DE4208743A1

DE4208743A1 - Rueckspuelfilter fuer fluessigkeiten

Info

Publication number: DE4208743A1
Application number: DE4208743A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Buehling; Gunter Dipl Ing Hoeffer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1993-09-23
Anticipated expiration: 2012-03-17
Also published as: DE4208743C2

Description

Die Erfindung betrifft einen automatischen Rückspülfilter für Flüssigkeiten, bestehend aus einem oder mehreren Gehäusen mit Filtrateinlaß und -auslaß sowie Schlammaustragsstutzen. Der Rückspülfilter eignet sich besonders zum Einsatz in Systemen mit hohem Druck, beispielsweise in Brenn- und Schmierstoffsystemen.

Es ist bekannt, daß der Rückspülvorgang in Rückspülfiltern, insbesondere wenn diese in Systemen mit hohem Druck eingesetzt werden, zu einem plötzlichen, das Betriebsregime ganz erheblich beeinflussenden Druckabfall führt. Ursache hierfür ist der bis zu 25% in Schmierölsystemen und bei Brennstoffsystemen, die einen hohen Druck und einen geringen Volumenstrom aufweisen, bis zu 50% und mehr vom Betriebsvolumenstrom betragende Rückspülvolumenstrom bei derzeit bekannten technischen Anwendungen (DE-OS 36 11 075, DE-OS 34 43 752). Geteilte Düsen in bekannten Rückspülfiltern haben einen komplizierten Bau- und/ oder Schaltungsaufwand zur Folge, ohne den Rückspülvorgang entscheidend zu verbessern.

Das Ziel der Minimierung des Druckabfalls je Zeiteinheit über die Reduzierung der Rückspülmenge je Zeiteinheit wird bei verschiedenen Ausführungen nach Patent DE-OS 32 35 552, Patent DE-OS 39 02 770 auch durch eine sektorartige Aufteilung der Filtereinsatzfläche durch bogenförmige Stege am zylindrischen Stützkäfig mit erheblichem Bauaufwand zu erreichen versucht.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen automatischen Rückspülfilter in einfacher Bauform mit drastisch verringertem absoluten Druckabfall und Druckabfall je Zeiteinheit zu entwickeln, indem die Rückspülmenge je Zeiteinheit zu Beginn und während des Rückspülvorganges selbst reduziert wird.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung des Problems ermöglicht es, den Rückspülvolumenstrom, den absoluten Druckabfall sowie den Druckabfall je Zeiteinheit in Abhängigkeit von der Ausführungsvariante des jeweiligen Filters derart zu verringern, daß die Rückspülvorgänge ohne wesentlichen Einfluß auf das Betriebsregime des jeweiligen Systems ausgeführt werden.

Die Abstimmung von Düsenart (Ein- oder Mehrkammerdüse), Düsenquerschnitt, Düsenanzahl, Kammeranzahl und Form der Öffnungen im Steuerrohr erlauben weiterhin die Optimierung der Prozeßparameter und damit den Einsatz eines bedarfsgerechten , Rückspülfilters, der sich durch seine einfache Bauform und die präzise Steuerung des Rückspülvorgangs auszeichnet.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung ergibt die formangepaßte Ausbildung der Öffnungen im Steuerrohr als trapezförmige Schlitze, so daß die durchströmende Rückspülmenge je Zeiteinheit am Kammeraustritt infolge der allmählichen Freigabe der Öffnungen im Steuerrohr durch ihre spezielle Formgebung noch zusätzlich verringert wird.

Ein weiterer Vorteil ist die Unterbringung mehrerer Düsen auf einer Düsenantriebswelle, die durch das Steuerrohr mit seinen dazugehörigen Öffnungen eine optimale Anpassung des Rückspülfilters an die Prozeßparameter ermöglicht.

Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich dadurch, daß mehrere Ein- oder Mehrkammerdüsen durch eine spezielle, lösbare Kupplung übereinander, im Winkel "alpha" versetzt angeordnet sind und auf einem mit entsprechenden Öffnungen versehenen Steuerrohr geführt werden. Dadurch wird eine verstärkte Standardisierung der Düsen für verschiedene Filtergrößen unter Ausnutzung der o.g. Vorteile möglich.

Ebenso ist von weiterem Vorteil, daß mehrere Filtereinsätze im Filtergehäuse angeordnet sind, wobei deren Ein- oder Mehrkammerdüsen mit den zugehörigen Steuerrohren durch einen gemeinsamen Antrieb rotieren, so daß mit relativ geringem Bauteilaufwand eine niedrige Bauhöhe für Rückspülfilter mit hohen Durchsatzmengen erreicht wird.

Die Erfindung wird nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Rückspülfilter,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Filtereinsatz nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Fig. 2; A-A; bei Stellung t₀,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Fig. 2; A-A; bei Stellung t₁,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Fig. 2; A-A; bei Stellung t₂,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Rückspülfilter mit zwei Filtereinsätzen

Fig. 7 einen Filtereinsatz mit 2 lösbar gekuppelten Einkammerdüsen,

Fig. 8 einen Schnitt gemäß Fig. 2; B-B; bei Stellung t₀,

Fig. 9 einen Schnitt gemäß Fig. 2; C-C; bei Stellung t₀,

Fig. 10 einen Schnitt gemäß Fig. 2; D-D; bei Stellung t₀.

Nach Fig. 1 ist eine Mehrkammerdüse 1 in einem vorzugsweise zylindrischen Filtereinsatz 7, der sich in einem Filtergehäuse 6 befindet, drehbar angeordnet. Die Stirnkante der Düse 1 dichtet radial am Filtereinsatz 7 ab, um beim Rückspülvorgang auftretende Spaltverluste zu minimieren. Der Querschnitt der Düsenkammer 9 ist so gestaltet, daß die Rückspülmenge ungehindert abströmen kann. Die Mehrkammerdüse 1 ist vorzugsweise mit der hohlen Düsenantriebswelle 10 als ein Gußteil ausgebildet und wird durch das paßgenaue, ebenfalls drehbare, in die Schlammaustragsleitung 4 mündende Steuerrohr 2 geführt. Die Düsenantriebswelle 10 mit der Mehrkammerdüse 1 und das Steuerrohr 2 rotieren zwangsweise, mit unterschiedlichen Drehzahlen, so daß die Öffnungen 8 des Steuerrohres 2 langsam und kontinuierlich, die Relativgeschwindigkeit zu der Mehrkam merdüse 1 ausnutzend, die bisherige Passivkammer 9.2 nach Fig. 8 des rückzuspülenden Filtereinsatzes 7 aktivieren und gleichzeitig die vorherige Aktivkammer 9.1 nach Fig. 3-5 verschließen. Der Rotationsantrieb 5 von Mehrkammerdüse 1 und Steuerrohr 2 sowie die gleichzeitige Steuerung des Rückspülvorgangs werden am besten durch ein Getriebe 3 realisiert.

Die Anzahl sowie die Verteilung der Öffnungen 8 auf dem Umfang und der Höhe des Steuerrohres 2 sind abhängig von der Anzahl und der Anordnung der Düsenkammern 9.1-9.4 nach Fig. 3 und 9.2-9.4 nach Fig. 8-10. Der Öffnungsquerschnitt der Düsen 1 zum Steuerrohr 2 wird in seiner Größe durch die abzuleitende Rückspülmenge und die Relativgeschwindigkeit zwischen Düsenantriebswelle 10 und Steuerrohr 2 bestimmt. Die Drehzahlen und die Anordnung der Öffnungen 8 im Steuerohr 2 werden derart gewählt, daß nach Ablauf des Spülzyklus jede Düsenkammer 9.1-9.4, Stellungen nach Fig. 3 und Fig. 8-10, mindestens über eine volle Umdrehung durch die Öffnung 8 im Steuerrohr 2 mit der Schlammaustragsleitung 4 verbunden war und die zugehörige Filtereinsatzfläche vollständig, partiell abgereinigt wurde. Dieser Rückspülvorgang wird sofort oder zyklisch fortgesetzt, bis alle Rückspülkammern 9.1-9.4 des Filtereinsatzes 7 aktiv waren und die gesamte Filtereinsatzfläche abgereinigt wurde.

Die Fig. 3-5 aus dem Schnitt A-A nach Fig. 2 zeigen die verschiedenen Stellungen der Düsenantriebswelle 10 und der Öffnungen 8.1-8.4 des Steuerrohres 2 während der einzelnen Phasen des Rückspülvorgangs (t₀, t₁, t₂) am Beispiel der aktiven Düsenkammer 9.1.

Die Schnitte A-A, B-B, C-C nach Fig. 2 in den verschiedenen Ebenen zum Zeitpunkt t₀, dargestellt in Fig. 8-Fig. 10, zeigen das Steuerprinzip beim Rückspülvorgang am Beispiel der Düsenkammern 9.1-9.4 in einer kompakten Vierkammerdüse 1, welche kontinuierlich und nacheinander unter Ausnutzung der Relativgeschwindigkeit durch das Steuerrohr 2 aktiviert bzw. passiviert werden.

Fig. 2 mit den dazugehörigen Fig. 3-5 und Fig. 8-10 verdeutlichen die eindeutige Zuordnung der Rückspülkammern 9.1-9.4 zu den Öffnungen 8.1-8.4 im Steuerrohr 2 sowie die Unterteilung in Aktiv- 9.1 nach Fig. 3-5 und Passivkammer 9.2-9.4 nach Fig. 8-10 bei der Rückspülung zum Zeitpunkt t₀, t₁, t₂).

Weiterhin ist es mit o.g. Rückspülprinzip nach Fig. 7 möglich, mehrere Ein- bzw. Mehrkammerdüsen 1 durch eine spezielle, lösbare Kupplung 11 übereinander, im Winkel "alpha" versetzt anzuordnen. Der Winkel "alpha" ist abhängig von der Düsenanzahl. Im Gegensatz zur Ausführung mit nur einer Mehrkammerdüse nach Fig. 1 und 2 können die Öffnungen 8 im Steuerrohr 2 senkrecht übereinander angeordnet sein.

Fig. 7 zeigt als Variante einen Rückspülfilter mit 2 im Winkel "alpha= 180°" versetzten Einkammerdüsen 1 und dem dazugehörigen Steuerrohr 2. Bei einem Winkel von "alpha= 0°" erfolgt die Steuerung des Rückspülvorgangs analog zur Fig. 1.

Bei Rückspülfiltern für große Volumenströme bietet sich die Anordnung nach Fig. 6 von mehreren Filtereinsätzen 7 mit dazugehörigen Ein- oder Mehrkammerdüsen 1 an. Der Rückspülvorgang wird für jeden Filtereinsatz nacheinander gemäß o.g. Rückspülprinzip zyklisch durchgeführt, beispielsweise über das Öffnen und Schließen der Ventile in den Schlammaustragsleitungen 4.

Claims

1. Rückspülfilter für Flüssigkeiten, bestehend aus einem oder mehreren Filtergehäusen mit Filtrateinlaß und -auslaß sowie Schlammaustragsstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine kompakte bzw. mehrere koaxial, im Winkel "alpha" an der hohlen Düsenantriebswelle (10) angeordnete Ein- bzw. Mehrkammerdüsen (1) in einem oder mehreren, vorzugsweise zylindrischen Filtereinsätzen (7) zwangsweise rotieren, durch das ebenfalls drehbare, in die Schlammaustragsleitung (4) mündende Steuerrohr (2) geführt werden, dessen Öffnungen (8) langsam und kontinuier lich, die Relativgeschwindigkeit zu den Ein- oder Mehrkam merdüsen (1) ausnutzend, die bisherige Passivkammer (9.2) oder Passivdüse Fig. 6 des rückzuspülenden Filtereinsatzes (7) aktivieren und gleichzeitig die vorherige Aktivkammer (9.1) oder Aktivdüse Fig. 6 verschließen, dabei den Rückspülvorgang sofort oder zyklisch fortsetzend, bis alle Rückspülkammern eines Filtereinsatzes (7) aktiv waren, bei mehreren Filtereinsätzen (7) diesen Rückspülvorgang zyklisch wiederholend, bis alle Fil tereinsätze (7) abgereinigt wurden.

2. Rückspülfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Freigabe des beim Rückspülvorgang zu durchströmenden Querschnitts am Kammeraustritt durch eine angepaßte Form der Öffnung (8) im Steuerrohr (2), beispielsweise trapezförmige Schlitze, noch zusätzlich verzögert wird und sich damit der Druckabfall je Zeiteinheit weiter verringert.

3. Rückspülfilter, nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrkammerdüse (1) mit mindestens zwei Rückspülkammern (9, 9.1-9.4) auf einem Steuerrohr (2) geführt wird, das auf dem Umfang mindestens zwei im Winkel "beta" angeordnete Öffnungen (8, 8.1-8.4) aufweist, um den Rückspülvorgang, wie in Anspruch 1 angegeben, auszuführen.

4. Rückspülfilter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ein- oder Mehrkammerdüsen (1) durch eine spezielle, lösbare Kupplung (11) übereinander, im Winkel "alpha" versetzt angeordnet sind und auf einem mit entsprechenden Öffnungen (8) versehenen Steuerrohr (2) geführt werden.