DE29603299U1 - Strömungsfilter - Google Patents

Description

12. Januar 1996 MN

Anmelder: Wax, Gerhard, 78532 Tuttlingen (Nendingen)

Bezeichnung: Strömungsfilter

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Strömungsfilter insbesondere für flüssige Medien bestehend aus einem eine etwa zylindrische Gehäusewand aufweisenden Filtergehäuse, in welchem ein etwa zylindrischer Filterkörper in radialem Abstand und koaxial zur Gehäusewand verlaufend angeordnet ist, wobei sich der Filterkörper wenigstens annähernd über die gesamte axiale Länge des Filtergehäuses erstreckt und wobei das flüssige Medium dem Strömungsfilter in etwa tangentialer Strömungsrichtung zum Filtergehäuse zugeführt wird.

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen flüssige Medien, wie spezielle Reinigungsflüssigkeiten zum Reinigen von Werkstücken in einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf eingesetzt werden. Bei diesen Reinigungsvorrichtungen ist ein Flüssigkeitsvorrats und -auffangbehälter vorgesehen aus welchem die Reinigungsflüssigkeit angesaugt wird und speziellen Reinigungsdüsen zugeführt wird. Die Reinigungsdüsen sind dabei in einem Reinigungsbehälter an rotierenden Strahlarmen angeordnet. In diesen Reinigungs-

behälter werden die zu reinigenden Werkstücke oder Bauteile eingebracht und durch einen oder mehrere Flüssigkeitsstrahle gereinigt. Die Schmutzpartikel gelangen mit der Reinigungsflüssigkeit in den Vorrats- bzw. Auffangbehälter zurück und lagern sich dort an dessen Boden teilweise ab. Mit zunehmender Betriebsdauer wird die Reinigungsflüssigkeit zunehmend insbesondere auch mit feineren Schmutzpartikeln durchsetzt, so daß sie zum Reinigen der Werkstücke oder Bauteile immer weniger geeignet ist und ausgetauscht werden muß. Beim Austausch der Reinigungsflüssigkeit muß dabei der komplette Vorrats- bzw. Auffangbehälter von den Schmutzpartikeln gesäubert werden, was mit einem hohen Zeitaufwand verbunden ist.

Derartige Flüssigkeitskreisläufe, bei welchen die umlaufende Flüssigkeit mit Schmutzpartikeln versetzt wird sind auch bei der spanabhebenden Bearbeitung insbesondere bei der Schleifbearbeitung von Werkstücken bekannt. Beim Schleifen von Werkstücken wird eine Kühl- und Schmierflüssigkeit verwendet, welche einerseits zum Kühlen und Schmieren des Werkstückes bei dessen Bearbeitung dient und durch welche andererseits aber auch die anfallenden Späne weggeschwemmt werden. Die Flüssigkeit wird dabei " ebenfalls in einem Vorratsbehälter, aus welchem diese bei der Werkstückbearbeitung angesaugt und der Bearbeitungsstelle am Werkstück strahlartig zugeführt wird, aufgenommen, in welchen sie wieder durch entsprechende Auffang-

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vorrichtungen zurückgeführt wird. Auch bei dieser spanabhebenden. Bearbeitung von Werkstücken wird die Flüssigkeit mit zunehmender Betriebsdauer immer mehr mit Abrieb in Form von kleinen und kleinsten Feststoffpartikeln verunreinigt, so daß sie nach geraumer Zeit unbrauchbar wird und vollständig ersetzt werden muß.

Um nun die Gebrauchsdauer dieser flüssigen Medien, der Reinigungsflüssigkeit oder der Kühl- und Schmierflüssigkeit zu erhöhen werden Filtersysteme eingesetzt, welche einen Strömungsfilter aufweisen, durch welchen die flüssigen Medien hindurchgeleitet werden, bevor sie wieder in das Auffanggehäuse gelangen.

Es sind Strömungsfilter bekannt (DE PS 27 25 498 C2), welche ein zylindrisches vertikal ausgerichtetes Filtergehäuse aufweisen, in welchem ein koaxial angeordnetes, hohlzylindrisches Filterelement vorgesehen ist. Das Filtergehäuse ist durch eine Bodenplatte und einen Gehäusedeckel verschlossen, welche zwischen sich das zylindrische Filterelement aufnehmen. Das Filterelement und das Filtergehäuse bilden einen an seinen Stirnseiten durch die Bodenplatte und den Gehäusedeckel geschlossenen Ringraum, in welchen durch einen tangential in diesen Ringraum mündenden Zulaufkanal· flüssiges zu filterndes Medium dem Strömungsfilter zugeführt wird. Durch die tangentiale Zuführung des Mediums im Bereich des Gehäusedeckels

strömt das Medium um das Filterelement schraubenlinienförmig herum, so daß es einen langen Strömungsweg entlang der Außenseite des Filterelementes zurücklegt. Weiter bewirkt die schraubenlinienförmige Rotationsströmung eine gegen das Filtergehäuse gerichtete Zentrifugalwirkung, durch welche aus dem flüssigen Medium auszufilternde Feststoffteilchen nach außen zum Filtergehäuse gelangen und dort mit der umlaufenden Strömung zur Bodenplatte hin absinken. Durch diese Rotationsströmung soll erreicht werden, daß insbesondere größere Verunreinigungen in Form der genannten Feststoffteilchen im flüssigen Medium das radial innenliegende Filterelement nicht zusetzen können. Um zu verhindern, daß bereits ausgefiltertes, sich im Bereich der Bodenplatte abgesenktes Filtrat durch höhere Strömungsgeschwindigkeiten wieder aufgewirbelt wird und somit unbeabsichtigt ein Zusetzen des Filterelementes bewirken könnte, ist etwa im unteren Drittel des Filtergehäuses eine quer verlaufende Trennwand vorgesehen, welche einen in Umlaufrichtung schräg abwärts gerichteten Durchlaßkanal aufweist.

Zum Entleeren des Filtergehäuses, nachdem sich eine größere Menge Filtrat in dem von der Zwischenwand und dem Gehäuseboden definierten Sammelraum angesammelt hat, ist eine Ablaßschraube in der Bodenplatte im Bereich des Ringraumes vorgesehen.

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Bei diesem Strömungsfilter kann die komplette Filteroberfläche des Filterelementes nicht über die gesamte Betriebszeit genutzt werden, da das Filterelement in Bereich des Sainmelraumes zugesetzt wird, wenn sich dort schon geringere Mengen an Filtrat angelagert haben. Desweiteren lagern sich, insbesondere bei geringeren Strömungsgeschwindigkeiten, auch im Bereich oberhalb der Trennwand ebenfalls Filtratreste ab, welche gleichermaßen die Nutzungsdauer des Filterelementes einschränken, da auch diese Filtratreste das Filterelement in diesem Bereich zusetzen·

Weiter ist ein vollständiges Ablassen des im Sammelraum abgelagerten Filtrates nur bedingt möglich, da lediglich eine relativ kleine Ablaßöffnung in der Bodenplatte vorgesehen ist. Zum vollständigen Reinigen des Strömungsfilters bzw. zum vollständigen Entfernen von Filtratrückständen sind bei geöffneter Ablaßschraube hohe Strömungsgeschwindigkeiten notwendig, um das abgesetzte Filtrat im Sammelraum aufwirbeln und auch, um an der Filtergehäusewand haftendes Filtrat von der Filterwand lösen zu können.

Um eine vollständige Reinigung des bekannten Strömungsfilters jedoch absolut sicherstellen zu können, ist es unbedingt notwendig, diesen komplett zu zerlegen, so daß sämtliche Bauteile zugänglich sind. Dies ist allerdings

mit einem hohen Zeitaufwand verbunden ist, wodurch insbesondere beim Einsatz eines solchen Strömungsfilters hohe Wartungskosten und Ausfallzeiten auftreten. Will man diese Ausfallzeiten auf Grund einer notwendigen Filterreinigung absenken, so sind Mehrfachbestückungen notwendig, wodurch die Investitionskosten erheblich erhöht werden.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Strömungsfilter der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß er bei möglichst vollständiger Nutzung des Filterelementes zum Ausfiltern von festen Bestandteilen aus flüssigen Medien in einfacher Weise gereinigt werden kann, wobei ein partielles Zusetzen des Filterelementes sicher verhindert werden soll, so daß eine hohe Nutzungsdauer des Strömungsfilters sichergestellt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filterelement korbartig ausgebildet ist und auswechselbar im Filtergehäuse angeordnet ist, daß innerhalb des Filterelementes eine sich wenigstens über einen Teilabschnitt des Umfangs des Filtergehäuses erstreckende Strömungsleitwand vorgesehen ist, welche zum Filterelement einen radialen Abstand aufweist, und daß das flüssige Medium im Bereich der Strömungsleitwand radial innerhalb der Strömungsleitwand zugeführt wird.

Durch die wenigstens teilweise umlaufende Strömungsleitwand, in dessen Bereich das flüssige zu filternde Medium

dem Strömungsfilter zugeführt wird, wird verhindert, daß sich das Filterelement bereichsweise zusetzen kann, da die Strömung zunächst durch die Strömungsleitwand in Umfangsrichtung rotierend geführt wird, so daß das Medium nicht in einem begrenzten Bereich auf das Filterelement prallt. Desweiteren wird durch die Strömungsleitwand, insbesondere wenn sie als vollständiger umlaufender Ring ausgebildet ist, bewirkt, daß das eingeleitete flüssige Medium sich innerhalb der Strömungsleitwand verdichtet und somit eine turbulente Ablenkung in vertikaler Richtung erfährt/ bevor es radial nach außen durch das filternde Filterelement hindurchdringen kann.

Somit ist durch die Rotationsströmung und durch die Vertikalablenkung sichergestellt, daß das flüssige Medium gleichmäßig das Filterelement auf seiner kompletten axialen Länge durchdringt, und somit keine bereichsweisen Verstopfungen des Filterelementes auftreten können. Durch diese gleichmäßige und vollständige Nutzung des Filterelementes zum Filtern des Mediums werden äußerst lange Betriebszeiten des Filterelementes erreicht, so daß dessen Reinigung nur selten zu erfolgen hat. Durch die rotierende Strömung und die turbulenten vertikalen Strömungsanteile wird weiter ein Selbstreinigungseffekt des Filterelementes erzielt, wodurch ebenfalls dessen Betriebszeiten erheblich erhöht werden. Desweiteren wird durch die korbartige, auswechselbare Ausbildung des Filterelementes

eine einfache Reinigung des Strömungsfilters sichergestellt. Insbesondere lagern sich größere Verunreinigungen des flüssigen Mediums aufgrund ihres hohen Eigengewichts rasch am Boden des Filterelementes ab, so daß sie nicht in unerwünschter Weise einzelne Bereiche des Filterelementes verstopfen. Für eine einfache Zugänglichkeit kann dabei ein abnehmbarer Gehäusedeckel vorgesehen sein, mittels welchem das Filtergehäuse an seiner einen Stirnseite dicht verschließbar ist. Somit ist das Filterelement im Bedarfsfall einfach auszutauschen und/oder zu reinigen, so daß keine kostenintensive Mehrfachanordnungen von Strömungsfiltern in einer Filteranlage notwendig sind, um kurze Ausfallzeiten zu erreichen.

Je nach Verschmutzungsart bildet sich am Boden der Filterelementes ein fester Satz von Partikeln, welcher in einfacher Weise entsorgbar ist. Der Strömungsfilter ist dabei so gestaltet, daß das flüssige Medium zwischen dem Filterelement und dem Filtergehäuse drucklos abfließen und über einen einfachen Auslaßstutzen wieder seinem Bestimmungszweck zugeführt werden kann. Je nach Bestimmungszweck kann das flüssige Medium aus dem Filtergehäuse beispielsweise in einen tiefer gelegenen Auffangbehälter abfließen oder, bei über dem Auslaßstutzen angeordnetem Auffangbehälter, mittels einer Pumpe in diesen abgepumpt werden. Der erfindungsgemäße Strömungsfilter bildet dabei eine separate Filtereinheit, welche verfahrbar zum varia-

blen Einsatz oder fest installiert neben beispielsweise einer Schleifmaschine oder einer Reinigungsanlage angeordnet sein kann. Für die Zufuhr des zu filternden flüssigen Mediums kann eine normale Flüssigkeitspumpe vorgesehen sein, welche aus dem Auffang- bzw. Vorratsbehälter der Schleifmaschine oder der Reinigungsanlage über eine entsprechende Saugleitung das flüssige Medium absaugt und dieses dem erfindungsgemäßen Strömungsfilter zuführt. Die Saugleitung kann dabei manuell handhabbar ausgebildet sein, so daß das flüssige Medium zusammen mit dem sich im Bodenbereich des Auffang- oder Vorratsbehälters bereits schlammartig angesammelten Schmutzpartikeln im Bereich der gesamten Bodenfläche durch entsprechende manuelle Führung der Saugleitung bzw. der Ansaugöffnung der Saugleitung absaugbar ist.

Zum Absaugen des zu filternden Mediums kann auch eine Tauchpumpe vorgesehen sein, welche direkt in den Auffangbzw. Vorratsbehälter einsetzbar und auf dem Boden manuell entlang führbar ist.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist sichergestellt, daß die Bereiche oberhalb und unterhalb der Strömungsleitwand des Filterelementes gleichmäßig mit flüssigem Medium durchströmt werden, so daß das komplette Filterelement zur Filterung des flüssigen Mediums durchströmt wird.

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Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 wird eine äußerst einfache Zuführung des flüssigen Mediums sichergestellt, wobei die Zuführleitung gemäß Anspruch 8 durch den Gehäusedeckel hindurchgeführt sein kann, so daß beim Öffnen des Strömungsfilters bzw. des Filtergehäuses die Zuführleitung gleichzeitig entfernt wird und somit das Innere des Filterelementes bzw. des Filtergehäuses frei zugänglich ist. Durch die Anordnung der Auslaßöffnung bzw. der Auslaßöffnungen exzentrisch zur Längsmittelachse des Filtergehäuses und ihrer tangentialen Ausrichtung wird die Ausbildung einer rotierenden Strömung im Filtergehäuse sichergestellt, so daß das Filterelement gleichmäßig zum Filtern des flüssigen Mediums vom flüssigen Medium durchströmt wird.

Durch die Verbindung der Strömungsleitwand im Bereich der Auslaßöffnung bzw. Auslaßöffnungen mit der Zuführleitung gemäß Anspruch 4 ist sichergestellt, daß die Auslaßöffnungen bzw. daß das flüssige Medium, welches die Auslaßöffnungen im wesentlichen in tangentialer Richtung verläßt, zunächst auf die Strömungsleitwand trifft und somit ein partielles Zusetzen des Filterelementes sicher verhindert wird.■

Durch die zweiteilige Ausbildung des Filterelementes gemäß Anspruch 5 ist eine kostengünstige Herstellung des Filterelementes sichergestellt, da die unterschiedlich-

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sten, preiswerten Filtermaterialien unabhängig von ihrer Eigenstabilität zum Filtern eines flüssigen Mediums einsetzbar sind.

Der Stützkorb ist dabei gemäß Anspruch 6 durch lochblechartige oder auch stabile siebartige Ausgangsmaterialien, wie z.B. Drahtgeflechte in einfacher Weise kostengünstig herstellbar.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 ist der Filtereinsatz in einfachster Weise auswechselbar und auch im Strömungsfilter befestigbar.

Durch die im Filtergehäuse vorgesehene Stützplatte gemäß Anspruch 9 ist des Filterelement gemäß Anspruch 10 im Filtergehäuse in einfacher weise feststehend befestigbar und bei abgenommenem Gehäusedeckel einfach herausnehmbar, wobei durch den Gehäuseboden das gefilterte Medium im wesentlichen drucklos aus dem Filtergehäuse abläuft.

Durch die zusätzliche Umwälzvorrichtung gemäß Anspruch 11 ist die Strömungsgeschwindigkeit der Rotationsströmung innerhalb des Filterelementes auch bei schon leicht verschmutztem Filterelement in einer Höhe aufrechterhaltbar, welche ein örtliches, vollständiges Zusetzen des Filterelementes verhindert. Durch das Absaugen eines Teiles des flüssigen Mediums aus dem Filterelement ist gewährleistet, daß die Zuführgeschwindigkeit des flüssigen Mediums

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ausreichend hoch ist, um eine hohe Rotationsgeschwindigkeit im Filterelement aufrecht zu erhalten, so daß stets eine Nutzung des Filterelementes auf dessen gesamten axialen Länge sichergestellt ist. Das teilweise abgesaugte Medium wird dabei der Zuführleitung wieder zugeführt, so daß eine innere Umwälzung entsteht und das gesamte Volumen des flüssigen Mediums sicher gefiltert wird.

Anhand der Zeichnung wird im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Strömungsfilter in perspektivischem Teilschnitt;

Fig. 2 ein aus zwei Einzelelementen bestehendes Filterelement;

Fig. 3 einen Gehäusedeckel im Teilschnitt mit einer zweiten Ausführungsform einer Zuführleitung mit Strömungsleitwand;

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt IV aus Fig. 1;

Fig. 4/1 einen vergrößerten Teilschnitt IV aus Fig. 1 mit einer zweiten Ausführungsform einer Dichtung des Gehäusedeckels;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Strömungsfilter' gemäß Fig. 1;

Fig. 6 einen Teilschnitt VII - VII aus Fig. 5;

Fig. 7 eine Tragvorrichtung für das Filterelement in perspektivischer Darstellung;

Fig. 8 ein Strömungsfilter mit einer zusätzlichen Umwälz vorrichtung.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strömungsfilters 1, welcher ein zylindrisches Filtergehäuse 2 aufweist. Das Filtergehäuse 2 weist in vertikalem Abstand zu seiner unteren umlaufenden Endkante 3 einen Gehäuseboden 4 auf, welcher passend und dicht in das Filtergehäuse 2 eingesetzt ist. Der Gehäuseboden 4 verläuft unter einem Neigungswinkel &agr; von etwa 10 bis 20° geneigt zur vertikalen Längsmittelachse 5 des Filtergehäuses 2. Im Bereich des tiefsten Punktes 6 des geneigten Gehäusebodens 4 ist im Filtergehäuse 2 ein Radialdurchbruch 7 vorgesehen, in welchen ein Ablaufstutzen 8 dicht eingesetzt ist. Der Ablaufstutzen 8 ist dabei rohrförmig ausgebildet und verläuft mit seiner Längsmittelachse 9 etwa horizontal und rechtwinklig zur vertikalen Längsmittelachse des Filtergehäuses 2, wobei er radial im Radialdurchbruch 7 des Filtergehäuses 2 angeordnet ist.

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Der Gehäuseboden 4 weist auf seiner inneren Oberseite 10 eine Tragplatte 11 auf, welche sich mittels eines Zylinderrohrabschnittes 12 auf den Gehäuseboden 4 abstützt. Der Zylinderrohrabschnitt 12 ist dabei derart ausgebildet, daß die Tragplatte 11 in vertikalem Abstand oberhalb des Gehäusebodens 4 rechtwinklig zur Längsmittelachse 5 des Filtergehäuses 2 verlaufend in gleichmäßigem, radialen Abstand zum Filtergehäuse 2 angeordnet ist. Die Tragplatte 11 weist dabei eine etwa kreisförmige Grundfläche auf, wobei der Durchmesser der Tragplatte 11 etwa 2/3 des Innendurchmessers des zylindrischen Filtergehäuses 2 entspricht. Der Zylinderrohrabschnitt 12 ist zum Abstützen der Tragplatte 11 sowohl mit dem Gehäuseboden 4 als auch mit der Tragplatte 11 feststehend verbunden. Der durch die Tragplatte 11, den Zylinderrohrabschnitt 12 und den Gehäuseboden 4 gebildete Hohlraum 13 kann dabei nach außen hin abgedichtet sein.

Oberhalb der Tragplatte 11 ist ein Filterelement 14 vorgesehen, welches ein ebenes, kreisrundes Bodensegment 15 aufweist, mit welchem das Filterelement 14 planeben auf der Tragplatte 11 aufliegt. Das Filterelement 14 weist eine koaxial im Filtergehäuse 2 angeordnete umlaufende zylindrische Filterwand 16 auf, welche im unteren Kantenbereich 17 eine etwa rechtwinklig nach außen abgebogene umlaufende Randkante 18 aufweist, über welche die Filterwand 16 fest mit dem Bodensegment 15 verbunden ist. Das

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Filterelement 14 bestehend aus seinem Bodensegment 15 und seiner Filterwand 16 kann dabei vollständig aus einem metallischen oder aus Kunststoff hergestellten Filtermaterial formstabil ausgebildet sein. Es ist weiterhin vorgesehen, das Bodensegment 15 aus einer dichten Metall- oder Kunststoffplatte zu bilden, welche entsprechend in ihren unteren Kantenbereichen mit der unteren Randkante 18 der Filterwand 16 fest verbunden ist.

Das koaxial im Filtergehäuse 2 verlaufend angeordnete Filterelement 14 ist in seiner Länge derart ausgebildet, daß es mit seiner umlaufenden Oberkante 19 zusammen mit der oberen umlaufenden Endkante 20 des Filtergehäuses 2 in einer gemeinsamen Horizontalebene liegt. Das Filterelement 14 bildet mit seiner Filterwand 16 und dem Filtergehäuse 2 einen um die Filterwand 16 herumlaufenden Ringraum 21, welcher sich unterhalb des Bodensegmentes 15 des Filterelementes 14 bis zum Gehäuseboden 4 in einem Auffangabschnitt 22 im Filtergehäuse 2 fortsetzt. In diesen Auffangabschnitt 22 mündet der Ablaufstutzen 8 des Filtergehäuses 2.

Oberseitig weist das Filtergehäuse 2 einen Gehäusedeckel 23 auf, welcher etwa topfförmig ausgebildet ist und einen etwa rechtwinklig nach unten abgewinkelten, umlaufenden Montagesteg 24 aufweist. Zwischen der Unterseite 25 des Gehäusedeckels 23 und der umlaufenden Oberkante 19 des

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Filterelementes 14 sowie der oberen Endkante 20 des Filtergehäuses 2 ist eine Ringdichtelement 26 angeordnet, mittels welchem im montierten Zustand der Gehäusedeckel 23 dicht auf das Filtergehäuse 2 und das Filterelement aufgesetzt ist. Zur Verbesserung der Dichtwirkung ist die obere Endkante 20 des Filtergehäuses 2 umgebördelt ausgebildet. Desweiteren weist das Filterelement 14 im Bereich seiner Oberkante 19 einen etwa rechtwinklig nach außen abgewinkelten, umlaufenden Dichtflansch 27 auf, auf welchem im montiertem Zustand des Gehäusedeckels 23 auf dem Filtergehäuse 2 das Ringdichtelement 2 6 zumindest leicht zusammengepreßt wird. Der Gehäusedeckel· 23 ist dabei durch wenigstens zwei Verriegelungsvorrichtungen 28 festsitzend und abnehmbar auf dem Fiitergehäuse 2 befestigt.

Der Gehäusedeckel 23 ist mit einer Zuführieitung 29 versehen, weiche den Gehäusedeckel 23 von außen nach innen durchragt und im wesentlichen parallel zur Längsmittelachse 5 des Filtergehäuses 2 vertikal verlaufend angeordnet ist. An ihrem oberen, außerhalb des Gehäusedeckels 23 liegenden Ende weist die Zuführleitung 29 einen Anschlußstutzen 30 auf, welcher beispielsweise für die Zufuhr von zu filterndem flüssigen Medium zum Anschluß einer externen Rohrleitung oder auch eines Zuführschlauches 59 dient. Die Zuführleitung 29 ist im Bereich ihres Anschlußstutzens 30 mittels einer dichtenden Verschraubung 31 fest im Gehäusedeckel 23 montiert.

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Die Zuführleitung 29 ragt mit ihrem unteren Ende 32 bis etwa zur axialen Mitte in das Filterelement 14 hinein. An ihrem unteren Ende 32 ist die Zuführleitung 29 etwa rechtwinklig abgewinkelt ausgebildet und weist eine Ausströmdüse 33 auf, welche mit ihrer etwa horizontal verlaufenden Längsmittelachse 34 etwa, wie dies insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, tangential zu einer koaxial zum Filtergehäuse 2 liegenden Kreislinie 35 verläuft.

Im Bereich der Auslaßöffnung 36 der Ausströmdüse 33 bzw. im Bereich dieser Ausströmdüse 33 ist an der Zuführleitung 29 eine zylindrische, umlaufende Strömungsleitwand 37 befestigt. Die Anordnung der Zuführleitung 29 im Gehäusedeckel 23 ist dabei so gewählt, daß die an ihr befestigte zylindrische Strömungsleitwand 37 koaxial zum Filtergehäuse 2 bzw. zum Filterelement 14 angeordnet ist. Die Strömungsleitwand 37 befindet sich dabei etwa in der axialen Mitte des Filterelertientes 14. Die Höhe der Strömungsleitwand 29 beträgt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 1/6 der Gesamthöhe des Filterelementes 14. Es ist auch vorgesehen, daß sich die Strömungsleitwand maximal etwa über ein Viertel der gesamten axialen Länge des Filterelementes 14 erstrecken kann. Die axiale-Ausdehnung dieser Strömungsleitwand 37 ist dabei im wesentlichen von der Größe, Anordnung und Anzahl der Austrittsöffnungen im Bereich des unteren Endes 32 der Zuführleitung 29 abhängig. Bei äußerst kleinen Auslaßöffnungen 36

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kann die axiale Länge bzw. Höhe der Strömungsleitwand 37 auch wesentlich geringer sein, als 1/6 der Gesamtlänge des Filterelementes 14.

Das Filtergehäuse 2 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einer Grundplatte 57 montiert. Auf der Grundplatte 57 ist eine Umwälzpumpe 58 vorgesehen, welche über eine Schlauchleitung 59 mit der Zuführleitung 29 verbunden ist. Desweiteren weist die Umwälzpumpe einen Ansaugstutzen 60 auf, welcher mit einer entsprechenden Ansaugleitung (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden ist, über welche aus einem Flüssigkeitsvorratsoder -auffangbehälter zu filterndes flüssiges Medium ansaugbar und dem Strömungsfilter 1 über die Schlauchleitung 59 zuführbar ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann das Filterelement 14 auch zweiteilig ausgebildet sein. Das in Fig. 2 dargestellte Filterelement 14 besteht dabei aus einem Stützgehäuse 38, welches beispielsweise aus einer Lochplatte oder ähnlichem gebildet ist. Aus diesem Lochplattenmaterial kann auch das Bodensegment 39 und auch die zylindrische, umlaufende Gehäusewand 40 gebildet sein. Zum Erreichen einer guten Filterwirkung ist eine Art Filtersack 41 vorgesehen, welcher aus bekannten Filtermaterialien wie beispielsweise Spezialfilterpapier, Geflecht aus Draht oder aus Filzmaterialien gebildet sein kann, welche eine

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relativ geringe Eigenfestigkeit bzw. geringe eigene Formstabilität aufweisen. Der Filtersack 41 wird im Betrieb in einfacher Weise in das Stützgehäuse 38 eingeschoben, wobei er in seiner Gesamtlänge länger ausgebildet ist, als das Filtergehäuse 38. Der in das Stützgehäuse 38 eingeschobene Filtersack 41 kann dabei mit seinen oberen überstehenden Endbereichen nach außen hin, wie dies in Fig. 2 beispielhaft dargestellt ist, abgeknickt werden, so daß er mit einer Ringzone 42 auf dem oberen umlaufenden rechtwinklig zur Längsmittelachse 43 des Stützgehäuses 38 verlaufenden Dichtflansch 44 des Stützgehäuses aufliegt.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispxel einer Zuführleitung 29/1, welche in gleicher Art und Weise exzentrisch im Gehäusedeckel 23 angeordnet ist, wie die Zuführleitung 29 gemäß des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1. Die Zuführleitung 29/1 ist an ihrem unteren Ende 45 verschlossen und weist in seiner Rohrwandung in diesem unteren Endbereich 45 mehrere radiale Durchgangsbohrungen 46 auf, welche axial übereinander angeordnet sind. Diese Durchgangsbohrungen 4 6 dienen entsprechend der Auslaßöffnung 36 der Zuführleitung 29 aus Fig. 1 der Zufuhr von zu filterndem flüssigen Medium in das Filtergehäuse 2 bei aufgesetztem Gehäusedeckel 23. Im Bereich dieser Durchgangsbohrungen 4 6 ist eine Strömungsleitwand 47 vorgese-

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hen, welche am unteren Ende 45 der Zuführleitung 29/1 befestigt ist.

Die Strömungsleitwand 47 unterscheidet sich von der Strömungsleitwand 37 lediglich dadurch, daß sie sich nicht über den kompletten Umfang des Filtergehäuses 2 bzw. des Filterelementes 14 erstreckt. Demgemäß wird von der Strömungsleitwand 47 lediglich ein Teilbereich des Filterelementes 14 in Umfangsrichtung und axialer Richtung abgedeckt, wobei die axiale Ausdehnung der Strömungsleitwand 47 der axialen Anordnung der Durchgangsbohrungen 4 6 im unteren Ende 45 der Zuführleitung 29/1 angepaßt ist. Durch die Strömungsleitwand 47 wird, wie auch durch die Strömungsleitwand 37 verhindert, daß zu filterndes Medium direkt nach dem Ausströmen aus den tangential ausgerichteten Durchgangsbohrungen 4 6 auf das Filterelement 14 gelangt und dieses somit nicht partiell zugesetzt werden kann. Desweiteren wird durch die Strömungsleitwand 47 die Ringströmung des zu filternden flüssigen Mediums nach dem Austreten aus den Durchgangsbohrungen 4 6 in Umfangsrichtung verstärkt, wobei im Bereich der Austrittshöhe eine partielle Verdichtung des flüssigen Mediums auftritt und dieses somit "aufgrund dieser Drucksteigerung in vertikaler Richtung nach unten und nach oben ausweicht, so daß das Filterelement 14 im Betrieb auf seiner gesamten axialen Länge vom flüssigen Medium durchströmt wird und somit

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das Filterelement 14 vollständig zum Filtern des Mediums sicher genutzt wird.

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt IV aus Fig. 1, in welchem die Funktionsweise des Ringdichtelementes 26 bzw. dessen Anordnung vergrößert dargestellt ist. Desweiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel das zweiteilige Filterelement 14 aus Fig. 2 in das Filtergehäuse 2 eingesetzt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist der Filtersack 41 an seinem längeren, oberen Ende um den Dichtflansch 44 des Stützgehäuses 38 herumgelegt, wobei sein äußeres Ende 48 radial außerhalb des Dichtflansches 44 vertikal nach unten abgebogen ist, und in dem in Fig. 4 gezeigten montierten Zustand in den Ringraum 21 zwischen dem Filterelement 14 und dem Filtergehäuse 2 hineinragt. Das Ringdichtelement 25 ist dabei in seiner radialen Ausdehnung derart ausgebildet, daß es gleichzeitig bei montiertem Gehäusedeckel 23 im Gehäusedeckel 23 radial außen anliegt und unterseitig einerseits auf der oberen umlaufenden Endkante 20 des Filtergehäuses 2 aufliegt. Andererseits wird das Ringdichtelement 26 gleichzeitig gegen den Dichtflansch 44 des Filterelementes 14 gedrückt, so daß die Ringzone 42, welche zwischen-dem Dichtflansch 44 und dem Ringdichtelement 26 umlaufend angeordnet ist, klemmend zwischen dem Ringdichtelement 2 6 und dem Dichtflansch 44 gehalten ist.

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Fig. 4/1 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt IV aus Fig. 1 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Abdichtung 61 des Gehäusedeckels 23 auf dem Filtergehäuse 2. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das zweiteilige Filterelement 14 aus Fig. 2 in das Filtergehäuse 2 eingesetzt. Der Filtersack 41 ist an seinem längeren, oberen Ende um den Dichtflansch 44 des Stützgehäuses 38 mit seiner Ringzone 42/1 herumgelegt, wobei sein äußeres Ende 48/1 radial nach außen zwischen dem Gehäusedeckel 23 und einem etwa U-förmig ausgebildeten Ringdichtelement 26/1 hindurch nach außen geführt ist. Das Ringdichtelement 26/1 ist dabei in seiner radialen Ausdehnung derart ausgebildet, daß es gleichzeitig bei montiertem Gehäusedeckel 23 im Gehäusedeckel 2 3 radial außen und radial nach innen an einem umlaufenden Dichtelement 62 des Dichtflansches 44 dichtend anliegt. Durch seine U-förmige Ausbildung umschließt das Ringdichtelement 26/1 die obere Endkante 20 des Filtergehäuses 2 ebenfalls dicht, wobei gleichzeitig das Filterelement 14 über sein Dichtelement 62 am Ringdichtelement 26/1 zentriert gehalten ist.

Fig. 5 zeigt den prinzipiellen Strömungsverlauf im erfindungsgemäßen Strömungsfilter 1 aus Fig. 1. Das zu filternde Medium wird über die Zuführleitung 29, wie dies durch die Pfeile 49 dargestellt ist, in das Filtergehäuse 2 eingeleitet. Der Austritt des flüssigen Mediums erfolgt, wie dies insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist,

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aus der Auslaßöffnung 36 der Ausströmdüse 33 etwa in tangentialer Richtung zur Kreislinie 35 in Richtung des Pfeiles 50. Nach dem Austritt aus der Ausströmdüse 33 wird das Medium in Richtung der Pfeile 51 in Umfangsrichtung entlang der Strömungsleitwand 37 geführt und gelangt somit nicht sofort auf das Filterelement 14, so daß dieses nicht partiell durch die aufprallende Strömung und der darin enthaltenen Feststoffpartikel verstopft werden kann. Aufgrund der bereichsweisen Verdichtung im Bereich der Strömungsleitwand 37 wird das flüssige Medium an der Strömungsleitwand 37 in vertikaler Richtung auf dessen kompletten Umfang nach oben und nach unten abgelenkt, wie dieses durch die Pfeile 52 in Fig. 5 dargestellt ist. Durch diese Strömungsumlenkung in vertikale Richtung werden Turbulenzen in der Strömung erreicht, welche sich über die komplette axiale Länge ausgehend von der Strömungsleitwand 37 nach unten und nach oben axial fortsetzen, wie dies beispielhaft durch die Pfeildarstellungen 53 in Fig. 5 erkennbar ist. Durch diese turbulenten Strömungsanteile 53 wird erreicht, daß das flüssige Medium auch nach Verlassen des Bereiches der Strömungsleitwand nicht sofort gegen das Filterelement 14 gelenkt wird und dieses somit nicht im unmittelbar der Strömungsleitwand 37 benachbarten Bereich verstopft werden kann, sondern gleichmäßig über deren gesamte axiale Länge vom Medium, wie dies durch die Pfeile 54 angedeutet ist, durchströmt

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wird und somit auch auf seiner gesamten axialen Länge seine Filterwirkung entfalten kann. Nach dem Durchtritt des flüssigen Mediums (Pfeile 54) durch das Filterelement 14 gelangt dieses in den Ringraum 21, von wo aus es vertikal nach unten zum Gehäuseboden 4 abfließt (Pfeile 55). Durch die Schrägstellung des Gehäusebodens 4 wird das gefilterte flüssige Medium sicher und vollständig zum Ablaufstutzen 8 geleitet, aus welchem es dann, wie dies durch den Pfeil 56 angedeutet ist, aus dem Strömungsfilter 1 austritt.

Zur Abstützung des Filterelementes 14 kann auch eine Stützvorrichtung 75, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist vorgesehen sein. Die Stützvorrichtung 75 ist aus einem etwa U-förmig zweifach abgewinkelten Blech gebildet, deren Unterkante 7 6 gegenüber seiner Oberkante 77 um einen Neigungswinkel geneigt ausgebildet ist, welcher dem Neigungswinkel &agr; des Gehäusebodens 4 entspricht. In seinen Außenmaßen ist die Stützvorrichtung 75 auf die Innenmaße des Filtergehäuses 2 (in Phantomlinien dargestellt) derart abgestimmt, daß es mit leichtem Spiel in das Filtergehäuse 2 einsetzbar und somit auch in einfacher Weise zu Reinigungs- oder Wartungszwecken aus diesem herausnehmbar ist. Als Standfläche für das Filterelement 14 ist die Stützvorrichtung entlang seiner Oberkante 77 nach außen abgewinkelt ausgebildet, so daß es drei Tragflächen 78, 79 und 80 aufweist, auf welche das Filterelement 14 koa-

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xial zum Filtergehäuse 2 verlaufend aufstellbar bzw. in das Filtergehäuse 2 einsetzbar ist. Durch diese Ausgestaltung der Stützvorrichtung 75 wird eine kostengünstige und einfach handhabbare Stützvorrichtung für das Filterelement 14 zu dessen definierten Positionierung im Filtergehäuse 2 zur Verfügung gestellt.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel 1/1 des Strömungsfilters 1 aus Fig. 1. Der Strömungsfilter 1/1 ist im wesentlichen indentisch aufgebaut Wie der Strömungsfilter 1, wobei er mit einer zusätzlichen Umwälzvorrichtung 65 versehen ist. Die Bezugsziffern in Fig. 8 entsprechnen dabei den Bezugsziffern aus Fig. 1. Die Umwälzvorrichtung 65 weist ein in das Filterelement 14 eintauchendes Absaugrohr 66 auf, welches der Zuführleitung 29 benachbart im Gehäusedeckel 23 angeordnet ist. Außerhalb des Gehäusedeckels ist auf diesem eine zweite Umwälzpumpe 67 angeordnet, mit welcher das Absaugrohr 66 ansaugseitig verbunden ist. Druckseitig ist die Umwälzpumpe 67 mit der Zuführleitung 29 des Strömungsfilters 1/1 verbunden. Mit dieser Umwälzvorrichtung 65 wird erreicht, daß bei leicht zugesetztem Filterelement 14 die Strömungsgeschwindigkeit der Rotationsströmung auch bei geringerer Zufuhr von flüssigem Medium von außen aufrechterhalten bleibt. Diese geringere Zufuhr des Medium von außen durch die Umwälzpumpe 58 resultiert daraus, daß bei schon leicht zugesetztem Filterelement 14 durch die-

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ses nur eine geringere Menge von zu filterndem Medium hindurch strömen kann und dementsprechend auch nur diese geringere Menge dem Strömungsfilter zuführbar ist. Durch diese geringere Zufuhr würde allerdings die Strömungsgeschwindigkeit der Rotationsströmung innerhalb des Filterelementes abnehmen, so daß deren vorteilhafte Wirkungen gemindert würden. Wird nun durch die zusätzliche Umwälzvorrichtung 65 ein Teil des flüssigen Medium dem Strömungsfilter 1/1 wieder entzogen und über die Zuführleitung 29 erneut zugeführt, so bleibt die Strömungsgeschwindigkeit der Rotationsströmung innerhalb des Filterelementes 14 erhalten, so daß auch die Strömungsverhältnisse und deren Wirkungen, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, sicher beibehalten werden.

Somit wird durch den erfindungsgemäßen Strömungsfilter 1, 1/1 ein Strömungsfilter zur Verfügung gestellt, dessen Filterwirkung über eine lange Betriebsdauer sichergestellt ist. Aufgrund der Einleitung des zu filternden flüssigen Mediums innerhalb des Filterelementes 14 in tangentialer Richtung werden lange Strömungswege erreicht, wodurch die Verweildauer der zu filternden Mediums im Strömungsfilter 1, L/1 erhöht wird und eine gleichmäßige Verteilung des Medium in Axialer Richtung entlang des Filterelementes 14 erfolgen kann. Durch die axial mittige Anordnung der Strömungsleitwand 37 bzw. 47 im Filterelement 14 sowie durch dessen Strömungsführung

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und die damit bewirkten sich axial ausbreitende turbulente Strömungsanteile wird einerseits ein Selbstreinigungseffekt des Filterelementes 14 und eine gleichmäßige Durchströmung des Filterelementes 14 erreicht. Damit wird sicher verhindert, daß sich das Filterelement 14 partiell zusetzen kann und somit auf seiner kompletten axialen Länge eine optimale Filterwirkung über einen langen Zeitraum entfalten kann. Aufgrund der auswechselbaren Anordnung des Filterelementes 14 im Filtergehäuse 2, welche durch die einfache Abnehmbarkeit des Gehäusedeckels 23 erreicht wird, ist auch sich im unteren Bereich des Filterelementes 14 ansammelndes, ausgefiltertes Filtrat in einfacher Weise zur Reinigung des Filterelementes 14 aus diesem auswaschbar.

Claims (11)

12. Januar 1996 MN Anmelder: Wax, Gerhard, 78532 Tuttlingen (Nendingen) Bezeichnung: Strömungsfilter Schutzansprüche

1. Strömungsfilter insbesondere für flüssige Medien bestehend aus einem eine etwa zylindrische Gehäusewand aufweisenden Filtergehäuse, in welchem ein etwa zylindrisches Filterelement in radialem Abstand und koaxial zur Gehäusewand verlaufend angeordnet ist, wobei sich das Filterelement wenigstens annähernd über die gesamte axiale Länge des Filtergehäuses erstreckt und das flüssige Medium dem Strömungsfilter etwa in tangentialer Strömungsrichtung zum Filtergehäuse zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,.

daß das Filterelement (14) korbartig ausgebildet ist und auswechselbar im Filtergehäuse (2) angeordnet ist, daß innerhalb des Filterelementes (14) eine sich wenigstens über einen Teilabschnitt des ümfangs des Filtergehäuses (2) erstreckende Strömungsleitwand (37, 47) vorgesehen ist, welche zum Filterelement (14) einen radialen Abstand aufweist, und daß das

flüssige Medium im Bereich der Strömungsleitwand (37, 47) radial innerhalb der Strömungsleitwand (37, 47} zugeführt wird.

2. Strömungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitwand (37, 47) etwa axial mittig im Filterelement (14) angeordnet ist und sich maximal über etwa 1/4 seiner axialen Länge erstreckt.

3. Strömungsfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Mediums über eine axial verlaufende Zuführleitung (29, 29/1) erfolgt, welche an ihrem filterinneren Ende (32, 45) wenigstens eine in tangetialer Richtung ausgerichtete Auslaßöffnung {36, 46) aufweist, und daß die Zuführleitung (29, 29/1) insbesondere mit ihrer (ihren) tangentialen Auslaßöffnung(en) (36, 46) exzentrisch zur Längsmittelachse (5) des Filtergehäuses (14) angeordnet ist.

4. Strömungsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitwand (37, 47) im Bereich der Auslaßöffnung(en) (36, 46) mit der Zuführleitung (29, 29/1) verbunden ist.

5. Strömungsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis' 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (14)

zweiteilig ausgebildet ist und ein wenigstens einseitig offenes Stützgehäuse (38) aufweist, welches innenseitig mit einem auswechselbaren aus Filtermaterial bestehenden flexiblen Filtereinsatz (41) versehen ist.

6. Strömungsfilter nach Anspruch &bgr;, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgehäuse (38) aus lochblechartigen oder siebartigen Materialien gebildet ist.

7. Strömungsfilter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Filtereinsatz (41) über die gesamte axiale Länge des Stützgehäuses (38) erstreckt und im Bereich der offenen Seite des Stützgehäuses (38) im Bereich der oberen umlaufenden Endkante (44) des Stützgehäuses (38) klemmend befestigbar ist.

8. Strömungsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (14) mittels eines Gehäusedeckels (23) dicht verschließbar ist, und daß die Zuführleitung (29, 29/1) durch den Gehäusedeckel (23) dicht hindurch geführt ist.

9. Strömungsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (14) einen gegenüber der Längsmittelachse (5) des Filterge-

häuses (2) geneigt verlaufenden Gehäuseboden (4) aufweist, auf dessen Innenseite (10) im Filtergehäuse (2) eine rechtwinklig zur Längsmittelachse (5) des Filtergehäuses (29 verlaufende Stützplatte (119 angeordnet ist.

10. Strömungsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (14) im Filtergehäuse (2) zwischen dem Gehäusedeckel (23) und der Stützplatte (11) zentriert klemmend gehalten ist.

11. Strömungsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Umwälzvorrichtung (65) vorgesehen ist, mittels welcher während des Betriebes ein Teil des dem Strömungsfilter (1) zugeführten flüssigen Mediums aus dem Filtergehäuse (2) absaugbar ist und der Zuführleitung (29, 29/1) außerhalb des Strömungsfilters (1) wieder zugeführt wird.