DE3808602C2

DE3808602C2 - Vorrichtung für einen Filter

Info

Publication number: DE3808602C2
Application number: DE3808602A
Authority: DE
Inventors: Joachim Wolf
Original assignee: Cuno Inc
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2008-03-16
Also published as: DE3808602A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Derartige Filter sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 35 20 139 bekannt. Es können damit die auf Seite 5, Absatz 1 dort ersichtlichen Medien gefiltert werden. Die Betriebsdrücke liegen zwischen 5-16 bar und hauptsächlich zwischen 6-10 bar. Hat sich ein solcher Filter erschöpft, dann geht man wie folgt vor: Stromauf vom Zufuhrstutzen und stromab vom Abflußstutzen ist ein Absperrorgan vorgesehen, das nahe am Zufuhrstutzen bzw. Abflußstutzen angeordnet ist. Dadurch wird der Filter vom Druck in den Weiterleitungen getrennt. Nun schraubt man die Weiterleitungen vom Zufuhrstutzen bzw. Abflußstutzen ab, öffnet den Deckel und entnimmt den Filter. Dabei gelangt jedoch Flüssigkeit aus dem Raum zwischen dem Zufuhrstutzen bzw. dem Abflußstutzen und dem nachgeordneten Absperrorgan nach außen und fließt auf den Deckel. Je nach Flüssigkeit ist dies lästig und/oder gefährlich. Auf jeden Fall ist der Wechsel insoweit stets mit Reinigungsarbeit verbunden. Außerdem benötigt man im Endbereich des Abflußstutzens bzw. Zufuhrstutzens Dichtungen, z. B. in Gestalt von O-Ringen mit ihren Gegenflächen und Nuteinstichen, die die O-Ringe halten.

Des weiteren ist aus der DE-OS 29 27 668 ein Filter bekannt, der Zu- bzw. Ableitungsanschlüsse aufweist. Diese Anschlüsse sind mit den sich unmittelbar daran anschließenden Rohrabschnitten zur Abdichtung durch eine feste Verschraubung mit einer Überwurfmutter ausgebildet. Zwischen den Stirnflächen ist zu dessen Dichtigkeit ein Dichtring vorgesehen. Zwischen den Zu- bzw. Abschlußleitungen, die horizontal verlaufen ist vertikal dazu angeordnet ein Filtergehäuse vorgesehen. Beim Austausch eines derartigen Filtergehäuses, das über eine Schraubverbindung an einem Anschlußteil vorgesehen ist, kommt es zum Auslaufen von dem zu reinigenden Arbeitsmedium.

Aus der US-PS 3 592 768 ist in einer Rohrleitung ein Filtersieb eingesetzt, durch das in der Flüssigkeit mitgeführte Partikel zurückgehalten werden sollen. Das Filterelement ist mit einem oberen Bund zwischen der Zuführleitung und der Abführleitung festgelegt, wobei die Zuführleitung und Abführleitung durch eine Überwurfmutter miteinander fest verbunden sind. Die Zuführleitung weist einen nach außen sich öffnenden Endabschnitt auf, der außerhalb des Innendurchmessers der Zuführleitung an dem Randbereich des Filters angreift und mit diesen dem Randbereich der Abschlußleitung festlegt. Beim Öffnen einer derartigen Verbindung strömt zwangsweise Flüssigkeit nach außen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der auf einfache Art und Weise sichergestellt ist, daß beim Öffnen eines Deckels zum Wechseln des Filtersackes ein Auslaufen des Mediums verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst. Es hat sich nämlich gezeigt, daß beim Öffnen des Deckels die unvermeidlich zwischen dem Foliensack und dem Topf vorhan dene Luft entweicht, um dieses entweichende Luftvolumen das Volumen des Filter sacks größer wird und deshalb das unterhalb den Absperrorganen vorhandene Medium nach unten fallen kann und dann der Flüssigkeitsspiegel auf jeden Fall nicht höher als das obere Ende des Abflußstutzens bzw. Zufuhrstutzens steht. Es entstehen daher in diesem Bereich keine Verschmutzung und kein Ausfluß. Im schlechtesten Fall muß der Hohlkegel und vielleicht auch die Spannvorrichtung abgewischt werden.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man, daß der Umfassungsstutzen um fangsmäßig einerseits nicht nachgibt und andererseits trotzdem relativ dünn gehalten werden kann, was Material spart.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 kann man die im Kunststoff vorhandene Elastizität ausnutzen, die größer ist als von Metall. Außerdem paßt sich Kunststoff zu dichtenden Konturen besser an, und er ist auch nicht so wertvoll, wie z. B. Metall.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man, daß die passenmüssenden Flächen genauer hergestellt werden können, als dies z. B. im Blas-Verfahren der Fall wäre. Es sind auch hier einander gegenüberliegende Flächen leicht maßgenau herzustellen, was im Blas-Verfahren nicht oder auf jeden Fall ohne weiteres möglich ist. Verwendet werden können Hochdruck-Thermoplaste oder Hochdruck-Duroplaste.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 kann man die Kraft der Spannvorrichtung ein fach in Dichtkraft umwandeln.

Durch die Merkmale des Anspruchs 6 vermeidet man, daß Grate zu weit vorspringen können, oder daß man vorstehende Partikelchen beim Einführen des Hohlkegels mit nimmt und diese dann in ungünstiger Weise in der Dichtfläche zu liegen kommen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreicht man, daß an den wichtigen Dichtungs stellen und Kraftaufnahmestellen der Kunststoff nicht überdehnt wird und nur so weit gedehnt wird, als dies die Innenkontur - vom Konstrukteur zugelassen - der Umfas sungsstutzen zuläßt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 8 kann das Material im Endbereich des Zufuhr stutzens bzw. Abflußstutzens gleich von vorne herein (bis auf den wahrscheinlich stets vorhandenen Luftspalt) anliegen. Es kommt dann entweder zu keinerlei Dehnungen oder nur zu geringfügigen Dehnungen und die Kraft der Spannvorrichtung wird praktisch gleich von Anfang an dazu verwendet, Dichtkräfte aufzubauen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 9 erreicht man, daß sich die Dichtfläche vornehm lich oben im Zufuhrstutzen bzw. Abflußstutzen beginnend aufbaut und nach unten zu kleiner wird. Der geringe Grat-Unterschied wird aber im plastischen Bereich vom Kunststoff aufgenommen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 10 erreicht man, daß die Dichtkräfte ringförmig gleichmäßig entstehen, was nicht der Fall wäre, wenn z. B. die Spannvorrichtung aus mehreren am Umfang angeordneten Kniehebeln oder dergleichen Einzelelemente bestehen würde. Außerdem hat sich gezeigt, daß es sogar ausreicht, die Überwurf mutter von Hand anzuziehen und dann entstehen schon bei den eingangs genannten Arbeitsdrücke die notwendigen Dichtkräfte.

Durch die Merkmale des Anspruchs 11 erreicht man, daß die Überwurfmutter beim Abschrauben außerhalb desjenigen Bereichs ist, von dem Tropfen herab und auf die Überwurfmutter fließen könnten, so daß diese dann bei einer solchen Ausführungs form gereinigt werden müßte. Dies vermeiden auch die Merkmale des Anspruchs 11.

Durch die Merkmale des Anspruchs 12 bedarf es weniger Drehungen an der Über wurfmutter, etwa herausgelaufene Flüssigkeit kann leicht aus den Gewindegängen entfernt werden, und das Grobgewinde kann die auftretenden Kräfte gut aufnehmen. Es eignet sich dieses Grobgewinde auch insbesondere dann, wenn Edelstahl verwendet wird, da dieser mit Grobgewinden leichter bearbeitet werden kann.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gezeigt.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Prinzip-Darstellung, teilweise geschnitten,

Fig. 2 der obere Bereich dieser Anordnung, teilweise geschnitten im Maßstab 1 : 1, soweit es den Deckel und seine Teile und den Bereich Adapter/Kopf anlangt. Wegen dimensioneller Einzelheiten wird auf die Fig. 2 verwiesen.

Eine Filter-Vorrichtung 11 hat einen kreiszylindrischen Topf 12. Auf seinem oberen Rand sitzt ein Dichtflansch 13, der zu einem Adapter 14 und einem Kopf 16 gehört. Bei de sind einstückig aus Kunststoff und umschließen ein Abflußvolumen 17. Am Adapter 14/Kopf 16 ist der obere Rand eines Foliensacks 18 mediendicht befestigt und er selbst ist auch mediendicht. Vom Adapter 14 aus erstrecken sich nach unten in den Fo liensack 18 hinein nicht dargestellte Filterkerzen in üblicher Weise. Ein Deckel 19 aus Edelstahl ist ebenfalls koaxial zur geometrischen Längsachse 21. Seine nach unten ge richtete Randfläche 20 ist ebenfalls koaxial zur geometrischen Längsachse 21 und kann von oben auf den Dichtflansch 13 drücken und ihn mediendicht auf die obere Randfläche 23 des Topfes 12 drücken. Die hierzu notwendige Spannvorrichtung ist nicht gezeichnet.

Ein Zufuhrstutzen 24 steht senkrecht nach oben, d. h. parallel zur geometrischen Längs achse 21 und kommuniziert mit dem Volumen im Foliensack 18. Ein Abfuhrstutzen 26 ist ebenfalls einstückig mit dem Kopf 16 ausgebildet und besteht aus Kunststoff. Der Abfuhrstutzen 26 verläuft parallel zur geometrischen Längsachse 21 und reicht gleich hoch wie der Zufuhrstutzen 24 und kommuniziert mit dem Abflußvolumen 17. Adapter 14 und Kopf 16 sind einstückig und das Abflußvolumen 17 hat keinerlei Verbindung nach au ßen, es sei denn über den Abfuhrstutzen 26.

Für den Zufuhrstutzen 24 und den Abflußstutzen 26 sind im Deckel 16 Durchgangslö cher 27, 28 vorgesehen. Der Deckel 19 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur geometrischen Längsachse 21. Nach oben gehen die Durchgangslöcher 27, 28 in Um fassungsstutzen 29, 31 über, die aus Edelstahl sind. Darüber befindet sich in Fortset zung jeweils eine Weiterleitung 32, 33. In dieser befindet sich jeweils ein Hahn 34, 36, der geschlossen werden kann, wenn die Filterkerzen erschöpft sind.

Die Verbindung zwischen den Weiterleitungen 32, 33 einerseits und den Umfassungs stutzen 29, 31 andererseits besorgen Überwurfmuttern 37, 38.

Gemäß Fig. 2 ist der Zufuhrstutzen 24 rotationssymmetrisch zu seiner geometrischen Längsachse 39. Er hat eine Wandstärke von meistens 3 mm Stärke. Seine obere Stirn fläche 41 hat einen Abstand von 80 mm vom Kopf 16. Die Stirnfläche 41 ist gerundet. Seine Außenfläche 42 ist um ein Grad zur geometrischen Längsachse 39 hin geneigt, ebenso wie seine Innenfläche 43, soweit sie bis zu einem Knick 44 reicht. Dort geht diese in eine Kegelfläche 46 über, die um zwei Grad nach außen geneigt ist und rotationssymmetrisch zur Längsachse 39 ist. Wegen dieser um zwei Grad nach außen gerichteten Neigung wird die Wand des Zufuhrstutzens 24 zur Stirnfläche 41 hin dünner.

Der Abflußstutzen 26 ist genau gleich gestaltet, weshalb gleiche Flächen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Der Umfassungsstutzen 29 hat eine zur geometrischen Längsachse 47 rotations symmetrische Form. Seine Innenfläche 48 ist um ein Grad nach innen geneigt, so daß sie die Außenfläche 42 vollflächig abstützen kann. Der Umfassungsstutzen 29 ist so hoch, daß bei auf dem Kopf 16 aufgesetztem Deckel 19 die Rundungen 41 etwa dort liegen, wo sie aus Fig. 2 ersichtlich sind, d. h. etwas unterhalb der Stirnfläche 48 des Umfassungsstutzens 29.

Im oberen äußeren Endbereich hat der Umfassungsstutzen 29 ein Außengewinde 49, das als Grobgewinde ausgebildet ist. Hierauf ist von oben die Überwurfmutter 37 aufschraubbar, deren Innengewinde auf das Außengewinde 49 aufschraubbar ist. Ihr Boden 51 hat ein zur geometrischen Längsachse 47 koaxiales Loch 52, das von einem Anschlußkegel 53 durchquert wird. Dessen Ringbund 54 liegt auf der Innenseite des Bodens 51 auf, so daß der Anschlußkegel 53 nach unten gezogen wird, wenn die Über wurfmutter 37 angezogen wird. Damit sie nach oben hin nicht verloren wird, befindet sich am Anschlußkegel 53 knapp oberhalb des Bodens 51 ein Sprengring 56.

Unterhalb des Ringbunds 54 geht der Anschlußkegel 53 außen in eine Kreiskegelfläche 57 über, die koaxial zur geometrischen Längsachse 47 ist und unter fünf Grad nach außen und oben geneigt ist. Die Kreiskegelfläche 57 ist höher als die Kegelfläche 46, entspricht aber in ihrer Wirkungslänge im angezogenen Zustand der Überwurfmutter 38 ungefähr der Länge der Kegelfläche 46. Oberhalb des Sprengrings 56 hat der Anschluß kegel 53 ein Außengewinde 58 als Grobgewinde für den Anschluß der Weiterleitung 32.

Hinsichtlich des Umfassungsstutzens 31 ist der Anschlußkegel 53 samt Überwurf mutter 38 exakt gleich ausgebildet.

Lockert man den Deckel 19, dann entweicht die zwischen dem Foliensack 18 und dem Topf 12 befindliche Luft, der Foliensack 18 erweitert sich und dementsprechend wird sein Volumen größer. Bei abgesperrtem Hahn 34, 36 fließt dann Flüssigkeit aus den unter diesen Hähnen befindlichen Volumen nach unten und der Spiegel der Flüssigkeit steht dann auf jeden Fall tiefer als die Stirnfläche 41. Es hat sich gezeigt, daß dies für alle Filtergrößen zutrifft. Zum Beispiel entweicht natürlich bei kleineren Filtern weniger Luft. Dementsprechend ist aber auch konstruktionsbedingt das Volumen unter halb den Hähnen 34, 36 kleiner.

Claims

1. Vorrichtung für einen Filter,
mit einem Filtertopf (12),
mit einem Adapter (14),
mit am Adapter (14) hängenden Filterkerzen,
mit einem mediendichten Foliensack (18), der die Filterkerzen umgibt,
mit einem oberhalb des Adapters (14) angeordneten Kopf (16),
mit einer Dichtvorrichtung (13) zwischen dem oberen Rand des Filtersacks (18) und einer Randfläche (20) des Kopfes (16),
mit einem Abflußvolumen (17) zwischen Kopf (16) und Adapter (14),
mit einem auf den Topf (12) und die Dichtvorrichtung (13) passenden Deckel (19),
mit einem vom Kopf (16) aus nach oben gehenden, elastischen Zufuhrstutzen (24), der mit dem Innern des Foliensacks (18) kommuniziert,
mit einem vom Kopf (16) nach oben gehenden, elastischen Abflußstutzen (26), der mit dem Abflußvolumen (17) kommuniziert,
mit Durchbrechungen (27, 28) im Deckel (16), die vom Zufuhrstutzen (24) und Abflußstutzen (26) durchquert werden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Zwischen dem Foliensack (18) und dem Filtertopf (12) befindet sich nach Einsetzen des Foliensacks (18) in den Filtertopf (12) zumindest teilweise ein Luftvolumen.
b) Der Foliensack (18) weist zumindest ein Volumen auf, das dem Innen volumen des Filtertopfes (12) entspricht.
c) Vom Deckel (19) stehen senkrechte zylindrische Umfassungsstutzen (29, 31) ab, die auf Umfangsspannungen belastbar sind.
d) Im einen Umfassungsstutzen (29, 31) befindet sich passend der Zufuhr stutzen (24) und im anderen Umfassungsstutzen (29, 31) befindet sich passend der Abflußstutzen (26).
e) Am Ende der jeweiligen Weiterleitung (52, 33) befindet sich ein auf Druck spannungen belastbarer Hohlkegel (53), dessen Außenumfangsfläche (57) ein steiler Zylinder-Kegelstumpf ist, der in seinem schmäleren Bereich in den Zufuhrstutzen (24) und Abfuhrstutzen (26) paßt.
f) Zwischen dem Hohlkegel (53) und dem jeweiligen Umfassungsstutzen (29, 31) ist eine axial wirkende Spannungsvorrichtung (37, 38) vorge sehen.
g) Der obere Randbereich des Zufuhrstutzens (24) und Abflußstutzens (26) ist durch den Hohlkegel (53) soweit dehnbar, daß er in seinem Umfas sungsstutzen (29, 31) anliegt.
h) Die durch die Spannvorrichtung (37, 38) aufbringbare Kraft ist mindestens so hoch, daß die Fläche zwischen dem Hohlkegel (53) und der endbe reichsseitigen Innenfläche des Zufuhrstutzens (24) und Abfluß stutzens (26) betriebsdruckdicht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfassungsstutzen (29, 31) aus Metall sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrstutzen (24) aus Kunststoff ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch ä, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrstutzen (24) im Spritzgußverfahren hergestellt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endbereichsseitige Innenfläche eine sehr steile Kreiskegel-Fläche (46) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (41) des Zufuhrstutzens (24) und Abflußstutzens (26) gerundet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (41) des Zufuhrstutzens (24) höchstens bis zur Stirnfläche (41) des Umfassungsstutzens (31) ragt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich des Zufuhrstutzens (24) und Abflußstutzens (26) in seinem nicht gespreizten Zustand an der Innenfläche (48) des Umfassungsstutzens (29, 31) anliegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangs fläche (57) des Hohlkegels (53) geringfügig flacher als die Kreiskegel-Fläche (46) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (37, 38) eine Überwurfmutter ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (37, 38) weiterleitungsseitig befestigt ist und daß die Umfassungsstutzen (29, 31) ein Außengewinde (49) haben.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (49) und das komplementäre Innengewinde Grobgewinde sind.