DE1248017B - Filter und zugleich Wasserabscheider fuer fluessige Brennstoffe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

BOId

Deutsche Kl.: 12d-19

Nummer: 1 248 017

Aktenzeichen: F 46347 VII b/12 d

Anmeldetag: 16. Juni 1965

Auslegetag: 24. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf Filter und zugleich Wasserabscheider für flüssige Brennstoffe u. dgl. mit einem Filterkopf mit einem Einlaßteil und einem Auslaßteil für den Durchgang von Brennstoff vom Einlaß in den Filterkopf in einen Filterbecher und weiter von außen nach innen durch einen Filter- oder Abscheidereinsatz hindurch und dann zum Auslaß, wobei der Becher abnehmbar an dem Filterkopf angebracht ist, abgedichtet an ihm anliegt und von ihm nach unten ragt und dabei mit dem Einlaßteil und dem Auslaßteil in Verbindung steht und der Becher an seinem unteren Ende unterhalb des Filtereinsatzes zu einem Wassersammelbehälter mit einer an seiner tiefsten Stelle liegenden Wasserablaßöffnung ausgebildet ist und im Boden eine Wasserablaßöffnung und in dieser zu deren Verschließen und Öffnen einen verschraubbaren Ablaßgewindezapfen aufweist und wobei der vorzugsweise zylindrische Filter- und Wasserabscheidereinsatz herausnehmbar in dem Becher angeordnet ist und seine Außenseite mit dem Einlaßteil des Filterkopfes und sein Innenraum über eine zentrale Öffnung der oberen Endkappe mit dem Auslaßteil des Filterkopfes in Verbindung steht.

Aus der USA.-Patentschrift 2 071 996 ist ein Filter dieser Art bekannt, bei dem ein Ablaßzapfen am Boden des Filtergehäuses zum Ableiten von Wasser nur für Wasser vorgesehen ist, das sich außerhalb des Filtereinsatzes sammelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch das im Innern des Filtereinsatzes anfallende Wasser abgeleitet werden kann.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auch der Filter- und Abscheidereinsatz eine zentrale Wasserablaßöffnung in der unteren Endkappe besitzt, die durch Verschrauben des Ablaßzapfens zu schließen oder zu öffnen ist.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaßzapfen über seinem Gewindeteil mit einem Ansatz versehen ist, durch den die Wasserablaßöffnung des Einsatzes gleichzeitig mit der Wasserablaßöffnung des Wassersammelbehälters zu schließen oder zu öffnen ist. Diese Weiterbildung gestattet es, in vorteilhafter Weise beide Öffnungen — die für die Wasserableitung von der Innenseite des Filtereinsatzes und die für die Wasserableitung von der Außenseite des Filtereinsatzes — mit einem einzigen Zapfen zu verschließen.

Die im folgenden als Beispiel beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist besonders zum Filtrieren und Abzapfen von Brennstoffen an abseits ge-Filter und zugleich Wasserabscheider für flüssige Brennstoffe

Anmelder:

Fram Corporation, Providence, R. I. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:

Wilfred Taylor, Stratford, Ontario (Kanada)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 18. Juni 1964 (376192)

legenen Orten, wie zum Beispiel auf Bauernhöfen, Baustellen und im Freien bestimmt, das heißt an Orten, an denen leicht Schmutz und Wasser in die den Brennstoff enthaltenden Vorratstanks eindringen können. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Filterabscheider für flüssige Brennstoffe oder auf solche Vorrichtungen beschränkt, die an abseits gelegenen Orten verwendet werden.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen nunmehr erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Vorratstanks für flüssige Brennstoffe mit einem erfindungsgemäßen Filterabscheider und einem daran angebrachten Zapfhahn zur Entnahme von Brennstoff aus dem Tank,

F i g. 2 in größerem Maßstab einen senkrechten Schnitt durch den Brennstoffilter und zugleich Wasserabscheider nach Fig. 1, in der Stellung, die seine Teile bei der Entnahme von Brennstoff einnehmen, Fig.3 einen der Fig.2 ähnlichen senkrechten Schnitt durch den unteren Teil des Filterabscheiders, in der Stellung der Wasserablaßvorrichtung, in der das Wasser aus dem Filter abgelassen werden kann, Fig.4 teilweise einen senkrechten Schnitt durch die Wasserablaßvorrichtung in der Stellung nach F i g. 3, jedoch nach einer rechtwinklig zur Schnittebene nach F i g. 3 verlaufenden Ebene und

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F i g. 5 in wesentlich größerem Maßstab einen waagerechten Schnitt nach der Linie und in Richtung der Pfeile 5-5 der Fig. 3.

Die gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters mit Wasserabscheider besteht vorzugsweise im wesentlichen aus fünf Teilen, nämlich einem tragenden Kopfstück 10, einem daran aufgehängten Becher 20, einem Befestigungsring 30, mittels dessen dieser Becher abnehmbar am Filterkopf gehalten wird, einem Filter- und Wasserabscheidereinsatz 40, der in dem Becher gelagert ist, und einer Wasserablaßvorrichtung, die hier in Form eines Ablaßzapfens 50 gezeigt ist, der in eine entsprechende Öffnung im Boden des Bechers eingeschraubt ist.

Wie ersichtlich, werden alle Teile des Filters entweder direkt oder mittelbar vom Filterkopf 10 getragen, der einen mit einem ihn tragenden Vorratstank / für Vergaserbrennstoff oder einen anderen zu filtrierenden flüssigen Brennstoff verbundenen Einläßteil 11 besitzt. Ein Zapfhahn S ist mit einem Auslaß 12 des Filterkopfes verbunden oder vorn vor dem Einlaßteil 11 angeschlossen; durch ihn wird der Durchlauf von aus dem Tank kommendem Brennstoff durch das Filter ermöglicht und wieder unterbrochen. Zur Befestigung dieser Teile am Tank bzw. am Zapfhahn bzw. an den zu diesen führenden Rohrleitungen sind entsprechende Schraubverbindungsstücke am Einlaß und Auslaß vorgesehen.

Der Filterkopf 10, der vorzugsweise als Formstück aus Aluminium gegossen oder gespritzt ist, weist eine Öffnung 13 zwischen dem Einlaßteil 11 und einem über dem Filtereinsatz 40 befindlichen Raum 14 auf; der Raum 14 wird durch einen am Umfang des Filterkopfes nach unten ragenden Mantelteil 15 gebildet. Der Auslaßteil 12 ist an seinem inneren Ende mit einem Bund 16 versehen, der in der Mitte des Raumes des Mantelteils 15 in diesen hinein nach unten ragt.

Am unteren Rand dieses Mantelteils sind zwei sich gegenüberliegende und nach außen vorstehende Befestigungsrippen 17 vorgesehen, von denen sich jede über etwas weniger als ein Viertel des Umfangs, d. h. 90°, erstreckt. Diese Rippen verlaufen nach Art eines Teils eines Gewindegangs mit geringer Neigung in Achsrichtung nach unten und arbeiten mit entsprechend ausgebildeten und geneigten Verriegelungsrippen 31 zusammen, die vom Befestigungsring 30 radial nach innen vorstehen und den Becher 20 halten, wie weiter unten beschrieben wird.

Der Ring 30, der ebenfalls aus Aluminium bestehen kann, weist an seinem unteren Ende einen radial nach innen ragenden ringförmigen Flansch 32 auf, dessen Innendurchmesser so groß ist, daß er den zylindrischen Hauptteil des Bechers 20 umgreift, gleichwohl aber noch unter eine radial nach außen vorstehende ringförmige Schulter 21 greift, die nahe dem oberen Ende des Bechers an diesem vorgesehen ist. Diese Schulter dient nicht nur als Auflage des Bechers am Flansch des Befestigungsringes, sondern kann auch als Auflage eines auf ihrer Oberseite anbringbaren Ö-Ringes22 dienen, der aus einem gummiartigen Werkstoff besteht, der von dem Brennstoff oder anderen Flüssigkeiten, die mit ihm in Berührung kommen, nicht angegriffen wird. Wenn der Becher 20 durch Drehen des Befestigungsringes 30 im Uhrzeigersina nach oben gegen den Filterkopf 10 gezogen wird, wobei die gewindegangartig geneigt verlaufenden und sich gegenüberliegenden Verriegelungsrippen 31 des Ringes über die entsprechend geneigt verlaufenden Befestigüngsrippen 17 des Kopfstücks gleiten, kommt der O-Ring 22 an einer inneren ringförmigen, abgesetzten Einziehung 18 am Rand des Filterkopfes zur Anlage und schafft dadurch eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Filterkopf und Becher.

Zum Abnehmen des Bechers wird der Ring 30 in der entgegengesetzten Richtung gedreht, wobei die

ίο Rippenbogenstücke auf Ring und Filterkopf wieder voneinander getrennt werden und der untere Flansch des Ringes von der Schulter 21 des Filterkopfes abfällt. Auf der Außenseite des Befestigungsringes 30 können Rippen 33 oder Riffelungen vorgesehen sein, die die Handhabung erleichtern. Der Befestigungsring entspricht in seiner Konstruktion und Arbeitsweise einem Befestigungsring für eine Vierteldrehung, wie er als Bajonettverschluß zum Verschließen eines Druckgefäßes u. dgl. verwendet wird. Er braucht daher nicht naher beschrieben zu werden.

Im bzw. am Becher 20 sind die beiden übrigen Teile des Filters, der Filtereinsatz 40 und der Ablaßzapfen 50, abnehmbar angebracht. Zur richtigen Anordnung des Einsatzes am und um den Bund des Auslaßteils 16 herum weist der Becher eine ringförmige Einziehung 23 nach innen mit im Abstand voneinander vorgesehenen Zentrierstücken 24 auf, die mit dem Boden des Filtereinsatzes in Berührung kommen und ihn zentrieren. Die ringförmige Einziehung 23 des Bechers geht in einen Wassersammelbehälter 25 mit einem kegel- oder trichterförmigen Boden 26 über, in dessen Mitte sich eine mit Gewinde versehene Ablaßöffnung 27 befindet. Der ganze Becher, zumindest jedoch der Sammelbehälter und der trichterförmige Boden, sind aus durchsichtigem Werkstoff, so daß die Höhe des Spiegels des aus dem Filter kommenden gesammelten Wassers leicht zu sehen ist.
Der Filtereinsatz 40 kann in jeder beliebigen Bauweise ausgeführt sein, die sich für das vorgesehene Filtrieren und das Abscheiden von Wasser eignet. Bei dem hier gezeigten Beispiel weist der Einsatz eine obere Endkappe 41 mit einem großen mittleren Dichtungsring 42 auf, der an dem mittleren Bund des Auslaßteils 16 des Filterkopfes mit Reibung angreift und als Dichtung dient, wenn das Filter zusammengesetzt ist. Eine untere Endkappe 43 weist einen kleineren mittleren Dichtungsring 44 auf, dessen Zweck weiter unten beschrieben wird. Diese Dichtungsringe bestehen aus einem gummiartigen Material, ähnlich demjenigen des O-Ringes 22. Zwischen diesen Endkappen befindet sich eine äußere zylinderförmige Hülse 45 aus gelochtem Blech und ein ebenfalls aus gelochtem Blech bestehendes inneres Mittelrohr 46. Der Hohlraum zwischen der äußeren Hülse und dem Mittelrohr wird von einem Filtermaterial oder Filterelement 47 eingenommen, das von einem Stirnende des Einsatzes bis zum anderen reicht und bei diesem Beispiel aus gefaltetem Filterpapier besteht, das vorzugsweise mit einem Harz getränkt ist. An Stelle des hier gezeigten Filterpapiers oder zusätzlich zu diesem können auch mehrere Schichten aus Glasfasern oder anderen Materialien verwendet werden, was jeweils von der gewünschten Filtrierung und dem für eine bestimmte Anlage benötigten Ausmaß der Wasserabscheidung abhängt. Es sei nur bemerkt, daß bei der vorliegenden Ausführungsform der Brennstoff im Becher von außerhalb des Ein-

satzes nach innen durch den Einsatz hindurch in das Mittelröhr fließt und dann durch den Auslaß abgegeben wird; hierbei wird der Brennstoff filtriert. An der Außenseite des Einsatzes wird bereits der größte Teil des Wassers aus dem hindurchfließenden Brennstoff entfernt, und dieses Wasser läuft infolge seines Gewichtes nach unten und tropft in den Sammelbehälter, in dem es gesammelt wird. Ein Teil des Wassers kann jedoch auch noch in das Innere des Einsatzes und in das Mittelrohr gelangen, an dessen Boden es sich ansammelt.

Um das am Boden gesammelte Wasser zu entfernen, ohne dabei das ganze Filter auseinanderzunehmen, ist der herausnehmbare Ablaßzapfen 50 vorgesehen, der vorzugsweise mittels Gewinde in die Ablaßöffnung 27 des Bechers eingesetzt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters besteht dieser Ablaßzapfen aus Polyamid.

Das äußere Ende des Ablaßzapfens besitzt vorzugsweise einen verbreiterten und mit Riffelungen versehenen Kopf 51; unmittelbar über diesem Kopf ist ein Gewindeabschnitt 52 angebracht, der in die ebenfalls mit Gewinde versehene Ablaßöffhung 27 des Bodens des Bechers einschraubbar ist. Das Gewinde ist etwas oberhalb seines äußeren Endes auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten flach, abgeschnitten, wie bei 53 gezeigt, so daß diese Abschnitte zu beiden Seiten des Ablaßzapfens, schon wenn der Zapfen nur teilweise herausgeschraubt ist, Ablaßkanäle 54 bilden. Oberhalb des Gewindeabschnitts 52 ragt von diesem ein länglicher Verschlußstift 55 für den Einsatz nach oben und ist so lang, daß er in die Mittelöffnung des unteren Dichtungsringes 44 des Einsatzes hineinpaßt und diese abschließt, wenn das Filter vollständig zusammengesetzt ist und der Ablaßzapfen seine richtige Lage einnimmt. Diese Stellung der Schraube ist in F i g. 2 gezeigt.

Wenn sich bei Betrachten des Filters von außen her ergibt, daß sich eine beträchtliche Wassermenge im Behälter am unteren Ende des Bechers angesammelt hat, wird der Ablaßzapfen 50 so weit herausgeschraubt, bis die flachen Abschnitte 53 am unteren Ende der mit Gewinde versehenen Mittelöffnung des Behälters zum Vorschein kommen. Das Wasser, das schwerer als der flüssige Brennstoff ist, von dem es getrennt wurde, läuft durch die Ablaßkanäle 54 heraus und leert dadurch den Behälter. Gleichzeitig wurde der Verschlußstift 55 aus der Öffnung des Dichtungsringes 44 des Einsatzes herausgezogen, so daß etwa im Mittelrohr des Einsatzes zusammengelaufenes Wasser ebenfalls abgelassen werden kann; dieser Vorgang wird von dem zugespitzen oberen Ende 56 des Verschlußstiftes unterstützt, da diese Spitze zum Zerstören der Oberflächenspannung von Wassertröpfchen beiträgt und es diesen dadurch ermöglicht, am Stift entlang nach unten zu den Auslaßkanälen 54 der Ablaßöffnung 27 zu laufen. Nachdem der Ablaßzapfen lange genug offengelassen wurde, um das meiste oder auch alles angesammelte Wasser aus dem Inneren und aus dem Raum außerhalb des Einsatzes zu entfernen, wird der Zapfen wieder eingedreht und schließt dadurch erneut die Ablaßöffnung des Dichtungsringes 44 am Boden des Einsatzes und damit auch die AblaßöfEnung 27 am Boden des durchsichtigen Bechers 26.

Da die Durchsichtigkeit des Bechers eine ständige Prüfung des Filters auf seinen Wassergehalt ermöglicht und das Wasser von Zeit zu Zeit, wie es gerade notwendig ist, aus dem Innern und aus dem Raum außerhalb des Einsatzes abgelassen werden kann, kann das erfindungsgemäße Filter während verhältnismäßig langer Zeiträume fortgesetzt benutzt werden, bevor es erforderlich ist, den Filtereinsatz zu entfernen und durch einen neuen zu ersetzen. Außerdem ermöglicht der durchsichtige Becher auch leicht, die Außenseite des Filters selbst zu prüfen, so daß es nur dann ausgewechselt zu werden braucht, wenn eine Prüfung dies ratsam erscheinen läßt, wobei jedoch keinesfalls das ganze Filter auseinandergenommen zu werden braucht. Durch das Abnehmen des Bechers und Auswechseln des Filtereinsatzes bzw. des Filters wird jedoch in keinem Fall seine Befestigung am Vorratstank oder seine Verbindung mit dem Zapfhahn oder einem anderen Absperrorgan in Mitleidenschaft gezogen, da diese Teile nur am Filterkopf 10 angebracht sind, der fest angeordnet bleibt und nicht beeinflußt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Filter und zugleich Wasserabscheider für flüssige Brennstoffe u. dgl. mit einem Filterkopf mit einem Einlaßteil und einem Auslaßteil für den Durchgang von Brennstoff vom Einlaß in den Filterkopf in einen Filterbecher und weiter von außen nach innen durch einen Filter- oder Abscheidereinsatz hindurch und dann zum Auslaß, wobei der Becher abnehmbar an dem Filterkopf angebracht ist, abgedichtet an ihm anliegt und von ihm nach unten ragt und dabei mit dem Einlaßteil in Verbindung steht und der Becher an seinem unteren Ende unterhalb des Filtereinsatzes zu einem Wassersammelbehälter mit einer an seiner tiefsten Stelle liegenden Wasserablaßöffnung ausgebildet ist und im Boden eine Wasserablaßöffnung und in dieser zu deren Verschließen und Öffnen einen verschraubbaren Ablaßgewindezapfen aufweist und wobei der vorzugsweise zylindrische Filter- und Wasserabscheidereinsatz herausnehmbar in dem Becher angeordnet ist und seine Außenseite mit dem Einlaßteil des Filterkopfes und sein Innenraum über eine zentrale Öffnung der oberen Endkappe mit dem Auslaßteil des Filterkopfes in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Filter- und Abscheidereinsatz (40) eine zentrale Wasserablaßöffnung (44) in der unteren Endkappe (43) besitzt, die durch Verschrauben des Ablaßzapfens zu schließen oder zu öffnen ist.

2. Filter-Wasserabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaßzapfen (50) über seinem Gewindeteil (52) mit einem Ansatz (55) versehen ist, durch den die Wasserablaßöffnung (44) des Einsatzes (40) gleichzeitig mit der Wasserablaßöffnung (27) des Wassersammelbehälters (26) zu schließen oder zu öffnen ist.

3. Filter-Wasserabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterbecher (20) oder mindestens der Wassersammelbehälter (26) aus durchsichtigem Werkstoff gefertigt ist.

4. Filter-Wasserabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Gewindeteil (52) des Ablaßzapfens (50) im Anschluß an einen Ansatz (55) geringeren Durch-

messers aufgeschnittene Längsabschnitte (53) von solcher Länge aufweist, daß diese bei Herausschrauben des Zapfens (50) durch die Ablaßöffnung (27) hindurchgehen und gleichwohl noch mit dem Wassersammelbehälter (26) in Verbindung stehende Wasserabflußkanäle (54) bilden,

die durch Einschrauben des nicht aufgeschnittenen unteren Gewindeabschnitts verschließbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 071 996, 2 605 902.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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