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Flüssigkeitsfilter aus übereinander gestapelten Scheiben
Die Erfindung
betrifft Filter für Flüssigkeiten, die Verunreinigungen von mehr oder weniger fester
Beschaffenheit enthalten können. Ein Filter gemäß der Erfindung soll insbesondere
zum Filtrieren von Schmierölen in Brennstoffmaschinen und anderen Maschinen und
Apparaten und von Treibölen für Dieselmotoren od. dgl. dienen, soll aber auch für
andere Zwecke verwendbar sein, wie z. B. zur Entfernung der in einem Kühlmittel
für industrielle Zwecke mitgeführten Teilchen.
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Das Flüssigkeitsfilter gemäß der Erfindung gehört zu der bekannten
Bauart, bei der ein Stapel von miteinander abwechselnden Trennscheiben und Leitscheiben
von solcher Form vorgesehen ist, daß sie eng aneinanderliegen und die Berührungsflächen
der Trennscheiben mit den Leitscheiben wesentlich kleiner sind als die nicht von
den Leitscheiben über deckten Flächen der Trennscheiben und daß zwischen diesen
Filterelementen Zellen zur Ansammlang von Schlamm gebildet werden, wobei Trennscheiben
und Leitscheiben zentrale Oeffnungen aufweisen, die ein mit öffnungen versehenes
Rohr mit Abstand umgeben, das eine dem ganzen Stapel gemeinsame Abführleitung für
das Filtrat bildet, und wobei mindestens eine der Gruppen von Filterelementen (d.
h. die Trennscheiben und/oder die Leitscheiben) aus durchlässigem Werkstoff bestehen.
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Bei einem bekannten Filter dieser Art sind die Leitscheiben zwischen
den Trennscheiben nicht unter sich gleich, sondern zwei unterschiedliche Sätze von
Leitscheiben vorgesehen. Auf der einen Seite jeder Treunscheibe befindet sich eine
Leitscheibe, die die Flüssigkeit radial durch einen
Schlitz in einen
ringförmigen Raum eintreten läßt, der von dem zentralen Abfluß durch einen mittleren
geschlossenen Ringteil der Leitscheiben abgetrennt ist. Auf der anderen Seite jeder
Trennscheibe befindet sich eine Leitscheibe, die einen geschlossenen ringförmigen
Rand aufweist, die den radialen Zufluß der Flüssigkeit verhindert, während ein mittlerer
Ring radiale Abflußöffnungen zu dem gemeinsamen zentralen Abfluß blesitzt und ringförmige
Raume zwischen dem Außenrand und diesem Mittelteil bildet. Die radial eintretende
Flüssigkeit wird daher nicht radial in der Ebene der Trend scheiben durch diese
hindurch zum mittleren Abfluß geleitet, sondern die Flüssigkeit dringt senkrecht
durch die Filtertrennscheiben in den R?ngraum der darunterliegenden Leitscheiben
ein und von diesem durch den Schlitz des Mittelteils der Leitscheiben in den gemeinsamen
zentralen Abfluß.
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Auf diese Weise werden Schlammkammern jeweils nur auf einer Seite
der Filtertrennscheiben gebildet, während die auf der anderen Seite jeder Trennscheibe
gebildeten Innenräume nur dem Abfluß des Filtrats dienen. Auch werden die Trennscheiben
durch den Druck der zu filternden Flüssigkeit senkrecht zu ihre.r Ebene beansprucht
und können daher leicht reifen.
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Diese in Richtung der geringen Dicke der Filtertrennscheiben wirkende
Druckdifferenz ist besonders gefährlich an den Stellen, an denen die zum zentralen
Abfluß führenden Schlitze des Mittelteils der Leitscheiben nur durch diese Dicke
der Filtertrennscheiben gegen den Druck der zu filtrierenden Flüssigkeit geschützt
sind, so daß an diesen Stellen leicht Leckstellen entstehen können; insgesamt ist
der Weg des Filtrats durch das Filtermaterial bei dem bekannten Filter sehr kurz,
nämlich auf die Dicke der Filtertrennscheiben beschränkt.
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Die Erfindung schafft dadurch Abhilfe von diesen Nachteile.n, daß
die Trennsdieiben abwechselnd mit Leitscheiben unter Bildung von Zulaufkammern übereinander
gestapelt sind, wobei die Leitscheiben ein den Trennscheiben entsprechendes ununterbirochenes
Profil aufweisen, mit welchem sie auf dien bei.dseitigen Trennscheiben aufliegen.
Dieses ununterbrochene Profil der Leitscheiben schließt die zur Schlammansammlung
dienenden Zulaufkammern vollständig von den zentralen Öffnungen ab, die die Abführleitung
für das Filtrat bilden.
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Dadurch wird die Flüssigkeit gezwungen, im wesentlichen in den Ebenen
der Trennscheiben und/ oder der Leitscheiben liegenden Bahnen durch den durchlässigen
Filterwerkstoff in überwiegend radialer Richtung zur Filterachse hin zu fließen,
wobei die Rückstände aus der Flüssigkeit in den Schlammkammern zurückgehalten werden.
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Durch diese Strömungsrichtung und Wirkungsweise unterscheidet sich
die Erfindung auch von den bekannten Filtern, bei denen von den Leitscheiben unterhalb
und oberhalb und der mit diesen abwechselnden Trennscheiben, die beide aus Filtermaterial
bestehen, abwechselnd je eine Rohflüssigkeitskammer und eine Filtratkammer gebildet
wird, also die Strömung beim Filtervorgang nicht radial, sondern axial durch die
Trennscheiben hindurch geht, und nur nebenbei ein Teil der Leitscheiben auch radial
durchströmt werden kann. Bei dieser bekannten Filterausführung und bei anderen Ausfübrungen
bilden die Leitscheiben im wesentlichen nur Abstandsstücke zwischen den Trennscheiben.
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Demgegenüber dienen bei der Erfindung die Leitscheiben nicht nur
als Abstandsstücke zur Bildung eines Schlammraumes, sondern bilden im Zusammenwi.rken
mit den beidseitigen Trennscheiben ein Spaltfilter, und zwar zusätzlich zur eigenen
Filterwirkung der mehr oder weniger radial durch strömten Trenn- und/oder Leitscheiben.
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Nach der Erfindung wird also mit verhältnismäßig geringem Raumbedarf
eine günstige Filterwirkung erzielt, und zwar werden dabei - verglichen mit der
eingangs genannten Filterbauartim Verhältnis zur Anzahl der Trennscheihen und Leitscheiben
vielmehr Kammern für die Schlammansammlung gebildet, für die daher mehr Raum zur
Verfügung steht, so daß das Filter längere Zeit betriebsfähig bleibt als die bekannten
Filter.
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Bei der vorwiegend radialen Strömungsrichtung dles Filtrats verbessert
die Schlammansammlung die Fi lterwirkung. Auch werden die Trennscheiben senkrecht
zu ihrer Ebene im normalen Betrieb nicht nennenswert auf Druck beansprucht, so daß
sie nicht zerstört werden und Leckbildungen nicht eintreten. Die Trennscheiben können
unter sich völlig gleichgestaltet sein, ebenso die Leitscheiben.
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Um die Leistung des Filters noch weiter zu erhöhen und den Weg der
Flüssigkeit in der Ebene der durchlässigen Treunscheiben kurz zu gestalten, ist
bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß jede Trennscheibe
sich von ihrer Mittelöffnung nach außen erstreckende Schlitze aufweist und daß die
Leitscheiben sämtlich je einen undurchbrochenen ringförmigen Mittelteil und sich
nach außen erstreckende Speichen besitzen, die die Schlitze der Trennscheiben über
greifen und so die Trennwände sektorförmiger Zellen bilden, aus denen das Filtrat
der den Zellen vom äußeren Umfang her zugeführten Flüssigkeit durch die Trennscheiben
und die Schlitze hindurch in den gemeinsamen Abfluß austritt.
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Wählt man umgekehrt die Trennscheiben aus undurchlässigem Werkstoff
und die Leitscheiben aus clurchlässigem Werkstoff, so ist bei einer anderen bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Leitscheiben sämtlich je einen
undurchbrochenen ringförmigen Mittelteil besitzen, von dem sich radiale Speichen
nach außen erstrecken, die sektorförmige, abgetrennte Zellen bilden und die mit
je einem radialen Schlitz versehen sind, der sich nach innen bis über die Mittelöffnung
der benachbarten Trennscheiben erstreckt, so daß das aus den Zellen abfließende
Filtrat aus den Schlitzen in den gemeinsamen Abfluß gelangt.
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In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Mitte einer Ausführungsform
des Filters nach der Erfindung,
Fig. 2 und 3 schaubildliche Ansichten
von zwei einzelnen Filterelementen, und zwar einer Leitscheibe und einer Trennscheibe
der in dem Stapel nach Fig. 1 verwendeten Art, in welchem diese Teile in abwechselnder
Folge auftreten, Fig. 4 in größerem Maßstab eine Teilschnittansicht mit den Scheiben
nach Fig. 2 und 3 in gestapeltem Zustand, wobei die Pfeile den Lauf der Flüssigkeit
durch die Trennscheibenschichten zu der axialen mittleren Öffnung des Stapels angeben,
Fig. 5 eine abgeänderte Form der Trennscheibe in Draufsicht, Fig. 6 die Draufsicht
einer abgeänderten Form der Leitscheibe, die auf die Scheibe nach Fig. 5 in entsprechender
Stapelung aufzulegen ist, Fig. 7 einen Schnitt durch die Filterpatrone, welche die
Leitscheibe nach Fig. 6, die auf die Trennscheibe nach Fig. 5 aufgelegt ist, darstellt
und in zwei Zellen die Anhäufung der Verunreinigungen auf den nicht überdeckten
Teilen der Trennscheibe nach Fig. 5 erkennen läßt, Fig. 8 einen Schnitt, im wesentlichen
nach Leime 8-8 der Fig. 7, in dem durch Pfeile der Lauf der Flüssigkeit und weiterhin
die Ablagerung der Verunreinigungen auf den nicht übwerdeckten Flächen, wie in Fig.
7 dargestflellt, gezeigt werden, Fig. g einen Schnitt nach Linie 9-9 der Fig. 7,
Fig. 10 und II je eine Draufsicht auf eine Leitscheibe und ein zugehöriges Trenuscheibenelement
in einer abgeänderten Ausführungsform, Fig. 12 einen Schnitt durch den Patronenbehälter
mit der Darstellung der Leitscheiben nach Fig. I0, die auf einer Trennscheibe nach
Fig. 11 liegt, Fig. I3 einen Schnitt nach Linie 13-13 der Fig. I2, Fig. 14 einen
Schnitt nach Linie 14-14 der Fig. 12, Fig. 15 eine Teilschnittansicht im wesentlichen
nach Linie I5-I5 der Fig. 12, in der durch die Pfeile der Lauf der Flüssigkeit dargestellt
ist, Fig. I6 und I7 schaubildlichle Ansichten je einer abgeänderten Form einer Trennscheibe
einer zugehörigen Leitscheibe, Fig. I8 einen Schnitt durch die Patrone, der die
Leitscheibe nach Fig. I7 auf der Trennscheibe nach Fig. I6 aufliegend darstellt,
Fig. 19 einen Schnitt nach Linie I9-I9 der Fig. I8, Fig. 20 einen Schnitt nach Linie
20-20 der Fig. IS und Fig. 21 einen Schnitt nach Linie 2I-2I der Fig. I8.
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In den Fig. 20 und 2I ist durch Pfeile d!er Fluß des Öls durch die
Spalten zwischen einem in mehreren Schichten übereinandergelegten Stapel von Leitscheiben,
die gemeinsam das Leitelement zwischen je zwei TrennScheiben bilden, dargestellt.
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Bei der Gestaltung des erfindungsgemäßen Filters wird eine Anzahl
von Zellen geschaffen, in denen die Verunreinigungen sich ansammeln können.
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Diese Zellen werden durch Elemente zusammengestellt. die ähnlich gebildete
Oberflächen besitzen und eng zusammenliegen. Diese haben einmal die Form von Trennschleiben
und das andere Mal von dazwischenliegenden Leitscheiben von genügender Ausdehnung,
um zusammen einen Filter zu bilden. in welchem die Flüssigkeit in wesentlichem rechtwinklig
zu der Achse des Stapels dieser Elemente durchtritt.
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Die Flüssigkeit dringt entweder durch die Trennscheiben oder durch
die Leitscheiben oder durch beide sowie durch die Spalten zwischen diesen Scheibenelementen,
wenn solche vorhanden sind.
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Bei der Anhäufung von Verunreinigungen in einer Zelle werden sich
diese zuerst in Form einer weichen Masse anlagern, und die Flüssigkeit kann weiter
durch die Verunreinigungen dringen und zusätzlich kleine Teilchen absetzen, die
in der zu filternden Flüssigkeit enthalten sind. Wenn die Verunreinigungen fester
in den Zellen zusammenbacken, kann die Flüssigkeit noch zwischen den Verunreinigungen,
die einen festen Kuchen bilden, und den Trennscheiben, welche diesen Schlammkuchen
tragen, hindurchdringen. Es wurde dabei festgestellt, daß auf diese Weise eine große
Masse von Verunreinigungen angesammelt werden kann, ohne den Durchtritt der Flüssigkeit
zu hintern.
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Die Trennscheiben und Leitscheiben, welche ziur Verwendung kommen,
können verschiedene Formen aufweisen. Es werden Beispiele solcher Formen im folgenden
wiedergegeben.
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In Fig. 1 ist das Filtergehäuse und die auswechselbare, in diesem
gelagerte Patrone wiedergegeben. Das Gehäuse besteht aus einer im allgemeinen zylindrischen
Wandung 25 mit einem spitz zulaufenden Boden 26, der eine mittlere Öffnung, mit
einem Ring 27 und Flansch 28 an der äußeren Fläche der Bodenwand besitzt. Ein sich
nach oben erstreckendes Mittel rohr 29 ist mit dem Ring 27 kopfgeschwei-ßt und erstreckt
sich axial zu der zylindrischen Seitenwand 25 nach oben. Ein Ablaßstopfen 30 befindet
sich gleichfalls in dem Bodenstück und ist in einem mit Gewinde versehenen Ring
3I in dem Bodenstück eingeschraubt.
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Der obere Rand der Zylinderwand 25 wird durch einen Deckel 32 verschlossen,
der einen zwischengelegten Dichtungsring 33 umfaßt, durch welchen ein dichter Sitz
gesichert wird. In den oberen Teil des Mittelrohres 29 ist eine Schraube 34 eingeschraubt,
die den Deckel festhält, während ein Verschlußring 35 zwischen dem I(opf 36 der
Schraube an der äußeren Fläche des Deckels um die Öffnung. durch welche die Schraube
greift, vorgesehen ist.
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Die Seitenwand 25 besitzt eine Eintrittsöffnung 37 mit Gewinde bei
38 zum Anschluß eines Rohres, durch welches die zu filtriereiide Flüssigkeit zugeleitet
wird, während der Ablauf durch das Mittelrohr 29 erfolgt, das an seinem Ende 39
ein Gewinde aufw,eist, durch welches ein beliebiges Ablaßrohr oder eine Leitung
angeschlossen werden kann. Das Öl tritt in das Mittelrohr durch eine oder mehrere
in diesem angebrachte Öffnungen 40.
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Um in dem Gehäuse das Filtrieren durchzuführen, ist eine Patrone
vorgesehen, die d.as Filter zwischen der Einlaßöffnung 37 und d;er Auslaßöffnung
40 aufnimmt. Diese Patrone ist durch gehend mit 41 bezeichnet. Sie besteht aus einem
mit
Öffnungen versehenen zylindrischen Gefäß 42 mit einer Bodlenplatte 43 und einer
Deckplatte 44, die durch Bördelung mit den Seitenwänden fest verbunden sind. In
der Bodenplatte sitzt ein Federring 45, welcher das Mittelrohr-2g eng umschließt
und an dieser Stelle den Ölzutritt verhindert. Der Federring ruht auf einem Stützglied
46, das seinerseits wieder auf der Verdickung 47 des Rohres 29 aufsitzt. Der Federring
45 ist aus einem gegen Öl widerstandsfähigen Werkstoff, wie beispielsweise aus Kunststoff
oder Kork, hergestellt und verh indert an dieser Stelle den Durchtritt des Öls und
zwingt es, die Patrone durch die Lochungen 48 in der Seitenwand einzutreten. Die
Deckplatte weist eine Öffnung 49 auf, welche lose die Schraube 34 umschließt, während
eine Feder 50, die zwischen der unteren Seite des Deckels und der oberen Seite der
Deckplatte 44 der Patrone eingespannt ist, die Patrone auf den Stützring 46 preßt.
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Die Verunreinigungen aus der zu filtrierenden Flüssigkeit werden
in dieser Patrone entfernt. Sie besteht im allgemeinen aus einem Stapel von Einzeltrennscheiben,
die auf der Bodneplatte 43 aufliegen und mittels der Feder 51 zwischen der unteren
Fläche der Deckplatte des Patronenbehälters und einer Auflageplatte 52, die auf
den Stapel drückt, fest aneinandergedrückt werden. Diese Auflageplatte ist mit einem
Ring 54 versehen, der sich lose um das Mittelrohr 29 bewegen kann und somit dem
Öl Durchtritt gestattet. Ein weiterer Durchlaß kann gewünsohtenfalls auch durch
eine Öffnung 55 in der Auflageplatte und eine Öffnung 56 in einer oberen Treunscheibe
57 erfolgen, welche unmittelbar unter der Auflageplatte angeordnet ist. Diese Öffnung
56 steht in Verbindung mit den zentral übereinandergereilten Öffnungen der Einzelteile,
die das Filter bilden und welche nunmehr in den verschiedenen abweichenden Ausbildungsformen,
die sie bei der Durchführung der Erfindung annehmen können, beschrieben werden.
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Ein Nebenfluß mit Öl ist nur in den Fällen vorgesehen, wenn das Filter
durch den Umlauf des Schmieröls warm gehalten werden soll. Er kommt nicht in Betracht,
wenn das Filter als ein Speiseölfilter verwendet wird, in welchem Fall der Federring
54 eng dem Mittelrohr anliegt und einen dichten Ölverschluß bildet.
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In den Fig. I bis 4 ist eine Ausführungsform der Trenuscheiben sowie
der mit diesen zusammenwirkenden Leitscheiben dargestellt. Die Trennscheiben sind,
wie in Fig. 3 schaubildlich dargestellt, dkirchgehend mit 6o bezeichnet. Sie bestehen
aus einem verhältnismäßig dünnen Blatt aus starkem Papier, Pappe, Karton u. dgl.
oder anderen Filtermaterialien je nach Wunsch, welche das Filtrat hindurchlassen,
und weist im allgemeinen Kreisform auf, obwohl auch rechtwinklige oder andere Ausbildungen
Verwendung finden können. Sie haben eine Mittelöffnung 6I. Als Filtermaterialien
haben sich als besonders geeignet erwiesen die verschitedlenen Zellulosearten, wie
Lagen oder Gewebe von mehr oder weniger porösem oder saugfähigem Charakter aus Hnlzzellstoff,
beispielsweise ein ungeleimtes oder nicht glänzendes, aber selbsttragendes steifes
Papier, ähnlich dem handelsüblichen Löschpapier von etwa 0,5 mm Stärke.
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Die Leitscheiben, welche allgemein mlit 62 bezeichnet und schaubildlich
in Fig. 2 dargestellt sind, sind für gewöhalich etwas stärker als die Trennscheiben
60, je nach der gewünschten Tiefe der Zellen. Sie werden aus einer oder aus mehreren
Lagen eines ähnlichen Materials gebildet und bestehen beispielsweise wieder aus
starkem Papier, Karton oder anderen Materialien, obwohl sie auch undurchlässig sein
können, da es hei diesen auf die Eigenschaft, das Filtrat hindurchzulassen, verhältnismäßig
wenig ankommt. In ihrer Form entsprechen sie der Form der Trennscheiben 60 und besitzen
eine Mittelöffnung 63.
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Die mit den Leitscheiben 62 in einem Stapel oder einer Reihe abwechselnden
Trennscheiben 6o werden von diesen, wie in Fig. I dargestellt, in Abstand gehalten,
wobei die Öffnungen 6I und 63 in den Trennscheiben und Leitscheiben alle miteiinander
fluchten.
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Die so gebildeten Zwischenräume 64 (Fig. I) bilden ringförmige Zellen
für die Aufnahme der Verunreinigungen. Die Flüssigkeit tritt in diese Zellen vom
äußeren Rand ein, wie durch den Pfeil 65 (Fig. 4) angedeutet ist, und fließt in
diesen radial nach innen, bis sie auf die Leitscheiben 62 trifft. Der Filtratanteil
der Flüssigkeit tritt sodann in d;ie Trennscheiben 60 ein, wie durch die Pfeile
(Fig. 4) zum Ausdruck gebracht, und durch die Trennscheiben hindurch bis zu den
übereinanderliegenden mittleren Öffnungen, die in Fig. 4 mit 66 bezeichnet sind,
von hier aus weiter durch die Öffnung 40 oder eine ähnliche Öffnung in das Mittelrohr
29 und dann axial, und im vorliegenden Fall nach unten, durch das Rohr 29 aus dem
Filtergehäuse aus. Wenn sich die Verunreinigungen, wie bei 67 (Fig. ) dargestellt,
ansammeln, wi!rd das Filtrat in die Trennscheiben 60 in einer zunehmend größeren
radialen Entfernung von der Mittelachse eindringen und durch die Mittelöffnung 66
abfließen. Wie ersichtlich, wird die Flüssigkeit im Anfang durch die Leitscheiben
62 fließen können, wenn die Leitscheiben 62 aus demselben Material wie die Trennscheiben
60 bestehen.
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In gewissen Fällen wird die Flüssigkeit auch zwischen den Trennscheiben
und den Leitscheiben in den Spalt längs der Oberflächen zwischen diesen beiden fließen,
und zwar zusätzlich zu dem Durchtritt durch das poröse Trennscheibenmaterial.
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Wenn d!ie Flüssigkeit durch diesen Spalt tritt, können sich die Verunreinigungen
in Form eines Kuchens ansammeln, wodurch im Ergebnis die Größe der Leitscheiben
anwächst und eine Fläche erzeugt, welche mit der Oberfläche der Trennscheiben in
Berührung steht und zu einer weiteren Ausdehnung des Spaltes führt. In anderen Fällen
wird die Flüssigkeit bei seinem Durchtritt zu dem Mittelraum des Stapels zum Teil
durch die Verunreinigungen dringen und dann zum Teil durch die Trennscheiben und
zum Teil durch den Spalt zwischen den Trennscheiben und den Verunreini-
gungen
oder den Spalt zwischen den Leitscheiben und den Trennscheiben.
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In all diesen Fällen tritt die Flüssigkeit im allgemeinen rechtwinklig
zu dem M.ittellraum oder der Achse durch, während es seine Verunreinigungen in den
Zellen zwischen den Trennscheiben ablagert und zurückläßt. Die Trennscheiben können
die Ringform, wie in Fig. I bis 4 dargestellt, auiweisen oder auch verschiedene
andere Formen, die nachstehend beschrieben werden. Die radiale Entfernung zwischen
dem mittleren Hohlraum 63 (Fig. 2) der Leitscheiben 62 und dem äußeren Rand dieser
Leitscheiben bestimmt die Strecke, durch welche die Flüssigkeit auf seinem radialen
Wege nach Ablagerung seines Schlammes dringen muß. Hierdurch wird die Durchflußlgeschwindigkeit
insbesondere am Anfang oder bei Beginn der Filterbenutzung bestimmt. Diese Verkörperung
der Erfindung weist also einen in einer Richtung verlaufenden D,urchtritt auf, der
von der Außenseite des Stapels nach i.nnen zu einem mittleren Abfluß und von dort
aus dem Filtergehäuse hinaus verläuft.
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Eine andere Ausführungsform ist in den Fig. 5 bis einschheßlich g
wiedergegeben. Die Trennscheiben sind' durchgehend mlit 70 bezeichnet. Sie haben
eine kreisförmig oder anders ausgebildete äußere Begrenzung 7I und eine Mittelöffnung
72, von welcher sich Schlitze 75 radial bis zu einem Punkt kurz vor der Umfangslinie
7I derart erstrecken, daß diese Schlitze an ihren äußeren Enden geschlossen sind
und jede Trennscheibe einen zusammenhängenden Aufbau aufweist. Außerdem sind Einkerbungen
74 zur Aneinanderreihung der Teile, wie nachstehend erläutert, vorgesehen. Dlie
Leitscheiben für diese Treunscheihen sind mit 75 bezeichnet und in Fig. 6 wiedergegeben.
Sie bestehen aus einer zentralen Ringfläche 76 mit einer Mittelöffnung 77. Von dem
Ring 76 aus erstreckt sich eine Anzahl Speichen 78 in gleicher Zahl wie die der
Schlitze 73, die so groß gehalten und so angeordnet sind, daß sie je einen der Schlitze
73 bei der Zusammenfügung mit den Trennscheiben bedecken.
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Die Einkerbung stimmt mit der Einkerbung 74 überein.
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Diese Trennscheiben 70 und Leitscheiben 75 werden axial in der Patrone
gestapelt. Die Patrone hat in diesem Fall eine Rippe 80 (s. Fig. 7), die in Einkerbungen
74 und 79 greift und die Teile 70 und 75 in der gewünschten Lage hält. Die Speichen
78 bedecken je einen Schlitz 73 und bilden die sektorförmigen Zellen 8I (Fig. 7)
zur Aufnahme der Verunreinigungen.
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Bei dieser Anordnung der einzelnen Teile ergibt sich ein wesentlich
kürzerer Weg durch die Trennscheiben von dem Punkt aus, wo die Verunreinigungen
sich ablagern, bis zu der Öffnung für den freien Ausfluß des Filtrats aus dem Stapel.
Beispeilsweise tritt, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, die zu filternde Flüssigkeit
in die Zelle 81 ein und dringt in die Trennscheiben 70 bei einem Punkt ein, der
von dem Ableitungsdurchgang oder Schlitz 73 um die Strecke entfernt ist, um welche
die Speiche 78 die Randkanten des Schlitzes 73 überdeckt. Die Pfeile 82 (Fig. 8)
lassen die kurze zu überwindenden Entfernung erkennen. Der Schlamm 83 sammelt sich
längs den Rändern von jeder Speiche und baut sich rückwärts, dem Fluß der zu filternden
Flüssigkeit entgegen, auf. Zu jeder Zeit wird jedoch die Entfernung vom Rand der
abgelagerten Veriunreinigungen bis zu dem Schlitz, sot gar dann, wenn die. Flüssigkeit
die Treunscheiben vom Rand der abgelagerten Verunreinigungen aus betritt, verhältnismäßig
gering sein im Vergleich mit jener, die im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 beschrieben
ist Das Filtrat läuft von jedem der Schlitze in die M.i.ttelöffnung 85 des jeweiligen
Teils, um sodann aus der Patrone und dem Gefäß abgeführt zu werden.
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In den Fig. 10 bis 15 ist eine andere Ausführungsform wiedergegeben,
die für einen Fluß in zwei Richtungen, nämlich radial nach innen und radial nach
außen, von einer mitten zwischen den inneren und äußeren konzentrischen Kreisen
liegenden Zufuhröffnungen aus bestimmt ist. Diese Ausführungsform erfordert einen
andersartigen Behälter für die Patrone.
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In der Ausführungsform nach den Fig. 10 bis 15 sind die Trennscheiben
mit 86 bezeichnet und in Fig. 11 in einer Draufsicht dargestellt. Sie können aus
dem gleichen steifen Papier, Karton oder anderem flüs sigkeitsdurchlässigem Material,
wie beschrieben, hergestellt sein und weisen im allgemeinen eine kreisförmige Gestalt
auf. Auch andere Formen können Verwendung finden. Sie haben eine zentrale Öffnung
87, von welcher sich Schlitze 88 nach außen erstrecken, die kurz vor der Randkante
89 der Trennscheiben enden. Die Eintrittsöffnungen 90 sind zwischen dem äußeren
Umfang 89 und der Mittelöffnung 87 angeordnet. Diese Öffnungen sind in der Mitte
zwischen den. radialen Schlitzen angebracht, so daß sie sich in der Mitte von den
Sektorflächen der Scheiben befinden, die die Sammelzellen für die Verunreinigungen
bilden.
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Die Leitscheiben 92 sind in Fig. 10 in Draufsicht dargestellt. Sie
werden aus einem MAterial gebildet, das ähnUch dem ist, aus welchem die Trennscheiben
86 bestehen, doch ist es für gewöhnlich etwas dicker als das der Trennscheiben.8!6,
je nachdem, wie groß die gewünschte Tiefe der Zelle sein soll.
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Es kann ferner aus einer oder mehreren Lagen aus Material ähnlich
dem der Trennscheiben 86, aber auch aus einem undurchlässigen Material hergestellt
sein, da seine Fähigkeit zum Durchlassen der Flüssigkeit verhältnismäßig unwichtig
ist. Die Leitscheiben 92 sind bei 93 mit einer Kerbe versehen in Übereinstimmung
mit der Kerbe 91 der Trennscheiben 86. Die Leitscheiben bestehen aus zwei konzentrischen
Ringen 94 und 95, die miteinan der durch die Speichen 96 verbunden sind, zwischen
welchen die Zwischenräume 97 liegen, während eine Öffnung 98 sich in der Mitte befindet.
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Die Speichen 96 sind so angeordnet, daß sie die Schlitze 88 der Trennscheiben
bedecken, wenn der Teil 92 auf den Teil 86, wie in Fig. I2 dargestellt,
aufgelegt
wird. In der Stapelanordnung, wie sie in den Fig. 13, 14 und 15 dargestellt ist,
wechselt immer eine Trennscheibe mit einer Leitscheibe ab.
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Diese werden in vertikaler Folge durch die Rippe 80 der Patrone 99.
wie in Fig. 12 dargestellt, gehalten. Der Mittelring 95 greift nach innen über die
innere Kante der Öffnung 87 der Trennscheiben hinaus, während der Außenring 94 nach
außen über den äußeren Rand 89 der Trennscheiben reicht. Die zwischen den Ringen
und den Speichen 96 befindlichten Zwischenräume, in Fig. 10 mit 97 bezeichnet, bilden
ein Sammelstelle oder einen Raum 100 in Fig. I2, in weichen die zu filtrierende
Flüssigkeit durch die in zentraler Folge angeordneten Öffnungen go der Trennscheiben
eintreten kann. Die Flüssigkeit, welche in einen solchen Raum 100 eintritt. fließt
nach innen zu den Mittelöffnungen 101 der aufgereihten Teile und nach außen zu der
Ringkammer 102, welche zwischen dem Stapel der einzelnen Teile und der Wandung 99
des Patronenbehälters vorgesehen ist. Die Filterung erfolgt in ähnlicher Weise wie
bisher beschrieben, indem die Flüssigkeit durch die Trennscheiben 86 zu den Schlitzen
88 hindurchtritt, wie in Fig. 15 gezeigt, und die Verunreinigungen in der Zelle
zuriickläßt.
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Die Verun,reinigungen sammeln sich sektorförmig an, entsprechend der
Form der Zelle, indem sie sich am Rand des Sektors aufbauen und schrittweise nach
innen zu, in Richtung zu den Eintritts-oder Einfließöffnungen 90, welche zu diesem
Zweck übereinanderliegen, anhäufen. Wie ersichtlich, muß das Patronengehäuse sich
von dem nach Fig. 1 unterscheiden und eine undurchlochte Seitenwand aufweisen mit
einer Bodenfläche, die Durchlochungen besitzt, welche mit den Öffnungen 90 der Trennscheiben
übereinstimmen. Zur Verbindung des Ringraumes 102 mit dem gemeinsamen Raum, der
durch die Öffnungen 101 gebildet wird, von welchem aus das Öl in das Rohr 29 durch
die Öffnungen 40 und dann aus dein Behälter hinausfließt, sind geeignete Mittel
vorzusehen.
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In der in Fig. 10 his 15 dargestellten Anordnung ist der Weg zwischen
den Eintrittsöffnungen go und der Mittelöffnung IOI und der Ringkammer 102 wesentlich
kürzer und gestattet so einen freieren Fluß der zu filternden Flüssigkeit durch
das Filter.
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Auch tritt bei dieser Ausbildungsform ein Druck auf, der sich von
innen nach außen auswirkt und bestrebt ist, d.ie Trennscheiben und Leitscheiben
auseinanderzuspreizen.
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Die Feder 5I, welche die Einzelteile zusammenpreßt, kann, wenn der
Druck im Innern größer wird als der Federdruck, nachgeben, so daß die Teile sich
voneinander abheben und dem Öl einen Durchgang zwischen den Teilen gestatten, und
zwar in einem genügenden Maß, um irgendwelche Stauung oder Druckbildung zu beseitigen.
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In Fig. 16 bis einschließlich 21 ist eine weitere Form der Trennscheiben
und Leitscheiben wiedergegeben. Die Trennscheiben in Fig. I6 sind mit 105 bezeichnet
und weisen einen kreisförmigen äußeren Umfang auf, der bei 106 eine Kerbe enthält,
und sind mit einer Mittelöffnung 107 verwehen. Die Trennscheiben können aus durchlässigem
Material bestehen, doch ist die Anordnung bei dieser Ausführungsform so, daß die
Trennscheiben auch aus undurchlässigem Material beschaffen sein können, wie beispielsweise
aus einem entsprechend verarbeiteten Kunstharz oder einem wasserunduichlässigen
Papier, in welches die zu filtrierende Flüssig keit nicht eintritt. Die Flüssigkeit
strömt im letztgenannten Fall den Trennscheiben parallel zu deren Oberfläche entlang
und durch die geschichteten noch näher beschriebenen Leitscheiben und zwischen diesen
und den Trennscheiben hindurch.
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Die Leitscheiben, welche zwischen den Trennscheiben 105 liegen, bestehen
aus mehreren Schichten, die den speichenförmigen Körper 108 der Fig. I7 bilden.
Diese Schichten werden in gleicher anordnung aufeinandergelegt und sind aus durchlässigem
Material. Jede der Leitscheiben 108 besteht aus einem ringförmigen Teil 109 mit
radial verlaufenden Rippen IIO, welche jeweils bei III geschlitzt sind. In dem Ringteil
109 ist eine mittlere Öffnung 112 vorgesehen. Eine der Speichen ist mit einer Einkerhung
113 versehen zur Aufnahme der Rippe, die zum Zweck der Einordnung und Übereinstimmung
mit den Kerben 106 der Scheiben 105 vorgesehen ist. Die einzelnen Schichten der
Leitscheiben 108 können in einer beliebigen Anzahl zusammengesetzt werden. In der
Zeichnung sind jeweils sechs Schichten zwischen je zwei Trennscheiben übereinandergelegt.
Die Zahl hängt zum Teil von der Dichte der einzelnen Schichten ab, welche gegebenenfalls
außerordentlich dünn, etwa in der Größenordnung von 0,2 mm, sein können, so daß
etwa fünfzehn oder mehr zwischen je zwei Trennscheiben übereinandergelegt werden
können.
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Die Schlitze 111 verlaufen bis zu einem Punkt hinter der Öffnung 107
der Scheibe nach innen, so daß das Filtrat, nachdem es in einen Schlitz eingerungen
ist, nach innen zu der zentralen Öffnung 114, wie in Fig. 19 dargestellt, durch
die Spalte 120 (s. auch Fig. 18) abfließen kann, die durch die in diesen Figuren
wiedergegebenen Trenuscheiben gebildet werden.
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Durch diese Anordnung wird, wenn die einzelnen Teile, wie in Fig.
18 bis 21 dargestellt, aufgestapelt sind, eine Vielzahl von Spalten zwischen den
übereinandergelegten oder vielschichtigen durchlässigen Leitscheiben zwischen den
Trennscheiben gebildet. so daß die Flüssigkeit zum Teil durch jeden dieser Spalte
aus den Zellen 121 (Fig. 20), welche zwischen den Ringteilen IO9 vorgesehen sind,
wie durch die Pfeile 122 angedeutet, fließen kann. Ein anderer Teil der Flüssigkeit
wird durch die Spalte jeder der Speichen in die Schlitze III, wie durch die Pfeile
(Fig.2I) angedeutet, fließen und dann radial nach innen zu der Mittelöffnung 1 14
und von dort axial zu dem Filter in das Mittelrohr 29 sowie weiter aus dem Gefäß
strömen. Die Flüssigkeit kann auch durch das poröse Material der Leitscheiben hindurchtreten.
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In der in Fig. I6 bis 2I wiedergegebenen Form des Filters werden
sich die Verunreinigungen in
den Zellen 121 anreichern, und eine
weiche Schlammmasse wird sich in den Zellen ansammeln. Durch diesen Schlamm wird
ein zusätzlicher Teil der Flüssigkeit hindurchfließen. Der Schlamm trägt dazu bei,
daß noch irgendwelche nicht entfernte feinere Teilchen der Flüssigkeit abgelagert
werden, wenn die Flüssigkeit hier hindurchtritt. Beim weiteren Durchgang werden
die Verunreinigungen immer fester zusammenbacken und schließlich eine kuchenartige
Masse bilden. Wenn sich ein solcher Kuchen geformt hat, entsteht eine Spaltfläcbe
zwischen dem Kuchen bzw. den Verunreinigungen und den Trennscheiben, durch welche
die Flüssigkeit dringt, damit der Durchfluß weiter anhält. Dieser Durchfluß wird
aufrechterhalten, bis die Zellen I2I mit Verunreinigungen voll gefüllt sind, worauf
dann die verbrauchte Patrone gegen eine neue Patrone ausgewechselt werden muß.
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Es ist leicht ersichtlich, daß abweichende Formen der Trenn- oder
Leitscheiben Anwendung finden können, um einen Durchfluß in nur einer einzigen Richtung
oder einen Durchgang in zwei Richtungen zu bewirken. Eine Erhöhung der Zahl der
Trennscheiben erhöht auch den Flüssigkeitsdurchgang in dem Stapel, während gleichzeitig
das Fassulngsvermögen der Zellen für die Ablagerung der Verunreinigungen vermindert
wird, so daß jeweils das eine auf Kosten des anderen vergrößert wird. Es ist dabei
unwesentlich, ob die Achse des Stapels vertikal oder horizontal verläuft, da der
Druck, unter welchem die Filterung dulrchgef,iihrt wird, genügend hoch ist.
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Der Nebenfluß der Flüssigkeit in dem oberen Teil des Stapels gestattet
es, daß das Filter durch den Flüssigkeitsstrom durch diesen Nebenfluß erwärmt wird,
bis er genügend heiß ist, worauf dann die Filterung durch den Stapel der Trennscheiben
hindurch erfolgen kann. Dieser Nebenfluß schützt auch das Filter vor einer Verstopfung,
durch das der Ölfluß durch das Gefäß abgedrosselt würde.
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Die Trennscheiben, auf welchen sich die Verunreinigungen ansammeln,
wenn die Flüssigkeit durch dile porösen Teile hindurchtritt, bieten einen hei Filtern
dieser Art bisher noch nicht bekannten Vorteil und tragen wesentlich zu der Leistungsfähigkeit
und der Lebensdauer des Filters bei.