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Flüssigkeitsfilter Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter,
das aus einem in einer oder mehreren Windungen in einem Behälter untergebrachten
Filterschlauch besteht. Von den bisher bekannten Ausführungsformen solcher Filter,
bei denen der Schlauch an seinem einen Ende abgeschlossen ist, unterscheidet sich
das Flüssigkeitsfilter nach der Erfindung dadurch, daß der den Innenraum des Filterbehälters
ausfüllende poröse Filterschlauch an seinen beiden Enden offen und mit dem einen
Ende an den mit der Rohflüssigkeit beschickten Einlaßstutzen des Behälters und mit
dem anderen Ende an den das Filtrat abgebenden Auslaßstutzen des Behälters angeschlossen
ist.
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Durch diese Ausfüllung eines Behälters mit einem eine Vielzahl von
Leerräumen kleinen Volumens aufweisenden, mit den beiden Behälterstutzen in Verbindung
stehenden Schlauch von porösem oder schwammartigem Gefüge steht einerseits für die
Flüssigkeit ein unmittelbarer Weg von dem Ein- nach dem Auslaß des Behälters zur
Verfügung und anderseits bildet infolge der Poren des Schlauches die Rohflüssigkeit
beim Durchgang durch den Behälter Zweigströme und kommt dadurch ständig in Berührung
mit dem ! ganzen den Behälter füllenden Filtermedium, so daß die in der Rohflüssigkeit
in Schwebe befindlichen festen Verunreinigungen sich über die Gesamtheit dieser
porösen Masse verbreiten und in deren Leerräumen festsetzen können.
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Als Filtermasse zur Bildung des Schlauches wird ein Körper von einem
solchen Gefüge gewählt; daß die festen Verunreinigungen nicht die von der Flüssigkeit
berührte Fläche der Filtermasse durch Anlagerung verstopfen können, sondern in diese
Masse auf deren ganze Tiefe eindringen, so daß die Masse nur durch die zahlreichen
Hindernisse, die sie den Zweigströmen entgegenstellt, und viele Kehren und Winkel
wirksam ist, welche sie den Verunreinigungen darbietet. Ist der schwammartig mit
Poren oder Durchlochungen versehene Filterschlauch mit mehreren aneinanderliegenden
oder einen bestimmten, z. B.. gleichen gegenseitigen Abstand einhaltenden Schraubenwindungen
in den Behälter eingesetzt, so wird der Durchtritt der Flüssigkeit durch die poröse
Masse der Schlauchwandung dadurch begünstigt, daß die Flüssigkeit beim Durchgang
durch den Schlauch sich an jeder Windung stößt und daher ständig zur linderung ihrer
Strömungsrichtung gezwungen und so in die Filtermasse im Behälter gedrängt wird.
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Da das Filter nach der Erfindung stets einen seiner normalen Leistung
entsprechenden freien Flüssigkeitsdurchgang gewährleistet, ergibt sich nur ein geringer
und dabei genau begrenzter Beschickungsverlust. Das
Volumen der
zurückgehaltenen festen Verunreinigungen ist anderseits beträchtlich, weil der Durchgangskanal
des Filters auf seiner ganzen Länge von einer durch ihre Hohlräume und Zellen eine
wirksanie Abscheidung der Verunreinigungen herbeiführenden Masse umgeben ist. Auch
verliert das Filter seine Wirksamkeit erst nach Ablagerung einer ganz erheblichen
Menge von festen Verunreinigungen, die ein hohes Vielfaches des Volumens der in
einem Filtertuch bei einem Filter gleicher Raumbeanspruchung zum Absetzen kommenden
festen Teilchen ist. Daher hat das Filter auch eine außerordentlich lange Benutzungsdauer,
die beispielsweise das Hundertfache des Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Reinigungen eines Tuchfilters gleicher Leistungsfähigkeit beträgt.
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Das Filter nach der Erfindung kann, da es sich auch nach Ablagerung
der festen Teilchen in der Filtermasse nicht verstopft, auch ohne weiteres in den
Speisekreis z. B. einer Pumpe eingeschaltet werden. Ferner ist seine Innenausstattung
weniger zerbrechlich und billiger als bei den üblichen Filtern. Das ganze Filter
wird ein einfacher Bestandteil einer Rohrleitungsanlage, der während langer Zeitspannen
keinerlei Überwachung oder Unterhaltung verlangt. Von großer Bedeutung ist es für
die Dauerreinigung von Schmierölen für Motore, wo es in den unter Druck stehenden
Schmierölkreislauf in Reihe mit der Pumpe geschaltet werden kann. Dabei bleibt es
trotz der z. B. bei Kraftwagen häufigen Stöße voll wirksam und kann während des
Betriebes z. B. auf Flugzeugen ohne Beeinträchtigung seiner Wirksamkeit auch umgestürzt
werden.
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Der Querschnitt des die Füllmasse des Behälters bildenden Filterschlauches
von porösem oder schwammartigem Gefüge kann eine kreisförmige oder vieleckige Fläche
sein und z. B. aus einem schwammartig ausgebildeten Gewebe mit Maschen oder Hohlräumen
bestehen. Das Gewebe kann z. B. die Form eines endlosen Bandes besitzen, das man
schraubenförmig zu einem Schlauch wickelt. Nötigenfalls kann der Schlauch im Inneren
in an sich bekannter Weise durch eine Schraubenfeder, einen gewellten Draht oder
ein ähnlichts Mittel versteift sein. Ferner kann er mit einer feinporigen Umspinnung
versehen sein. Auch kann er nach dem Auslaß des Behälters hin im Querschnitt ab-
und in der Feinheit der Poren zunehmen. Statt einen porösen Schlauch in einer oder
mehreren Windungen als Füllmasse in den Behälter einzusetzen und an seinen Enden
mit dem Ein- und Auslaßstutzen des Behälters zu verbinden, kann das Flüssigkeitsfilter
nach der Erfindung auch dadurch gebildet werden, daß die Schlauchwindungen durch
Aussparung eines Hohlkanals in einer in den Behälter eingefüllten oder seingegossenen
porösen Masse, z. B. mitt, ems später herausnehmbarer Kerne, gebildet werden. Auch
kann man den von Ein- nach dem Auslaßstutzen des Behälters führenden Durchgangskanal
des Filters statt gewunden, wenn kein Platzmangel besteht, auch geradlinig ausführen,
indem man z. B. eine Rohrleitung von entsprechend großem Durchmesser mit porösen
Innenwänden versieht.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. I im Querschnitt beispielsweise eine
Ausführungsform eines für das Flüssigkeitsfilter nach der Erfindung verwendbaren
porösen Filterschlauches.
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Dieser Schlauch ist aus-einem endlosen Gewebeband I gewickelt, dessen
Maschen in an sich bekannter Weise größer sind als die abzuscheidenden Verunreinigungen
der Flüssigkeit; im Innern des Schlauches ist das schraubenförmig gewundene oder
gewellte Stützglied 2 angeordnet. Abb. 2 veranschaulicht einen Querschnitt durch
einen prismatischen Schlauch ohne besonderes inneres Stützglied. In Abb. 3 ist ein
solcher Filterschlauch 3 mit einem. als Widerstand für die durchströmende Rohflüssigkeit
und als Versteifung für die poröse Schlauchwandung dienenden gewellten oder schraubenförmig
gewundenen Draht 4 im Längs schnitt - dargestellt.
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Abb. 4 zeigt einen Schnitt durch ein vollständiges Flüssigkeitsfilter
nach der Erfindung, bei dem ein zylindrischer Schlauch 6 verwendet ist, der schraubenlinienförmig
in mehreren Windungen und Lagen in einen Behälter eingesetzt ist. Der für dis Flüssigkeit
zur Verfügung stehende freie Durchgang ist durch die lichte Schlauchweite 5 und
durch den Zwischenraumquerschnitt 7 bestimmt.
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Diese Anordnung ermöglicht für eine gegebene Flüssigkeitsmenge die
Anwendung einer geringen lichten Weite und einer großen Wandstärke des Schlauches,
der nicht nur innen, sondern auch, wie später ausgeführt werden wird, außen von
der Flüssigkeit bespült wird. Bei Ersatz des zylindrischen Schlauches durch z. B.
einen im Querschnitt quadratischen Schlauch gemäß Abb. 2 verschwinden die Zwischenräume
7 zwischen den einzelnen Schlauchwindungen. Um in diesem Falle die gleich günstige
Wirkung wie bei einem zylindrischen Schlauch~ zu erhalten, muß man beispielsweise
die Wandstärke des Schlauches verringern und dessen Durchgangsquerschnitt ändern.
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Gemäß Abb. 4 tritt die Flüssigkeit durch den Einlaßstutzen 8 in den
Vorklärraum g des das Rohr enthaltenden Behälters ein, in dem sich die größten und
schweren Verunreinigungen
ausscheiden, die zeitweise durch den
Hahn in aus dem Raum 9 abgelassen werden. Von dem Raum g gelangt die Flüssigkeit
in den Hohlraum 5 des Schlauches 6.
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Da der zylindrische Filterhehälter nicht vollständig mit dem schraubenförmig
aufgewikkelten Filterschlauch ausgefüllt werden kann, so ist in dem Behälterraum
innerhalb der kleinsten Schlauchwindung ein aus einer filtrierenden Masse bestehender
voller Zylinder I2 eingesetzt. Die Rohflüssigkeit kann auch, ohne dem inneren Hohlraum
des Schlauches zu folgen, von einer zur anderen Windung durch die Schlauchwände
iibertreten und erfährt so von Windung zu Windung oder von Lage zu Lage eine doppelte
Filterung. Jedes Flüssigkeitsteilchen wird auf diese Weise, indem es gewissermaßen
eine Windung oder Lage kurzschließt, einer summarischen ausgleichen. den Filterwirkung
unterworfen. Zwischen den einzelnen Schraubenwindungen 5, I3 und 11 kann man, falls
gewünscht, eine dichte oder eine filternde Zwischenwand 14 vorsehen, welche den
Kurzschluß von WindungsIage zu Windungslage verhindert oder für jedes einen Kurzschluß
von Lage zu Lage bildende Flüssigkeitsteilchen eine vollkommene Filterung bewirkt.
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Der größere Filtermassequersehnitt der Vorrichtung nach Abb. 4 liegt
auf der linken Seite bei dem Auslaßstutzen I5. Hier ist der im Querschnitt kreisförmige
Filterschlauch 6' mit dem lichten Querschnitt 5' um den Füllmassezylinder I2' in
fünf Windungslagen gewickelt, zwischen denen die Zwischenräume 7 liegen und die
durch Wände 14' getrennt sein können, während die zur Zurückhaltung der größeren
Verunreinigungen dienende rechte Seite des Behälters am Einlaßstutzen 8 nur drei
Wicklungslagen aufweist, bei denen der Schlauch 6 einen größeren Querschnitt als
auf der linken Seite besitzt. Die Anlagerung der sich ausscheidenden Teilchen in
der Filtermasse wird auf diese Weise gleichförmiger, indem der Querschnitt des Filterschlauches
in der rechten und der linken Hälfte der Vorrichtung proportional dem Verunreinigungsgrad
der Rohflüssigkeit ist. Bei Fortfall der Zwischenwände 14 wirkt die gesamte den
Behälter füllende Masse im neuen Zustand wie ein unvollkommenes Metallspänefilter.
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Man kann auch eine größere Zahl von Querschnittsabstufungen des Filterschlauches
vorsehen, um eine noch weitergehende Proportionalität zwischen dem Schlauchquerschnitt
an einer gegebenen Stelle und dem an der gleichen Stelle zu erzielenden Reinigungsgrad
zu erreichen. Auch kann man eine beliebige Zahl von Schläuchen gleichen Querschnittes
parallel schalten. Ferner kann man für jede Reinigungsstufe eine verschiedene Feinheit
des Gewebes vorsehen, indem man ein Gewebe mit einem um so feineren ; Gefüge verwendet,
je weiter die Reinigung fortgeschritten ist.
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Wenn man einen Filterschlauch mit einer engmaschigen Umspannung oder
Umklöpplung versieht erreicht man durch den Kurzschluß von Windung zu Windung oder
von Windungslage zu Windungslage eine vollkommenere Filtrierung. Diese Kurzschlüsse
hören auf, wenn die Filtrierfähigkeit der den Schlauch umhüllenden Wand infolge
Anlagerung von Teilchen nicht mehr vorhanden ist.