Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf
eine Filtervorrichtung für komprimierte Luft nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1 und insbesondere auf eine
derartige Filtervorrichtung für komprimierte Luft, die in der
Lage ist, auf wirksame Weise aus der komprimierten Luft
flüssige Partikel, wie beispielsweise Wasser und Öl, und
feste Partikel, die in der komprimierten Luft enthalten sind,
abzuscheiden und zu entfernen.
Hintergrund der Erfindung
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Im allgemeinen sind Kanäle zum Zuführen von komprimierter
Luft zu verschiedenen pneumatisch betriebenen Komponenten,
die beispielsweise in verschieden Betrieben, atomaren Anlagen
und medizinischer Ausrüstung verwendet werden, zum Entfernen
von in einem Strom der komprimierten Luft enthaltenem Wasser,
Öl und festen Substanzen mit einer Filtervorrichtung zu dem
Zweck versehen, die pneumatischen Komponenten zu schützen
oder die Leistung dieser Komponenten zu verbessern.
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Eine Art einer derartigen Filtervorrichtung für komprimierte
Luft ist in der Offenlegungsschrift Nr. 62-1763 der geprüften
japanischen Patentanmeldung offenbart, die wie in Fig. 6
gezeigt aufgebaut ist. Diese Filtervorrichtung umfaßt zwei
Arten von Filtereinrichtungen. Die offenbarte
Filtervorrichtung umfaßt nämlich eine erste Filtereinrichtung
10 mit einer geeigneten ersten Packung oder einem Gewebe 20
innerhalb ihrer Hülse 18 und eine zweite Filtereinrichtung 12
mit einer geeigneten zweiten Packung oder einem Gewebe 22
innerhalb ihrer Hülse 18. Die erste und zweite
Filtereinrichtung 10, 12 sind parallel zueinander auf einer
luftdicht eingeschlossenen Abscheidekammer 16 mit einer
geeigneten Volumenkapazität angeordnet, um sich so von der
Abscheidekammer 16 in der vertikalen Richtung zu erstrecken,
daß sowohl die erste als auch die zweite Filtereinrichtung
mit der Abscheidekammer 16 verbunden ist. Die
Filtervorrichtung hat des weiteren einen Verteilerkopf 14 mit
einem Einlaßkanal 24 und einem Auslaßkanal 26 für
komprimierte Luft. Der Verteilerkopf 14 ist so an der ersten
und zweiten Filtereinrichtung 10, 12 angebracht, daß der
Einlaß- und Auslaßkanal 24, 26 jeweils mit der ersten und
zweiten Filtereinrichtung 10; 12 verbunden ist. Gemäß dieser
Anordnung wird die in den Einlaßkanal 24 des Verteilerkopfes
14 eintretende komprimierte Luft durch erste
Filtereinrichtung 10 in die Abscheidekammer 16 und dann durch
die zweite Filtereinrichtung 12 in den Auslaßkanal 26 des
Verteilerkopfes 14 gefördert, wodurch ein Luftdurchtritt für
die komprimierte Luft durch die Vorrichtung ausgebildet wird.
In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 28 ein Ablaßventil,
durch das Flüssigkeit aus der Filtervorrichtung abgegeben
wird, die von der komprimierten Luft abgeschieden und in der
Abscheidekammer 16 gesammelt wird.
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Gewöhnlich ist die erste Packung 20 der ersten
Filtereinrichtung 10 ein gewickeltes Drahtgeflecht, das aus
korrosionsbeständigen Stahlfasern oder anderen metallischen
Materialien ausgebildet ist, während die zweite Packung 22
der zweiten Filtereinrichtung 12 ein gewickeltes Geflecht
ist, das beispielsweise aus Baumwollfasern ausgebildet ist.
Wenn die komprimierte Luft durch die erste Filtereinrichtung
10 durchtritt, kondensieren Dämpfe und/oder flüssige
Partikel, die in der komprimierten Luft enthalten sind, und
fließen zusammen, wobei die Dämpfe und/oder die flüssigen
Partikel aus der komprimierten Luft abgeschieden werden.
Anschließend wird die komprimierte Luft, aus der die Dämpfe
und/oder flüssigen Partikel abgeschieden wurden, so in die
zweite Filtereinrichtung 12 eingeführt, däß jegliche in der
komprimierten Luft verbleibende Flüssigkeit und feste
Partikel durch die zweite Filtereinrichtung 12 absorbiert und
zerstäubt werden. Somit werden die in der komprimierten Luft
enthaltenen Dämpfe und/oder Flüssigkeiten und festen Partikel
minimiert.
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Bei der vorstehend beschriebenen Filtervorrichtung leiden die
gewickelten Metalldrahtfasern, die als die erste Packung 20
der ersten Filtereinrichtung 10 verwendet werden, an einigen
Problemen, die nachfolgend beschrieben sind. Es ist nämlich
schwierig und beschwerlich, die Metalldrahtfasern so zu
wickeln, daß die gewickelten Metallfasern über die Gesamtheit
der ersten Filtereinrichtung dicht sind, ohne daß
beträchtliche Spalte oder Lücken darin verbleiben. Des
weiteren neigt der Wicklungszustand der Metallfasern als die
erste Packung dazu, sich in Abhängigkeit von den
individuellen Arbeitern zu ändern, die die erste Packung
produzieren, was zu einem Spiel zwischen der inneren
Umfangsfläche der Filterhülse und der äußeren Umfangsfläche
der gewickelten darin aufgenommenen Packung führt. Deshalb
tritt die komprimierte Luft durch das somit ausgebildete
Spiel oder durch die Spalte durch, die natürlich in der
Packung vorhanden sind, wodurch sich die Wirksamkeit des
Entfernens der in der komprimierten Luft enthaltenen
flüssigen Partikel verschlechtert. Deshalb ist es
wahrscheinlich, daß die Filtrierleistung der vorstehend
beschriebenen Filtervorrichtung schwankt.
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Des weiteren wird die erste Packung, die wie vorstehend
beschrieben aus gewickelten Metallfasern hergestellt ist,
während einer langen Verwendungsdauer fortschreitend
verstopfen. Deshalb ist es erforderlich, die verstopfte
Wickelpackung regelmäßig durch eine neue zu ersetzen. Dieser
regelmäßige Austausch erhöht jedoch auf unerwünschte Weise
die Wartungskosten der Filtervorrichtung, da die Packung aus
einem relativ teuerem Material, wie beispielsweise
korrosionsbeständigem Stahl, hergestellt ist.
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Das Dokument US-A-4516994 offenbart eine Filtervorrichtung
für komprimierte Luft, die eine erste Filtereinrichtung, die
geeignet ist, flüssige und feste Partikel beim Durchtreten
durch diese aus eintretender komprimierter Luft abzuscheiden,
und eine zweite Filtereinrichtung umfaßt, um jegliche
verbleibende flüssige und feste Restpartikel aus der
komprimierten Luft beim Durchtreten durch diese zu entfernen,
nachdem die komprimierte Luft durch die erste
Filtereinrichtung durchgetreten ist. Die erste
Filtereinrichtung umfaßt eine Ablenkeinrichtung mit einer
Achse, die mit einer Richtung der Strömung der eintretenden
komprimierten Luft durch die Filtereinrichtung übereinstimmt,
und eine Vielzahl von Flügeln (Leitschaufeln), die zum
Verwirbeln der eintretenden komprimierten Luft um diese Achse
herum angeordnet sind, um dadurch die flüssigen und festen
Partikel durch die Vielzahl von Flügel aus der komprimierten
Luft abzuscheiden.
Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden
Situationen entwickelt. Es ist deshalb eine Aufgabe der
Erfindung, eine Filtervorrichtung für komprimierte Luft zu
schaffen, die eine erste und eine zweite Filtereinrichtung
umfaßt, die frei von einer Änderung der Filtrierleistung der
ersten Filtereinrichtung ist, und die in der Lage ist, die
Häufigkeit des Austausches der Packung vorteilhaft zu
reduzieren, wodurch niedrige Wartungskosten der Vorrichtung
gewährleistet werden.
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Die vorstehende Aufgabe kann erfindungsgemäß durch die
Schaffung einer Filtervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst
werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Längsschnitt einer
Filtervorrichtung für komprimierte Luft gemäß einem
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
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Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer ersten
Filtereinrichtung der Filtervorrichtung der Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt eine Draufsicht von oben auf eine
Ablenkeinrichtung der ersten Filtereinrichtung.
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Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht der Ablenkeinrichtung der
Fig. 3.
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Fig. 5 zeigt eine Draufsicht von unten auf die
Ablenkeinrichtung der Fig. 3.
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Fig; 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Längsschnitt eines
Beispiels einer herkömmlichen Filtervorrichtung.
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Beste Art zum Ausführen der vorliegenden Erfindung
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Um die vorliegende Erfindung weiter zu erläutern, wird ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Filtervorrichtung für komprimierte Luft unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Zuerst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, dort ist ein
Ausführungsbeispiel einer Filtervorrichtung für komprimierte
Luft gezeigt, die erfindungsgemäß aufgebaut ist. Die
Filtervorrichtung umfaßt ein unteres Gehäuse 38, ein oberes
Gehäuse 44 und ein dazwischen zwischengesetztes
Teilungselement 50. Das untere Gehäuse 38 nimmt eine erste
und eine zweite Filtereinrichtung 32, 34 und eine
automatische Ablaßeinheit 36 auf, während das obere Gehäuse
44 einen Dunstfilter 40 und eine Luftsammeleinrichtung 42
aufnimmt. Das Teilungselement 50 hat Einlaß- und
Auslaßdurchgänge 46, 48 für die komprimierte Luft.
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Genauer beschrieben ist das Teilungselement 50 ein im
allgemeinen rundes Element mit einer relativ großen
Wandstärke mit einem ersten und einem zweiten Ansatzabschnitt
51a, 51b, die diametral von dem Teilungselement 50
entgegengesetzt zueinander ausgebildet sind. Die
Ansatzabschnitte 51a, 51b stehen von dem Teilungselement 50
in der Richtung radial nach außen vor. Der Einlaßdurchgang 46
ist an einem seiner entgegengesetzten Enden an der äußeren
Umfangsfläche
des Ansatzabschnitts 51a offen, während sein
anderes Ende mit einer unteren Öffnung 52 verbunden ist, die
an einem Mittelteil der unteren Fläche des Teilungselements
50 offen ist. Andererseits ist der Auslaßdurchgang 48 an
einem seiner entgegengesetzten Enden an der äußeren
Umfangsfläche des zweiten Ansatzabschnitts 51b offen, während
sein anderes Ende mit einer oberen Öffnung 54 verbunden ist,
die an eihem Mittelteil der oberen Fläche des
Teilungselements 50 offen ist. Das Teilungselement 50 umfaßt
des weiteren Zwischendurchgänge 56, die durch ihre Dicke
ausgebildet sind, für die Fluidverbindung zwischen dem
unteren Gehäuse 38 und dem oberen Gehäuse 44, wie
untenstehend beschrieben ist.
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Das Teilungselement 50 hat des weiteren eine in dem zentralen
Abschnitt seiner oberen Fläche ausgebildete
Flüssigkeitsaufnahme 58 und Ablaßdurchgänge 60. Die
Flüssigkeitsaufnahme 58 ist mit dem oberen Gehäuse 54
verbunden, das mit dem Auslaßdurchgang 48 verbunden ist. Die
Ablaßdurchgänge 60 sind mit einem ihrer entgegengesetzten
Enden mit einer schrägen Grundfläche der Flüssigkeitsaufnahme
58 verbunden und sind an ihrem anderen Ende an der äußeren
Umfangsfläche des Teilungselements 50 offen, so daß die
Öffnungen der Ablaßdurchgänge 60 von den Öffnungen der
Einlaß- und Auslaßdurchgänge 46, 48 um vorgegebene
Winkelabstände in der Umfangsrichtung des Teilungselements 50
beabstandet sind.
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Das zylindrische untere Gehäuse 38, das an einer seiner
entgegengesetzten Enden geschlossen ist und an dem anderen
Ende offen ist, ist fluiddicht an einem unteren Abschnitt des
Teilungselements 50 angebracht, so daß die Öffnung des
unteren Gehäuses 38 dichtend anliegend an dem unteren
Abschnitt des Teilungselements 50 gehalten wird. Somit wirkt
das untere Gehäuse 38 mit dem Teilungselement 50 zusammen, um
einen unteren geschlossenen Raum zu definieren. In einem
radialen zentralen Abschnitt eines oberen Teils des unteren
geschlossenen Raums des unteren Gehäuses 38 ist der erste
Filter 32 angeordnet, während der zweite Filter 34 radial
außerhalb des ersten Filters 32 angeordnet ist, wie in Fig. 2
deutlich gezeigt ist.
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Der erste Filter 32 umfaßt eine Hülse 62 und eine
Ablenkeinrichtung 68, die zum Verwirbeln der eintretenden
komprimierten Luft in der Hülse 62 untergebracht ist. Der
erste Filter 32 ist in eine Montagehülse 66 eingepreßt, die
eine um einen geeigneten Betrag kürzere Länge als die Hülse
62 und einen im wesentlichen gleichen Durchmesser wie ein
Außendurchmesser der Hülse 62 hat. Die Hülse 62 und die
Ablenkeinrichtung 68 sind aus einem geeigneten synthetischen
Harz hergestellt, während die Montagehülse 66 aus einem
geeigneten Metall hergestellt ist. Das obere Ende der Hülse
66 ist mit dem unteren Ende der unteren Öffnung 52 des
Teilungselements 50 verschraubt, während der erste Filter 32
an dem Teilungselement 50 befestigt ist. Eine Mutter 76 ist
an dem unteren Endabschnitt der äußeren Umfangsfläche der
Montagehülse 66 so angeschraubt, daß der untere Endabschnitt
der Hülse 62 an einem inneren Flanschabschnitt der Mutter 76
gestützt ist, der an einem axialen Zwischenabschnitt der
inneren Umfangsfläche der Mutter 76 ausgebildet ist.
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Wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, hat die
Ablenkeinrichtung 68 eine Achse 70 und vier spiralförmige
Flügel 72, die um den äußeren Umfang der Achse 70 herum in
einer gleichmäßig beabstandeten Beziehung zueinander
s einstückig ausgebildet sind. Jeder Flügel 72 ist so
spiralförmig ausgebildet, daß sein unteres Ende 75 um die
Achse herum gegenüber seinem oberen Ende 74 um 130º versetzt
ist. Die Ablenkeinrichtung 68 ist an der Hülse 62 derart
fixiert, daß das untere Ende der Ablenkeinrichtung durch
einen kreisförmigen Schulterabschnitt 64 gestützt und in
anliegendem Kontakt gehalten wird, der an einem im
wesentlichen axialen zentralen Abschnitt der inneren
zylindrischen Fläche der Hülse 62 ausgebildet ist. Die
Ablenkeinrichtung 68 ist derart in der Hülse 62 angeordnet,
daß die axiale Richtung der Ablenkeinrichtung 68 mit der
Richtung der Strömung der komprimierten Luft durch den ersten
Filter 32 übereinstimmt.
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Bei der somit aufgebauten Filtervorrichtung wird die in den
Einlaßdurchgang 46 des Teilungselements 50 eintretende
komprimierte Luft in das Innere des ersten Filters 32
geleitet und durch die Flügel 72 der Ablenkeinrichtung 68
verwirbelt, wobei die in der komprimierten Luft enthaltenen
flüssigen und festen Partikel aufgrund der Fliehkraft wirksam
in die radiale Außenrichtung der Hülse 62 geschleudert
werden. Die abgeschiedenen flüssigen und festen Partikel, die
zu der inneren Wand der Hülse 62 getragen werden, fallen
entlang der Fläche einer inneren Bohrung 78 gerade nach
unten, die in der an den unteren Abschnitt der Montagehülse
66 angeschraubten Mutter 76 ausgebildet ist. Ein Teil der
abgeschiedenen Partikel wird jedoch radial zu der Außenseite
der Mutter 76 durch eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen 80
gefördert, die derart durch die zylindrische Wand der Mutter
76 ausgebildet sind, daß die Durchgangsbohrungen 80 abwärts
geneigt sind, wenn sich die Durchgangsbohrungen 80 radial zu
der Außenseite der Mutter 76 erstrecken. Die flüssigen und
festen Partikel werden somit in einem unteren Abschnitt des
geschlossenen Raums des unteren Gehäuses 38 gesammelt und
schließlich durch die Ablaßeinheit 36 aus der
Filtervorrichtung abgegeben, die in einem Bodenabschnitt des
geschlossenen Raums untergebracht ist. Als die Ablaßeinheit
36 der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine
Vorrichtung eingesetzt werden, die in der Offenlegungsschrift
Nr. 63-63478 der ungeprüften japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung offenbart ist. Die Ablaßeinheit ist
jedoch nicht auf diese Vorrichtung beschränkt, sondern es
können auch andere bekannte Ablaßvorrichtungen bei der
vorliegenden Filtervorrichtung eingesetzt werden.
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Der erste Filter 32, der wie vorstehend beschrieben aufgebaut
ist, gewährleistet ein bleibendes Filtern der
Filtervorrichtung ohne eine Änderung der Filtrierleistung
aufgrund eines schlechten oder ungeeigneten. Wicklungszustands
der gewickelten Packung, im Gegensatz zu der bekannten
Filtervorrichtung mit dem ersten Filter, die mit der
gewickelten Packung gefüllt ist, die aus einem Drahtgeflecht
besteht, das aus korrosionsbeständigen Stahlfasern oder
anderen metallischen Materialien ausgebildet ist. Des
weiteren ist der erste Filter 32 frei von dem Problem des
Verstopfens der gewickelten Packung, was der herkömmlichen
Vorrichtung widerfährt, was die Notwendigkeit eines
regelmäßigen Austauschs der gewickelten Packung durch eine
neue auf vorteilhafte Weise beseitigt, der bei der
herkömmlichen Vorrichtung erforderlich ist. Der vorliegende
erste Filter 32 gewährleistet beträchtlich reduzierte
Fertigungskosten der Vorrichtung, da der aktuelle erste
Filter 32 einfach aus, einem relativ preiswerten Material
hergestellt werden kann, wie beispielsweise aus einem
Kunstharz.
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Andererseits besteht der zweite Filter 34 aus einem inneren
und einem äußeren Rohr 86; 88, die in einer konzentrischen
Beziehung zueinander angeordnet sind und die dazwischen einen
kreisförmigen Raum definieren, der mit einer zweiten Packung
90 gefüllt ist, die aus einem gewickelten aus Baumwollfasern
hergestellten Geflecht besteht. Das innere Rohr 86 hat einen
um einen geeigneten Betrag größeren Innendurchmesser als der
Außendurchmesser der Montagehülse 66 des ersten Filters 32.
Das äußere Rohr 88 hat einen um einen geeigneten Betrag
größeren Durchmesser als das innere Rohr 86 und hat im
wesentlichen dieselbe Länge wie das innere Rohr 86. Der
zweite Filter 34 ist derart an dem Teilungselement 50
befestigt, daß das bbere Ende des zweiten Filters 34 in einem
anliegenden Kontakt mit einer kreisförmigen Schulter 82 des
Teilungselements 50 gehalten wird, das mit einem unteren
Abschnitt jedes Zwischendurchgangs 56 verbunden ist, während
das untere Ende des zweiten Filters 34 durch die Mutter 76
mit einem zwischengesetzten Stützelement 84 gestützt wird.
Durch das Stützelement 84 hindurch ist eine Vielzahl von
Bohrungen ausgebildet, die in seiner Umfangsrichtung
gleichmäßig beabstandet sind. Bei dieser Anordnung steht der
erste Filter 32 an seinem unteren Ende von dem unteren Ende
des zweiten Filters 34 um einen vorgegebenen Betrag vor. Die
komprimierte Luft, aus der die flüssigen und festen Partikel
durch den Durchtritt durch den ersten Filter 32 abgeschieden
wurden, wird in den somit aufgebauten zweiten Filter 34
geleitet und tritt durch diesen durch, wobei jegliche übrigen
flüssigen und festen Partikel, die in der komprimierten Luft
verbleiben, in und durch den Filter 34 absorbiert und
zerstäubt, werden.
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Das obere Gehäuse 44, das an einem seiner entgegengesetzten
Enden geschlossen ist, ist fluiddicht an dem anderen offenen
Ende an einem oberen Abschnitt des Teilungselements 50 derart
angebracht, daß die Öffnung des oberen Gehäuses 44 mit dem
Teilungselement 50 so verschraubt ist, daß ein oberer
geschlossener Raum geschaffen wird. In dem somit
ausgebildeten geschlossenen Raum ist der kreisförmige
Dunstfilter 40 im wesentlichen konzentrisch zu dem ersten und
zweiten Filter 32, 34 angeordnet, wobei sein oberes und
unteres Ende durch jeweilige obere und untere Stützplatten 92
gestützt werden, wobei der Dunstfilter 40 fluiddicht an
seinem unteren Ende an einem äußeren Umfangsabschnitt der
Flüssigkeitsaufnahme 58 angebracht ist, die in dem zentralen
Abschnitt der oberen Fläche des Teilungselements 50
ausgebildet ist. Diese Anordnung des Dunstfilters 40
definiert einen inneren Raum und einen äußeren kreisförmigen
Raum in dem geschlossenen Raum des oberen Gehäuses 44. Der
äußere kreisförmige Raum des Dunstfilters 40 ist durch die
Zwischendurchgänge 56 des Teilungselements 50 mit dem unteren
geschlossenen Raum des unteren Gehäuses 38 verbunden.
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Der Dunstfilter 40 der vorliegenden Erfindung kann durch
andere bekannte Dunstfilter ersetzt werden, die aus weichem
oder hartem Polyurethanschaum, gesintertem Kunstharz oder
Glasfasern bestehen, die beispielsweise kleine Poren haben,
vorausgesetzt daß der Dunstfilter einen kreisförmigen porösen
Aufbau hat. Bei dem somit aufgebauten Dunstfilter 40 wird die
komprimierte Luft dazu gezwungen, von der Außenseite zu der
Innenseite durch den porösen Aufbau zu strömen, so daß
jegliche übrigen dampfförmigen und/oder flüssigen und festen
in der komprimierten Luft verbleibenden Partikel durch den
porösen Aufbau des Dunstfilters 40 gefangen werden. Somit
werden die verbleibenden dampfförmigen und/oder flüssigen und
festen Partikel aus der komprimierten Luft entfernt oder
beseitigt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede
der inneren und äußeren Umfangsflächen des Dunstfilters 40
mit einem geeigneten Filtersieb 94 bedeckt, das aus einem
metallischen Material in einer (nicht gezeigten) Netzbauweise
besteht. Der Dunstfilter kann jedoch derartige Siebe nicht
haben.
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In einem im wesentlichen zentralen Abschnitt des inneren
Raums des Dunstfilters 40 ist der zylindrische Luftsammler 42
mit einer geeigneten Länge und einer relativ kleinen
Wandstärke an einem seiner entgegengesetzten Enden mit der
oberen Öffnung 54 fluiddicht verbunden, die in dem zentralen
Abschnitt der Flüssigkeitsaufnahme 58 des Teilungselements 50
offen ist, um sich in der vertikalen Richtung von der Öffnung
54 zu erstrecken. Diese Anordnung verhindert auf wirksame
Weise, daß die Flüssigkeit, die aus der komprimierten Luft
abgeschieden wurde und durch den porösen Aufbau des
Dunstfilters 40 gefangen wurde, in den Auslaßdurchgang 48
eintritt.
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Bei der somit aufgebauten Filtervorrichtung wird die in den
Einlaßdurchgang 46 des Teilungselements 50 eintretende
komprimierte Luft in das Innere des ersten Filters 32
geleitet und durch die darin aufgenommene
Ablenkungseinrichtung zwangsweise verwirbelt, wobei Wasser
oder Öl und feste Partikel, die in der komprimierten Luft
enthalten sind, aufgrund der Fliehkraft wirksam davon
abgeschieden werden. Die somit abgeschiedenen flüssigen und
festen Partikel werden in den unteren Abschnitt des unteren
Gehäuses 38 getragen und schließlich durch die Ablaßeinheit
36 zu der Außenseite der Vorrichtung abgegeben.
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Anschließend wird die komprimierte Luft, aus der die
flüssigen und festen Partikel durch den ersten Filter 32
abgeschieden wurden, in den zweiten Filter geleitet. Die in
der komprimierten Luft verbleibenden flüssigen Partikel
werden durch die zweite Packung 90 des zweiten Filters 34
absorbiert oder aufgrund von Turbulenzen der Luftströmung
während dem Durchtritt durch die Packung 90 zerstäubt,
während die verbleibenden festen Partikel in der
komprimierten Luft durch die Packung 90 während dem
Durchtritt der komprimierten Luft durch diese gefangen
werden. Die komprimierte Luft, die durch die zweite Packung
90 durchgetreten ist, wird dann durch die durch das
Teilungselement 50 ausgebildeten Zwischendurchgänge 56 in den
äußeren kreisförmigen Raum des oberen Gehäuses 44 eingeführt
und tritt durch den porösen Aufbau des Dunstfilters 40 durch
in den inneren Raum des oberen Gehäuses 44, wobei jegliche in
der komprimierten Luft verbleibenden flüssigen und festen
Partikel durch den porösen Aufbau des Dunstfilters 40
gefangen werden. Demgemäß wird die gereinigte komprimierte
Luft, die frei von flüssigen Partikeln aus Wasser oder Öl und
den festen Partikeln ist, über eine Bohrung des Luftsammlers
42, die in dem inneren Raum des Dunstfilters 40 an einem
seiner entgegengesetzten Enden offen ist, das von dem
Teilungselement 50 fern ist, die obere Öffnung 54 des
Teilungselements 50 und den Auslaßdurchgang 48 zu dem
Auslaßkanal geleitet.
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Die während dem Durchtritt der komprimierten Luft durch den
Dunstfilter 40 gefangenen flüssigen Partikel fallen
allmählich in das Innere des Dunstfilters 40 und werden
zeitweilig in seinem Bodenabschnitt gelagert. Die gelagerte
Flüssigkeit wird dann von dem Dunstfilter 40 nach außen
abgegeben und in der Flüssigkeitsaufnahme 58 gesammelt, die
in der oberen Fläche des Teilungselements 50 ausgebildet ist.
Die Flüssigkeit wird schließlich durch den am Boden der
Flüssigkeitsaufnahme 58 offenen Ablaßdurchgang 60 aus der
Filtervorrichtung abgegeben. Bei dieser Anordnung verhindert
das Vorsehen des Luftsammlers 42 auf wirksame Weise, daß
Flüssigkeit in den Auslaßdurchgang 48 eintritt. Obwohl der
Dunstfilter 40 und der Luftsammler 42 keine notwendigen
Bestandteile beim Anwenden der vorliegenden Erfindung sind,
ist es verständlich, daß das Vorsehen dieser Komponenten es
ermöglicht, die in der komprimierten Luft enthaltenen
flüssigen Partikel wirksam abzuscheiden und zu entfernen.
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Bei der erfindungsgemäß aufgebauten Filtervorrichtung, die
vorstehend beschrieben ist, werden die flüssigen und festen
Partikel wirksam entfernt oder beseitigt, wenn die
komprimierte Luft durch den ersten Filter 32, den zweiten
Filter 34 und den Dunstfilter 40 durchtritt. Insbesondere der
erste Filter 32, der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verwendet wird, erfü,llt eine hohe Filtrierleistung, die frei
von Änderungen ist, wodurch eine stabilisierte Wirkung des
Abscheidens und Entfernens der flüssigen Partikel
gewährleistet wird. Der erste Filter 32 ist gegenüber der
herkömmlichen Filtervorrichtung dadurch weiter vorteilhaft,
daß kein regelmäßiger Austausch der Packung erforderlich ist,
wie es beim herkömmlichen ersten Filter erforderlich ist,
wodurch die Wartungskosten der Filtervorrichtung bevorzugt
reduziert werden.
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Der Anmelder der vorliegenden Erfindung führte zum Zweck des
Vergleichs der Filtrierleistung der vorliegenden und der
herkömmlichen Filtervorrichtung einen Versuch durch, wobei
eine Filtervorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt ist, mit dem
ersten Filter 1, wobei die Ablenkeinrichtung 68 zum
Verwirbeln der eintretenden komprimierten Luft eingesetzt
wird, und eine herkömmliche Filtervorrichtung verwendet
wurden, die einen ersten Filter hat, dessen Inneres mit den
gewickelten Netzfasern aus korrosionsbeständigem Stahl
gefüllt ist. Der Versuch wurde mit einem Einlaßdruck der
komprimierten Luft von 3 kg/cm² und bei einer Durchflußmenge
der komprimierten Luft von 350 l/Min durchgeführt. Bei dem
Versuch wurde bestätigt, daß die vorliegende
Filtervorrichtung im wesentlichen dieselbe Filtrierleistung
wie die herkömmliche Filtervorrichtung hat.
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Während die dargestellte Filtervorrichtung den ersten und
zweiten Filter hat, die konzentrisch zueinander angeordnet
sind, ist der Grundsatz der vorliegenden Erfindung auch auf
verschiedene andere Arten von Filtervorrichtungen anwendbar,
wie beispielsweise eine Filtervorrichtung der Fig. 6, wobei
der erste und zweite Filter Seite an Seite parallel
zueinander angeordnet sind, wobei ihre Achsen seitlich
voneinander beabstandet sind.
Industrielle Anwendbarkeit
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich verständlich
ist, ist die erfindungsgemäß aufgebaute Filtervorrichtung für
komprimierte Luft dazu geeignet, die flüssigen und festen
Partikel während dem Durchtritt der komprimierten Luft durch
den ersten und zweiten Filter aus der komprimierten Luft zu
entfernen oder zu beseitigen. Bei der vorliegenden
Filtervorrichtung wird als der erste Filter die
Ablenkeinrichtung mit den spiralförmigen Flügeln eingesetzt,
die zum Zweck des Verwirbelns der eintretenden komprimierten
Luft einstückig um die Achse herum ausgebildet sind. Diese
Anordnung ermöglicht, daß die flüssigen und festen Partikel
aufgrund der Fliehkraft wirksam aus der komprimierten Luft
abgeschieden werden. Deshalb ist der vorliegende erste Filter
frei von einer Änderung der Filtrierleistung, die der
herkömmlichen Vorrichtung widerfährt, die einen ersten Filter
hat, dessen Inneres mit der gewickelten aus metallischen
Fasern hergestellten Packung gefüllt ist. Folglich
gewährleistet die vorliegende Filtervorrichtung eine
gleichbleibende Filtrierleistung, d.h. eine stabile
Abscheidung und Entfernung der flüssigen und festen Partikel
aus der komprimierten Luft. Da des weiteren der momentane
erste Filter mit der Ablenkeinrichtung nicht wie der
herkömmliche erste Filter unter dem Problem des Verstopfens
der gewickelten Packung leidet, wird durch die vorliegende
Filtervorrichtung die Notwendigkeit des herkömmlich
erforderlichen regelmäßigen Austausches der verstopften
gewickelten Packung beseitigt, und es wird die erforderliche
Wartungszeit der Filtervorrichtung beträchtlich reduziert.
Des weiteren werden die Fertigungskosten der
Filtervorrichtung reduziert, indem die Ablenkeinrichtung
verwendet wird, die beispielsweise durch Gießen eines relativ
preiswerten synthetischen Kunstharzes hergestellt wird.