DE3446772C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 78 31 036.8 ist ein Filter be­ kannt, der im Oberbegriff der vorliegendne Anmeldung beschrieben ist. Der axial beweglich angeordnete Filterkörper besteht aus einem Feinfilterelement, während das Grobfilterelement als ein mit dem Gehäuse fest verbundener Scheibenfilter ausgebildet ist. Das flache Grobfilterelement ist im Bereich der Auslaßöffnung an­ geordnet und erstreckt sich etwa über den Querschnitt des Fil­ ters.

Der Aufbau dieses bekannten Filters ist wegen der getrennt aus­ geführten Filterelemente sehr kompliziert, außerdem ist die Fil­ terfläche des Grobfilterelements verhältnismäßig klein und wird beim "Bypass-Betrieb" schnell undurchlässig.

Eine rückspülbare Filtereinrichtung mit einem axial beweglichen, aus einem Hauptfilter (Feinfilterelement) bestehenden Filter­ körper, mit einem durchlässigen Mantel sowie einem undurchlässigen Boden, der eine Drosselscheibe bildet, wobei der Filterkörper bei Verstopfung entgegen der Wirkung einer Druckfeder anhebbar ist (in Form eines rohrförmigen Schiebers) und dadurch einen Bypass freigibt, welcher den Durchfluß der zu filtrierenden Flüssigkeit durch einen Hauptfilter (Feinfilterelement) bildet, ist bekannt (CH 6 03 213). Der Hauptfilter (das Feinfilterelement) ist hier jedoch in den Rückspülfilter (Grobfilterelement) nach dem Prinzip eines Schiebers gelagert und aus mehreren Teilen zusammengesetzt. Für die Dichtungsaufgabe ist hier ein im Normalbetrieb offenes Ab­ sperrorgan vorgesehen, das bei Verstopfen des Hauptfilters ge­ schlossen werden muß, was aber nur gelingt, wenn die ständig be­ spülte Dichtungssitzfläche nicht selbst verschmutzt ist. Die Funk­ tion des Filters ist dadurch insgesamt in Frage gestellt.

Eine andere bekannte Bauweise eines dualen Filtersystems (US-PS 32 24 583) geht nicht von einem undurchlässigen Boden aus und be­ nutzt eine zentrische Stange, auf der ein Ventilglied sitzt, so daß bei Normalbetrieb keine wesentliche Strömung zwischen dem Feinfilterraum und dem Grobfilterraum stattfindet. Für den Fall der Verstopfung des Feinfilters steigt der Druck im Grobfilter­ teil an und verschiebt gegen die Kraft einer Feder das Feinfilter solange, bis wieder eine Strömung (in Gegenrichtung) durch das Feinfilter stattfindet, also eine Spülwirkung eintritt. Hierbei sind Feinfilter- und Grobfilterelement ebenfalls aus zwei Bau­ gruppen gebildet und es ist eine Dichtung zwischen dem bewegten Feinfilterelement und dem Gehäuse notwendig, deren Verschleiß groß ist. Außerdem sind die Strömungsverhältnisse zwischen dem Ventilglied und einem am Gehäuse befestigten Ringflansch schwie­ rig zu beherrschen.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau eines Filters der ein­ gangs genannten Art zu vereinfachen, insbesondere aber die aktive Filterfläche des Großfilters wesentlich zu vergrößern. Diese Auf­ gabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen 2 und 3 enthalten.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Filters sind vor allem darin zu sehen, daß die zylindrische Filterfläche des als Ausweichfil­ ter verwendeten Grobfilterelements vielfach größer ist als die räumlich beschränkte Fläche des bekannten flach grobmaschigen Filters.

Durch die Anordnung der beiden Filterelemente an einem gemeinsa­ men Filterkörper wird der Aufbau des Filters wesentlich verein­ facht.

Schließlich kann durch geringe bauliche Maßnahmen die Durchfluß­ richtung der Flüssigkeit durch die Filterelemente (entweder von außen nach innen oder von innen nach außen) nach Bedarf geändert werden.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen, die bei­ spielsweise Ausführungen des erfindungsgemäßen Filters zeigen, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Filter im Axialschnitt,

Fig. 2 eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Filters, eben­ falls im Axialschnitt und

Fig. 3 einen an einem Vorwärmer angeschlossen erfindungs­ gemäßen Filter, im Axialschnitt.

Gemäß Fig. 1 besteht der Flüssigkeitsfilter aus einem im wesent­ lichen zylinderförmigen Gehäuse 1 mit einem stirnseitig angeord­ neten, am Gehäuseboden 2 angeordneten Einlaufstutzen 3 für das zu filtrierende Medium sowie einem am an der dem Gehäuseboden 2 gegen­ überliegenden Stirnseite vorgesehenen Gehäusedeckel 4 angeschlossenen Ablaufstutzen 5 für das Filtrat.

In dem dargestellten Beispiel weist der zylindrische Innenraum des Gehäuses 1 zwei unterschiedliche Durchmesser auf: Der Durch­ messer des einlaufseitigen Gehäuseteils 1a ist kleiner als der Durchmes­ ser des ablaufseitigen Gehäuseteils 1b. Die beiden Gehäuseteile 1a, 1b können gesondert angefertigt und miteinander dicht verbunden werden, z. B. bei Kunststoffteilen durch Umspritzen mit Kunststoff.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein axial beweglicher Filterkörper 6 vorgesehen, der die Form eines zum Ablaufstutzen 5 hin geschlos­ senen Topfes aufweist und aus einem Kunststoff hergestellt ist. Der Filterkörper 6 weist einen undurchlässigen Boden 7 auf, der in der Mitte mit einer zylinderförmigen Vertiefung 8 versehen ist. Diese Vertiefung 8 nimmt ein Ende einer schraubenförmigen Druckfeder 9 auf, während das andere Ende dieser Feder am Gehäusedeckel 4 abgestützt ist. Die zylindrische Vertiefung 8 dient gleichzei­ tig zur Führung des oberen Feinfilterelements 6b des Filterkörpers 6 im Gehäu­ se 1.

Am Boden 7 ist ein im wesentlichen aus Längsrippen bestehendes Skelett 10 angeschlossen, das im Bereich des oberen Feinfilter­ elements 6b ein Filtergewebe aus Polyamid trägt, welches im darge­ stellten Beispiel eine Maschenweite von 100 Mikrometer aufweist. Im Bereich eines einlaufseitigen Grobfilterelements 6a ist das Ske­ lett 10 mit einem Grobfiltergewebe bespannt, in dem abgebildeten Beispiel mit einer Maschenweite von 600 Mikrometer.

In der Trennebene zwischen dem Grobfilterelement 6a und dem Feinfilterelement 6b des Fil­ terkörpers 6 ist ein kreisförmiger Dichtring 11 fest ange­ ordnet, und zwar an der Außenseite des Skeletts 10. Dieser Dichtring 11 erstreckt sich bis zur Wand-Innenseite des Gehäuseteils 1b.

Im Grenzbereich zwischen dem einlaufseitigen Gehäuseteil 1a und dem ablaufseitigen Gehäu­ seteil 1b ist an der Gehäuseinnenwand eine Ringlippe 12 angeformt, gegen die im Normalbetrieb durch die Wirkung der Druckfeder 9 der Dichtring 11 dichtend angedrückt wird. Damit werden die zwei Innenräume, nämlich der dem Gehäuseteil 1a sowie der dem Gehäuseteil 1b zugeordnete Innenraum, voneinander getrennt.

Der Filterkörper 6 ist ferner durch am einlaufseitigen Ende mit einer Ringlippe 14 versehen, die den Umfang des Filterkörpers 6 gegenüber der Innenwand des Gehäuses 1 in jeder Position des Fil­ terkörpers abdichtet. Damit ist die durch den Einlaufstutzen ein­ tretende Flüssigkeit gezwungen, in das Innere des Filterkörpers 6 einzuströmen.

An der ablaufseitigen Stirnseite des Filterkörpers, am Boden 7, sind axial angeordnete Stifte 15 vorgesehen, die Distanzelemente zwischen dem Filterkörper 6 und dem Gehäusedeckel 4 bilden.

Im Normalbetrieb fließt die zu filtrierende Flüssigkeit durch den Einlaufstutzen 3 in das Innere des Filterkörpers 6 und tritt durch die mit feinmaschigem Gewebe (100 Mikrometer) versehene Filterfläche des Feinfilterelements 6b in den oberen Innenraum des Gehäuses 1 und wird von dort aus durch den Ablaufstutzen 5 weitergeführt.

Bei "Verseifung" des Feinfilterelementes 6b steigt der Druck in­ nerhalb des Filterkörpers 6 an, so daß die Wirkung der Druckfeder 9 überwunden wird und der Filterkörper 6 einen Hub durchführt, der durch die Stifte 15 begrenzt ist. Der Dichtring 11 wird von der Ringlippe 12 angehoben, so daß die zu filtrierende Flüs­ sigkeit, die durch die groben Maschen (600 Mikrometer) des Grob­ filterelementes 6a durchgelassen wird, in den ablaufseitigen Be­ reich des Filtergehäuses strömt und durch den Ablaufstutzen 5 abgeführt wird. Die groben Maschen lassen z. B. Paraffinteilchen durch, wobei jedoch mechanische Verunreinigungen, die wesentlich größer sind, abgesondert werden.

Wenn die zu filtrierende Flüssigkeit z. B. Heizöl ist, werden nach einer Betriebszeit durch die Strahlungswärme des Heizaggregats die Paraffinteilchen verflüssigt. Der Überdruck im Feinfilterele­ ment 6b wird aufgehoben, und der Filterkörper 6 wird durch die Wirkung der Druckfeder 9 wieder in seine Ausgangslage bewegt. Die zu fil­ trierende Flüssigkeit strömt wieder durch das Feinfilterelement 6b (100 Mikrometer).

Eine abgewandelte Form des erfindungsgemäßen Filters zeigt Fig. 2. In dem dargestellten Beispiel ist der Filterkörper 16 in der Achse eines topfförmigen Gehäuses 17 axial beweglich angeordnet. Im Deckel 18 ist ein Einlaufkanal 19 für die zu filtrie­ rende Flüssigkeit angeordnet, der in den Filterinnenraum außer­ mittig mündet. Ein weiterer im Deckel 18 angeordneter Ablaufkanal 20 dient zur Ableitung des Filtrats; seine Mündung liegt in der Achse des Filterkörpers 16. An der Unterseite des Deckels 18 ist ein koaxial zum Gehäuse 17 angeordnetes zylindrisches Rohr 21 dicht befestigt, das in den Filterinnenraum hineinragt und das obere Grobfilterelement 16a des Filterkörpers 16 umgibt. Die Innenseite der Rohrwand weist in ihrem Enbereich einen Gehäuseteil 25 auf. Der obere Teil des Filterkörpers 16 ist mit einem Grobfil­ tergewebe (im dargestellten Beispiel beträgt die Maschenweite 600 Mikrometer) bespannt und bildet das Grobfilterelement 16a. Der untere, beim Normalbetrieb ganz außerhalb des Rohres 21 befind­ liche Teil des Filterkörpers 16 weist ein Feinfiltergewebe (z. B. 100 Mikrometer) auf und bildet das Feinfilterelement 16b. Der Boden 22 des Feinfilterelements 16b ist undurchlässig ausgeführt.

Zwischen dem Deckel 18 und dem oberen Ende des Filterkörpers 16 ist eine schraubenförmige Druckfeder 23 angeordnet.

An der dem Deckel 18 zugewandten Stirnseite des Filterkör­ pers 16 ist ein Dichtungsring 24 angeordnet, wel­ cher das obere Ende des Filterkörpers 16 gegen die Innenseite einer innerhalb des Rohres 21 ausgebildeten Kammer abdichtet. Im Grenzbereich zwischen dem Grobfilterelement 16a und dem Fein­ filterelement 16b ist am Filterkörper 16 ein weiterer Dichtungsring 26 angeordnet, der beim Normalbetrieb des Filters das Feinfil­ terelement 16b gegen den Gehäuseteil 25 dichtet.

Der Filter nach Abb. 2 arbeitet wie folgt:

Im Normalbetrieb tritt die zu filtrierende Flüssigkeit durch den Einlauf­ kanal 19, der außerhalb des Rohrs 21 in den Gehäuseinnenraum mündet, durch die Wand des Feinfilterelements 16b in das Innere des Filterkörpers 16 ein, steigt in das Rohr 21, und das Filtrat wird über den Ablaufkanal 20 abgeführt.

Bei Verstopfung bzw. Verseifung des Feinfiltergewebes wird der Filterkörper 16 nach Überwindung der Federkraft der Druckfeder 23 angehoben, so daß die Flüssigkeit in den Innenraum des Rohrs 21 gelangt und durch die Wand des Grobfilterelements 16a in das Innere des Filterkörpers 16 fließt. Von dort aus wird das Filtrat über den Ablaufkanal 20 abgeführt.

Im übrigen ist die Funktion des Filters die gleiche wie bei der Ausführung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Filter in praktischer Anwen­ dung. Dieser Filter, dessen Aufbau im wesentlichen der Ausführung gemäß Fig. 2 entspricht, arbeitet in der gleichen Weise, wie be­ reits unter Fig. 2 beschrieben.

Die zu filtrierende Flüssigkeit, z. B. Heizöl, wird von einem Vor­ wärmer durch einen Einlaufstutzen 28 in eine Filterkammer 29 geführt und tritt durch das feinmaschige Gewebe (100 Mikrometer) eines Feinfilterelements 30b in das Innere eines Filterkörpers 30. Das Filtrat wird über Kanäle 31 und einen Ablaufstutzen 32 abgeführt. Bei Verstopfung des Feinfilterelements 30b gelangt die Flüssig­ keit in einen freigegebenen Kammerteil 29b und strömt durch ein Grobfilterelement 30a.

Ein Deckel 34 kann mit einem Flansch 33 des Filterkörpers 30 durch Umspritzen mit Kunststoff verbunden werden.

Bezugszeichenliste

 1 Gehäuse
 1a einlaufseitiger Gehäusesteile
 1b ablaufseitiger Gehäuseteil
 2 Gehäuseboden
 3 Einlaufstutzen
 4 Gehäusedeckel
 5 Ablaufstutzen
 6 Filterkörper
 6a Grobfilterelement
 6b Feinfilterelement
 7 Boden, undurchlässig
 8 Vertiefung
 9 Druckfeder
10 Skelett
11 Dichtring
12 Ringlippe
13 
14 Ringlippe
15 Stifte
16 Filterkörper
16a Grobfilterelement
16b Feinfilterelement
17 topfförmiges Gehäuse
18 Deckel
19 Einlaufkanal
20 Ablaufkanal
21 Rohr
22 Boden
23 Druckfeder
24 Dichtungsring
25 Gehäuseteil 26 Dichtungsring
27 
28 Einlaufstutzen
29 Filterkammer
29b Kammerteil
30 Filterkörper
30a Grobfilterelement
30b Feinfilterelement
31 Kanäle
32 Ablaufstutzen
33 Flansch
34 Deckel

Claims (3)

1. Filter mit axialem Flüssigkeitsdurchlauf für Flüssigkeiten mit stark temperaturabhängigem Fließverhalten, mit einem topfförmigen Gehäuse sowie einen zylindrischen, innerhalb des Gehäuses mittig angeordneten, axial beweglichen, aus einem Feinfilter bestehenden Filterkörper mit einem durchlässigen Material sowie einen undurch­ lässigen Boden, wobei der Filterkörper bei Verstopfung entgegen der Wirkung einer Druckfeder anhebbar ist und dadurch einen By­ pass freigibt, welcher den Durchfluß der zu filtrierenden Flüs­ sigkeit durch ein Grobfilterelement ermöglicht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Filterkörper (6, 16, 30) einstückig aus dem Feinfilterelement (6b, 16b) sowie einem - in Achsrichtung gesehen - hinter dem Feinfil­ terelement (6b, 16b) angeordneten Grobfilterelement (6a, 16a) be­ steht,
und daß in einer das Feinfilterelement (6b, 16b) von dem Grob­ filterelement (6a, 16a) trennenden, quer zur Filterkörperachse verlaufenden Ebene ein Dichtring (11, 26) angeordnet ist, der im Normalbetrieb des Filters mit einem den Filterkörper (6, 16, 30) umgebenden Gehäuseteil (1b, 25) in dichtender Berührung steht und bei einem durch die Verstopfung des Feinfilterelements (6b, 16b) bewirkten Druckanstieg von diesem Gehäuseteil (1b, 25) abhebbar ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das offene Grobfilterelement (6a) einlaufseitig angeordnet ist,
daß das Grobfilterelement (6a) in seinem Eintrittsbereich mit einer Ringlippe (14) versehen ist, der mit der In­ nenseite der Gehäusewand in dichtender Berührung steht,
daß der das Grobfilterelement (6a) umgebende Gehäuseteil (1a) einen kleineren Durchmesser als der das Feinfilterelement (6b) umgebende Gehäuseteil (1b) aufweist,
daß der undurchlässige Boden (7) am Feinfilterelement (6b) ab­ laufseitig angeordnet ist und
daß die Druckfeder (9) zwischen dem Boden (7) und dem Gehäuse­ deckel (4) angeordnet ist.

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Unterseite des Deckels (18) ein koaxial zum Gehäuse (17) angeordnetes, das Grobfilterelement (16a) umgebendes Rohr (21) dicht befestigt ist,
daß der im Deckel (18) des topfförmigen Gehäuses (17) vor­ gesehene Einlaufkanal (19) in dem Innenraum des Gehäuses (17) zwischen der Gehäuse-Umfangswand und dem Rohr (21) mündet, wäh­ rend die Mündung des ebenfalls im Deckel (18) vorgesehenen Ab­ laufkanals (20) mittig angeordnet ist,
daß der undurchlässige Boden (22) des Feinfilterelements (16b) an der dem Deckel entgegengesetzten Stirnseite des Filterkörpers (16) angeordnet ist,
daß die Wandinnenseite des Rohres (21) im Bereich des offenen Rohrendes einen ringförmigen Vorsprung aufweist, mit welchem der am Filterkörper (16) angeordnete Dichtungsring (26) in Berührung steht und
daß die Druckfeder (23) zwischen dem offenen Ende des Filterkör­ pers (16) und dem Deckel (18) angeordnet ist.