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Flüssigkeitsfilter mit mehreren übereinanderliegenden Siebfiltern
Die
Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter mit mehreren übereinanderliegenden Siebfiltern,
das insbesondere für Feinstfilterungen bestimmt und geeignet ist. Eine solche Feinstülterung
wird für die verschiedensten Zwecke, beispielsweise Filterung von Motorbrennstoffen
sowie auch in der chemischen Industrie, z. B. zum Filtern von Säuren, Rohwässern
usw., benötigt. Bei einerFeinstfilterung müssen Festbestandteile, die größer sind
als etwa 2 2 bis IOH, vom Filter zurückgehalten werden.
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Hierfür sind Filtersiebe mit sehr kleiner Maschenweite erforderlich,
die wegen der Haarfeinheit der Drähte sehr schwierig herstellbar und außerdem wegen
der zu großen Empfindlichkeit gegen mechanische Beschädigung praktisch kaum brauchbar
sind.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, gröbere Siebe in mehreren
Lagen übereinander zu verwenden. Es ist bereits eine Vorrichtung zum Filtrieren
kolloidaler Stoffe mittels zweier oder mehrerer hintereinandergeschalteter feinmaschiger
Siebe oder feingelochter Bleche bekannt, bei der man die Siebe so aufeinanderlegt,
daß zwischen ihnen nur kapillare Zwischenräume von möglichst
gleichmäßiger
Dicke verbleiben. Praktisch bereitet es jedoch beträchtliche Schwierigkeiten, die
einzelnen Siebe so dicht miteinander zu verbinden, und auch durch Verlöten, Vernieten
oder Verschrauben der Siebe an mehreren Stellen können meist nicht genügend kleine
Abstände erzielt werden. Es ist ferner ein Rohrbrunnenfilter bekanntgeworden, bei
dem auf eine aus Längsstäben zusammengesetzte Filterkörpertrommel zwei Gewebelagen
eines Siebbandes aufgewickelt und durch aufgelegte Bänder gesichert sind. Wegen
der Nachgiebigkeit der Trommelstäbe können aber bei diesem Filter die Gewebelagen
nicht so gespannt werden, daß diese an allen Stellen gleichmäßig fest aufeinandergepreßt
werden. Das bekannte Filter ist daher für eine Feinstfiltrierung ungeeignet. Die
Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere für Feinstfiltrierung, bestehend
aus einer zylindrischen, mit Durchbrechungen versehenen Filterkörpertrommel und
einem in mehreren Windungen aufgewickelten Siebband aus Drahtgewebe. ErfindungsgemäB
weist die Filterkörpertrommel eine Mehrzahl von schmalen, ringförmigen und in geringem
Abstand voneinander angeordneten Auflageflächen für das Siebband auf, und letzteres
ist so schmal bemessen und unter. solcher Spannung aufgewickelt und befestigt, daß
die Siebbandlagen an allen Stellen mit gleichmäßiger Flächenpressung aufeinandergepreßt
werden. Versuche haben gezeigt,daß bei einem Filter dieser neuen Bauart bei Verwendung
-von verhältnismäßig groben Sieben eine sehr große Filterfeinheit erzielt werden
kann. Werden beispielsweise bei einer Feinheit des Siebbandes von 100 z (d. h. '/lo
mm Maschenweite) fünf Siebbandwindungen im Sinne der Erfindung fest auf eine Trommel
gewickelt, so ergibt diese Siebbandspule eine Filterfeinheit von etwa 5 bis I0y,
d. h. alle Feststoffe, die größer sind als 5 bis Io zum werden vom Filter zurückgehalten.
Die Siebbandspule ergibt also eine mindestens zehnfache Filterfeinheit gegenüber
dem einfachen Siebband. Zweckmäßig wird die Breite der Filterkörpertrommel bzw.
des Siebbandwickels bei kleinem Trommel durchmesser diesem annähernd gleich, bei
größerem Trommeldurchmesser jedoch erheblich kleiner als dieser gewählt: In Verbindung
mit einem Stapel von scheibenförmigen Filterelementen ist ein federbelasteter Stufenkolben
bekanntgeworden, der zusammen mit dem obersten Filterelement ein Spaltfilter bildet.
Es ist vorteilhaft, einen solchen Stufenkolben mit einem Spulenfilter nach der Erfindung
zu kombinieren, und zwar geschieht dies gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes
zweckmäßig in der Weise, daß in der einen geschlossenen Stirnseite der Filterkörpertrommel
der AbfluB für die gefilterte Flüssigkeit vorgesehen und die andere, offene Stirnseite
der Trommel von einem an sich bekannten federbelasteten, als Stufenkolben ausgebildeten
und über den Trommeldurchmesser hinausragenden Deckel so verschlossen ist, daß in
ebenfalls bekannter Weise der Deckel bei einem bestimmten Flüssigkeitsüberdruck
angehoben wird und zwischen Trommelstirnseite und Deckel ein als Filter wirkender
Ringspalt entsteht. Die untere geschlossene Stirnwand der Trommel wird vorzugsweise
nach oben eingebuchtet, und im Gehäuse ist ein frei nach oben ragender Abflußstutzen
vorgesehen. Man kann mehrere Trommel-Filteraggregate übereinander anordnen. Diese
bestehen zweckmäßig jeweils aus zwei in der Trommelmittelebene zusammenstoß enden
Trommelgehäusehälften, die zur Lagerung von mehreren konzentrisch angeordneten und
hintereinandergeschalteten Filterkörpertrommeln dienen.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen senkreohten Schritt
durch ein Flüssigkeitsfilter nach der Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 eine Aufsicht
auf das Filter der Fig. I, Fig. 3 eine Ansicht der Filterkörpertrommel mit Siebbandanfang,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Flüssigkeitsfilter für größere Durchflußmengen.
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- In Fig. I, 2 und 3 ist ein Flüssigkeitsfilfer dargestellt, wie es
beispielsweise zur Brennstofffilterung bei Motorkraftstoff gebracht wird. Es bezeichnet
I das Filtergehäuse und 2 einen abnehmbaren Deckel, der von Schraubenbolzen 3 nebst
Muttern 4 gehalten wird. Im Gehäuse 1 ist eine mit Durchbrechungen versehene Trommel
5 angeordnet, auf der ein Siebband 6 in mehrfachen Windungen übereinanderliegend
- vorgesehen ist.
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Bei der gezeigten besonders vorteilhaften - Ausführung weist diese
Trommel 5 Ringspalte 7 auf, und es sind die Trommelringe 8 durch axiale, am Innenumfang
der Trommel 5 angeordnete Rippen 9 zusammengehalten. Diese Trommel 5 hat den Vorteil
der einfachen Herstellung; da die Ringspalte 7 auf der Drehbank ausgestochen werden
können.
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Bei dieser Trommel 5 sind ferner an den Stirnseiten vorstehende Bünde
10 vorgesehen, deren Abstand nach Fig. I und 3 der Siebbandbreite b entspricht,
so daß das Siebband 6 zwischen diesen Bünden auf der Trommel 5 gut- aufgewickelt
werden kann. Außerdem sind an den Siebbandenden volle Trommelauflagerflächen 30
zur seitlichen Abdichtung des Siebbandes vorgesehen.
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Für das Siebband 6 wird -ein Gewebe aus Metalldraht oder Kunststoffdraht
(z. B. Nylon-oder Perlondraht) verwendet. Textilgewebe sind für das neue Flüssigkeitsfilter
nicht brauchbar, da gesponnene Fäden quellen, also das Filter in der Maschenweite
veränderlich ist und sich außerdem Faserteilchen aus dem Trommelgewebe lösen.
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Nach Fig. 3 wird das aus Drahtgewebe bestehende Siebband 6 am Anfang
bei II am Trommelumfang durch Löten oder Kleben befestigt und dann unter Spannung
in mehreren Windungen auf die Trommel aufgewickelt. Bei Aufrechterhaltung dieser
Spannung wird dann das Ende des Siebbandes ebenfalls durch Löten oder Kleben auf
der vorletzten Siebbandwindung befestigt. Durch die kreiszylindrische Trommel und
das Aufwickeln des Siebbandes unter Spannung ist gewährleistet, daß die Siebgewebelagen
an allen Stellen mit
gleichmäßiger Flächenpressung fest aufeinanderliegen,
so daß sich also zwischen den Siebbandlagen keine Festkörper hindurchzwängen können,
daß heißt also eine sehr große undt' gleichmäßige Filterfeinheit gewährleistet ist.
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Um ein gleichmäßiges Aufeinanderpressen des Siebbandes an allen Stellen
zu sichern, wird ein verhältnismäßig schmales Siebband verwendet. Die Breite b des
Siebbandes ist von der Feinheit des Drahtgewebes abhängig sowie auch von dem Trommeldurchmesser
d. Bei kleinerem Trommeldurchmesser von etwa 40 mm und darunter kann die Breite
b annähernd gleich dem Trommeldurchmesser d gewählt werden. Bei größerem Trommeldurchmesser
ist jedoch die Siebbandbreite erheblich kleiner als der Trommeldurchmesser, wie
beispielsweise aus Fig. 4 hervorgeht.
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Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist in der unteren geschlossenen Stirnseite
I2 der Trommel bei I3 der Abfluß für die gefilterte Flüssigkeit vorgesehen. Der
Durchfluß durch das Filtergehäuse ist mit Pfeilen angedeutet. Die obere offene Stirnseite
der Trommel wird in bekannter Weise von einem mit einer Feder 14 belasteten, vorteilhaft
als Stufenkolben I5 ausgebildeten Deckel so verschlossen, daß bei einem bestimmten
Überdruck ein Ringspalt bei I6, daß heißt zwischen Filterkörper-Trommel-Stirnseite
und Deckel 15, entsteht, der als Filter wirkt. Bei stark verunreinigter Filterspule
6 kann also ein Teil der Rohflüssigkeit durch den Filterspalt I6 hindurchtreten.
Versuche haben gezeigt, daß auch bei Feinstfilterung dieser Ringspalt noch die erforderliche
Filterwirkung hat, das heißt auch feine Festkörper zurückhält.
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Wie aus Fig. I hervorgeht, ist die untere ge schlossene Stirnwand
I2 der Filterkörpertrommel nach oben bei I7 eingebuchtet, und es ist im Gehäuse
ein frei nach oben ragender Abflußstutzen I8 vorgesehen, auf welchem die Filtertrommel
aufliegt. Diese Bauart hat den Vorteil, daß bei herausgenommener Siebspule 5, 6
der in das Gehäuse 1 gefallene Filterschlamm bei 19 und 20 auf dem Gehäuseboden
zurückgehalten wird und nicht in die Abflußleitung 21 gelangen kann.
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In Fig. 4 ist ein größeres Flüssigkeitsfilter für große Durchflußmengen
beispielsweise gezeigt. Danach sind in einem zweiteiligen Gehäuse 22, 23 mehrere
Trommelfilteraggregate übereinander angeordnet.
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Diese bestehen jeweils aus zwei in der Trommelquerebene bei 24 zusammenstoßenden
Trommelgehäusehälften 25 und 26, die zur Lagerung von mehreren konzentrisch angeordneten
Siebtrommeln 27, 28 und 29 dienen. Diese Siebtrommeln bestehen jeweils im Sinne
von Fig. I aus einer mit Durchbrechungen versehenen Trommel 5 und einem in mehreren
Windungen aufgebrachten Siebband 6.
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Die vorbeschriebene Lagerung der Siebtrommeln 27, 28 und 29 in den
zweiteiligen Trommelgehäusen 25, 26 gestattet eine einfache und bequeme Montage
und Demontage beim Reinigen.
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Wie ersichtlich und mit Durchflußpfeilen angedeutet, sind die Siebtrommeln
jeweils parallel geschaltet.