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Die Erfindung betrifft ein Hochdruck-Flüssigkeitsfilter, bestehend
aus einem Paket übereinandergeschichteter ringförmiger Filterscheiben aus feinem
Drahtgewebe und dazwischenliegender ringförmiger Stützscheiben aus demgegenüber
grobmaschigerem Drahtgewebe, wobei die ringförmigen Filter- und Stützscheiben am
Außen- und Innenumfang gegeneinander abgestützt sind und zwischen den benachbarten
Filterscheiben am Außen- und Innenumfang des Scheibenpakets den Filtereinlauf bzw.
-ablauf bildende Öffnungen lageversetzt zueinander angeordnet sind.
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Filter, die aus einer größeren Anzahl zu einem Paket aufeinandergeschichteter
scheibenförmiger Filterelemente bestehen, sind in verschiedenen Ausführungen seit
langem bekannt. Die Filterelemente bestehen hierbei z. B. aus Papier oder Siebgeweben,
insbesondere feinen Metallgeweben, die auf einer Unterlage, beispielsweise einem
groben Maschengewebe, liegen und von diesem abgestützt sind. Bekannt ist beispielsweise
ein Ölfilter, welches aus einer größeren Anzahl aufeinandergestapelter Rippenplatten
aus Gußeisen besteht, zwischen denen die eigentlichen Filterelemente liegen. Letztere
bestehen aus Filterpapier, welches auf einem Filtertuch ruht Das Filtertuch liegt
seinerseits auf einem Drahtgeflecht, welches sich an der Rippenplatte abstützt.
Die ringförmigen Rippenplatten sind mit radialen Bohrungen versehen, welche den
Filterzulauf und -ablauf bilden.
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Filter dieser Bauart weisen ein verhältnismäßig großes Gewicht und,
bezogen auf ihre Abmessungen, nur eine verhältnismäßig kleine Filterfläche auf.
Außerdem sind diese Filter als Hochdruckfilter, insbesondere dann nicht verwendbar,
wenn im Betrieb Druckstöße und Druckrichtungsumkehrungen auftreten.
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Ein anderes bekanntes Filter weist eine Anzahl aufeinandergestapelter
ringförmiger Filterscheiben auf, die aus einem Gewebesieb und einem gröberen Stützgewebe
bestehen, welche mittels U-förmiger Fassungsringe zu einer Baueinheit verbunden
sind.
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Innerhalb des Filterscheibenpakets trägt jede zweite Filterscheibe
am Innen- und Außenumfang kreissegmentförmige Abstandshalter in einer solchen Anordnung,
daß beim Zusammendrücken des Filterscheibenpakets die abstandshalterfreien Filterscheiben
in der Scheibenebene muldenförmig verformt werden, so daß zwischen den Filterscheiben
Spalten entstehen, die den Filterzu- und -ablauf bilden. Ein Filter dieser Bauart
hat ebenfalls eine verhältnismäßig große Bauhöhe und demgemäß bei vorgegebenen Abmessungen
eine vergleichsweise kleine Filterfläche. Da die Siebfilter von den aus grobem Gewebe
bestehenden Stützscheiben nur einseitig abgestützt sind, besteht hier die Gefahr
einer Beschädigung der Filterelemente bei Druckrichtungsumkehr. Weiterhin ist nachteilig,
daß die die Filterelemente tragenden Stützscheiben nur an den Randeinfassungen gehalten
sind und sich daher bei hohen Betriebsdrücken durchbiegen können oder bei Druckstößen
Schwingungen ausführen, die zu Beschädigungen der empfindlichen Filterelemente führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filz ter der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß das Filter bei zugleich kleinen Abmessungen und
großer Filterfläche auch sehr hohen Betriebsdrücken sowie Druckstößen und Druckumkehrungen
gewachsen ist, ohne daß eine Beschädigung der empfindlichen Siebgewebe eintreten
kann. Bei dem erfindungs-
gemäßen Filter werden bevorzugt feinste Siebgewebe aus
korrosionsfestem Stahl mit Maschenweiten unter 20 Mikron verwendet.
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Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Filterscheiben und die Stützscheiben innerhalb des Scheibenpakets aneinanderliegend
angeordnet sind und daß jeweils zwischen zwei im Scheibenpaket benachbarten Filterscheiben
Dichtringe liegen, die am Außenumfang und am Innenumfang des Scheibenpakets um eine
aus einer Filterscheibe und einer Stützscheibe bestehende Lage versetzt angeordnet
sind.
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Da bei dem erfindungsgemäßen Filter die Filter-und Stützscheiben
sich im wesentlichen über den gesamten Flächenbereich gegeneinander abstützen und
in Parallelanordnung unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung weiterer Bauteile,
und praktisch ohne Bewegungsspiel aufeinanderliegen, ergibt sich ein geschlossener
Schichtkörperverband hoher Formsteifigkeit und Eigenfestigkeit, der außerordentlich
hohen Belastungen gewachsen ist. Die Formsteifigkeit des Schichtkörpers wird durch
die übereinandergeschichteten, aus Drahtgeweben bestehenden Stützscheiben in Verbindung
mit den Dichtringen bewirkt; die Stützscheiben dienen also nicht nur zur Flächenabstützung
der empfindlichen Filterscheiben, sondern zugleich als tragendes Gerüst des gesamten
Filterpakets. Innerhalb des formsteifen Schichtkörperverbands sind die Filterscheiben
im wesentlichen über ihren gesamten Flächenbereich abgestützt, so daß sie auch bei
Druckstößen und Vibrationen keine zu Beschädigungen führenden Eigenbewegungen und
Schwingungen ausführen können. Von besonderer Bedeutung ist ferner, daß die Filterscheiben
auf beiden Seiten abgestützt sind, so daß das Filter auch bei Druckumkehr voll wirksam
bleibt und keine Beschädigungen erleidet. Weiterhin ist vorteilhaft, daß das erfindungsgemäße
Filter, bezogen auf sein Bauvolumen, eine außerordentlich große filterwirksame Fläche
hat. Die Erhöhung der Filterfläche bedeutet zugleich eine Erhöhung der Ablagerfläche
für die auszufilternden Teilchen, so daß sich auch von der Wartung des Filters her
Vorteile ergeben. Weiterhin ist von Vorteil, daß die bei dem erfindungsgemäßen Filter
verwendeten Dichtringe zwischen den benachbarten Filterscheiben liegen und mit diesen
dicht verbunden sind. Die Dichtringe dienen dabei zugleich zur Randabstützung des
Scheibenpakets sowie als Verschluß- und Abdichtungselemente, welche die Ringspalten
zwischen den Filterscheiben außenseitig verschließen. Insgesamt ergibt sich somit
eine sehr gedrängte und außerordentlich robuste Bauweise des mit den empfindlichen
Filtergeweben ausgerüsteten Hochdruckfilters gemäß der Erfindung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt
dargestellt.
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Das dargestellte Filter 10 besteht aus ringförmigen Filterscheiben
13, 15, 17, 19 usw., für die feinmaschige Metallgewebe verwendet werden. Vorzugsweise
weisen die Metallgewebe eine Maschenweite von etwa 20 Mikron oder weniger auf.
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Zwischen einer dichten Außenscheibe 11 und den Filterscheiben 13,
15, 17, 19 usw. sind ringförmige Stützscheiben 12, 14, 16, 18 vorgesehen, die ebenfalls
aus Metallgeweben bzw. Drahtsieben bestehen, deren Maschenweite jedoch größer ist
als die Maschenweite der Filterscheiben. Die Maschenweite dieser Stützscheiben liegt
zweckmäßig im Bereich von etwa
40 Mikron. Es versteht sich, daß
die Maschenweiten der genannten Scheiben je nach Verwendungszweck des Filters unterschiedlich
sein können.
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Die aus den Drahtgeweben größerer Maschenweite bestehenden Stützscheiben
12, 14, 16, 18 weisen eine solche Festigkeit auf, daß sie die empfindlichen Filterscheiben
im wesentlichen über ihren gesamten Flächenbereich abstützen, so daß diese bei den
hohen Betriebsdrücken nicht beschädigt werden können. Die Filterscheiben und die
Stützscheiben sind auf einem Innenkern 20 befestigt.
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Die Filterscheiben und die Stützscheiben sind in wechselnder Folge
an ihren inneren und äußeren Umfangskanten miteinander verbunden. Beispielsweise
ist die äußere Umfangskante 21 der Außenscheibe 11 mit der äußeren Umfangskante
22 der Stützscheibe 12 und der äußeren Umfangskante 23 der Filterscheibe 13 verbunden.
Zwischen den benachbarten Filterscheiben sind Dichtringe 24 vorgesehen, die beispielsweise
aus Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0,5 mm bestehen und die mit den Filterscheiben
und den Stützscheiben z. B. durch Verlöten dicht verbunden sind. Die inneren Umfangskanten
der Außenscheibe 11, der Stützscheibe 12 und der Filterscheibe 13 sind dagegen nicht
miteinander verbunden. Dagegen ist die innere Umfangskante 25 der Filterscheibe
13 mit der inneren Umfangskante 26 der Stützscheibe 14 und mit der inneren Umfangskante
27 der Filterscheibe 15 in der vorgenannten Weise über einen Dichtring 28 verbunden.
Die übrigen Filter- und Stützscheiben sind in der gleichen Weise am Außen- und Innenumfang
verbunden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß innerhalb des Scheibenpakets
zwischen jeweils zwei übereinanderliegenden Dichtringen ein Ringspalt zwischen zwei
Filterscheiben frei bleibt, über den die zu filternde Flüssigkeit dem Filter zufließt
bzw. das Filter verläßt, wie dies in der Zeichnung durch Pfeile angegeben ist. Dabei
sind die genannten Ringspalte am Außen- und Innenumfang des Scheibenpakets um eine
Filterlage versetzt so angeordnet, daß die zufließende Flüssigkeit in jedem Fall
mindestens durch eine Filterscheibe hindurchströmt, bevor sie das Filter verläßt.
Mit 29 und 30 sind Abschlußringe an der Ober- und Unterseite des Scheibenpakets
bezeichnet, die in Ausnehmungen des zentralen Kerns 20 sitzen und hier die äußeren
Filterscheiben am Innenumfang abdichten.
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Das vorstehend beschriebene Filter kann auch so
verwendet werden,
daß die zu filternde Flüssigkeit am Innenumfang dem Scheibenpaket zufließt und dieses
am Außenumfang über die hier vorgesehenen Ringspalte verläßt.
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Es ist erkennbar, daß die am Außenumfang der Stützscheiben 14, 18
eintretende und am Innenumfang der Stützscheibe 16 austretende Flüssigkeit die Filterscheiben
15 und 17 gegen die zwischen diesen Filterscheiben liegende Stützscheibe 16 drückt.
Bei Druckumkehrung werden die Filterscheiben 15 und 17 dagegen gegen die Stützscheiben
14 und 18 gedrückt.
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Dabei werden auch die Filterscheiben 13 und 19 gegen die Stützscheiben
14 und 18 gedrückt. Bei jeder Druckrichtung sind daher die Filterscheiben über ihren
gesamten Flächenbereich von den Stützscheiben abgestützt, so daß die Filterscheiben
keine nennenswerten Durchbiegungen erfahren und auch keine Vibrationen ausführen
können.
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Das dargestellte Filter weist bei gedrungener Bauweise eine große
wirksame Filterfläche auf. Außerdem ist die mechanische Festigkeit des aus dem Scheibenpaket
gebildeten Filters groß. Das Filter kann in einen Behälter beliebiger Ausführung
eingesetzt werden.