NL1021873C2 - Filter voorzien van doorgangen met verschillende doorlaatgrootten, een filterinrichting en het gebruik ervan. - Google Patents

Description

5

Korte aanduiding: Filter voorzien van doorgangen met verschillende doorlaatgrootten, een filterinrichting en het gebruik ervan.

De uitvinding heeft betrekking op een filter volgens de aanhef van conclusie 1.

Een filter van deze soort is bekend uit CA-A-1114304. De bekende filterinrichting omvat in hoofdzaak een buisvormig lichaam dat met 10 een lengteas ervan in hoofdzaak horizontaal in een leiding van een verwarmingsinrichting van een auto aangebracht wordt. De filterinrichting omvat twee filters die elk een bovenste gedeelte bestaande uit een gaas en een onderste gedeelte bestaande uit een gaas omvatten. Het bovenste gedeelte van elk filter heeft doorgangen 15 met grotere doorlaatgrootten dan de doorlaatgrootten van de doorgangen van de onderste filtergedeelten. Hiermee wordt beoogd relatief grote deeltjes onder in de filterinrichting te verzamelen en om kleinere deeltjes die geen schade aan de verwarmingsinrichting kunnen aanrichten door de hoger gelegen grotere doorgangen door te 20 laten.

Een bezwaar van de bekende filterinrichting is dat de werking ervan afhankelijk van de zwaartekracht en van de stromingssnelheid van het te filteren fluïdum is. Wanneer de filterinrichting bijvoorbeeld zodanig geïnstalleerd zou worden dat de fluïdumstroom 25 daarin verticaal is, zouden alle deeltjes die een gedeelte van een bovenstroomsfilter gepasseerd hebben ook het tegenoverliggende gedeelte van het andere filter kunnen passeren. Dit resulteert in een slechte werking van de filterinrichting.

Meer algemeen kan een filter van een filterinrichting één of 30 meer filterdelen omvatten die kunnen bestaan uit verschillende materialen, zoals gaas, vilt, poeder en een membraan. Meerdere filters kunnen op enige afstand van elkaar in serie achter elkaar, wanneer schijfvormig uitgevoerd, of concentrisch, wanneer cilindervormig uitgevoerd, in de fluïdumstroom aangebracht worden.

35 Daarbij is het gebruikelijk dat de filters van een serie ten opzichte van elkaar doorgangen met verschillende doorlaatgrootten hebben. Hierdoor is classificatie of getrapt zeven van in het fluïdum meegevoerde deeltjes naar grootte mogelijk, terwijl de uit de serie 1 Π218T3 - I filters tredende fluïdumstroom alleen deeltjes bevat die kleiner zijn dan de kleinste doorlaatgrootten van de filters. Hiermee wordt het gewenste resultaat van de werking van de filters verkregen.

Het laatstgenoemde algemeen bekende filter heeft als bezwaar dat I 5 voor het uit het fluïdum filteren van deeltjes met een grote I spreiding van de deeltjesgrootte relatief veel filters in serie I aangebracht moeten worden die doorgangen hebben waarvan de I doorlaatgrootte voor meer benedenstrooms aangebrachte filters steeds I kleiner is. Dit maakt een filterinrichting met een dergelijke serie I 10 filters omvangrijk en duur. Bovendien is de vervaardiging en/of het I in voorraad houden van veel verschillende soorten filters met ten I opzichte van elkaar verschillende doorlaatgrootten duur. Verder, I omdat filters verstopt kunnen raken en zogenaamde koekvorming I optreedt, moeten de filters uitwisselbaar zijn of er moeten aan 15 weerszijden van elk filter middelen aangebracht zijn die reiniging H van de filters in situ mogelijk maken. Ter voorkoming dat een filter I verstopt raakt en een ongewenste onderbreking van een proces waar de H fluïdumstroom deel van uitmaakt, in het bijzonder op een ongelegen I moment, optreedt zullen de filters, al of niet in situ, relatief vaak I 20 gereinigd moeten worden. Deze maatregelen maken het gebruik van de I bekende filters duur.

I Een doel van de uitvinding is de bezwaren van het in de aanhef I genoemde bekende filter op te heffen.

I Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door het I 25 verschaffen van een filterinrichting als beschreven in conclusie 1.

De doorgangen van de soort met grotere doorlaatgrootten dan die H van andere doorgangen verkleinen de kans dat het filter verstopt raakt of, algemener, voorkomen een ongewenst grote drukval over het H filter. Afhankelijk van de verhouding van de doorlaatgrootten van de H 30 verschillende soorten doorgangen en van de aantallen doorgangen van H de verschillende soorten kan soms volstaan worden met een enkel filter waarmee een aanvaardbare spreiding van de grootten van doorgelaten deeltjes aanvaardbaar geacht wordt. In andere gevallen I kan het gewenst zijn meerdere filters op afstand van elkaar in serie 35 in de fluïdumstroom aan te brengen, waarbij de doorgangen van filter I tot filter verschillende doorlaatgrootten kunnen hebben.

I Afhankelijk van welke spreiding van de grootte van de deeltjes in de fluïdumstroom, die de serie filters verlaat, aanvaardbaar is, I 1021873- - 3 - kan het aantal filters van de serie aangepast worden. De filterwerking en het benodigde aantal filters kan tevens afhankelijk zijn van de afstand tussen elk paar naburige filters.

Bij voorkeur heeft de filterinrichting als kenmerk dat het 5 eerste filtergedeelte van het ene filter het tweede filtergedeelte van het andere filter overlapt. Dit verhoogt de effectiviteit van de filterwerking.

Een alternatieve uitvoeringsvorm van de filterinrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat verschillende gedeelten van een 10 filter in gescheiden kanalen voor deelstromen van de fluïdumstroom aangebracht zijn. Met andere woorden, voor het bereiken van het genoemde doel is het volgens de uitvinding niet noodzakelijk dat de volledige fluïdumstroom door een filter gevoerd wordt dat, gezien dwars op de stroomrichting en eventueel verdeeld over verschillende 15 delen van het filter, verschillende soorten doorgangen met verschillende doorgangsgrootten heeft. Afhankelijk van het toepassingsgebied van het filter kan het gebruik van gescheiden kanalen voor parallelle deelstromen gunstig zijn, bijvoorbeeld voor onderhoud en reiniging van de filters te vergemakkelijken.

20 De uitvinding heeft tevens betrekking op een filter dat geschikt is voor gebruik in de filterinrichting volgens de uitvinding, zoals beschreven in conclusie 8. De twee verschillende richtingen van de mazen van een dergelijk maasfilter hoeven niet noodzakelijk loodrecht op elkaar te staan. Wanneer een enkel gaas met doorgangen met 25 verschillende doorlaatgrootten gebruikt wordt, kan bij de vervaardiging ervan bijvoorbeeld de schering, dat wil zeggen de afstand tussen draden van het gaas in de productierichting ervan, constant gehouden en kan de inslag, te weten de afstand tussen draden van het gaas dwars op de productierichting ervan, verschillend 30 gemaakt worden. Deze wijze van vervaardiging is relatief eenvoudig, waardoor een goedkoop filter vervaardigd kan worden.

De uitvinding heeft tevens betrekking op het gebruik van een filter volgens de uitvinding en op het gebruik van een filterinrichting volgens de uitvinding.

35 Deze en andere eigenschappen en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de hierna volgende toelichting van in de bijgevoegde tekeningen getoonde uitvoeringsvormen van de uitvinding, in welke tekeningen: 1021873- I - 4 - fig. 1 een doorsnede toont van een stromingskanaal voor een fluïdum waarin de uitvinding is toegepast; I fig. 2 tot en met fig. 5 respectievelijk eerste tot en met I vierde uitvoeringsvormen van gazen voor gebruik voor een filter I 5 volgens de uitvinding tonen.

I fig. 6 schematisch een rangschikking toont van een aantal I gaasvormige filters volgens de uitvinding in serie; H fig. 7 een diagram toont van spreidingen van doorlaatgrootten voor een gaasvormig filter volgens de uitvinding; 10 fig. 8 een aanzicht toont van een schijfvormig filter met twee soorten doorgangen met verschillende doorlaatgrootten, gezien in een stromingsrichting van een fluïdum door het filter; fig. 9 een diagram toont van spreidingen van doorlaatgrootten I van verschillende doorgangen, zoals die van het in fig. 8 getoonde H 15 filter; en I fig. 10 een doorsnede toont van een inrichting volgens de I uitvinding met gescheiden kanalen voor een fluïdumstroom waarin filters met verschillende doorgangen aangebracht zijn.

I Fig. 1 toont een doorsnede van een filterinrichting 1 met een I 20 langwerpig kanaal 2 en een aantal dwars daarop in het kanaal 2 I aangebrachte filters 3. Elk filter 3 heeft ten minste twee soorten H doorgangen, te weten een eerste soort doorgangen 4 en een tweede I soort doorgangen 5. In het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 1 hebben de doorgangen 4 van de eerste soort een kleinere doorlaatgrootte dan de 25 doorgangen 5 van de tweede soort. Het kanaal 2 en de filters 3 zijn geschikt voor het in een richting 8 doorlaten van een fluïdum. In het fluïdum meegevoerde deeltjes worden afhankelijk van hun grootte door de doorgangen 4, 5 doorgelaten of geblokkeerd. Een gedeelte van I deeltjes die door de kleine doorgangen 4 geblokkeerd zouden worden, 30 kan door de doorgangen 5 gaan. De in serie aangebrachte filters 3 zijn met een zodanige oriëntatie ten opzichte van elkaar in het kanaal 2 aangebracht dat deeltjes die afkomstig zijn van de grote doorgangen 5 van een filter 3 vooral de kleinere doorgangen 4 van het naburige benedenstroomse filter 3 bereiken. Afhankelijk van de I 35 doorlaatgrootten van de verschillende doorgangen 4, 5, de verhouding I van hun aantallen, de rangschikking van de doorgangen 4, 5 per filter I 3 en ten opzichte van doorgangen 4, 5 van één of meer volgende I filters 3, van een afstand tussen twee naburige filters 3 en de vorm, I 1021873- - 5 - soort en spreiding van de grootte van deeltjes in de naar het eerste filter 3 gevoerde fluïdumstroom kan de filterkwaliteit van de filterinrichting 1 bepaald of aangepast worden. Een gewenst filterresultaat kan inhouden dat het aanvaardbaar is dat de uitgaande 5 fluïdumstroom van de filterinrichting 1 minder dan een bepaalde hoeveelheid deeltjes met een aanvaardbare spreiding van de grootten bevat.

Volgens de stand van de techniek heeft een bovenstrooms filter van een aantal in serie aangebrachte filters doorgangen met grotere 10 doorlaatgrootten dan die van een naburig benedenstrooms filter. Het gevolg hiervan is dat een benedenstrooms filter alle deeltjes die groter zijn dan de doorlaatgrootte van de doorgangen van het filter blokkeert en na verloop van tijd ook kleinere deeltjes, wat een ongewenste drukval over het filter, en zelfs stilstand van de 15 fluïdumstroom kan veroorzaken met alle praktische en economische nadelen van dien. Bij gebruik van één of meer filters 3 volgens de uitvinding wordt het tijdstip waarop de drukval over een filter 3 ongewenst groot is aanzienlijk uitgesteld.

Door toepassing van een filter 3 volgens de uitvinding is het, 20 rekening houdend met de hiervoor genoemde voorwaarden, zelfs mogelijk een serie van identieke filters 3 te gebruiken waarvan de kleine doorgangen 4 een doorlaatgrootte hebben die gelijk is aan de grootste deeltjes die men bij voorkeur, maar niet uitgesloten, in de uit de filterinrichting 1 tredende fluïdumstroom toelaat. Hiermee wordt een 25 aanzienlijke kostenbesparing voor de fabricage en het onderhoud in gebruiksituaties van filterinrichtingen bereikt. Niettemin is het, afhankelijk van de genoemde voorwaarden, mogelijk twee of meer verschillende uitvoeringsvormen van de filters 3 toe te passen.

Het filter 3 kan uit verschillende materialen en uit 30 verschillende combinaties van materialen bestaan. Mogelijke materialen zijn een geperforeerd element, vilt, poeder, gaas en een membraan. Een eenvoudige en goedkope oplossing wordt verkregen wanneer een filter 3 volgens de uitvinding als gaas vervaardigd wordt. De fig. 2 tot en met 5 tonen gedeelten van eerste tot en met 35 vierde uitvoeringsvormen van gazen 11 tot en met 14 met verschillende configuraties van relatief kleine mazen 15 en grotere mazen 16. Door het constant houden van de afstand van de aan de productierichting van het gaas evenwijdige, in de figuren verticale draden 1021873- H (lengtedraden of schering) en het variëren van de afstand van de daarop dwarsstaande draden (dwarsdraden of inslag) kan de configuratie eenvoudig en goedkoop naar wens aangepast worden. Zoals I toegelicht met verwijzing naar fig. 1 heeft het de voorkeur dat 5 deeltjes met een grootte die door kleine mazen 15 geblokkeerd zouden worden maar door grote mazen 16 doorgelaten worden vooral kleine mazen 15 van een volgend gaas 11-14 bereiken. Dit doel kan steeds beter bereikt worden naarmate het totale oppervlak dat door naburige I kleine mazen 15 bedekt wordt groter is dan het oppervlak dat door 10 naburige grotere mazen 16 bedekt wordt. Daarom wordt het genoemde doel het beste met het gaas 14 van de getoonde gazen 11-14 bereikt.

Het gaas 14 zal echter een grotere drukval dan de gazen 11-13 veroorzaken. De keuze van een gaas is daarom tevens afhankelijk van heersende en aanvaardbare procesomstandigheden waarin het fluïdum 15 gefilterd moet worden.

Fig. 6 toont schematisch een opstelling van drie gazen 14 in serie met zodanige oriëntaties dat de grote mazen 16 zich van filter naar filter afwisselend onder en boven bevinden.

Hoewel de draden van de gazen 11-14 van de fig. 2-5 elkaar H 20 loodrecht kruisen is voor het toepassen van de uitvinding elke kruisingsrichting toegestaan.

Fig. 7 toont een diagram van spreidingen van doorlaatgrootten van mazen van een gaas, zoals van de mazen 15 en 16 van het gaas 14.

De mazen 15 hebben volgens ontwerp bijvoorbeeld de nominale afmeting 25 dl (inslag) in de productierichtingen van het gaas 14, terwijl de mazen 16 een ontwerphoogte d2 hebben. Omdat gazen met relatief grote nauwkeurigheid vervaardigd kunnen worden, hebben de doorlaatgrootten kleine spreidingen met als maxima NI en N2 voor de aantallen van respectievelijk de mazen 15, 16 met precies de respectievelijke 30 afmetingen dl en d2.

H Fig. 8 toont een aanzicht van een schijfvormig filter 21, gezien met de stromingsrichting van een fluïdum mee. Het filter 21 heeft doorgangen 22 van een eerste soort met relatief kleine doorlaatgrootten en doorgangen 23 van een tweede soort met grotere 35 doorlaatgrootten. De doorgangen 22 en 23 zijn bijvoorbeeld geboord of geëtst. Afhankelijk van de gebruikte productietechnieken kunnen de doorgangen 22 een meer of minder grote spreiding van hun I i no 1ft7Q- - 7 - doorlaatgrootten hebben en kunnen de doorgangen 23 eveneens een meer of minder grote spreiding van hun doorlaatgrootten hebben.

Fig. 9 toont een diagram als van fig. 7 met voorbeeldspreidingen van de doorlaatgrootten van de doorgangen 22 en 23 van het filter 21 5 met respectievelijk ontwerpdoorlaatgrootten d3 en d4 en bijbehorende aantallen mazen N3 en N4. Bij voorkeur en als getoond in fig. 9 overlappen de spreidingskarakteristieken van de doorlaatgrootten van de doorgangen 22 en 23 elkaar niet, of praktisch gesproken in hoofdzaak niet. Hierdoor wordt een betere classificatie of j 10 filterwerking van deeltjes in de fluïdumstroom verkregen.

Wat hiervoor met verwijzing naar fig. 6 toegelicht is over de onderlinge oriëntatie van de gazen 14 geldt ook gezegd worden voor de onderlinge oriëntatie van een aantal in serie in de fluïdumstroom geplaatste filters 21 van fig. 8. Een groep naburige doorgangen die 15 het kleinste oppervlak van het filter 21 bezet bevindt zich dan tegenover een groep naburige doorgangen van de andere soort die een groter oppervlak van een volgend filter 21 bezetten. Hieruit volgt dat het volgens de uitvinding niet noodzakelijk is alle doorgangen van een bepaalde soort met uitsluiting van andere doorgangen in een 20 enkele groep te rangschikken. In een filter als van fig. 8 kunnen de doorgangen 23 met grote doorlaatgrootte bijvoorbeeld in een helft van het filter 21 aangebracht zijn en, anders dan in fig. 8, als groep rondom omgeven zijn door doorgangen 22 met kleinere doorlaatgrootten.

Naarmate het aantal groepen groter is zal de onderlinge oriëntatie 25 van naburige filters met het eerder verwijzing naar fig. 6 toegelichte doel echter moeilijker worden.

Gebleken is dat bij gebruik van twee of meer filters volgens de uitvinding in serie met onderlinge oriëntaties zoals hiervoor toegelicht, een verhouding van de doorlaatgrootten van twee soorten 30 doorgangen per filter bij voorkeur kleiner dan 8 is. Meer bij voorkeur is deze verhouding kleiner dan 3.

Fig. 10 toont een doorsnede van een filterinrichting 31 met een ingangskanaal 32, een uitgangskanaal 33 en een tussenliggend kanaal 34 die geschikt zijn voor het in een richting 8 doorlaten van een 35 hoofdstroom (totale stroom) van een fluïdum met daarin meegevoerde deeltjes.

Tussen het ingangskanaal 32 en het middenkanaal 34 en tussen het middenkanaal 34 en het uitgangskanaal 33 wordt de hoofdstroom van het 1021873- I - δ - H fluïdum verdeeld en worden gescheiden deelstromen door kanalen 36, 37 geleid. In de kanalen 36 zijn filters 41 met doorgangen 42 van een eerste soort aangebracht. In de kanalen 37 zijn filters 45 met doorgangen 46 van een tweede soort aangebracht. De doorgangen 42 5 hebben een kleinere doorlaatgrootte dan de doorgangen 46. Het zal duidelijk zijn dat wanneer de radiale afstand tussen naburige kanalen 36, 37 meer tot nul nadert meer een situatie als van fig. 1 bereikt wordt. Fig. 10 dient daarom in hoofdzaak ter illustratie dat de uitvinding niet beperkt is tot het gebruik van filters of 10 filterelementen die individueel zijn voorzien van twee of meer soorten doorgangen met verschillende doorlaatgrootten.

Een filter en een filterinrichting volgens de uitvinding kunnen op vele gebieden toegepast worden, bijvoorbeeld wanneer een spreiding van in een fluïdum meegevoerde deeltjes vastgesteld moet worden, dat 15 wil zeggen een classificatie uitgevoerd moet worden, en/of wanneer het gewenst is het fluïdum zo lang mogelijk te laten stromen.

I 1021873-

Claims (12)

1. Filterinrichting, die geschikt is voor het doorlaten van een fluïdumstroom, omvattende twee of meer ten opzichte van een 5 stromingsrichting van de fluïdumstroom in verschillende locaties aangebrachte filters die elk ten minste een eerste gedeelte en een tweede gedeelte hebben die voorzien zijn van doorgangen, waarbij de doorgangen van het eerste filtergedeelte kleinere doorlaatgrootten hebben dan de doorgangen van het tweede filtergedeelte, met het 10 kenmerk, dat ten minste twee van de filters met een zodanige oriëntatie ten opzichte van de stromingsrichting aangebracht zijn dat een eerste gedeelte van het ene filter in hoofdzaak in lijn met een tweede gedeelte van het andere filter is.

2. Filterinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het eerste filtergedeelte van het ene filter het tweede filtergedeelte van het andere filter overlapt.

3. Filterinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat 20 verschillende gedeelten van een filter in gescheiden kanalen voor deelstromen van de fluïdumstroom aangebracht zijn.

4. Filterinrichting volgens een voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat een verhouding van doorlaatgrootten van de eerste en 25 tweede filtergedeelten kleiner dan 8 is.

5. Filterinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de verhouding kleiner dan 3 is.

6. Filterinrichting volgens een voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat doorlaatgrootten van verschillende filtergedeelten respectievelijke spreidingen hebben die elkaar niet overlappen.

7. Filterinrichting volgens een voorgaande conclusie, met het 35 kenmerk, dat de gedeelten van een filter bestaan uit een gaas, waarbij de mazen van het ene filtergedeelte andere doorlaatgrootten dan de mazen van het gaas van een ander filtergedeelte hebben. 1021873- I - 10 - Η

8. Filter, geschikt voor het doorlaten van een fluïdumstroom, H omvattende gedeelten die doorgangen met respectievelijke verschillende doorlaatgrootten hebben, met het kenmerk, dat het H bestaat uit een gaas waarvan de mazen in één van twee richtingen in 5 het vlak van het gaas verschillende afmetingen hebben.

9. Filter volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat een verhouding van doorlaatgrootten van grootste en kleine mazen kleiner dan 8 is.

10. Filter volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de verhouding H kleiner dan 3 is.

11. Gebruik van een filterinrichting volgens één van de conclusies I 1 t/m 6.

12. Gebruik van een filter volgens één van de conclusies 7 t/m 10. I 1021873-