DE69823822T2

DE69823822T2 - Parallelfluss-filterkopf

Info

Publication number: DE69823822T2
Application number: DE69823822T
Authority: DE
Inventors: Donald Mcgibbon
Original assignee: Cuno Inc
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2018-06-20
Also published as: US6139741A; WO1998057725A1; EP0991457B1; CA2291813A1; AU8156198A; BR9809737A; DE69823822D1; JP2000513656A; EP0991457A1; BR9809737B1; AU745521B2; JP3403738B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Filtersystem und insbesondere einen Filterkopf zur Verwendung mit einem Filtersystem. Noch genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Filtersystem, das zwei oder mehr Filterköpfe aufweist, die miteinander verbunden sind, um eine Parallelströmung zu ergeben.
Filtersysteme werden verwendet, um Fluide, wie zum Beispiel Wasser, Öl und Benzin zu filtern, und diese Systeme umfassen zumindest eine Filtereinheit. Eine Filtereinheit umfasst im allgemeinen einen Filterkopf, ein Filtergehäuse und ein Filterelement. Das Filtergehäuse enthält das Filterelement und dient sowohl als Druckgefäß als auch als Sammelbehälter bzw. Becher. Kontaminiertes Fluid wird in das Filtergehäuse und durch das Filterelement gepumpt, um gefiltertes Fluid zu erzeugen. Der Filterkopf dichtet das Filterelement in dem Gehäuse ab und umfasst einen Einlaß, um das kontaminierte Fluid in das Gehäuse zu leiten, und einen Auslaß, um das gefilterte Fluid aus dem Filterelement abzuziehen.
Ein spezieller, existierender Filterkopf umfasst folgende Bestandteile: eine Basis, die eine Filteraufnahme und eine Gehäuseaufnahme aufweist, eine äußere Oberfläche, die sich ausgehend von der Basis erstreckt, erste und zweite Bohrungen, die sich von der äußeren Oberfläche ausgehend nach innen erstrecken, eine erste Durchgangsöffnung, welche die erste Bohrung mit der Gehäuseaufnahme verbindet, und eine zweite Durchgangsöffnung, die die zweite Bohrung mit der Filteraufnahme verbindet. Somit bilden die erste Durchgangsöffnung und die erste Bohrung einen Einlaß, während die zweite Bohrung und die zweite Durchgangsöffnung einen Auslaß bilden.
Häufig ist es wünschenswert, zwei oder mehr Filtereinheiten zu einem größeren Parallelfluß-Filtersystem miteinander zu verbinden, beispielsweise dann, wenn ein großes Volumen von kontaminiertem Fluid gefiltert werden muß oder wenn das kontaminierte Fluid in sehr starkem Maße kontaminiert ist.
Normalerweise wird ein System dadurch gebildet, daß einfach zwei oder mehr existierende Filterköpfe so miteinander verbunden werden, daß alle Einlässe der Köpfe mit einer einzigen Leitung für ungefiltertes Fluid und alle Auslässe der Köpfe mit einer Leitung für das gefilterte Fluid verbunden sind. Zwar ermöglicht diese Konfiguration günstigerweise die Verwendung der gleichen Filterköpfe sowohl für einzelne Filtereinheiten als auch für Parallelfluß-Filtersysteme, doch ist das sich ergebende Parallelfluß-Filtersystem relativ groß und umfasst viele Leitungsverbindungen. Weniger Leitungsverbindungen sind bevorzugt, da die Leitungsverbindungen Bereiche für Lecks bilden.
Die US-4,324,213 beschreibt einen Filterkopf für ein Schmiermittel-Fluid-Filtersystem, das einen Primärfilter und einen Bypass-Filter umfasst, der einen kleinen Prozentsatz des Gesamtstroms durch den Primärfilter erhält. Wenn der Primärfilter blockiert wird, wird ein druckbetätigtes Bypass-Ventil geöffnet, das den Strom des ungefilterten Fluids direkt in die Eingangsöffnung des Bypass-Filters umleitet, ohne daß er zuerst durch das Primärfilter fließt.
Weiterhin wird auf die US-4,192,750 Bezug genommen, die eine Filterbaueinheit beschreibt, welche eine Vielzahl von stapelbaren Filterkopfeinheiten verwendet, die einen Parallelstrom durch Filterelemente ermöglichen, die in Filterbechern montiert sind, wobei an jeder der stapelbaren Filterkopfeinheiten ein Filterelement und ein Filterbecher montiert sind.
Demgegenüber ist es ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten Filterkopf und ein verbessertes Filtersystem zu schaffen, das zumindest zwei Filterköpfe umfasst, sowie ein Verfahren zum Konvertieren eines Filterkopfes, um einen bekannten Filterkopf zu verbessern. Insbesondere sollen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden. Genauer gesagt soll ein verbesserter Filterkopf beschrieben werden, der auf einfache Weise mit anderen, ähnlichen Filterköpfen gestapelt oder betriebsmäßig verbunden werden kann, um ein Parallelfluß-Filtersystem zu bilden. Das Parallelfluß-Filtersystem soll so kompakt wie möglich sein, soll weniger Leitungsverbindungen aufweisen und mit geringeren Kosten herstellbar sein, als die oben erwähnten existierenden Systeme. Darüber hinaus soll der Filterkopf für eine Verwendung sowohl in einer alleinstehenden Filtereinheit als auch in einem Parallelfluß-Filtersystem geeignet sein.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Filterkopf nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Konvertieren eines Filterkopfes nach Anspruch 7 und eine Filterkopf-Baueinheit nach Anspruch 8.
Die vorliegende Erfindung erreicht diese und andere Ziele dadurch, daß sie einen verbesserten Filterkopf schafft, der eine Basis mit einer Filteraufnahme und einer Gehäuseaufnahme, eine äußere Oberfläche, die sich ausgehend von der Basis erstreckt, erste und zweite Bohrungen, die sich von der äußeren Oberfläche nach innen erstrecken, eine erste Durchgangsöffnung, die die erste Bohrung mit der Gehäuseaufnahme verbindet, und eine zweite Durchgangsöffnung umfasst, die die zweite Bohrung mit der Filteraufnahme verbindet. Die Verbesserung umfasst einen Stopfen in der zweiten Bohrung, der eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Durchgangsöffnung und der äußeren Oberfläche verhindert, sowie eine Öffnung für ungefiltertes Fluid, welche die zweite Bohrung zwischen dem Stopfen und der äußeren Oberfläche mit der Gehäuseaufnahme verbindet, und eine Öffnung für gefiltertes Fluid, die sich zwischen der äußeren Oberfläche und der zweiten Bohrung zwischen der zweiten Durchgangsöffnung und dem Stopfen erstreckt.
Auf diese Weise umfasst ein Einlaß des Filterkopfes die erste Bohrung und die erste Durchgangsöffnung, während ein Auslaß für ungefiltertes Fluid die Öffnung für ungefiltertes Fluid und die zweite Bohrung zwischen dem Stopfen und der Seitenoberfläche umfasst, und ein Auslaß für gefiltertes Fluid die zweite Durchgangsöffnung, die Öffnung für gefiltertes Fluid und die zweite Bohrung zwischen dem Stopfen und dem Ende der Bohrung umfasst. Auf diese Weise ist der verbesserte Filterkopf ideal für die Verwendung in einem Parallelfluß-Filtersystem.
Auch wird ein Verfahren zum Konvertieren eines existierenden Filterkopfes geschaffen. Der Filterkopf umfasst eine Basis mit einer Filteraufnahme und einer Gehäuseaufnahme, eine äußere Oberfläche, die sich von der Basis ausgehend erstreckt, erste und zweite Bohrungen, die sich von der äußeren Oberfläche nach innen erstrecken, eine erste Durchgangsöffnung, welche die erste Bohrung mit der Gehäuseaufnahme verbindet, und eine zweite Durchgangsöffnung, die die zweite Bohrung mit der Filteraufnahme verbindet. Das Verfahren umfasst das Verschließen der zweiten Bohrung durch einen Stopfen, um eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Durchgangsöffnung und der äußeren Oberfläche zu verhindern, das Ausbilden einer Öffnung für ungefiltertes Fluid von der Gehäuseaufnahme zur zweiten Bohrung zwischen dem Stopfen und der äußeren Oberfläche, und das Ausbilden einer Öffnung für gefiltertes Fluid von der äußeren Oberfläche zur zweiten Bohrung zwischen der zweiten Durchgangsöffnung und dem Stopfen.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Filterkopf, der eine Basis mit einer Filteraufnahme und einer Gehäuseaufnahme, und eine äußere Oberfläche umfasst, die sich ausgehend von der Basis erstreckt. Ein Einlaß erstreckt sich zwischen der äußeren Oberfläche und der Gehäuseaufnahme, während sich ein Auslaß für ungefiltertes Fluid zwischen der äußeren Oberfläche und der Gehäuseaufnahme erstreckt und sich ein Auslaß für gefiltertes Fluid zwischen der äußeren Oberfläche und der Filteraufnahme erstreckt.
Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Parallelfluß-Filtersystem, das wenigstens zwei Filterköpfe umfasst. Der erste Filterkopf umfasst eine Filteraufnahme, eine Gehäuseaufnahme, einen Einlaß, der eine Fluidverbindung mit der Gehäuseaufnahme herstellt, einen Auslaß für gefiltertes Fluid, der eine Fluidverbindung mit der Filteraufnahme herstellt, und eine Öffnung für gefiltertes Fluid, die mit dem Auslaß für das gefilterte Fluid verbunden ist. Der zweite Filterkopf umfasst eine Filteraufnahme, eine Gehäuseaufnahme, einen Einlaß, der eine Fluidverbindung mit der Gehäuseaufnahme herstellt, einen Auslaß für ungefiltertes Fluid, der eine Fluidverbindung mit der Gehäuseaufnahme herstellt, und einen Auslaß für gefiltertes Fluid, der eine Fluidverbindung mit der Filteraufnahme herstellt. Das Filtersystem umfasst auch eine Leitung für ungefiltertes Fluid, die den Auslaß für ungefiltertes Fluid des zweiten Kopfes mit dem Einlaß des ersten Kopfes verbindet, und eine Leitung für gefiltertes Fluid, die den Auslaß für gefiltertes Fluid des zweiten Kopfes mit der Öffnung für gefiltertes Fluid des ersten Kopfes verbindet.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, der beigefügten Zeichnung und den anhängenden Patentansprüchen.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Vorder-Schnittansicht eines Filterkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine Vorderansicht eines Parallelfluß-Filtersystems gemäß der vorliegenden Erfindung, das den Filterkopf aus 1 verwendet,
3 eine Vorder-Schnittansicht eines Teils des Systems aus 2,
4 eine Vorder-Schnittansicht eines Teils eines anderen Parallelfluß-Filtersystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
5 eine Vorder-Schnittansicht eines Teils eines zusätzlichen Parallelfluß-Filtersystems gemäß der vorliegenden Erfindung, und
6 eine Vorder-Schnittansicht eines anderen Filterkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist ein Filterkopf 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Kopf 10 ist im wesentlichen zylindrisch und umfasst eine obere Oberfläche 14, eine Seitenoberfläche 15 und eine Basis 16. In der Basis 16 ist eine Filteraufnahme 18 ausgebildet, die koaxial von einer Gehäuseaufnahme 20 umgeben ist.
Der Filterkopf 10 umfasst auch erste und zweite Bohrungen 22, 24, die vorzugsweise einander diametral gegenüber angeordnet sind und sich von der Seitenoberfläche 15 radial nach innen erstrecken. Eine erste Durchgangsöffnung 26 erstreckt sich zwischen der Gehäuseaufnahme 20 und der ersten Bohrung 22, während sich eine zweite Durchgangsöffnung 28 zwischen der Filteraufnahme 18 und der zweiten Bohrung 24 erstreckt. Eine Öffnung 30 für ungefiltertes Fluid erstreckt sich zwischen der Gehäuseaufnahme 20 und der zweiten Bohrung 24, während sich eine Öffnung 32 für gefiltertes Fluid zwischen der oberen Oberfläche 14 und der zweiten Bohrung 24 oberhalb der zweiten Durchgangsöffnung 28 erstreckt. Es sei darauf hingewiesen, daß sich die Öffnung 32 für gefiltertes Fluid alternativ von der Seitenoberfläche 15 ausgehend erstrecken kann.
Der Filterkopf 10 umfasst zusätzlich einen Stopfen 34, der in der zweiten Bohrung 24 zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 28 und der Öffnung 30 für ungefiltertes Fluid angeordnet ist. Der Stopfen 34 umfasst einen umfangsmäßig verlaufenden O-Ring 36 und ein Abstandselement 38. Der O-Ring 36 stellt eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Stopfen 34 und der inneren Oberfläche der zweiten Bohrung 24 sicher, während das Abstandselement 38 den Stopfen 34 vom Ende der zweiten Bohrung so auf Abstand hält, daß eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 28 und der Öffnung 32 für gefiltertes Fluid verbleibt. Eine Halteschraube 40 erstreckt sich ausgehend von der Gehäuseaufnahme 20 in die zweite Bohrung 24, um den Stopfen 34 in der Bohrung festzuhalten.
Auf diese Weise umfasst ein Einlaß 42 des Filterkopfes 10 die erste Bohrung 22 und die erste Durchgangsöffnung 26, während ein Auslaß 44 für ungefiltertes Fluid die Öffnung 30 für ungefiltertes Fluid und die zweite Bohrung 24 zwischen dem Stopfen 34 und der Seitenoberfläche 15 umfasst, und ein Auslaß 46 für gefiltertes Fluid die zweite Durchgangsöffnung 28, die Öffnung 32 für gefiltertes Fluid und die zweite Bohrung 24 zwischen dem Stopfen 34 und dem Ende der Bohrung umfasst.
Der Filterkopf 10 aus 1 wird dadurch hergestellt, daß ein spezieller existierender Filterkopf modifiziert oder verbessert wird, der lediglich einen Einlaß umfasst, der von der ersten Bohrung 22 und der ersten Durchgangsöffnung 26 gebildet wird, und einen Auslaß, der von der zweiten Durchgangsöffnung 28 und der zweiten Bohrung 24 gebildet wird. Ein Verfahren zum Modifizieren des existierenden Filterkopfes umfasst die Ausbildung der Öffnung 32 für gefiltertes Fluid und der Öffnung 30 für ungefiltertes Fluid, und das Verschließen der zweiten Bohrung 24 mit Hilfe des Stopfens 34 und der Feststellschraube 40.
Es ergeben sich viele Vorteile durch die Modifizierung eines existierenden Filterkopfes für eine Verwendung in einer Parallelfluß-Filterkopf-Baueinheit. Beispielsweise können Filterköpfe, die mit der gleichen Form hergestellt werden, in einer alleinstehenden Filtereinheit verwendet oder gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Verwendung in einem Filtersystem modifiziert werden, das mehrere Filtereinheiten besitzt. Zusätzlich können vorhandene oder bereits verkaufte Filtereinheiten für eine Verwendung in Parallelfluß-Filtersystemen modifiziert werden.
In den 2 und 3 ist ein Filtersystem 50 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das System 50 umfasst zwei Filtereinheiten 80, 82.
Wie dargestellt, umfasst das Filtersystem 50 auch einen ersten Filterkopf 9 und den Filterkopf 10 aus 1, der im folgenden als „zweiter Filterkopf" bezeichnet wird. Der erste Filterkopf 9 ist ähnlich dem zweiten Filterkopf 10, doch umfasst er nicht den Stopfen 34 oder die Öffnung 30 für gefiltertes Fluid des zweiten Filterkopfes. Somit umfasst ein Auslaß 47 für gefiltertes Fluid des ersten Filterkopfes 9 die zweite Durchgangsöffnung 28 und die zweite Bohrung 24. Die verbleibenden Elemente des ersten und des zweiten Filterkopfes 9 bzw. 10, die die gleichen sind, weisen die gleichen Bezugszeichen auf.
Das Filtersystem 50 umfasst zusätzlich noch eine Leitung 62 für gefiltertes Fluid, die den Auslaß 46 für gefiltertes Fluid des zweiten Filterkopfes 10 mit dem Auslaß 47 für gefiltertes Fluid des ersten Filterkopfes 9 verbindet, und eine Leitung 64 für ungefiltertes Fluid, die den Auslaß 44 für ungefiltertes Fluid des zweiten Filterkopfes mit dem Einlaß 42 des ersten Filterkopfes verbindet.
Bei der speziellen, dargestellten Ausführungsform ist die Leitung 64 für ungefiltertes Fluid zwischen der zweiten Bohrung 24 des zweiten Filterkopfes 10 und der ersten Bohrung 22 des ersten Filterkopfes 9 eingeschraubt. Die Leitung 62 für gefiltertes Fluid umfasst Kniestücke 66, die in die Öffnungen 32 für gefiltertes Fluid des ersten und des zweiten Filterkopfes 9, 10 eingeschraubt sind. Kompressionskupplungen 68 sind in die Kniestücke 66 eingeschraubt und befestigen zwischen den Kniestücken eine Leitung 70 in fluiddichter Weise. Es sei darauf hingewiesen, daß die Leitung 64 für ungefiltertes Fluid und die Leitung 62 für gefiltertes Fluid jeweils alternativ jede geeignete Kombination von Leitungen, Verbindungen und Armaturen aufweisen können. Zusätzlich können die Filterköpfe 9, 10 und die Leitungen 62, 64 für gefiltertes und ungefiltertes Fluid aus jedem geeigneten korrosionsfesten Material, wie z. B. Edelstahl, Aluminium und/oder Kunststoff, hergestellt werden. Das System 50 kann auch ein Meßgerät 72 umfassen, um beispielsweise den Druck oder die Strömungsgeschwindigkeit anzuzeigen.
Jede Filtereinheit 80, 82 umfasst ein Filterelement 86 und ein Filtergehäuse 88. Die Filterelemente 86 sind in den Filteraufnahmen 18 der Filterköpfe 9, 10 aufgenommen, während die Filtergehäuse 88 in den Gehäuseaufnahmen 20 aufgenommen sind. Bei der speziellen, dargestellten Ausführungsform sind die Gehäuse 88 eingeschraubt und somit an den Gehäuseaufnahmen 20 befestigt, wobei sie die Filterelemente 86 in sich festhalten. Es sei darauf hingewiesen, daß alle Gewindeverbindungen des Filtersystems 50 durch ein Teflon-Band oder eine Dichtmasse ergänzt werden können, um die Fluiddichtigkeit aller Verbindungen sicherzustellen.
Wie durch Pfeile mit durchgezogenen Linien dargestellt, wird im Betrieb kontaminiertes Fluid in den Einlaß 42 des zweiten Filterkopfes 10 geleitet und in den Bereich zwischen dem Gehäuse 88 und dem Filterelement 86 der zweiten Filtereinheit 82 abgegeben. In Abhängigkeit des Systemdruckes und der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids strömt ein vorbestimmter Teil des kontaminierten Fluids durch das Filterelement 86 der zweiten Einheit 10 und wird auf diese Weise gefiltert. Das gefilterte Fluid strömt dann, wie durch die Pfeile mit gestrichelten Linien dargestellt ist, aus der zweiten Filtereinheit 10 durch die Leitung 62 für gefiltertes Fluid heraus und in den Auslaß 47 für gefiltertes Fluid der ersten Filtereinheit 9.
Der verbleibende Teil des kontaminierten Fluids in der zweiten Filtereinheit 10 bleibt ungefiltert und strömt, wie dies durch die strichpunktierten Pfeile dargestellt ist, aus dem Auslaß 44 für ungefiltertes Fluid des zweiten Filterkopfes durch die Leitung 64 für ungefiltertes Fluid und den Einlaß 42 des ersten Kopfes 9 in das Gehäuse 88 der ersten Filtereinheit 80. Das ungefilterte Fluid strömt dann durch das Filterelement 86 der ersten Filtereinheit 80, wird somit gefiltert und verbindet sich mit dem gefilterten Fluid aus der zweiten Filtereinheit 82 im Auslaß 47 für gefiltertes Fluid des ersten Filterkopfes, wobei das gesamte gefilterte Fluid das System 50 verläßt.
In 4 ist ein anderes Filtersystem 90 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Filtersystem 90 ist ähnlich dem Filtersystem 50 aus den 2 und 3, und Elemente, die die gleichen sind, besitzen die gleichen Bezugszeichen. Zusätzlich zu der ersten und zweiten Filtereinheit 80 bzw. 82 umfasst das Filtersystem 90 eine dritte Filtereinheit 84 und einen dritten Filterkopf 12, der mit dem zweiten Filterkopf 10 identisch ist.
Das Filtersystem 90 umfasst eine Leitung 92 für gefiltertes Fluid und eine erste und eine zweite Leitung 100 bzw. 102 für ungefiltertes Fluid. Die Leitung 92 für gefiltertes Fluid verbindet die Auslässe 44, 47 für gefiltertes Fluid eines jeden Filterkopfes 9, 10, 12, während die erste Leitung 100 für ungefiltertes Fluid den Auslaß 44 für ungefiltertes Fluid des zweiten Kopfes mit dem Einlaß 42 des ersten Kopfes 9 verbindet und die zweite Leitung 102 für ungefiltertes Fluid den Auslaß 44 für ungefiltertes Fluid des dritten Kopfes 12 mit dem Einlaß 42 des zweiten Kopfes 10 verbindet.
Insbesondere sind die erste und die zweite Leitung 100 bzw. 102 für ungefiltertes Fluid jeweils zwischen die zweite Bohrung 24 des zweiten Kopfes 10 und die erste Bohrung 22 des ersten Kopfes 9 und zwischen die zweite Bohrung 24 des dritten Kopfes 12 und die erste Bohrung 22 des zweiten Kopfes eingeschraubt. Die Leitung 92 für gefiltertes Fluid umfasst Kniestücke 94, die in die Öffnungen 32 für gefiltertes Fluid des ersten und des dritten Filterkopfes 9 bzw. 12 eingeschraubt sind, ein T-Stück 96, das in der Öffnung 32 für gefiltertes Fluid des zweiten Kopfes 10 eingeschraubt ist, Leitungen 98, die sich zwischen den Kniestücken und dem T-Stück erstrecken und mit Hilfe von Klemmen 99 in fluiddichter Weise befestigt sind. Auch hier sei darauf hingewiesen, daß die Leitungen 100, 102 für ungefiltertes Fluid und die Leitung 92 für gefiltertes Fluid jeweils alternativ irgendeine geeignete Kombination von Leitungen, Verbindern und Paßstücken aufweisen können.
Die Betriebsweise des Filtersystems 90 ist durch die Pfeile dargestellt. Die in durchgehenden Linien gezeichneten Pfeile zeigen den Strom des kontaminierten Fluids in den Einlaß 42 der dritten Filtereinheit 12 an, während die gestrichelten und punktierten Pfeile die Strömung von ungefiltertem Fluid durch die Filterköpfe 9, 10, 12 und die drei Filtereinheiten 80, 82, 84 anzeigen. Die in gestrichelten Linien dargestellten Pfeile zeigen den Strom des gefilterten Fluids durch die Filterköpfe 9, 10, 11 und die drei Filtereinheiten 80, 82, 84 und schließlich aus dem Auslaß 47 für gefiltertes Fluid des ersten Filterkopfes 9 heraus an.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein Filtersystem gemäß der vorliegenden Erfindung mehr als drei Filtereinheiten umfassen kann, wenn dies angemessen ist. Ein vierter Filterkopf ist dann identisch mit dem zweiten Filterkopf 10 und ist in betriebsmäßiger Weise mit dem dritten Filterkopf 12 genau so verbunden, wie der dritte Filterkopf 12 betriebsmäßig mit dem zweiten Filterkopf verbunden ist. Zusammengefaßt läßt sich sagen, daß jeder zusätzliche Filterkopf mit dem zweiten Filterkopf 10 identisch ist und betriebsmäßig mit dem letzten Filterkopf in der Weise verbunden ist, wie der dritte Filterkopf 12 betriebsmäßig mit dem zweiten Filterkopf verbunden ist.
In 5 ist ein weiteres Filtersystem 110 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Filtersystem 110 besitzt den Vorteil, daß es noch kompakter ist als das Filtersystem 90 aus 4. Das Filtersystem 110 ist jedoch dem System 90 aus 4 ähnlich und die gleichen Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Das System 110 umfasst einen ersten, einen zweiten und einen dritten Filterkopf 114, 116 bzw. 118, eine erste und eine zweite Leitung 122 bzw. 124 für gefiltertes Fluid und die Leitungen 100, 102 für ungefiltertes Fluid. Der erste Filterkopf 114 ist ähnlich dem ersten Filterkopf 9 aus 4, doch besitzt er eine Öffnung 120 für gefiltertes Fluid, die sich zwischen der ersten und der zweiten Bohrung 22, 24 statt zwischen der oberen Oberfläche 14 und der zweiten Bohrung 24 erstreckt. Der zweite Filterkopf 116 ist ähn lich dem zweiten Filterkopf 10 aus 4, doch umfasst er keinen Stopfen 34 und hat eine Öffnung 120 für gefiltertes Fluid, die sich zwischen der ersten Bohrung 22 und der zweiten Bohrung 24 erstreckt. Der dritte Filterkopf 118 ist ebenfalls ähnlich dem zweiten Filterkopf 10 aus 4, doch umfasst er keinen Stopfen 34 oder eine Öffnung 30 für gefiltertes Fluid.
Das System 110 ist dadurch kompakt gestaltet, daß die Leitungen 122, 124 für gefiltertes Fluid koaxial in den Leitungen 100, 102 für ungefiltertes Fluid angeordnet sind. Jede Leitung 122, 124 für gefiltertes Fluid umfasst ein mit einem radial nach außen stehenden Flansch versehenes Ende 126, das einen in Umfangsrichtung verlaufenden O-Ring 128 aufweist. Die erste Leitung 122 für gefiltertes Fluid erstreckt sich zwischen dem zweiten und ersten Kopf 116 bzw. 114, wobei ihr mit einem Flansch versehenes Ende 126 von der zweiten Bohrung 24 des zweiten Kopfes zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 28 und der Öffnung 30 für das ungefilterte Fluid aufgenommen ist und ihr gegenüberliegendes Ende in der Öffnung 120 für gefiltertes Fluid des ersten Kopfes befestigt ist. Die zweite Leitung 124 für gefiltertes Fluid erstreckt sich zwischen dem dritten und dem zweiten Kopf 118 bzw. 116, wobei ihr mit einem Flansch versehenes Ende 126 von der zweiten Bohrung 24 des dritten Kopfes zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 28 und der Öffnung 30 für ungefiltertes Fluid aufgenommen ist und ihr gegenüberliegendes Ende in der Öffnung 120 für gefiltertes Fluid des zweiten Kopfes befestigt ist.
Der Betrieb des Filtersystems 110 wird durch Pfeile erläutert. Die mit durchgezogenen Linien wiedergegebenen Pfeile zeigen die Strömung von kontaminiertem Fluid in den Einlaß 42 des dritten Filterkopfes 118 an, während die strichpunktierten Pfeile den Strom des ungefilterten Fluids durch die Filterköpfe 114, 116, 118 und die drei Filtereinheiten 80, 82, 84 wiedergeben. Die in gestrichelten Linien dargestellten Pfeile zeigen die Strömung des gefilterten Fluids durch die Filterköpfe 114, 116, 118 und die drei Filtereinheiten 80, 82, 84, und schließlich aus dem Auslaß 47 für gefiltertes Fluid des ersten Kopfes 114 heraus an.
In 6 ist ein weiterer Filterkopf 130 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Filterkopf 130 ist speziell für eine Verwendung in den Filtersystemen 50, 90 der 2 bis 4 geformt oder gegossen. Der Kopf 130 ist ähnlich dem Kopf 10 aus 1 und gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Der Filterkopf 130 aus 6 ist jedoch speziell für eine Verwendung als Teil des Filtersystems 50, 90 der 2 bis 4 hergestellt oder geformt. Der Kopf 130 umfasst erste und zweite Bohrungen 132, 134, eine erste Durchgangsöffnung 136, die sich zwischen der Gehäuseaufnahme 20 und der ersten Bohrung 132 erstreckt, eine Öffnung 138 für ungefiltertes Fluid, die sich von der Gehäuseaufnahme 20 zur zweiten Bohrung 134 erstreckt, und eine Öffnung 140 für gefiltertes Fluid, die sich von der Filteraufnahme 18 zur oberen Oberfläche 14 erstreckt. Die erste Bohrung 132 und die erste Durchgangsöffnung 136 bilden einen Einlaß 142, während die Öffnung 138 für ungefiltertes Fluid und die zweite Bohrung 134 einen Auslaß 144 für ungefiltertes Fluid bilden und die Öffnung 140 für gefiltertes Fluid einen Auslaß für gefiltertes Fluid bildet. Der Kopf 130 kann auch mit einem Stopfen 146 versehen werden, um in fluiddichter Weise den Auslaß 144 für ungefiltertes Fluid zu verschließen, so daß der Kopf in einer alleinstehenden Filtereinheit verwendet werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Auslaß für gefiltertes Fluid alternativ von einer horizontalen Bohrung und einer vertikalen Durchgangsöffnung ähnlich dem Einlaß 142 und dem Auslaß 144 für ungefiltertes Fluid gebildet werden kann, und daß der Einlaß 142 und der Auslaß 144 für ungefiltertes Fluid alternativ vertikale Durchgangsöffnungen umfassen können, die sich zwischen der oberen Oberfläche 14 und der Gehäuseaufnahme 20 erstrecken.
Die oben beschriebenen Filterköpfe, Filtereinheiten, Filterkopf-Baueinheiten und Filtersysteme bilden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, doch sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf diese speziellen Ausführungsformen begrenzt ist, und daß Änderungen an diesen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Filterkopf für ein Parallelfluss-Filtersystem, der folgende Bestandteile umfasst: eine Basis (16) und eine äußere Oberfläche, die eine Seitenoberfläche (15) aufweist, die sich von der Basis zu einer oberen Oberfläche (14) erstreckt, wobei die Basis eine Filteraufnahme (18) aufweist, die von einer Gehäuseaufnahme (20) umgeben ist, eine erste Bohrung (22, 132), die sich von der äußeren Oberfläche (14, 15) nach innen erstreckt, und eine erste Durchgangsöffnung (26, 136), welche die erste Bohrung und die Gehäuseaufnahme (20) miteinander verbindet, um einen Fluideinlass (42, 142) zu bilden, eine zweite Bohrung (24, 134), die sich von der äußeren Oberfläche (14, 15) nach innen erstreckt, und eine erste Öffnung (30, 138), welche die zweite Bohrung und die Gehäuseaufnahme (20) miteinander verbindet, um einen Auslass (44, 144) für ungefiltertes Fluid zu bilden, eine zweite Durchgangsöffnung (28), die die Filteraufnahme (18) und eine zweite Öffnung (32) in der äußeren Oberfläche (14, 15) miteinander verbindet, um einen Auslass (46, 140) für gefiltertes Fluid zu bilden, wobei jegliche Fluidverbindung innerhalb des Filterkopfes zwischen besagten Ein- und Auslässen verhindert ist.
Filterkopf nach Anspruch 1, bei dem die erste Bohrung (132) und die zweite Bohrung (134) sich von der Seitenoberfläche (15) nach innen erstrecken.
Filterkopf nach Anspruch 2, bei dem die zweite Öffnung (32) in der oberen Oberfläche vorgesehen ist.
Filterkopf nach Anspruch 2, bei dem die zweite Bohrung einen entfernbaren Stopfen (146) umfasst, der den Auslass für ungefiltertes Fluid abdichtet.
Filterkopf nach Anspruch 2 oder 3, der aus einem Filterkopf hergestellt ist, welcher die erste Bohrung (32) und die erste Durchgangsöffnung (26) aufweist, um den Fluideinlass zu bilden, und welcher die zweite Bohrung (24) und die zweite Durchgangsöffnung (28) aufweist, um einen gefilterten Auslass zu bilden, wobei der Filterkopf weiterhin die zweite Öffnung (32), die mit der zweiten Durchgangsöffnung (28) verbunden ist, und die erste Öffnung (30) umfasst, die mit der zweiten Bohrung (24) verbunden ist, und einen Stopfen (34) in der zweiten Bohrung (24), der eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (28) und der Seitenoberfläche (14, 15) verhindert.
Filtereinheit, die den Filterkopf (9, 10, 12, 114, 116, 118) eines der vorhergehenden Ansprüche umfasst und weiterhin folgende Bestandteile aufweist: ein Filterelement (86), das von der Filteraufnahme (18) des Filterkopfes (9, 10, 12, 114, 116, 118) aufgenommen ist, und ein Filtergehäuse (88), das von der Gehäuseaufnahme (20) des Filterkopfes (9, 10, 12, 114, 116, 118) aufgenommen ist.
Verfahren zur Herstellung des Filterkopfes nach Anspruch 5, das folgende Schritte umfasst: Verstöpseln der zweiten Bohrung (24) um eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (28) und der Seitenoberfläche (15) zu verhindern, Ausbilden der ersten Öffnung (30) von der Gehäuseaufnahme (20) zur zweiten Bohrung (24) zwischen dem Stopfen (34) und der Seitenoberfläche (15), um den Auslass für ungefiltertes Fluid zu bilden, und Ausbilden der zweiten Öffnung (32) von der äußeren Oberfläche (14, 15) zur zweiten Bohrung (24) zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (28) und dem Stopfen (34), um den Auslass für das gefilterte Fluid zu bilden.
Filterkopf-Baueinheit, die folgende Bestandteile umfasst: einen ersten Filterkopf und einen zweiten Filterkopf (9, 10, 12, 114, 116, 118), von denen jeder nach Anspruch 1 ausgebildet ist, und eine Leitung (64, 100) für ungefiltertes Fluid, die direkt die zweite Bohrung (44, 144) des zweiten Kopfes (10, 116) mit dem Fluideinlass (42) des ersten Kopfes (9) verbindet, und eine Leitung (62, 92, 122) für gefiltertes Fluid, die die zweite Öffnung (46, 140) des zweiten Kopfes (10, 116) mit der zweiten Öffnung (32) des ersten Kopfes verbindet.
Filterkopf-Baueinheit nach Anspruch 8, die weiterhin folgendes umfasst: einen dritten Filterkopf (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, eine zweite Leitung (102) für ungefiltertes Fluid, die den Auslass (44) für ungefiltertes Fluid des dritten Kopfes (12) mit dem Fluideinlass (42, 142) des zweiten Kopfes (10) verbindet, und eine zweite Leitung (92) für gefiltertes Fluid, welche die zweite Öffnung (32) des dritten Kopfes (12) mit der zweiten Öffnung (32) des zweiten Kopfes (10) verbindet.
Filterkopf-Baueinheit nach Anspruch 8, bei der sich die Leitung (122) für gefiltertes Fluid koaxial innerhalb der Leitung (100) für ungefiltertes Fluid erstreckt und ein Ende (126) mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch aufweist, das in fluiddichter Weise von der zweiten Bohrung (24) des zweiten Filterkopfes (116) zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (28) und dem Auslass für ungefiltertes Fluid so aufgenommen ist, dass die zweite Öffnung des zweiten Kopfes (116) die zweite Durchgangsöffnung (28) und die zweite Bohrung (24) zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (28) und dem mit einem Flansch versehenen Ende (126) der Leitung (100) für das gefilterte Fluid umfasst, und dass der Auslass für ungefiltertes Fluid die erste Öffnung und die zweite Bohrung (24) zwischen dem mit einem Flansch versehenen Ende (126) und der äußeren Oberfläche (15) umfasst, wobei ein gegenüberliegendes Ende der Leitung (122) für gefiltertes Fluid in fluiddichter Weise von der zweiten Öffnung des ersten Kopfes (114) aufgenommen ist.
Filterkopf-Baueinheit nach Anspruch 9, bei der sich die Leitung (122) für gefiltertes Fluid koaxial in der Leitung (100) für ungefiltertes Fluid erstreckt und ein Ende (126) mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch aufweist, das in fluiddichter Weise von der zweiten Bohrung (24) des zweiten Filterkopfes (116) zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (28) und dem Auslass für ungefiltertes Fluid so aufgenommen ist, dass die zweite Öffnung des zweiten Kopfes (116) die zweite Durchgangsöffnung (28) und die zweite Bohrung (24) zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (28) und dem mit einem Flansch versehenen Ende (126) der Leitung (100) für gefiltertes Fluid umfasst, und dass der Auslass für ungefiltertes Fluid die erste Öffnung und die zweite Bohrung (24) zwischen dem mit einem Flansch versehenen Ende (126) und der äußeren Oberfläche (15) umfasst, wobei ein gegenüberliegendes Ende der Leitung (122) für gefiltertes Fluid in fluiddichter Weise von der zweiten Öffnung des ersten Kopfes (114) aufgenommen ist, und wobei sich die zweite Leitung (124) für gefiltertes Fluid koaxial in der zweiten Leitung (102) für ungefiltertes Fluid erstreckt und ein Ende (126) mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch aufweist, das in fluiddichter Weise von der zweiten Bohrung (24) des dritten Filterkopfes (118) zwischen der zweiten Durchgangsöffnung (28) und dem Auslass für ungefiltertes Fluid aufgenommen ist, und ein gegenüberliegendes Ende, das in fluiddichter Weise von der zweiten Öffnung des zweiten Kopfes (116) aufgenommen ist.
Filterkopf-Baueinheit nach Anspruch 8, die weiterhin folgende Bestandteile umfasst: Eine erste Filtereinheit (80), die ein Filterelement (86) umfasst, das in der Filteraufnahme (18) des ersten Filterkopfes (9) aufgenommen ist, und ein Filtergehäuse (88), das in der Gehäuseaufnahme (20) des ersten Filterkopfes (9) aufgenommen ist, und eine zweite Filtereinheit (82), die ein Filterelement (86) umfasst, das in der Filteraufnahme (18) des zweiten Filterkopfes (10) aufgenommen ist, und ein Filtergehäuse (86), das in der Gehäuseaufnahme (20) des zweiten Filterkopfes (10) aufgenommen ist.