DE3807827C2 - Vorrichtung für einen Filter - Google Patents

Vorrichtung für einen Filter

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung stellt gewissermaßen einen Kernbestandteil eines Filters dar. Der Adapter dient als Anschluß für wenigstens eine Filterkerze und er besorgt zusammen mit dem Kopf die Trennung der zu filternden Flüssigkeit von der gefilterten Flüssigkeit. Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 35 20 139 bekannt. Kopf und Adapter sind hier als separate Teile dargestellt, die aber auch eine Einheit bilden können. Die Dichtvorrichtung außerhalb des gemeinsamen Umfangswandbereiches von Adapter und Kopf dient dazu, diese Vorrichtung flüssigkeitsdicht in einen Filterbecher einsetzen zu können. Bei der bekannten Vorrichtung wird die Dichtvorrichtung durch einen separaten Dichtungsring gebildet, der in eine Umfangsnut des Adapters einfedert. Es gibt daher zwei Preßzonen am Dichtungsring, entsprechend auch zwei Zonen an denen Undichtigkeiten auftreten können. Auch kann der Dichtungsring in sich verwunden montiert werden, was sein Gefüge strapaziert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die eine sichere Trennung der zu filternden Flüssigkeit von der gefilterten Flüssigkeit gewährleistet und insbesondere einen zuverlässig dichten Einbau in einen Filterbecher problemlos gestattet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Ein unlösbar fest angebrachter konischer Kragen als Dichtvorrichtung verhindert Fehlstellungen und reduziert mögliche Leckstellen. Die Konizität des starren Kragens anstelle der bisher vorgesehenen Elastizität der Dichtvorrichtung hat den Vorteil der alterungsunabhängigen Anpassungsfähigkeit an die Einbauverhältnisse der Vorrichtung im Zusammenhang mit einem Filter.
Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 2 kann man die Vorrichtung mit geringen Anzugskräften in einen Filtertopf dicht einsetzen, indem man die Keilwirkung des Kragens erhöht.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 ergibt eine größere Formstabilität des Kragens und hält den dort eingeleiteten Preßdruck von dem Bereich ab, in dem der Kopf mit dem Adapter verbunden ist, so daß diese Verbindung weniger durch die späteren Einbaubedingungen der Vorrichtung beeinflußt wird.
Vorteilhafterweise wird mit der Vorrichtung ein Filtereinsatz gemäß Anspruch 4 gebildet. Das Prinzip eines Filtereinsatzes ist an sich aus der zuvor genannten DE-OS 35 20 139 bekannt. Der Vorteil ist, daß ein solcher Filtereinsatz dank des Foliensacks in hygienisch einwandfreier Weise gehandhabt werden kann. Indem nun der Foliensack an dem starren Kragen der erfindungsgemäßen Vorrichtung befestigt wird, hat man mehr Freiheit bezüglich der Art der Befestigung.
Eine Art der Befestigung besteht darin, den oberen Randbereich des Foliensacks am Kragen anzukleben oder anzuschweißen. Dies empfiehlt sich dann, wenn etwa sehr giftige oder infektionsgefährdende Substanzen gefiltert werden und somit eine Wiederverwendung der Vorrichtung nicht gefragt ist.
Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 5 erfolgt die Befestigung lösbar, aber doch sehr zuverlässig unter Ausnutzung der Keil-Klemmung.
Zufolge der mit dem starren Klemmring erzielbaren hohen Haltekraft auf dem starren Kragen hat man gemäß Anspruch 6 die Möglichkeit zwei ineinandergestülpte Foliensäcke zuverlässig zu fixieren. Hier dient der äußere Foliensack vorteilhafterweise als Schutz für den inneren und als Sicherheit.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 ergibt eine Lagesicherung des Klemmringes.
Gemäß Anspruch 8 erfolgt eine zur Sicherheit dienende Verschweißung am oberen, nicht zur Klemmung dienenden Rand des Kragens, so daß durch das Verschweißen die Funktion der Klemmbereiche nicht beeinträchtigt wird. Auch kann man den Foliensack vom oberen Rand abreißen, wobei haftenbleibende Folienreste nicht stören und insbesondere das Anbringen eines neuen Foliensackes allein durch Klemmung nicht beeinträchtigen.
Ein Filter gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 9 bringt die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders zur Geltung, als diese nämlich äußerst stabil und dicht zwischen Filtertopf und Deckel eingespannt wird. In der Regel trägt der Deckel die Zu- und Ableitungsrohre und so ist es wichtig, daß hier kein Bypass zufolge unzureichender Dichtigkeit entsteht. Natürlich soll auch keine Flüssigkeit aus dem Filter austreten. Der oben und unten konisch eingespannte Kragen gewährleistet schon bei kleiner Spannkraft eine hohe Dichtpressung.
Hierbei ist zu unterscheiden, ob ein Foliensack über den Kragen gestülpt ist und ob dieser allein durch Schweißung oder mittels eines Klemmringes fixiert wird. Dementsprechend ergeben sich die Anordnungen nach Anspruch 10 oder 11.
Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 12 erhält man eine Konzentration der Dichtpressung im Bereich des Knicks, womit Unebenheiten besser ausgebügelt werden können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt in explodierter Darstellung des rechten Kragenbereiches von Fig. 1 zusammen mit den oberen Randbereichen zweier Foliensäcke, eines Klemmringes und des Randwulstes eines Filtertopfes,
Fig. 3 eine Darstellung eines Filtertopfes mit darüber angeordnetem Deckel, teilweise im Schnitt.
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 einen Umfangswandbereich 18 einstückig miteinander verbunden, der koaxial als Zylinder niederer Höhe zur geometrischen Mittenachse 19 verläuft. Die Querschnitte sämtlicher 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 Zufuhrstutzens 17 ist dessen Wand dort gleichbedeutend mit dem Umfangswandbereich 18. Vom Umfangswandbereich 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 Umfangsstegs 21 hat nirgends Verbindung mit dem Abflußvolumen 13. Vielmehr ist dieser wie auch der Umfangswandbereich 18 überall massiv.
Vom äußeren Endbereich des Umfangstegs 21 geht ein koaxialer, nach unten gerichteter 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 des Umfangswandbereichs 18, 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 Umfangsstegs 21, um von dort aus nach einem Knick 28 in einen Kragen 29 überzugehen, der koaxial zur geometrischen Mittenachse 19 ist, ebenfalls ungefährt drei Millimeter dick 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 29 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 Außenfläche 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-Foliensäcken zeigt die Fig. 2 in explodierter 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 26 gut aufgeschoben werden, dehnen 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 Klemmring 44 ist einstückig aus Kunststoff gespritzt und hat den in Fig. 2 gezeigten Querschnitt. Sein Durchmesser ist so, daß sein nach innen gerichteter, drittelskreisförmiger, durchgehender Wulst 46 im nicht gedehnten Zustand des Klemmrings 44 knapp unterhalb des Knicks 34 anliegt. 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 Viertelkreis 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 Hohlkehle 54 auf gleicher Höhe. Die Hohlkehle 54 kann unter Zwischenschaltung der Wanddicke der Foliensäcke auf dem Sims 38 aufsitzen, was eine zusätzliche Sicherung dafür darstellt, daß der Klemmring 44 sich nicht mehr nach unten absprengt. Die Verbindung hält ungeklebt, man kann aber auch Klebstoff an die nach innen gerichteten Flächen des Klemmrings 44 geben.
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 Viertelkreis 48 übergeht. Da die Innenflächen 47, 51 und 53 des Klemmrings 44 gegenüber dem Wandbereich 27 der Außenfläche 31 und der Außenfläche 36 ein geringes Untermaß haben, liegen nach dem Aufsprengen des Klemmrings 44 alle diese Flächen unter Druck aneinander.
Dieser Druck würde zur Dichtung nicht ausreichen. Vielmehr hat ein metallener Filtertopf 63 einen oberen, verdickten Randwulst 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 verläuft 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 Klemmrings 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 Außenfläche 57, die nach außen nicht abgestützt ist. Die Kegelfläche 71 geht in eine radiale Ringfläche 72 über.
Von einem Deckel 73 her hängt ein Gegenstand 74 koaxial zur geometrischen Mittenachse 19 mit durchgehenden Flächen nach unten. Er reicht in die durch den Kragen 29 und den Außenrand 18 gebildete ringförmig koaxial umlaufende Rinne 76, berührt jedoch im fertig montierten Zustand deren Grund 75 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 Innenfläche 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 Foliensäcke. 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 aufgebracht 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 Klemmring 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 Klemmring 44 braucht in seinen Abmessungen nicht geändert zu werden, ob man nun einen oder zwei Foliensäcke 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 einen Filter, umfassend
  • - einen kreisförmigen Adapter mit mindestens einem nach unten ragenden Anschlußstutzen für eine Filterkerze,
  • - einen kreisförmigen Kopf oberhalb des Adapters mit von oben zugänglichem Zufuhranschluß und Abfuhranschluß zum Anschließen einer Zufuhrleitung und einer Abfuhrleitung für ein zu filterndes Medium,
  • - einen Umfangswandbereich zwischen Kopf und Adapter,
  • - ein Abflußvolumen zwischen Kopf und Adapter in dem vom Umfangswandbereich umschlossenen Raum, welches Abflußvolumen mit dem Anschlußstutzen und dem Abfuhranschluß kommuniziert,
  • - eine Dichtvorrichtung radial auswärts vom Umfangswandbereich,
    wobei der Kopf und der Adapter zu einer unlösbaren Einheit verbunden sind und das Abflußvolumen in flüssigkeitsdichter Weise einschließen,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich ein ringförmiger Kragen (29) radial auswärts vom Umfangswandbereich (18) erstreckt und unlösbar damit verbunden ist, welcher Kragen (29) an seiner Unterseite eine konische Außenfläche (31) aufweist, die die Dichtvorrichtung bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Außenfläche (31) des Kragens (29) unter einem steilen Winkel zur geometrischen Mittenachse (19) nach oben sich erweiternd ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (29) fluiddicht von einem einstückigen, fluiddichten Umfangssteg (21) getragen ist, der fluiddicht mit dem Umfangswandbereich 18 verbunden ist.
4. Filtereinsatz mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Anschlußstutzen (14) des Adapters (11) eine Filterkerze nach unten ragend angeschlossen ist, daß die Filterkerze in einen öffnungsseitigen oberen Bereich eines Foliensackes ragt, dessen oberer Randbereich (40, 41) fluiddicht an der konischen Außenfläche (31) des Kragens (29) gesichert ist.
5. Filtereinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Kragen (29) koaxialer Klemmring (44) vorgesehen ist, mit einer konischen Innenfläche (51), wobei der obere Randbereich (40, 41) des Foliensackes zwischen der konischen Innenfläche (51) des Klemmringes (44) und der konischen Außenfläche (31) des Kragens (29) festklemmbar ist.
6. Filtereinsatz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ineinandergestülpte Foliensäcke vorgesehen sind.
7. Filtereinsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (29) an seinem radial äußeren Endbereich einen koaxialen, im wesentlichen senkrecht nach oben ragenden, kurzen Abschlußring (33) aufweist und daß der Klemmring (44) mit seinem oberen Endbereich (46) den Abschlußring (33) rastend zumindest teilweise übergreift.
8. Filtereinsatz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (42, 43) des Foliensackes mit dem oberen Rand (39) des Kragens verschweißt ist.
9. Filter mit einem Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Filtertopf (63) und ein dagegen spannbarer Deckel (73) vorgesehen sind, wobei der Filtertopf (63) einen oberen Randwulst (64) mit einer sich nach oben erweiternden inneren Kegelfläche (68, 71) und der Deckel (73) eine sich nach unten verkleinernde äußere Kegelfläche (77) aufweist,
und daß der Kragen (29) gegenüberliegend zu seiner unteren konischen Außenfläche (31) eine obere konische Innenfläche (32) hat, die zur äußeren Kegelfläche (77) des Deckels (73) korrespondierend dagegen anlegbar ist.
10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kegelfläche (68, 71) des Filtertopfes (63) zur unteren konischen Außenfläche (31) des Kragens (29) korrespondierend dagegen unter Zwischenlage des oberen Randbereichs (40, 41) wenigstens eines Foliensackes anlegbar ist.
11. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kegelfläche (68, 71) des Filtertopfes (63) an eine korrespondierend gestaltete kreiskegelförmige Außenfläche (59) des Klemmringes (44) anlegbar ist.
12. Filter nach einem der Ansprüche 10-11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kegelfläche des Filtertopfes zwei aufeinanderfolgende Kegelflächenabschnitte (68, 71) umfaßt, von denen der untere einen flacheren Kegelwinkel aufweist, so daß zwischen den beiden ein scharfer Knick (69) ausgebildet ist.
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