DE69620759T2

DE69620759T2 - Ein doppelfilter für kompremierte luft

Info

Publication number: DE69620759T2
Application number: DE69620759T
Authority: DE
Inventors: Lauri Jauhola; Tero Nikkilae
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2016-05-29
Also published as: AU5821496A; EP0835159B1; DE69620759D1; US5950672A; FI952758A0; WO1996039240A1; ATE216277T1; FI98049C; FI98049B; EP0835159A1

Description

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Doppelfilter für Druckluft mit zwei parallel angeordneten Filtern und einem zum Leiten der Druckluft durch das jeweils gewählte Filter dienenden Ventilsatz, der Einlassventile zum Leiten der Luft vom Drucklufteingang in das jeweils gewählte Filter und eine Rückschlagventilanordnung zum Leiten der Druckluft aus dem gewählten Filter zum Druckluftauslass aufweist, wobei die Rückschlagventilanordnung zwei einander entgegengerichtete und über eine Kammer miteinander verbundene Rückschlagventile mit angefügtem Einlassstutzen und einem mittig angeordneten Auslassstutzen umfasst und eine Kugel den jeweils drucklosen Einlassstutzen verschließt. Die Erfindung betrifft auch eine Rückschlagventilanordnung für andere Zwecke.
In Druckluftfiltern werden neuerdings synthetische zylindrische Rohre, Patronen, eingesetzt, die in einem Entwässerungsbehälter angeordnet werden, so dass das Druckluftfilter neben seiner Filterfunktion gleichzeitig zum Abscheiden von Wasser dient. Von diesen Filterpatronen gibt es verschiedene Fabrikate, u. a. das amerikanische Numatics. Diese Filterpatronen sind in verschiedenen Filterfeinheiten erhältlich, und so spricht man z. B. von der 5-u-Patrone, was bedeutet, dass ein solches Filter keine Partikel passieren lässt, deren Durchmesser größer als 5 um ist. Von Zeit zu Zeit, nämlich immer wenn der Druckverlust über das Filter vom Standpunkt des Betriebs aus betrachtet zu groß wird, muss die Patrone ausgewechselt werden. Dabei muss der Durchfluss durch das Filter unterbrochen werden. Zur störungsfreien Versorgung mit Druckluft setzt man deshalb Doppelfilter ein, bei denen zwei Filter so parallel angeordnet sind, dass der Druckluftstrom mit einem passenden Ventilsatz von dem einen auf das andere Filter umgeschaltet werden kann.
Die verstopfte Filterpatrone kann dann ohne Unterbrechung des Druckluftstroms ausgewechselt werden.
In EP A 0 084 520 ist ein für Parallelbetrieb eingerichtetes Doppelfilter beschrieben, bei dem zwei Rückschlagventile an den Filterausgang geschaltet sind. Betätigt werden diese Ventile durch den Druck strömender Flüssigkeit. Ein halfterartig geformtes Verschlusselement sperrt bei hohem Druck den Eingang und gibt ihn entsprechend bei niedrigem Druck frei, um so den Flüssigkeitsrückstand in diesem Eingang und dem eingeschalteten Filter freizusetzen.
Bei einem anderen bekannten Doppelfilter werden hinter einem T- Anschlussteil separate Absperrventile eingesetzt, mit denen manuell die Strömung auf die gewünschte Seite freigegeben und entsprechend die Strömung auf die andere Seite gesperrt werden kann. Dabei besteht die Gefahr, dass der Bediener beide Absperrventile schließt. Auf der einen Seite der Filter werden zwei federbelastete Rückschlagventile eingesetzt, in denen die Kugel sich in einer von einer Bohrung gebildeten Druckkammer bewegt, und diese beiden Druckkammern sind durch eine Verbindungsbohrung miteinander verbunden. Vom Filter werden Kanäle zu den Enden der Kugelkammer geführt, und der Strom geht aus der Mitte der Verbindungsbohrung ab. Dabei schließt die Feder das entgegengesetzte Rückschlagventil und damit auch das aus dem Betrieb genommene Filter. Eine solche Rückschlagventilanordnung begrenzt allerdings die Strömung.
Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Druckluft-Doppelfilter bereitzustellen, das gegenüber den bekannten Doppelfiltern neue Eigenschaften aufweist und gleichzeitig einen einfacheren Betrieb ohne Bedienungsfehler- Risiken erlaubt.
Die kennzeichnenden Merkmale des erfindungsgemäßen Druckluft- Doppelfilters sind in den beigefügten Patentansprüchen niedergelegt. Bevorzugt wird die die Kugel tragende Käfigkonstruktion von einer an sich bekannten Filterpatrone gebildet, aber auch mechanische Konstruktionen sind prinzipiell möglich. Mit der Filterpatrone erzielt man einen passenden Druckverlust, der die Kugel zuverlässig zum anderen Ende hin treibt.
Das erfindungsgemäße Doppelfilter mit seiner in der Kugelkammer einzusetzenden Filterpatrone bietet auch den zusätzlichen Vorteil, dass bei vorübergehendem Ausgehen der Filterpatronen des eigentlichen Filters immer noch das Grobfilter der Kugelkammer vorhanden ist, was auf jeden Fall besser ist als Betriebsunterbrechung oder völliges Fehlen der Filterung. Die übrigen Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
Die kennzeichnenden Merkmale der erfindungsgemäßen Rückschlagventilanordnung gehen aus Patentanspruch 8 hervor.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen ein erfindungsgemäßes Druckluft-Doppelfilter dargestellt ist, beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 das Strömungsbild des erfindungsgemäßen Druckluft- Doppelfilters;
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Druckluftfilter von vorn betrachtet;
Fig. 3 das Doppelfilter von Fig. 2 seitlich betrachtet;
Fig. 4 das Doppelfilter von Fig. 2 im Draufblick;
Fig. 5 das Kugelkammergehäuse im Querschnitt.
Die Hauptbauteile des Doppelfilters werden von zwei eigentlichen Filtern 3, einem diese miteinander verbindenden Einlassventil 2 und einem Rumpfteil 15 mit der aus einem Umschalt- Rückschlagventil bestehenden Ventilanordnung 4 gebildet. Der Drucklufteinlass 1 wird unmittelbar vom Einlass eines Dreiwegeventils gebildet. So wird also an Stelle zweier getrennter Ventile als Einlassventil 2 ein Dreiwegeventil eingesetzt, das außerdem die Eigenschaft hat, in Zwischenstellung die Strömung nicht zu unterbrechen sondern den Wechsel "fließend" zu vollziehen. In Zwischenstellung des Ventils erfolgt somit über beide Filter Druckluftzufuhr. Ein solches Ventil kann zum Beispiel eine T-Kanal-Kugel haben.
In beiden Filtern 3 wird die vorgenannte Filterpatrone 3.1 eingesetzt - typischerweise eine 5-u-Patrone. Über die Kanäle des Rumpfteils 15 gelangt die Luft ins Kugelkammergehäuse. Der Abgang der Druckluft aus dem Kugelkammergehäuse erfolgt über den mittig angeordneten Auslassstutzen 5, Fig. 4. Der Druck der ausströmenden Druckluft wird mit dem Messgerät 6 kontrolliert, mit dem auch Filterverstopfung und die Notwendigkeit, auf die zuvor ausgewechselte frische Filterpatrone umzuschalten, festgestellt wird.
Das Rumpfteil 15 besteht bevorzugt aus zwei Teilen 15.1 und 15.2, so dass sich die erforderliche Bearbeitung ziemlich einfach gestaltet. Das Rumpfteil hat in beiden Gehäuseteilen axiale Bohrungen 14. Zur Aufnahme der Filterpatrone 10 sind in beide Teile zu den Bohrungen 14 parallele zylindrische Hohlräume eingearbeitet. Das größere Teil 15.2 hat eine konzentrische Zylinderbohrung für den Auslasskanal 11. Der Auslassstutzen 5 reicht bis zu diesem Auslasskanal 11. Beim Zusammenbau des Rumpfteils 15 werden die Teile 15.1 und 15.2 so gegeneinander gelegt, dass die Filterpatrone 10 und die an ihren Enden befindlichen Flachdichtringe 13 in den Zylinderraum 12 zu liegen kommen. Außerdem wird natürlich die Kugel 9 in die Patrone 10 eingesetzt. An der Teilungsebene 16 der Teile 15.1 und 15.2 wird ein Dichtring 17 eingesetzt. Die Rückschlagventile werden an den Enden der gleichen Kammer gebildet, wobei ein und dieselbe Kugel 9 abwechselnd an beiden Enden als Sperrorgan wirkt.
Beträgt die Filterfeinheit der eigentlichen Filterpatronen 5 u, so wird in dieser Kugelkammer eine Filterpatrone 10 zum Beispiel der Filterfeinheit 40 u eingesetzt. Die Patrone Numatics Typ EKF30A wurde getestet. Dabei brauchen im Notfall in dem Doppelfilter überhaupt keine Patronen vorhanden zu sein, sondern diese gröbere Filterpatrone 10 erfüllt die gesamte Filtrationsfunktion. Eine solche Situation sollte natürlich vermieden werden, weil ja das Auswechseln der Filterpatrone 10 eine Unterbrechung des Betriebs bedeutet. Die in der Kugelkammer befindliche Filterpatrone 10 soll eine um das 2- bis 50- fache gröbere Filterfeinheit als die in den eigentlichen Filtern befindlichen Patronen, also allgemein eine Feinheit im Bereich zwischen 5 und 200 um haben.
Im Betrieb drückt die von der Druckseite kommende Strömung die Kugel 9 gegen die Öffnungsränder der Bohrung 14 des entgegengesetzten Einlassstutzens. Der Flachdichtring 13 erstreckt sich jedoch so über die Ränder der Öffnung, dass die Kugel nie direkt mit diesen Öffnungsrändern in Berührung kommt.
Zusammenfassend kann konstatiert werden, dass das erfindungsgemäße Doppelfilter den Vorteil zuverlässigeren Betriebs bietet, indem sie ein versehentliches gleichzeitiges Schließen beider separater Ventile ausschließt. Das eingesetzte Dreiwegeventil bewirkt auch in Zwischenstellung nie eine Unterbrechung der Strömung, so dass das Wechseln der Filterpatrone betriebsunterbrechungsfrei erfolgt. Das erfindungsgemäße Umschalt-Rückschlagventil ermöglicht einen größeren Durchfluss durch die Kugelkammer als bisher und bietet gleichzeitig die Möglichkeit zusätzlichen Filterns in Notfällen, in denen die eigentliche Filterpatrone verstopft und eine neue Patrone nicht verfügbar ist.
Die erfindungsgemäße Rückschlagventilanordnung kann natürlich auch für andere Zwecke als in Doppelfiltern eingesetzt werden. Sie eignet sich zur Schaltung zweier Einlässe auf die gleiche Leitung.

Claims

1. Druckluft-Doppelfilter mit zwei parallel angeordneten Filtern (3) und einem zum Leiten der Druckluft durch das jeweils gewählte Filter (3) dienenden Ventilsatz (2, 4), der Einlassventile (2) zum Leiten der Luft vom Drucklufteinlass (1) in das jeweils gewählte Filter (3) und eine Rückschlagventilanordnung (4) zum Leiten der Druckluft aus dem gewählten Filter zum Druckluftauslass (5.1) aufweist, wobei die Rückschlagventilanordnung (4) zwei einander entgegengerichtete und über eine Kammer (8) miteinander verbundene Rückschlagventile mit angefügten Einlassstutzen (14) und einem mittig angeordneten Auslassstutzen (5) umfasst und eine Kugel (9) den jeweils drucklosen Einlassstutzen (14) verschließt, und die Kammer (8) eine zylindrische Käfigkonstruktion zur Aufnahme der Kugel aufweist, wobei die Rückschlagventile an den Enden dieser Kammer ausgebildet sind und ein und dieselbe Kugel abwechselnd an beiden Enden als Sperrorgan fungiert.

2. Doppelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigkonstruktion von einer Filterpatrone (10) gebildet wird, in deren Mitte ein ringförmiger Auslasskanal (11) ausgebildet ist, der die abgehende Druckluft von der Außenseite der Filterpatrone in den Auslassstutzen (5) lenkt.

3. Doppelfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelkammer Längsbohrungen für die Einlassstutzen (14), einen zylindrischen Raum (12) von größerem Durchmesser als diese zur Aufnahme einer Filterpatrone (10) und einen mittigen zylindrischen Raum von noch größerem Durchmesser für den mittigen Auslasskanal (11) umfasst.

4. Doppelfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden der Patrone (10) je ein Flachdichtring (13) eingesetzt wird, der sich um die Öffnung des zugeordneten Einlassstutzens (14) herum erstreckt, wobei der Flachdichtring (13) zwischen die Kugel (9) und den Rand der Öffnung zu liegen kommt.

5. Doppelfilter nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel-Filtergrenze der Kugelkammer- Filterpatrone (10) das 2- bis 50-fache der Partikel-Filtergrenze der eigentlichen Filter beträgt, bevorzugt jedoch im Bereich 2-200 um liegt.

6. Doppelfilter nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Gehäusekonstruktion zweiteilig ausgeführt ist und die Teilungsebene (16) an dem einen Ende des ringförmigen Auslasskanals (11) liegt.

7. Doppelfilter nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile von einem einzigen Dreiwegeventil (2) gebildet werden, in dem eine T-Kanal-Kugel oder dergleichen so angeordnet ist, dass der Zufuhrwechsel von der einen auf die andere Seite "fließend" und auch in Mittelstellung ohne Zufuhrsperrung erfolgt.

8. Zum Leiten von Druckluft aus einem gewählten Einlassstutzen (14) zum Druckluft-Auslass (5.1) dienende Rückschlagventilanordnung (4), die aus zwei einander entgegengesetzten und untereinander durch eine Kammer (8) verbundenen Rückschlagventilen, an die Einlassstutzen (14) und in der Mitte ein Auslassstutzen (5) gefügt sind, besteht, und bei der eine Kugel (9) den jeweils drucklosen Einlassstutzen (14) sperrt, und die Kugelkammer aus einer Filterpatrone (10) besteht, bei der die Rückschlagventile an den Enden der gleichen Kammer ausgebildet sind und die gleiche Kugel abwechselnd an beiden Enden als Sperrorgan fungiert, wobei in der Mitte der Kammer ein ringförmiger Auslasskanal (11) ausgebildet ist, der die abgehende Druckluft in den Auslassstutzen (5) leitet.

9. Rückschlagventilanordnung (4) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden der Filterpatrone (10) je ein Flachdichtring (13) eingesetzt wird, der sich um die Öffnung des zugeordneten Einlassstutzens (14) herum erstreckt, wobei der Flachdichtring (13) zwischen die Kugel (9) und den Rand der Öffnung zu liegen kommt.

10. Rückschlagventilanordnung (4) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Gehäusekonstruktion zweiteilig ausgeführt ist und die Teilungsebene (16) sich am einen Ende des ringförmigen Auslasskanals (11) befindet.