck im Inneren des Spülkopfes 29 und im Spülspalt 27, und die (unter der Wirkung des Druckhalteventils 53) unter einem höheren Betriebsdruck stehende filtrierte Flüssigkeit (das Filtrat) in dem Aus­ gangsabschnitt 25 strömt zurück durch den Spülspalt 27 und über den Hohlraum 43 der Welle 35 in die offene Spül­ leitung 45. Der Druckabfall im Inneren der Welle 35 pflanzt sich über die Bohrungen 83, die Auslaßkammer 81 und den Auslaßkanal 85 zu dem Antriebsflüssigkeits-Aus­ laß 77des Hydraulik-Antriebsmotors 31 fort, und aus dem Ausgangsabschnitt 25 strömt die unter höherem Druck stehen­ de filtrierte Flüssigkeit (das Filtrat) durch die Einlaßöffnung 81 und den Einlaßkanal 79 in den Antriebsflüssigkeits-Einlaß 75. Die sich dadurch ausbildende Strömung durch den Hydraulik­ motor 31 setzt den Motor in Bewegung, und dadurch wird die auf der Welle 35 sitzende Spüldüse 29 um die Achse 33 gedreht, so daß der Spülspalt 27 die gesamte Innenfläche des Filterelements 21 abfährt und spült. Da die Quer­ schnittsfläche des Spülspalts 27 klein ist im Vergleich zur gesamten Fläche des Filterelements 21, wird die Fil­ terleistung nur wenig vermindert, und der Spülvorgang kann unter fortlaufender Drehung des Spülkopfes 29 ständig wäh­ rend des Filtrationsvorganges aufrechterhalten werden. Der Spülvorgang kann durch Schließen des Absperrventils 47 jederzeit angehalten werden. Dies ist zweckmäßig, wenn die zu verwendende Flüssigkeit nur verhältnismäßig wenig Verunreinigungen enthält und ein Rückspülen in verhält­ nismäßig großen Zeitabständen ausreicht.

Claims (12)

1. Rückspülbares Filter für Flüssigkeit mit einem Gehäuse (1), einem flächigen Filterelement (21), das einen Eingangsabschnitt (23) von einem Ausgangsabschnitt (25) des Filters trennt, einem nahe vor der Eingangsseite des Filterelements (21) angeordneten und über das Filterelement verfahrbaren Spülspalt (27), einer mit dem Spülspalt (27) verbundenen Spülleitung (45), und einem von der Flüssigkeit betreibbaren hydraulischen Drehantrieb zum Verfahren des Spülspalts, wobei der Drehantrieb in einer auf der Außenseite (65) einer Gehäusewand (5) vorgesehenen Motorkammer (55) ange­ ordnet ist, die eine Motor-Außenwand (57), einen Antriebsflüssigkeits-Einlaß (75) und einen Antriebs­ flüssigkeits-Auslaß (77) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsflüssigkeits-Einlaß (75) mit dem Ausgangs­ abschnitt (25) verbunden und ein Verdränger-Hydraulikmotor (31) ist mit zwischen der Außenseite (65) der Gehäusewand (5) und der Innenseite der Außenwand (57) der Motorkammer (55) liegenden und von den Wänden um Dichtspalte (69, 71) beabstandeten Rädern (61, 63).

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter-Ausgangsabschnitt (25) über ein Druckhalte­ ventil (53) mit einem Filterausgang (51) verbunden ist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsflüssigkeits-Einlaß (75) zwischen den Rädern (61, 63) des Hydraulikmotors (31) mündet und über einen in der Außenseite (65) der Gehäusewand (5) ausgenommenen Einlaßkanal (77) und eine die Gehäusewand (5) durchsetzende Antriebsflüssigkeits-Einlaßöffnung (79) von dem Ausgangsabschnitt (25) des Filters aus­ gehend verläuft.

4. Filter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Filterelement (21) zylindermantelförmig ist und der Spülspalt (27) an einem um die Zylinderachse (33) drehbaren Spülkopf (29) ausgebildet und vor der Innen­ seite des Filterelements (21) angeordnet ist, und bei dem der Spülkopf (29) an einer zu der Zylinderachse (33) koaxialen Welle (35) angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hydraulikmotor (31) mit einem durch die Gehäusewand (5) vorstehenden Abschnitt (59) der Welle (35) antreibend gekoppelt ist, der sich abge­ dichtet durch die Motorkammer-Außenwand (57) nach außen erstreckt.

5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen vorstehende Teil der Welle (35) mit einer Profilierung (87) versehen ist.

6. Filter nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der Antriebs­ flüssigkeits-Auslaß (77) mit einer den vorstehenden Abschnitt (59) der Welle (35) umgebenden Antriebs­ flüssigkeits-Auslaßkammer (81) verbunden ist und die Welle (35) einen mit dem Spülkopf (29) und der Spül­ leitung (45) verbundenen Hohlraum (43) aufweist, der mit der Antriebsflüssigkeits-Auslaßkammer (81) ver­ bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebs­ flüssigkeits-Auslaß (77) zwischen den Rädern (61, 63) des Hydraulikmotors (31) angeordnet ist, und daß die Verbindung zwischen der Antriebsflüssigkeits-Auslaßkammer (81) und dem Hohlraum (43) von wenigstens einer in der Welle (35) vorgesehenen Bohrung (83) gebildet ist.

7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsflüssigkeits-Auslaßkammer (81) in der Innenseite (67) der Motorkammer-Außenwand (57) ausge­ nommen ist.

8. Filter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsflüssigkeits-Auslaß (77) mit der Antriebsflüssigkeits-Auslaßkammer (81) über einen in der Innenseite (67) der Motorkammer-Außenwand (57) ausge­ nommenen Auslaßkanal (85) verbunden ist.

9. Filter nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem vorstehenden Ab­ schnitt (59) der Welle (35) ein damit drehfest ver­ bundenes Abtriebsrad (61) des Hydraulikmotors (31) vorgesehen ist.

10. Filter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor (31) ein zentrales Abtriebsrad (61) und wenigstens ein mit diesem zusammenwirkendes weiteres Rad (63) aufweist.

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes weitere Rad (63) in Vertiefungen (89, 91) der Gehäusewand (5) und der Motorkammer-Außenwand (57) gelagert ist.

12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor (31) ein Zahnradmotor ist.