EP3148670A1 - Filtervorrichtung - Google Patents

Filtervorrichtung

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Publication number
EP3148670A1
EP3148670A1 EP15720263.1A EP15720263A EP3148670A1 EP 3148670 A1 EP3148670 A1 EP 3148670A1 EP 15720263 A EP15720263 A EP 15720263A EP 3148670 A1 EP3148670 A1 EP 3148670A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
valve
filter element
valve piston
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15720263.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander WOHLERS
Viktor Josef Lauer
Philipp Hilzendegen
Norbert Sann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydac Filtertechnik GmbH
Original Assignee
Hydac Filtertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Filtertechnik GmbH filed Critical Hydac Filtertechnik GmbH
Publication of EP3148670A1 publication Critical patent/EP3148670A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D35/00Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/14Safety devices specially adapted for filtration; Devices for indicating clogging
    • B01D35/157Flow control valves: Damping or calibrated passages
    • B01D35/1573Flow control valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2201/00Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/16Valves
    • B01D2201/165Multi-way valves

Definitions

  • the invention relates to a filter device with at least one filter element, which is accommodated in a filter housing which has at least two connection points, which serve alternately the supply of unfiltrate and the removal of filtrate, wherein by means of a reversing device of the respective connection points In the direction reversing fluid flow passes through the filter element in only one predeterminable direction.
  • the flow direction of the fluid flow in the piping system may change, depending on the respective operating conditions. Since the filter elements used for the filtration of the fluids in question may only be operated in one direction of flow due to the design, it is apt to dispense with filtration in circuits with reversing flow directions. However, in view of the high demands which such systems have to make on the purity of the fluids in order to avoid damage or failure of the hydraulic components of the system, the absence of filtration is only rarely acceptable.
  • the invention has the object to provide a filter device of the type mentioned is available, which is characterized by a simple, compact and inexpensive to produce.
  • the reversing device comprises a valve slide device, the valve piston is driven by the respective Unfiltratstrom, which is present at one or the other connection point, provides the operating pressure itself, from one connection point or from the other Connection point forth, the control pressure for switching the valve slide device in the switching position, in which the unfiltered stream passes to the raw side of the filter element.
  • the invention is characterized by low construction costs and a compact design with low production costs. With only one valve located in the fluid flow pressure losses are also minimized.
  • valve piston which is pressure-actuated directly from the unfiltrate
  • the control of the connection points from unfiltrate feed to filtrate removal and vice versa is essentially instantaneous or simultaneous.
  • the Switching movements of the valve piston almost instantaneously, when the valve piston is mounted freely movable in the valve housing.
  • the arrangement can advantageously be made so that the valve piston is fluid-conducting connected at its opposite end faces, each having a connection point at which alternately the Unfiltratstrom with a predetermined pressure, ie the operating pressure of the device is present.
  • the valve piston can each have a hollow chamber which, separated from one another by a wall part, has at least one passage opening which connect depending on the displacement position of the valve piston passages in the valve housing with the respective hollow chamber or lock them.
  • the valve piston itself, with its separate hollow chambers, forms the fluid guide between the outer connection points and those passage points of the valve housing which, depending on the switching position of the valve piston, lead to the raw side or the clean side of the filter element.
  • valve housing may be part of the filter housing or flanged as a separate block.
  • valve housing is an integral part of a Filterkop- fes, to the formation of the filter housing, a filter pot with the filter element can be connected, wherein the passage points in the valve housing are formed from annular channels, one of which is connected to the raw side of the filter element and depending on the displacement position of the valve piston, the other on the clean side.
  • a middle annular channel of a group of three ring channels in two tangentially merging connecting channels, which are connected to the raw side of the filter element pass over, receive a collecting channel to the clean side of the filter element between them, which merges into two branch lines, one of which in an annular channel and from which the other flows into the other ring channel.
  • low flow losses occur during operation.
  • the valve slide device can be integrated with its valve housing in the filter element which, with its preferably pleated filter mat, comprises the valve housing at a predeterminable distance.
  • the filter device can also be designed as a low-cost filter without the possibility of an element change, as well as a serviceable version with removable filter element. Due to the compact design, the filter device can also be integrated as an in-line filter in hose lines of the relevant system.
  • the arrangement is advantageously made so that the filter element received in the filter housing to the outside limits the raw side and the inside with the clean side.
  • the valve housing may have two pairs of grouped passageways, with the two being furthest from each other spaced passages alternately supply the raw side of the filter element with unfiltered material and serve to these adjacent passage points of each pair depending on the Verfahr ein the valve piston, alternately connected to the clean side of the filter element, the removal of the filtrate.
  • Fig. 2 is a symbol representation of the hydraulic circuit of a
  • Fig. 3 is a drawn with a housing interruption
  • Fig. 4 is a longitudinal section of the embodiment according to the section line IV - IV of Fig. 3 and a longitudinally cut drawn perspective view of a second embodiment of the filter device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a device according to the prior art constructed in the manner of a Graetz circuit for rectifying a fluid flow flowing through a filter element 3.
  • an operating state is shown in which at the junction A of the circuit unfiltered material flows under an operating pressure and at a junction B of the circuit filtrate flows after the fluid has passed through the filter element 3 in the direction indicated by flow arrow 5 direction.
  • the device has four seat valves, which can each be flowed through in only one flow direction and are each formed by spring-loaded check valves. Of these, there is a first check valve 7 between the connection point A and the non-filtrate input U of the filter element 3.
  • a second check valve 9 is arranged between the second connection point B and the non-filtrate input U of the filter element 3.
  • the check valves 7 and 9 are each oriented such that the fluid path is released from the connection point A to Unfiltrateingang U pending at port A unfiltrate via the check valve 7 or that at pending at the junction B Unfiltrat réelle the connection via the check valve 9 to the unfiltered input U is released.
  • a third check valve 1 1 and a fourth check valve 13 are a third check valve 1 1 and a fourth check valve 13, each blocking the connection to the unfiltrate pressure leading junction A or B, but the connection between see filtrate outlet F and release the connection point A or B, at which no unfiltrate pressure is present.
  • FIG. 2 shows the circuit of the reversing device for an embodiment of the filter device according to the invention.
  • a valve slide device in the form of a hydraulically operated 4/2-way valve 15 is provided, the valve piston 1 7 on the left side in Fig. 2 located end face with the fluid pressure of the junction A and on the opposite end face with the Fluid pressure of the junction B is acted as control pressure.
  • Fig. 2 shows the switching position of the valve piston 1 7 prevailing at the junction B unfiltrate, wherein the connection is made from the junction B to the unfiltered input U of the filter element 3 and the filtrate output F is connected to the connection point A.
  • the valve piston moves 1 7 in Fig. 2 to the right, so that the junction A with the unfiltered inlet U is in communication and the filtrate F is connected to the junction B.
  • valve slide device 15 is part of a filter head 19 which forms a filter housing together with a detachably attachable to him filter pot 21, in which the filter element 3 can be accommodated.
  • This can be flowed through in the filtration operation from outside to inside, so that the Room 23 between the outside of the filter element 3 and the inside of the filter cup 21, the raw side and thus the unfiltered input U forms.
  • the filter element 3 has in the usual manner with filter cartridges on a hollow cylindrical filter mat surrounding a concentric to the filter longitudinal axis 25, inner filter cavity, which forms the clean side, wherein the filtrate F is coaxial with the connection to the filter head 19.
  • each hollow chamber 35 and 37 has a ring of passage openings 41 and 43, respectively.
  • the passage openings 41 and 43 are aligned on passageways formed in the valve housing 27 by annular channels 45, 47 and 49 which surround the valve axis 29 concentrically and arranged in a group of three are, wherein the central annular channel 47 is aligned with the longitudinal axis 25.
  • This middle annular channel 47 is, as shown in FIG. 4 can be removed via two connecting channels 51 and 53, the tangenti- ally open into the annular channel 47 and extend parallel to the longitudinal axis 25 with the unfiltrateingang U, ie with the space 23 of the crude side connected in the filter housing.
  • the outer annular channels 45 and 49 are connected via an obliquely extending connecting line 55 and 57 with the filtrate output F in combination.
  • the valve piston 1 7 In the operating state shown in FIGS. 3 and 4, in which, in accordance with the state shown in Fig. 2, the unfiltered pressure is present at the junction B, the valve piston 1 7 is in the left-side switching position, wherein the through holes 43rd are aligned with the central annular channel 47 so that unfiltered material passes from the annular channel 47 via the connecting channels 51 and 53 (FIG. 4) to the chamber 23 of the crude side.
  • the other passage openings 41 are aligned with the left side annular channel 45, so that the filtrate output F via the connecting line 55, the through holes 41 and the hollow chamber 35 with the connection point A is in communication.
  • the annular channel 49 is closed by the valve piston 1 7, so that the connection between the junction B and the unfiltered output F is blocked.
  • the through-openings 41 are in alignment with the central annular channel 47, so that now the unfiltered material via the connection channels 51, 53 (FIG. 4) to the space 23 passes, while the passage openings 43 are aligned with the annular channel 49, so that the filtrate flows from the filtrate output F via the connecting line 57 to the connection point B.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment in which the valve slide device 15 is installed in the filter housing 61. More specifically, the valve housing 63 is disposed concentrically within the clean-side forming filter cavity 65.
  • the valve piston 1 7 corresponds to the example described above, thus has hollow chambers 35 and 37 emanating from the end faces, which are separated by a wall 39 adjacent to which the through openings 41 and 43 are located.
  • two pairs of ports are formed in the wall of the valve housing 63, each pair being located near an end of the valve housing 63, each pair having a rim of Passages has. These are denoted by 69 and 71 in the upper pair in FIG. 5 and 73 and 75 in the lower pair.
  • FIG. 5 shows the operating state in which the unfiltrate pressure is present at the connection point A, so that the valve piston 1 7 is moved downwards in the FIGURE.
  • the valve piston 1 7 releases the passage points 69 in this position, so that the unfiltered material reaches the dirty side 77 on the outside of the filter element 3.
  • the through-openings 43 of the valve piston 1 7 are aligned with the passage points 73 of the lower pair so that filtrate enters the hollow chamber 37 via the through-openings 43 and flows out via the connection point B from the room forming the clean side.
  • the passage points 75 of the lower pair are released, so that unfiltered material from the junction B to the raw side 77 passes.
  • Filter housing 61 one of the housing end portions 81 or 83 may be formed as a lid which is removable to allow replacement of the filter element 3 by this is withdrawn together with its end caps 85 and 87 from the green body forming a valve housing 63.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

Eine Filtervorrichtung mit mindestens einem Filterelement (3), das in einem Filtergehäuse (19, 21, 61) aufgenommen ist, das über mindestens zwei Anschlussstellen (A, B) verfügt, die abwechselnd der Zufuhr von Unfiltrat und der Abfuhr von Filtrat dienen, wobei mittels einer Umsteuereinrichtung (15) der über die Anschlussstellen (A, B) jeweils sich in der Richtung umkehrende Fluidstrom das Filterelement (3) in nur einer vorgebbaren Richtung durchquert, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umsteuereinrichtung mindestens eine Ventilschiebereinrichtung (15) aufweist, deren Ventilkolben (17), in einem Ventilgehäuse (27; 63) geführt, vom jeweiligen Unfiltratstrom in der zuordenbaren Anschlussstelle (A, B) angesteuert über die Rohseite (23; 77) des Filterelementes (3) den Fluidstrom zu derjenigen Anschlussstelle (A. B) freigibt, die an die Reinseite (F) des Filterelementes (3) angeschlossen ist.

Description

Hydac Filtertechnik GmbH, Industriegebiet, 66280 Sulzbach/Saar
Filtervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit mindestens einem Filterelement, das in einem Filtergehäuse aufgenommen ist, das über mindestens zwei Anschlussstellen verfügt, die abwechselnd der Zufuhr von Unfil- trat und der Abfuhr von Filtrat dienen, wobei mittels einer Umsteuereinrich- tung der über die Anschlussstellen jeweils sich in der Richtung umkehrende Fluidstrom das Filterelement in nur einer vorgebbaren Richtung durchquert.
In manchen hydraulischen Kreisläufen, in denen Filtervorrichtungen für Betriebsfluide, wie Hydrauliköl, zum Einsatz kommen, kann sich in Abhän- gigkeit von den jeweiligen Betriebszuständen die Durchflussrichtung des Fluidstroms im Leitungssystem ändern. Da die für die Filtration der in Frage kommenden Fluide eingesetzten Filterelemente konstruktionsbedingt nur in einer Durchflussrichtung betrieben werden dürfen, ist man geneigt, bei Kreisläufen mit reversierenden Durchflussrichtungen auf eine Filtration zu verzichten. Angesichts der hohen Anforderungen, die bei derartigen Systemen an die Reinheit der Fluide zu stellen sind, um Schäden oder Ausfälle der hydraulischen Komponenten des Systems zu vermeiden, ist der Verzicht auf eine Filtration jedoch nur in den seltensten Fällen hinnehmbar. Im Hinblick hierauf ist es Stand der Technik (Leitungsfilter D1 MH010-01 der RT-Filtertechnik; veröffentlicht im Internet unter RT-F ilter.de/2001-09- 04); für den zum Filterelement gelangenden Fluidstrom eine die Strömungsrichtung anpassende Umsteuereinrichtung vorzusehen. Dabei erfolgt eine Strömungsgleichrichtung mittels einer Art Graetz-Schaltung, die aus vier Sitzventilen aufgebaut ist. Da bei derartigen Schaltungen eine größere Anzahl von Komponenten erforderlich ist, nämlich vier Ventilkörper, vier Ventilsitze und vier Ventilfedern, ergeben sich in nachteiliger Weise ein hoher Bedarf an Bauraum und entspre- chend hohe Herstellkosten. Zudem treten relativ hohe Druckverluste auf, die bei größeren Volumenströmen mehrere bar betragen können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die sich durch eine einfache, kompakte und kostengünstig herstellbare Bauweise auszeichnet.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Filtervorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 die Um- steuereinrichtung eine Ventilschiebereinrichtung aufweist, deren Ventilkolben vom jeweiligen Unfiltratstrom angesteuert ist, der an der einen oder an der anderen Anschlussstelle ansteht, liefert der Betriebsdruck selbst, von der einen Anschlussstelle oder von der anderen Anschlussstelle her, den Steuerdruck zum Umschalten der Ventilschiebereinrichtung in die Schaltposition, bei der der Unfiltratstrom jeweils zur Rohseite des Filterelements gelangt. Bei Verwendung lediglich eines Ventils und dessen selbsttätig erfolgender Steuerung zeichnet sich die Erfindung durch geringen baulichen Aufwand und eine kompakte Bauweise bei geringen Herstellkosten aus. Bei lediglich einem im Fluidstrom befindlichen Schieberventil sind zudem Druckverluste minimiert.
Bei unmittelbar vom Unfiltrat druckbetätigtem Ventilkolben erfolgt die Um- Steuerung der Anschlussstellen von Unfiltratzufuhr zu Filtratabfuhr und umgekehrt im Wesentlichen zeitnah oder zeitgleich. Insbesondere erfolgen die Umschaltbewegungen des Ventilkolbens nahezu verzögerungsfrei, wenn der Ventilkolben im Ventilgehäuse frei beweglich gelagert ist. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, für den Ventilkolben eine Federzentrierung in einer Mittelstellung vorzusehen, bei der die Öffnungsquerschnit- te sowohl zur Rohseite als auch zur Reinseite des Filterelements hin geschlossen sind. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einem Wechsel der Strömungsrichtung im Leitungssystem keine Gefahr besteht, dass das Filterelement kurzzeitig in falscher Richtung durchströmt wird. Hinsichtlich der Ventilbauweise kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der Ventilkolben an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten mit jeweils einer Anschlussstelle fluidführend verbunden ist, an denen abwechselnd der Unfiltratstrom mit einem vorgebbaren Druck, also dem Betriebsdruck der Vorrichtung, ansteht.
Weiterhin kann der Ventilkolben ausgehend von seinen beiden freien Stirnseiten jeweils eine Hohlkammer aufweisen, die, über einen Wandteil voneinander separiert, mindestens eine Durchgangsöffnung aufweist, die abhängig von der Verfahrstellung des Ventilkolbens zuordenbare Durchlass- stellen im Ventilgehäuse mit der jeweiligen Hohlkammer verbinden oder diese sperren. Bei dieser Bauweise bildet der Ventilkolben selbst mit seinen voneinander getrennten Hohlkammern die Fluidführung zwischen den äußeren Anschlussstellen und denjenigen Durchlassstellen des Ventilgehäuses, die je nach Schaltstellung des Ventilkolbens zur Rohseite oder Reinsei- te des Filterelements führen.
Das Ventilgehäuse kann Bestandteil des Filtergehäuses sein oder als separater Block angeflanscht werden. Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Ventilgehäuse einstückiger Bestandteil eines Filterkop- fes, an den unter Bildung des Filtergehäuses ein Filtertopf mit dem Filterelement anschließbar ist, wobei die Durchlassstellen im Ventilgehäuse aus Ringkanälen gebildet sind, von denen der eine an die Rohseite des Filterelements angeschlossen ist und je nach Verfahrstellung des Ventilkolbens der andere an dessen Reinseite. Hierbei kann ein mittlerer Ringkanal einer Dreiergruppe von Ringkanälen in zwei tangential einmündende Verbindungskanäle, die an die Rohseite des Filterelements angeschlossen sind, übergehen, die zwischen sich einen Sammelkanal zur Reinseite des Filterelements aufnehmen, der in zwei Abzweigleitungen übergeht, von denen die eine in einen Ringkanal und von denen die andere in den anderen Ringkanal ausmündet. Bei dieser Gestaltung der Kanäle ergeben sich im Betrieb geringe Strömungsverluste.
In besonders vorteilhafter Weise kann die Ventilschiebereinrichtung mit ihrem Ventilgehäuse im Filterelement integriert sein, das mit seiner vor- zugsweise plissierten Filtermatte das Ventilgehäuse mit einem vorgebbaren Abstand umfasst. Im Vergleich zu Bauweisen mit am Ventilgehäuse angeflanschtem Ventilblock oder mit im Filterkopf eingebautem Ventilgehäuse ist dadurch eine besonders raumsparende Bauweise realisierbar. Bei derartiger Ausbildung kann die Filtervorrichtung auch als Low-Cost-Filter ohne Möglichkeit eines Elementwechsels ausgeführt werden, wie auch als wartungsfähige Version mit ausbaubarem Filterelement. Aufgrund der kompakten Bauweise kann die Filtervorrichtung auch als In-Line-Filter in Schlauchleitungen des betreffenden Systems integriert werden. Insbesondere bei Ausführungsbeispielen mit im Filterelement integrierter Ventilschiebereinrichtung ist die Anordnung mit Vorteil so getroffen, dass das im Filtergehäuse aufgenommene Filterelement nach außen die Rohseite und nach innen die Reinseite mit begrenzt. Mit besonderem Vorteil kann das Ventilgehäuse in zwei Paare gruppierte Durchlassstellen aufweisen, wobei die beiden am weitesten voneinander beabstandeten Durchlassstellen abwechselnd die Rohseite des Filterelements mit Unfiltrat versorgen und die zu diesen benachbarten Durchlassstellen jedes Paares jeweils in Abhängigkeit der Verfahrstellung des Ventilkolbens, abwechselnd mit der Reinseite des Filterelements verbunden, der Abfuhr des Filtrats dienen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a und 1 b in Symboldarstellung eine Graetz-Schaltung für die
Strömungsgleichrichtung einer ein Filterelement durchströmenden Fluidströmung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine Symboldarstellung der Hydraulikschaltung einer
Umsteuereinrichtung zur Strömungsgleichrichtung bei einer Filtervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 einen mit einer Gehäuseunterbrechung gezeichneten
Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Umsteuereinrichtung gemäß Fig. 2;
Fig. 4 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels entsprechend der Schnittlinie IV - IV von Fig. 3 und eine längs aufgeschnitten gezeichnete perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine dem Stand der Technik entsprechende, in der Art einer Graetz-Schaltung aufgebaute Einrichtung zur Gleichrichtung einer ein Filterelement 3 durchströmenden Fluidströmung. In der Teilfigur l a ist ein Betriebszustand dargestellt, bei dem an der Anschlussstelle A der Schaltung Unfiltrat unter einem Betriebsdruck zuströmt und an einer Anschlussstelle B der Schaltung Filtrat abströmt, nachdem das Fluid das Filterelement 3 in der mit Strömungspfeil 5 angegebenen Richtung durchquert hat. Entsprechend einer Graetz-Schaltungsanordnung weist die Einrichtung vier Sitzventile auf, die jeweils in nur einer Strömungsrichtung durchströmbar sind und jeweils durch federbelastete Rückschlagventile gebildet sind. Von diesen befindet sich ein erstes Rückschlagventil 7 zwischen der Anschlussstelle A und dem Unfiltrateingang U des Filterelements 3. Ein zweites Rückschlagventil 9 ist zwischen der zweiten Anschlussstelle B und dem Unfiltrateingang U des Filterelements 3 angeordnet. Die Rückschlagventile 7 und 9 sind jeweils derart orientiert, dass der Fluidweg von der Anschlussstelle A zum Unfiltrateingang U bei am Anschluss A anstehendem Unfiltratdruck über das Rückschlagventil 7 freigegeben ist oder dass bei an der Anschlussstelle B anstehendem Unfiltratdruck die Verbindung über das Rückschlagventil 9 zum Unfiltrateingang U freigegeben ist.
Zwischen dem Filtratausgang F des Filterelements 3 und den Anschlussstellen A und B befinden sich ein drittes Rückschlagventil 1 1 und ein viertes Rückschlagventil 13, die jeweils die Verbindung zu der den Unfiltratdruck führenden Anschlussstelle A oder B sperren, jedoch die Verbindung zwi- sehen Filtratausgang F und derjenigen Anschlussstelle A oder B freigeben, an der kein Unfiltratdruck ansteht.
Bei dem Betriebszustand von Fig. 1 b, wo der Unfiltratdruck an der An- schlusssteile B ansteht, öffnet das Rückschlagventil 9 zum Unfiltrateingang U des Filterelements 3, während das Rückschlagventil 7 schließt, wie auch das Rückschlagventil 1 3. Das am Filtratausgang F des Filterelements 3 abströmende Filtrat gelangt über das öffnende Rückschlagventil 1 1 nunmehr zur Anschlussstelle A.
Die Fig. 2 zeigt die Schaltung der Umsteuereinrichtung für ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung. Anstelle der Graetz- Schaltung mit vier Rückschlagventilen ist eine Ventilschiebereinrichtung in Form eines hydraulisch betätigten 4/2-Wegeventils 15 vorgesehen, dessen Ventilkolben 1 7 auf der in Fig. 2 linksseitig gelegenen Stirnseite mit dem Fluiddruck der Anschlussstelle A und auf der gegenüberliegenden Stirnseite mit dem Fluiddruck der Anschlussstelle B als Steuerdruck beaufschlagt ist. Die Fig. 2 zeigt die Schaltstellung des Ventilkolbens 1 7 bei an der Anschlussstelle B herrschendem Unfiltratdruck, wobei die Verbindung von der Anschlussstelle B zum Unfiltrateingang U des Filterelements 3 hergestellt ist und der Filtratausgang F mit der Anschlussstelle A verbunden ist. Bei umgekehrter Strömungsrichtung mit an der Anschlussstelle A herrschendem Unfiltratdruck bewegt sich der Ventilkolben 1 7 in Fig. 2 nach rechts, so dass die Anschlussstelle A mit dem Unfiltrateingang U in Verbindung kommt und der Filtratausgang F mit der Anschlussstelle B verbunden ist.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein praktisches Ausführungsbeispiel, bei dem die Ventilschiebereinrichtung 15 Bestandteil eines Filterkopfes 19 ist, der zusammen mit einem an ihm abschraubbar anbringbaren Filtertopf 21 ein Filtergehäuse bildet, in dem das Filterelement 3 aufnehmbar ist. Dieses ist im Filtrationsbetrieb von außen nach innen durchströmbar, so dass der Raum 23 zwischen der Außenseite des Filterelements 3 und der Innenseite des Filtertopfes 21 die Rohseite und damit den Unfiltrateingang U bildet. Das Filterelement 3 weist in der bei Filterpatronen üblichen Bauweise eine hohlzylinderförmige Filtermatte auf, die einen zur Filterlängsachse 25 kon- zentrischen, inneren Filterhohlraum umgibt, der die Reinseite bildet, wobei sich der Filtratausgang F koaxial an der Verbindung zum Filterkopf 19 befindet.
In diesem erstreckt sich im rechten Winkel zur Filterlängsachse 25 ein von der Anschlussstelle A zur Anschlussstelle B verlaufender Durchgang, der das Ventilgehäuse 27 mit einer Verfahrachse 29 für die Axialbewegungen des Ventilkolbens 17 bildet. Dieser weist, von seinen beiden den Anschlussstellen A und B zugewandten Stirnseiten 31 und 32 ausgehend, jeweils eine Hohlkammer 35 und 37 auf, die durch eine in der Mitte des Ven- tilkolbens 17 befindliche Wand 39 voneinander getrennt sind. In der Nähe dieser Wand 39 weist jede Hohlkammer 35 und 37 einen Kranz von Durchgangsöffnungen 41 bzw. 43 auf. Je nach Schaltstellung der Ventilschiebereinrichtung 15, d.h. je nach Axialposition des Ventilkolbens 17, sind die Durchlassöffnungen 41 und 43 auf Durchlassstellen ausgerichtet, die im Ventilgehäuse 27 durch Ringkanäle 45, 47 und 49 gebildet sind, die die Ventilachse 29 konzentrisch umgeben und in einer Dreiergruppe angeordnet sind, wobei der mittlere Ringkanal 47 auf die Längsachse 25 ausgerichtet ist. Dieser mittlere Ringkanal 47 ist, wie der Fig. 4 entnehmbar ist, über zwei Verbindungskanäle 51 und 53, die in den Ringkanal 47 tangenti- al einmünden und sich zur Längsachse 25 achsparallel erstrecken, mit dem Unfiltrateingang U, d.h. mit dem Raum 23 der Rohseite im Filtergehäuse verbunden. Die äußeren Ringkanäle 45 und 49 sind über je eine schräg verlaufende Verbindungsleitung 55 bzw. 57 mit dem Filtratausgang F in Verbindung. Bei dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Betriebszustand, bei dem, in Entsprechung zum Zustand der in Fig. 2 gezeigt ist, der Unfiltratdruck an der Anschlussstelle B ansteht, befindet sich der Ventilkolben 1 7 in der linksseitig gelegenen Schaltstellung, wobei die Durchgangsöffnungen 43 auf den mitt- leren Ringkanal 47 ausgerichtet sind, so dass Unfiltrat vom Ringkanal 47 über die Verbindungskanäle 51 und 53 (Fig. 4) zum Raum 23 der Rohseite gelangt. Die anderen Durchlassöffnungen 41 sind auf den linksseitig gelegenen Ringkanal 45 ausgerichtet, so dass der Filtratausgang F über die Verbindungsleitung 55, die Durchgangsöffnungen 41 und die Hohlkammer 35 mit der Anschlussstelle A in Verbindung ist. Gleichzeitig ist der Ringkanal 49 durch den Ventilkolben 1 7 geschlossen, so dass die Verbindung zwischen der Anschlussstelle B und dem Unfiltratausgang F gesperrt ist. Bei reversierter Strömungsrichtung, wobei der Unfiltratdruck der Anschlussstelle A den Ventilkolben 17 nach rechts verschiebt, befinden sich die Durch- gangsöffnungen 41 in Ausrichtung auf den mittleren Ringkanal 47, so dass nunmehr das Unfiltrat über die Verbindungskanäle 51 , 53 (Fig. 4) zum Raum 23 gelangt, während die Durchgangsöffnungen 43 auf den Ringkanal 49 ausgerichtet sind, so dass das Filtrat vom Filtratausgang F über die Verbindungsleitung 57 zur Anschlussstelle B abströmt.
Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Ventilschiebereinrichtung 15 in das Filtergehäuse 61 eingebaut ist. Genauer gesagt, ist das Ventilgehäuse 63 konzentrisch innerhalb des die Reinseite bildenden Filterhohlraums 65 angeordnet. Der Ventilkolben 1 7 entspricht dem zuvor be- schriebenen Beispiel, weist also von den Stirnseiten ausgehende Hohlkammern 35 und 37 auf, die durch eine Wand 39 getrennt sind, neben der sich die Durchgangsöffnungen 41 und 43 befinden. Anders als beim zuvor beschriebenen Beispiel sind in der Wand des Ventilgehäuses 63 zwei Paare von Durchlassstellen gebildet, von denen jedes Paar in der Nähe eines En- des des Ventilgehäuses 63 gelegen ist, wobei jedes Paar einen Kranz von Durchlassstellen aufweist. Diese sind bei dem in Fig. 5 oben liegenden Paar mit 69 und 71 und bei dem unteren Paar mit 73 und 75 bezeichnet.
Die Fig. 5 zeigt den Betriebszustand, bei dem der Unfiltratdruck an der An- Schlussstelle A ansteht, so dass der Ventilkolben 1 7 in der Figur nach unten verfahren ist. Wie ersichtlich, gibt der Ventilkolben 1 7 in dieser Position die Durchlassstellen 69 frei, so dass das Unfiltrat zur Rohseite 77 an der Außenseite des Filterelements 3 gelangt. Gleichzeitig sind die Durchgangsöffnungen 43 des Ventilkolbens 1 7 auf den Kranz mit den Durchlassstellen 73 des unteren Paares ausgerichtet, so dass aus dem die Reinseite bildenden Raum 65 Filtrat über die Durchgangsöffnungen 43 in die Hohlkammer 37 eintritt und über die Anschlussstelle B abströmt. Bei umgekehrter Strömungsrichtung und nach oben verschobenem Ventilkolben 1 7 sind die Durchlassstellen 75 des unteren Paares freigegeben, so dass Unfiltrat von der Anschlussstelle B zur Rohseite 77 gelangt. Gleichzeitig sind die Durchgangsöffnungen 41 auf die Durchlassstellen 71 des unteren Kranzes des oberen Paares ausgerichtet, so dass das Filtrat aus dem Raum 65 der Reinseite über die Hohlkammer 35 zur Anschlussstelle A abströmt. Während das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ein beidseits geschlossenes
Filtergehäuse 61 aufweist, könnte eines der Gehäuseendteile 81 oder 83 als Deckel ausgebildet sein, der abnehmbar ist, um eine Auswechslung des Filterelements 3 zu ermöglichen, indem dieses zusammen mit seinen Endkappen 85 und 87 von dem einen Rohkörper bildenden Ventilgehäuse 63 abgezogen wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Filtervorrichtung mit mindestens einem Filterelement (3), das in einem Filtergehäuse (19, 21 , 61 ) aufgenommen ist, das über mindestens zwei Anschlussstellen (A, B) verfügt, die abwechselnd der Zufuhr von Un- filtrat und der Abfuhr von Filtrat dienen, wobei mittels einer Umsteu- ereinrichtung (1 5) der über die Anschlussstellen (A, B) jeweils sich in der Richtung umkehrende Fluidstrom das Filterelement (3) in nur einer vorgebbaren Richtung durchquert, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsteuereinrichtung mindestens eine Ventilschiebereinrichtung (1 5) aufweist, deren Ventilkolben (17), in einem Ventilgehäuse (27; 63) geführt, vom jeweiligen Unfiltratstrom in der zuordenbaren Anschlussstelle (A, B) angesteuert über die Rohseite (23; 77) des Filterelementes (3) den Fluidstrom zu derjenigen Anschlussstelle (A. B) freigibt, die an die Reinseite (F) des Filterelementes
(3) angeschlossen ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umsteuerung der Anschlussstellen (A, B) von Unfiltratzufuhr zu Fil- tratabfuhr und umgekehrt im Wesentlichen zeitnah oder zeitgleich erfolgt.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (1 5) mindestens einen Ventilkolben (1 7) aufweist, der an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten (31 , 33) mit jeweils einer Anschlussstelle (A, B) fluidführend verbunden ist, an denen abwechselnd der Unfiltratstrom mit einem vorgebbaren Druck ansteht.
4. Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (1 7) ausgehend von seinen beiden freien Stirnseiten (31 , 33) jeweils eine Hohlkammer (35, 37) aufweist, die, über einen Wandteil (39) voneinander separiert, jede mindestens eine Durchgangsöffnung (41 , 43) aufweist, die abhängig von der Verfahrstellung des Ventilkolbens (1 7) zuordenbare Durchlassstellen (45, 47, 49) im Ventilgehäuse (27) mit der jeweiligen Hohlkammer (35, 37) verbinden oder diese sperren.
Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (27) einstückiger Bestandteil eines Filterkopfes (19) ist, an den unter Bildung des Filtergehäuses ein Filtertopf (21 ) mit dem Filterelement (3) anschließbar ist, und dass die Durchlassstellen im Ventilgehäuse aus Ringkanälen (45, 47, 49) gebildet sind, von denen der eine an die Rohseite (23) des Filterelementes (3) angeschlossen ist und je nach Verfahrstellung des Ventilkolbens (1 7) ein anderer an dessen Reinseite (F).
Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Ringkanal (47) einer Dreiergruppe von Ringkanälen in zwei tangential einmündende Verbindungskanäle (51 , 53), die an die Rohseite (23) des Filterelementes (3) angeschlossen sind, übergeht, die zwischen sich einen Sammelkanal der Reinseite (F) des Filterelementes (3) aufnehmen, der in zwei Abzweigleitungen (55, 57) übergeht, von denen die eine in den einen Ringkanal (45) und von denen die andere in den anderen Ringkanal (49) ausmündet.
Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der einen der maximal ausgelenkten Verfahrstellungen des Ventilkolbens (1 7) zwei benachbarte Ringkanäle (45, 47) der Dreiergruppe fluidführend unter Einbezug der Durchgangsöffnungen (41 , 43) des Ventilkolbens (1 7) miteinander verbunden sind und der dritte Ringkanal (49) gesperrt bleibt, der in der anderen maximal ausgelenkten Verfahrstellung des Ventilkolbens (1 7) zur ande- ren Zweiergruppe benachbarter Ringkanäle (47, 49) gehört, die miteinander fluidführend verbunden sind.
Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilschiebereinrichtung (15) mit ihrem Ventilgehäuse (63) im Filterelement (3) integriert ist, das mit seiner vorzugsweise plissierten Filtermatte das Ventilgehäuse (63) mit einem vorgebbaren Abstand umfasst.
Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im Filtergehäuse aufgenommene Filterelement (3) nach außen die Rohseite (23; 77) und nach innen die Reinseite (F) mit begrenzt. 10. Filtervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (63) in zwei Paare gruppierte Durchlassstellen (69, 71 , 73, 75) aufweist und dass die beiden am weitesten voneinander beabstandeten Durchlassstellen (69, 75) abwechselnd die Rohseite (77) des Filterelementes (3) mit Unfiltrat ver- sorgen und die zu diesen benachbarten Durchlassstellen (71 , 73) jedes Paares jeweils in Abhängigkeit der Verfahrstellung des Ventilkolbens (1 7), abwechselnd mit der Reinseite (F) des Filterelementes (3) verbunden, der Abfuhr des Filtrats dienen.
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