DE3807827A1 - Vorrichtung fuer filter, einsatz fuer filter und filter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Einsatz gemäß dem Anspruch 8 und einen Filter gemäß dem Anspruch 12.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 35 20 139 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs bekannt geworden.

Solche Vorrichtungen filtern sehr harmlose Medien, aber auch äußerst gefährliche Medien. Es ist klar, daß die Dichtigkeit eine überaus große Rolle spielt. Die bekannte Vorrichtung hatte folgende Nachteile:

• a) Es wird ein O-Ring 34 verwendet, der unter Zugbelastung steht, damit er sich in seiner Nut hält. Damit verändert er im Laufe der Zeit seine Eigenschaften.
• b) Der O-Ring 34 hatte zusätzlich die Aufgabe, den Endbereich 29 des Schlauchs 16 zu halten. Dabei verliert er an Sitzqualität, denn sofern der Endbereich 29 über die Außenfläche 28 ziehbar ist, hat sie natürlich, wenn sie in der Sitznut des O-Rings 34 liegt einen kleineren Durchmesser und wirft infolgedessen Falten.
• c) Der O-Ring 34 muß außerordentlich starke Zugkräfte entwickeln, wenn er einen mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch 16 bei demjenigen Arbeitsgang halten soll, bei dem der Adapter aus dem Becher 17 entfernt werden soll. Das ganze Gewicht hängt dann am O-Ring 34.
• d) Es ist hier ein gesonderter Kopf 78 und ein Adapter 62 notwendig. Zwischen beiden ist eine Trennfläche. Man versucht deren äußeren Rand dadurch dicht zu halten, indem man den Deckel 84 gegen den Becher 69 zieht. Da es sich hier aber um Spritzgußteile handelt, die keine zu hochwertige Herstellung ver­ tragen, sind die Flächen uneben und man muß dies durch außerordentlich hohen Druck ausgleichen. Übt man aber auf Kunststoff einen außerordentlich hohen Druck aus, so fließt er im Lauf der Zeit. Fließt er, so läßt die Dichtig­ keit nach.
• e) Nimmt man den Kopf 78 ab, dann liegen vorher vom Fluid benetzte Flächen frei. Dies ist bei gefährlichen Stoffen sehr gefährlich, aber auch bei unge­ fährlichen Stoffen führt dies zu Putzarbeiten.
• f) Auch der Kopf 78 mußte gereinigt werden, ehe man ihn zusammen mit einem neuen Boden 62 verwendete.
• g) Treten im Abflußvolumen Drücke auf, so können diese den Adapter 62 nach unten biegen, was zu Fluid-Kurzschlüssen führt, was ein Arbeiten am O-Ring bedeutet und was Schwenkbewegungen der Filterkerzen verursacht, denn der Adapter 62 wölbt sich dann ja gemäß einer Kugelschale.
• h) Die Vorrichtung zum Gegeneinanderziehen der Spannplatte 84 gegen den Spann­ ring 83 muß außerordentlich stark bemessen sein, was zu Überdimensionierung, Gewicht, Plumpheit und hohem Preis führt.
• i) Die Dichtflächen müssen außerordentlich groß sein und um die Dichtflächen herum befindet sich sehr viel Material, was die Vorrichtung teuer macht. Ein hoher Materialaufwand ist jedoch bei nicht wieder verwendbaren Vorrichtungen unerwünscht.
• j) Würde man zwei flexible Schläuche vorsehen - den einen zur Sicherheit außen, den anderen, das Fluid zurückhaltenden Schlauch innen - so wäre dies eine viel zu große Aufgabe für den O-Ring 34.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung, einen Einsatz und ein Filter anzu­ geben die die oben genannten Nachteile vermeiden.

Erfindungsgemäß wird dies durch die zugehörigen Ansprüche 1, 8 und 12 gelöst.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 kann man die Keilwirkung ausnutzen, das heißt, die Anzugskräfte brauchen nicht so groß zu sein, wie die Anpreßkräfte an der Ober­ seite und Unterseite des Kragens. Außerdem versteift ein solcher Kragen die Vorrich­ tung im Gegensatz zu einem radialen Kragen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 schafft man eine Hilfsrinne, falls doch Fluid verschüttet werden sollte. Außerdem hindert dann der Kragen nicht, wenn man die Vorrichtung zum Beispiel zunächst einmal zweiteilig herstellt und dann in einer Ebene durch Spiegelschweißung verbindet, die durch das Abflußvolumen geht. Außerdem kann man dann den oberen Randbereich des Filterschlauchs wegen der Aufgleitflanke spannen, so daß sich dort keine Falten bilden.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man eine weitere Versteifung und kann die zur Dichtung beitragende Konstruktion von Deckel und Topf genügend weit nach außen setzen, so daß man innen eine fortlaufende Fläche hat, an der der Schlauch gut bei Druck anliegen kann.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man, daß man den oberen Randbereich des Schlauchs großflächig und ohne schädliche Beanspruchung für den Schlauch halten kann. Dabei ist zu bedenken, daß der Schlauch aus dünner, zum Beispiel fünfzehn hundertstel Millimeter dicker Folie besteht. Außerdem hat dies den Vorteil daß die Folie zwei gut definierbare, großflächige Gegenflächen des verhältnismäßig steifen Kragens und des verhältnismäßig steifen Sprengrings sieht, so daß die Dichtkraft groß sein kann, ohne daß die Folie punktuell beansprucht wird.

Durch die Merkmale des Anspruchs 6 erhält man eine Sicherheitsreserve, denn wenn der innere Filterschlauch in Gestalt eines Sacks undicht werden sollte, dann ist immer noch der äußere Sack vorhanden. Außerdem schützt dann der äußere Sack den inneren vor Beschädigungen, zum Beispiel beim Transport.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreicht man, daß der Sprengring aus seiner einmal eingerasteten Lage nicht mehr nach unten zurückfedert.

Durch die Merkmale des Anspruchs 8 kann man die Vorteile der Vorrichtung für einen kompletten Einsatz ausnützen, wobei der Anspruch 8 den kompletten Einsatz schützt, während sich die Ansprüche 1 bis 7 nur auf die Kombination Adapter/Kopf beziehen.

Gleiches gilt für die Merkmale des Anspruchs 9.

Durch die Merkmale des Anspruchs 10 erreicht man eine weitere Sicherheit, sowohl hinsichtlich Dichtigkeit, als auch mechanischer Befestigung des Foliensacks an der Vorrichtung.

Durch die Merkmale des Anspruchs 11 stellt man sicher, daß der obere Randbereich stets glatt liegt und keine Falten bildet.

Durch die Merkmale des Anspruchs 12 macht man sich die Vorteile des Einsatzes für einen kompletten Filter zunutze.

Durch die Merkmale des Anspruchs 13 erhält man noch bessere Dichtverhältnisse, weil der scharfe Knick an einer ganz bestimmten Stelle preßt.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Zeichnung ist maßstäblich und Einzelheiten können dieser entnommen werden. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Querschnitt durch die Kombination von Adapter und Kopf.

Fig. 2 Im Maßstab 2 : 1 den rechten Kragenbereich von Fig. 1, jedoch in explodierter Darstellung mit dem oberen Randbereich zweier Folien-Filtersäcke, dem Sprengring und dem oberen Bereich des Filtertopfrands.

Fig. 3 Eine maßstäbliche Darstellung des abgebrochenen Filtertopfs mit darüber angeordnetem Deckel.

Gemäß Fig. 1 ist ein Adapter 11 und ein Kopf 12 zu einer Einheit vereint, die aus relativ dünnwandigem Kunststoff besteht. Beide umschließen in ihrem Bereich ein relativ großes Abflußvolumen 13. Von der Unterseite des Adapters 11 aus weisen Anschlußstutzen 14 nach unten, auf die Filterkerzen geschoben werden können. Vom Kopf 12 aus nach oben geht ein Abflußstutzen 16 und ein Zufuhrstutzen 17. Der Adapter 11 und der Kopf 12 sind an ihrem Außenumfang durch eine Außenwand 18 einstückig miteinander verbunden, die koaxial als Zylinder niederer Höhe zur geome­ trischen Mittenachse 19 verläuft. Die Querschnitte sämtliche Wände liegen im Bereich von drei Millimetern, sind also relativ dünn, verglichen mit einem Gesamtdurchmesser im Bereich von ungefähr zwanzig Zentimetern. Im rechten unteren Bereich des Zufuhr­ stutzens 17 ist dessen Wand dort gleichbedeutend mit der Außenwand 18. Von der Außenwand 18 geht einstückig und waagrecht ein scheibenringförmiger Umfangsteg 21 ab. Er ist etwa vier Millimeter dick, so daß man der Fig. 2 auch die anderen Maße entnehmen kann. Das innere des Umfangstegs 21 hat nirgends Verbindung mit dem Abflußvolumen 13. Vielmehr ist dieser wie auch die Außenwand 18 überall massiv.

Vom äußeren Endbereich des Umfangstegs 21 geht ein koaxialer, nach unten gerichte­ ter Versteifungsring 22 aus. Die so entstehende nach unten offene, koaxiale Rinne 23 wird in regelmäßigen Winkelabständen von schmalen, radialen Versteifungsbrücken 24 durchquert, so daß sich derjenige Wandbereich der Außenwand 28, der auf gleicher Höhe wie die Rinne 23 liegt, sich am Versteifungsring 22 und umgekehrt abstützen kann, was die Steifigkeit erhöht.

Unten und außen hat der Versteifungsring 22 eine viertelkreisförmige Aufgleitflanke 26. Sein äußerer koaxialer zylinderförmiger Wandbereich 27 reicht etwa bis auf die halbe Höhe des Umfangstegs 21, um von dort aus nach einem Knick 28 in einen Kragen 29 überzugehen, der koaxial zur geometrischen Mittenachse 19 ist, ebenfalls ungefähr drei Millimeter ist, und unter rund 35° nach außen und oben geht. Genauer gesagt geht seine kreiskegelförmige ebene Außenfläche 31 unter einem Winkel von 32° nach oben, während seine kreiskegelförmige ebene konzentrische Innenfläche 32 unter 35° nach außen und oben geht, so daß sich der Kragen 39 insofern etwas verjüngt.

Der Endbereich des Kragens 29 geht einstückig in einen koaxialen Abschlußring 33 über, der senkrecht nach oben weist, im Verhältnis zur Länge des Kragens 29 aus der Fig. 2 entnehmbar kurz ist. Seine nach einem Knick 34 beginnende Außen­ fläche 36 ist um einen Winkel von 3° nach außen geneigt, ebenso wie die hierzu parallele Innenfläche 37. An die Außenfläche 36 schließt sich oben ein koaxialer durchgehender etwa 0,25 Millimeter breiter, stufenförmiger Sims 38 an, von dem aus dieser mit etwa einem Halbkreisbogen 39 in die Innenfläche 37 übergeht.

Von zwei ineinander gestülpten Kunststoff-Foliensäcke zeigt die Fig. 2 in explodier­ ter Darstellung lediglich die oberen Randbereiche 40, 41. Deren Enden 42, 43 sind aus Gründen der Sicherheit und aus Montagehilfegründen mit dem Halbkreisbogen 39 stoffschlüssig (zum Beispiel durch Schweißen) verbunden. Die oberen Randbereiche 40, 41 können zunächst einmal wegen der Aufgleitflanke 29 gut aufgeschoben werden, denen sich dann zumindest, wenn sie auf der Außenfläche 31 emporgleiten, und hierdurch wird erreicht, daß sie vom Wandbereich 27 bis über den Sims 38 hinaus straff, glatt und eben liegen.

Ein Sprengring 44 ist einstückig aus Kunststoff gespritzt und hat den in Fig. 2 gezeigten Querschnitt. Sein Durchmesser ist so, daß sein nach innen gerichteter, drittelskreisfömiger, durchgehender Wulst 46 im nicht gedehnten Zustand des Spreng­ rings 44 knapp unterhalb des Knicks 34 anliegt. Der Sprengring 44 ist einstückig ohne Unterbrechung. Im aufgesprengten Zustand legt sich seine untere Innenfläche 47 außen an den oberen Randbereich 41 an und klemmt den zugehörigen Bereich gegen den Wandbereich 27. Um Löcher durch scharfe Kanten zu vermeiden, schwingt die Innenfläche 47 mit einem Viertelskreis 48 nach außen und unten ab, so daß sie zusammen mit der Aufgleitflanke 26 einen schonenden, immer enger werdenden Trichter bildet.

Im aufgesprengten Zustand schmiegt sich - immer mit den oberen Randbereichen 40, 41 dazwischen - das Eck 49 in das Eck 28. Auch die unter einem Winkel von 32° nach rechts oben gehende Innenfläche 51 verläuft parallel zur Außenfläche 31 und klemmt dort auf einer relativ großen Fläche den oberen Randbereich 40, 41 ein. Dem Knick 34 entspricht der Knick 52, auf den eine senkrecht nach oben folgende Innenfläche 53 folgt. Dem Sims 38 entspricht komplimentär die Hohlkelle 54 auf gleicher Höhe. Die Hohlkelle 54 kann unter Zwischenschaltung der Wanddicke der Filtersäcke auf dem Sims 38 aufsitzen, was eine zusätzliche Sicherung dafür darstellt, daß der Sprengring 44 sich nicht mehr nach unten absprengt. Die Verbindung hält ungeklebt, man kann aber auch Klebstoff an die nach innen gerichteten Flächen des Sprengrings 44 angeben.

Der Wulst 46 geht oben in eine radiale Fläche 56 über, auf die nach einem Knick eine senkrecht nach unten gehende Außenfläche 57 folgt. Etwas unterhalb des Knicks 52 ist ein Außenknick 58, nach dem eine ebene kreiskegelstumpfförmige Außenfläche 59 folgt, die parallel zur Innenfläche 51 ist und bis unterhalb dem Eck 49 bis zu einem Eck 61 reicht. Von dort aus hat man eine senkrecht nach unten gehende Außenfläche 62, die spitz in den Viertelskreis 48 übergeht. Da die Innenflächen 47, 51 und 53 des Sprengrings 44 gegenüber dem Wandbereich 27 der Außenfläche 31 und der Außenfläche 36 ein geringes Untermaß haben, liegen nach dem Aufsprengen des Sprengrings 44 alle diese Flächen unter Druck aneinander.

Dieser Druck würde zur Dichtung nicht ausreichen. Vielmehr hat ein metallener Filtertopf 63 einen oberen, verdickten Rand 64, der wie der Filtertopf im montierten Zustand koaxial zur geometrischen Mittenachse 19 ist. Er ist auf seinen Innenflächen durchgängig, die nirgends unterbrochen sind. Die Innenfläche 66 des Rands 63 ver­ läuft kreiszylindrisch, das heißt in den Figuren senkrecht nach oben bis zu einem Knick 67. Im fertig montierten Zustand liegt dieser Knick 67 auf der Höhe des Ecks 61. Die Außenfläche 62 hat jedoch einen Abstand von der Innenfläche 66. Auf den Knick 67 folgt eine Kegelfläche 68, die unter 16° zur geometrischen Mittenachse 19 steht, was steiler ist, als die Außenfläche 59 des Sprengrings 44. Die Kegelfläche 58 reicht bis zur Stelle 69 und geht nach diesem sehr flachen Knick in eine Kegelfläche 71 über, die unter einem Winkel von 32° zur geometrischen Mittenachse 19 steht. Diese wesentlich längere Kegelfläche reicht etwa bis auf halbe Höhe der Außen­ fläche 57, die nach außen nicht abgestützt ist. Die Kegelfläche 71 geht in eine radiale Ringfläche 72 über.

Von einem Deckel 73 her hängt ein Gegenrand 74 koaxial zur geometrischen Mitten­ achse 19 mit durchgehenden Flächen nach unten. Erreicht ihn die durch den Kragen 29 und den Außenrand 18 gebildete ringförmig koaxial umlaufende Rinne 76, berührt jedoch im fertig montierten Zustand deren Grund 77 nicht. Auch berührt er die Außenwand 18 nicht, ist also an allen Stellen schmäler als die Rinne 76. Im fertig montierten Zustand ragt seine unter 35° stehende Außenfläche 77 nach außen und oben und liegt an der Innenfläche 32 des Kragens 29 an, jedoch nicht an der Innen­ fläche 37. Dies kommt davon her, daß die Außenfläche 77 weniger weit hoch reicht als die Innenfläche 32.

Im fertig montierten Zustand ziehen nicht dargestellte Zwingen den Deckel 73 gegen den Filtertopf 63. Damit drückt die Außenfläche 77 auf die Innenfläche 32. Die Außenfläche 31 drückt gegen die oberen Randbereiche 40, 41 der Filtersäcke. Diese drücken gegen die Innenfläche 51. Die Außenfläche 59 drückt vor allem gegen die einen flachen Knick darstellende Stelle 69, so daß dort die Hauptdichtkraft aufge­ bracht wird. Da die eingeklemmten Teile aus Kunststoff sind, gibt das Material zwischen der Innenfläche 51 und der Außenfläche 59 etwas nach, so daß natürlich auch Bereiche um die Stelle 69 herum - wenn auch mit geringerem Druck - zum Dichten beitragen.

Es ist auch möglich, ohne den Sprengring 44 auszukommen. Sollte die Gefahr bestehen, daß die Stelle 69 durch die oberen Randbereiche 40, 41 durchdrückt, dann müßte man den Winkel zwischen der Kegelfläche 68 und der Kegelfläche 71 gestreckter machen, beziehungsweise diese Flächen fluchtend ineinander übergehen lassen. In diesem Fall ist es dann sehr wichtig, oberhalb des Knicks 34 den oder die oberen Randbereiche 40, 41 zuverlässig mit dem Kragen 29 zu verbinden.

Der Sprengring 44 braucht in seinen Abmessungen nicht geändert zu werden, ob man nun eine oder zwei Filtersäcke verwendet, denn seine Elastizität nimmt die Umfangsunterschiede ohne weiteres auf.

In Fig. 3 ist der Zufuhrstutzen 78 und der Abflußstutzen 79 angedeutet.

Claims (13)

1. Vorrichtung für eine Filtervorrichtung,
mit einem kreisförmigen Adapter,
mit mindestens einem aus dem Adapter nach unten ragenden Kerzen-Stutzen, an den eine Filterkerze anschließbar ist,
mit einem kreisförmigen Kopf oberhalb des Adapters,
mit Dichtvorrichtung im Umfangsbereich des Adapters/Kopfs,
mit einem Klemmrand im Umfangsbereich des Adapters/Kopfs,
mit einer Haltevorrichtung im Umfangsbereich des Adapters/Kopfs für den oberen Rand eines Filterschlauchs
und mit einem Abflußvolumen zwischen Kopf und Adapter.

• a) Der Rand einwärts von der Dichtvorrichtung zwischen Kopf und Adapter ist fest und fluiddicht zwischen Kopf und Adapter verbunden.
• b) Vom Umfangsbereich Adapter/Kopf geht fluiddicht ein ringförmiger Kragen ab, der massiv ist und eine ebene Unterseite und Oberseite hat.
• c) Dieser Kragen bildet einen Teil der Dichtvorrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen unter einem steilen Winkel zur geometrischen Mittenachse der Vorrichtung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen nach oben steht.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen von einem einstückigen, fluid­ dichten Ringsteg getragen ist, mit diesem fluiddicht verbunden ist, und der Ringsteg fluiddicht mit dem Umfangsbereich Kopf/Adapter verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kragen ein fluiddichter Sprengring auf­ sprengbar ist, der ebenfalls steil zur geometrischen Mittenachse steht, und daß im aufgesprengten Zustand zwischen der Unterseite des Kragens und der Innen­ seite des Sprengrings der obere Randbereich des Filterschlauchs festklemmbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Rand­ bereiche zweier Filterschläuche festklemmbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Kragens in einen kurzen ersten Ringfortsatz übergeht, der im wesentlichen senkrecht nach oben ragt, und daß im oberen Endbereich des Sprengrings ein komplementärer zweiter äußerer Ringfortsatz vorgesehen ist, der in den ersten Ringfortsatz rastend zumindest teilweise übergreift.

8. Einsatz unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Vorrichtung Filterkerzen hängen, daß die Filterkerzen sich in mindestens einem Schlauch befinden, und daß der obere Randbereich oberhalb des Kragens fluiddicht befestigt ist.

9. Einsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich zwischen dem Klemmring und dem Kragen eingeklemmt ist.

10. Einsatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich über seinen Klemmbereich nach oben heraustritt und dort mit der Vorrichtung verschweißt ist.

11. Einsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Randbereich des Filterschlauchs im unge­ spannten Zustand einen kleineren oder höchstens gleichen Durchmesser wie der Kragen hat.

12. Filter mit einer Vorrichtung oder einem Einsatz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Filtertopf einen oberen Randwulst hat, dessen Innenfläche eine kegelförmige Schräge entsprechend der Schräge des Kragens und/oder der Außenfläche des Spreng­ rings hat, wobei der kleinste Durchmesser der Schräge des Randwulstes kleiner ist als der größte Durchmesser der Schräge des Kragens, und daß der Deckel auf einer Außenfläche eine komplementäre kegelförmige Schräge entsprechend der Schräge des Kragens hat, und daß der Deckel mit einer Spannvorrichtung mit hoher Kraft gegen den Filtertopf ziehbar ist.

13. Filtern nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmige Schräge des oberen Randwulstes zwei Kegelflächen umfaßt, von denen die untere Kegelfläche unter einem spitzeren Winkel als die obere Kegelfläche steht, und daß zwischen beiden Kegelflächen ein scharfer Knick vorgesehen ist.