DE2802794A1 - Selbstreinigende fluessigkeitsfilter- vorrichtung - Google Patents
Selbstreinigende fluessigkeitsfilter- vorrichtungInfo
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Description
Lucas Industries Limited
Great King Street
Birmingham BI9 2XF3 England
Great King Street
Birmingham BI9 2XF3 England
SeIbstreinigende Flüssigkeitsfilter-Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine selbstreinigende Flüssigkeitsfilter-Vorrichtung
solcher Art, bei der die Flüssigkeitsströmung durch ein Filterelement zwecks Reinigens des
Elementes periodisch umgekehrt wird.
Es sind Filtervorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen die Strömungsumkehrung durch ein Verstopfen eines der
Filterelemente eingeleitet wird. Bei diesen Vorrichtungen tritt unmittelbar vor der Stromumkehrung zwangsläufig eine
wesentliche Verminderung der Strömung der gefilterten Flüssigkeit ein. Es ist daher wünschenswert, die Strömung
häufig genug umzukehren, um eine merkbare Verstopfung der Filterelemente zu verhindern.
Es kann auch erforderlich sein, daß gefilterte Flüssigkeit abgetrennt wird von einem Hauptstrom, für den die Anforderung
an Filtrierung weniger zwingend ist und der deswegen nicht durch die Filterelemente geführt zu werden braucht.
Unter solchen Umständen kann zugelassen werden, daß Partikel, die während der Umkehrströmung von einem Filter gelöst
werden, in den Hauptstrom wieder eingelassen werden, vorausgesetzt, daß die Stromumkehrungen so häufig erfolgen, daß
vermieden wird, daß große Mengen solcher Partikel gleich-
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zeitig in den Hauptstrom eingebracht werden.
Ferner ist es erwünscht, sicherzustellen, daß die Druckdifferenz zwischen den Filterelementen während der Stromumkehrung
hoch genug ist, um eine genügende Anzahl von Partikeln, die sich in dem Filterelement angesetzt haben
können, zu entfernen.
Gemäß der Erfindung enthält die Flüssigkeitsfilter-Vorrichtung
einen Flüssigkeitsoszillator, dessen Einlaß zu einem ersten und einem zweiten Kanal führt, ein
Paar von Hilfsauslässen, die mit dem ersten bzw. dem
zweiten Kanal verbunden sind, ein Paar Filterelemente, durch die Flüssigkeit von den genannten Kanälen zu den
jeweiligen Hilfsauslässen führen, die durch einen weiteren Kanal miteinander verbunden sind, der mit einem Auslaß
für gefilterte Flüssigkeit verbunden ist, ferner einen Hauptauslaß, durch den Flüssigkeit von den erstgenannten
Kanälen von dem genannten Einlaß von den Filterelementen ungehindert strömen kann, vnd zwischen den
erstgenannten Kanälen und dem genannten Hauptauslaß angeordnete Steuervorrichtungen, die einen höheren Strömungswiderstand
bewirken-für die Strömung von dem Hauptauslaß zu den erstgenannten Kanälen als für die Strömung
von diesen Kanälen zum Hauptauslaß.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung.
Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 und 3 sind Querschnitte nach den Linien 2-2
bzw. 3~3 der Fig. 1;
809831/0729 " 6 "
Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt
nach Linie 4-4 der Pig. I;
Fig. 5 zeigt einen Teil der Vorrichtung, gesehen
in Richtung des Pfeiles 5 der Fig. 4;
Fig. 6 zeigt einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt
durch eine andere Ausfuhrungsform;
Fig..7 zeigt einen Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6;
Fig. 8 zeigt einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt
durch eine weitere Ausführungsform dieses
Teils;
Fig. 9 zeigt einen Schnitt nach Linie 9~9 der
Fig. 8;
Fig. 10 bis 13 zeigen schematisch vier weitere Formen der
Vorrichtung.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine seIbstreinigende Filter-Vorrichtung,
die einen Flüssigkeitsoszillator 10 aufweist, der eine bistabile Coanda-Effekt-Vorrichtung ist, mit
einem Einlaß 11, einer Düse 12 und zwei gegeneinander geneigte Kanäle 13, 14, deren Verbindungsstelle an der Düse
12 liegt. Steueröffnungen 15» 16 sind miteinander durch
einen Labyrinthkanal 17 verbunden. Eine solche Vorrichtung stellt einen Flüssigkeitsoszillator dar, in dem die Strömung
von der Düse 12 zwischen den Kanälen 13 und 14 in einem Takt geschaltet wird, der durch den Durchsatz bestimmt
wird. Die Kanäle 13, 14 sind mit Filterkammern 18 bzw. 19 verbunden. Durch die Filterkammern 18 und 19
erstrecken sich zylindrische Filterelemente 20 bzw. 21,
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durch deren zentrale Durchlässe Flüssigkeit ungehindert durchströmen kann. Flüssigkeit kann aber durch Hilfsauslässe
22, 23 abgezogen werden, und diese Flüssigkeit muß durch das entsprechende Filterelement 20, 21 strömen.
Zwei gleiche Drosseln 24, 25 sind in Reihe mit den Hilfsauslässen
22, 23 geschaltet. Die Verbindung der Drosseln 24 und 25 ist über eine Kammer 27 und eine weitere Drossel
28 verbunden mit einem Auslaß 26 für die gefilterte Flüssigkeit.
Die Filterkammern 18, 19 stehen in Verbindung mit entsprechenden
zylindrischen Auslaßkanälen 30 bzw. 31, die ihrerseits
mit einem zylindrischen Auslaß 32 in Verbindung stehen. In jedem Kanal 30, 31 sitzt ein Einsatz 33, durch den die
Flüssigkeit zu dem Hauptauslaß 32 strömt (Fig. 4 und 5)· Jeder Einsatz 33 hat eine axiale, zum Auslaß hin sich verkleinernde
Einlaßöffnung 34 und einen Auslaß 35, dessen Durchmesser wesentlich größer ist als der kleinste Durchmesser
der Einlaßöffnung 34. Der Querschnitt des Strömungsweges vergrößert sich plötzlich bis zu einer Wand, die
in Strömungsrichtung blickt und rechtwinklig zur Strömungsrichtung
liegt. Die Einsätze 33 weisen Arme 36 auf, durch die sie in den Auslaßöffnungen 30, 31 gehalten werden.
Bei Anwendung der Vorrichtung wird die Strömung zwischen den Kanälen 13 und 14 in einem Takt hin- und hergeschaltet,
der durch das Volumen der Strömung bestimmt wird. In dem einen Zustand des Oszillators 10 fließt der größte Teil
der durch den Kanal 13 strömenden Flüssigkeit durch die Bohrung des Filterelements 20 zu dem Hauptauslaß 32, jedoch
ein Teil dieser Flüssigkeit nach außen durch das Element und die Drossel 24. Etwas von dieser gefilterten Flüssigkeit
kann durch den Auslaß 26 abgezogen werden, jedoch wird ein proportionaler Teil durch die Drossel 25 nach
innen und durch das Filterelement 21 strömen, wobei Partikel, die sich in der Innenfläche des Elements 21 während der
vorherigen Schaltperiode angesetzt haben, entfernt werden. 809831/0725
- ο —
Die Vorrichtung arbeitet in gleicher Weise während der nächsten Schaltperiode der Vorrichtung, wobei dann Teilchen
von der Innenseite des Filterelements 20 entfernt und zum Auslaß 32 gebracht werden.
Die Strömung zwischen den Elementen 20 und 21 ist abhängig von der Differenz der Drücke innerhalb dieser Elemente.
Es ist daher erwünscht, daß die Flüssigkeit daran gehindert wird, vom Auslaß 32 in eines der Elemente 20
und 21 zurückzuströmen,das .jeweils nicht die Hauptströmung
führt. Die Drosseln 33 wirken derart, daß sie der Strömung vom Hauptauslaß 32 zu den Kammern 18, 19 einen
höheren Widerstand bieten als von diesen Kammern zum Hauptauslaß 32; sie wirken daher als Flüssigkeits-Dioden.
Die Wirkung dieser Einsätze 33 besteht somit darin, die Druckdifferenz zwischen den Kammern 18 und 19 zu erhöhen
und die Strömung zwischen den Filtern 20 und 21 zu verbessern.
Die Fig. 6 und 7 zeigen Einsätze 40, deren Form von den Einsätzen 33 verschieden ist. Jeder der Einsätze 40 hat
eine axiale Durchströmöffnung 1Il, durch die Flüssigkeit
in eine größere zylindrische Bohrung 42 strömen kann. In der Wand des Einsatzes 40 befindet sich eine zur Bohrung
42 tangentiale Öffnung 43, die in den Hauptauslaß 32
mündet. In jeder Schaltstellung der Vorrichtung erzeugt die Öffnung 43 in dem Auslaß 32 eine Wirbelbewegung in
Uhrzeigerrichtung (Fig. 6). Die Strömung durch jede der Öffnungen 43 erzeugt somit in der Bohrung 42 einen Wirbel.
Der kombinierte Effekt dieser Wirbel im Auslaß 32 und in einer der Bohrungen 42, die nicht die Hauptströmung führt,
erzeugt eine Zone niedrigeren Drucks am Auslaß der Öffnung 43, durch die der Hauptstrom nicht geführt wird. Diese
Zone niedrigen Drucks bewirkt ein Abziehen der Flüssigkeit von derjenigen Kammer 20, 21, durch die die Hauptströmung
nicht geführt wird und maximiert die Druckdifferenz zwischen den Kammern 18 und 19.
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Die Pig. 8 und 9 zeigen einen Einsatz 45» der eine noch
andere Form hat. Jeder der Einsätze 45 hat einen sich in axialer Richtung verkleinernden Einlaß in Form einer
Venturi-Düse 46, der in Verbindung mit einer zylindrischen Bohrung 47 und einer ungehinderten öffnung 48, die der
Bohrung 42 und der öffnung 43 der Fig. 6 und 7 entsprechen.
Die Wirkung der Einsätze 45 ist die gleiche wie die der Kombination der Effekte der Einsätze 33 und 40 der Fig.
6 und 7.
Fig. 10 zeigt schematisch das Hauptauslaßende einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung. In diesem Fall wirken
die Auslaßkanäle 30, 31> die über eine Vorrichtung 51
mit einem Hauptauslaß 50 verbunden sind, als eine Zweiweg-Ejektor-Pumpe.
Eine innere Düse 52 steht mit dem Kanal 30 in Verbindung und ist gegen den Auslaß 50 gerichtet,
während eine die Düse 52 ringförmig umgebende öffnung einerseits mit dem Kanal 31 und andererseits mit dem Auslaß
verbunden ist. Die Teile haben eine solche Größe, daß in der einen Schaltstellung der Vorrichtung der Hauptstrom
durch die Düse 52 verläuft und auch dazu dient, aus dem
Kanal 31 Flüssigkeit abzuziehen. In der anderen Schaltstellung der Vorrichtung dient die öffnung 53 dazu, Flüssigkeit
aus dem Kanal 30 durch die Düse 52 abzuziehen. Die Vorrichtung 51 bewirkt somit ein Drosseln des Flüssigkeitsstromes vom Auslaß 50 zu irgendeinem der Kanäle 30, 31.
Fig. 11 zeigt Auslaßkanäle 30, 31, die miteinander eine Flüssigkeitsverbindung 55 bilden, die symmetrisch zur
Normalebene der Zeichnung liegt. Die Verbindung 55 steht in Verbindung mit einem Hauptauslaß 56. Eine Verbindung
der bei 55 dargestellten Art ist beschrieben in einem Aufsatz von J.R. Tippetts "Amplifying Properties of
Specially Designed Junctions", veröffentlicht auf einem Symposium in Sheffield im September 1975, erhältlich bei
"The Institute of Measurements and Control" Peel Street, London W8. Eine solche Anordnung wirkt als ein Paar von
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- 10 -
Flüssigkeits-Dioden zwischen Kanal 30 und Auslaß 56 bzw.
Kanal 31 und Auslaß 56 und drosselt die Flüssigkeitsrückströmung
vom Auslaß 56 zu irgendeiner der Kammern 18 und 19, die jeweils nicht die Hauptströmung führt.
Fig. 12 zeigt in einem Schnitt entsprechend den Schnitten der Fig. 4, 6 und 8 eine andere Form der Vorrichtung; dabei
sind die Merkmale des Einsatzes 45 (Fig. 9) kombiniert
mit der Auslaßanordnung 51 der Fig. 10. Der Einsatz 45a
liegt dabei in einer dem Einsatz 45 entgegengesetzten
Richtung.
Fig. 13 zeigt einen Schnitt, ähnlich Fig. 12, einer anderen
Form der Vorrichtung, bei der die Merkmale der Einsätze und 45a mit einer Anordnung 55 der Fig. 11 verbunden ist.
Bei Anordnungen nach den Fig. 12 und 13 können natürlich die Einsätze 45, 45a ersetzt werden durch entsprechend angeordnete
Einsätze 40.
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Leerse ite
Claims (8)
1.)Selbstreinigende Flüssigkeits-Filter-Vorrichtung,
gekennzeichnet durch einen Flüssxgkeitsoszillator (10), dessen Einlaß (11) zu einem ersten und einem
zweiten Kanal (13, 14) führt, einem Paar von Hilfsauslässen
(22, 23), die mit dem ersten bzw. dem zweiten Kanal (13, 14) verbunden sind, ein Paar
Filterelemente (20, 21), durch die Flüssigkeit von den genannten Kanälen (13, 14) zu den jeweiligen
Hilfsauslassen führen, die durch einen weiteren
Kanal (27) miteinander verbunden sind, der mit einem Auslaß (26) für gefilterte Flüssigkeit verbunden ist,
ferner durch einen Hauptauslaß (32),durch den Flüssigkeit von den erstgenannten Kanälen (13, 14) von dem
genannten Einlaß (11) von den Filterelementen (20, 21) ungehindert strömen kann, und durch zwischen den erstgenannten
Kanälen (13, 14) und dem genannten Hauptauslaß (32) angeordnete Steuervorrichtungen (30, 31), die
einen höheren Strömungswiderstand bewirken für die Strömung von dem Hauptauslaß (32) zu den erstgenannten
Kanälen (13, 14) als für die Strömung von diesen Kanälen (13, 14) zum Hauptauslaß (32).
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C/w. - 2 -
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen (30, 31) ein Paar Strömungssteuerungsvorrichtungen
(30, 31) umfassen, die zwischen dem Hauptauslaß (32) und dem jeweiligen Kanal (13, I1O liegen.
3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuervorrichtung (30, 31) einen verengten Durchlaß aufweist, der in Strömungsrichtung in einen
Kanal (30) von wesentlich größerem Querschnitt mündet, und somit eine Fläche bildet, die quer zur Strömungsrichtung liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der genannten Strömungssteuerungsvorrichtungen
(30, 3D eine zylindrische Kammer (33, 42) aufweist, die mit einem der genannten Kanäle (13j I1O
verbunden ist und eine tangentiale Öffnung (43, 48) aufweist, die mit dem Hauptauslaß (32) in Verbindung
steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptauslaß (32) eine zylindrische Kammer aufweist,
in die die tangentialen Öffnungen (43, 48) münden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß in die zylindrische Kammer
(33> 42) die Form einer Venturi-Düse (46) besitzt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskontrollvorrichtung
zwei konzentrische Düsen (31, 32) für die Strömungen umfaßt, die von dem ersten und zweiten
Kanal (13, 14) stammen.
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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der genannten
Kanäle (13, 14) in einen Auslaßkanal (30 bzw. 3D
mündet, und diese Auslaßkanäle (30, 31) in eine solche Verbindung (55» 56) münden, daß durch die
Strömung in einem dieser Kanäle (30, 31) eine Strömung in dem anderen dieser Kanäle erzeugt wird.
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