DE4221897C2 - Vorrichtung zur Filtration flüssiger oder gasförmiger Medien - Google Patents
Vorrichtung zur Filtration flüssiger oder gasförmiger MedienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Filtration
flüssiger oder gasförmiger Medien nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 4 496 490 be
kannt. Bei der bekannten Vorrichtung sind die Leitungsaus
gänge des Grobfilters und des Feinfilters nicht zusammen
gefaßt, was zu unerwünschten Verlustleistungen am Fein
filter führen kann. Außerdem ist die bekannte Vorrichtung
hinsichtlich Platzbedarf und Leitungsführung aufwendig.
Aus der vorgenannten Druckschrift ist es auch bekannt,
einem Filter ein Bypaß-Ventil zuzuordnen.
Aus der DE-PS 19 48 958 ist es bekannt, einer aus einem
Grob- und einem Feinfilter bestehenden Anordnung einen ge
meinsamen Leitungsausgang zu geben.
In der DE-AS 10 49 629 ist im Zusammenhang mit einem aus
wechselbaren Filtereinsatz ein Zweiwegeventil beschrieben,
das einen in einem Stutzen gegen Filterdruck verschieb
lichen Ventilkörper aufweist, durch den je nach Druckan
fall Ventilöffnungen im Stutzen verschlossen werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrich
tung bei möglichst kleiner, am Feinfilter auftretender
Verlustleistung einfach, kompakt und platzsparend auszu
bilden.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 ste
henden Merkmale gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand
der Patentansprüche 2 bis 4.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor
men der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender
Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Schaltplan einer Vor
richtung zur Filtration flüssiger oder
gasförmiger Medien mit einem Zwei-Wege-
Stromregelventil, das einem Feinfilter
vorgeschaltet ist;
Fig. 2 eine geschnittene, teilweise weggebro
chene Darstellung einer Vorrichtung zur
Filtration flüssiger oder gasförmiger
Medien;
Fig. 3 schematisch einen Schaltplan einer Vor
richtung zur Filtration flüssiger oder
gasförmiger Medien mit einem dem Fein
filter vorgeschalteten Drei-Wege-Strom
regelventil und
Fig. 4 eine geschnittene Darstellung eines
Drei-Wege-Stromregelventils.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt eine Vorrichtung 1 zur
Filtration flüssiger oder gasförmiger Medien, die in einem
geschlossenen Kreislauf des kontinuierlich zirkulierenden
Mediums - beispielsweise einem Hydraulikölkreislauf - an
geordnet ist, im wesentlichen ein Grobfilter 2 und ein
dazu parallel geschaltetes Feinfilter 3, wobei dem Fein
filter 3 ein Zwei-Wege-Stromregelventil 4 vorgeschaltet
und dem Grobfilter 2 und dem Feinfilter 3 ein an sich be
kanntes Bypass-Ventil 5 parallel geschaltet ist. Das Grob
filter 2, das Feinfilter 3, das Stromregelventil 4 und das
Bypass-Ventil 5 sind durch Leitungen 6 miteinander verbun
den, die einen gemeinsamen Leitungseingang 7 und einen ge
meinsamen Leitungsausgang 8 aufweisen. Wie aus der Figur
ersichtlich, wird ein Teil des Volumenstroms des zu fil
trierenden Mediums direkt durch das Grobfilter 2 geleitet,
während ein anderer Teil des Volumenstroms zunächst durch
das Stromregelventil 4 und daraufhin durch das Feinfilter
3 geführt wird. Das Stromregelventil 4 begrenzt den Volu
menstrom des Mediums auf einen vorgegebenen, dem Feinfil
ter 3 angepaßten Wert. Der im Grobfilter 2 gefilterte
Volumenstrom und der im Feinfilter 3 gefilterte Volumen
strom werden anschließend am Leitungsausgang 8 wieder zu
sammengeführt.
Der Volumenstrom des Mediums muß sowohl am Grobfilter 2
als auch am Feinfilter 3 vorbeigeführt werden, wenn
erstens insbesondere das Grobfilter 2 einen sehr hohen
Verschmutzungsgrad aufweist und dadurch für das zu fil
trierende Medium undurchlässig wird, oder wenn zweitens
das Medium, z. B. Hydrauliköl, im kalten Zustand eine hohe
Viskosität aufweist und sowohl das Grobfilter 3 als auch
das Feinfilter 2 ebenfalls nicht passieren kann. Im erst
genannten Fall kann der Volumenstrom des zu filternden
Mediums wegen der Gefahr der Beschädigung des Feinfilters
3 auch nicht vollständig durch dieses geleitet werden. In
beiden Fällen wird der Volumenstrom unfiltriert durch das
Bypass-Ventil 5 geleitet. Dadurch wird eine Einschränkung
oder Unterbrechung der Zirkulation des Volumenstroms des
zu filternden Mediums vermieden.
Fig. 2 zeigt eine geschnittene, teilweise weggebrochene
Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Vor
richtung 1, die beispielsweise leicht in einen Hydraulik
ölkreislauf eingefügt werden kann. Ausführungsformen der
in Fig. 1 schematisch dargestellten Teile sind in Fig. 2
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Auf einem zylindrischen Trägerteil 9 sind zwei einander
gegenüberliegende Einlaßstutzen 11, 12 vorgesehen, die mit
einem zwischen diesen Einlaßstutzen 11, 12 angeordneten,
zylindrischen Einlaßbereich 10 verbunden sind. Das Grob
filter 2 ist auf dem Einlaßstutzen 11 und das Feinfilter 3
ist auf dem Einlaßstutzen 12 angeordnet. Sowohl das Grob
filter 2 als auch das Feinfilter 3 umfassen jeweils ein
zylindrisches Filtergehäuse 13, 14, in dem an sich be
kannte Filterelemente 15 bzw. 16 befestigt sind. Diese
Filterelemente 15, 16 sind beispielsweise aus Papier her
gestellt.
In dem das Grobfilter umschließenden Filtergehäuse 13 ist
der Leitungseingang 7 und der Leitungsausgang 8 ausgebil
det, die beide mit einem Innengewinde zur Aufnahme an sich
bekannter Leitungsanschlußaußengewinde versehen sind. Der
Leitungseingang 7 mündet in den Einlaßbereich 10.
Das Zwei-Wege-Stromregelventil 4 ist in dem das Feinfilter
3 tragenden Einlaßstutzen 12 angeordnet. Es umfaßt ein zy
lindrisches Gehäuse 18, in dessen Innerem ein becherförmi
ges, im Inneren des Gehäuses 18 axial verschiebliches Teil 20
angeordnet ist. Eine Schraubenfeder 19 stützt sich einer
seits an einem, im Inneren des Gehäuses 18 fest angeord
neten, ebenfalls becherförmig ausgestalteten Teil, ande
rerseits an der dem Einlaßbereich 10 zugewandten Wand des
verschieblichen Teils 20 ab. Die Schraubenfeder spannt das
becherförmige, verschiebliche Teil 20 in Richtung des
Einlaßbereichs 10 vor. Im becherförmigen Teil 20 ist in
seiner dem Einlaßbereich 10 zugewandten Wand eine Einlaß
bohrung 21 vorgesehen. Im Gehäuse 18 des Stromregelventils
4 ist quer zu dessen Achse eine Auslaßbohrung 22 angeord
net. Die Auslaßbohrung 22 stellt eine Öffnung in das Inne
re des Filterelementes 16 dar.
Um den Einlaßstutzen 11 des Grobfilters 2 herum ist eine
Feder 23 angeordnet, die eine kreisringförmige Platte 24
gegen eine am Einlaßstutzen 11 angeordnete Ringschulter 25
so vorspannt, daß sie in der Ringschulter 25 vorgesehene
Öffnungen 26 verschließt. Die Feder 23, die Platte 24, die
Ringschulter 25 und die Öffnungen 26 bilden zusammen das
Bypass-Ventil 5.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ist folgende: Das zu
filtrierende Medium, beispielsweise Hydrauliköl, gelangt
über den Leitungseingang 7 in Richtung des in Fig. 2 ge
zeichneten Pfeiles in den Einlaßbereich 10. Dort verzweigt
sich der Volumenstrom des Hydrauliköls, wie durch die ge
zeichneten Pfeile angedeutet. Der größere Teil des Volu
menstroms gelangt durch den Einlaßstutzen 11 in das Innere
des Filterelements 15 des Grobfilters 2 und wird aufgrund
des im Medium herrschenden Drucks durch dieses Filter ge
preßt. Das durch das Grobfilter 2 filtrierte Hydrauliköl
gelangt sodann in einen Volumenbereich 27 des Grobfilters
2, der mit dem Leitungsausgang 8 verbunden ist.
Der andere Teil des Volumenstroms wird, wie durch die
Pfeile angedeutet, durch die Einlaßbohrung 21 des becher
förmigen, im Gehäuse 18 axial verschieblichen Teils 20 des
2-Wege-Stromregelventils 4 geleitet und gelangt durch die
Auslaßbohrung 22 in das Innere des Filterelements 16 des
Feinfilters 3. Das Hydrauliköl wird daraufhin durch das
Filterelement 16 in einen Volumenbereich 28 des Feinfil
ters 3 gepreßt. Der Volumenbereich 28 ist ebenfalls mit
dem Leitungsausgang 8 über im Einlaßbereich 10 ange
ordnete rohrförmige Kanäle 29 verbunden.
Das zu filtrierende Hydrauliköl kann im kalten Zustand
eine hohe Viskosität aufweisen, die dazu führt, daß das
Hydrauliköl nicht durch die Filterelemente 15 oder 16 ge
langen kann. In diesem Falle fließt das Hydrauliköl unter
Umgehung des Grobfilters 2 und des Feinfilters 3 durch das
Bypass-Ventil 5. Dies wird aufgrund des Drucks im Hydrau
liköl bewirkt, der es ermöglicht, daß die Platte 24 entge
gen der Federkraft der Feder 23 in Achsrichtung des Ein
laßstutzens 11, in der Fig. 2 nach rechts, gedrückt wird,
wodurch die Öffnungen 26 freigegeben werden und das Medium
durch sie unfiltriert in den Volumenbereich 27 und von
dort zum Leitungsausgang 8 gelangt.
Die Funktionsweise des Zwei-Wege-Stromregelventils 4 ist
folgende: Bei einem kleinen Volumenstrom befindet sich das
verschiebliche Teil 20 in einer Stellung, in der die Aus
laßbohrung 22 freigegeben ist. Diese Stellung ist in Fig.
2 dargestellt. Das Medium gelangt entlang der in Fig. 2
gezeichneten Pfeile durch die Einlaßbohrung 21 des im Ge
häuse axial verschieblichen Teils 20 in das Innere des Ge
häuses 18 des Stromregelventils 4 und von dort durch die
Auslaßbohrung 22 in das Innere des Filterelements 16 des
Feinfilters 3. Steigt der Volumenstrom des zu filtrie
renden Mediums, so wird auf das verschiebliche, becherför
mige Teil 20 ein Druck ausgeübt, der der Federkraft der
Feder 19 entgegengesetzt gerichtet ist und das Teil 20 in
Axialrichtung des Gehäuses 18 - in Fig. 2 nach links -
druckabhängig verschiebt. Dadurch wird die Auslaßbohrung
22 teilweise oder ganz verschlossen. Das bewirkt eine Be
grenzung des durch das Filterelement 16 des Feinfilters 3
fließenden Volumenstroms des Hydrauliköls, wodurch das
Filterelement 16 des Feinfilters 3 vor zu schneller Ver
schmutzung bzw. Zerstörung geschützt wird.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann statt eines Zwei-Wege-
Stromregelventils 4 auch ein Drei-Wege-Stromregelventil 30
zur Begrenzung der Volumenströme durch das Feinfilter 3
und das Grobfilter 2 verwendet werden. Über den Leitungs
eingang 7 der Vorrichtung 1 gelangt das Medium bei ge
schlossenem Bypass-Ventil 5 über die Leitung 6 in das
Drei-Wege-Stromregelventil 30. Dieses Drei-Wege-Strom
regelventil 30 regelt und begrenzt den Volumenstrom durch
das Grobfilter 2 und das Feinfilter 3 derart, daß der
Hauptvolumenstrom durch das Grobfilter 2 und ein begrenz
ter Teil des Volumenstroms durch das Feinfilter 3 geleitet
wird. Ein Bypass-Ventil 5 ist zu der Hintereinander
schaltung des Drei-Wege-Stromregelventils 30 und der Par
allelschaltung von Grobfilter 2 und Feinfilter 3 parallel
geschaltet. Dieses Bypass-Ventil 5 öffnet, wenn der Druck
im zu filtrierenden Medium zu große Werte annimmt. Wie
oben beschrieben, kann das dann der Fall sein, wenn das
Medium im kalten Zustand eine sehr große Viskosität auf
weist oder wenn das Grobfilter 2 und auch das Feinfilter 3
verstopft sind.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Drei-Wege-Strom
regelventils 30. In einem zylindrischen Gehäuse 31, das an
einem Ende verschlossen und an dem anderen Ende offen ist,
sind entlang der Zylinderfläche zwei senkrecht zur Achse
des Gehäuses 31 angeordnete, voneinander beabstandete Aus
laßöffnungen 33 und 34 angeordnet. Im Gehäuse 31 ist axi
alverschieblich ein becherförmiges Teil 35 angeordnet, das
an seiner dem offenen Ende des Gehäuses 31 zugewandten
ebenen Wand eine Einlaßöffnung 32 aufweist. Die Länge der
zylinderförmigen Seitenwand entspricht dem Abstand der
Auslaßöffnungen 33 und 34 voneinander. Im Gehäuse 31
stützt sich eine Schraubenfeder 36 einerseits am ver
schlossenen, festen Ende des Gehäuses 31, andererseits an
der die Einlaßöffnung 32 aufweisenden Wand des becherför
migen Teils 35 ab. In der Außerbetriebsstellung des Drei-
Wege-Stromregelventils 39 spannt die Schraubenfeder 36 das
axialverschiebliche, becherförmige Teil 35 derart vor, daß
eine der Auslaßöffnungen 33 verschlossen ist, während die
andere Auslaßöffnung 34 vollständig geöffnet ist. In die
ser Stellung strömt das Medium durch die Einlaßöffnung 32
in das Innere des Gehäuses 31 hinein und durch die Auslaß
öffnung 34 aus diesem wieder heraus.
Im Betriebszustand jedoch wird das Teil 35 durch den im
strömenden Medium herrschenden Druck entgegen der Feder
kraft der Feder 36 - in Fig. 4 nach links - verschoben,
wobei die zylinderförmige Seitenwand des Teils 35 aufgrund
ihrer definierten Länge die Öffnung 34 teilweise oder ganz
verschließt, während die Öffnung 33 teilweise oder ganz
freigegeben wird. Es entsteht folglich eine Volumenstrom
verteilung des in das Drei-Wege-Stromregelventil 30 strö
menden Volumenstroms in Abhängigkeit vom Druck im Medium.
Dabei kann die Verteilung des Volumenstroms durch ent
sprechende Wahl der Feder 36 und/oder der Einlaßöffnung 32
eingestellt werden. Der geregelte, aus der Öffnung 34 aus
tretende Volumenstrom des zu filtrierenden Mediums wird in
das Feinfilter 2 und der aus der Öffnung 33 austretende
restliche Volumenstrom in das Grobfilter 2 geleitet. Der
Volumenstrom durch das Feinfilter 3 wird dabei so einge
stellt, daß das Filter aufgrund der oben genannten Gründe
genauso langsam verschmutzt wie das Grobfilter 2 und sich
für das Feinfilter 3 dieselben Wechselintervalle wie für
das Grobfilter 2 ergeben.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Filtration flüssiger oder gasförmiger
Medien, insbesondere Hydrauliköl, mit einem Grobfilter
und einem dazu über Leitungen mit gemeinsamem Lei
tungseingang parallel geschalteten Feinfilter, wobei
dem Feinfilter ein Stromregelventil vorgeschaltet ist,
das den Volumenstrom des flüssigen oder gasförmigen
Mediums durch das Feinfilter auf einen vorgegebenen
Wert begrenzt,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Grobfilter (2) einerseits und das Feinfilter (3)
zusammen mit dem Stromregelventil (4) andererseits
außer dem gemeinsamen Leitungseingang (7) einen ge
meinsamen Leitungsausgang (8) haben, daß ein Träger
teil (9) mit zwei Einlaßstutzen (11, 12) vorgesehen
ist, wobei das Grobfilter (2) auf dem einen Einlaß
stutzen (11) und das Feinfilter (3) auf dem anderen
Einlaßstutzen (12) angeordnet ist, und wobei Grobfil
ter (2) und Feinfilter (3) jeweils von einem Filterge
häuse (13, 14) eingeschlossen sind, daß das Stromre
gelventil (4) in dem das Feinfilter (3) tragenden Ein
laßstutzen (12) angeordnet ist, und daß der gemeinsame
Leitungseingang (7) sowie der gemeinsame Leitungsaus
gang (8) in dem Gehäuse (13) des Grobfilters (2) aus
gebildet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stromregelventil ein Zwei-Wege-Stromregel
ventil (4) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stromregelventil ein Drei-Wege-Stromregel
ventil (30) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem das Grobfilter (2) tragenden Einlaßstutzen
(11) ein dem Grobfilter (2) zugeordnetes Bypaß-Ventil
(5) angeordnet ist.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
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