CH311792A - Flüssigkeitsfilter mit mehreren übereinanderliegenden Siebfiltern. - Google Patents

Description

  



  Flüssigkeitsfilter mit mehreren übereinanderliegenden Siebfiltern.



   Die Erfindung betrifft ein   Flüssigkeits-    filter mit mehreren übereinanderliegenden Siebfiltern, das insbesondere für   Feinstfilte-    rungen bestimmt und geeignet ist. Eine solche Feinstfilterung wird für die verschiedensten Zweeke beispielsweise zur Filte  ru, n-    von Motorbrennstoffen sowie auch in der chemischen Industrie, zum Beispiel zum Filtern   von Säuren, Rohwässern,    usw., benötigt.. Bei einer Feinstfilterung müssen   Festbestandteile,    die grosser sind als etwa   2-10 in    vom Filter zurückgehalten werden.



  Hierfür sind Filtersiebe mit sehr kleiner   Masehenweite    erforderlich, die wegen der   Haarfeinheit    der Drähte sehr schwierig herstellbar und ausserdem wegen der zu grossen Empfindlichkeit gegen mechanische   Beschädi-    gung praktisch kaum brauchbar sind.



   Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, gröbere Siebe in mehreren Lagen   über-    einander zu verwenden. Bei dem   Flüssigkeits-    filter nach der Erfindung bestehen die Filter aus einer kreiszylindrisehen, mit Durchbre  chungen    versehenen Trommel und einem auf dieser in mehreren Windungen angeordneten Siebband aus Drahtgewebe, das so schmal bemessen und unter solcher   Spannung auf-    gewickelt und befestigt ist, dass die Sieb  gewebelagen an allen    Stellen mit   gleichmässi-       ger 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, (das    heisst   1/io    mm Maschenweite) 5   Siebbandwindungen    im Sinne der Erfindung Test auf eine Trommel gewickelt, so ergibt diese Siebbandspule eine Filterfeinheit von etwa   5-10,    u, das heisst alle Feststoffe, die grösser sind als   5-10      cc,    werden vom Filter zurückgehalten. Die Siebbandspule ergibt also eine mindestens lOfache Filterfeinheit gegenüber dem einfachen Siebband.



   Es sind zwar Flüssigkeitsfilter mit mehreren übereinanderliegenden Siebfiltern bekannt. Die Anordnung ist jedoch so getroffen, da. die Siebe ganz oder stellenweise lose bzw. in Abstand aufeinanderliegen, so da. damit eine grössere und gleichmässige Filterfeinheit nicht erzielt werden kann.



   Die Erfindung ist im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausfülhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt :
F'ig.   1    einen senkrechten Schnitt durch ein Flüssigkeitsfilter naeh der Linie I-I der Fig. 2,
Fig. 2 eine Aufsicht auf das Filter der Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht der   Filterkörpertrom-    mel mit Siebbandanfang,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Flüssigkeitsfilter für grössere Durchflussmengen. 



   Fig. 5 einen senkrechten Schnitt für ein Flüssigkeitsfilter für das Umlaufsehmierol für Kraftmaschinen,
Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie II-II cler Fig. 5,
Fig. 7 eine Einzelheit (aus Schnitt III) der Fig. 5 in grösserem Massstab.



   In Fig.   1    und 2 ist ein Flüssigkeitsfilter dargestellt, wie es beispielsweise zur Brennstoffilterung   bei : Alotorkraftstoff gebraueht    wird. Es bezeichnet 1 das Filtergehause und 2 einen abnehmbaren Deckel, der von   Schrau-      benbolzen    3 nebst Muttern 4 gehalten wird.



  Im Gehäuse   1    ist eine mit Durchbrechungen versehene   Filterkorpertrommel    5 angeordnet, auf der ein Siebband 6 in   mehrfachen Win-      dungen    übereinanderliegend vorgesehen ist.



  Bei der gezeigten besonders vorteilhaften Ausführung weist diese Trommel 5 Ringspalte 7 auf, und es sind die   Trommelringe      S    durch axiale am Innenumfang der Trommel angeordnete Rippen 9 zusammengehalten.



  Diese Trommel 5 hat den Vorteil der einfachen Herstellung, da die Ringspalte 7 auf der Drehbank   ausgestochen werden können.   



  Bei dieser Trommel 5 sind ferner an den Stirnseiten vorstehende Bünde 10 vorgesehen, deren Abstand nach Fig.   1    und 3 der Siebbandbreite b entspricht, so dass das Siebband 6 zwischen diesen Bünden auf der Trommel 5 gut aufgespult werden kann. Ausserdem sind an den Siebbandenden volle   Trommelauflage-    flächen 30 zur seitliehen Abdichtung des Siebbandes vorgesehen.



   Für das Siebband 6 wird ein Gewebe aus Metalldraht oder   Kunststoffdraht    (zum   Bei-    spiel Nylon-oder   Perlondraht) verwendet.   



  Textilgewebe sind für das neue   Flüssigkeits-    filter nicht brauchbar, da gesponnene Fäden quellen, also. das Filter in der   Masehenweite    veränderlieh ist und sich ausserdem Faserteilchen aus dem Trommelgewebe lösen.



   Nach Fig. 3 wird das aus Drahtgewebe bestehende Siebband 6 am Anfang bei 11 am Trommelumfang durch Löten oder Kleben befestigt und dann unter Spannung in   meh-    reren Windungen auf die Trommel aufgespult. Diese Spannung ist abhängig von der   Siebfeinheit und beträgt etwa 13 kg pro em      Siebbandbreite.    Bei   Aufreehterhaltlmg dieser      Spannnng    wird dann das Ende des Sieb  bandesz ebenfalls dureh Löten    oder   Kleber.    auf der vorletzten   Siebbandwindung befestigt.   



  Durch die kreiszylindrische Trommel und das Aufspulen des Siebbandes unter Spannung ist gewährleistet,   dass die Siebgewehelagen    an allen Stellen   mit gleichmässiger Flächen-    pressung fest aufeinanderliegen, so dass   sich    also zwischen den   Siebbandlagen keine    Festkörper   hindu. rchzwängen können,    das heisst also eine sehr grosse und   Filter,-    feinheit gewährleistet ist. Diese Filterfeinheit wird mit durch den besondern Aufbau der Filterkörpertrommel gemäss Fig. 3 erzielt.



  Danach besitzt diese Trommel eine Mehrzahl    \on schmalen ringförmigen Auflageflächen    für das Siebband   6,    die in geringem Abstand voneinander angeordnet sind. Dieser Abstand bzw. die Breite der Spalte 7 ist kleiner als 3 mm, während beispielsweise die Breite der ringförmigen   Auflagefläehen      8    etwa nur   1    mm beträgt.

   Durch die   Ringspali e 7 wird    einerseits ein   grosser Durehgangsquersehnitt    für die Flüssigkeit erzielt und anderseits mit den in geringem Abstand   angeordneten Ring-       flaehen 8 eine gute Unterstützung cles Sieh-    bandes erzielt, so dass tatsachlich an allen Stellen, und zwar auch im Bereich der Spalte 7 die   Siebgewebelagen    dicht   und mit gleich-    mässiger Flächenpressung aufeinanderliegen.



     Uin    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   Trommeldurehmesser      67.   



  Bei kleinerem   Trommeldurehmesser    von etwa 40 mm und darunter kann die Breite   b    annähernd gleieh dem   Trommeldurehmesser      l    gewählt werden. Bei   grösserem Trommel-    durchmesser ist jedoeh die   Siebbandbreite    er  heblich    kleiner als der   Trommeldurchmesser.    wie beispielsweise aus Fig. 4 hervorgeht.



   Bei der   Ausführung naeh Fig. I    ist in der untern geschlossenen Stirnseite 12 der Trommel bei 13 der Abfluss für die gefilterte  Flüssigkeit vorgesehen. Der Durchfluss durch das Filtergehäuse ist mit Pfeilen angedeutet.



  I) ie obere offene Stirnseite der Trommel wird von einem mit einer Feder   14    belasteten, vorteilhaft als Stufenkolben 15 ausgebildeten Deckel so   versehlossen,    dass bei einem be  stimmten Überdruck    ein Ringspalt bei 16, das    heisst zwischen Filterkörpertrommel-Stirnseite    und Deckel. 15 entsteht, der als Filter wirkt.



  Bei stark verunreinigter Filterspule 6 kann also ein Teil der Rohflüssigkeit durch den   Filterspalt    16 hindurchtreten. Versuche haben   sezeigt, dass auch    bei Feinstfiltrierung dieser   R. ingspalt noeh    die erforderliehe Filterwirkung hat, das heisst auch feine Festkörper zurückhält,
Wie aus Fig.   1    hervorgeht, ist die untere geschlossene Stirnwand 12 der   Filterkorper-    trommel naeh oben bei 17   eingebuchtet    und es ist im Gehäuse ein frei nach oben ragender   Abflussstutzen    18 vorgesehen,   auf welehem    die Filtertrommel aufliegt.

   Diese Bauart hat clen Vorteil, dass bei   herausgenommener    Siebspule 5, 6 der in das Gehäuse 1   gefallene    Filterschlamm bei 19 und   20 auf dem Gehäuse-    boden zurückgehalten wird und nicht in die   . bflussleitung 21 gelangen kann.   



   In Fig. 4 ist ein grösseres Flüssigkeitsfilter für grosse Durchflussmengen beispielsweise gezeigt. Danach sind in einem zweiteiligen Gehäuse 22, 23 mehrere Trommelfilteraggregate übereinander angeordnet.



   Diese bestehen jeweils aus zwei in der   Trommelquerebene    bei   24      zusammenstossenden    Trommelgehäusehälften 25 und 26, die zur Lagerung von mehreren konzentrisch ange  ordneten    Siebtrommeln   27-29 dienen.    Diese siebtrommeln bestehen jeweils im Sinne von Fig. l aus einer mit Durchbrechungen versehenen Trommel 5 und einem in mehreren Windungen aufgebrachten Siebband 6. Die    vorbcschriebene Lagerung der Siebtrommeln    27 - 29 in den zweiteiligen   Trommelgehäusen    25, 26 gestattet eine einfache und bequeme   lIontage uncl    Demontage beim Reinigen.



   Wie   ersichtlich und mit Durchflusspfeilen    angedeutet, sind die   Siebtrommeln jeweits    parallel geschaltet.



   Das in Fig. 1-3 gezeigte Filter ist für bestimmte   Zweeke,    insbesondere für die Filterung des Umlaufsehmieröls für Kraftmaschinen weniger geeignet, da ein solches Feinstfilter zu rasch verstopft wird und eine zu häufige Reinigung erforderlich wäre. Um nun ein solches Spulenfilter auch zur Filterung des   Umlaufschmierols    für Kraftmaschinen verwenden zu   kön. nen,    ist, wie in Fig. 5-7 gezeigt, dem als Feinstfilter wirkenden Sieb  spulenfilter    ein aus mehreren Kreisflächenfilterelementen bestehendes   Feinfilter vorge-    sehaltet, wobei Spulenfilter und   Kreisfilter-    elementestapel konzentrisch in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.



   Bei dieser neuen Filterkombination werden von dem Feinfilter, das zum Beispiel eine Maschinenweite von   100,    aufweist, feste   Teilehen,    die grosser sind als   100,      u,      zurüek-    gehalten, während anschliessend durch das Feinstfilter noch sehr kleine feste Teilchen bis herunter zur Grosse von etwa   5      s      zurückgehal-    ten werden können. Bei den Filterungen von   Umlaufschmieröl    werden also auch feinste Festkörper   ständig vom Filter zurück-und    damit den Lagerstellen ferngehalten.

   Hieraus ergibt sich einerseits ein geringerer Verschleiss der Lagerstellen und anderseits eine erheb  liche Einsparung    von Schmieröl, da dieses durch die ständige feinste Filterung erheblich länger als bisher verwendbar ist, also auch nur naeh längerer Betriebsdauer erneuert zu werden braucht, Da die Festkörper teilweise vom   Kreisfilterelementestapel und teilweise    vom Spulenfilter   zurückgellalten    werden, so werden beide Filter erst naeh längerer Zeit zugesetzt, so dass das neue kombinierte Filter erst nach längerer Betriebsdauer gereinigt werden muss.



   In Fig. 5-7 ist mit 31 das Filtergehäuse und mit 32 dessen Deckel bezeichnet, der unter Zwischenschaltung eines Dichtungsrings 33 mittels Verschraubungen 34 auf dem Ge  häuse    befestigt ist. Der Zuflussstutzen für das unreine Schmieröl ist mit 35 und der Abflussstutzen für das gefilterte   61    mit 36 bezeichnet. Die Pfeile lassen den   DurehfluR    des Ols durch das Filter erkennen. Danach ge langt das unreine   ()    durch einen axialen Stutzen 37, der an der Trommel 38 sitzt, zn einem Filterelementestapel. Diese   : Elemente    bestehen je a. us einem äussern Ring 39 und einem innern Ring   40,    an dem beidseitig   Kreisflächensiebfilter    41 befestigt sind.

   Das in der angegebenen Pfeilrichtung zu diesen Flächenfiltern 41 kommende   61    wird durch diese in die Innenräume 42 der Filterelemente gedrückt und fliesst durch Kanäle 43 in den zwischen Gehäuse 31 und Elementestapel 39 vorhandenen ringförmigen Raum 44. Dieses vorfiltrierte   61    wird nun durch das Sieb  spulenfilter    45   hindurehgedrückt    und gelangt   sehliesslich    in der angegebenen Pfeilrichtung in den   Abflussstutzen      36.    Im Sinne der Erfin  dung    besteht dieses Spulenfilter aus einem verhältnismässig sehmalen Siebband, das in mehrfachen Windungen und unter Spannung auf den   Filtertrommelkorper    38a aufgewickelt ist.

   Bei der gezeigten Ausführung besteht   dieser Trommelkorper aus    den beiden fest miteinander verbundenen Teilen 38 und 38a. Bei diesem Feinstfilter 45 können beispielsweise acht Siebbandwindungen mit der   Maschen-    weite   50,      u      iibereixiandergewickelt    sein. Es ergibt sich dann bei dieser Ausführung eine Filterfeinheit des Spulenfilters   45    von etwa u,   cz, das heisst    es werden von diesem Filter alle festen Teilchen grosser als   5,    zurückgehalten.



   Bei vier   Siebbandlagen    des Spulenfilters wird sich beispielsweise (bei gleicher   Maschen-    weite) eine Filterfeinheit von   15      u    ergeben.



   Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind Filterelementestapel 3'9, 40 und Spulenfilter   45    konzentrisch zusammen im Gehäuse 31 angeordnet. Bei dem gezeigten vorteilhaften Ausführungsbeispiel liegt der Filterelementestapel 39 unmittelbar auf der Filtertrommel 38,38a auf, wobei sämtliche Filter auf einem zentralen, im Filtergehäuse bei 46 befestigten Schraubbolzen 47 aufgereiht und mit diesem zentriert und zusammengepresst sind. Zu diesem Zweck ist auf dem Bolzen 47 eine Mutter 48 vorgesehen. Nach Abnahme des Deckels 32 und   Loden    der Mutter 12 können sämtliche Filterelemente nach oben aus dem Gehäuse herausgezogen werden, so dass diese zur Reinigung schnell und bequem zugänglich sind.



   Das dargestellte kombinierte Filter ist ferner als   überdrucksicheres    Filter   ausgebil-    det, damit bei starker Versehmutzung der Filterelemente weder ein Ölmangel noch eine Zerstörung der   Filtersiebe    eintritt. Nach der Zeichnung ist sowohl der Filterelementestapel auf der einen Seite als auch die   Filterkörper-    trommel 38 auf der gegenüberliegenden Seite je mit einem   federbelasteten iYberdruekventil-    steller 49 bzw.

   50   abgedeekt.    Der Ventilteller   49    gleitet im   Gehäusedeekel      32    und wird mittels einer   Druekfeder    51'auf den obersten Ring 39 des   Filterelementestapels    bei   52    gepresst. Beide Ventilteller 49 und 50 sind   zweeks    teilweiser   Druekentlastung    als Stufenkolben ausgebildet. Der in der Trommel 38 gleitende, kolbenartige Ventilteller 50 wird mit seinem Flansch 53 von unten gegen einen   Ring 54 gepresst,    der in Abstand unter der   Filterkorpertrommel    38 angeordnet ist, mit dieser ein Stück bildet und sich am Gehäuse 31 abstützt.



   Der Ventilteller 50 steht unter dem Druck einer Schraubenfeder 55, die sich auf einem am Stutzen 37 befestigten Spreizring 5 ! i abstützt.



   Bei stärkerer Verschmutzung der Kreisfläehenfilter 41 bzw. des Spulenfilters 45 steigt der   Oldruek,    so dass   die Überdruck-    ventilteller 49 bzw. 50 etwas abgehoben werden und bei   52    bzw. 54 ein feiner Ringspalt entsteht, der als Filter wirkt und der   zusätz-    lich das nicht durch die Filter 41 bzw.   45    gelangende   61    hindurchlässt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Flüssigkeitsfilter mit mehreren übereinanderliegenden Siebfiltern, insbesondere für Feinstfilterung, dadureh gekennzeichnet, dass die Filter aus einer kreiszylindrisehen mit Durchbrechungen versehenen Filterkorper- trommel und einem auf dieser in mehreren Windungen angeordneten Siebband aus Drahtgewebe bestehen, das so schmal bemessen und unter soleher Spannung aufgewiekelt und befestigt ist, dass die Siebgewebelagen an allen Stellen mit gleichmässiger Flächen- pi-es, aufeinandergepresst werden.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Flüssigkeitsfilter nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkorper- trommel eine Mehrzahl von sehmalen nur eine Breite von etwa 1 mm aufweisenden ringför- lnigen Auflageflächen für das Siebband besitzt, die in einem Abstand von weniger als 3 mm angeordnet sind.

   2. Flüssigkeitsfilter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel an den Stirnseiten vorstehende Bünde auf weist, deren Abstand der Siebbandbreite entspricht, und an den Siebbandrändern volle Trommel anflageflächen vorgesehen sind.

   3. Flüssigkeitsfilter nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der einen gesehlossenen Stirnseite der Filterkörpertrommel der Abfluss für die gefilterte Flüssigkeit vorgesehen und die andere, offene Stirnseite der Trommel von einem federbelasteten, als Stufenkolben ausgebildeten Deekel so ver schlossen ist. dass bei einem bestimmten Über- druck zwischen Trommelstirnseite und Deekel ein Ringspalt entsteht, der als Filter wirkt.

   4. Flüssigkeitsfilter nach Unteranspruch 3. dadurch gekennzeichnet, dass die untere ge- schlossene Stirnwand der Trommel naeh oben eingebuchtet und im Gehäuse ein frei nach oben ragender Abflussstutzen vorgesehen ist.

   5. Flüssigkeitsfilter nach Unteranspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trommelfilteraggregate übereinander angeordnet sind und diese jeweils aus zwei in der Trom melmittelebene zusammenstossenden Trommelgehäusehälften bestehen, die zur Lagerung von mehreren konzentrisch angeordneten und hintereinander geschalteten Filterkorpertrommeln dienen.

   6. Flüssigkeitsfilter nach Patentansprucli, dadurch gekennzeichnet, dass diesem als Feinstfilter wirkenden Siebspulenfilter ein aus mehreren Kreisflächenfilterelementen bestehendes Feinfilter vorgeschaltet und das Spulenfilter zusammen mit dem Kreisfilter elementestapel konzentrisch in einem gemein- samen Gehäuse angeordnet ist.

   7. Flüssigkeitsfilter nach Unteranspruch 6, cladurch gekennzeichnet, dass der Filterelementestapel unmittelbar auf der Filterkorper- trommel aufliegt und sämtliche Filter auf einem zentralen, im Gehäuse befestigten Schraubbolzen aufgereiht und mit diesem zentriert und zusammengepresst sind.

   8. Fliissigkeitsfilter nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Filterelementestapel auf der einen Seite als auch die Filterkörpertrommel auf der gegenüberliegenden Seite je mit einem federbelasteten Uberdruckventilteller abgedeekt sind, die als Spaltfilter wirken.

   9. Flüssigkeitsfilter nach Unteranspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkorper- trommel einen axialen, die unreine Flüssigkeit zu den Filterelementen führenden Stutzen sowie unterhalb des Spulenfilters in Abstand einen sich am Gehäuse abstützenden Ring aufweist, gegen den von unten der Flansch des als Stufenkolben ausgebildeten, in der Filter- korpertrommel gleitenden Ventiltellers federnd angepresst wird.