DE69203373T2 - In-line-Filtereinrichtung mit Nebelfilter und Luftsammler. - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine In-line-Filtereinrichtung, die in eine Druckluftleitung eingegliedert ist, und insbesondere auf eine In-line-Druckluft- Filtereinrichtung mit einer verbesserten strukturellen Anordnung, die imstande ist, leistungsfähig Flüssigkeits- oder Dampfpartikel aus der Druckluft, z.B. Wasser und Öl, die darin aufgenommen worden sind, abzuscheiden oder zu beseitigen.
Erörterung des Standes der Technik
• Leitungen, die zur Zufuhr von Druckluft zu verschiedenen pneumatisch betriebenen Bauteilen verwendet werden, welche beispielsweise in verschiedenen Betrieben, Atomanlagen und medizinischen Einrichtungen zum Einsatz kommen, werden im allgemeinen mit einer In-line-Filtereinrichtung oder einer Dampffallenanordnung versehen, um Wasser- und/oder Öldampf, der in einem Strom der Druckluft enthalten ist, zum Zweck des Schutzes der pneumatischen Bauteile und zur Steigerung der Leistungsfähigkeit dieser Bauteile abzuscheiden.
• Eine Art einer derartigen In-line-Filtereinrichtung für Druckluft, die dazu eingerichtet ist, in der Druckluft enthaltene Dampf- und/oder Flüssigkeitspartikel zu minimieren, ist in US-A-4 487 618 (David O. Mann) offenbart worden. Die bekannte Filtereinrichtung enthält als erstes Filtermittel eine Verdampferkartusche mit einem geeigneten ersten Füll- oder Einsatzkörper innerhalb einer Hülse von dieser und eine weitere Verdampferkartusche als zweites Filtermittel mit einem geeigneten zweiten Füll- oder Einsatzkörper innerhalb einer Hülse von dieser. Das erste und zweite Filtermittel sind parallel zueinander so angeordnet, daß sie sich in der vertikalen Richtung von einer Basis aus erstrecken, die eine luftdicht abgeschlossene Abscheiderkonstruktion mit einer geeigneten Volumenkapazität schafft, wobei jedes der ersten und zweiten Filtermittel mit einer innerhalb der Abscheiderkonstruktion ausgebildeten abgeschlossenen Volumen- oder Abscheidekammer in Verbindung steht. Die Druckluft wird der Abscheiderkammer durch das erste Filtermittel von einer Zuführ- oder Einlaßleitung zugeführt, so daß Dampf- (Öldampf-) und/oder Flüssigkeitspartikel, die in der Druckluft enthalten sind, zu Tröpfchen kondensiert oder koalesziert werden, wodurch die Dampf- und/oder Flüssigkeitspartikel aus der Druckluft abgeschieden und die Tröpfchen innerhalb der Abscheidekammer eingefangen werden. Anschließend wird die Druckluft, aus der die Dampf- und/oder Flüssigkeitspartikel abgeschieden worden sind, durch das zweite Filtermittel von der Abscheiderkammer zu einer Auslaßleitung geleitet, so daß jegliche restlichen Flüssigkeitspartikel verdampft werden. Auf diese Weise wird die Menge der Dampf- und/oder Flüssigkeitspartikel, die in der in die Auslaßleitung eintretenden Luft mitgerissen werden, minimiert.
• Bei der in In-line-Filtereinrichtung, die oben beschrieben wurde, ist der erste Füllkörper des ersten Filtermittels ein gewickeltes Drahtnetzgewebe aus rostfreien Stahlfasern, während der zweite Füllkörper des zweiten Filtermittels ein gewickeltes, aus Baumwollfasern oder anderen absorbierenden Materialien gefertigtes Gewebematerial ist. Derartige gewickelte Füllkörper haben jedoch einen Spalt oder Zwischenraum zwischen den Innenumfangsflächen der Filterhülsen und den Außenumfangsflächen der Füllkörper, der vom Wicklungszustand der Gewebe der Füllkörper abhängt. Deshalb kann die durch den derart gebildeten Spalt oder Zwischenraum, welcher eventuell bei den Füllkörpern existiert, fließende Druckluft zur Auslaßleitung hin ohne Beseitigung der Öl- und/oder Flüssigkeitspartikel aus der Luft während deren Durchgang durch das erste sowie zweite Filtermittel abgegeben werden.
• Um einen derartigen Nachteil zu überwinden, hat der Zessionar der vorliegenden Erfindung eine In-line-Filtereinrichtung vorgeschlagen, die eine verbesserte Leistungsfähigkeit in der Beseitigung der Flüssigkeitspartikel aus der Druckluft gewährleistet, wie in JP-U-2/124392 offenbart ist. Die beschriebene Filtereinrichtung enthält ein geeignetes zylindrisches Schaumelement innerhalb der zylindrischen Hülse des zweiten Filtermittels, das derart angeordnet ist, daß sich das Schaumelement auf der stromabwärtigen Seite des zweiten Füllkörpers befindet, um ergänzend die verbleibenden, in der Druckluft, die durch den ersten sowie zweiten Füllkörper geströmt ist, enthaltenen Flüssigkeitspartikel zu beseitigen.
• Die derart konstruierte In-line-Filtereinrichtung ist jedoch immer noch nicht imstande, eine genügende Menge der Flüssigkeitspartikel abzuscheiden, und insofern unfähig, die Druckluft frei von Öl- und/oder Flüssigkeitspartikeln zur Auslaßleitung hin abzugeben. Ferner neigt die In-line-Filtereinrichtung, in welcher das erste und zweite Filtermittel nebeneinander parallel zueinander angeordnet sind, wobei jedes eine unabhängige zylindrische Bauweise besitzt und auf einer luftdicht umschlossenen Abscheiderkonstruktion steht, dazu, vergleichsweise groß bemessen zu sein. Es ist jedoch erforderlich, eine derartige In-line-Filtereinrichtung so kompakt wie möglich zu konstruieren. In diesem Sinn verbleibt noch Raum für eine Verbesserung in der Konstruktion einer In-line-Filtereinrichtung der oben beschriebenen Art.
Abriß der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Situationen im Stand der Technik entwickelt. Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte In-line-Filtereinrichtung zu schaffen, die imstande ist, mit hohem Wirkungsgrad Flüssigkeitspartikel, wie Wasser- und Öldampf, die in durch eine Leitung strömender Druckluft enthalten sind, abzuscheiden, und die in der Konstruktion kompakt ist.
• Das obige Ziel kann gemäß dem Prinzip dieser Erfindung erreicht werden, welche eine In-line-Filtereinrichtung, die in eine Luftleitung eingegliedert ist, durch welche Druckluft fließt, schafft, die umfaßt: a) ein Trennelement, das einen in einem zentralen Teil der unteren Fläche des Trennelements offenen Einlaßkanal zum Einführen eines Stroms der Druckluft, mindestens einen durch das Trennelement hindurch zwischen einem zentralen Teil sowie einem peripheren Teil des Trennelements ausgebildeten Zwischendurchgang und einen in einem zentralen Teil der oberen Fläche des Trennelements offenen Auslaßkanal zum Abführen der Druckluft besitzt; b) ein unteres Gehäuse, welches am einen seiner entgegengesetzten Enden geschlossen sowie am anderen Ende offen ist, wobei das untere Gehäuse an dessen anderem Ende fluiddicht an der unteren Fläche des Trennelements befestigt ist, und welches mit dem Trennelement zusammenwirkt, um einen unteren abgeschlossenen Raum abzugrenzen, dessen unterer Teil einen Sammelbehälter zur Speicherung einer Flüssigkeit bildet, die aus der Druckluft als Ergebnis einer Kondensation oder eines Zusammenfließens von Dampf- oder von Flüssigkeitspartikeln, die in der Druckluft enthalten sind, abgeschieden wird; c) erste Filtermittel, die in einem zentralen Bereich eines oberen Teils des umschlossenen Raums angeordnet sind sowie eine Hülse und einen das Innere der Hülse ausfüllenden ersten Füllkörper enthalten, wobei der erste Füllkörper dazu vorgesehen ist, die komprimierte, durch die Einlaßleitung eingeführte Luft zu empfangen sowie die Dampf- oder die Flüssigkeitspartikel in die Flüssigkeit zu kondensieren oder zu koaleszieren; d) zweite Filtermittel, die ein ringförmiges, radial außerhalb der Hülse der ersten Filtermittel angeordnetes Bauteil sowie einen einen Innenraum des ringförmigen Bauteils ausfüllenden zweiten Füllkörper enthalten, wobei der zweite Füllkörper dazu vorgesehen ist, die Druckluft, welche durch die ersten Filtermittel hindurchgetreten ist, von dem unteren Teil des umschlossenen Raums zu empfangen sowie die Druckluft in den mindestens einen Zwischendurchgang zu leiten; e) eine Ablaßeinrichtung, die in einem Bodenteil des Sammelbehälters angeordnet ist, um die Flüssigkeit von dem Sammelbehälter zur Außenseite der In-line-Filtereinrichtung abzuführen; f) ein oberes Gehäuse, welches am einen seiner entgegengesetzten Enden geschlossen sowie am anderen Ende offen ist, wobei das obere Gehäuse an dessen besagtem anderen Ende fluiddicht an der oberen Fläche des Trennelements befestigt ist, und welches mit dem Trennelement zusammenwirkt, um einen oberen abgeschlossenen Raum abzugrenzen, der mit dem unteren abgeschlossenen Raum durch den mindestens einen Zwischendurchgang in Verbindung steht; g) ein Nebelfilter, das eine ringförmige, poröse Struktur besitzt und innerhalb des oberen umschlossenen Raums so angeordnet ist, um ein Strömen der Druckluft von dem mindestens einen Zwischendurchgang durch die poröse Struktur hindurch in einer Richtung von der Außenseite zur Innenseite der porösen Struktur zu bewirken, wobei das Nebelfilter zur Abscheidung des restlichen Dampfes oder der restlichen Flüssigkeitspartikel aus der Druckluft, während die Druckluft durch die poröse Sturktur strömt, vorgesehen ist; und h) einen innenseitig der ringförmigen, porösen Struktur des Nebelfilters angeordneten sowie mit dem Auslaßkanal zum Abführen der gefilterten Druckluft verbundenen Luftsammler.
• Wie aus der obigen Beschreibung dieser In-line-Filtereinrichtung deutlich wird, wird die Druckluft, aus der der Dampf oder die Flüssigkeit während des Durchgangs durch das erste sowie zweite Filtermittel entfernt worden ist, weiter durch das Nebelfilter für ein Abscheiden der verbliebenen Dampf- oder Flüssigkeitspartikel geführt. Somit wird die im wesentlichen von den Dampf- oder Flüssigkeitspartikeln befreite Druckluft durch den Luftsammler, der innenseitig der ringförmigen, porösen Struktur des Nebelfilters angeordnet ist und der eine vorbestimmte Höhe hat, zur Auslaßleitung geleitet, von der die Druckluft zu entsprechenden, pneumatisch betätigten Bauteilen abgeführt wird. Deshalb werden die Dampf- und Flüssigkeitspartikel, die in der Druckluft nach dem Durchgang durch die ersten und zweiten Filtermittel verblieben sind, wirksam während des Durchgangs durch das Nebelfilter abgeschieden und leistungsfähig aus der Einrichtung durch den Ablaufkanal abgeführt, welcher mit dem zwischen dem Luftsammler und der Innenumfangsfläche des Nebelfilters ausgebildeten Innenraum in Verbindung steht. Folglich ist die In-line-Filtereinrichtung für Druckluft mit der obigen Konstruktion imstande, leistungsfähig die Druckluft zu filtern, so daß die gefilterte, im wesentlichen von den Dampf- und/oder Flüssigkeitspartikeln freie Luft den pneumatisch betriebenen Bauteilen zugeführt wird.
• Bei der erfindungsgemäßen In-line-Filtereinrichtung für Druckluft sind die ersten und zweiten Filtermittel im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet, während das Nebelfilter im wesentlichen koaxial mit jenen ersten und zweiten Filtermitteln derart angebracht ist, daß die beiden Filtermittel und das Nebelfilter miteinander in geeigneter Fluidverbindung durch das dazwischen angeordnete Trennelement gehalten werden. Demzufolge ist die Einrichtung von einfacher und kompakter Konstruktion.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Das obige Ziel und weitere Ziele sowie die Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden bei Kenntnisnahme der folgenden, auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmenden detaillierten Beschreibung einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besser verdeutlicht. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Ansicht im Längsschnitt einer In-line-Filtereinrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert;
• Fig. 2 eine Ansicht im Querschnitt eines Trennelements, das in der Filtereinrichtung der Fig. 1 zur Anwendung kommt;
• Fig. 3 eine Draufsicht auf das Trennelement der Fig. 2;
• Fig. 4 eine Unteransicht des Trennelements der Fig. 2;
• Fig. 5 eine Schnittdarstellung längs der Linie 5-5 in der Fig. 3.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• Um die vorliegende Erfindung weiter zu verdeutlichen, wird im Detail eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Anhand der Fig. 1 wird zuerst eine Ausführungsform einer Inline-Filtereinrichtung der Erfindung, die mit einer Druckluftleitung verbunden ist, gezeigt. Gemäß der Figur enthält die Filtereinrichtung ein unteres Gehäuse 8, ein oberes Gehäuse 14 und ein Trennelement 20. Das untere Gehäuse 8 nimmt erste und zweite Filter 2, 4 sowie eine automatische Ablaßeinheit 6 auf, während das obere Gehäuse 14 ein Nebelfilter 10 und einen Luftsammler 12 aufnimmt. Das Trennelement 20 enthält Einlaß- und Auslaßkanäle 16, 18 und ist derart angeordnet, daß es durch die und zwischen den unteren und oberen Gehäusen 8, 14 eingeklemmt ist.
• Im einzelnen ist, wie aus den Fig. 2 - 4 zu sehen ist, das Trennelement 20 ein allgemein kreisförmiges Bauteil mit einer relativ großen Wanddicke, das ein erstes sowie ein zweites Ansatzteil 21a, 21b besitzt, die diametral einander entgegengesetzt am Trennelement 20 ausgebildet sind. Die Ansatzteile 21a, 21b ragen in der radial auswärtigen Richtung des Trennelements 20 vor. Der Einlaßkanal 16 ist am einen seiner entgegengesetzten Enden an einer Außenumfangsfläche des ersten Ansatzteils 21a offen, während sein anderes Ende mit einer unteren Öffnung 22 verbunden ist, die in einem zentralen Teil einer unteren Fläche des Trennelements 20 offen ist. Andererseits ist der Auslaßkanal 18 am einen seiner entgegengesetzten Enden an einer Außenfläche des zweiten Ansatzteils 21b offen, während sein anderes Ende mit einer oberen Öffnung 24 Verbindung hat, die in einem zentralen Teil einer oberen Fläche des Trennelements 20 offen ist. Das Trennelement 20 enthält ferner vier durch seine Dicke hindurch ausgebildete Zwischendurchgänge 26 zwischen dem radial mittigen und dem peripheren Teil des Trennelements 20. Das untere und obere Gehäuse 8, 14 werden über die Zwischendurchgänge 26, wie im folgenden beschrieben werden wird, miteinander in Strömungsverbindung gehalten.
• Das Trennelement 20 besitzt ferner einen im zentralen Teil seiner oberen Fläche ausgebildeten Flüssigkeitsauffänger 28 und Ablaufkanäle 30, wie in Fig. 5 zu sehen ist. Der Flüssigkeitsauffänger 28 steht mit der oberen Öffnung 24 des Trennelements 20 in Verbindung, welche mit dem Auslaßkanal 18 verbunden ist. Die Ablaufkanäle 30 stehen am einen ihrer entgegengesetzten Enden mit der sich verjüngenden Bodenfläche des Flüssigkeitsauffängers 28 und am anderen Ende mit der Außenumfangsfläche des Trennelements 20 in Verbindung. Die Öffnungen der Ablaufkanäle 30 sind mit vorbestimmten Winkelabständen in der Umfangsrichtung des Trennelements 20 von den Öffnungen der Einlaß- und Auslaßkanäle 16, 18 getrennt.
• Das zylindrische untere Gehäuse 8, das am einen seiner entgegengesetzten Enden geschlossen und am anderen Ende offen ist, ist fluiddicht an einem unteren Teil des Trennelements 20 angebracht und wirkt mit dem Trennelement zusammen, um einen unteren abgeschlossenen Raum abzugrenzen, wobei dazwischen ein O-Ring 32 eingefügt ist. Im einzelnen hat das untere Gehäuse 8 einen an der Außenumfangsfläche an seinem offenen Ende ausgebildeten Flansch 36. Auf die Außenfläche des unteren Endabschnitts des Trennelements 20 ist ein Befestigungsgewindering 34 geschraubt derart, daß der Gewindering 34 den Flansch 36 des Trennelements 20 erfaßt. Der untere, auf diese Weise gebildete umschlossene Raum empfängt durch den durch das Trennelement 20 hindurch ausgestalteten Einlaßkanal 16 Druckluft.
• In einem radial zentralen Bereich eines oberen Teils des unteren eingeschlossenen Raums des unteren Gehäuses 8 ist das erste Filter 2 angeordnet, während das zweite Filter 4 radial außerhalb des ersten Filters 2 angeordnet ist.
• Im einzelnen ist das erste Filter 2 aus einer zylindrischen Hülse 47, einem ersten Füllkörper 48, der aus gewickelten Drahtnetzgeweben aus rostfreien Stahlfasern oder anderen metallischen Materialien gebildet ist und der das Innere der Hülse 47 ausfüllt, sowie einer kreisförmigen Abschlußplatte 38, die eine Mehrzahl von Löchern besitzt und das axial obere Ende der Hülse 47 abschließt, zusammengesetzt.
• Andererseits ist das zweite Filter 4 ein ringförmiges Bauteil, das einen ringförmigen Raum hat, der durch ein inneres Rohr 50 sowie ein äußeres Rohr 52, die radial auswärts der zylindrischen Hülse 47 des ersten Filters 2 in radial beabstandeter, koaxialer Lagebeziehung zueinander angeordnet sind, abgegrenzt ist. Das innere Rohr 50 hat einen Innendurchmesser, der mit einem geeigneten kleinen Wert ersichtlich größer als ein Außendurchmesser der Hülse 47 ist. Das äußere Rohr 52 hat im wesentlichen dieselbe Länge wie das innere Rohr 50 und einen Durchmesseer, der größer als derjenige des Innenrohrs 50 ist. Das zweite Filter enthält ferner einen zweiten Füllkörper 54, der aus gewickelten, aus beispielsweise Baumwollfasern gefertigten Gewebematerialien besteht sowie das Innere des ringförmigen Bauteils ausfüllt, und eine ringförmige Abschlußplatte 40, die an den oberen Enden der Rohre 50, 52 befestigt ist.
• Das erste Filter 2 ist an das Trennelement 20 so geschraubt, daß das erste Filter 2 mit der unteren Öffnung 22 über eine Mehrzahl von durch die Abschlußplatte 38 hindurch ausgebildeten Löchern in Verbindung steht, wobei die Abschlußplatte mit der oberen Stirnfläche des ersten Filters 2 in anstoßender Berührung angeordnet ist. Das obere Ende des zweiten Filters 4 wird in anstoßender Berührung mit einer Ringschulter 42 des Trennelements 20 gehalten, wobei dazwischen die ringförmige Abschlußplatte 40 eingefügt ist. Die Schulter 42, die in den unteren Teil eines jeden Zwischendurchgangs 26 übergeht, ist radial auswärts der unteren Öffnung 22 ausgebildet und näher zum oberen Ende des Trennelements 20 hin als zum unteren Ende der Öffnung 22, an welcher das erste Filter 2 an das Trennelement 20 geschraubt ist, angeordnet. Durch diese Ausgestaltung ragt das erste Filter 2 an seinem unteren Ende über das untere Ende des zweiten Filters 4 nach unten vor. Das zweite Filter 4 hat mit den Zwischendurchgängen 26 über eine Mehrzahl von durch die ringförmige Abschlußplatte 40 hindurch ausgebildeten Löchern Verbindung.
• Ein Filterträger 46 ist vorgesehen, um das zweite Filter 4 in seiner Lage zu halten. Der Filterträger 46 hat ein zurückgesetztes Teil 44, das ein Innengewinde aufweist, welches mit dem unteren Endabschnitt des ersten Filters 2 in Eingriff gelangt. Das zweite Filter 4 wird in seiner Lage gehalten, wobei seine untere Stirnfläche mit dem Filterträger 46 in anstoßender Berührung ist. Der Filterträger 46 besitzt eine Mehrzahl von Löchern zur Verbindung mit dem ersten und zweiten Filter 2 bzw. 4.
• Der untere Teil des unteren umschlossenen Raums des unteren Gehäuses 8 bildet einen Sammelbehälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit, die aus der Druckluft als Ergebnis einer Kondensation oder Koaleszenz eines Dampfes oder von Flüssigkeitspartikeln, die in der Druckluft enthalten sind, abgeschieden wird. Die aus der Druckluft abgeschiedene Flüssigkeit wird durch die in einem Bodenbereich des Sammelbehälters 56 aufgenommene automatische Ablaßeinheit 6 zur Außenseite der Inline-Filtereinrichtung abgeführt. Als die automatische Ablaßeinheit 6 dieser Erfindung kann vorzugsweise eine solche Vorrichtung verwendet werden, die so konstruiert ist, wie in US-A-5 011 519 beschrieben ist. Jedoch ist sie nicht auf die oben erwähnte Vorrichtung beschränkt, sondern kann durch andere bekannte automatische Ablaßvorrichtungen ersetzt werden.
• Das obere Gehäuse 14, das am einen seiner entgegengesetzten Enden geschlossen und am anderen Ende offen ist, ist fluiddicht an einem oberen Teil des Trennelements 20 so angebracht, daß die Öffnung des Gehäuses 14 mit dem Trennelement 20 unter Zwischenfügung eines O-Ringes verschraubt ist, um so einen oberen umschlossenen Raum abzugrenzen, der mit dem unteren umschlossenen Raum des unteren Gehäuses 8 über die Zwischendurchgänge 26 in Verbindung ist.
• Der auf diese Weise bestimmte umschlossene Raum des oberen Gehäuses 14 nimmt das Nebelfilter 10 auf, das eine ringförmige, poröse Struktur mit einer vorbestimmten Wanddicke in der radialen Richtung der Einrichtung aufweist. Das Nebelfilter 10 ist im wesentlichen konzentrisch mit dem ersten sowie zweiten Filter 2, 4 angeordnet, um einen inneren Raum 70 und einen äußeren Ringraum 64 zu bestimmen. Das Nebelfilter 10 ist über einen O-Ring 60 fluiddicht am Trennelement 20 so angebracht, daß das untere Ende des Nebelfilters 10 radial außenseitig des Flüssigkeitsauffängers 28 angeordnet und das Nebelfilter 10 am unteren Ende durch eine Tragplatte 62 abgestützt ist. Der äußere Ringraum 64 steht mit dem unteren umschlossenen Raum des unteren Gehäuses 8 über die Zwischendurchgänge 26 in Verbindung. Das obere Ende des Nebelfilters 10 ist durch eine Abschlußplatte 66 verschlossen, wodurch das Nebelfilter 10 am oberen Gehäuse 14 befestigt wird.
• Das Material für das Nebelfilter 10 dieser Erfindung ist aus solchen von bekannten Nebelfiltern von ringförmiger poröser Struktur wählbar, wie z.B. weiche oder harte Polyurethanschäume, gesinterte Harze oder Grasfasern, die winzige Poren haben.
• Bei dem derart aufgebauten Nebelfilter 10 wird die in den Ringraum 64 eingeführte Druckluft gezwungen, durch die poröse Struktur von einer Außenseite zu einer Innenseite dieser zu strömen, so daß die verbleibenden Dampf- oder Flüssigkeitspartikel aus der Druckluft abgeschieden werden, während die Druckluft durch die poröse Struktur strömt. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform sind die Innen- und Außenumfangsflächen des Nebelfilters 10 mit einem geeigneten Filtersieb 68 bedeckt, das beispielsweise aus einem Metallmaterial einer Netzwerkstruktur oder laminierten Baumwollgeweben bestehen kann. Jedoch kann das Nebelfilter ohne ein solches Filtersieb konstruiert sein.
• Das obere Gehäuse 14 nimmt ferner den Luftsammler 12 in einem im wesentlichen zentralen Teil des inneren Raums 70, der durch die Innenumtangsfläche des Nebelfilters 10 abgegrenzt ist, auf. Der Luftsammler 12 ist ein allgemein zylindrisches bauteil mit einer relativ kleinen Wanddicke. Dieses zylindrische Bauteil ist am einen seiner entgegengesetzten Enden fluiddicht an der oberen Öffnung 24 befestigt, die im zentralen Teil der oberen Fläche des Flüssigkeitsauffängers 28 offen ist. Der Luftsammler 12 ist am anderen Ende, das mit einem vorbestimmten Abstand oberhalb des Trennelements 20 angeordnet ist, offen.
• Die Öffnung des Luftsammlers 12 ist bevorzugterweise derart angeordnet, daß die aus der Druckluft, die durch das Nebelfilter 10 vom äußeren Raum 64 in den inneren Raum 70 geströmt ist, abgeschiedenen Flüssigkeitspartikel nicht in den Luftsammler gelangen sollen. Ferner ist der Durchmesser des Luftsammlers 12 vorzugsweise so bestimmt, daß der Luftsammler 12 und die Innenumfangsfläche des Nebelfilters 10 einen Ringraum herstellen, dessen Volumen ausreichend ist, um die aus der Druckluft durch das Nebelfilter 10 abgeschiedenen Tröpfchen zu speichern.
• In der derart aufgebauten In-line-Filtereinrichtung wird anfangs Druckluft durch den Einlaßkanal 16 in das erste Filter 2 geleitet, das für die Luftströmung eine größere Querschnittsfläche als die Einlaßleitung hat. Während die Druckluft durch das erste Filter 2 strömt, werden Dampf und/oder Partikel von Wasser und Öl, die in der Druckluft enthalten sind, zu Tröpfchen kondensiert oder koalesziert und dann durch eine adiabatische Expansion der Druckluft und durch Strömen der Luft durch den ersten Füllkörper 48 hindurch abgefangen. Die auf diese Weise kondensierten, zusammengelaufenen oder abgefangenen Tröpfchen (die Flüssigkeit) werden durch das Strömen der Druckluft durch die Filtereinrichtung hindurch in den Sammelbehälter 56 des unteren Gehäuses 8 geführt.
• Im Sammelbehälter 56 wird die Kondensation oder Koaleszenz des in der Druckluft enthaltenen Dampfes weiterhin durch einen weiteren adiabatischen Expansionseffekt bewirkt, der durch eine größere Querschnittsfläche des Sammelbehälters 56 als derjenigen des ersten Filters 2 hervorgerufen wird. Somit wird die Geschwindigkeit der Druckluft, die in den Sammelbehälter 56 strömt, abgesenkt, wodurch die Flüssigkeit in Form von mit der Druckluft strömenden Tröpfchen wirksam aus der Druckluft abgeschieden wird und durch die Schwerkraft sowie eine Zentrifugalkraft auf die automatische Ablaßeinheit 6 abfällt, so daß die Flüssigkeit aus der In-line-Filtereinrichtung ausgetragen wird.
• Anschließend wird die Druckluft, aus der die Dampf- oder Flüssigkeitspartikel durch die Kondensation und die Koaleszenz somit abgeschieden worden sind, in das zweite Filter 4 eingeführt, das radial auswärts des ersten Filters 2 angeordnet ist. Da das zweite Filter 4 eine kleinere Querschnittsfläche als der Sammelbehälter 56 des unteren Gehäuses 8 hat, wird die Luft einer adiabatischen Kompression unterworfen. Ferner werden aufgrund einer Turbulenz der Luftströmung während des Durchgangs durch den zweiten Füllkörper 54 des zweiten Filters 4 in der Druckluft als Flüssigkeitspartikel verbliebenes Wasser und Öl verdampft. Die Druckluft, die durch den zweiten Füllkörper 54 hindurchgetreten ist, wird dann in den äußeren Ringraum 64 des oberen Gehäuses 14 über die durch das Trennelement 20 hindurch ausgestalteten Zwischendurchgänge 26 eingeführt und strömt durch das Nebelfilter 10 in den Innenraum 70, wodurch die in der Luft enthaltenen verbliebenen Flüssigkeitspartikel im wesentlichen vollständig durch das Nebelfilter 10 abgefangen werden. Demzufolge wird die getrocknete Druckluft, die im wesentlichen von Öl- und/oder Flüssigkeitspartikeln frei ist, über den innerhalb des Innenraums 10 aufgenommenen Luftsammler 12, die obere Öffnung 24 des Trennelements 20 und den Auslaßkanal 18 zur Auslaßleitung abgeführt. Der Luftsammler hat eine Bohrung 72, die am einen seiner entgegengesetzten Enden mit vorbestimmtem Abstand vom Trennelement entfernt offen ist.
• Die während des Durchgangs der Druckluft durch das Nebelfilter 10 abgefangenen Flüssigkeitspartikel fallen nach und nach innerhalb des Innern des Nebelfilters 10 ab und werden im Bodenteil des Filters 10 gesammelt. Die angesammelte Flüssigkeit wird dann aus dem Nebelfilter 10 ausgetragen und fließt in den Flüssigkeitsauffänger 28. Die im Flüssigkeitsauffänger 28 gespeicherte Flüssigkeit wird dann über die Ablaufkanäle 30, die im Boden des Auffängers 28 offen sind, aus der Einrichtung nach außen gefördert.
• Die In-line-Filtereinrichtung der vorliegenden Erfindung mit dem obigen Aufbau ist demzufolge imstande, in vorteilhafter Weise die Druckluft im wesentlichen frei von Öl- und/oder Flüssigkeitspartikeln zu verschiedenen pneumatisch betätigten Bauteilen abzugeben. Da das Nebelfilter 10 wirksam die in der Druckluft, die durch das zweite Filter 4 geströmt ist, verbleibenden Flüssigkeitspartikel abscheidet und der Luftsammler 12, der eine vorbestimmte Höhe hat, im Innenraum 70 angeordnet ist, werden daher die während des Durchgangs der Druckluft durch das Nebelfilter 10 abgefangenen Flüssigkeitspartikel schwerlichst in die innere Bohrung 72 des Luftsammlers 12 eintreten.

Claims (10)

1. Eine In-line-Filtereinrichtung, die in eine Luftleitung, durch die Druckluft strömt, eingegliedert ist, umfaßt:

- ein Trennelement (20), das einen in einem zentralen Teil der unteren Fläche des Trennelements (20) offenen Einlaßkanal (16) zum Einführen eines Stroms der Druckluft, mindestens einen durch das Trennelement (20) hindurch zwischen einem zentralen Teil sowie einem peripheren Teil des Trennelements (20) ausgebildeten Zwischendurchgang (26) und einen in einem zentralen Teil der oberen Fläche des Trennelements (20) offenen Auslaßkanal (18) zum Abführen der Druckluft besitzt;

- ein unteres Gehäuse (8), welches am einen seiner entgegengesetzten Enden geschlossen sowie am anderen Ende offen ist, wobei das genannte untere Gehäuse an dessen besagtem anderen Ende fluiddicht an der unteren Fläche des erwähnten Trennelements befestigt ist, und welches mit dem erwähnten Trennelement zusammenwirkt, um einen unteren abgeschlossenen Raum abzugrenzen, dessen unterer Teil einen Sammelbehälter (56) zur Speicherung einer Flüssigkeit bildet, die aus der Druckluft als Ergebnis einer Kondensation oder Koaleszenz von Dampf- oder von Flüssigkeitspartikeln, die in der Druckluft enthalten sind, abgeschieden wird;

- erste Filtermittel (2), die in einem zentralen Bereich eines oberen Teils des genannten umschlossenen Raums angeordnet sind sowie eine Hülse (47) und einen das Innere der besagten Hülse ausfüllenden ersten Füllkörper (48) enthalten, wobei der erwähnte erste Füllkörper dazu vorgesehen ist, die Druckluft zu empfangen sowie die genannten Dampf- oder Flüssigkeitspartikel in die besagte Flüssigkeit zu kondensieren oder zu koaleszieren;

- zweite Filtermittel (4), die ein ringförmiges, radial außerhalb der besagten Hülse der erwähnten ersten Filtermittel angeordnetes Bauteil (50, 52) sowie einen das Innere des genannten ringförmigen Bauteils ausfüllenden zweiten Füllkörper (54) enthalten, wobei der besagte zweite Füllkörper dazu vorgesehen ist, die Druckluft, welche durch die ersten Filtermittel (2) hindurchgetreten ist, von dem erwähnten unteren Teil des genannten umschlossenen Raums zu empfangen sowie die Druckluft in den besagten mindestens einen Zwischendurchgang zu leiten;

- eine Ablaßeinrichtung (6), die in einem Bodenteil des erwähnten Sammelbehälters angeordnet ist, um die besagte Flüssigkeit von dem erwähnten Sammelbehälter zur Außenseite der In-line-Filtereinrichtung abzuführen;

- ein oberes Gehäuse (14), welches am einen seiner entgegengesetzten Enden geschlossen sowie am anderen Ende offen ist, wobei das genannte obere Gehäuse an dessen besagtem anderen Ende fluiddicht an der oberen Fläche des erwähnten Trennelements befestigt ist, und welches mit dem erwähnten Trennelement zusammenwirkt, um einen oberen abgeschlossenen Raum abzugrenzen, der mit dem genannten unteren abgeschlossenen Raum durch den besagten mindestens einen Zwischendurchgang in Verbindung steht;

- ein Nebelfilter (10), das eine ringförmige, poröse Struktur besitzt und innerhalb des genannten oberen umschlgssenen Raums so angeordnet ist, um ein Strömen der Druckluft von dem besagten mindestens einen Zwischendurchgang durch die erwähnte poröse Struktur hindurch in einer Richtung von der Außenseite zur Innenseite der erwähnten porösen Struktur zu bewirken, wobei das Nebelfilter (10) zur Abscheidung des restlichen Dampfes oder der restlichen Flüssigkeitspartikel aus der Druckluft, während die Druckluft durch die erwähnte poröse Struktur strömt, vorgesehen ist; und

- einen innenseitig der erwähnten ringförmigen, porösen Struktur des besagten Nebelfilters angeordneten sowie mit dem erwähnten Auslaßkanal zum Abführen der gefilterten Druckluft verbundenen Luftsammler (12).

2. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 1, in welcher das erwähnte Trennelement einen an der genannten oberen Fläche von diesem zwischen einer Innenumfangsfläche der erwähnten porösen Struktur des besagten Nebelfilters ausgebildeten Flüssigkeitsauffänger (28) enthält, wobei der Flüssigkeitsauffänger dazu vorgesehen ist, eine aus der Druckluft durch das besagte Nebelfilter abgeschiedene Flüssigkeit zu empfangen.

3. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 2, in welcher das erwähnte Trennelement einen Ablaufkanal (30) besitzt, der am einen seiner entgegengesetzten Enden mit dem genannten Flüssigkeitsauffänger und am anderen Ende mit der Außenseite der Einrichtung in Verbindung steht.

4. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 1, in welcher das genannte obere Gehäuse und die erwähnte poröse Struktur des besagten Nebelfilters miteinander zusammenwirken, um einen Ringraum abzugrenzen, welcher mit dem besagten mindestens einen Zwischendurchgang in Verbindung steht.

5. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 1, in welcher die erwähnte poröse Struktur des besagten Nebelfilters sich nahe zu einer Bodenwand erstreckt, welche das erwähnte eine Ende des genannten oberen Gehäuses bestimmt, wobei der besagte Luftsammler entgegengesetzte Enden hat, von denen eines mit dem erwähnten Auslaßkanal in Verbindung steht und das andere von diesen von der genannten Bodenwand des oberen Gehäuses beabstandet ist.

6. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 1, in welcher das erwähnte Trennelement eine allgemein kreisförmige Gestalt hat und der besagte mindestens eine Zwischendurchgang aus einer Mehrzahl von Zwischendurchgängen (26) besteht, die durch einen radial zwischenliegenden Bereich des erwähnten Trennelements hindurch ausgebildet sind.

7. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 1, in welcher die besagte Hülse des erwähnten ersten Filtermittels am einen der entgegengesetzten Enden der Hülse, das von der erwähnten Ablaßeinrichtung entfernt ist, am erwähnten Trennelement befestigt ist.

8. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 7, die ferner einen Filterträger (46) enthält, der am anderen Ende der besagten Hülse der erwähnten ersten Filtermittel befestigt ist.

9. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 8, in welcher der besagte Filterträger das genannte ringförmige Bauteil der erwähnten zweiten Filtermittel am einen, von dem erwähnten Trennelement entfernten Ende des genannten ringförmigen Bauteils abstützt.

10. Eine In-line-Filtereinrichtung nach Anspruch 8, in welcher der besagte Filterträger ein zurückgesetztes Teil (44) enthält, das ein Innengewinde hat, welches mit dem von dem erwähnten Trennelement entfernten Endabschnitt der besagten Hülse des erwähnten ersten Filtermittels in Eingriff ist.