DE2819198A1

DE2819198A1 - Zweistufiger luftreiniger

Info

Publication number: DE2819198A1
Application number: DE19782819198
Authority: DE
Inventors: Daniel S Gauer; Bruce M Sullivan
Original assignee: Donaldson Co Inc
Current assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 1977-05-25
Filing date: 1978-05-02
Publication date: 1978-11-30
Also published as: FR2391761B1; ES470146A1; JPS5434182A; CA1118369A; SE7805286L; JPS592531B2; GB1602399A; IT1094779B; BR7803131A; AU3565378A; DE2819198C2; FR2391761A1; JPS546684U; IT7823632A0; DE7813315U1; AR214922A1; AU509602B2; JPS5747054Y2; SE421673B

Description

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Donaldson Company, Inc., 1400 West 94th Street, Minneapolis, Minnesota 55431 (V.St.A.)

"Zweistufiger Luftreiniger"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftreiniger und insbesondere auf einen zweistufigen Luftreiniger, der eine erste Fliehkraftreinigungsstufe aufweist, die eine Vorreinigung bewirkt, um größere Partikelchen auszuscheiden und eine zweite Filterstufe besitzt, in welcher Filter vorgesehen sind, die ein äußeres Hauptfilter umfassen, das ein inneres Sicherheitsfilter umschließt. In solchen Reinigern ist der den Druckabfall innerhalb des Filters bestimmende Hauptfaktor die Größe der Auslaßöffnung. Da diese Öffnung nicht größer als die Größe der kleinsten Stelle der Filtermittel sein kann, kann der angestrebte, geringe Druckabfall häufig nur dadurch erzielt werden, daß der Filter selbst erheblich vergrößert wird. Dieser Faktor wird weiterhin durch die Tatsache kompliziert, daß der Wirkungsgrad der Fliehkraftstufe von dem Luftvolumen abhängig ist, das außerhalb der Filtermittel nahe an der Sammelstelle für die großen Partikelchen zur Verfügung steht.

Die vorliegende Erfindung verbessert sowohl den Druckabfall durch den Reiniger, wie auch den Wirkungsgrad des Vorreinigers durch die Gestaltung des Haupt- und Sicherheitsfilters, indem diese konisch gestaltet werden, wobei sie sich von der Auslaßöffnung

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des Reinigers aus verjüngen. Hierdurch wird sowohl der zur Verfügung stehende Durchmesser der Auslaßöffnung vergrößert, wie auch das Volumen zwischen dem Hauptfilter und dem Gehäuse des Reinigers in dem Bereich der Sammelstelle für die Feststoff partikelchen, und zwar für jeden gegebenen Gehäusedurchmesser. Die Anordnung umfaßt weiterhin eine verbesserte Dichtung zwischen dem Hauptfilter und dem Ende des Gehäuses, um derart sicherzustellen, daß keine Luft durch den Einlaß zu dem Auslaß des Reinigers fließen kann, ohne daß sie wenigstens durch das Sicherheitsfilter geflossen ist, wobei diese verbesserte Dichtung auch dazu beiträgt, Schmutz von der Gehäusewand abzuführen, wenn das Filter gewartet wird. Die Erfindung umfaßt weiterhin eine verbesserte Konstruktion, wodurch das Einsetzen und Entnehmen der Filtereinrichtungen, wie beispielsweise das Sicherheitsfilter, einfacher, schneller und sicherer gestaltet wird, ohne daß dazu Werkzeuge benutzt werden müssen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines

Luftreinigers gemäß der Erfindung, in

Fig. 2 eine Endansicht auf diesen Luftreiniger, wobei

einige Teile weggebrochen sind, in den

Fig. 3, vergrößerte Einzeldarstellungen, in 4 u. 5

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Fig. 6 in Seitenansicht eines Luftreinigers gemäß der

Erfindung, teilweise unter Wegbruch einiger Teile,

in
Fig. 7 eine Draufsicht auf den Luftreiniger gemäß Fig.

von links und in
Fig. 8 eine Einzeldarstellung eines Teiles gemäß der

Erfindung.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Luftreiniger bezeichnet, der ein Gehäuse 11 aufweist, das im allgemeinen zylindrisch um eine Achse 12 ausgebildet ist und sich zwischen einem geschlossenen Ende 13 und einem offenen Ende 14 erstreckt. Das Gehäuse 11 weist eine seitliche Öffnung 15 im Bereich des geschlossenen Endes 13 auf, an welche der an sich bekannte Einlaßstutzen 16 angeschlossen ist. Das geschlossene Ende 13 umfaßt eine Wandung 17 mit einer nach innen gerichteten Absetzung 20 und eine Öffnung 21, an die ein Auslaßstutzen 22 anschließt.

Ein Haltebügel 23 weist zwei Stege 24 und 25 auf, die divergieren und an der Innenseite des Auslaßstutzens 22 bei 26 festgelegt sind. Der Haltebügel 23 erstreckt sich ebenfalls längs der Achse 12 und endet in einem mit Außengewinde versehenen Bolzen 27, der als äußeres Tragelement für die Filter dient, und zwar ein Sicherheitsfilter 30 und ein Hauptfilter 31.

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Das Sicherheitsfilter 30 weist einen hohlen, luftdurchlässigen Körper 32 auf, dessen zentrale Achse mit der Achse 12 des Gehäuses zusammenfällt. Der Körper 32 ist nicht zylindrisch, sondern konisch ausgebildet und verjüngt sich von einem maximalen Durchmesser im Bereich der Wandung 17 zu einem minimalen Durchmesser im Bereich des Bolzens 27. Das größere Ende des Sicherheitsfilters 30 ist an einem Ringbauteil 33 festgelegt, das einen Innendurchmesser von einer solchen Größe aufweist, das es über die Stege des Haltebügels 23 greift. Dieses Ringbauteil 33 trägt einen elastischen Ring 34, um gegen die Wandung 17 um die öffnung 21 herum abzudichten. Das kleinere Ende des Sicherheitsfilters 30 trägt eine Scheibe 35, die das Ende bis auf eine zentrale öffnung 36 verschließt, um über den Bolzen 27 und eine Schulter einer Flügelschraube 37, die auf dem Bolzen 27 vorgesehen ist, zu greifen, um so eine Abdichtung des Sicherheitsfilters 30 innerhalb des Gehäuses 11 zu erreichen.

Das Hauptfilter 31 ist ebenfalls konisch und verjüngt sich von einem maximalen Durchmesser im Bereich der Wandung 17 zu einem minimalen Durchmesser im Bereich des Bolzens 27. Vorzugsweise weisen die beiden Filter den gleichen Öffnungswinkel auf. Das Hauptfilter 31 weist ein aus Faltenpapier erstelltes Bauteil 4 auf und liegt zwischen inneren und äußeren Schutzhüllen 42 und 43, die große Perforationen besitzen, um Luft durchzulassen. Aufgrund der konischen Gestaltung weisen die Falten, die im Bereich des großen Endes des Filters liegen, eine größere Öffnung auf, als die die im Bereich des kleinen Endes liegen. Im

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Bereich des kleineren Endes trägt das Bauteil 40 eine Scheibe 44, die das Filter mit Ausnahme einer zentralen Öffnung 45 verschließt, um den Bolzen 27 und die Schulter einer zweiten Flügelschraube 46 auf dem Bolzen 27 aufzunehmen. Das große Ende des Bauteiles 40 ist in ein ringförmiges Bauteil 50 mit elastischen Bereichen 51 und 52 eingegossen, mit denen dieses Bauteil der Wandung 17 und der Absetzung 20 anliegt. Das Bauteil 50 weist weiterhin eine nach außen gerichtete Lippendichtung 53 auf, die elastisch nachgiebig an der ringförmigen Wandung des Gehäuses 11 anliegt.

Um zu verhindern, daß Luft bei Eintritt in den Luftreiniger bei 15 unmittelbar auf die poröse Filterfläche auftrifft, umgibt eine konische Prallwand 55 den Bereich des Bauteiles 40, der in Nähe des größeren Endes liegt. Die Prallwand 55 ist an das Ende des Bauteiles 4 0 angebaut, bevor das Bauteil 50 angegossen wird und besitzt Ansätze 56, um seine Halterung zu verbessern und öffnungen 57, um die Gußmasse aufzunehmen und dadurch einen guten Sitz zu gewährleisten. Die Prallwand 55 weist einen kleineren öffnungswinkel als das Bauteil 40 auf, so daß Luft in axialer Richtung unter die Prallwand 55 von rechts in Fig. 1 gesehen eindringen kann, wodurch der wirksame Filterbereich des Filters nicht wesentlich verschlechtert ist.

An dem dem Ende 50 gegenüberliegenden Ende trägt die Prallwand 55 einen Bajonettverschluß 60, der mit einem Gegenglied 61 zusammenarbeiten kann, das in einem gesondert ausgeformten

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Rippenträger 62 vorgesehen ist, wobei dieser Rippenträger eine Vielzahl von Rippen 63 aufweist, die sich winklig gegenüber der Achse 12 erstrecken. Der erste Zweck der Rippen 63 ist zu veranlassen, daß die Luft, die im allgemeinen axial durch die Rippen fließt, nunmehr einen Wirbel bildet, wodurch die Fliehkraft erzeugt wird, aufgrund derer die größeren Feststoffpartikelchen nach außen an die innere Wandung des Gehäuses 11 geschleudert werden und hier wendelförmig zum offenen Ende des Gehäuses geführt werden. Die Rippen 63 haben weiterhin die Aufgabe, das Hauptfilter 31 im wesentlichen zentriert _zu halten, während die Scheibe 44 mit der öffnung 45 in Ausrichtung mit dem Bolzen 27 gebracht wird. Das Anziehen der Flügelschraube 46 hält dann das Hauptfilter 31 koaxial innerhalb des Gehäuses 11.

Das offene Ende 14 des Gehäuses 11 wird durch eine abnehmbare Verschlußkappe 70 verschlossen, die an ihrem Rand einen Bördelrand 71 aufweist. Ein zweiter Bördelrand 72 ist an dem offenen Ende des Gehäuses 11 vorgesehen und ein Klemmring 73 zieht den Bördelrand 72 gegen eine O-Ringdichtung 73a, um damit die Verschlußkappe am Gehäuse zu halten, wobei der Klemmring in axialer Richtung längs des Gehäuses durch einen weiteren Bördelring 73 in seiner korrekten Lage gehalten wird und über eine Befestigungsvorrichtung 75 festgelegt wird.

Die Verschlußkappe 70 umfaßt weiterhin eine ringförmige Trennwand 76 und einen Rand 77 eines inneren Napfes 78 , der in

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seiner Größe so gewählt ist, daß er zwischen einer inneren Lippe 80 der Trennwand 76 und dem äußeren Rand 81 der Scheibe 44 paßt, um damit einen Luftfluß hier zu verhindern.

Eine öffnung 82 ist in der Trennwand 76 im Bereich des äußeren Randes derselben vorgesehen, damit Feststoffteilchen,die wendelförmig an der Innenseite des Gehäuses bewegt werden, in die Verschlußkappe 70 gelangen, wo sie festgehalten werden. Der Rand 77 des inneren Napfes 78 erstreckt sich in axialer Richtung bei 83 über aber im Abstand von dem Hauptfilter 31, um zu verhindern, daß ein direkter Luftstrom im Bereich des kleinen Endes des Filters 31 beim Führen der Feststoffteilchen in die Verschlußkappe 70 erfolgen kann.

In den Fig. 6 bis 8 ist ein Luftreiniger 110 dargestellt, der ein Gehäuse 111 aufweist, das im wesentlichen zylindrisch um eine Achse 112 ausgebildet ist und sich zwischen einem geschlossenen Ende 113 und einem offenen Ende 114 erstreckt. Das Gehäuse 111 weist eine seitliche Öffnung 115 im Bereich des geschlossenen Endes 113 auf, an welche der übliche Einlaßstutzen 116 anschließt. Das geschlossene Ende 113 umfaßt eine Wandung 117 mit einer nach innen gerichteten Absetzung 120 und einer axialen öffnung 121, die in Verbindung mit einem Auslaßstutzen 122 steht, der hier befestigt ist.

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Ein Haltebügel 123 weist ein Paar von Stege 124 und 125 auf, die nach außen divergieren und an der Innenseite des Auslaßstutzens 122 bei 126 anliegen. Die Stege erstrecken sich längs der Achse 112 und enden in einem mit Außengewinde 128 versehenen Bolzen 127, der als äußeres Tragmittel für ein Sicherheitsfilter 130 und ein Hauptfilter 131 dient.

Das Sicherheitsfilter 130 umfaßt einen hohlen, porösen Körper mit einer zentralen Achse, die im wesentlichen mit der Achse 112 zusammenfällt. Der Körper 132 ist konisch ausgebildet und verjüngt sich von einem maximalen Durchmesser nahe der Wandung 117 zu einem minimalen Durchmesser im Bereich des Bolzens 127. Das größere Ende des Filters 130 ist in ein Ringbauteil 133 eingegossen, das einen inneren Durchmesser der Größe aufweist, um über die Stege des Bügels 123 zu greifen. Die radial nach innen konkave Oberfläche des Ringbauteiles 133 hat eine mittlere nach auswärts gerichtete Nut 133a, die einen Bördelrand 122a des Auslaßstutzens 122 aufnimmt. Eine Abschrägung 133b erleichtert die Positionierung des Filters an dem Bördelrand 122a. Das axial äußere Ende des Ringbauteiles 133 hat eine abgeflachte Oberfläche 133c, um abdichtend an der Wand 117 um die öffnung 121 herum anzuliegen, wenn die Nut 133a und der Bördelrand 122a aneinander anliegen und weist eine radial nach außen gerichtete Lippe 134 auf. Das kleinere Ende des Sicherheitsfilters 130 ist unmittelbar in eine Scheibe 135 eingegossen, die das Ende des Sicherheitsfilters mit Ausnahme einer zentralen öffnung 136 zur Aufnahme des Bolzens 127 verschließt, wobei hier

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eine sich in axialer Richtung erstreckende Ringlippendichtung 138 vorgesehen ist, die abdichtend gegen den Bolzen 127 durch eine Klammer 137 angelegt wird.

Das Hauptfilter 131 ist konisch ausgebildet und verjüngt sich von einem maximalen Durchmesser nahe der Wandung 117 zu einem minimalen Durchmesser nahe dem Bolzen 127, wobei beide Filter üblicherweise den gleichen öffnungswinkel aufweisen. Das Hauptfilter 131 umfaßt zwischen inneren und äußeren Schutzhüllen und 143, die große Durchlaßöffnungen für die Durchführung der Luft aufweisen, einen Körper 140, der aus Papierfalten 141 besteht. Aufgrund der konischen Gestaltung der Falten, die sich in einer Richtung erstrecken, die die konische Oberfläche der Ebene durchschneiden, die durch die Achse 112 geht, sind diese Falten in ihrem großen Ende weiter offen. An dem kleinen Ende ist das Bauteil 140 in eine erste Haltevorrichtung eingegossen, die erste und zweite nachgiebige Bereiche 147a und 148 aufweist. In dieses Bauteil 147 ist ein kurzer, axialer, konischer Schild 149 eingeformt, der in radialer Richtung von der Oberfläche 142 entfernt ist, aber im wesentlichen den gleichen öffnungswinkel aufweist. Am größeren Ende ist der Körper 140 in ein zweites, ringförmiges Bauteil 150 eingegossen mit einem nachgiebigen Bereich 151 zur Anlage an der Wandung 117 und weiteren nachgiebigen Bereichen 152a und 152b zur Anlage an der ringförmigen Absetzung 120 im Bereich der Wandung 117 und der Lippe 134 des Ringbauteiles 133.

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Um zu verhindern, daß in den Luftreiniger bei 115 eintretende Luft auf die poröse Filteroberfläche gelangt, ist eine konische Prallwand 155 vorgesehen, die den Teil des Körpers 140 im Bereich des größeren Endes desselben umgibt. Die Prallwand 155 ist in das Bauteil 150 eingegossen und weist einen kleineren öffnungswinkel als der Körper 140 auf, so daß Luft in axialer Richtung unter die Prallwand von rechts in Fig. 6 gesehen eintreten kann, so daß der wirksame Bereich des Filters nicht eingeschränkt ist.

An dem dem Ende 150 gegenüberliegenden Ende ist die Prallwand 155 so ausgebildet, daß sie eine Vielzahl von Rippen 163 aufweist, die die im allgemeinen in axialer Richtung eintretende Luft in einen Wirbel umlenken. Dies erzeugt die erforderliche Zentrifugalkraft, durch die die größeren Feststoffpartikelchen an die Außenwandung des Gehäuses 111 geschleudert werden und dann in einem Wendelweg zum offenen Ende des Gehäuses gelangen. Die Rippen 163 dienen außerdem zur Halterung des Hauptfilters 131, während der Zeit, wenn das offene Ende des Gehäuses verschlossen wird.

Das Gehäuse wird durch eine abnehmbare Verschlußkappe 170 verschlossen, die einen äußeren rippenförmigen Bördelrand 171 aufweist, der einem Bördelrand 172 am Ende des Gehäuses 111 anliegt, wobei die Verbindung durch einen Dichtring 173 abgedichtet wird. Die Verschlußkappe 170 besitzt eine ringförmige Nut 184 mit einer Schulter 185, um abdichtend die Teile 148 und 147a des

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Bauteiles 147 anzuliegen. Weiterhin ist eine zentrale öffnung 186 vorgesehen, durch die der Bolzen 127 greift und die Schulter 187 einer Flügelschraube 188.

Das Gehäuse 111 ist im Bereich des zu öffnenden Endes mit einem seitlichen Auslaßrohr 190 zur Aufnahme der Feststoffpartikelchen, die aufgrund der Fliehkraft abgeschieden werden, versehen. In an sich bekannter Weise ist dieses Rohr 190 mit einem Auslaßventil 192 versehen, das eine Abgabe der Feststoffpartikelchen aufgrund der Schwerkraft gibt, beispielsweise aufgrund der Vibration,ohne daß dadurch ein besonderer Luftstrom in das Gehäuse 111 eingeführt wird.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt:

Bei Benutzung des Luftreinigers 10 gemäß den Fig. 1 bis 5 wird dieser in einen Luftkreis eingesetzt, der unerwünschte Feststoffteilchen in einer bestimmten Größe aufweist, wobei die Luft in den Reiniger bei 16 eintritt und ihn durch den Auslaßstutzen 22 verläßt. Das Sicherheitsfilter 30 wird in das Gehäuse über den Haltebügel 23 eingesetzt, so daß sein elastischer Ring 34 gegen die Wandung 17 anliegt und die öffnung 36 über den Bolzen 27 greift. Dann wird die Flügelschraube 37 festgezogen. Das Hauptfilter 31 wird in das Gehäuse 11 eingeführt, wobei die Lippendichtung 53 und die Rippen 63 der Innenseite des Gehäuses anliegen, bis die Bereiche 51 und 52 des Bauteiles 50 der Wandung 17 und der Absetzung 20 anliegen, so daß die

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Öffnung 45 über den Bolzen 27 greift. Auch dann wird die Flügelschraube 46 festgezogen. Der innere Napf 78,der abgenommen wurde, um die Schmutzstoffteilchen aus der Verschlußkappe 70 zu entfernen, wird in die Trennwand 76 eingesetzt und die Verschlußkappe 70 an das Gehäuse 11 angesetzt, so daß der Spalt am Ende der Filter verschlossen wird. Die Halterung erfolgt über den Ring 73 und die Befestigungsvorrichtung 75. Auf diese Weise besteht kein Kurzschlußstrom für die Luft zwischen Einlaß 16 und Auslaß 22 mit Ausnahme der Führung durch die Filter, wobei eine doppelte Abdichtung bei 77, 80 und 81 und eine vierfache Abdichtung bei 11/53, 52/20, 51/15 und 34/17 erzielt wird.

Der Luftreiniger ist nunmehr arbeitsbereit, indem Luft durch ihn hindurchgeführt wird. Die Luft tritt im Einlaßstutzen 16 ein und gelangt an die Prallwand 55, so daß Feststoffteilchen nicht unmittelbar auf die Filterfläche geführt werden. Die Luft fließt (Fig. 1) nach rechts, wobei ihr hier eine Umfangskomponente bezüglich der Bewegung durch die Rippen 63 erteilt wird, die die großen Feststoffteilchen zwingt, nach außen an die Innenseite des Gehäuses 11 zu fließen. Diese Feststoffteilchen fließen dann weiterhin wendelförmig, bis sie die Trennwand erreichen und durch die öffnung 82 in die Verschlußkappe 70 geführt werden. Luft, die kleinere Feststoffpartikelchen enthält, passiert in radialer Richtung den axialen, zentralen Teil des Filters 31 und fließt in axialer Richtung unter die Prallwand 55, so daß die gesamte Oberfläche des Hauptfilters wirk-

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sam werden kann. Nachdem die Luft das Hauptfilter 31 durchquert hat, fließt die Luft durch den Körper 32 und dann zum Auslaßstutzen 22.

Wenn ein neues Filter 31 innerhalb des Luftreinigers angeordnet ist, gelangen nur kleine Feststoffpartikelchen zum Sicherheitsfilter 30. Wenn der Benutzungszeitraum ansteigt, verstopfen sich die Poren des Hauptfilters 31 mit Feststoffteilchen und der Druckabfall im Luftreiniger steigt auf einen unerwünscht hohen Wert an. Bei Eintritt dieser Erscheinung ist es erforderlich, den Luftstrom durch den Filter zu unterbrechen, den Ring 73 zu öffnen, die Verschlußkappe 70 abzunehmen, die Flügelschraube 46 zu lösen und das Hauptfilter 31 zu ersetzen. Da das Hauptfilter aus dem Gehäuse herausgezogen wird, kratzt die Lippendichtung 53 an der inneren Wandung jedes anhaftende Feststoffpartikelchen ab, das sich hier ggf. festgesetzt hat und zieht diese Feststoffpartikelchen aus dem Gehäuse heraus. Das Sicherheitsfilter 30 wird untersucht und üblicherweise wird festgestellt, daß dieses in einem einwandfreien, arbeitsbereiten Zustand ist. Wenn das Sicherheitsfilter nicht arbeitsbereit ist, wird die Flügelschraube 77 gelöst und das Sicherheitsfilter 30 erneuert. Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß für den Normalfall, wenn das Sicherheitsfilter 30 in arbeitsbereitem Zustand ist, der Auslaßstutzen 22 zu keinem Zeitpunkt zur ümgebungsluft offen ist, sondern durch den Sicherheitsfilter 30 geschützt wird. Hieraus resultiert der Name für dieses Filterelement.

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Bevor der Reiniger wieder zusammengesetzt wird, wird der
Napf 78 von der Verschlußkappe 70 abgenommen und die Feststoffteilchen, die sich hier gesammelt haben, werden entfernt. Zum Wierderzusammenbau der Gesamtanordnung wird der umgekehrte Weg gewählt, indem durch Einsetzen des Napfes 78 in die Verschlußkappe 70 begonnen wird und dieser Zusammenbau endet, indem die Befestigungsvorrichtung 75 des Klemmringes 73 festgezogen wird.

Der Luftreiniger 110 gemäß Fig. 6 ist ebenfalls in einen Luftstrom eingesetzt, der unerwünschte Feststoffpartikelchen einer bestimmten Größe aufweist. Die Luft tritt in den Luftreiniger bei 116 ein und verläßt diesen bei 122. Das Sicherheitsfilter 130 wird in das Gehäuse über den Bügel 123 derart eingesetzt, daß der Bolzen 127 durch die öffnung 136 greift und die Abschrägung 133b den Bördelrand 122 in die Nut 133a führt. Das
Filter wird fest an Ort und Stelle angepreßt und die Klammer greift über die Lippe 138 und legt diese fest. Das Hauptfilter 131a wird dann in das Gehäuse 111 eingeführt, wobei die Rippen 163 die Führung unterstützen, bis das Bauteil 150 eingesetzt
ist. Die Verschlußkappe 170 wird über den Bolzen 127 geschoben und die Flügelschraube 188 festgezogen. Die Luft muß nunmehr
vom Einlaßstutzen 116 zum Auslaßstutzen 122 durch das Filter
fließen, wobei eine dreifache Abdichtung erreicht wird bei
14 7/185, 148/184 und 137/138 und eine fünffache Abdichtung wird bei 152a/120, 151/117, 152b/134, 133c/117 und 133a/122a erreicht. Die Anordnung derart, daß das Bauteil 150 die Lippe 134 gegen die Endwand 117 preßt, ist deshalb wünschenswert, da hierdurch

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die Dichtung 152b/134a gehalten wird, während der Sitz zwischen der Nut 133a und dem Bördelrand 122a genügend entspannt ist, um ein leichtes Entnehmen und Wiedereinsetzen des Sicherheitsfilters 130 zu ermöglichen.

Der Luftreiniger ist nun arbeitsbereit. Die Luft tritt durch den Einlaßstutzen 116 ein und gelangt an die Prallwand 155, so daß die Feststoffpartikelchen nicht in die Oberfläche des Filters eingepreßt werden. Die Luft fließt nach rechts in Fig. 6 und wird in eine Wirbelbewegung versetzt aufgrund der Anordnung der Rippen 163, so daß die größeren Feststoffpartikelchen nach außen an die Gehäusewand 111 gelangen und nunmehr wendelförmig an der Innenseite dieser Wand entlanggleiten, bis sie durch die Öffnung 189 in das Rohr 190 gelangen. Die kleinere Feststoffpartikelchen enthaltende Luft gelangt in radialer Richtung durch den axial erstreckenden,zentralen Teil des Filters 131 und fließt ebenfalls in axialer Richtung unter die Prallwand und das Schild 149, so daß praktisch die gesamte Filteroberfläche 131 wirksam wird. Nachdem die Luft durch das Hauptfilter 131a geflossen ist, gelangt sie durch das Sicherheitsfilter 130 und dann zum Auslaßstutzen 122.

Wenn ein neues Filter 131 eingebaut ist, gelangen nur kleine Feststoffteilchen zum Sicherheitsfilter 130. Steigt die Benutzungsdauer des Filters 13 1 an, verstopft dieser mehr und mehr mit Feststoffteilchen und der Druck im Luftreiniger steigt auf einen unerwünscht hohen Wert. Wenn dies eintritt ist es er-

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forderlich, den Luftstrom durch den Luftreiniger zu unterbrechen, die Flügelschraube 188 und die Verschlußkappe 170 zu lösen und dann den Hauptfilter 131 zu erneuern. Der Filter 130 wird untersucht und ist glücklicherweise in einer zufriedenstellenden Bedingung. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Flügelschraube 137 gelöst und das Filter 130 erneuert. Im Normalfall wird also beim Auswechseln des Hauptfilters der Auslaßstutzen 122 nicht freigegeben.

Vor Zusammensetzung wird das Austragsrohr 190 untersucht und Material hieraus entfernt.

Es ist offensichtlich, daß die Erfindung einen verbesserten Luftreiniger schafft, bei welchem eine Verringerung des Druckabfalls und eine Maximierung der Reinigungswirkung erzielbar ist, und zwar über den gesamten Gehäusedurchmesser, wobei zusätzlich die Konstruktion der Filterelemente aufgrund der konischen Ausbildung anstatt einer zylindrischen Ausbildung zur besseren Wirkungsweise des Filters beiträgt. Weiterhin wird eine verbesserte Abdichtung vorgeschlagen und eine automatische Reinigung der inneren Oberfläche des Gehäuses, wenn das Hauptfilter gewechselt wird, wobei ein leichtes Auswechseln der Filterelemente erzielbar ist.

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Claims

PATENTANWALT

DIPL-INQ. H.-Q. HABBEL

t osvFACi ι -«9 · D-44CO MÜNSTER 28.4.1978 an: k.v:onen3Raben 11 · telefon (0251) 43911 TELEX 892897 hage d

I MEINE AKTE: i

; (bitte angeben) M14/6808 . X/Sc

Donaldson Company, Inc., 1400 West 94th Street, Minneapolis, Minnesota 55431 (V.St.A.)

"Zweistufiger Luftreiniger"

Patentansprüche:

1.

Zweistufiger Luftreiniger, gekennzeichnet durch die

Kombination folgender Merkmale:

a) ein Gehäuse (11, 111), das sich zylindrisch um eine Achse (12, 112) zwischen einem ersten und zweiten Ende erstreckt, mit einem seitlichen Einlaßstutzen (16, 116) im Bereich des ersten Endes und axiale Auslaßstutzen (22, 122) im Bereich des ersten Endes und einer Sammelvorrichtung (70, 190) im Bereich des zweiten Endes zur Aufnahme der Feststoffteilchen ,

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ORIGINAL INSPECTED

b) Filter (30, 31; 130, 131 innerhalb des Gehäuses zur Abscheidung kleiner Feststoffpartikelchen aus der Luft, die kegelstumpfförmig ausgebildet sind, mit einem großen Ende zum Auslaßstutzen (22, 122) und einem kleinen Ende, das verschlossen ist und dem Auslaßstutzen gegenüberliegt,

c) Vorrichtungen zur Halterung der Filter (30, 31; 130,131) in koaxialer Stellung innerhalb des Gehäuses (11, 111).

d) Abdichtvorrichtungen, die einen Luftstrom durch das Gehäuse vom Einlaß zum Auslaß an den Filterelementen vorbei verhindern und

e) eine Maximierung der zur Verfügung stehenden Größe der Auslaßöffnung, um den Druckabfall im Luftreiniger zu verringern und das Volumen zu erhöhen, das im Bereich gegenüber der Auslaßöffnung zwischen dem Gehäuse und den Filtern zur Verfügung steht, um dadurch einen möglichst großen Aufnahmebereich für Feststoffpartikelchen zu erhalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter einen Hauptfilter (31, 131) aus porösen Papierfalten aufweisen, die kegelstumpfförmig sich in der Achse des Gehäuses erstrecken, derart, daß die Falten an ihrem großen Ende weiter offen sind als am kleineren Ende.

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Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Prallwand (55, 155) innerhalb des Gehäuses außerhalb der Filter, um ein Aufprallen der in das Gehäuse eintretenden Luft auf den Hauptfilter (31, 131) zu verhindern und zur Erzielung einer Wirbelbewegung in der eintretenden Luft, um die größeren Feststoffteilchen auszuscheiden.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter einen Sicherheitsfilter (30, 130) aus porösem Material in Form eines Kegelstumpfes umfassen, dessen größeres Ende zum Auslaßende gerichtet ist und wenigstens der Größe des Auslaßendes entspricht, aber kleiner ist als das große Ende des Hauptfilters (31, 131), während das kleine Ende dem Auslaßende gegenüberliegt und kleiner als das kleinere Ende des Hauptfilters ist, wobei das Sicherheitsfilter innerhalb des Hauptfilters liegt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende des Gehäuses eine Absetzung (20, 120) aufweist und die Abdichtmittel einen Ringbauteil (50, 150) umfassen, die durch das größere Ende des Hauptfilters (31, 131) getragen wird und erste und zweite Bereiche aufweist, die dem Gehäuse und der Absetzung (20, 120) anliegen.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringbauteil (50) eine nach außen gerichtete, ringförmige Lippendichtung (53) aufweist, die an der Innenseite des Gehäuses (11) anliegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Prallwand (55, 155) in das Ringbauteil (50, 150) im Bereich des größeren Endes des Hauptfilters (31, 131) eingegossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das kleine Ende des Hauptfilters durch eine Scheibe (44) verschlossen wird.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Gehäuses (11) bei Betrieb der Vorrichtung vertikal ausgerichtet ist und eine Verschlußkappe (70) am Ende des Gehäuses gegenüber der Auslaßöffnung angeordnet ist und sich axial unterhalb der Filter erstreckt und eine Trennwand (76) vorgesehen ist, die eine Öffnung (82) aufweist, durch die Feststoffpartikelchen aus dem Gehäuse in die Verschlußkappe (70) gelangen können.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Einlaß (16, 116) radial gerichtet ist.

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11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenseite der Verschlußkappe (170) mit einem Bördelrand (184) versehen ist und das dieser Wandung anliegende Endteil des Hauptfilters (131) in einem Dichtring eingegossen ist, der (bei 148) dem Bördelrand der Verschlußkappe (170) und (bei 185) der übrigen Wand der Verschlußkappe anliegt.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsfilter (130) ein elastisches Ringbauteil (133) aufweist, das mit einer nach innen gerichteten Nut (133a) einen Wulst (122a) des sich in das Gehäuse erstreckenden Auslaßstutzen (122) ergreift;

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Haltebügel (123) der mittels Stege an der Innenseite des AuslaßStutzens (122) festgelegt ist, wobei das Filter (130) eine zentrale, mit einer Öffnung (136) versehene, elastische Halteplatte (135) besitzt und der Haltebügel (123) einen Bolzen(127) trägt, der durch die öffnung (136) greift und damit das Filter (130) in axialer Ausrichtung innerhalb des Gehäuses hält.

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14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (135) einen nach außen gerichteten, rohrförmigen Ansatz (138) aufweist und Kleinmittel (137) zur Festlegung der Ringlippendichtung (138) auf dem Bolzen (127) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsfilter (130) einen elastischen Dichtring besitzt mit einer nach außen gerichteten Lippe (134), die mit einer ersten Fläche dem großen Ende des Hauptfilters (131) und einer zweiten Fläche der Gehäusewand anliegt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (122a) und die Nut (133a) starr ausgebildet sind, während das andere Bauteil nachgiebig ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsfilter (130) aus einem hohlen, kegelstumpfförmigen Bauteil aus porösem Werkstoff besteht, das einenendes mit einem Verbindungsring (133) ausgerüstet ist, der am großen Ende des Bauteiles vorgesehen ist und eine flache Fläche (133c)

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aufweist, die dem Gehäuse anliegt und eine nach innen gerichtete Umfangsnut (133a) besitzt, wobei das kleine Ende des Filters durch eine nachgiebige Platte verschlossen ist, die mit einer nach außen gerichteten Lippe um die zentrale Öffnung versehen ist.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bajonettverschluß (60) am unteren Ende der Prallwand (55) zur Aufnahme eines Rxppentragers (62).

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