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Rückspülbares Feinstfilter für Flüssigkeiten oder Gase
Feinstfilter
für Flüssigkeiten oder Gase sind in vielen Ausführunlgsarten bekannt. Die Filtereinsätze
bestehen bei diesen meist aus Drahtgewebe, Filzsdeiben, Baumwollschlauch, Papier
od. dgl. Die Reinigung des Filters erfolgt entweder durch Auswechseln des unbrauchbar
gewordenen Einsatzes oder durch Waschen desselben. Hierbei muß der Einsatz ausgebaut
werden, was eine Betriebsunterbrechung bedeutet. Zur Vermeidung dieses Übelstandes
wurden bereits Filter vorgesohlagen, bei welchen durch Drehen des Filtereinsatzes,
Ider aus aufeinandergelegten Scheiben besteht, ein Reinigen während des Betriebes
selbsttätig erfolgen kann.
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Diese Filter sind aber nur mit Einschränkung als Feinstfilter verwendbar.
Für viele Verwendungsr zwecke, insbesondere für die Filterung von Motorenöl und
Brennstoff, ist es notwendig, Feinstfilter so von faden Rückständen zu reinigen,
daß ein hochwertiges filtriertes Gut erhalten wird.
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Es sind auch schon Filter für Flüssigkeiten mit drehbarem Filtereinsatz
oder Gehäuse bekannt, bei welchen die Reinigung des Filters durch Rückströmen von
bereits gereinigtem Medium durch das Filter, beispielsweise über eine Rückspüldäse,
erfolgt. Aber auch bei diesen Filtereinrichtungen stellte sich das Bedürfnis ein,
die Rüclçspülung möglichst vom Grad der jeweiligen Verschmutzung des Filters abhängig
zu machen und hierfür eine selbsttätige Regelung vorzusehen. Um dies zu erreichen,
ist weiterhin ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Rückspülen von Filtern bekannt,
bei dem die Stärke des Rückspülstromes durch ein unter dem Einfluß der ausfließenden
Spülflüssigkeit stehendes Regelorgan selbsttätig geregelt wird. Der
Regelvorgang
beruht dabei auf einem selbsttätigen Messen der Rückströmmenge, wobei dieselbe entweder
konstant gehalten wird oder zwischen zwei Grenzwerten schwankt, was den Nachteil
hat, ,daß ein genaues Anpassen an den jeweiligen Verschmutzungsgrad nicht möglich
ist. Außerdem hat diese Vorrichtung Iden Nachteil, ,daß eine Reinigung des Filters
durch Rückspülen nur bei Stillstand des Filters erfolgt.
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Bei einer anderen bekanntgewordenen Filtereinrichtung mit selbsttätiger
Regelung des Rückflusses von gefilterter Flüssigkeit erfolgt die Regelung der Rückströmmenge
von einem Organ aus, welches in Abhängigkeit vom Druck des ungereinigten Mediums
arbeitet, jedoch wird dabei die Rückströmmenge nicht erhöht; vielmehr entweicht
ein Teil des ungereinigten Mediums unter Umgehung des Filters in den Strom des gereinigten
Mediums, wodurch die Güte der Filterung in Frage gestellt wird und die Intensität
der Reinigung abfällt.
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Außerdem hat auch diese Vorrichtung den Nachteil, daß die Rückströmung
nicht kontinuiuerlich stattfindet, sondern nur bei Stillstand des Filters in Tätigkeit
tritt.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Feinstfilter für Flüssigkeiten
oder Gase mit drehbarem Filtereinsatz oder Gehäuse zu schaffen, das sich selbsttätig
und ohne Unterbrechung des Filtervorganges so reinigt, daß das filtrierte Medium
den höchsten Ansprüchen gerecht wird. Di,e Erfindung geht dabei von der Voraussetzung
aus, daß die Reinigung des Filtereinsatzes in an sich bekannter Weise durch Rückströmen
von bereits gereinigtem Medium durch den Filtereinsatz erfolgt, wobei die Rückströmmenge
regelbar ist.
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Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht nun darin, daß bei
einem derartigen Filter die Regelung der durch einen bekannten düsenförmigen Schlitz
geleiteten Rückströmmenge in Abhängigkeit vom Druck des ungereinigten Mediums selbsttätig
derart erfolgt, daß ein dem Filtereinsatz nachgeschaltetes, federbelastetes Ventil
vorgesehen ist, dessen Spindel einen Kolben besitzt, auf den der Druck des ungereinigten
Mediums einwirkt.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Relativbewegung
zwischen Filtereinsatz und Düse durch eine von dem Medium angetriebene Vorrichtung,
wie beispielsweise einen Flügel od. dgl., bewirkt wird.
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Die Erfindung läßt sich weiterhin dahingehend abwandeln, daß bei
Flüssigkeitsfiltern das Filter so angeordnet ist, daß die Düse oben liegt und mit
der Flüssigkeit ein Teil gasförmiges Medium mitgefördert wird, das infolge des Auftriebes
durch die Düse zurückströmt und die Reinigung des Filtereinsatzes bewirkt, oder
daß bei Gasfiltern das Filter so angeordnet ist, daß die Düse unten liegt und mit
dem Gas ein Teil Flüssigkeit mitgefördert wird, die infolge ihrer Schwere durch
die Düse zurückströmt und die Reinigung des Filtereinsatzes bewirkt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen
den Vorteil, daß die Regelung der Rückströmmenge in Abhängigkeit vom Druck des ungereinigten
Mediums selbsttätig jeweils derart erfolgt, daß sich bei ansteigendem Druck des
Mediums die Rückströmmenge so lange vergrößert, bis der Druck auf seinen ursprünglichen
Wert zurückgegangen ist. Hierdurch wird eine sehr wirksame Reinigung des Filters
erreicht.
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Das Regelorgan des Filters kann die Aufgabe der Druckregelung des
Mediums, wie es beispielsweise bei Motoren notwendig ist, mit übernehmen, so daß
das hierfür vorgesehene Regelgerät in Wegfall kommt. Die Arbeitsweise des Filters
entspricht den höchsten Anforderungen, so daß zum Beispiel Motorenöl von Kohle und
Harz vollständig befreit wird, was eine wesentlich längere Verwendungsmöglichkeit
des Öles ergibt. Auch durch dieses Filter flitrierter Brennstoff zeigt sehr gute
Eigenschaften.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch ein Filter für
Motorenöl und Fig. 2 einen Schnitt nach der LiniieII-II in Fig. 1.
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Das Feinstfilter nach der Erfindung besteht nach den Figuren aus
dem Gehäuse 1, den beiden Deckeln 2, 3, dem Käfig 4, in den auf dem ganzen Umfange
schmale Spalte 5 eingearbeitet sind, dem Filtereinsatz 6 aus feinstem Gewebe, Baumwolle,
Watte od. dgl. und Idem Regelorgan 7. Der Filtereinsatz sitzt innerhalb des oben
mit einer Platte 8 abgeschlossenen Käfigs und wird in diesem durch den Abflußstutzen
9 gehalten, der mittels Mutter 10 am Filterkäfig 4 befestigt ist. Der Abflußstutzen
9 reicht in den unteren Sammelraum 11 des Filters, aus dem das gefilterte Medium
durch die Leitung I2 abfließt. Das abströmende 01 dient gleichzeitig dazu, den Filtereinsatz
6 bzw. diesen mit dem Käfig 4 und dem Abflußstutzen 9 zu drehen, um hierfür eine
besondere Antriebsvorrichtung zu sparen. Zu diesem Zweck ist in die Leitung 12 ein
Flügel 13 od. dgl. eingebaut, der an einer Schneckenwelle 14 sitzt, die in eine
in den Umfang des Abflußstutzens 9 eingeschnittene Schnecke 15 eingreift.
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Das gegenüberliegende Ende der Leitung 12 ist durch eine in eine Mutter
16 gefaßte Glasplatte 17 verschlossen, durch die die Drehbewegung der Schneckenwelle
14 beobachtet werden kann.
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Neben dem Filtereinsatz 6 ist gleichachsig zu diesem in einem besonderen
in das Gehäuse 1 eingesetzten Ventilgehäuse 18 das Regelorgan 7 angeordnet, das
aus einem durch eine Feder 19 belasteten Ventil 20 besteht, dessen Spindel am freilen
Ende mit einem Kolben 2I versehen ist. Letzterer hat denselben Durchmesser wie die
Ventilöffnung 22 und wir,d durch den Druck des durch die Bohrung 23 am Deckel 2
zufließenden Mediums belastet, wofür ein Abzweig 24 bis zum Kolben 21 geführt ist.
Infolge dieser Ausbildung heben sich die Drücke am Regelorgan 7 innerhalb des Raumes
27 auf. Die Feder 19 ist in ihrer Verspannung durch Unterlegscheiben 25 regelbar,
so daß hierdurch die Menge des durch ,das Ventil 20 und die
Öffnung
26 fließenden Reinigungsstromes in Abhängigkeit vom Druck vor dem Filtereinsatz
6 regelbar i.st. Das Regelorgan 7 kann gleichzeitig die Aufgabe der Druckregelung
des Öles mit übernehmen, für die bei Motoren ein besonderes Regelgerät, meist ein
Überströmventil, notwendig ist, so daß dieses dadurch gespart wird. Als Verbindung
zwischen dem Filtereinsatz 6 und dem Raum 27 des Regelorgans 7 dient ein düsenförmiger
Schlitz 28 im Gehäuse 18. Die in der Nähe dieses Schlitzes 28 liegenden Spalte 5
werden durch eine Nase 29 abgedeckt, die am Deckel 2 vorgesehen ist und verhindert,
daß das durch di,e Bohrung 23 zufließende Medium unmittelbar durch die Spalte 5
und den düs-enförmigen Schlitz 28 abfließen kann.
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Die Wirkungsweise des Filters ist folgende: Das ungereinfgte Motorenöl
tritt durch die Bohrung 23 in das Filtergehäuse ein, strömt durch den Käfig 4 bzw.
dessen Spalte 5 und den Filtereinsatz 6 in den Innenraum desselben und von dort
durch den Abflußstutzen g .in die Leitung I2, wobei es gleichzeitig den Flügel I3
antreibt und damit den Filter einsatz 6 mit dem Käfig 4 und den Abflußstutzen g
dreht. Auf dem Wege durch den Filtereinsatz wird es in bekannter Weise gereinigt,
wobei die Sch.mutzteile an diesem zurückbleiben und in geeigneter Weise wieder entfernt
werden müssen. Dies geschieht dadurch, daß ein Teil des gereinigten Öles in bekannter
Weise durch den Filtereinsatz 6 zurückströmt. Dieses Zurückströmen erfolgt durch
die Spalte 5, die sich in der Nähe des düs-enförmigen Schlitzes 28 befinden, durch
den Schlitz 28 sowie durch die Öffnung 22, die durch den Ventilteller 20 infolge
des auf den Kolben 21 lastenden Ö1-druckes freigegeben wird. Dieser Rückströmung
wirken lediglich der äußere Atmospbärendruck und die Spannung der Feder 19 entgegen,
so daß bei stärker verschmutztem Filtereinsatz 6 durch den dadurch höher ansteigenden
Öldruck der Ventilteller 20 weiter angehoben und damit die Rückströmmenge und die
Wirkung der Reinigung größer wird.
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Die Reinigungswirkung des Filtereinsatzes 6 kann in bekannter Weise
dadurch gesteigert werden, indem man -die rückströmende Öl menge erhöht oder bei
gegebener Rückströmmenge eine große Anzahl Spalte 5 an einem kleinen düsenförmigen
Schlitz 28 vorbeiführt. Spalte 5 und Schlitz 28 müssen jedoch nach den zu erwartenden
Schmutzpartikelchen bemessen werden. Auf das Regelorgan 7 kann auch verzichtet werden,
wenn man den düsenförmigen Schlitz 28 als solches ausbildet, was dann vorteilhaft
ist, wenn grobkörnige Stoffe zu filtern sind oder wenn am Filter nur ein kleiner
Überdruck gegenüber der Atmosphäre besteht. Es muß jedoch bei allen Ausführungen
darauf geachtet werden, daß die Spalte 5 und der düsenförmige Schlitz 28 so bemessen
sind, daß die Rückströmgeschwindigkeit des Mediums größer ist als ein Vielfaches
der Geschwindigkeit, mit der das ungereinigte Medium zu-r Filterung durch den Filtereinsatz
strömt, um eine einwandfreie Reinigung zu gewährleisten.
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Bei zu filternden Flüssigkeiten, die Luft enthalten, z. B. Motorenöl
und Treibstoff, kann man dadurch gleichzeitig entlüften, -daß man das dargestellte
Filter so anordnet, daß der düsenförmige Schlitz 28 oben waagerecht zu liegen kommt.
Beim Filtervorgang entweicht dann die durch den Auftrieb hochsteigende Luft durch
den Schlitz 28 und reißt den Schmutz zusammen mit der rückströmenden Ölmenige aus-
dem Filtereinsatz 6 mit fort. Bei Spezialfiltern kann man diese Tatsache dahingehend
auswerten, daß man bei Flüssigkeitsfiltern ständig einen kleinen Betrag gasförmigen
Mediums mitfördert, so daß nur dieses als Rückströmmedium wirksam wird. Hierbei
wird zweckmäßig der Raum 27 groß gemacht, um ihn von Zeit zu Zeit vom Schmutz reinigen
zu können. Bei Filtern für ein gasförmiges Medium kann in entsprechender Weise ein
Teil Flüssigkeit mitgefördert werden, das als Rückströmmedium dient. Das Filter
ist in diesem Falle in umgekehrter Weise, d. h. mit unten waagerecht liegendem düsenförmigem
Schlitz 28 anzuordnen.
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Das Filter kann auch so ausgeführt werden, daß der Zufluß des zu
reinigenden Mediums in den Innenraum des Filtereinsatzes 6 erfolgt, wobei dann auch
der düsenförmige Schlitz 28 und das Regelorgan 7 innen angeordnet sein müssen. Bei
Medien, die ganz geringe Drücke aufweisen, kann die Reinigungswirkung des Filtereinsatzes
dadurch verstärkt werden, daß man auf den Raum 27 ein kleines Vakuum wirken läßt.
Für besondere Zwecke kann es vorteilhaft sein, mehrere Filter hintereinanderzuschalten,
wobei dann die Rückströmung des vorhergehenden Filters die Zuströmung des folgenden
ist.
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Anstatt die Relativbewegung zwischen Filtereinslatz 6 bzw. Käfig
4 und dem düsenförmigen Schlitz 28 dadurch zu bewirken, daß erstere gedreht werden,
können diese auch stillstehen und das Gehäuse 18 mit dem düsenförmigen Schlitz an
den Spalten 5 vorbeibewegt werden.