WO2002074418A1 - Compressed air filter - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a filter which comprises essentially a housing and a filter element (1). Said filter element is provided with a transponder (9) which provides information on the characteristic properties of the filter elements and, optionally, the operational state. The upper part of the housing (11) can be provided with a reading device (12).

Description

ultrafilter international AG ultrafilter international AG
Büssingstr. 1 , 42781 HaanBüssingstr. 1, 42781 Haan
"Druckluftfilter""Air Filter"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckluftfilter aus einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Filterelement zum Abscheiden von mitgeführten Schmutzpartikeln sowie von Wasser- und Öltropfen und anderen Verunreinigungen und nimmt die Priorität des deutschen Gebrauchsmu- sters 201 04 481.1 in Anspruch, auf das inhaltlich Bezug genommen wird.The invention relates to a compressed air filter comprising a housing and a filter element arranged in the housing for separating entrained dirt particles as well as water and oil drops and other contaminants, and claims the priority of the German utility model 201 04 481.1, to which the content refers is taken.
Derartige Filter besitzen üblicherweise ein zweiteiliges Gehäuse in dessen mit einem Gewindestutzen versehenen Deckel sich ein Filterelement einschrauben läßt. Hierfür haben sich Filterelemente besonders bewährt, bei denen zwischen zwei Kappen konzentrisch ein innerer und ein äußerer Stützmantel aus Edelstahl mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet sind. Zwischen den Stützmänteln befindet sich ein Filtermedium ggf. zwischen einem inneren und einem äußeren Stützgewebe. Im Inneren des inneren Stützmantels kann sich ein weiteres Filtermedium befinden, und der äußere Stützmantel kann von einer als Vorfilter dienenden Manschette umgeben sein.Such filters usually have a two-part housing, in the cover provided with a threaded connector, a filter element can be screwed in. Filter elements have proven particularly useful for this purpose, in which an inner and an outer supporting jacket made of stainless steel are arranged concentrically between two caps with a mutual spacing from one another. A filter medium is located between the support jackets, possibly between an inner and an outer support fabric. A further filter medium can be located in the interior of the inner support jacket, and the outer support jacket can be surrounded by a sleeve serving as a prefilter.
Zu diesem mehrstufigen Aufbau des Filterelements kommt die individuelleIn addition to this multi-stage structure of the filter element comes the individual
Gestaltung der einzelnen Schichten des Filtermediums, die aus sehr unter- schiedlichen Materialien mit sehr unterschiedlichem Aufbau, insbesondere unterschiedlichem Porenvolumen und unterschiedlichen Porenweiten bestehen. So kann beispielsweise das zwischen den Stützmänteln angeordnete Filtermedium aus gesindertem Polyethylen oder Sinterbronze, aus gebundenen oder nicht gebundenen Fasern und insbesondere aus Mikrofa- sern bestehen.Design of the individual layers of the filter medium, which are made of very different materials with very different structures, in particular different pore volume and different pore sizes exist. For example, the filter medium arranged between the support jackets can consist of reduced polyethylene or sintered bronze, of bound or unbound fibers and in particular of microfibers.
Aus der Vielzahl der Gestaltungsmöglichkeiten für die einzelnen Filterschichten bzw. -stufen ergibt sich die Möglichkeit, für jeden Einsatzzweck ein spezielles Filterelement zu schaffen. Das führt im Ergebnis zu sehr unterschiedlichen Filterelementen und der Notwendigkeit, diese nur dort und auch nur solange einzusetzen, wie sie den technischen Anforderungen des Einzelfalles gewachsen sind.The multitude of design options for the individual filter layers or stages results in the possibility of creating a special filter element for every application. As a result, this leads to very different filter elements and the need to use them only there and only as long as they are up to the technical requirements of the individual case.
Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Filterbetrieb in Abhängigkeit von der Art und der zeitlichen Menge der abgeschiedenden Verunreinigungen mit einer Erhöhung des Differenzdrucks, d.h. in zunehmenden Maße mit einem Druckverlust verbunden ist, weil sich das Hohl- bzw. Porenvolumen des Filterelements mit der Zeit naturgemäß immer mehr verringert. Druckverluste sind mit einem entsprechenden Energieverbrauch verbunden und machen es daher erforderlich, die Filterelemente von Zeit zu Zeit auszuwechseln.It should be taken into account that the filter operation, depending on the type and the time quantity of the separated impurities, increases with the differential pressure, i.e. is increasingly associated with a pressure loss because the hollow or pore volume of the filter element naturally decreases more and more over time. Pressure losses are associated with a corresponding energy consumption and therefore make it necessary to replace the filter elements from time to time.
Angesichts der Individualität der Filterelemente und der Tatsache, daß sie im Filtergehäuse gekapselt untergebracht und daher nicht ohne weiteres, insbesondere nicht ohne Betriebsunterbrechung zugänglich sind, ergeben sich Probleme bezüglich betrieblicher Entscheidungen, bei denen die Beschaffenheit und der betriebliche Zustand des Filterelements entscheidungserheblich ist.In view of the individuality of the filter elements and the fact that they are encapsulated in the filter housing and are therefore not readily accessible, in particular not without interruption, there are problems with operational decisions in which the nature and the operational condition of the filter element are relevant to the decision.
Hier will die Erfindung dadurch Abhilfe schaffen, daß sie das Filterelement mit einem auch von außerhalb des Filtergehäuses zugänglichen Kennzeichnungsmittel versieht, das Auskunft über bestimmte Charakteristika des Filterelements und ggf. auch seines betrieblichen Zustandes gibt. Im einzelnen besteht die Erfindung darin, das Filterelement mit einem Transponder zu versehen. Bei Transpondem handelt es sich um Datenträger, die zum Lesen keines Sichtkontaktes bedürfen, sondern deren Daten sich mit Hilfe eines internen oder externen Lesegeräts berührungslos abrufen lassen. Mit Hilfe eines Schreib-Lese-Geräts lassen sich zudem die im Transponder gespeicherten Daten ohne weiteres verändern oder auch ergänzen.Here, the invention seeks to remedy this by providing the filter element with a means of identification which is also accessible from outside the filter housing and which provides information about certain characteristics of the filter element and possibly also its operational condition. In detail, the invention consists in providing the filter element with a transponder. Transpondem are data carriers that do not require visual contact to read, but whose data can be called up contactlessly with the help of an internal or external reader. With the help of a read / write device, the data stored in the transponder can also be easily changed or supplemented.
Bei einem Filterelement mit zwei Endkappen, zwischen denen sich der Filterkörper erstreckt, kann der Transponder an einer der beiden Endkappen angeordnet sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Transponder an einem der Stützmäntel anzuordnen.In the case of a filter element with two end caps, between which the filter body extends, the transponder can be arranged on one of the two end caps. Another possibility is to arrange the transponder on one of the support jackets.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Daten des Transponders mit dazu dienen, den Zustand des Filterelements zu überwachen, um beispielsweise den richtigen Zeitpunkt für einen Austausch des Filterelements zu bestimmen. Diesem Zeitpunkt kommt eine erhebliche wirtschaftliche Bedeutung zu, weil ein zu früher Wechsel des Filterelements die Materialko- sten erhöht, während ein zu später Wechsel infolge des zunehmenden Druckverlustes mit erhöhten Betriebskosten verbunden ist.There are particular advantages if the data of the transponder also serve to monitor the state of the filter element, for example in order to determine the correct time for an exchange of the filter element. This time is of considerable economic importance because changing the filter element too early increases the material costs, while changing it too late is associated with increased operating costs due to the increasing pressure loss.
Der richtige Austauschzeitpunkt läßt sich mit Hilfe von Geräten bestimmen, die mindestens einen Meßwert aufnehmen, aus dem sich der Verbrauchs- zustand des Filters ableiten läßt und einer Auswerteelektronik zugeführt und aus dem Meßwert der aktuelle Verbrauchszustand ermittelt. Bei diesen Meßwerten kann es sich um einen Differenzdruck, um die Durchflußmenge des Fluids, um die Konzentration eines im Fluid gelösten Bestandteils, um eine Drehzahl, um eine Temperatur oder andere Meßwerte handeln. Anhand in der Auswerteelektronik gespeicherter Daten einschließlich der im Transponder abgespeicherten Daten (Größe, Kosten, technische Daten und Typ des Filterelements) und/oder funktionaler Abhängigkeiten werden die Auswirkungen des Verbrauchszustandes des Filterelements auf die Betriebskosten der Gesamtanlage zumindest näherungsweise bestimmt, die Kosten für ein Austauschen oder Regenerieren des Filterelements ermittelt und mit den Auswirkungen des Verbraucherzustandes auf die Betriebsko- sten verglichen. Über eine Ausgabeeinheit erfolgt ein Signal oder eine Anzeige an einem Anzeigeinstrument für den Zeitpunkt, ab dem der Austausch oder die Regenerierung kostensparender ist als der Weiterbetrieb bis zum vollständigen technischen Verbrauch des Filterelements. Insgesamt vergleicht die Auswerteelektronik charakteristischen Daten des Filterele- ments im unbenutzten Zustand mit den aktuellen, d.h. gemessenen Daten und veranlaßt ein Signal, wenn die Summe der Energiekosten und der Austauschkosten ein Minimum annehmen.The correct time of exchange can be determined with the aid of devices which record at least one measured value, from which the consumption state of the filter can be derived, and which is fed to evaluation electronics and the current consumption state is determined from the measured value. These measured values can be a differential pressure, the flow rate of the fluid, the concentration of a component dissolved in the fluid, a rotational speed, a temperature or other measured values. On the basis of data stored in the evaluation electronics including the data stored in the transponder (size, cost, technical data and type of the filter element) and / or functional dependencies The effects of the consumption state of the filter element on the operating costs of the overall system are determined at least approximately, the costs for replacing or regenerating the filter element are determined and compared with the effects of the consumer state on the operating costs. An output unit sends a signal or a display on a display instrument for the point in time from which replacement or regeneration is more cost-effective than continuing to operate until the filter element is completely used up. Overall, the evaluation electronics compares characteristic data of the filter element in the unused state with the current, ie measured data, and emits a signal when the sum of the energy costs and the exchange costs assume a minimum.
Ein erfindungsgemäß angeordneter Transponder kann für ein solches Gerät die notwendigen filterspezifischen Ausgangsdaten liefern, wenn im Filtergehäuse oder in dem Überwachungsgerät ein mit dem Transponder zusammen wirkendes Lesegerät angeordnet ist. Damit ist der Vorteil verbunden, daß mit jedem Wechsel des Filterelements gleichzeitig auch die richtige Datenbasis für das Überwachungsgerät zur Verfügung steht, ohne das es erforderlich ist, bei jedem Wechsel die für die Überwachung notwendigen Daten des Filterelements in einem separaten Arbeitsgang einzulesen.A transponder arranged according to the invention can provide the necessary filter-specific output data for such a device if a reader cooperating with the transponder is arranged in the filter housing or in the monitoring device. This has the advantage that with every change of the filter element the correct database for the monitoring device is available at the same time, without it being necessary to read in the data of the filter element necessary for monitoring in a separate operation with each change.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 ein Filterelement undFig. 1 is a filter element and
Fig. 2 das Oberteil eines im übrigen nicht dargestellten Filtergehäuses.Fig. 2 shows the upper part of a filter housing, not otherwise shown.
Das Filterelement 1 besteht im wesentlichen aus zwei Endkappen 2 und 3, zwischen denen sich ein zylindrischer Filterkörper 4 erstreckt. Dieser Filterkörper besteht - von innen nach außen - aus einem inneren gitterförmigen Stützmantel 5 einem mehrlagigen Filtermedium 6 beispielsweise aus Mikrofaservliesen sowie einem äußeren gitterförmigen Stützmantel 7, der von einem Koaleszensmantels 8 aus Schaumstoff oder Nadelfilz umgeben ist. An der unteren Endkappe 3 befindet sich ein Transponder 9 mit den spezifischen Daten des Filterelements 1.The filter element 1 consists essentially of two end caps 2 and 3, between which a cylindrical filter body 4 extends. This filter body consists - from the inside out - of an inner lattice-shaped Support jacket 5 a multi-layer filter medium 6, for example made of microfiber fleece, and an outer grid-shaped support jacket 7, which is surrounded by a coalescence jacket 8 made of foam or needle felt. On the lower end cap 3 there is a transponder 9 with the specific data of the filter element 1.
Die obere Endkappe ist mit einem Gewindestutzen 10 versehen, der sich in einen nicht dargestellten komplementären Gewindestutzen im Oberteil 11 des nicht dargestellten Filtergehäuses einschrauben läßt. Das Gehäuse- Oberteil 11 ist mit einem Lesegerät 12 ausgestattet, das in einem Anzeigefeld 13 die von dem Transponder 9 gelieferten charakteristischen Daten des Filterelements 1 anzeigt.The upper end cap is provided with a threaded connector 10 which can be screwed into a complementary threaded connector, not shown, in the upper part 11 of the filter housing, not shown. The upper housing part 11 is equipped with a reading device 12 which displays the characteristic data of the filter element 1 supplied by the transponder 9 in a display field 13.
Des weiteren befinden sich am Gehäuseoberteil 11 ein Differenzdruckmes- ser 14, ein Signalgeber 15 und eine Auswerteelektronik 16, die die Istdaten des Filterkörpers 1 aufnimmt und mit dessen Basisdaten, den Temperaturdaten und den gemessenen Differenzdruckwerten vergleicht sowie eine Summe aus den Betriebskosten und den mit einem Wechsel des Filterelements verbundenen Kosten bildet. Wenn die Summenkosten ein Minimum erreicht haben, ist der wirtschaftlich günstigste Zeitpunkt für einen Wechsel des Filterelements gegeben. Diesen Zeitpunkt zeigt der Signalgeber optisch und/oder akustisch an. Näheres hierzu ergibt sich aus der DE 195 04 327 A1. Furthermore, there is a differential pressure meter 14, a signal transmitter 15 and evaluation electronics 16 on the upper housing part 11, which records the actual data of the filter body 1 and compares it with its basic data, the temperature data and the measured differential pressure values as well as a sum of the operating costs and the one Replacement of the filter element forms associated costs. When the total costs have reached a minimum, the economically most favorable time for changing the filter element is given. The signal generator indicates this point in time optically and / or acoustically. Further details can be found in DE 195 04 327 A1.

Claims

Schutzansprüche: Protection claims:
1. Filter aus einem Gehäuse und einem Filterelement (1 ) mit einem Filterkörper (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement mit einem Transponder (9) versehen ist.1. Filter from a housing and a filter element (1) with a filter body (4), characterized in that the filter element is provided with a transponder (9).
2. Filter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (4) zwischen zwei Endkappen (2, 3) angeordnet ist.2. Filter according to claim 1, characterized in that the filter body (4) between two end caps (2, 3) is arranged.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper aus zwei Stützmänteln (5, 7) besteht, zwischen denen ein Filtermedium (6) angeordnet ist.3. Filter according to claim 1 or 2, characterized in that the filter body consists of two support jackets (5, 7), between which a filter medium (6) is arranged.
4. Filter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder (9) an einer der Endkappen (2) angeordnet ist.4. Filter according to claim 2 or 3, characterized in that the transponder (9) is arranged on one of the end caps (2).
5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (11 ) mit einem Lesegerät (12) ausgestattet ist.5. Filter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the upper housing part (11) is equipped with a reading device (12).
6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesegerät (12) mit der Auswerteelektronik (16) eines Signalgebers (15) verbunden ist.6. Filter according to claim 5, characterized in that the reading device (12) is connected to the evaluation electronics (16) of a signal generator (15).
7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenz- druckmesser (14) mit der Auswerteelektronik (16) verbunden ist. 7. Filter according to claim 6, characterized in that a differential pressure meter (14) with the evaluation electronics (16) is connected.
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