DE4340275C2 - Rückspülfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rückspülfilter mit mehreren kreis­ förmig in einem Filtergehäuse angeordneten Filterelementen, die zur Rückspülung einzeln oder gruppenweise an ein Spülglied an­ schließbar sind, das von einem hydraulischen, im Trübezulauf des Filters angeordneten Antrieb angetrieben ist.

Ein gattungsgemäßer Rückspülfilter ist aus der DE-AS 14 86 812 bekannt. Die von einem im Trübezulauf des Filters angeordnete motorerzeugte Drehbewegung wird mittels eines Malteserkreuzge­ triebes in eine intermittierende Bewegung umgesetzt. Da es sich bei dem Hydraulikmotor um einen Taumelscheibenmotor handelt, der mittels der Trübe angetrieben wird, ist zur Erzeugung der Dreh­ bewegung des Spülgliedes ein vergleichsweise großes Druckgefälle zwischen Zulauf und Ablauf der Trübe erforderlich. Dieser ver­ gleichsweise große, für den Antrieb des Taumelscheibenmotors er­ forderliche Flüssigkeitsdruck steht nur dann bei allen Betriebs­ zuständen des Filters zur Verfügung, wenn der Trübezulauf durch ein zusätzliches Pumpenaggregat druckerhöht wird. Insbesondere bei Betrieb des Filters im Teillastbetrieb mit nur sehr niedri­ gen Durchsätzen, wie sie beispielsweise im Vorlastbetrieb anfal­ len, ist ein solches Pumpenaggregat zwingend erforderlich, um das Spülglied zuverlässig antreiben zu können. Ein solches Pum­ penaggregat erhöht den Investitions- und Wartungsaufwand und er­ fordert zusätzlichen Bauaufwand, der mithin einen größeren Platzbedarf der gesamten Filtereinrichtung mit sich bringt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Rückspülfilter zu schaf­ fen, der selbst bei geringen Durchsatzmengen an zu filtrierender Flüssigkeit, wie sie beispielsweise im Motorölkreislauf von in teillast- bzw. leerlaufbetriebenen Motoren auftreten können, ei­ nen zuverlässigen Antrieb des Spülglieds gewährleistet.

Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Er­ findung gelöst. Da ein zuverlässiger Antrieb des Spülgliedes ge­ währleistet ist, ist auch eine kontinuierlich erfolgende Rück­ spülung der Filterelemente gewährleistet. Der Wartungsbedarf ist gering, da für den zuverlässigen Antrieb des Spülgliedes, insbe­ sondere auch im Teillastbereich kein zusätzliches Aggregat wie ein Pumpenaggregat benötigt wird. Vielmehr hängt die Drehung der Axialturbine allein von der Strömungsgeschwindigkeit der sie an­ treibenden Trübeflüssigkeit ab. Da sich die Turbine im Trübezu­ lauf befindet, reicht die antreibende Flüssigkeitsmenge auch im Teillastbetrieb des Filters aus, das für den Antrieb des Spül­ gliedes erforderliche Drehmoment zu erzeugen.

Das Untersetzungsgetriebe, das die hohe Drehzahl der Turbine in die zum Drehen des Spülgliedes erforderliche niedrige Drehzahl untersetzt, ist zweckmäßig in der ersten Einlaufkammer des Fil­ tergehäuses in unmittelbarer Nähe zum Spülglied angeordnet.

Das Untersetzungsgetriebe weist eine Schnec­ kenradgetriebestufe auf, so daß die erforderliche Unter­ setzung der höhen Turbinenraddrehzahlen auf die geringen Drehzahlen der Spülgliedwelle in nur wenigen Stufen er­ folgen kann und das Getriebe entsprechend kompakt gebaut ist.

Anhand der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnungen wird die Erfindung an bevorzugten Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Rückspülfilter nach der Erfindung in einem Längsschnitt;

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem Querschnitt längs der Linie II-II;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV nach Fig. 1.

In der Zeichnung bezeichnet 10 einen Rückspülfilter mit einem etwa zylindrischen Filtergehäuse 11 und einem dieses an der Oberseite verschließenden Gehäusedeckel 12, der mit Schrauben 13 mit dem Filtergehäuse lösbar verbunden ist. Das Filtergehäuse 11 hat in seinem unte­ ren Bereich einen quer zu seiner Längsachse angeordneten Filtereinlaß 14, der in eine untere Einlaufkammer 15 mün­ det. Im mittleren Bereich hat das Filtergehäuse 11 ober­ halb des Filtereinlasses 14 einen Filterauslaß 16, über den das Filtrat abgeführt wird. Der Filterauslaß 16 steht mit einer Filtratkammer 17 in Verbindung, die sich ober­ halb der unteren Einlaßkammer befindet und gegenüber die­ ser über eine untere Lochringplatte 18 abgetrennt ist. Oberhalb der Filtratkammer 17 befindet sich im Filterge­ häuse 11 eine obere Einlaufkammer 19, die gegenüber der Filtratkammer 17 über eine zweite, obere Lochringplatte 20 abgedichtet ist und die über eine zentrale Verbindungsleitung 21 mit der unteren Einlaufkammer 15 in Verbindung steht.

Die Lochringplatten 18, 20 sind mit einer Vielzahl von miteinander fluchtenden Bohrungen 22 versehen, die auf zwei zueinander konzentrischen Kreisen 23, 24 um den Plattenmittelpunkt herum angeordnet sind. Zwischen den jeweils zueinander fluchtenden Bohrungen 22 der oberen und unteren Lochringplatte 20 bzw. 18 sind in der Filtratkammer langgestreckte Filterelemente 25 oder Filterkerzen derart angeordnet, daß ihr oberes und unteres Ende 26 bzw. 27 mit einer Anschlußmuffe 28 in der jeweiligen Bohrung 22 abdichtend befestigt ist.

Unterhalb der unteren Einlaufkammer 15 ist am Filterge­ häuse 11 ein Schlammsammelgehäuse 29 angeflanscht, das eine Kammer bildet und das einen Schlammabzugsstutzen 30 aufweist, an dessen außenliegenden Ende ein nicht näher dargestelltes Schlammablaßventil für den Schlammabzug angeflanscht sein kann. Die Schlammsammelkammer 29 ist gegenüber der unteren Einlaufkammer 15 abgedichtet und über eine in einem Gleitlager 31 drehbar gelagerte Hohlwelle 32 mit einem Spülglied 33 verbunden, das sich in der unteren Einlaufkammer 15 befindet und zwei quer gerichtete Arme 34, 35 aufweist, die als Hohlarme ausgebildet sind. An ihren freien Enden haben die Arme 34, 35 ein Anschlußstück 36 in Form eines federbelaste­ ten Hohlkolbens 37, der von unten gegen die eine Steuer­ spiegelfläche 38 bildende untere Lochringplatte 18 drückt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Anschlußstück 36 des einen Arms 34 die Bohrungen 22 am äußeren Lochkreis 23 und das Anschlußstück des zweiten Arms 35 die Bohrungen am inneren Lochkreis bei Drehung der Hohlwelle 32 überstreicht, so daß eine Flüssigkeits­ verbindung zwischen den einzelnen Filterelementen 25 und dem Spülglied 33 erreicht wird. Die Hohlkolben 37 weisen jeweils einen ringförmigen Gleitbelag auf, vorzugsweise aus verschleißfestem Kunststoff, mit dem sie sich gegen die Steuerspiegelfläche 38 unter Abdichtung anlegen.

Die Hohlwelle 32 ist an ihrem oberen Ende 39 mit einer Verbindungswelle 40 drehfest verbunden, die zentral im Filtergehäuse 11 durch die Verbindungsleitung 21 und obere Einlaufkammer 19 geführt ist und im Gehäusedeckel 12 in einem Kopflager 41 drehbar gelagert ist. Wenig un­ terhalb des Kopflagers 41 ist an der Verbindungswelle 40 eine Drosselvorrichtung 42 mittels einer Klemmschelle 43 befestigt, die aus einer zweiarmigen Auslegerstange 44 und hieran befestigten Drosselscheiben 45, 46 besteht. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die eine Dros­ selscheibe 45 genau mit dem Anschlußstück 36 des ersten Spülgliedarms 34 und die andere Drosselscheibe 46 mit dem Anschlußstück des zweiten Spülgliedarms 35 fluchtet, so daß die Drosselscheiben bei Drehung der Welle 32, 40 die Lochkreise 23, 24 der oberen Lochringplatte 20 überstreichen. Die Drosselscheiben 45, 46 sind mittels Einstellschrauben 47 an der Auslegerstange 44 befestigt und so in Lage und Abstand a zur oberen Lochringplatte 20 einstellbar.

Zum Antrieb der vorstehend beschriebenen Rückspüleinrich­ tung ist in der unteren Einlaufkammer 15 des Filters 10 ein Hydraulikantrieb 48 vorgesehen, der aus einer Turbinenwelle 49 mit im Filtereinlaß 14 angeordneten Axial-Turbinenrad 50 und einem Untersetzungs-Schneckengetriebe 51 besteht, dessen Abtriebswelle 52 mit der Hohlwelle 32 über einen untersetzenden Zahnradtrieb 53 gekoppelt ist.

Die Hohlwelle 32 mündet mit ihrem unteren, in die Schlammsammelkammer 29 ragenden Ende 55 in einen Schlamm­ verteiler 56 und ist drehfest mit diesem verbunden. Der Schlammverteiler 56 ist zentral am Boden 57 des Schlamm­ sammelgehäuses 29 drehbar gelagert und weist eine Axial­ bohrung 58 und eine mit dieser in Verbindung stehende Radialbohrung 59 auf, die in ein Trägerrohr 60 mit daran befestigter Abreinigungsvorrichtung 61 für ein Nach­ schaltsieb 62 mündet, das eine zylindrische Filter- bzw. Siebfläche 63 im Schlammsammelgehäuse 29 bildet. Die Ab­ reinigungsvorrichtung 61 besteht im wesentlichen aus einem oben und unten verschlossenen Rohrstück 64 mit qua­ dratischem Querschnitt, in dem mehrere Schlammsprühdüsen 65 so befestigt sind, daß ihre Sprührichtung etwa tangen­ tial auf das Nachschaltsieb 62 gerichtet ist.

Der beschriebene Filter arbeitet wie folgt:

Die mit Schmutzpartikeln beladene Schmutzflüssigkeit tritt durch den Filtereinlaß 14 in Filtergehäuse 11 ein und füllt gleichermaßen die untere Einlaufkammer 15 und über die zentrale Verbindungsleitung 21 die obere Einlaufkammer 19. Die eintretende Schmutzflüssigkeit treibt das Axialturbinenrad 50 an und verdreht so über das Untersetzungsgetriebe 51, 53 die Drehwelle für Spülglied 33, Drosselvorrichtung 42 und Abreinigungsvorrichtung 61.

Die jeweils nicht rückgespülten Filterelemente werden gleichermaßen vom unteren und oberen Ende her von der Schmutzflüssigkeit durchströmt, wobei sich das Filtrat in der Filtratkammer 17 sammelt und den Filter über den Filterauslaß 16 verläßt. Die jeweils in Rückspülung be­ findlichen Filterelemente - in Fig. 1 das äußere Filter­ element auf der linken Filterseite und das innere Filter­ elemente auf der rechten Filterseite - sind an ihrem un­ teren Ende 27 mit dem Spülglied 33 verbunden und an ihrem oberen Ende 26 von den Drosselscheiben 45, 46 unter Bil­ dung eines Ringspalts 66 überdeckt. In dieser Stellung von Spülglied und Drosselvorrichtung strömt Schmutzflüs­ sigkeit aus der oberen Einlaufkammer 19 in die abzurei­ nigenden Filterkerzen 25, wobei sie beim Durchströmen des Ringspaltes 66 soviel ihres Druckes verliert, daß der Flüssigkeitsdruck im Inneren der zu reinigenden Filterkerzen geringer ist als der Druck in der die Kerzen 25 umgebenden Filtratkammer 17. Durch dieses Druckgefäl­ le werden die Kerzen nicht nur von oben nach unten mit Schmutzflüssigkeit hoher Turbulenz und Geschwindigkeit durchströmt, sondern es fließt zusätzlich über die gesamte Filterkerzenlänge Filtrat zurück aus der Filtrat­ sammelkammer 17 ins Filterkerzeninnere, wie dies durch die Pfeile 67 in Fig. 1 angedeutet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders effektive Abreinigung des Filterge­ webes an der Innenseite der Filterelemente.

Der Filterschlamm wird dann über das Spülglied 33 und die Hohlwelle 32 in den Schlammverteiler 56 und von dort zur Abreinigungsvorrichtung 61 geleitet und über die Schlammsprühdüsen 65 etwa tangential von innen auf das zylindrische Nachschaltsieb 62 aufgesprüht. Das Nachschaltsieb ist verhältnismäßig grobmaschig und dient zum Zurückhalten besonders grober Verunreinigungen, die durch die sich am Sieb entlangdrehende Abreinigungsvorrichtung 61 von diesem abgekratzt werden und sich am Boden 57 der Schlammsammelkammer 29 sammeln, wo sie über eine nicht dargestellte Ablaßvorrichtung aus dem Filter entfernt werden können. Der dermaßen von groben Verunreinigungen befreite Schlamm verläßt den Filter über den Schlammabzugsstutzen 30.

Das Spülglied wird gemeinsam mit der Drosselvorrichtung kontinuierlich weitergedreht und reinigt somit bei einer vollständigen Umdrehung alle Filterelemente nacheinander ab.

Claims (3)

1. Rückspülfilter mit mehreren kreisförmig in einem Filterge­ häuse angeordneten Filterelementen, die zur Rückspülung ein­ zeln oder gruppenweise an ein Spülglied anschließbar sind, das von einem hydraulischen, im Trübezulauf des Filters an­ geordneten Antrieb angetrieben ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der hydraulische Antrieb (48) eine Axialturbine (50) und ein Untersetzungsgetriebe (51, 53) mit einer Schneckenradgetriebestufe (51) aufweist, das mit der Holzwelle (32) des Spülglieds (33) gekoppelt ist.

2. Rückspülfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (51, 53) in der unteren Einlaufkammer (15) des Filtergehäuses (11) an­ geordnet ist.

3. Rückspülfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (51, 53) in unmittelbarer Nähe zum Spülglied (33) angeordnet ist.