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Dokumentenidentifikation DE19603581A1 07.08.1997
Titel Filteranordnung
Anmelder Beck, Walter, 73760 Ostfildern, DE
Erfinder Beck, Walter, 73760 Ostfildern, DE
Vertreter Patentanwälte Magenbauer, Reimold, Vetter & Abel, 73728 Esslingen
DE-Anmeldedatum 01.02.1996
DE-Aktenzeichen 19603581
Offenlegungstag 07.08.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.08.1997
IPC-Hauptklasse B01D 29/15
Zusammenfassung Es wird eine Filteranordnung mit einem Grundkörper (10) vorgeschlagen, der im wesentlichen aus einem perforierten Rohr (11) besteht, das an einem Ende mit einer Befestigungsvorrichtung (12, 16) versehen ist, wobei sich ein Fluidkanal vom Innenraum des perforierten Rohrs (11) aus durch die Befestigungsvorrichtung (12, 16) erstreckt. Das perforierte Rohr (11) wird koaxial von einem rohrartigen Filterkörper (18) umgeben, der dichtend mit der einen Stirnseite an der Befestigungsvorrichtung und mit der anderen Stirnseite an einer das perforierte Rohr (11) an dessen von der Befestigungsvorrichtung entfernten freien Ende abschließenden, lösbar angeordneten Abschlußkörper anliegt. Dieser Abschlußkörper (22) liegt dabei federbelastet am Filterkörper (18) an, so daß eine gleichbleibend gute Abdichtung der Anlagefläche auch bei Alterung und Formveränderung des Filterkörpers erreicht wird und ein schnelles und sicheres Auswechseln des Filterkörpers (18) sichergestellt ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung mit einem Grundkörper, der im wesentlichen aus einem perforierten Rohr besteht, das an einem Ende mit einer Befestigungsvorrichtung versehen ist, wobei sich ein Fluidkanal vom Innenraum des perforierten Rohrs aus durch die Befestigungsvorrichtung erstreckt, und mit einem das perforierte Rohr koaxial umgebenden rohrartigen Filterkörper, der dichtend mit der einen Stirnseite an der Befestigungsvorrichtung und mit der anderen Stirnseite an einer das perforierte Rohr an dessen von der Befestigungsvorrichtung entfernten freien Ende abschließenden, lösbar angeordneten Abschlußkörper anliegt.

Derartige Filterkörper, insbesondere in der Ausbildung als Garnfilterelemente, werden zur Filtration von vorzugsweise flüssigen Medien in der Industrie eingesetzt, hauptsächlich aber zur Filtration von Wasserkondensat in Kraftwerken, beispielsweise Kernkraftwerken. Dabei werden bis zu 800 solcher Garnfilterelemente in einer Filterplatte verschraubt und in einem entsprechend dafür vorgesehenen Filtergehäuse eingebaut. Die Strömung des zu filternden Mediums erfolgt vom Innenraum des Filtergehäuses aus ins Innere der Garnfilterelemente und von dort aus im inneren Fluidkanal derselben durch die Filterplatte heraus.

Eine derartige, beispielsweise aus der DE 43 36 262 bekannte Filteranordnung besteht aus einem Grundkörper mit einem perforierten Rohr, auf das auswechselbar ein rohrartiger Filterkörper aufgeschoben ist. Dieser wird durch einen am freien Endbereich des perforierten Rohrs aufgeschraubten Abschlußkörper gesichert. Die bekannte Filteranordnung hat den Nachteil, daß bei zu fest aufgeschraubtem Abschlußkörper der Filterkörper beschädigt werden könnte, während bei zu schwach aufgeschraubtem Abschlußkörper die Gefahr eines Lösens und eines unerwünschten ungefilterten Nebenstroms auftritt. Weiterhin kann der Filterkörper bei längerem Betrieb schrumpfen, so daß auch dann das zu filternde Medium durch den entstehenden Spalt an der Filtermasse vorbei ins Innere der Filteranordnung gelangen kann. Schließlich kann sich das Schraubgewinde des Abschlußkörpers durch Ablagerungen, Korrosion oder dergleichen festsetzen, so daß der Abschlußkörper nicht mehr vom perforierten Rohr gelöst werden kann, ohne dieses zu beschädigen oder zu zerstören.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Filteranordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der der Filterkörper schnell und einfach ausgewechselt werden kann, und bei der auch bei längerem Gebrauch die stirnseitige Dichtheit bzw. Abdichtung des Filterkörpers erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abschlußkörper federbelastet am Filterkörper anliegt.

Die erfindungsgemäße Filteranordnung hat dadurch den Vorteil, daß der Abschlußkörper immer mit im wesentlichen gleichbleibender Kraft am Filterkörper anliegt, selbst wenn dieser aufgrund von Alterung oder Korrosion schrumpft. Dadurch bleibt die stirnseitige Abdichtung des Filterkörpers sicher erhalten. Durch die federnde Anlage des Abschlußkörpers am Filterkörper kann dieser Abschlußkörper dennoch beim Auswechseln des Filterkörpers leicht und schnell abgenommen werden, da die federbelastete und dadurch nicht starre Fixierung des Abschlußkörpers ein Festsitzen desselben verhindert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Filteranordnung möglich.

Eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung besteht darin, daß sich ein Haltebolzen vom freien Ende des perforierten Rohrs aus durch eine Durchgangsöffnung des Abschlußkörpers hindurch erstreckt, und daß eine sich am Haltebolzen abstützende oder daran befestigte Druckfeder an der vom perforierten Rohr abgewandten Außenseite des Abschlußkörpers anliegt. Dieser Haltebolzen ist dabei zweckmäßigerweise als Gewindebolzen oder Gewindeschraube ausgebildet. Der Haltebolzen kann dabei zusätzlich noch als Halte- und/oder Positioniervorrichtung für die gesamte Filteranordnung ausgebildet und vorzugsweise in einer Lochplatte fixierbar sein, die beispielsweise bei sehr vielen parallel angeordneten Filteranordnungen den Abstand zwischen diesen aufrechterhält. Bei bekannten Filteranordnungen, bei denen auf dem perforierten Rohr der Filterkörper fest fixiert ist, kann beispielsweise in vorteilhafter Weise bei einem erforderlichen Filterwechsel ein Umbau dadurch erfolgen, daß das alte Filtermaterial vom perforierten Rohr abgetragen, beispielsweise abgefräst wird, wobei dann am freien Ende dieses perforierten Rohrs der Haltebolzen angebracht wird, so daß ein neuer auswechselbarer Filterkörper über das alte perforierte Rohr geschoben und mittels eines erfindungsgemäßen Abschlußkörpers daran fixiert werden kann. In Einzelfällen ist dabei der Haltebolzen sogar schon vorhanden, und es muß lediglich eine gegebenenfalls vorhandene endseitige Halteplatte für das Filtermaterial entfernt werden.

Zur Befestigung des Haltebolzens an der Lochplatte oder einem anderen Abstandssicherungssystem für mehrere Filteranordnungen, ist der Haltebolzen mit wenigstens zwei Haltemuttern versehen, wobei sich die Druckfeder an einer dieser Haltemuttern abstützen kann. Die Druckfeder ist zweckmäßigerweise als den Haltebolzen umgreifende Schraubenfeder ausgebildet.

Zur Befestigung des Haltebolzens am perforierten Rohr ist dieses an seiner freien Stirnseite mit einem Halteelement versehen, das mit dem Haltebolzen verschweißt oder verschraubt ist.

Der Abschlußkörper übergreift zweckmäßigerweise kappen- oder deckelartig die freie von der Befestigungsvorrichtung entfernte Stirnseite der Filteranordnung, um eine stirnseitige Abdichtung zu erreichen, die noch dadurch verbessert werden kann, daß der Abschlußkörper mit einem den Filterkörper längsseitig geringfügig übergreifenden Rohrstück versehen ist. Dieses kann noch einen zum Abschlußkörper hin abnehmenden Innenradius besitzen, so daß der Filterkörper durch die dadurch gebildete konusartige Verengung noch zusätzlich eingeklemmt wird.

Ebenfalls zur Verbesserung der Abdichtung trägt eine an der freien Stirnseite des Filterkörpers anliegende Anlagefläche des Abschlußkörpers bei, die mit einer Ringwulst versehen ist.

Die Haltevorrichtung ist vorzugsweise im wesentlichen als wenigstens teilweise in einem Außengewinde versehenes Gewinderohr ausgebildet, das mit einem radial abstehenden, insbesondere scheibenartigen Anschlagelement versehen ist. Hierdurch können so ausgebildete Filteranordnungen leicht in Öffnungen einer Filterplatte eingesetzt und durch Verschraubung fixiert werden.

Zur Haltevorrichtung hin liegt der Filterkörper mit einer seiner Stirnseiten zweckmäßigerweise am Anschlagelement an, das dadurch ebenfalls zwei Funktionen aufweist. Das Anschlagelement ist wiederum zum Filterkörper hin zweckmäßigerweise zur besseren Abdichtung mit einer Ringwulst versehen.

Zum Auswechseln des Filterkörpers ist dieser auf das perforierte Rohr aufschiebbar ausgebildet, wobei dieser Filterkörper insbesondere als garngewickeltes oder gefaltetes Filterelement oder als Sieb- oder Vliesfilterelement ausgebildet sein kann. Zur Stabilisierung ist das Filtermaterial des Filterkörpers radial außen an einem perforierten Rohr fixiert.

Der Filterkörper ist in vorteilhafter Weise länger als das perforierte Rohr ausgebildet, damit der Abschlußkörper federnd am Filterkörper und nicht am perforierten Rohr des Grundkörpers anliegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt als Ausführungsbeispiel eine langgestreckte Filteranordnung in einer Längsschnittdarstellung.

Die in der einzigen Figur dargestellte Filteranordnung dient zur Filtration von flüssigen Medien in der Industrie, wobei selbstverständlich auch gasförmige Medien gefiltert werden können. Hauptsächlich werden solche langgestreckten stabartigen Filteranordnungen in Kernkraftwerken oder auch in anderen Kraftwerken zur Filtration von Wasserkondensat eingesetzt. Hierbei werden bis zu 800 Elemente an einer Filterplatte verschraubt und in dafür vorgesehene Filtergehäuse eingebaut. Die Filter können eine Länge bis ca. zwei Meter aufweisen. Die Fluidströmung bzw. deren Richtung ist in der einzigen Figur durch Pfeile dargestellt.

Die Filteranordnung besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 10, der wiederum aus einem langen perforierten Rohr 11 besteht, an dessen einem Ende an der Innenseite ein Gewinderohr 12 als Befestigungsvorrichtung angeschweißt ist. Dieses Gewinderohr 12 weist lediglich an seinem freien Endbereich ein Außengewinde 13 auf. Das perforierte Rohr 11 wird beispielsweise aus einem gelochten Bandblech hergestellt, das maschinell gerundet und längsseits plasmageschweißt wird.

Auf das Gewinderohr 12 ist eine Lochscheibe 14 aufgeschoben, deren Lochdurchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Gewinderohrs 12 entspricht, so daß diese Lochscheibe 14 bis zur Stirnseite des angeschweißten perforierten Rohrs 11 aufgeschoben werden kann und dort auch angeschweißt sein kann. Zur Befestigung der Filteranordnung an einer Lochplatte 15 wird das Gewinderohr 12 durch eine entsprechende Durchgangsbohrung hindurchgeschoben und an der gegenüberliegenden Seite durch Gewindemuttern 16 fixiert. Dazwischen ist in üblicher Weise noch eine Unterlagscheibe 17 vorgesehen. Die Lochscheibe 14 ist an ihrer Seite, zur Lochplatte 15 hinweisenden Seite innen mit einer Anfräsung von ca. 45° versehen. In dieser Anfräsung ist zur Abdichtung von Lochscheibe 14/Gewinderohr 12 zur Lochplatte 15 ein O-Ring eingelegt.

Auf das perforierte Rohr 11 ist ein rohrartiger Filterkörper 18 aufgeschoben, der aus einem ebenfalls als perforiertes Rohr ausgebildeten Stützrohr 19 besteht, an dessen Außenseite ein Filtermaterial 20 angebracht ist. Hierbei können garngewickelte Filterelemente, gefaltete Filterelemente, Sieb- oder Vliesfilterelemente verwendet werden, wobei beispielsweise bei garngewickelten Filterelementen das Garn direkt auf das Stützrohr 19 gewickelt wird. Beim Aufschieben des Filterkörpers 18 gelangt die in Aufschieberichtung vordere Stirnseite des Filtermaterials 20 in Anlage mit der Lochscheibe 14, die an dieser Stelle eine Ringwulst 21 besitzt, die dichtend in das Filtermaterial 20 eindringt.

Zur Fixierung des Filterkörpers 18 dient eine Abschlußkappe 22, die auf das freie Ende des Filterkörpers 18 aufgesteckt wird, welcher geringfügig über das perforierte Rohr 11 übersteht. Zwischen dem Stützrohr 19 und dem perforierten Rohr 11 befindet sich ein kleiner Ringspalt. Am freien Ende des perforierten Rohrs 11 ist ein topfartiges Halteelement 23 angeschweißt, an dem konzentrisch zum perforierten Rohr 11 ein Haltebolzen 24 fixiert, beispielsweise ebenfalls angeschweißt ist, der sich vom freien Ende des perforierten Rohrs 11 aus nach außen erstreckt. Beim Aufschieben der Abschlußkappe 22 wird dieser Haltebolzen 24 durch eine Durchgangsöffnung in der Abschlußkappe 22 hindurchgeschoben. Dann wird eine Schraubenfeder 25 auf den Haltebolzen 24 verschoben und schließlich werden zwei Gewindemuttern 26 auf den mit einem Gewinde versehenen Endbereich des Haltebolzens 24 aufgeschraubt, so daß sich die als Druckfeder ausgebildete Schraubenfeder 25 einerseits an den Gewindemuttern 26 und andererseits an der Abschlußkappe 22 abstützt und diese dadurch federnd an das Filtermaterial 20 anlegt.

Der Haltebolzen 24 kann zusätzlich zur besseren ortsfesten Fixierung der langgestreckten Filteranordnung dienen, indem er in ein nicht dargestelltes Lochblech eingreift und daran mittels der Gewindemuttern 26 fixiert wird.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann anstelle des Haltebolzens 24 auch eine Gewindeschraube treten, die in das Halteelement 23 einschraubbar ausgebildet ist. Die Schraubenfeder 25 stützt sich dann am Kopf dieser Gewindeschraube ab. Im Falle einer Befestigung an einem Lochblech wird dann noch eine zusätzliche Gewindemutter benötigt. Anstelle einer Schraubenfeder 25 können selbstverständlich prinzipiell auch andere Ausführungen von Druckfedern treten.

Die im montierten Zustand an der vom Gewinderohr 12 entfernten Stirnseite des Filtermaterials 20 anliegende Anlagefläche der Abschlußkappe 22 ist in ähnlicher Weise wie die Lochscheibe 14 mit einer Ringwulst 27 versehen, die sich in Folge der federnden Anlage der Abschlußkappe 22 in das Filtermaterial 20 eingräbt. Die Abschlußkappe 22 besitzt einen rohrartigen Ansatz 28, der das Filtermaterial 20 geringfügig längsseitig übergreift. Der Innendurchmesser dieses rohrartigen Ansatzes 28 entspricht dabei im wesentlichen dem Außendurchmesser des Filtermaterials 20, wobei dieser Durchmesser des rohrartigen Ansatzes 28 zur stirnseitigen Anlagefläche hin verringert werden kann, um das Filtermaterial 20 konusartig einzuklemmen.

Anstelle der beschriebenen Montagereihenfolge kann die Filteranordnung selbstverständlich auch im bereits montierten Zustand in die Lochscheibe 14 eingesetzt und darin fixiert werden.

Insbesondere im Falle von Garnfilterelementen als Filtermaterial 20 können auch noch Filterhilfsmittel angeschwemmt oder auch mechanisch gefahren werden, bei entsprechender Schmutzaufnahme kann dann das Garnfilterelement rückgespült werden, wobei beispielsweise Druckluft mit einer entsprechenden Wassermenge von innen nach außen geleitet wird. Bei völliger Erschöpfung, d. h. bei totaler Schmutzaufnahme, muß die Filteranordnung erneuert, d. h. das Filtermaterial 20 ausgetauscht werden. Hierzu brauchen lediglich die Gewindemuttern 26 gelöst, die Abschlußkappe 22 abgenommen, der Filterkörper 18 ausgetauscht und dann die Abschlußkappe 22 wieder befestigt werden.

Es existieren auch ähnliche Filteranordnungen, bei denen das Filtermaterial direkt am perforierten Rohr 11 fixiert, beispielsweise im Falle von Garnfilterelementen aufgewickelt ist. Am freien Ende einer solchen Filteranordnung befindet sich dann gewöhnlich eine Abschlußplatte. Um möglichst einen vollständigen Austausch zu vermeiden, der insbesondere in Kernkraftwerken nicht unproblematisch im Hinblick auf die Entsorgung ist, kann im Zuge der Filtererneuerung ein Umbau zur erfindungsgemäßen Filteranordnung vorgenommen werden. Hierzu wird das alte Filtermaterial vom perforierten Rohr 11 entfernt, beispielsweise abgetrennt oder abgefräst, und dann wird das perforierte Rohr 11 gereinigt. Nach der Abtrennung der unteren Abschlußplatte - sofern vorhanden - wird der Haltebolzen 24 in der beschriebenen Weise angebracht. Nun braucht lediglich ein neuer mit einem Stützrohr 19 versehener Filterkörper 18 auf das alte perforierte Rohr 11 aufgeschoben und mittels einer neuen Abschlußkappe 22 fixiert werden. Bei einem solchen Umbau bleibt die im wesentlichen das Gewinderohr 12 umfassende Befestigungsvorrichtung und das perforierte Rohr 11 der alten Anordnung erhalten.


Anspruch[de]
  1. 1. Filteranordnung mit einem Grundkörper, der im wesentlichen aus einem perforierten Rohr besteht, das an einem Ende mit einer Befestigungsvorrichtung versehen ist, wobei sich ein Fluidkanal vom Innenraum des perforierten Rohrs aus durch die Befestigungsvorrichtung erstreckt, und mit einem das perforierte Rohr koaxial umgebenden rohrartigen Filterkörper, der dichtend mit der einen Stirnseite an der Befestigungsvorrichtung und mit der anderen Stirnseite an einer das perforierte Rohr an dessen von der Befestigungsvorrichtung entfernten freien Ende abschließenden, lösbar angeordneten Abschlußkörper anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußkörper (22) federbelastet am Filterkörper (18) anliegt.
  2. 2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Haltebolzen (24) vom freien Ende des perforierten Rohrs (11) aus durch eine Durchgangsöffnung des Abschlußkörpers (22) hindurch erstreckt, und daß eine sich am Haltebolzen (24) abstützende oder daran befestigte Druckfeder (25) an der vom perforierten Rohr (11) abgewandten Außenseite des Abschlußkörpers (22) anliegt.
  3. 3. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebolzen (24) als Gewindebolzen oder Gewindeschraube ausgebildet ist.
  4. 4. Filteranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebolzen (24) als Halte- und/oder Positioniervorrichtung für die Filteranordnung ausgebildet und vorzugsweise in einer Lochplatte fixierbar ist.
  5. 5. Filteranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebolzen (24) mit wenigstens zwei Haltemuttern oder einem Kopf und einer Haltemutter versehen ist, wobei sich die Druckfeder an einem dieser Halteglieder abstützt.
  6. 6. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (25) als den Haltebolzen (24) umgreifende Schraubenfeder ausgebildet ist.
  7. 7. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebolzen (24) mit einem am freien Endbereich des perforierten Rohrs (11) fixierten Halteelement (23) verschweißt oder verschraubt ist.
  8. 8. Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußkörper kappen- oder deckelartig die freie von der Befestigungsvorrichtung entfernte Stirnseite des Filterkörpers (18) übergreift.
  9. 9. Filteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußkörper mit einem den Filterkörper (18) längsseitig geringfügig übergreifenden Rohrstück (28) versehen ist.
  10. 10. Filteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenradius des Rohrstücks (28) zum Abschlußkörper (22) hin abnimmt.
  11. 11. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der freien Stirnseite des Filterkörpers (18) anliegende Anlagefläche des Abschlußkörpers (22) mit einer Ringwulst (27) versehen ist.
  12. 12. Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung im wesentlichen als wenigstens teilweise mit einem Außengewinde (13) versehenes Gewinderohr (12) ausgebildet ist, das mit einem radial abstehenden, insbesondere scheibenartigen Anschlagelement (14) versehen ist.
  13. 13. Filteranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (18) mit einer seiner Stirnseiten am Anschlagelement (14) anliegt.
  14. 14. Filteranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (14) zum Filterkörper (18) hin mit einer Ringwulst (21) versehen ist.
  15. 15. Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (18) auf das perforierte Rohr (11) aufschiebbar ausgebildet ist.
  16. 16. Filteranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (18) zum perforierten Rohr (11) hin einen Ringspalt bildet.
  17. 17. Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (18) als garngewickeltes oder gefaltetes Filterelement oder als Sieb- oder Vliesfilterelement ausgebildet ist.
  18. 18. Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (18) ein radial außen an einem perforierten Rohr (19) angebrachtes Filtermaterial (20) aufweist.
  19. 19. Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (18) länger als das perforierte Rohr (11) ausgebildet ist.






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