DE3728816A1 - Filter in reihenschaltung fuer druckluft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter in Reihenschaltung (in-line-Filter), das für eine Verbindung mit einer Druckluft­ leitung geeignet ist, und insbesondere auf ein kompaktes in­ line-Filter, das eine ausgezeichnete Leistungsfähigkeit zur Entfernung von Flüssigkeitspartikeln, wie Wasser, Wasser- und Öldämpfen, die in Druckluft enthalten sind, aufweist.

Im allgemeinen wird eine Leitung zur Zufuhr von Druckluft zu verschiedenen pneumatisch betätigten Bauteilen, die beispiels­ weise in Fabriken, Kernkraftanlagen und für medizinische Anwen­ dungen verwendet werden, mit einer in-line-Filtervorrichtung versehen, um aus der durch die Leitung strömenden Druckluft Wasser- und Öldämpfe zu entfernen, um die pneumatischen Bau­ teile zu schützen.

Es wurden bereits verschiedene Arten solcher in-line-Filter vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die US-PS 44 87 618 eine Filtervorrichtung in Reihenschaltung (Druckluftleitung- Dampf- oder Kühlfalle), die imstande ist, Wasser und/oder Öl­ dämpfe aus einer Druckluftleitung mit besonders hoher Lei­ stungsfähigkeit zu entfernen.

Die in dieser US-PS beschriebene Druckluftleitung-Dampf- oder Kühlfalle umfaßt ein erstes Filterteil mit einem ersten Fil­ terkörper (Packung) aus Drahtgitterfasern, wie Fasern aus rostfreiem Stahl, ein zweites Filterteil mit einem zweiten Filterkörper, der aus einer Baumwollgewebe enthaltenden ab­ sorbierenden Pfropfenstruktur besteht, und ein hohles Basis­ teil, das einen geschlossenen Raum begrenzt, der das erste sowie zweite Filterteil verbindet und mit einer Ablaßöffnung versehen ist. In einströmender Druckluft enthaltene Dampf- oder Flüssigkeitspartikel werden zu Tröpfchen vereinigt, wäh­ rend die Druckluft durch das erste Filterteil strömt, worauf die Tröpfchen innerhalb des geschlossenen Raumes des hohlen Basisteils aufgefangen oder abgeschieden werden. Die abge­ schiedenen Tröpfchen werden durch die Ablaßöffnung abgeführt. Auf diese Weise werden die Dampf- oder Flüssigkeitspartikel von der Druckluft getrennt. Wenn der auf diese Weise getrock­ nete Druckluftstrom durch das zweite Filterteil geführt wird, so wird jeglicher restliche Wasserdampf verdampft oder verdun­ stet. Auf diese Weise werden Wasser, Wasser- und Öldämpfe so­ wie Staubteilchen durch die eine Reihenschaltung aufweisende Dampffalle wirksam entfernt.

Um eine Kondensation (Verflüssigung) eines kleinen Volumens des verbleibenden verdampften oder verdunsteten Dampfes zu verhindern, ist es erwünscht, das in-line-Filter an einer Stelle längs der Druckluftleitung anzuordnen, die dem mit die­ ser Leitung verbundenen pneumatischen Bauteil naheliegt. Je­ doch neigt das in-line-Filter der oben beschriebenen Bauart zu vergleichsweise großen Abmessungen, was auf der in seitli­ cher Richtung beabstandeten Anordnung des ersten sowie zwei­ ten Filterteils in Form von zwei unabhängigen Patronen, die in der Längsrichtung der Druckluftleitung voneinander beab­ standet sind, beruht. Demzufolge erfordert diese Filtervor­ richtung einen relativ großen Raum für ihren Einbau, weshalb eine Begrenzung für den wählbaren Ort der Filtervorrichtung auf der Länge der Leitung besteht. Das bedeutet, daß bevorzug­ terweise eine in-line-Filtervorrichtung so kompakt wie möglich konstruiert wird. Insofern besteht ein Bedarf für eine Verbes­ serung in der Konstruktion einer in-line-FiItervorrichtung der in der oben genannten US-PS offenbarten Bauart.

Darüber hinaus hat die aus der genannten US-PS bekannte Fil­ tervorrichtung noch einen anderen Nachteil. Die aus einem in Querrichtung beabstandeten ersten und zweiten Filterteil be­ stehende Filteranordnung wird zwischen eine obere Abschluß­ haube in Form eines Verteilers und eine untere Abschlußhaube in Form eines hohlen, die beiden Filterteile verbindenden Basisteils befestigt und zusammengeklemmt. Das Klemmen wird durch eine Mehrzahl von Befestigungsgliedern, wie zwischen der oberen und unteren Abschlußhaube sich erstreckenden Bol­ zen, bewirkt. Wenn es notwendig wird, die Filterpatronen zu ersetzen, so müssen die Befestigungsglieder entfernt und dann wieder angezogen oder zusammengespannt werden. Es ist jedoch schwierig, die Filteranordnung mit gleichmäßigen, auf die Be­ festigungsglieder aufgebrachten Spannkräften zusammenzuklem­ men. Ungleichmäßige Spannkräfte bewirken jedoch eine poten­ tielle Leckage der Druckluft an den Verbindungsstellen zwischen der Filteranordnung und der oberen sowie unteren Abschlußhaube.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte in-line-Filtervorrichtung zu schaffen, die die dem Stand der Technik anhaftenden, oben herausgestellten Nachteile beseitigt oder zumindest in hohem Maße vermindert.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung ge­ löst.

Die Erfindung zeigt ein Filter in Reihenschaltung auf, das ein erstes Filterteil, das einen ersten Filterkörper ent­ hält, der in diesen durchströmender Druckluft enthaltene Was­ ser- und/oder Dampfpartikel zu Tröpfchen vereinigt, eine die Tröpfchen auffangende und diese von der Druckluft trennende Abscheideeinrichtung und ein zweites Filterteil, das einen zweiten, von der durch das erste Filterteil geströmten Druck­ luft durchströmten zweiten Filterkörper enthält, welcher in der durch das erste Filterteil geströmten Druckluft enthalte­ ne Rest-Flüssigkeitspartikel verdampft oder verdunstet, umfaßt. Dieses Filter ist gekennzeichnet durch eine doppelwandige Rohrfilteranordnung mit einem Innenrohr sowie einem Außen­ rohr, die in radialer Richtung beabstandet und koaxial zuein­ ander angeordnet sind sowie einen kreisförmigen Raum zwischen sich abgrenzen, wobei der eine, vom Innenrohr abgegrenzte Raum mit einem das erste Filterteil bildenden Filterkörper und der andere, vom Innenrohr abgegrenzte Raum mit einem das zweite Filterteil bildenden Filterkörper angefüllt sind, durch eine in dichter Anlage am oberen offenen Ende der doppelwandi­ gen Filteranordnung angebrachte, mit dieser fluiddicht verbun­ dene obere Abschlußhaube, die eine mit dem oben offenen Ende des Innenrohres sowie dem kreisförmigen Raum in Verbindung stehende Einlaßöffnung und eine mit dem oberen Ende des ande­ ren kreisförmigen, vom inneren Rohr abgegrenzten Raumes in Verbindung stehende Auslaßöffnung hat, wobei die Einlaßöff­ nung die eingehende Druckluft empfängt und die Auslaßöffnung die gefilterte Druckluft abgibt, und durch eine in dichter Anlage am unteren offenen Ende der doppelwandigen Filteranord­ nung angebrachte, mit dieser fluiddicht verbundene untere Ab­ schlußhaube, die eine geschlossene, mit den unteren offenen Enden der kreisförmigen Räume in Verbindung stehende Kammer bildet, welche ein zur Verminderung der Geschwindigkeit der nach dem Durchströmen des ersten Filterteils in diese Kammer strömenden Druckluft ausreichend großes Volumen hat. Die un­ tere Abschlußhaube umfaßt eine in der geschlossenen Kammer aufgenommene poröse Struktur als die Abscheideeinrichtung für das Auffangen der während des Durchgangs der Druckluft durch das erste Filterteil gebildeten Tröpfchen und ferner eine Ablaßeinrichtung zur Abfuhr einer von der porösen Struk­ tur aufgefangenen Tröpfchenmasse aus der Filteranordnung.

Bei dem in-line-Filter gemäß der Erfindung mit dem oben ge­ schilderten Aufbau bilden das erste und zweite Filterteil eine unitäre doppelwandige Rohr- oder Kerzenfilteranordnung. Insofern kann das erfindungsgemäße Filter in hohem Maß kom­ pakt gefertigt und der für die Verbindung dieses in-line- Filters mit einer Druckluftleitung benötigte Raum ganz be­ trächtlich vermindert werden. Dadurch wird der Einbau des erfindungsgemäßen in-line-Filters an einer betrieblich ge­ wünschten oder günstigen Stelle auf der Länge der Druckluft­ leitung erleichtert.

Da das erste und zweite Filterteil als koaxiale Innen- und Außenteile einer einzelnen doppelwandigen Rohrstruktur der Filteranordnung vorgesehen sind, kann die Anzahl der Befesti­ gungsbolzen, die zum Zusammenklammern der Filteranordnung zwischen der oberen sowie unteren Abschlußhaube verwendet werden, im Vergleich mit der Bolzenanzahl, die bei der her­ kömmlichen Filteranordnung benötigt wird, wobei zwei Filter­ patronen in Querrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind, vermindert werden. Demzufolge ermöglicht die erfindungs­ gemäße Anordnung ein leichtes Anziehen der Befestigungsbol­ zen mit gleichmäßigen Kräften, wodurch eine Leckage der Druck­ luft, die ansonsten auf Grund von auf die Bolzen aufgebrach­ ten ungleichmäßigen Spannkräften hervorgerufen wird, vermie­ den wird.

Die Filteranordnung mit dem erfindungsgemäßen Aufbau bietet noch einen weiteren Vorteil. Die koaxial fluchtende Anord­ nung des ersten und zweiten Filterteils, deren offene untere Enden miteinander über die untere Abschlußhaube in Verbin­ dung gehalten werden, macht es nämlich möglich, die poröse Struktur und die Ablaßeinrichtung an geeigneten Stellen inner­ halb der unteren Abschlußhaube mit Bezug auf die Strömungs­ richtung des Druckluftstromes anzuordnen, so daß die aus der Druckluft abgetrennten Tröpfchen wirkungsvoll durch die porö­ se Struktur aufgefangen sowie abgeschieden und durch die Ab­ laßeinrichtung mit hoher Wirksamkeit abgeführt werden können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die poröse Struktur als ein Wabenbauteil ausgebildet, das in einem un­ teren Teil der abgeschlossenen Kammer aufgenommen ist der­ art, daß die von den Waben gebildeten Durchgänge sich verti­ kal und parallel zum Innen- sowie Außenrohr erstrecken.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Ablaßein­ richtung in einem mittigen Teil der den unteren Abschluß der geschlossenen Kammer bildenden Bodenwand genau unter dem un­ teren offenen Ende des Innenrohres angeordnet. Die Bodenwand hat eine konkave Innenfläche, die zu ihrem mittigen Teil hin geneigt ausgebildet ist.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist das Innen­ rohr mit dem ersten Filterkörper (Filtereinlage) des ersten Filterteils angefüllt, während der Ringraum zwischen dem In­ nen- sowie Außenrohr mit dem zweiten Filterkörper des zweiten Filterteils ausgefüllt ist.

Ein weiteres Merkmal gemäß der Erfindung sieht vor, daß die untere Abschlußhaube eine im allgemeinen kastenförmige obere Hälfte mit einer oberen, dicht an den unteren offenen Enden des Innenrohres sowie des kreisförmigen Rohres anliegenden Wand und eine im allgemeinen kastenförmige untere Hälfte mit einer dicht an das offene Ende der oberen Hälfte ansto­ ßenden Fläche umfaßt. In der unteren Hälfte wird die poröse Struktur aufgenommen, während in der Bodenwand der unteren Hälfte die Ablaßeinrichtung gehalten wird.

Die Aufgabe und die Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer in-line-Filteranordnung, die für eine Verbindung mit einer Druckluftleitung ausgestaltet ist;

Fig. 2 eine Unteransicht einer oberen, in die Filteranord­ nung von Fig. 1 eingegliederten Dichtung;

Fig. 3 eine Unteransicht der oberen Abschlußhaube der Filteranordnung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine untere Dichtung der Filteranordnung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die obere Hälfte der unteren Abschlußhaube;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die untere Hälfte der unteren Abschlußhaube;

Fig. 7 einen Axialschnitt eines bei der erfindungsgemäßen Filteranordnung verwendeten Ablaßventils.

Die Fig. 1 zeigt die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform eines Filters in Reihenschaltung gemäß der Erfindung, das mit einer Druckluftleitung verbunden werden kann. Das Filter hat ein Innenrohr oder eine innere Wand 10 von zylindrischer Ausgestaltung, das (die) mit einem inneren Filterkörper (Einlage) 12 aus gewickelten oder verschlungenen Drahtfa­ sern, wie Fasern aus rostfreiem Stahl, angefüllt ist. Das Innenrohr 10 und der innere Filterkörper 12 bilden zusammen ein inneres oder erstes Filterteil 14.

Mit radialem Abstand nach außen vom Innenrohr 10 des ersten Filterteils 14 ist ein Außenrohr oder eine Außenwand 16 mit zylindrischer Gestalt koaxial zum inneren Rohr 10 angeordnet. Das Außenrohr 16 hat im wesentlichen die gleiche Länge wie das Innenrohr 10, jedoch einen um einen vorbestimmten Wert größeren Durchmesser als das Innenrohr. Ein zwischen dem In­ nen- sowie Außenrohr 10 und 16 gebildeter Ringraum ist mit einem äußeren Filterkörper 18 aus verschlungenem oder gewic­ keltem Gewebematerial, wie Baumwollgewebe, angefüllt. Das Innen- sowie Außenrohr 10, 16 und der äußere Filterkörper 18 bilden zusammen ein äußeres oder zweites Filterteil 20.

Aus der obigen Beschreibung folgt, daß das in-line-Filter eine doppelwandige Rohr- oder Kerzenfilteranordnung 22 umfaßt, die aus dem ersten sowie zweiten Filterteil 14 und 20 besteht, welche das Innen- sowie Außenrohr 10, 16 und den inneren so­ wie äußeren Filterkörper 12, 18 enthalten.

Die doppelwandige Rohrfilteranordnung 22 ist an ihren gegen­ überliegenden offenen Enden zwischen einer oberen Abschluß­ haube 26 in Form eines Verteilers und einer unteren Abschluß­ haube 30 in Form eines hohlen Basisteils jeweils über eine obere sowie untere Dichtung 24 bzw. 28 gehalten.

Die obere Dichtung 24 ist ein ring- und L-förmiges Bauteil, das aus einer Ringscheibe 32 und einem Ringstück 34, welches von einer der gegenüberliegenden Flächen der Ringscheibe 32 in axialer Richtung der Dichtung 24 vorsteht, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, gebildet ist. Das Ringstück 34 ist mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Reihe (Anordnung) von dieses durchsetzenden Durchlochungen 36, und zwar von zehn Durchlochungen im gezeigten Beispiel, versehen. Diese Durch­ lochungen sind in Umfangsrichtung der oberen Dichtung 24 zu­ einander gleich beabstandet. Die obere Dichtung 24 ist zwi­ schen die obere Abschlußhaube 26 und das obere offene Ende des zweiten Filterteils 20 derart eingefügt, daß das Ring­ stück 34 in abdichtender Anlage mit dem oberen Ende des Ring­ raumes zwischen dem Innen- sowie Außenrohr 10 bzw. 16 gehalten ist. Auf diese Weise steht das Innere des ersten Filterteils 14 mit dem Inneren der oberen Abschlußhaube 26 durch eine in der oberen Dichtung 24 ausgebildete mittige Öffnung 38 in Verbindung, während das Innere des zweiten Filterteils mit dem Inneren der oberen Abschlußhaube 26 durch die umlau­ fende Reihe von das Ringstück 34 der Dichtung 24 durchset­ zenden Durchlochungen 36 in Verbindung steht.

Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, besteht die obere, über die obere Dichtung 24 mit der doppelwandigen Rohrfilteranord­ nung 22 verbundene Abschlußhaube 26 aus einem im allgemei­ nen rechtwinkligen Block mit zwei einander gegenüberliegen­ den Flächen, in denen jeweils eine Einlaßöffnung 42 und eine Auslaßöffnung 44 ausgebildet ist, die in Querrichtung zuein­ ander beabstandet sind, jedoch koaxial miteinander fluchten. Der rechtwinklige Block der oberen Abschlußhaube 26 hat eine untere oder bodenseitige Fläche, deren Zentrumsteil mit einer kreisförmigen Ausnehmung 40 versehen ist, in die die obere Dichtung 24 eingesetzt wird, so daß zwischen der oberen Ab­ schlußhaube 26 und der doppelwandigen Rohrfilteranordnung 22 eine fluiddichte Eingriffslage gewährleistet wird. Die der Aufnahme der zuströmenden Druckluft dienende Einlaßöff­ nung 42 steht mit einem Kanal 46 und einer durch die obere Abschlußhaube 26 geführten Zentrumsöffnung 48, die im mitti­ gen Teil der kreisförmigen Ausnehmung 40 offen ist, in Verbin­ dung. Andererseits ist die der Abgabe der Druckluft dienende Auslaßöffnung 44 mit einer Ringkehle 52, die eine radial auswärts von der kreisförmigen Zentrumsöffnung 48 ausgebil­ dete ringförmige Öffnung 50 hat, verbunden, so daß eine Ver­ bindung zu einem Umfangsteil der kreisförmigen Ausnehmung 40 besteht. In der Ringkehle 52 ist eine gegenüber dem übri­ gen Teil diese Kehle flache Mulde 53 ausgebildet, die sich unterhalb des Kanals 46 erstreckt, so daß die Ringkehle 52 und der Kanal 46 voneinander unabhängig sind und eine Verbin­ dung zwischen diesen vermieden wird.

Die obere Dichtung 24 ist in der in der Bodenfläche der obe­ ren Abschlußhaube 26 ausgebildeten kreisförmigen Ausnehmung 40 so gehalten, daß die Ringscheibe 32 zwischen die obere Abschlußhaube 26 und die Stirnflächen der axialen Enden des Innen- sowie Außenrohres 10 bzw. 16 geklemmt ist. Damit schließt die obere Abschlußhaube 26 das obere offene Ende der doppelwandigen Rohrfilteranordnung 22 ab. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist die Zentrumsöffnung 48, die mit der Einlaßöffnung 42 in Verbindung steht, mit dem Inneren des ersten Filterteils 14 durch die mittige, in der oberen Dich­ tung 24 ausgebildete Öffnung 38 verbunden, während die ring­ förmige Öffnung 50 der Ringkehle 52, die mit der Auslaßöff­ nung verbunden ist, mit dem Inneren des zweiten Filterteils 20 durch die die obere Dichtung 24 durchsetzenden Lochungen 36 in Verbindung ist. Auf diese Weise sind die Einlaß- und Auslaß­ öffnung 42 bzw. 44 jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Fil­ terteil 14, 20 so verbunden, daß zwischen der Einlaß- sowie der Auslaßseite keine unmittelbare Verbindung untereinander besteht.

Die untere Dichtung 28 ist ein ringförmiges, flaches Bauteil, das mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Reihe von dieses durchsetzenden Durchlochungen 54, und zwar zehn Durchlochun­ gen im gezeigten Beispiel, versehen ist (s. Fig. 1 und 4). Die Durchlochungen 54 sind in der Umfangsrichtung der Dich­ tung 28 zueinander gleich beabstandet. Die untere Dichtung 28 ist zwischen dem unteren offenen Ende der doppelwandigen Rohrfilteranordnung 22 und der unteren Abschlußhaube 30 so angeordnet, daß das Innere des ersten Filterteils 14 über eine zentrale, in der unteren Dichtung 28 ausgebildete Öff­ nung 56 mit der unteren Abschlußhaube 30 in Verbindung ist, während das Innere des zweiten Filterteils 20 mit der unte­ ren Abschlußhaube 30 über die in Umfangsrichtung verlaufende Reihe von Durchlochungen 54 verbunden ist.

Die untere Abschlußhaube 30, mit der das untere offene Ende der Filteranordnung 22 über die untere Dichtung 28 verbunden ist, ist ein allgemein rechtwinkliges Gehäuse miteiner ver­ gleichsweise großvolumigen, abgeschlossenen Kammer 61 und wird von einer oberen Hälfte 58 sowie einer unteren Hälfte 60, die abdichtend gegeneinander stoßen, wie die Fig. 1 zeigt, gebildet.

Gemäß Fig. 5 hat die obere Hälfte 58 einen rechtwinkligen, kastenartigen Aufbau mit einer oberen Wand 62, deren Außen­ fläche in dichter Anlage mit der Filteranordnung 22 gehalten wird. In der Außenfläche der oberen Wand 62 ist eine Ringnut 64 ausgebildet, in die die untere Dichtung 28 eingepaßt ist. Wie die Fig. 5 erkennen läßt, steht die Ringnut 64 mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden äußeren Reihe von die obere Wand 62 durchsetzenden Lochungen 66 in Verbindung, wobei die­ se Lochungen 66 mit den entsprechenden Lochungen 54, die die untere Dichtung 28 durchsetzen, fluchtend ausgerichtet sind. Die obere Wand 62 weist ferner eine umlaufende innere Reihe von Lochungen 68, und zwar im gezeigten Beispiel von sechs Lochungen, auf, die radial einwärts von der Ringnut 64 aus­ gebildet sind.

Wie die Fig. 6 zeigt, ist die untere Hälfte 60 von einer rechtwinkligen, kastenförmigen Konstruktion, die der oberen Hälfte 58 ähnlich ist und eine Bodenwand 72 aufweist, an deren innerer Fläche eine mittige, kreisförmige Vertiefung 69 ausgebildet ist. Die Innenfläche der Bodenwand 72 bildet eine konkave Bodenfläche 71, die zur mittigen kreisförmigen Vertiefung 69 hin abwärts geneigt ist. Der in der unteren Hälfte 60 abgegrenzte Raum ist im wesentlichen vollständig mit einer porösen Struktur 70 eines Wabenbauteils, das aus Wabenblöcken besteht, gefüllt. Die Wabenblöcke liegen auf der Bodenfläche 71 der Bodenwand 72, so daß die Durchgänge in den Wabenblöcken in vertikaler Richtung verlaufen. In der Bodenwand 72 ist eine mit der mittigen, ringförmigen Vertie­ fung 69 koaxiale und verbundene mittige Gewindebohrung 73 ausgebildet, in der ein Ablaßventil 74 aufgenommen ist.

Die Fig. 7 zeigt ein bevorzugtes Beispiel für das Ablaßven­ til 74, das in der JP-GM-OS Nr. 62 - 99 313 (veröffentlicht am 24.6.1987) der JP-GM-Anm. Nr. 60 - 192 592 (derselben An­ melderin) offenbart ist. Dieses Ablaßventil 74 umfaßt eine Halteschraube 75, die in die Gewindebohrung 73 eingedreht ist, einen mit der Halteschraube 75 verschraubten zylindri­ schen und hohlen Ventilkörper 76, ein zylindrisches Anschluß­ stück 77, mit dem eine geeignete Ablaßleitung verbunden wird, und ein Einstellglied 78, das zur Drehung des Ventilkörpers 76 verwendet wird, um dessen axiale Lage mit Bezug zur Halte­ schraube 75 zu justieren. Der Ventilkörper 76 ist mit einem vergleichsweise engen, in der Mitte seiner geschlossenen Stirnwand ausgebildeten Luftauslaß 80 und mit einem Paar von Wasserauslässen 82 in seiner Zylinderwand versehen. Durch den Luftauslaß 80 und die Wasserauslässe 82 steht das Innere der unteren Abschlußhaube 30 mit der äußeren Ablaßleitung in Verbindung. Ein Ende eines länglichen Stiftes 84 liegt lose an dem Luftauslaß 80 an, so daß dieser, wenn er durch Schmutz oder Staub verstopft ist, leicht durch eine vertikale Bewegung des Stiftes 84 gereinigt werden kann. Der Verbin­ dungsquerschnitt der Wasserauslässe 82 zum Inneren der unte­ ren Abschlußhaube 30 hin kann durch eine Axialbewegung des Ventilkörpers 76 mit Bezug zur Halteschraube 75 durch Betä­ tigung des Einstellgliedes 78 eingeregelt werden.

Die untere Hälfte 60, die die poröse Struktur 70 aufnimmt und an ihrer Bodenwand 72 mit dem Ablaßventil 74 ausgestat­ tet ist, wird an ihrer oben offenen Stirnfläche mit der un­ ten offenen Stirnfläche der oberen Hälfte 58 in abdichtender Anlage durch einen zwischen die beiden Hälften eingefügten Dichtungsring 86 gehalten. Die obere Hälfte 58 ist an der unteren Hälfte 60 durch vier Befestigungsschrauben 88, die sich durch an den vier Ecken der unteren Hälfte 60 ausgebilde­ te Durchgangslöcher erstrecken, befestigt. Auf diese Weise wird die fluiddichte untere Abschlußhaube 30 geschaffen.

Die untere Dichtung 28 ist innerhalb der in der Außenfläche der oberen Wand 62 der oberen Hälfte 58 der Abschlußhaube 30 ausgebildeten Ringnut 64 so aufgenommen, daß der Innen- sowie Außenumfang der unteren Dichtung 28 zwischen die obere Wand 62 der unteren Abschlußhaube 30 und die Stirnflächen der zugeordneten axialen Enden des Innen- sowie Außenrohres 10 und 16 geklemmt werden. Auf diese Weise wird die untere Abschlußhaube 30 in dichter Anlage an der doppelwandigen Rohrfilteranordnung 22 gehalten, womit sie das unten offene Ende dieser Anordnung 22 verschließt. Aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen geht hervor, daß das Innere des ersten Filterteils 14 mit der abgeschlossenen Kammer 61 innerhalb der unteren Abschlußhaube 30 durch die Reihe von die obere Wand 62 der oberen Hälfte 58 durchsetzenden Durch­ lochungen 68 verbunden ist. Ferner steht das Innere des zwei­ ten Filterteils 20 mit der abgeschlossenen Kammer 61 durch die Reihe von die untere Dichtung 28 durchsetzenden Durchlo­ chungen 54 und durch die Reihe von die obere Wand 62 durchset­ zend Durchlochungen 66 in Verbindung.

Die doppelwandige Rohrfilteranordnung 22, deren axial entge­ gengesetzte offene Enden jeweils mit der oberen bzw. unte­ ren Abschlußhaube 26, 30 in Verbindung sind, wird zwischen diese beiden Abschlußhauben fluiddicht mit Hilfe von vier Befestigungsbolzen 94 geklemmt. Diese Bolzen verlaufen durch an den vier Ecken der oberen Abschlußhaube 26 ausgebildete Durchgangslöcher 90 und sind in in der oberen Hälfte 58 der unteren Abschlußhaube 30 ausgebildete Gewindebohrungen 92 geschraubt. Die obere und untere Abschlußhaube 26 sowie 30 und die Filteranordnung 22 werden auf diese Weise zu dem in­ line-Filter für Druckluft zusammengebaut.

Die in der oben beschriebenen Weise aufgebaute in-line-Fil­ teranordnung wird mit ihrer Einlaßöffnung 42 an die strom­ aufwärtige Seite der Druckluftleitung und mit ihrer Auslaß­ öffnung 44 an die stromabwärtige Seite dieser Leitung ange­ schlossen. Im Betrieb wird in die Einlaßöffnung 42 eintre­ tende Druckluft zuerst in das Innere des ersten Filterteils 14 über den Kanal 46 und die kreisförmige Zentrumsöffnung 48 geleitet und dann durch den inneren Filterkörper 12 geführt. Während des Durchgangs der Druckluft durch diesen Filterkör­ per 12 werden Wasser- und/oder Öldämpfe oder Flüssigkeitspar­ tikel, die in der Druckluft enthalten sind, zu Tröpfchen ver­ einigt, die durch die Druckluft in die untere Abschlußhaube 30 durch die Durchlochungen 68 hindurch geführt werden. Da der für die Luftströmung zur Verfügung stehende Querschnitt innerhalb der abgeschlossenen Kammer 61 größer ist als derje­ nige innerhalb des ersten Filterteils 14, wird die Geschwin­ digkeit der in die Kammer 61 eintretenden Luft herabgesetzt, so daß die vom Luftstrom mitgeführten Tröpfchen aus diesem abgeschieden werden und durch die Schwerkraft sowie Zentri­ fugalkraft zum unteren Teil der abgeschlossenen Kammer 61 fallen, wobei die Tröpfchen in die poröse Struktur 70 ein­ treten. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die porö­ se Struktur 70 innerhalb ihrer Wabenkonstruktion eine Luft­ bewegung in erwähnenswertem Ausmaß verhindert, weshalb eine Wiederverdampfung im wesentlichen ausgeschaltet wird. Die auf diese Weise in der porösen Struktur 70 aufgefangenen Tröpf­ chen fließen durch diese hindurch und auf die abwärts geneig­ te konkave Bodenfläche 71 der Bodenwand 72, wobei sie zu Strömungen vereinigt werden, die letztlich in die ringförmige, mittige Vertiefung 69 geführt und dann durch das Ablaßventil 74 aus der Filteranordnung ausgetragen werden.

Der auf diese Weise in erheblichem Ausmaß getrocknete Druck­ luftstrom wird dann durch die Durchlochungen 66 in das Inne­ re des zweiten Filterteils 20 und durch den äußeren Filter­ körper 18 geführt. Bei dem Strömen der Luft durch diesen Fil­ terkörper 18 werden in der Druckluft verbliebenes Wasser und/oder Öl (als Flüssigkeitspartikel) vollständig verdampft oder verdunstet. Dann wird die von Wasser- und/oder Ölparti­ keln befreite Druckluft zur stromabwärtigen Seite der Druck­ luftleitung durch die ringförmige Öffnung 50, die Ringkehle 52 und die Auslaßöffnung 44 abgeführt.

Bei der beschriebenen Filtervorrichtung sind das erste und zweite Filterteil 14 und 20 in Form einer unitären doppel­ wandigen Rohrfilteranordnung 22 vorgesehen. Folglich kann diese Filtervorrichtung in hohem Maß kompakt und kleinvolu­ mig gefertigt werden, wobei der für die Verbindung der in­ line-Filtervorrichtung mit der Druckluftleitung erforderli­ che Raum in beträchtlichem Maß minimiert werden kann. Dadurch wird der Einbau der Filtervorrichtung an einer von betriebli­ chen Gesichtspunkten aus gewünschten Stelle, d.h. nahe einem pneumatisch betätigten Bauteil, erleichtert, so daß die Fil­ tervorrichtung ihre Funktion, eine verbesserte Filterwirkung zu erzielen, erfüllen kann.

Da das erste und zweite Filterteil 14 und 20 als koaxiale innen- und außenliegende Teile einer einzigen doppelwandi­ gen Rohrkonstruktion der Filteranordnung 22 ausgebildet sind, kann die Anzahl der Befestigungsbolzen 94, die sich zwischen der oberen und unteren Abschlußhaube 26 und 30 erstrecken, im Vergleich zur Anzahl der bei einer herkömmlichen Filter­ vorrichtung, bei der zwei unterschiedliche Filter in zwei rohrförmige Gehäuse eingegliedert sind, welche quer zur Druck­ luftleitung voneinander beabstandet sind, vermindert werden. Demzufolge können die Befestigungsbolzen 94 ohne Schwierig­ keit mit gleichmäßigen Kräften angezogen werden, so daß es möglich ist, eine Leckage der Druckluft, die ansonsten wegen ungleichmäßiger Anzugskräfte an den Befestigungsbolzen auf­ tritt, zu vermeiden.

Ferner wird die koaxiale Ausrichtung des ersten und zweiten Filterteils 14 und 20 der erfindungsgemäßen Filtervorrich­ tung in vorteilhafter Weise mit der vertikalen Ausrichtung der Wabendurchgänge der in der unteren Abschlußhaube 30, die der Verbindung zwischen den jeweiligen offenen Enden des er­ sten und zweiten Filterteils 14, 20 dient, aufgenommenen porösen Struktur 70 kombiniert. Die vertikale Ausrichtung der Waben der porösen Struktur 70 fällt mit der Strömungs­ richtung des Druckluftstromes in die untere Abschlußhaube 30 zusammen, so daß auf Grund einer Verflüssigung von Wasser- und/oder Öldämpfen, die in der strömenden Druckluft enthalten sind, gebildete Tröpfchen auf einfache Weise in­ nerhalb der unteren Abschlußhaube 30 aufgefangen bzw. abge­ schieden werden können. Ferner erlaubt die Anordnung des Ab­ laßventils 74 direkt unterhalb des Zentrums des unteren offe­ nen Endes des ersten Filterteils 14 ein sehr einfaches Ab­ fließen aus der Filtervorrichtung mit Hilfe des Ablaßventils 74. Somit gewährleistet die erfindungsgemäße Filtervorrich­ tung ein Auffangen und Abziehen von in der durch das erste Filterteil 15 geführten Druckluft enthaltenen Wasser- und/ oder Öltröpfchen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung wird durch den Luftauslaß 80 des Ventilkörpers 76 geboten, der einen Austritt einer kleinen Luftmenge aus der Vorrich­ tung zusammen mit den Tröpfchen zuläßt, so daß eine Kondensa­ tion von Wasserdampf innerhalb der Druckluftleitung wirksam verhindert wird, während die Druckluft nicht durch ein pneu­ matisch betriebenes Bauteil verbraucht wird. Darüber hinaus ist der Luftauslaß 80 wirksam, um ein Ausströmen des konden­ sierten Wassers von der Leitung in das pneumatische Bauteil, wenn dieses wieder in Betrieb genommen wird, zu vermeiden.

Um die Beseitigung von Feuchtigkeit oder Wasserdampf aus der Druckluft auf der Grundlage des Prinzips einer Wärmegewin­ nung oder eines Wärmeverlusts, wobei die Luft bei ihrer Kom­ pression adiabatisch sich ausdehnt und erwärmt, zu erleich­ tern, ist es anzustreben, daß die folgende Beziehung bei den Querschnittsflächen der verschiedenen Räume der Filteranord­ nung erfüllt wird. Die Querschnittsfläche des Innenrohres 10 ist größer als diejenige der Einlaßöffnung 42 und die Querschnittsfläche der abgeschlossenen Kammer 61 ist größer als diejenige des Innenrohres 10. Ferner ist die Querschnitts­ fläche des Ringraumes zwischen dem Innen- sowie Außenrohr 10, 16 kleiner als diejenige der abgeschlossenen Kammer 61 und die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung 44 kleiner als diejenige des Ringraumes zwischen den beiden Rohren 10 und 16. Zufolge dieser Anordnung wird die Druckluft bei ihrem Eintritt von der Einlaßöffnung 42 her in das Innenrohr 10 und dann in die abgeschlossene Kammer 61 expandieren und sich abkühlen. Die kühle Luft enthält weniger Feuchtigkeit als heiße Luft, so daß durch Abkühlen der Luft mehr Wasser ver­ einigt und verdampft werden kann. Wenn die Luft von der ab­ geschlossenen Kammer 61 durch den Ringraum zwischen Innen- sowie Außenrohr 10, 16 zur Auslaßöffnung 44 strömt, so wird sie komprimiert und demzufolge erwärmt. Die warme Luft ist imstande, mehr Wasserdampf festzuhalten, so daß jeglicher Restdampf nicht ohne weiteres wieder zu Wassertröpfchen kon­ densiert. Somit hat die die obige Beziehung der Querschnitts­ flächen erfüllende Ausgestaltung eine Steigerung im Trocknen der Druckluft bei deren Strömen durch die Filteranordnung zum Ergebnis.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ihre bevorzugte Aus­ führungsform wörtlich und zeichnerisch im einzelnen erläu­ tert, jedoch ist klar, daß sie nicht auf die genauen Einzel­ heiten dieser Ausführungsform begrenzt ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist das erste Filterteil 14 (Filterkörper 12) innerhalb des Innenrohrs 10 vorgesehen, während das zweite Filterteil 20 (Filterkörper 18) innerhalb des Ringraumes zwischen dem Innen- und Außenrohr 10 bzw. 16 angeordnet ist. Jedoch ist es ersichtlich möglich, diese An­ ordnung umzukehren, d.h., das zweite Filterteil innerhalb des Innenrohres 10 und das erste Filterteil zwischen dem In­ nen- sowie Außenrohr 10, 16 vorzusehen. Auch in diesem Fall werden die oben mit Bezug auf die erläuterte Ausführungs­ form angegebenen Vorteile erreicht.

Wenngleich der Filterkörper 12, der für das erste Filterteil 14 der beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, aus ver­ schlungenen Fasern von rostfreiem Stahl besteht, so kann die­ ser Filterkörper 12 auch aus anderen Metallfasern oder Gewe­ ben gebildet werden, wie in der US-PS 25 21 785 ausgeführt ist, wobei diese Fasern oder Gewebe dazu geeignet sind, eine Vereinigung von Dampf- und Flüssigkeitspartikeln in der die­ se Filterteile durchströmenden Luft zu Tröpfchen zu begünsti­ gen. Der Filterkörper 18 des zweiten Filterteils 14, der bei der erläuterten Ausführungsform vollständig aus einem Ge­ webematerial gefertigt ist, kann in geeigneter Weise auch aus miteinander abwechselnden spiraligen Lagen eines Draht­ gewebes und eines absorbierenden Gewebes, wie Baumwollgewebe hergestellt sein. Für weitere Einzelheiten des Filterkörpers 18 wird auf die US-PS 41 16 650 und die US-PS 44 00 187, die ebenso wie die US-PS 25 21 785 in die vorliegende Offenba­ rung als Bestandteil einbezogen werden, verwiesen.

Obwohl die bei der erläuterten Ausführungsform verwendete poröse Struktur 70 aus Wabenblöcken besteht, so können auch andere poröse Strukturen unter der Voraussetzung zur Anwen­ dung kommen, daß diese imstande sind, Tröpfchen vom ersten Filterteil 14 aufzufangen und eine nennenswerte Bewegung von Luft innerhalb der Strukturen wirksam zu verhindern, wie beispielsweise Wegwerfeinlagen für Babywindeln.

Bei der erläuterten Filteranordnung kommt das Ablaßventil 74 zur Anwendung, jedoch kann dieses Ventil auch durch einen einteiligen porösen Körper ersetzt werden.

Wenngleich die offenbarte Filteranordnung so ausgebildet ist, daß sie in vertikaler Lage in die Druckluftleitung ein­ gegliedert werden soll, so besteht die Möglichkeit, die Fil­ teranordnung so zu gestalten, daß sie in horizontaler Ausrich­ tung in einer Leitung liegt. Die horizontale Ausrichtung kann für flexible Leitungen, wie beispielsweise auf Baustel­ len, verwendet werden.

Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsform erläutert, worauf sie jedoch nicht begrenzt ist. Bei Kennt­ nis der durch die Erfindung vermittelten Lehre sind dem Fach­ mann Abänderungen und Abwandlungen nahegelegt, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims (7)

1. Filter in Reihenschaltung mit einem ersten Filterteil, das einen ersten Filterkörper enthält, der in diesen durchströ­ mender Druckluft enthaltene Wasser- und/oder Dampfpartikel zu Tröpfchen vereinigt, mit einer die Tröpfchen auffangen­ den und diese von der Druckluft trennenden Abscheideeinrich­ tung und mit einem zweiten Filterteil, das einen zweiten, von der durch das erste Filterteil geströmten Druckluft durchströmten zweiten Filterkörper enthält, welcher in der durch das erste Filterteil geströmten Druckluft enthaltene Rest-Flüssigkeitspartikel verdampft, gekennzeichnet - durch eine doppelwandige Rohrfilteranordnung (22) mit einem Innenrohr (10) sowie einem Außenrohr (16), die in radialer Richtung beabstandet und koaxial zueinander an­ geordnet sind sowie einen kreisförmigen Raum zwischen sich abgrenzen, wobei der eine, vom Innenrohr abgegrenzte Raum mit einem das erste Filterteil bildenden Filterkör­ per (12) und der andere, vom Innenrohr abgegrenzte Raum mit einem das zweite Filterteil bildenden Filterkörper (18) angefüllt sind,

- durch eine in dichter Anlage am oberen offenen Ende der doppelwandigen Filteranordnung angebrachte, mit dieser fluiddicht verbundene obere Abschlußhaube (26), die eine mit dem oben offenen Ende des Innenrohres (10) sowie dem kreisförmigen Raum in Verbindung stehende Einlaßöffnung (42) und eine mit dem oberen Ende des anderen kreisförmi­ gen, vom Innenrohr abgegrenzten Raumes in Verbindung ste­ hende Auslaßöffnung (44) hat, wobei die Einlaßöffnung die eingehende Druckluft empfängt und die Auslaßöffnung die gefilterte Druckluft abgibt, und

- durch eine in dichter Anlage am unteren offenen Ende der doppelwandigen Filteranordnung (22) angebrachte, mit die­ ser fluiddicht verbundene untere Abschlußhaube (30), die eine geschlossene, mit den unteren offenen Enden der kreis­ förmigen Räume in Verbindung stehende Kammer (61) bildet, welche ein zur Verminderung der Geschwindigkeit der nach dem Durchströmen des ersten Filterteils (14) in diese Kammer (61) strömenden Druckluft ausreichend großes Vo­ lumen hat, wobei die untere Abschlußhaube (30) eine in der geschlossenen Kammer (61) aufgenommene poröse Struk­ tur (70) als die Abscheideeinrichtung für das Auffangen der während des Durchgangs der Druckluft durch das erste Filterteil (14) gebildeten Tröpfchen und ferner eine Ab­ laßeinrichtung (74) zur Abfuhr einer von der porösen Struk­ tur aufgefangenen Tröpfchenmasse aus dem Filter umfaßt.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Struktur (70) als Wabenbauteil ausgebildet ist, das in einem unteren Teil (60) der abgeschlossenen Kammer (61) aufgenommen ist und dessen von den Waben gebildete Durch­ gänge in vertikaler Richtung verlaufen.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaßeinrichtung (74) in einem mittigen Teil (69) der den unteren Abschluß der geschlossenen Kammer (61) bildenden Bodenwand (72) genau unter dem unteren offe­ nen Ende des Innenrohres (10) angeordnet und die Bodenwand mit einer konkaven, zu ihrem mittigen Teil hin geneigten Bodenfläche (71) versehen ist.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Innenrohr (10) mit dem ersten Filterkör­ per (12) und der Ringraum zwischen dem Innen- sowie Außen­ rohr (10, 16) mit dem zweiten Filterkörper (18) angefüllt sind.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die untere Abschlußhaube (30) eine im allge­ meinen kastenförmige obere Hälfte (58) mit einer oberen, direkt an den unteren offenen Enden des Innenrohres (10) sowie des kreisförmigen Raumes anliegenden Wand (62) und eine im allgemeinen kastenförmige untere Hälfte (60) mit einer dicht an das offene Ende der oberen Hälfte (58) an­ stoßenden Fläche sowie mit einer Bodenwand (72) umfaßt, wobei die untere Hälfte die poröse Struktur (70) aufnimmt und die Bodenwand die Ablaßeinrichtung (74) trägt.