DE3875860T2

DE3875860T2 - Filter mit tiefenwirkung.

Info

Publication number: DE3875860T2
Application number: DE8888112895T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Nakajima; Tadashi Suzuki; Yoneji Wada
Original assignee: Takano Corp
Current assignee: Takano Corp
Priority date: 1987-08-21
Filing date: 1988-08-08
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2008-08-09
Also published as: CN1031943A; EP0303937A2; RU1793943C; CN1011480B; DE3875860D1; US4968425A; EP0303937A3; EP0303937B1; KR920003762B1; KR890003427A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen Filter mit Tiefenwirkung, der Verunreinigungen aus einem Fluid mit hoher Zuverlässigkeit trotz einfacher Struktur entfernen kann.

Beschreibung des Standes der Technik

Der Filterkörper eines Filters mit Tiefenwirkung weist eine solche Dichteverteilung auf, daß die Dichte in einem Gebiet an seiner Einlaßseite am geringsten ist, wo ein Fluid, wie zu filterndes Öl, in den Filter strömt, und die Dichte nach und nach zu einem Gebiet an seiner Auslaßseite zunimmt, wo das Öl aus dem Filter ausströmt.
Wegen einer derartigen Dichteverteilung kann der Filter mit Tiefenwirkung eine große Menge großer und kleiner Verunreinigungen bei niedrigem Druck mit der geringsten Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung zurückhalten. Als ein Beispiel für Filter dieser Art aus dem Stand der Technik ist ein Filter vom sogenannten Rollpapiertyp bekannt. Im Filter vom Rollpapiertyp ist ein Filtermaterial in Form einer Rolle aufgewickelt und ein Ende der axialen Enden der Rolle ist radial am meisten zusammengedrückt, um die größte Dichte aufzuweisen, um so eine Dichteverteilung zu erzeugen, bei der die Dichte nach und nach von diesem Ende zum anderen Ende der Rolle abnimmt. Ein Fluid wie Öl wird von der Seite mit großem Durchmesser zur Seite der Rolle mit kleinem Durchmesser hin zugeführt, d. h. von der Einlaßseite mit niedriger Dichte zur Auslaßseite mit hoher Dichte der Rolle, um Verunreinigungen aus dem Öl zu entfernen.
Als anderes Beispiel von Filtern dieser Art aus dem Stand der Technik ist ein Filter vom Zickzack- oder Twilltyp zum Filtern einer Flüssigkeit wie Öl bekannt. Dieser Filter vom Twilltyp verfügt über einen Filterkörper, der dadurch hergestellt ist, daß ein bandförmiges Filtermaterial in einem Twillmuster um ein hohlzylindrisches Kernteil gewickelt ist. Die Art der Aufwicklung ist eine derartige, daß das Filtermaterial anfangs dicht mit starkem Zug auf die Außenumfangsfläche des Kernteils gewickelt ist und dann zunehmend grob unter nach und nach geringerer Spannung aufgewickelt ist. D.h., daß der Filterkörper des Filters vom Twilltyp eine Dichteverteilung aufweist, bei der die Dichte radial nach innen allmählich höher wird.
Jedoch besteht beim oben beschriebenen Filter vom Rollpapiertyp die Neigung, daß an der Oberfläche des Filterkörpers während des Zusammendrückens des Filtermaterials in radialer Richtung Kniffe entstehen und dann, wenn diese Oberflächenkniffe als das Ergebnis starken Zusammendrückens gebildet werden, unerwünschte Pfade für Öl im Filterkörper ausgebildet werden, durch die Öl direkt hindurchfließt, ohne gefiltert zu werden. Daher wies der Filter vom Rollpapiertyp das Problem auf, daß die gewünschte, heikle Dichteverteilung im Filterkörper wegen der Unmöglichkeit eines starken Zusammendrückens des Filtermaterials nicht erzielt werden kann und die Leistungsfähigkeit zum Zurückhalten von Verunreinigungen nicht verbessert werden kann. Auch ist im Fall des Filters vom Zickzacktyp die Gesamtlänge des Filtermaterials, das im Twillmuster um das Kernteil gewickelt ist, groß, und darüber hinaus muß das Filtermaterial aufgewickelt werden, während der Zug und die Richtung der Wicklung geändert wird, um die oben beschriebene radiale Dichteverteilung zu erzeugen.
Daher wies der Filter vom Twilltyp die Schwierigkeit auf, daß das Erfordernis eines großen Ausmaßes an Arbeit und Zeit zu hohen Kosten führt, und daß es schwierig ist, Gleichförmigkeit der Eigenschaften von Erzeugnissen zu erhalten.
DE-B-1109648 offenbart einen Filter mit den im ersten Teil von Anspruch 1 dargelegten Merkmalen. Die einzelnen Filterelemente, die aufeinander laminiert sind, um den Filterkörper zu bilden, bestehen jeweils aus einem dünnen Blatt Filtermaterials und weisen eine Form auf, die durch vier sektorförmige Aussparungen gebildet wird, zwischen denen ein Paar radial gegenüberliegende Hängelappen und ein Paar gegenüberliegende breite Lappen mit geraden Außenkanten angeordnet sind. Benachbarte Blätter sind um 60º gegeneinander verdreht, so daß ein Filterkörper mit einer Form in etwa eines hexagonalen Prismas mit abgerundeten Kanten gebildet wird. Die komplizierte Form der einzelnen Filterblätter bringt vergleichsweise hohe Herstellkosten und große Abfallmengen mit sich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Filter mit Tiefenwirkung anzugeben, der dazu in der Lage ist, Verunreinigungen aus einem Fluid wie Öl trotz einer unkomplizierten Struktur wirkungsvoll entfernen zu können.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den in Anspruch 1 gekennzeichneten Filter, wobei eine bevorzugte Entwicklung der Erfindung in Anspruch 2 dargelegt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Filters mit Tiefenwirkung.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht des in Fig. 1 dargestellten Filters.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Druckgrad und dem Kompressionsgrad in dem in Fig. 1 dargestellten Filter veranschaulicht.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filters mit Tiefenwirkung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben. Gemäß Fig. 1 weist der Filter einen Filterkörper 42 auf, der in seiner Gesamtgestalt in Form eines hexagonalen Prismas vorliegt und ein zentrales Durchgangsloch oder eine Leitung 44 aufweist. Dieser Filterkörper 42 ist durch abwechselndes Auflaminieren vieler Filterelemente 46 in drei verschiedenen Richtungen gebildet, d. h. unter einem Winkel von 120º zwischen denselben, um die Form des hexagonalen Prismas zu bilden. Jedes der Filterelemente 46 liegt in Form eines rechteckigen Blattes eines Filtermaterials wie Papier oder Vliesstoffs vor und weist ein zentrisches Kreisloch 48 auf. Das Verhältnis zwischen der kurzen und der langen Seite des rechteckigen Blattes ist vorzugsweise 1 : 3. Diese Filterelemente 46 sind so aufeinander laminiert, daß sie eine hexagonale Außenform bilden, wie oben beschrieben, und daß ihre Kreislöcher 48 zusammenhängend ausgerichtet sind, um die Leitung 44 festzulegen, die sich durch die Mitte des Filterkörpers 42 erstreckt.
In dem auf die oben beschriebene Weise gebildeten Filterkörper sind alle Filterelemente 46 in einem Bereich C um die Leitung 44 übereinander angeordnet, 2/3 der Filterelemente 46 sind in Bereichen B übereinander angeordnet, und 1/3 der Filterelemente 46 sind in Bereichen A übereinander angeordnet, wie in Fig. 2 dargestellt. Daher weist dieser Filterkörper 42 die Funktion von Tiefenschichtfiltrierung dahingehend auf, daß die Filterdichte an seinem Außenumfangsabschnitt gering ist und nach und nach zur Mitte des Filterkörpers 42 zunimmt. Wenn ein zu filternder Strom, wie Öl von der Außenumfangsfläche des Filterkörpers 42 einströmt und aus der mittleren Leitung 44 des Filterkörpers 42 ausströmt, werden so relativ große Verunreinigungen im Außenumfangs- Filterkörperabschnitt festgehalten und relativ kleine Verunreinigungen werden im zentralen Filterkörperabschnitt festgehalten. Daher können Verunreinigungen einschließlich solcher sehr kleiner Größe wirkungsvoll festgehalten werden.
Dieser Filterkörper 42 kann geeignet in Laminierrichtung zusammengedrückt werden. Wenn der Filterkörper 42 so in Laminierrichtung zusammengedrückt wird, werden die übereinander angeordneten Lagen der Abschnitte der Filterelemente 46 in den Bereichen A, B und C so verändert, daß sich die Abstände zwischen den Abschnitten der Filterelemente 46 in den einzelnen Bereichen ändern. Es sei angenommen, daß der Filterkörper 42 vor der Druckausübung eine Gesamtlänge L&sub1; aufweist und daß diese Gesamtlänge L&sub1; nach der Druckausübung auf L&sub2; verringert ist. In diesem Fall wird der Druckausübungsgrad als [(L&sub1;-L&sub2;)/L&sub1;]·100 wiedergegeben, und das Verhältnis zwischen dem Druckausübungsgrad und dem Kompressionsgrad ist in Fig. 3 dargestellt. Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die Filterelementabschnitte im Bereich C proportional zum Druckausübungsgrad auf alle Filterelemente 46 zusammengedrückt werden, wie durch eine Kurve tc dargestellt. Ebenfalls ist erkennbar, daß die Filterelementabschnitte in den Bereichen B anfangen, zusammengedrückt zu werden, nachdem der Druckausübungsgrad auf alle Filterelemente 46 etwa 30% überschreitet, wie durch eine Kurve tB dargestellt, und daß die Filterelementabschnitte in den Bereichen A beginnen, zusammengedrückt zu werden, nachdem der Druckausübungsgrad auf alle Filterelemente 46 etwa 60% überschreitet, wie durch eine Kurve tA dargestellt. So kann der Kompressionszustand der Abschnitte der Filterelemente 46 in den Bereichen A, B und C geeignet verändert werden. In diesem Fall sind Halteplatten an beiden jeweiligen Enden des Filterkörpers 42 angeordnet, und nach dem Schritt vorbestimmter Druckausübung, wie oben beschrieben, werden die Halteplatten am vorgegebenen Ort durch geeignete Befestigungsmittel befestigt.
Das obige Ausführungsbeispiel bezog sich auf die Verwendung eines Filterkörpers in Form eines hexagonalen Prismas. Es ist jedoch ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf einen Filterkörper mit derartiger spezieller Form beschränkt ist und daß das Verhältnis zwischen der langen und der kurzen Seite der Filterelemente und die Laminierrichtungen der Filterelemente 46 geeignet abgeändert werden können, um Filterkörper jeder anderen Form, einschließlich derjenigen eines oktagonalen Prismas, zum ergeben.

Claims

1. Filter mit Tiefenwirkung, umfassend einen generell prismatischen Filterkörper (42), der aus einer Vielzahl von aufeinander geschichteten Filterelementen (46) jeweils in Form eines dünnen Blattes aus Filtermaterial mit einem mittleren Loch (48) geformt ist, wobei die Löcher (48) eine axial durch den Filterkörper (42) verlaufende durchgehende innere Leitung (44) bilden, wobei benachbarte Filterelemente (48) gegeneinander um einen vorgegebenen Winkel um die Achse derart gedreht sind, daß mittlere Bereiche der aufeinander geschichteten Filterelemente (46) eine mittlere Zone des Filterkörpers (42) mit der höchsten Dichte ergeben, wobei die Dichte in Richtung der äußeren Bereiche der Filterelemente (46) fortschreitend abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Filterelemente (46) in Form rechteckiger Blätter vorliegen.

2. Filter nach Anspruch 1, wobei jedes rechteckige Blatt ein Verhältnis von 1: 3 zwischen seiner kurzen und seiner langen Seite aufweist und der vorgegebene Winkel 120º beträgt.