DE19618692C2 - Filtervorrichtung für Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung für Wasser, mit einem Gehäuse, das einen Filtereinsatz mit einem Filtergewebe und einem das Filtergewebe auf seiner stromunterhalb liegenden Seite abdeckenden, mit Löchern versehenen Stützelement aufweist, wobei strom­ unterhalb des Stützelements Belüftungskanäle radial in einen Abschnitt des Durchtrittskanals münden.

Eine bekannte Filtervorrichtung dieser Art (DE 36 37 449 A1 ) wird an der Austrittsöffnung eines Was­ serhahns angeschraubt und dient nicht nur zum Filtern des Wassers, sondern auch zum Vermischen des Wassers mit Luft, um ein weiches Ausströmen des Wassers zu be­ wirken.

Bei dieser Filtervorrichtung bilden das Filtergewebe und das Stützelement sich radial zur Wasserströmung erstreckende Kreisscheiben, die axial durchströmt wer­ den. Die Kreisscheiben sind in einer Hülse befestigt, die unterhalb der gelochten Stützscheibe sich in Um­ fangsrichtung erstreckende Schlitze aufweist, durch die das daran vorbeiströmende Wasser Luft ansaugt und sich mit dieser vermischt, bevor das Luft-Wasser-Gemisch durch weitere siebartige Kreisscheiben ausströmt, die in der Hülse stromunterhalb der Schlitze befestigt sind. Die Hülse wird in das Gehäuse eingesetzt, wobei sie mit einem radialen Flansch an einer inneren Ring­ schulter des Gehäuses anliegt. Das stromoberhalb des Filtereinsatzes mit Außengewinde versehene Gehäuse wird dann unter Zwischenschaltung eines Dichtrings in den mit einem Innengewinde versehenen Endabschnitt des Was­ serhahns geschraubt.

Diese Filtervorrichtung neigt relativ rasch zur Ver­ stopfung, wobei mit zunehmender Verstopfung die Strö­ mungsgeschwindigkeit bei gleichem Wasserdruck nachläßt und demzufolge weniger Luft zur Vermischung mit dem Wasser angesaugt wird. Der Filtereinsatz muß daher ein­ schließlich der Hülse häufig ausgewechselt werden.

Eine ähnliche Filtervorrichtung ist aus der DE 36 42 356 C2 bekannt.

Aus der DE 43 26 651 A1 ist eine Filtervorrichtung für flüssigen Kraftstoff bekannt. Sie enthält in einem zy­ lindrischen Gehäuse einen zylindrischen Filtereinsatz aus Filterpapier und einem das Filterpapier auf seiner stromunterhalb liegenden Seite abdeckenden, mit Löchern versehenen Stützelement. Filterpapier und Stützelement sind zylindrisch und mit ihrem einen Ende an einer das eine Ende einfassenden Scheibe und mit ihrem anderen Ende an einem Ring befestigt. Durch den Ring ragt ein darin abgedichteter, das Gehäuse durchsetzender Auslaß­ rohrstutzen. An der dem Auslaßrohrstutzen in einem axialen Abstand von der Scheibe gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses ist ein Einlaßrohrstutzen ange­ formt. Das Gehäuse begrenzt einen Durchtrittskanal, der vom Einlaßrohrstutzen an der diesem zugekehrten axial äußeren Stirnfläche der Scheibe vorbei durch im Eckbe­ reich zwischen Zylinderwand und Stirnwand des Gehäuses angeformte rippenartige Sockel hindurch, radial durch das Filterpapier und das Stützelement und axial durch den Auslaßrohrstutzen führt. Bei dieser Filtervorrich­ tung wird keine Luft in den austretenden Flüssigkeits­ strom gesaugt. Die Ausformung der Sockel erfordert ein aufwendiges Formwerkzeug. Filterpapier läßt keine hohe Strömungsgeschwindigkeit zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filter­ vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei gleicher Wasserverschmutzung weniger rasch ver­ stopft und auch bei geringerer Strömungsgeschwindigkeit des Wassers noch hinreichend Luft ansaugt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Filtergewebe und das Stützelement zylindrisch sind und mit ihrem einen Ende an einer mit einem ge­ lochten Flansch über den Umfang des Filtergewebes vor­ stehenden Scheibe und mit ihrem anderen Ende an einem Ring befestigt sind, daß das Gehäuse einen Durchtritts­ kanal begrenzt, der von der axial äußeren Stirnfläche der Scheibe durch den gelochten Flansch, radial durch das Filtergewebe und das Stützelement und axial durch den Ring führt, und daß der Abschnitt des Durchtritts­ kanals, in dem die Belüftungskanäle münden, verengt ist.

Bei dieser Lösung wird der Filtereinsatz nicht axial, wie bei der eingangs erwähnten gattungsgemäßen Filter­ vorrichtung, sondern radial durchströmt, so daß er bei gleicher axialer Länge und gleichem Durchmesser wie der gattungsgemäße Filtereinsatz eine größere Durchströ­ mungsfläche und damit eine entsprechend längere Nutzungsdauer bei gleicher Wasserverschmutzung hat.

Innerhalb des verengten Abschnitts des Durchtrittska­ nals erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit in dem Durchtrittskanal, so daß über die Belüftungskanäle Luft angesaugt und mit dem Hauptstrom vermischt wird. Diese Filtervorrichtung kann daher mit Vorteil als Vorsatz für Wasserhähne verwendet werden, wobei auch nach einer gewissen Verschmutzung des Filtereinsatzes noch für eine hinreichende Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im verengten Abschnitt gesorgt ist, um die Luft anzu­ saugen und mit dem Wasserstrom zu vermischen.

Zusätzlich kann stromunterhalb der Mündungen der Belüf­ tungskanäle ein Streugitter im Durchtrittskanal ange­ ordnet sein, das zusätzlich für eine Aufteilung des Luft-Wasser-Gemisches in feine Strahlen sorgt und damit die austretende Strömung noch weicher macht.

Das Streugitter ist vorzugsweise zwischen einem radial nach innen in den Durchtrittskanal ragenden Flansch im Austrittsende des Gehäuses und einer zwischen dem Ring und dem Flansch eingesetzten Buchse angeordnet. Auf diese Weise wird das Streugitter gleichzeitig durch den Filtereinsatz axial gesichert und durch die Buchse auf den gewünschten Abstand von dem Filtereinsatz entspre­ chend der axialen Länge der Buchse gehalten.

Vorzugsweise ist ferner dafür gesorgt, daß radiale, in den verengten Abschnitt mündende Abschnitte der Belüf­ tungskanäle durch Nuten in der dem Ring zugekehrten Stirnseite der Buchse und den Ring begrenzt sind. Bei dieser Ausbildung lassen sich die radialen Abschnitte der Belüftungskanäle auf einfache Weise ausbilden.

Ferner kann der verengte Abschnitt durch im wesentli­ chen konische, radial innere Flächen des Rings und der Buchse begrenzt sein. Dies ermöglicht auch eine einfa­ che Ausbildung des verengten Abschnitts.

Vorzugsweise ist das Filtergewebe gewellt. Dies ergibt eine größere Oberfläche als beispielsweise eine zylin­ drische.

Die Wellung kann in der Weise ausgebildet sein, daß das Filtergewebe plissiert ist. Diese Ausbildung ist beson­ ders durch Falten des Gewebes in entgegengesetzten Richtungen und Zusammendrücken der Falten auf einfache Weise herstellbar.

Wenn sich die Firste der Wellungen parallel zur Zylin­ derachse des Filtergewebes erstrecken, erleichtern sie das Plissieren (Fälteln) eines zunächst langgestreckten Filtergewebes und dessen Herumbiegen um das zylindri­ sche Stützelement, so daß die Firste parallel zur Längsachse bzw. Zylinderachse des zylindrischen Stütz­ elements verlaufen.

Das Gehäuse sollte axial in zwei Gehäuseteile unter­ teilt sein, die an einander zugekehrten Öffnungsrändern verbunden sind und den Umfangsrand der Scheibe zwischen den Öffnungsrändern einklemmen. Die Axialsicherung des Filtereinsatzes im Gehäuse ist daher unabhängig von einer Verschraubung des Gehäuses mit der Austrittsöff­ nung des Wasserhahns oder dergleichen, so daß der Ge­ häusedurchmesser im Bereich des Filtereinsatzes zur Ausbildung des Durchtrittskanals außerhalb des Umfangs des Filtergewebes größer als der Durchmesser des freien Endabschnitts des Wasserhahns oder dergleichen ausge­ bildet sein kann.

Vorzugsweise sind die Gehäuseteile miteinander ver­ schraubt. Sie ermöglichen daher ein einfaches Auswech­ seln des Filtereinsatzes.

Das Gehäuse kann Edelstahl oder Messing aufweisen, wo­ bei es vorzugsweise verchromt ist. Bei regelmäßigem Wechsel des Filtereinsatzes hätte es dann eine lange Lebensdauer.

Das Gehäuse kann aber auch aus durchsichtigem Kunst­ stoff bestehen, wobei die Gehäuseteile thermisch ver­ schweißt sein können. Diese Ausbildung ist preiswerter und hat den Vorteil, daß der Verschmutzungsgrad von außen beurteilt werden kann.

Das Filtergewebe kann aus Kunststoff oder Edelstahl­ draht bestehen.

Das Stützelement kann dagegen aus Lochblech, Drahtgewe­ be oder Kunststoff bestehen. Hierbei können das Loch­ blech und der Draht aus Edelstahl bestehen und das Drahtgewebe ebenfalls plissiert sein.

Das Gehäuse kann an beiden Enden innen oder außen ein Gewinde aufweisen und somit die Filtervorrichtung auch in Schlauch- und Rohrleitungen verwendet werden.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand der beigefügten Zeichnung bevorzugter Aus­ führungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung,

Fig. 2 den Axialschnitt der erfindungsgemäßen Filter­ vorrichtung mit zusätzlich eingetragenen Strö­ mungspfeilen,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Filtergewebe der Filtervorrichtung nach Fig. 1 in schematischer Darstellung und

Fig. 4 einen Ausschnitt einer gegenüber der Filtervor­ richtung nach Fig. 1 geringfügig abgewandelten Filtervorrichtung.

Die Filtervorrichtung nach Fig. 1 dient als Wasserhahn­ vorsatz und hat ein rohrförmiges Gehäuse, das aus zwei Teilen 1a und 1b besteht. Das Gehäuse enthält einen Filtereinsatz, der eine kreisförmige Scheibe 2, einen kreisförmigen Ring 3 und zwischen diesen ein Filterge­ webe 4 und ein das Filtergewebe 4 auf seiner stromun­ terhalb liegenden Seite abdeckendes, mit radial durch­ gehenden Löchern versehenes Stützelement 5. Das Filter­ gewebe 4 und das Stützelement 5 sind zylindrisch und mit ihrem einen Ende in einer Ringnut der Scheibe 2 und mit ihrem anderen Ende in einer Ringnut des Rings 3 befestigt, vorzugsweise angeklebt. Die Scheibe 2 hat einen Flansch 6, der über den Umfang des Filtergewebes 4 radial vorsteht und axial durchgehende Löcher 7 auf­ weist.

Das Gehäuse begrenzt einen Durchtrittskanal, der von der axial äußeren Stirnfläche der Scheibe 2 durch den gelochten Flansch 6, radial durch das Filtergewebe 4 und das Stützelement 5 sowie axial durch den Ring 3, eine Buchse 8 und ein Streugitter 9 führt, wie es durch die Strömungslinien 10 in Fig. 2 angedeutet ist.

Stromunterhalb des Stützelements 5 münden Belüftungs­ kanäle 11 in einen verengten Abschnitt 12 des Durch­ trittskanals.

Das Streugitter 9 ist stromunterhalb der Mündungen der Belüftungskanäle 11 zwischen einem radial nach innen in den Durchtrittskanal ragenden Flansch 13 im Austritts­ ende des Gehäuses und der zwischen dem Ring und dem Flansch eingesetzten Buchse 8 angeordnet.

In den verengten Abschnitt 12 mündende Abschnitte 14 der Belüftungskanäle 11 sind durch Nuten in der dem Ring 3 zugekehrten Stirnseite der Buchse 8 und durch den Ring 3 begrenzt.

Der verengte Abschnitt 12 ist durch im wesentlichen konische, radial innere Flächen 15, 16 des Rings 3 und der Buchse 8 begrenzt.

Der Ring 3 stützt sich an einer umlaufenden Schulter 17 des Gehäuseteils 1a ab und ist gegenüber dieser durch einen Dichtungsring 18 abgedichtet.

Das Stützelement 5 besteht aus Lochblech oder Drahtge­ webe, jeweils aus Edelstahl, oder aus Kunststoff und dient zur Stützung des Filtergewebes 4, das aus Kunst­ stoff- oder Edelstahldraht besteht. Die Maschenweiten sowohl des Filtergewebes 4 als auch des Stützelements 5 können etwa 0,005 bis 0,25 mm betragen.

Die Gehäuseteile können aus vorzugsweise verchromtem Edelstahl oder Messing bestehen und durch ein Feinge­ winde verschraubt sein. Dadurch ist eine lange Gehäu­ senutzung bei regelmäßigem Wechsel des Filtereinsatzes möglich.

Alternativ kann das Gehäuse aus zwei transparenten Kunststoffteilen bestehen, die bei eingesetztem Filter­ einsatz thermisch verschweißt sind. Diese Ausführung wäre preiswerter und hätte den Vorteil, daß der Ver­ schmutzungsgrad von außen beurteilt werden kann. Das Stützelement 5 kann ebenfalls plissiert sein.

Das Filtergewebe 4 ist gewellt, vorzugsweise plissiert, so daß sich die Firste der Wellungen parallel zur Zy­ linderachse des Filtergewebes 4 erstrecken, wie es in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Das Stützelement 5 kann ebenfalls plissiert sein.

Die Scheibe 2 ist zwischen den einander zugekehrten Öffnungsrändern der Gehäuseteile 1a und 1b eingeklemmt.

Der Gehäuseteil 1b hat ein Außengewinde 19 zum Ein­ schrauben in ein Innengewinde in der Auslaßöffnung des Wasserhahns. An der freien Stirnfläche des Gehäuseteils 1b ist eine Dichtscheibe 20 zur Abdichtung gegen eine innere Ringschulter der Auslaßöffnung des Wasserhahns angeordnet.

Durchströmt das Wasser den verengten Abschnitt 12, der mit den darin mündenden Belüftungskanälen 11 eine Ven­ turi-Düse bildet, so saugt es über die Belüftungskanäle 11 Luft an, wie es in Fig. 2 durch Strömungslinien 21 angedeutet ist. Die Luft vermischt sich mit dem Wasser und bewirkt in Verbindung mit dem Streugitter 9 ein weiches Ausströmen des Wassers.

Im Vergleich zu herkömmlichen Wasserhahnvorsätzen, bei denen das Wasser axial durch sich quer zur Längsachse des Gehäuses erstreckende, das Filtergewebe und das Stützelement bildende Kreisscheiben strömt, werden das Filtergewebe 4 und das Stützelement 5 radial durch­ strömt. Dies hat den Vorteil, daß bei gleicher axialer Länge und gleichem Durchmesser des Filtereinsatzes wie bei den bekannten Wasserhahnvorsätzen eine erheblich größere Filterfläche zur Verfügung steht und bei glei­ cher Wasserverschmutzung die Lebensdauer des Filterein­ satzes größer ist. Zusätzlich bildet das Filtergewebe 4 in der gewellten, insbesondere plissierten, Form nach Fig. 3 eine noch größere Oberfläche, die je nach Ma­ schenweite feinste Partikel zurückhält.

Diese Filtervorrichtung kann an Wasserhähnen angebracht werden, wie sie beispielsweise im Haushalt oder Labor verwendet werden.

Alternativ kann das Gehäuse aber auch an beiden Enden ein Innen- oder Außengewinde aufweisen - Fig. 4 stellt eine Ausführungsform mit Innengewinde 22 dar - und so­ mit die Filtervorrichtung auch in Schlauch- und Rohr­ leitungen im Anlagen-, Verfahrens- und Gewerbebereich verwendet werden.

Claims (18)

1. Filtervorrichtung für Wasser, mit einem Gehäuse (1a, 1b), das einen Filtereinsatz (2-5) mit einem Filtergewebe (4) und einem das Filtergewebe auf seiner stromunterhalb liegenden Seite abdeckenden, mit Löchern versehenen Stützelement (5) aufweist, wobei stromunterhalb des Stützelements (5) Belüf­ tungskanäle (11) radial in einen Abschnitt (12) des Durchtrittskanals münden, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergewebe (4) und das Stützelement (5) zylindrisch sind und mit ihrem einen Ende an einer mit einem gelochten Flansch (6) über den Umfang des Filtergewebes (4) vorstehenden Scheibe (2) und mit ihrem anderen Ende an einem Ring (3) befestigt sind, und daß das Gehäuse (1a, 1b) einen Durch­ trittskanal begrenzt, der von der axial äußeren Stirnfläche der Scheibe (2) durch den gelochten Flansch (6), radial durch das Filtergewebe (4) und das Stützelement (5) und axial durch den Ring (3) führt und daß der Abschnitt (12) des Durchtritts­ kanals, in den die Belüftungskanäle (11) münden, verengt ist.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß stromunterhalb der Mündungen der Be­ lüftungskanäle (11) ein Streugitter (9) im Durch­ trittskanal angeordnet ist.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Streugitter (9) zwischen einem radial nach innen in den Durchtrittskanal ragenden Flansch (13) im Austrittsende des Gehäuses und ei­ ner zwischen dem Ring (3) und dem Flansch (13) ein­ gesetzten Buchse (8) angeordnet ist.

4. Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß radiale, in den verengten Abschnitt (12) mündende Abschnitte (14) der Belüftungskanäle (11) durch Nuten in der dem Ring (3) zugekehrten Stirnseite der Buchse (8) und den Ring (3) begrenzt sind.

5. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verengte Abschnitt (12) durch im wesentlichen konische, radial innere Flächen (15, 16) des Rings (3) und der Buchse (8) begrenzt ist.

6. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergewebe (4) gewellt ist.

7. Filtervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filtergewebe (4) plissiert ist.

8. Filtervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Firste der Wellungen parallel zur Zylinderachse des Filtergewebes (4) erstrecken.

9. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse axial in zwei Gehäuseteile (1a, 1b) unterteilt ist, die an einander zugekehrten Öffnungsrändern verbunden sind und den Umfangsrand der Scheibe (2) zwischen den Öffnungsrändern einklemmen.

10. Filtervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseteile (1a, 1b) miteinander verschraubt sind.

11. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1a, 1b) Edelstahl oder Messing aufweist.

12. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1a, 1b) aus durchsichtigem Kunststoff besteht.

13. Filtervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (1a, 1b) aus durchsichti­ gem Kunststoff besteht und die Gehäuseteile (1a, 1b) verschweißt sind.

14. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergewebe (4) aus Kunststoff oder Edelstahldraht besteht.

15. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (5) aus Lochblech, Drahtgewebe oder Kunststoff be­ steht.

16. Filtervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lochblech und das Drahtgewebe aus Edelstahl bestehen.

17. Filtervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgewebe des Stütz­ elements (5) plissiert ist.

18. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1a, 1b) an beiden Enden innen oder außen ein Gewinde (19, 22) aufweist.