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Filterelement, insbesondere zur Reinigung von Olen
Die Erfindung betrifft
ein Filterelement zum Reinigen von Flüssigkeiten, insbesondere von Ölen, und zwar
sowohl von Schmierölen wie Heizölen.
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Bei dem Filtern von Schmieröl oder Heizöl ist eine hohe Fließgeschwindigkeit
des Öls durch das Filter erwünscht und außerdem eine Entfernung der Verunreinigungen
aus dem 01 in nur einem einzigen Durchfluß oder nur einer möglichst geringen Anzahl
von Durchgängen des Öls durch das Filterelement. Bei der Verwendung von Papier für
eine solche Filterung ergibt sich im allgemeinen, wenn ein Durchtritt des Öls durch
das Papier hindurch vorgesehen ist, die Aufgabe, eine ziemlich große Fläche des
Papiers auf der einen Seite unter hohen Druck und auf der anderen Seite unter niedrigen
Druck zu setzen. Um hierbei ein Zerreißen des Papiers zu vermeiden, hielt man bislang
ein entsprechend druckfestes, selbsttragendes Filterpapier für erforderlich. In
gewissen Fällen hat man zu kostspieligen Leimungsverfahren Zuflucht nehmen müssen,
um ein Vorbeiströmen der Flüssigkeit, die gefiltert werden soll, zu unterbinden.
Auch das Problem, wie die Papierlamellen, durch welche filtriert werden soll, zu
schneiden und die fertig geschnittenen zusammenzufügen sind, ist bei der Verwendung
von Papier zur Filterung von Öl zu berücksichtigen.
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Einer der Gegenstände nach der Erfindung bezieht sich darauf, eine
Vielzahl von gleichen Lamellen zu verwenden, welche eine auf der anderen in solcher
Ordnung zueinander aufgestapelt werden, daß durch das Papier hindurch sich ein Durchfluß
ergibt.
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Ein anderer Gegenstand der Erfindung betrifft die Zusammenfügung
von Filterlamellen, beispielsweise in der Form von Scheiben, wobei jede Scheibe
in eine Vielzahl von Sektoren eingeteilt ist und je ein Sektor,
was
für den Gesamtstapel von Wichtigkeit ist, in jeder der Filterlamellen sich befindet.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Bildung eines
Stapels aus gleichen Filterlamellen, die verschiedene Sektoren aufweisen, wobei
jede Lamelle einer bestimmten Anordnung unterworfen ist oder sich in verschiedenen
Winkelstellungen zu den anderen Lamellen befindet, so daß in axialer Folge sich
die gewünschte strukturelle Anordnung für das Filterpaket ergibt.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf die Bildung
einer Filterlamellenform in der Art, daß, wenn eine auf der anderen aufgestapelt
wird, sich eine gute Verbindung zwischen diesen längs den Teilen ergibt, wo hinsichtlich
des Fließens eine genaue Kontrolle erwünscht ist.
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Im Hinblick auf diese und weitere Gegenstände erstreckt sich die
Erfindung auf ein Filterelement zur Filterung von Flüssigkeiten, das aus einem Stapel
von übereinandergelegten Lamellen gleicher Gestalt besteht, welche aus Papier oder
sonstigen zur Filterung dienenden Stoffen gebildet werden, von denen jede eine Mittelöffnung
und eine Anzahl von Sektoren aufweist, wobei wenigstens zwei Sektoren aus einer
durchgehenden Filterfläche bestehen, wenigstens ein Sektor den Zutritt der Flüssigkeit
gestattet und außerdem wenigstens ein Sektor den Abfluß ermöglicht, und die Lamellen
in solcher Winkelstellung um die Achse des Stapels angeordnet sind, daß die Filter-,
Zulauf- und Ablaufsektoren in axialer Folge einen Filter-, einen Zulauf-, einen
Filter- und einen Ablaufteil ergeben.
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Die Erfindung ist beispielsweise in den angefügten Zeichnungen' näher
wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. I eine Schnittansicht eines Filterkörpers mit
einer Ausführungsform des erfindungsgemäß auswechselbaren Filterelements in diesem,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine der Lamellen, welche das Filterpaket nach Fig. I
bilden, Fig. 3 einen Grundriß mit der Darstellung von zwei der Lamellen, wie in
Fig. 2 abgebildet, von denen eine auf der anderen übereinandergelegt ist und diese
sich in verschiedener Winkelstellung befinden, Fig. 4 eine Ansicht, ähnlich Fig.
3, mit der Darstellung von drei Lamellen in zusammengefügtem Zustand, wobei jede
in bestimmter Ordnung zu der nächstfolgenden Lamelle angeordnet ist, Fig. 5 eine
ähnliche Ansicht von vier Lamellen, die übereinandergelegt sind und jeweils zu der
nächsten Lamelle eine bestimmte Ordnung aufweisen, Fig. 6 eine Draufsicht auf eine
abgeänderte Ausbildungsform der Filterlamelle, Fig. 7 eine Draufsicht auf eine andere
Form der Filterscheibe oder -lamelle, Fig. 8 eine Schnittansicht ähnlich Fig. I,
in der eine abgeänderte Form des Stapels von Filterlamellen dargestellt ist, Fig.
9 eine Draufsicht auf eine dieser Filterlamellen, Fig. IO eine Ansicht von zwei
der aufeinandergelegten Lamellen, wobei eine um 900 in bezug auf die andere gedreht
ist, Fig. ii eine Ansicht von drei der aufeinandergelegten Lamellen, wobei wieder
jede der Lamellen um 900 gegenüber der nächsten gedreht ist, Fig. I2 die Ansicht
einer Gruppe von vier Lamellen, von denen jede gegenüber der nächsten um go" gedreht
ist, und Fig. I3 eine Schnittansicht im wesentlichen nach Linie I3-I3 von Fig. 12.
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Bei der Ausführung der Erfindung wird eine Filterlamelle verwendet,
die für gewöhnlich die Form einer Scheibe aufweist und die in eine Anzahl von Sektoren
aufgeteilt ist. Diese setzen sich üblicherweise aus zwe Filtersektoren, einem Ausgangs-
oder Ablaufsektor und einem Abstands- oder Zulaufsektor zusammen, die alle in einem
bestimmten Winkelverhältnis um eine zentrale Öffnung angeordnet sind. Diese Lamellen
werden eine auf der anderen aufeinandergestapelt, derart, daß die mittleren Öffnungen
übereinstimmen und in einer solchen verschiedenen Winkelstellung, daß sich eine
axiale Folge von Filtersektor, Ablaufsektor, Filtersektor und Zulaufsektor ergibt.
Die Mittelöffnung ist nicht von kreisförmiger Gestalt, so daß eine Ordnung aller
Lamellen in der gewünschten Winkelverschiebung erhalten werden kann.
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Jeder der Sektoren hat einen Randstreifen um den Sektor herum, der
dem Randstreifen eines Sektors der nächsten Lamelle anliegt, derart, daß längs dieser
Randstreifen ein fester Verschluß erfolgt, wenn auf den Stapel in axialer Richtung
ein Druck ausgeübt wird.
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In den Zeichnungen bezeichnet 10 den Filterkörper, welcher mit einem
zentralen Rohr II versehen ist, das sich vom Boden aus aufwärts erstreckt. Ein Deckel
I2 sitzt auf dem oberen Rande des Körpers und wird durch einen Dichtungsring I3
verschlossen. Der Deckel wird in seiner Lage durch eine Schraube 14 mit Gewinde
I6 festgehalten, welches mit dem Innengewindeteil 15 des Mittelrohres II im Eingriff
steht. In den Körper 10 ist ein Filterelement oder -paket eingesetzt, das allgemein
mit I7 bezeichnet ist, und dieses ruht auf einem Dichtungsring 18, der mit seiner
unteren Fläche auf einem Widerlager 19 aufliegt. Das Filterelement ist zudem mit
einer festen Bodenplatte 20 und einer festen Deckplatte 21 versehen; auf der Deckplatte
21 befindet sich ein Dichtungsring 22, welcher durch die Feder 23 nach unten gedrückt
wird. Die Dichtungsringe 18 und 22 dienen zum Abschluß des Filterelements in bezug
auf das Mittdrohr II. Die zu filtrierende Flüssigkeit tritt in den Behälter 10 bei
24 ein, läuft durch das Filterelement hindurch und verläßt es durch das Mittelrohr
bei 25. Eine Ablaßöffnung 26 in der Bodenplatte wird durch einen Stopfen 27 abgeschlossen.
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Das Filterelement oder -paket I7 besteht aus einer Anzahl identischer,
scheibenförmiger Lamellen 30, wie sie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt sind.
Diese S^heiben sind in eine Anzahl von Sektoren aufgeteilt, und zwar in der dargestellten
Form in vier Sektoren, wobei jeder von diesen sich über einen Winkelbereich von
annähernd go" erstreckt. Diese weisen zwei Seih- oder Filtersektoren, die mit 3I
und 32 bezeichnet sind, einen Ablaufsektor 33 und einen Zulaufsektor 34 auf. Jeder
von diesen erstreckt sich radial von der Mittelöffnung 35 aus, welche unrund zum
Zwecke der gewünschten Einordnung dargestellt ist. Die Papierscheibe 30 besitzt
die beiden Sektoren 3I und 32 mit vollen Papier-
flächen. Dagegen
ist der Ablaufsektor 33 mit einer Anzahl von Schnitten oder Kerben 36 versehen,
die sich radial von der Mittelöffnung 35 nach außen erstrecken, so daß sie einen
leichten Fluß des Filtrats nach der Mittelöffnung zu ermöglichen, Diese radialen
Einschnitte oder Einkerbungen 36 verlaufen von der Mittelöffnung 35 zu einem Punkt
kurz vor dem äußeren Umfange 37 der Scheibe, derart, daß sie einen undurchbrochenen
Randstreifen 38 in einem Ausmaße, das im wesentlichen der Ausdehnung des Ablaufsektors
entspricht, frei lassen. Der Zulaufsektor 34 besteht aus einem äußeren bogenförmigen
Teil 39 mit einem Schlitz 34 für den Durchfluß des zu filternden Öls in den Zwischenraum
4I, welcher, wie in Fig. 2 dargestellt, ausgeschnitten ist.
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Bei der Zusammenfügung der Scheiben 30, eine auf der anderen, wird
jede durch das Winkelmaß in der Anordnung bestimmt, das der Winkelgröße des Sektors
gleich ist und in dem vorliegenden Falle 900 beträgt, so wie in Fig. 3 dargestellt,
wo zwei Scheiben 30 übereinandergelegt sind. In Fig. 4 sind drei Scheiben, jeweils
um go" zur anderen verdreht, wiedergegeben, während in Fig. 5 vier Scheiben übereinandergelegt
sind, wobei jede um 900 gegenüber der anderen verdreht ist. Diese Anordnung führt
in axialer Richtung der Sektoren zu einer Folge von Filter-, Ablauf-, Filter-und
Zulaufzonen, und diese Folge ist durch das ganze Paket oder den Stapel der Lamellen,
wie in Fig. I dargestellt, eingehalten. In einzelnen Fällen kann die Lamelle oder
Scheibe an Stelle einer Lamelle oder Scheibe, wie in Fig. 2 vorgesehen, entsprechend
der Ausführung in Fig. 6 ausgebildet sein, wobei der Ablaufsektor, wie bei 45 dargestellt,
einen äußeren Randstreifen 46 und eine ausgeschnittene Öffnung 47 innerhalb des
Kreisumfanges aufweist mit einem inneren Rande .?,8 um die Mittelöffnung 35 herum,
welcher mit einem Schlitz 49 für den freien Durchfluß des Filtrats zu der Mittelöffnung
35 versehen ist. In diesem Falle wird die in Fig. 6 dargestellte Scheibe 45 wieder
eine auf die andere aufgestapelt, und jede wird hierbei um go" verdreht.
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In anderen Fällen können anstatt des Serienaufbaues von Sektoren
der vorstehend beschriebenen Art Scheiben oder Lamellen, wie in Fig. 7 dargestellt,
vorgesehen werden, wobei entsprechend der Zeichnung eine Vielzahl von Filtersektoren
51 mit Ablaufsektoren 52 und Zulaufsektoren 53 vorhanden ist. JederAblaufsektor
52 hat einen äußeren Randteil 56 mit einer ausgeschnittenen Öffnung 57, die bei
58 einen Schlitz besitzt, der nach der Mittelöffnung 59 führt. Der Zulaufsektor
weist einen Randteil 60 am äußeren Umfange auf mit einer innerhalb des Umfanges
befindlichen Öffnung 6I und einem Schlitz in dem Randteil 60 bei 62. In diesem Falle
erfolgt die Einordnung entsprechend der Winkelgröße von einem der Sektoren, und
die Anordnung ist sodann so, daß drei Zuläufe nebeneinander zwischen zwei Filter
kommen und zwei Abläufe nebeneinander zwischen zwei Filter liegen. Es ist ersichtlich,
daß mannigfache andere Abwandlungen in der Anordnung möglich sind. Um die Scheiben
in der aufgestapelten Ordnung festzuhalten, können Stangen 55 in die Nuten 65 eingelegt
werden, die die Scheiben in dem zusammeogefügten Aufbau ausrichten und festhalten.
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Nachdem die Scheiben in einem Stapel zusammengefügt sind, wird das
Filterpaket oder -element I7 in den Behälter eingesetzt und der Federdruck 23, unterstützt
durch den hydraulischen Druck der Flüssigkeit in dem Behälter, bewirkt eine Zusammenpressung
des Paketes, wodurch der Randstreifen um jeden Sektor herum verschlossen wird, mit
Ausnahme der Öffnungen 40, 49, 58 und 62, welche in dem tragenden Teil am Rande
jedes Sektors vorhanden sind. Die Flüssigkeit fließt durch einen Zulaufsektor durch
die Öffnung 4o oder 62 und strömt sodann quer durch die Filtersektoren 3I oder 32
oder 51 und von dort in den Ablaufsektor 33 oder 45 oder 53 und sodann in das Mittelrohr
bei 36, 49 oder 58 und schließlich durch das Mittelrohr bei 25 hinaus.
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In gewissen Fällen kann an Stelle einer Lamelle oder Scheibe in der
Ausführung gemäß Fig. 6 die Lamelle oder Scheibe, wie in Fig. g dargestellt, ausgebildet
sein.
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Diese besteht bei einer Sektorgröße von 900 Bogenlänge aus einem Sektor
70, der bei 70' ausgeschnitten ist unter Freilassung eines äußeren Randstreifens
71 mit einer nach innen gerichteten Ausbuchtung 72. In diesem Falle ergibt sich
ein fester innerer Rapdteil um die Mittelöffnung 73 herum bei 74, wobei auch dieser
mit einer sich etwas nach innen erstreckenden Ausbuchtung 75 versehen ist und diese
Ausbuchtung bei einen Schlitz aufweist. Die Filtersektoren sind in diesem Falle
mit 77 bezeichnet, und jeder von diesen besteht aus einem Gewebe- oder Blatteil
mit einem äußeren am Umfang liegenden radialen Schlitz 78 und einem am inneren Umfange
vorgesehenen Schlitz 79.
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Die Schlitze 79 stehen mit der Mittelöffnung 73 in Verbindung und
reichen weit genug nach außen, um mit dem Schlitz 76 in einer anschließenden Scheibe
zu kommunizieren, wenn diese genügend gedreht ist, so daß die Schlitze 76 und 79
in Übereinstimmung kommen (s. Fig. Io). Der Zulaufteil 80 hat einen ausgeschnittenen
Teil 80', welcher den Umfang der Scheibe als Randteil 8I übrigläßt und sich am äußeren
Rande mit einer Einbuchtung 82 nach innen erstreckt, die bei 83 einen Schlitz aufweist.
Dieser Schlitz 83 verläuft radial, und die Schlitze 83 und 78 sind von ausreichender
Länge, so daß sich einer über den anderen erstreckt, wenn die Schlitze in Übereinstimmung
gebracht sind, um einen Ausgleich von dem einen zu dem anderen zu erwirken (s. Fig.
10). An mehreren Stellen um die Scheibe herum sind Öffnungen 85 vorgesehen, die
innerhalb des Stapels übereinanderliegen, wenn die Scheiben eine auf der anderen
aufgestapelt sind, so daß Drähte 86, die den Drähten 55 entsprechen, Verwendung
finden können, um die Scheiben in der zusammengefügten Ordnung festzuhalten.
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Durch eine Ordnung der Scheiben 70 entsprechend den Winkelgrößen
ihrer Sektoren wird eine Stapelung erreicht, die einen sehr wirksamen Abschluß bildet.
SD wird beispielsweise um den Eintritt zu dem Zulaufsektor 80 ein Abschluß um jeden
der Schlitze 83 und 78 erzielt, welcher auf Grund der einwärts gerichteten Einbuchtung
82 und der Auflagefläche 77 auf beiden Seiten dieser inneren Einbuchtung zu einer
Begünstigung des Druckes führt, der unmittelbar durch das feste Papiermaterial vom
Kopf bis zum Boden des Stapels zur Wirkung kommt, obwohl eine Zufluß-
öffnung
durch den Schlitz 78 in ausreichender Größe vorgesehen ist. Hierbei fließt das 01,
wenn ein Teil des Schlitzes 78 mit dem Teil des Schlitzes 83 in Übereinstimmung
gebracht ist, in den Schlitz 78 und bewegt sich dann aufwärts und nach innen durch
den Schlitz 83 (s. Fig. 13). In gleicher Weise wird ein sehr wirksamer Verschluß
an dem inneren Teil des Sektors erreicht, beispielsweise um die Öffnung des Ablaufsektors
herum, bei welchem der Schlitz 76 in Übereinstimmung mit dem Schlitz 79 steht; da
der Schlitz 76 in der inneren Einbuchtung 75 sich befindet, welche dem Sektor 77
anliegt, wird ein sehr wirksamer Abschluß um die Öffnung 79 gewonnen, und zwar auf
Grund der guten Abstützung, die durch den Stapel hindurch an dieser Stelle erhalten
wird.