DE4101168C2 - Flüssigkeitsfilter mit Filterkerzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse, das durch eine Zwischenplatte in einen Schmutzraum und einen Reinraum unterteilt wird, mit in sich starren, in den Schmutzraum ragenden Filterkerzen, die von der Zwischenplatte getragen werden und mit ihrem Steigrohr jeweils durch eine Kerzenbohrung der Zwischenplatte in den Reinraum ragen, und mit einer Klopfeinrichtung zur Abreinigung der Filterkerzen.

Bei derartigen Flüssigkeitsfiltern sammelt sich während des Filtervorgangs auf den im Schmutzraum befindlichen Filterkerzen ein Filterkuchen an, der in gewissen Zeitabständen durch einen Abreinigungsvorgang entfernt werden muß.

In sich starre Filterkerzen müssen zur Abreinigung einer kräftigen axialen Stoßbelastung unterworfen werden, die zu einem Ablösen des Filterkuchens von der Filterkerze führt, die üblicherweise als Spaltfilterkerze ausgebildet ist. Bei einem bekannten Flüssigkeitsfilter der eingangs genannten Gattung (DE-PS 32 12 316) sind alle Filterkerzen starr mit der Zwischenplatte verbunden, und die Zwischenplatte beweglich im Filtergehäuse aufgenommen. Die Zwischenplatte steht mit einer Klopfeinrichtung in Verbindung, durch die sie in axialer Richtung der Filterkerzen zu stoßartigen Bewegungen angetrieben werden kann. Die Zwischenplatte weist an ihrem Umfang eine Dichtung auf, üblicherweise einen O-Ring, die an einem Gehäuseflansch im Ruhezustand dichtend anliegt. Bei Betätigung der Klopfeinrichtung wird die Zwischenplatte von dem Gehäuseflansch abgehoben und wieder gegen diesen geschlagen. Die dabei auftretende stoßartige Belastung des gesamten Flüssigkeitsfilters ist sehr hoch, da nicht nur die Masse aller Filterkerzen, sondern auch die verhältnismäßig große Masse der Zwischenplatte bewegt wird und beim Stoß gegen den Gehäuseflansch schlagartig verzögert wird.

Außerdem besteht bei dem bekannten Flüssigkeitsfilter die Schwierigkeit, daß die ohnehin beim Anschlagen an den Gehäuseflansch hochbelastete Dichtung der Zwischenplatte durch Ablagerungen der vorbeiströmenden, mit Schmutzpartikeln und Filterhilfsmittel, wie Kieselgur, belasteten Flüssigkeit verunreinigt wird.

Bei der Verwendung von in axialer Richtung dehnbaren Filterkerzen ist es bekannt (DE-OS 37 04 475), eine mit einem Abreinigungsantrieb verbundene gemeinsame Druckplatte gegen die in den Reinraum ragenden Enden der Steigrohre aller Filterkerzen eines Flüssigkeitsfilters zu drücken, um die Filterkerzen axial zu dehnen und auf diese Weise den darauf befindlichen Filterkuchen abzulösen. Es ist auch bekannt (EP-OS 2 62 398), die als Spaltfilterkerzen ausgeführten Filterkerzen hierbei im gestreckten Zustand in Schwingungen zu versetzen, um die Abreinigungswirkung zu unterstützen. Hierbei bleiben die fest mit der Zwischenplatte verbundenen Enden der Filterkerzen aber in Ruhe; deshalb ist dieser Abreinigungsvorgang nicht bei der Verwendung von in sich starren, d. h. nicht axial dehnbaren Filterkerzen anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Flüssigkeitsfilter der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß eine wirksame Abreinigung der Filterkerzen mit geringerer Stoßbelastung des gesamten Flüssigkeitsfilters ermöglicht wird und daß Schwierigkeiten im Dichtungsbereich der Zwischenplatte vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenplatte starr im Filtergehäuse befestigt ist, daß die Steigrohre der Filterkerzen mit Bewegungsspiel durch die Kerzenbohrungen ragen, daß sich im Reinraum jeweils eine Druckfeder zwischen der Zwischenplatte und dem Ende des Steigrohres abstützt, daß die Klopfeinrichtung eine gegen die Enden aller Filterkerzen bewegbare Schlagplatte aufweist und daß das Steigrohr an dem der Zwischenplatte zugekehrten Ende der Filterkerze einen ringförmigen Dichtkörper trägt, der mit einem Dichtsitz der Kerzenbohrung zusammenwirkt.

Da für die Abreinigungsbewegung nur noch die Filterkerzen selbst, jedoch nicht die Zwischenplatte bewegt werden, sind die zu bewegenden Massen wesentlich verringert, so daß die stoßartige Beanspruchung des gesamten Flüssigkeitsfilters erheblich herabgesetzt wird. Da die Abdichtung der bewegten Teile gegenüber dem Filtergehäuse im Bereich jeder einzelnen Kerzenbohrung erfolgt und da die Zwischenplatte fest und dicht mit dem Filtergehäuse verbunden ist, werden Abdichtungsprobleme vermieden. An jeder einzelnen Filterkerze wird der ringförmige Dichtkörper durch die auf das Steigrohr wirkende Druckfeder gegen den zugeordneten Dichtsitz der jeweiligen Kerzenbohrung gedrückt. Die Abdichtung erfolgt somit auf einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser. Deshalb kann auf einen O-Ring oder ein sonstiges zusätzliches Dichtungselement verzichtet werden, so daß keine Gefahr einer Verschmutzung eines solchen Dichtungselements besteht. Der Dichtsitz an der Kerzenbohrung wird durch die beim Füllen des Filtergehäuses vorbeiströmende Flüssigkeit gespült.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dichtkörper eine kegelstumpfförmige Dichtfläche aufweist, die mit dem entsprechend hohlkegelförmigen Dichtsitz an der Kerzenbohrung der Zwischenplatte zusammenwirkt. Damit wird eine zuverlässige Zentrierung des Dichtkörpers auf dem Dichtsitz und somit eine gute Dichtwirkung ohne gesonderte elastische Dichtelemente erreicht. Ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung kann eine ausreichend große Berührungsfläche zwischen dem Dichtkörper und dem Dichtsitz gewählt werden, die die stoßartigen Belastungen ohne Beeinträchtigung aufnimmt.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform gemäß der Erfindung erwiesen, bei der das Steigrohr an seinem in den Reinraum ragenden Ende verschlossen ist und dicht über der reinraumseitigen Oberfläche der Zwischenplatte mindestens eine seitlich aus dem Steigrohr austretende Auslaßbohrung aufweist. Die aus dieser seitlichen Auslaßbohrung bzw. mehreren Auslaßbohrungen austretende Strömung verläuft unmittelbar entlang der Oberseite der Zwischenplatte und bewirkt eine Bodenspülung, die die Ablagerung von Filterhilfsmittel verhindert.

Zweckmäßigerweise ist am Steigrohr mindestens eine weitere, im Bereich der Kerzenbohrung seitlich austretende Auslaßbohrung vorgesehen. Die durch die Auslaßbohrung bzw. Auslaßbohrungen austretende Flüssigkeitsströmung spült den zwischen dem Steigrohr und der Kerzenbohrung bestehenden Spalt von Filterhilfsmittel, insbesondere Kieselgur frei.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß jedes Steigrohr an seinem oberen Ende eine Kopfplatte trägt, an der sich einerseits die das Steigrohr konzentrisch umgebenden Druckfeder abstützt und die andererseits eine Anschlagfläche für die Schlagplatte der Abreinigungseinrichtung bildet. Damit werden in konstruktiv sehr einfacher Weise die beiden genannten Funktionen erfüllt, ohne die zu bewegende Masse wesentlich zu erhöhen.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 ein Flüssigkeitsfilter in einem stark vereinfachten Längsschnitt und

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt entsprechend der Fig. 1 im Bereich einer einzelnen Filterkerze.

Das in Fig. 1 dargestellte Flüssigkeitsfilter weist ein geschlossenes Filtergehäuse 1 auf, das durch eine Zwischenplatte 2 in einen unteren Schmutzraum 3 und einen oberen Reinraum 4 unterteilt ist.

Die Zwischenplatte 2 ist an Gehäuseflanschen 5 starr und dicht befestigt. Sie weist mehrere Kerzenbohrungen 6 auf, an denen jeweils eine (in Fig. 1 nur schematisch dargestellte) Filterkerze 7 angebracht ist.

Die zu filtrierende Flüssigkeit tritt durch ein Einlaßrohr 8 im unteren Bereich des Schmutzraumes 3 ein. Die Flüssigkeit tritt von allen Seiten in die als Spaltfilterkerzen ausgeführten, ggf. mit einem Filterhilfsmittel wie Kieselgur beschichteten Filterkerzen 7 ein, wobei sich die auszufiltrierenden Partikel, ggf. zusammen mit dem Filterhilfsmittel, als Filterkuchen an der Kerzenaußenseite aufbauen.

Die filtrierte Flüssigkeit tritt - wie später noch näher erläutert wird - jeweils durch ein Steigrohr 9 jeder Filterkerze 7 in den Reinraum 4 und verläßt diesen durch ein Auslaßrohr 10.

Wenn die an der Kerzenaußenseite angelagerten Filterkuchen eine vorgegebene Dicke erreicht haben, was sich in einem Ansteigen des Differenzdrucks des Flüssigkeitsfilters äußert, wird der Filtervorgang unterbrochen und ein Abreinigungsvorgang durchgeführt. Die hierzu vorgesehene Abreinigungseinrichtung weist eine an der Oberseite des Flüssigkeitsfilters angeordnete Klopfeinrichtung 11 auf. Ein druckmittelbetätigter Zylinder 12 treibt über seine Kolbenstange 13 eine Schlagplatte 14 an, die in der nachfolgend beschriebenen Weise stoßartige Längsbewegungen der Filterkerzen 7 verursacht.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, erstreckt sich das Steigrohr 9 über die gesamte Länge jeder Filterkerze 7 und ragt mit seinem oberen Ende durch die Kerzenbohrung 6 hindurch in den Reinraum 4. Zwischen einer am unteren Ende des Steigrohres 9 befestigten Endplatte 15 und einem an der Zwischenplatte 2 anliegenden ringförmigen Dichtkörper 16, der ebenfalls auf dem Steigrohr 9 befestigt ist, ist ein im wesentlichen hohlzylindrisches Spaltfilterelement 17 aufgenommen. Das Steigrohr 9 weist nahe seinem unteren Ende seitliche Eintrittsbohrungen 18 auf, durch die die filtrierte Flüssigkeit in das Steigrohr 9 eintritt.

Das Steigrohr 9 ist an seinem oberen Ende mit einem Stopfen 19 verschlossen. Dicht über der reinraumseitigen Oberfläche 2a der Zwischenplatte 2 tritt seitlich aus dem Steigrohr 9 mindestens eine, vorzugsweise aber mehrere Auslaßbohrungen 20 aus. Darunter, nämlich in Höhe der Kerzenbohrung 6 der Zwischenplatte 2, tritt mindestens eine weitere seitliche Auslaßbohrung 21, vorzugsweise mehrere seitliche Auslaßbohrungen 21, aus dem Steigrohr 9 aus. Wie in Fig. 2 deutlich dargestellt ist, besteht zwischen dem Steigrohr 9 und der Kerzenbohrung 6 ein Spalt, der eine freie Längsbewegung des Steigrohres 9 in der Kerzenbohrung 6 ermöglicht.

Am oberen Ende des Steigrohres 9 ist eine Kopfplatte 22 angebracht, an der sich eine das obere Ende des Steigrohres 9 konzentrisch umgebende Druckfeder 23 einerseits abstützt. Andererseits stützt sich die Druckfeder 23 an der Oberfläche 2a der Zwischenplatte ab.

Der auf dem Steigrohr 9 befestigte ringförmige Dichtkörper 16 bildet an seiner der Zwischenplatte 2 zugekehrten Seite eine kegelstumpfförmige Dichtfläche 16a, die mit einem entsprechend gestalteten, hohlkegelförmigen Dichtsitz 6a der Kerzenbohrung 6 dichtend und zentrierend zusammenwirkt. Die Oberseite der Kopfplatte 22 bildet eine Anschlagfläche für die Schlagplatte 14 der Abreinigungseinrichtung 11.

Zur Vorbereitung eines Abreinigungsvorgangs kann der auf den Filterkerzen 7 gebildete Filterkuchen durch Zuführung von Trocknungsgas getrocknet werden. Durch Betätigung des Zylinders 12 wird die Schlagplatte 14 angetrieben und schlägt auf die Kopfplatte 22 der Steigrohre 9 aller Filterkerzen 7. Dabei wird jeweils die gesamte, in sich starre Filterkerze 7 nach unten bewegt, wobei sich die Dichtfläche 16a des Dichtkörpers 16 vom Dichtsitz 6a abhebt. Bei einer Aufwärtsbewegung der Schlagplatte 14 zentriert sich der Dichtkörper 16 wieder auf dem Dichtsitz 6a. Durch die stoßartige Bewegung werden die Filterkuchen von den Filterkerzen 7 abgeworfen. Das sich im unteren Bereich des Schmutzraumes 3 ansammelnde Filterkuchenmaterial kann durch eine Austragsklappe 24 ausgetragen werden.

Claims (5)

1. Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse, das durch eine Zwischenplatte in einen Schmutzraum und einen Reinraum unterteilt wird, mit in sich starren, in den Schmutzraum ragenden Filterkerzen, die von der Zwischenplatte getragen werden und mit ihrem Steigrohr jeweils durch eine Kerzenbohrung der Zwischenplatte in den Reinraum ragen, und mit einer Klopfeinrichtung zur Abreinigung der Filterkerzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (2) starr im Filtergehäuse (1) befestigt ist, daß die Steigrohre (9) der Filterkerzen (7) mit Bewegungsspiel durch die Kerzenbohrungen (6) ragen, daß sich im Reinraum (4) jeweils eine Druckfeder (23) zwischen der Zwischenplatte (2) und dem Ende des Steigrohres (9) abstützt, daß die Klopfeinrichtung (11) eine gegen die Enden aller Filterkerzen (7) bewegbare Schlagplatte (14) aufweist und daß das Steigrohr (9) an dem der Zwischenplatte (2) zugekehrten Ende der Filterkerze einen ringförmigen Dichtkörper (16) trägt, der mit einem Dichtsitz (6a) der Kerzenbohrung (6) zusammenwirkt.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (16) eine kegelstumpfförmige Dichtfläche (16a) aufweist, die mit dem entsprechend hohlkegelförmigen Dichtsitz (6a) an der Kerzenbohrung (6) der Zwischenplatte (2) zusammenwirkt.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (9) an seinem in den Reinraum (4) ragenden Ende verschlossen ist und dicht über der reinraumseitigen Oberfläche (2a) der Zwischenplatte (2) mindestens eine seitlich aus dem Steigrohr (9) austretende Auslaßbohrung (20) aufweist.

4. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (9) mindestens eine weitere, im Bereich der Kerzenbohrung (6) seitlich austretende Auslaßbohrung (21) aufweist.

5. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steigrohr (9) an seinem oberen Ende eine Kopfplatte (22) trägt, an der sich einerseits die das Steigrohr (9) konzentrisch umgebenden Druckfeder (23) abstützt und die andererseits eine Anschlagfläche für die Schlagplatte (14) der Klopfeinrichtung (11) bildet.