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Kammerfilter für gasförmige oder flüssige Stoffe
Die Erfindung betrifft
ein Kammerfilter, bei dem eine im Querschnitt etwa Z-förmige Stützscheibe zwischen
den Filterelementen vorgesehen ist, um die einen von den anderen zu trennen und
zwischen ihnen Zulauf- oder Verteilungskammern für die zu filternden Stoffe und
Austritts- oder Sammeikammern fiir die gefilterten Stoffe zu bilden.
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Die Stützscheibe besteht aus einer ringförmigen festen Platte von
allgemein derselben Form, deren äußerer Rand mit einem etwa zylinderförmigen, gekerbten
Kranz versehen ist, der sich über die Außenfläche der Platte bis zur Höhe der glatten
Fläche erhebt, die die Öffnung in der Mitte umgibt, während die Offnung auf der
Innenseite der Platte durch einen weiteren gekerbten Kranz verlängert wird, der
sich in entgegengesetzter Richtung des Außenkranzes bis zur Höhe der umlaufenden
Fläche am Außenrand erhebt.
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Bei dem zusammengesetzten Filterblock werden die Filterteile zwischen
den Einschnitten (Kerben) jeder Platte und einem flachen, durchgehenden Teil der
vorhergehenden oder nachfolgenden Platte eingespannt, und der zu filternde gasförmige
oder flüssige Stoff dringt durch Fenster, die durch die Einschnitte gebildet werden,
hindurch.
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Nun haben aber die bekannten Filter dieser Art dadurch einen großen
Nachteil, daß die Einschnitte radial verlaufen. Die Stützscheiben und iusbesolldere
die Filterscheiben werden nämlich nur mit den äußersten Rändern der Zähne wirklich
gegen die umlaufende Fläche der benachbarten Stützpiatten gedrückt, was aber nicht
für die Teile der Filterscheibe gilt, die sich über den Einschuitten, die radial
ausgerichtet sind, ausbreiten. Dadurch entstehen Falten infolge Biegung der Filterwand,
die sich von dem flachen Teil der Stützplatte abhebt,
an diesen
Stellen und somit unerwünschte Durchgänge bildet, die das Eindringen gewisser Mengen
der zu filtrierenden Stoffe und deren Verunreinigungen zulassen, d.ih. in den Räumen,
die nur gefilterte und gereinigte Stoffe enthalten sollen.
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Zweck der Erfindung ist daher die Beseitigung dieses Nachteils. Infolgedessen
sind die Stützscheibenränder mit Einschnitten versehen, aber nicht in radialer Richtung,
sondern schräg dazu, d. h. die Flanken der Einschnitte sind, anstatt parallel zu
einer diametralen Ebene oder innerhalb derselben, im Verhältnis zu dieser Ebene
geneigt.
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Diese Neigung muß so gewählt werden, daß die Kante des inneren Umkreises
jedes Zahnes der Einschnitte radial gegenüber der Öffnung des vorhergehenden Zwischenraumes
auf dem äußeren Umkreis zu stehen kommt. Andererseits ist die Länge der Zähne mindestens
so zu wählen, daß die beiden Öffnungen jedes Zwischenraumes im radialen Sinne durch
die entgegengesetzten Seiten der folgenden oder vorhergehenden Zähne vollständig
überdeckt werden.
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Natürlich ist der Zweck dieser Verbesserungen nicht darin zu suchen,
daß die in der Zone der Zwischenräume gelegenen Teile des Filterstoffes positiv
angedrückt werden, sondern, da die Falten die Neigung haben, sich radial zu lagern,
oberhalb der äußeren Öffnung eines Zwischenraumes, durch die innere Kante des vorhergehenden
Zahnes plattgedrückt werden, so daß jede Wellung oberhalb der inneren Offnung eines
Zwischenraumes durch die äußere Kante des nachfolgenden Zahnes plattgedrückt wird.
In seiner Gesamtheit wird also der innere oder äußere Umkreis einer jeden Filterscheibe,
insbesondere aus Gewebe, gegen den ununterbrochenen Umkreis der folgenden oder vorhergehenden
Platte auf zwei umlaufenden und unterbrochenen Linien gedrückt, jedoch derart, daß
sie sich gegenseitig so überdecken, daß der Umkreis des Filterstoffes praktisch
ohne Unterbrechung in einer ringförmigen Zone angedrückt wird.
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Das Prinzip der Erfindung ist besser verständlich mit Hilfe der Zeichnungen.
In Fig. I ist ein Querschnitt durch eine Stützplatte mit gekerbtem Kranz nach der
Erfindung dargestellt; Fig. 2 und 3 sind ein Schema in Grundriß und Aufriß der Anordnung
der Einschnitte der bestimmten und bekannten Sperr- oder Stützplatten, während in
Fig. 4 und 5 in gleicher Weise die Anordnung der Einschnitte nach der Erfindung
gezeigt ist; Fig. 6 ist eine Draufsicht einer Stützscheibe gemäß der Erfindung;
Fig. 7 ist eine teilweise perspektivische Darstellung dieser Stützscheibe; Fig.
8 ist ein teilweiser axialer Schnitt eines Filterblocks, der durch eine Verbindung
einer Stützplatte gemäß der Erfindung mit ringförmigen Filterkäfigen, die mit Filterstoff
angefüllt sind, hergestellt wurde; Fig. g zeigt die Anwendung der Stützplatte in
einem Filterblock für Ansaugsiebrohre mit Rückschlagklappe für Pumpen.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, entspricht die allgemeine Formgebung
der Stützscheibe 80, auf welche die Verbesserung durch die Erfindung angewandt wird,
derjenigen der bekannten Platten mit Z-förmigem Querschnitt. Sie besteht aus einem
massiven, leicht konisch gehaltenen Kernstück80, worin eine mittlere Offnung 8 vorgesehen
ist, die auf der Außenseite der Platte von einer umlaufenden Fläche 82 umgeben ist.
Die Innenseite der Platte endet am Rande in einer ringförmigen platten Fläche 83.
Auf der Außenseite ist der Außenrand axial durch einen gekerbten Kranz 84 verlängert,
der fast zylindrisch ist und sich bis zur Höhe der mittleren Fläche 82 fortsetzt.
Auf der Innenseite ist der Rand der Öffnung in der Mitte durch einen gekerbten Kranz
85 verlängert, der bis zur Höhe der Fläche 83 reicht.
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Die Fig. 2 und 3 lassen den Nachteil der bekannten Stützplatten mit
gezahnten Kränzen deutlich erkennen. 84a bezeichnet die Zähne und 84b die Zahnlücken
eines äußeren Kranzes. Ein Filtertuch 86 ist zwischen den Enden der Zähne und der
platten Fläche 83 der Scheibe 80 eingeschlossen. Die Zwischenräume 84b sind radial
angeordnet, und die Flanken 84C, die deren Länge bestimmen, befinden sich demzufolge
in radialen oder parallelen Ebenen im Verhältnis zu einer gemeinsamen radialen Ebene
84d. Jeder Zwischenraum mündet durch eine äußere Öffnung 8,4e und eine innere Öffnung
84.
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Bei dem Grundriß der Fig. 2 ist die benachbarte Stützscheibe als
abgehoben angenommen.
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Gemäß Fig. 3 ist die Filterleinwand 86, wenn sie gegen die Fläche
83 der Scheibe 80 angedrückt wird, nur in den Teilen tatsächlich angedrückt, auf
welche die Stützflächen der Zähne direkt einwirken, während keinerlei Druck auf
diejenigen Filterteile ausgeübt wird, die sich über den Zwischenräumen befinden.
Unter der Einwirkung bestimmter Umstände, z. B. der Wärme, kann sich die Filterleinwand
in der Form verändern, z. B. erweitern. Sie krümmt sich dann und hebt sich von der
Fläche 83 ab. Die dabei entstehenden Wellungen verursachen zwischen der Filterleinwand
86 und der Fläche 83 die Bildung von Kanälen 87, die den zu filternden Stoffen nach
der oberen Seite der Filterleinwand freien Durchgang gewähren, während sie normalerweise
durch die Zwischenräume 84b auf der Innenseite dieser Leinwand hindurchgelen müßten,
unter Zurücklassung der Verunreinigungen.
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Nach der Erfindung wird dieser überstand beseitigt, dank der Anordnungen,
die aus Fig. 4 und 5 ersichtlich sind. Anstatt in diametraler Richtung der Stützscheibe
angeordnet zu sein, sind die Flanken 84C der Zwischenräume 84b Tangenten eines konzentrischen
zwischen dem Außen- und Innenkranz 84, 85 liegenden Kreises. Mit anderen Worten,
die Flanken sind gegenüber einer diametralen Ebene 84g geneigt, die zwischen ihnen
oder in der Nähe 'hindurchgeht. Die Neigung muß so gewählt werden, daß die spitze
Außenkante 84 der äußeren Öffnung 84e eines Zwischenraumes mindestens radial vor
der Innenkante 84k der inneren Offnung 84f
desselbell Zwischenraumes
steht. Auf diese Weise wird die äußere Öffnung 84e radial überdeckt durch die innere
umlaufende Fläche 841 des vorausgegangenen Zahnes, während die innere t)ffnung 84
radial verdeckt wird durch die umlaufende äußere Fläche 84m des nachfolgenden Zahnes.
Es ergibt sich daraus, daß jede radiale Wellenbildung oberhalb der Offnungen 84C
und 84f abgeplattet wird durch die frontalen Kanten der Flanken 84C und daß die
Filterleinwand 86 gegen die Fläche 83 der nachfolgenden cheibe 8o gedrückt wird
im gesamten Bereich zwischen den Öffnungen 84e und 84,.
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Es kann sich daher keine Rinne bilden, durch die die zu filternden
Stoffe einen direkten Abgang finden auf der Auslaufseite der Filterleinwand, und
die Gesamtheit dieser Stoffe ist gezwungen, die Filterleinwand zu durchdringen und
die Verunreinigungen zurückzulassen.
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Fig. 6 zeigt im Grundriß die Gestaltung der Stützplatte 80 in ihrer
Gesamtheit. Die Flanken 84C der Zwischenräume sind Tangenten zum Kreis 88 um die
Achse der Platte. Diese Anordnung der Zwischenräume bietet den weiteren Vorteil
eines sich drehenden Umlaufs der zu behandelnden gasförmigen oder flüssigen Stoffe,
wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Daraus ergibt sich eine bessere Verteilung
auf der Filterfläche. Der grö-Beren Deutlichkeit wegen ist diese Gestaltung noch
in Fig. 7 perspektivisch dargestellt.
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Die Fig. 8 ist ein axialer Schnitt des Filterblocks, bei dem die
Sperrscheiben 80 gemäß der Erfindung mit Käfigen oder Filterkammern ringförmiger
Art verbunden sind, die mit einer geeigneten Filtermasse angefüllt sind. In dem
dargestellten Beispiel werden diese Kammern durch zwei zylindrische und konzentrische
Umschließungen 89 und 90 gebildet, die für Gase und Flüssigkeiten undurchdringlich
und an den Enden unter sich durch ringförmige durchlässige Scheiben 91 und 92 verbunden
sind; letztere sind durch die Bänder 93 auf den Umschließungen festgehalten. Der
ringförmige Zwischenraum der auf diese Weise gebildeten Kammern ist mit einer geeigneten
Filtermasse 94 angefüllt. Die Außenfläche der Scheiben 91 stützt sich auf die unterbrochene
Fläche, die durch den gekerbten Kranz 84 gebildet wird, während die innere Fläche
dieser Scheiben durch die ununterbrochene Fläche 82 abgeschlossen wird. Andererseits
stützt sich die äußere Fläche der Scheiben 92 auf die ununterbrochene Fläche 83,
während die innere Fläche dieser Scheiben auf die unterbrochene Fläche gedrückt
wird, die durch den gekerbten Kranz 85 gebildet wird. Der Zwischenraum zwischen
den Filterkammern wird somit durch das massive Teil 80 in zwei Abteilungen unterteilt,
deren eine für den Zulauf und die Verteilung der zu filternden Erzeugnisse und die
andere zur Sammlung des gefilterteii Slaterials bestimmt ist, wie die Pfeile es
anzeigen. Die axiale Befestigung des Filterblocks geschieht auf die übliche Art
mit Hilfe einer Stange 95 in der Mitte.
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Das Siebrohr für die Ansaugung nach Fig. 9 wird durch einen Filterblock
gebildet, der aus Ringscheiben 96 aus Filtermasse oder ähnlichen besteht, zwischen
denen die Sperrscheiben 80 eingeschaltet sind, die gekerbte Kränze 84 und 85 der
Erfindung gemäß aufweisen. Die untere Filterscheibe ruht auf einer Platte 97, die
durchlöchert ist und sich über eine ringförmige Strecke zwischen der massiven Fläche
83 und der durchbrochenen Fläche erstreckt, die durch die folgende Platte bzw. deren
gekerbten Zahnkranz 85 gebildet wird. Diese Platte besteht daher aus einem massiven
Mitte stück, das den dichten Abschluß des inneren Endes des Sammelkanals bildet,
der durch die Gesamtheit der Platten und Filterscheiben in ringförmiger Ausbildung
entsteht. Über der oberen Platte 80 befindet sich eine ringförmige Backe 98, die
sich nach oben durch eine Rohrmuffe 99 verlängert, in deren Innern ein Absatz IOO
konzentrisch zur Achse des Filterblocks vorgesehen ist. Dieser Absatz ruht mittels
einer Dichtung IOI auf einem ringförmigen Sitz IO2, der sich seinerseits durch eine
Dichtung IO3 auf eine ununterbrochene Fläche 82 der Sperrplatte 80, oben, stützt.
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Die axiale Befestigung des Filterblocks erfolgt durch Stangen IO4,
die auf der Außenseite verteilt sind und der Verbindung der Backe 98 mit der Platte
97 dienen. Die Verspannung geschieht durch Schrauben IO5 und IO6, die auf den Enden
der Stangen durch Gewinde aufschraubbar sind.
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Der Sitz IO2 dient dem Zusammenwirken mit der Rückschlagklappe IO7,
die auf der Oberseite des Sitzes angebracht ist mit Hilfe einer Feder IO8, die auf
den Schwanz IO9 der Klappe drückt. Dieser Schwanz bewegt sich in der üblichen Weise
in einer HauptiührungIIo, die durch die Arme III mit dem Sitz verbunden ist.
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Dank dieser Verbindungsweise wird der Umfang des Filterkörpers vollkommen
freigehalten und der direkte Zutritt des Fluidums oder der anzusaugenden Flüssigkeit,
die filtriert werden soll, ermöglicht; die Ansaugung geschieht bei den Zwischenräumen
des äußeren gekerbten Kranzes 84.
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Natürlich sind die dargestellten und beschriebenen Ausführungsarten
nur als Beispiel gedacht; ohne Begrenzung und ohne sich vom Grundsatz der Erfindung
zu entfernen, könnte man zahlreiche Abänderungen anbringen.