DE19618692A1 - Filtervorrichtung für Fluide - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung für Fluide, mit einem Gehäuse, das einen Filtereinsatz mit einem Filtergewebe und einem das Filtergewebe auf seiner stromunterhalb liegenden Seite abdeckenden, mit Löchern versehenen Stützelement aufweist.

Eine bekannte Filtervorrichtung dieser Art wird an der Austrittsöffnung eines Wasserhahns angeschraubt und dient nicht nur zum Filtern des Wassers, sondern auch zum Vermischen des Wassers mit Luft, um ein weiches Ausströmen des Wassers zu bewirken.

Bei dieser Filtervorrichtung bilden das Filtergewebe und das Stützelement sich radial zur Wasserströmung erstreckende Kreisscheiben, die axial durchströmt wer­ den. Die Kreisscheiben sind in einer Hülse befestigt, die unterhalb der gelochten Stützscheibe sich in Um­ fangsrichtung erstreckende Schlitze aufweist, durch die das daran vorbeiströmende Wasser Luft ansaugt und sich mit dieser vermischt, bevor das Luft-Wasser-Gemisch durch eine weitere siebartige Kreisscheibe ausströmt, die in der Hülse stromunterhalb der Schlitze befestigt ist. Die Hülse wird in das Gehäuse eingesetzt, wobei sie mit einem radialen Flansch an einer inneren Ring­ schulter des Gehäuses anliegt. Das stromoberhalb des Filtereinsatzes mit Innengewinde versehene Gehäuse wird dann unter Zwischenschaltung eines Dichtrings auf den mit einem Außengewinde versehenen Endabschnitt des Was­ serhahns geschraubt.

Diese Filtervorrichtung neigt relativ rasch zur Ver­ stopfung, wobei mit zunehmender Verstopfung die Strö­ mungsgeschwindigkeit bei gleichem Wasserdruck nachläßt und demzufolge weniger Luft zur Vermischung mit dem Wasser angesaugt wird. Der Filtereinsatz muß daher ein­ schließlich der Hülse häufig ausgewechselt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filter­ vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei gleicher Wasserverschmutzung weniger rasch ver­ stopft.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Filtergewebe und das Stützelement zylindrisch sind und mit ihrem einen Ende an einer mit einem ge­ lochten Flansch über den Umfang des Filtergewebes vor­ stehenden Scheibe und mit ihrem anderen Ende an einem Ring befestigt sind, und daß das Gehäuse einen Durch­ trittskanal begrenzt, der von der axial äußeren Stirn­ fläche der Scheibe durch den gelochten Flansch, radial durch das Filtergewebe und das Stützelement und axial durch den Ring führt.

Bei dieser Lösung wird der Filtereinsatz nicht axial, sondern radial durchströmt, so daß er bei gleicher axialer Länge und gleichem Durchmesser wie der herkömm­ liche Filtereinsatz eine größere Durchströmungsfläche und damit eine entsprechend längere Nutzungsdauer bei gleicher Wasserverschmutzung hat.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß stromunterhalb des Stützelements Belüftungskanäle radial in einen vereng­ ten Abschnitt des Durchtrittskanals münden. Innerhalb des verengten Abschnitts des Durchtrittskanals erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit in dem Durchtritts­ kanal, so daß über die Belüftungskanäle Luft angesaugt und mit dem Hauptstrom vermischt wird. Diese Filtervor­ richtung kann daher mit Vorteil als Vorsatz für Wasser­ hähne verwendet werden, wobei auch nach einer gewissen Verschmutzung des Filtereinsatzes noch für eine hinrei­ chende Strömungsgeschwindigkeit des Wassers gesorgt ist, um die Luft anzusaugen und mit dem Wasserstrom zu vermischen.

Zusätzlich kann stromunterhalb der Mündungen der Belüf­ tungskanäle ein Streugitter im Durchtrittskanal ange­ ordnet sein, das zusätzlich für eine Aufteilung des Luft-Wasser-Gemisches in feine Strahlen sorgt und damit die austretende Strömung noch weicher macht.

Das Streugitter ist vorzugsweise zwischen einem radial nach innen in den Durchtrittskanal ragenden Flansch im Austrittsende des Gehäuses und einer zwischen dem Ring und dem Flansch eingesetzten Buchse angeordnet. Auf diese Weise wird das Streugitter gleichzeitig durch den Filtereinsatz axial gesichert und durch die Buchse auf den gewünschten Abstand von dem Filtereinsatz entspre­ chend der axialen Länge der Buchse gehalten.

Vorzugsweise ist ferner dafür gesorgt, daß radiale, in den verengten Abschnitt mündende Abschnitte der Belüf­ tungskanäle durch Nuten in der dem Ring zugekehrten Stirnseite der Buchse und den Ring begrenzt sind. Bei dieser Ausbildung lassen sich die radialen Abschnitte der Belüftungskanäle auf einfache Weise ausbilden.

Ferner kann der verengte Abschnitt durch im wesentli­ chen konische, radial innere Flächen des Rings und der Buchse begrenzt sein. Dies ermöglicht auch eine einfa­ che Ausbildung des verengten Abschnitts.

Vorzugsweise ist das Filtergewebe gewellt. Dies ergibt eine größere Oberfläche als beispielsweise eine zylin­ drische.

Die Wellung kann in der Weise ausgebildet sein, daß das Filtergewebe plissiert ist. Diese Ausbildung ist beson­ ders durch Falten des Gewebes in entgegengesetzten Richtungen und Zusammendrücken der Falten auf einfache Weise herstellbar.

Wenn sich die Firste der Wellungen parallel zur Zylin­ derachse des Filtergewebes erstrecken, erleichtern sie das Plissieren (Fälteln) eines zunächst langgestreckten Filtergewebes und dessen Herumbiegen um das zylindri­ sche Stützelement, so daß die Firste parallel zur Längsachse bzw. Zylinderachse des zylindrischen Stütz­ elements verlaufen.

Das Gehäuse sollte axial in zwei Gehäuseteile unter­ teilt sein, die an einander zugekehrten Öffnungsrändern verbunden sind und den Umfangsrand der Scheibe zwischen den Öffnungsrändern einklemmen. Die Axialsicherung des Filtereinsatzes im Gehäuse ist daher unabhängig von einer Verschraubung des Gehäuses mit der Austrittsöff­ nung des Wasserhahns oder dergleichen, so daß der Ge­ häusedurchmesser im Bereich des Filtereinsatzes zur Ausbildung des Durchtrittskanals außerhalb des Umfangs des Filtergewebes größer als der Durchmesser des freien Endabschnitts des Wasserhahns oder dergleichen ausge­ bildet sein kann.

Vorzugsweise sind die Gehäuseteile miteinander ver­ schraubt. Sie ermöglichen daher ein einfaches Auswech­ seln des Filtereinsatzes.

Das Gehäuse kann Edelstahl oder Messing aufweisen, wo­ bei es vorzugsweise verchromt ist. Bei regelmäßigem Wechsel des Filtereinsatzes hätte es dann eine lange Lebensdauer.

Das Gehäuse kann aber auch aus durchsichtigem Kunst­ stoff bestehen, wobei die Gehäuseteile thermisch ver­ schweißt sein können. Diese Ausbildung ist preiswerter und hat den Vorteil, daß der Verschmutzungsgrad von außen beurteilt werden kann.

Das Filtergewebe kann aus Kunststoff oder Edelstahl­ draht bestehen.

Das Stützelement kann dagegen aus Lochblech, Drahtgewe­ be oder Kunststoff bestehen. Hierbei können das Loch­ blech und der Draht aus Edelstahl bestehen und das Drahtgewebe ebenfalls plissiert sein.

Das Gehäuse kann an beiden Enden innen oder außen ein Gewinde aufweisen und unter Weglassung der Luftbeimi­ schung auch als Filter in Schlauch- und Rohrleitungen nicht nur für Wasser, sondern auch für viele andere Flüssigkeiten verwendet werden, wobei die Werkstoffaus­ wahl den zu filternden Flüssigkeiten angepaßt sein kann.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand der beigefügten Zeichnung bevorzugter Aus­ führungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung,

Fig. 2 den Axialschnitt der erfindungsgemäßen Filter­ vorrichtung mit zusätzlich eingetragenen Strö­ mungspfeilen,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Filtergewebe der Filtervorrichtung nach Fig. 1 in schematischer Darstellung und

Fig. 4 einen Ausschnitt einer gegenüber der Filtervor­ richtung nach Fig. 1 geringfügig abgewandelten Filtervorrichtung.

Die Filtervorrichtung nach Fig. 1 dient als Wasserhahn­ vorsatz und hat ein rohrförmiges Gehäuse, das aus zwei Teilen 1a und 1b besteht. Das Gehäuse enthält einen Filtereinsatz, der eine kreisförmige Scheibe 2, einen kreisförmigen Ring 2 und zwischen diesen ein Filterge­ webe 4 und ein das Filtergewebe 4 auf seiner stromun­ terhalb liegenden Seite abdeckendes, mit radial durch­ gehenden Löchern versehenes Stützelement 5. Das Filter­ gewebe 4 und das Stützelement 5 sind zylindrisch und mit ihrem einen Ende in einer Ringnut der Scheibe 2 und mit ihrem anderen Ende in einer Ringnut der Scheibe 3 befestigt, vorzugsweise angeklebt. Die Scheibe 2 hat einen Flansch 6, der über den Umfang des Filtergewebes 4 radial vorsteht und axial durchgehende Löcher 7 auf­ weist.

Das Gehäuse begrenzt einen Durchtrittskanal, der von der axial äußeren Stirnfläche der Scheibe 2 durch den gelochten Flansch 6, radial durch das Filtergewebe 4 und das Stützelement 5 sowie axial durch den Ring 3, eine Buchse 8 und ein Streugitter 9 führt, wie es durch die Strömungslinien 10 in Fig. 2 angedeutet ist.

Stromunterhalb des Stützelements 5 münden Belüftungs­ kanäle 11 in einen verengten Abschnitt 12 des Durch­ trittskanals.

Das Streugitter 9 ist stromunterhalb der Mündungen der Belüftungskanäle 11 zwischen einem radial nach innen in den Durchtrittskanal ragenden Flansch 13 im Austritts­ ende des Gehäuses und der zwischen dem Ring und dem Flansch eingesetzten Buchse 8 angeordnet.

In den verengten Abschnitt 12 mündende Abschnitte 14 der Belüftungskanäle 11 sind durch Nuten in der dem Ring 3 zugekehrten Stirnseite der Buchse 8 und durch den Ring 3 begrenzt.

Der verengte Abschnitt 12 ist durch im wesentlichen konische, radial innere Flächen 15, 16 des Rings 3 und der Buchse 8 begrenzt.

Der Ring 3 stützt sich an einer umlaufenden Schulter 17 des Gehäuseteils 1a ab und ist gegenüber dieser durch einen Dichtungsring 18 abgedichtet.

Das Stützelement 5 besteht aus Lochblech oder Drahtge­ webe, jeweils aus Edelstahl, oder aus Kunststoff und dient zur Stützung des Filtergewebes 4, das aus Kunst­ stoff- oder Edelstahldraht besteht. Die Maschenweiten sowohl des Filtergewebes 4 als auch des Stützelements 5 können etwa 0,005 bis 0,25 mm betragen.

Die Gehäuseteile können aus vorzugsweise verchromtem Edelstahl oder Messing bestehen und durch ein Feinge­ winde verschraubt sein. Dadurch ist eine lange Gehäu­ senutzung bei regelmäßigem Wechsel des Filtereinsatzes möglich.

Alternativ kann das Gehäuse aus zwei transparenten Kunststoffteilen bestehen, die bei eingesetztem Filter­ einsatz thermisch verschweißt sind. Diese Ausführung wäre preiswerter und hätte den Vorteil, daß der Ver­ schmutzungsgrad von außen beurteilt werden kann. Das Stützelement 5 kann ebenfalls plissiert sein.

Das Filtergewebe 4 ist gewellt, vorzugsweise plissiert, so daß sich die Firste der Wellungen parallel zur Zy­ linderachse des Filtergewebes 4 erstrecken, wie es in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Das Stützelement 5 kann ebenfalls plissiert sein.

Die Scheibe 2 ist zwischen den einander zugekehrten Öffnungsrändern der Gehäuseteile 1a und 1b eingeklemmt.

Der Gehäuseteil 1b hat ein Außengewinde 19 zum Ein­ schrauben in ein Innengewinde in der Auslaßöffnung des Wasserhahns. An der freien Stirnfläche des Gehäuseteils 1b ist eine Dichtscheibe 20 zur Abdichtung gegen eine innere Ringschulter der Auslaßöffnung des Wasserhahns angeordnet.

Durchströmt das Wasser den verengten Abschnitt 12, der mit den darin mündenden Belüftungskanälen 11 eine Ven­ turi-Düse bildet, so saugt es über die Belüftungskanäle 11 Luft an, wie es in Fig. 2 durch Strömungslinien 21 angedeutet ist. Die Luft vermischt sich mit dem Wasser und bewirkt in Verbindung mit dem Streugitter 9 ein weiches Ausströmen des Wassers.

Im Vergleich zu herkömmlichen Wasserhahnvorsätzen, bei denen das Wasser sich quer zur Längsachse des Gehäuses erstreckende, das Filtergewebe und das Stützelement bildende Kreisscheiben axial durchströmt, werden das Filtergewebe 4 und das Stützelement 5 radial durch­ strömt. Dies hat den Vorteil, daß bei gleicher axialer Länge und gleichem Durchmesser des Filtereinsatzes wie bei den bekannten Wasserhahnvorsätzen eine erheblich größere Filterfläche zur Verfügung steht und bei glei­ cher Wasserverschmutzung die Lebensdauer des Filterein­ satzes größer ist. Zusätzlich bildet das Filtergewebe 4 in der gewellten, insbesondere plissierten, Form nach Fig. 3 eine noch größere Oberfläche, die je nach Ma­ schenweite feinste Partikel zurückhält.

Diese Filtervorrichtung kann an Wasserhähnen angebracht werden, wie sie beispielsweise im Haushalt oder Labor verwendet werden.

Alternativ kann das Gehäuse aber auch an beiden Enden ein innen- oder Außengewinde aufweisen - Fig. 4 stellt eine Ausführungsform mit Innengewinde 22 dar - und kann unter Weglassung der Luftbeimischung auch als Filter in Schlauch- und Rohrleitungen im Anlagen-, Verfahrens- und Gewerbebereich nicht nur für Wasser, sondern auch für viele andere Flüssigkeiten verwendet werden, wobei die Werkstoffauswahl den zu filternden Flüssigkeiten angepaßt werden kann.

Grundsätzlich kann die Filtervorrichtung aber auch für Gase verwendet werden, sei es mit oder ohne Luftbeimi­ schung.

Claims (19)

1. Filtervorrichtung für Fluide, mit einem Gehäuse (1a, 1b), das einen Filtereinsatz (2-5) mit einem Filtergewebe (4) und einem das Filtergewebe auf seiner stromunterhalb liegenden Seite abdeckenden, mit Löchern versehenen Stützelement (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergewebe (4) und das Stützelement (5) zylindrisch sind und mit ihrem einen Ende an einer mit einem gelochten Flansch (6) über den Umfang des Filtergewebes (4) vorstehenden Scheibe (2) und mit ihrem anderen Ende an einem Ring (3) befestigt sind, und daß das Ge­ häuse (1a, 1b) einen Durchtrittskanal begrenzt, der von der axial äußeren Stirnfläche der Scheibe (2) durch den gelochten Flansch (6), radial durch das Filtergewebe (4) und das Stützelement (5) und axial durch den Ring (3) führt.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß stromunterhalb des Stützelements Be­ lüftungskanäle (11) radial in einen verengten Ab­ schnitt (12) des Durchtrittskanals münden.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß stromunterhalb der Mündungen der Be­ lüftungskanäle (11) ein Streugitter (9) im Durch­ trittskanal angeordnet ist.

4. Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Streugitter (9) zwischen einem radial nach innen in den Durchtrittskanal ragenden Flansch (13) im Austrittsende des Gehäuses und ei­ ner zwischen dem Ring (3) und dem Flansch (13) ein­ gesetzten Buchse (8) angeordnet ist.

5. Filtervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß radiale, in den verengten Abschnitt (12) mündende Abschnitte (14) der Belüftungskanäle (11) durch Nuten in der dem Ring (3) zugekehrten Stirnseite der Buchse (8) und den Ring (3) begrenzt sind.

6. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verengte Abschnitt (12) durch im wesentlichen konische, radial innere Flächen (15, 16) des Rings (3) und der Buchse (8) begrenzt ist.

7. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergewebe (4) gewellt ist.

8. Filtervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filtergewebe (4) plissiert ist.

9. Filtervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Firste der Wellungen parallel zur Zylinderachse des Filtergewebes (4) erstrecken.

10. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse axial in zwei Gehäuseteile (1a, 1b) unterteilt ist, die an einander zugekehrten Öffnungsrändern verbunden sind und den Umfangsrand der Scheibe (2) zwischen den Öffnungsrändern einklemmen.

11. Filtervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseteile (1a, 1b) miteinander verschraubt sind.

12. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1a, 1b) Edelstahl oder Messing aufweist.

13. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1a, 1b) aus durchsichtigem Kunststoff besteht.

14. Filtervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (1a, 1b) aus durchsichti­ gem Kunststoff besteht und die Gehäuseteile (1a, 1b) verschweißt sind.

15. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergewebe (4) aus Kunststoff oder Edelstahldraht besteht.

16. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (5) aus Lochblech, Drahtgewebe oder Kunststoff be­ steht.

17. Filtervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lochblech und das Drahtgewebe aus Edelstahl bestehen.

18. Filtervorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgewebe des Stütz­ elements (5) plissiert ist.

19. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1a, 1b) an beiden Enden innen oder außen ein Gewinde (19, 22) aufweist.