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Dokumentenidentifikation DE29924594U1 19.02.2004
Titel Filterelementanordnung
Anmelder Gershenson, Moshe, Mohegan Lake, N.Y., US
Vertreter Dr. Werner Geyer, Klaus Fehners & Partner GbR, 80687 München
DE-Aktenzeichen 29924594
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 19.02.2004
Registration date 15.01.2004
Application date from patent application 06.12.1999
File number of patent application claimed 99 96 4110.3
IPC-Hauptklasse B01D 29/15

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Flüssigkeitsfiltrationsvorrichtungen und insbesondere auf Filterelemente und Filterelementanordnungen, die als Beutelfilter bekannt sind. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf eine Filterelementanordnung zur Verwendung in einem Flüssigkeitsfiltrationssystem, mit einem Filtereinsatz, der folgendes aufweist: zwei konzentrisch angeordnete, zylinderförmige Filterhülsen aus biegsamen Filtermedium in einem Filtergehäuse, wobei die innere der Filterhülsen einen zylinderförmigen Innenraum bildet und beide Filterhülsen einen ringförmigen Raum zwischen sich ausbilden sowie an einem ihrer Längsenden über eine steife, ringförmige Endplatte mit geschlossener Oberfläche miteinander verbunden sind, wobei der Filtereinsatz zusammenfaltbar ist, wenn er sich außerhalb des Filtergehäuses befindet.

Beutelfiltersysteme zur Flüssigkeitsfiltration sind dem Fachmann wohlbekannt und umfassen allgemein ein zylinderförmiges Filtergefäß, das typischerweise an einem Ende geschlossen ist, mit einer abnehmbaren oder zu öffnenden Kappe an seinem anderen Ende. An das Gefäß sind Einlaß- und Auslaßleitungen angeschlossen, um zu filtrierende Flüssigkeit zuzuführen und filtrierte Flüssigkeit abzuziehen. In dem zylindrischen Gefäß sind auswechselbare Beutelfilter angeordnet, um in das Gefäß einströmende Flüssigkeiten zu filtrieren. Typischerweise bestehen Beutelfilter aus Filtermedien mit einem offenen oberen Ende und einem geschlossenen Boden. Der Filterbeutel wird üblicherweise in dem Gefäß in einem rohrförmigen Korb oder Käfig mit offenen Maschen getragen, der typischerweise im Gehäuse aufgehängt ist. Der Korb soll das Medium des Filterbeutels halten, um zu verhindern, daß der Beutel aufplatzt, wenn er sich mit Flüssigkeit füllt. Ein Beispiel für eine solche bekannte Filterbeutelanordnung ist in den US-Patenten Nr. 4,285,814 und 4,669,167 gezeigt.

Filterbeutelanordnungen weisen gegenüber anderen Filtervorrichtungen, wie Kartuschen, zahlreiche Vorteile auf. Ein solcher Vorteil ist, daß die zu filtrierende Flüssigkeit in den Filterbeutel an dessen offenem Ende einströmt, so daß die Flüssigkeit durch die porösen Seitenwände des Beutels fließen und filtrierte Flüssigkeit aus dem Raum zwischen der Beutelaußenseite und der Innenwand des Gefäßes aus dem Filtergefäß austreten kann. Auf diese Weise können Schmutz oder Verunreinigungen in dem Beutel zurückgehalten und nach dem Öffnen des Gefäßes, das ein Ersetzen durch einen sauberen Filterbeutel ermöglicht, leicht entfernt werden. Diese typische Anordnung bringt jedoch eine Reihe starker Einschränkungen mit sich, was den Gebrauch von Filterbeuteln für bestimmte Anwendungen verhindert. Diese Einschränkungen beziehen sich auf die Tatsache, daß Beutelfiltergefäße typischerweise größer als Kartuschengehäuse sind, die Beutelfilterelemente jedoch nur eine begrenzte aktive Filtrationsoberfläche und eine begrenzte Lebensdauer bieten. Beutelfilter weisen zudem auch ein großes Flüssigkeitsvolumen innerhalb des eingeschlossenen Volumens des Beutels auf. Wenn die Konturen und die Form des Beutelfilterbodens nicht genau mit den Konturen und der Form des Haltekorbes übereinstimmen, neigen Filterbeutel infolge des großen Flüssigkeitsvolumens, das sie enthalten, zum Aufplatzen. Dies führt dazu, daß die meisten Beutelfiltermedien nicht aus Hochleistungs-Filtermedien hergestellt werden können, die üblicherweise empfindlicher sind als die gröberen Filtermedien, die typischerweise in Flüssigkeitsfilterbeuteln verwendet werden. Der typische Filterbeutel ist zudem auch schwer in das Gefäß einzusetzen und aus diesem wieder herauszunehmen, da er, außer möglicherweise einem Haltering am offenen oberen Ende, keinerlei steife Struktur aufweist. Filterbeutel bieten selten eine zuverlässige Umgehungsdichtung, selbst wenn sie mit elastomeren Dichtelementen am offenen oberen Ende ausgebildet sind.

Da Filterbeutel ein großes Flüssigkeitshaltevolumen aufweisen, gestaltet sich die Entnahme eines gebrauchten Beutels als sehr schwierig, weil der Beutel typischerweise mit Flüssigkeit gefüllt ist, die den Beutel schwer macht und gefährliche Substanzen enthalten kann. Um dieser Situation abzuhelfen, werden in den Beuteln häufig Entleerungsballons verwendet, um das Flüssigkeitsaufnahmevermögen zu verringern. Die Handhabung solcher Ballons ist jedoch beschwerlich und löst dieses Problem für gewöhnlich nicht. Ein als "#2" bezeichneter, bekannter herkömmlicher Filterbeutel hat ein Flüssigkeitshaltevermögen von 4,3 Gallonen (19,55 l). Je nach der spezifischen Schwere der Flüssigkeit in dem Beutel, kann ein voller Beutel dreißig Pound (13,61 kg) oder mehr wiegen. Dies ist schwer aus dem Filtergefäß zu entfernen, und da die Entnahme eines solchen Beutels aus dem Gefäß typischerweise einen Kontakt mit einer Seitenwand des Gefäßes mit sich bringt, ist ein Aufplatzen des Beutels während seiner Entnahme nicht unüblich. Dies führt stets zu einer Verunreinigung der Umgebung des Gefäßes.

Wenn der typische Beutel in einen zylindrischen oder kegelförmigen Korb eingesetzt wird, muß der Boden des Beutels der Form des Korbes in drei Dimensionen entsprechen, obwohl der Beutel aus flachen Medien gefertigt, d.h. zweidimensional sein kann. Dies führt dazu, daß die Filterbeutel, wenn überhaupt, nur selten korrekt auf den Boden des Korbes passen. Um dieses Problem zu beheben, stellten die Hersteller üblicherweise übergroße Beutel her, die länger als der Korb waren, um das Hineindrücken des Bodens des Beutels in die gesamte Kontur des Korbes zu gestatten. Infolgedessen tendiert das Filtermedium zum Großteil dazu, sich auf sich selbst umzuschlagen und einen Großteil der Filterfläche unbenutzbar zu machen. Wenn das Filtermedium nicht vollständig in dem Korb sitzt, führt dies üblicherweise dazu, daß der Beutel infolge des Flüssigkeitsdrucks auf die Bodenfläche entlang dem Beutelboden aufplatzt.

Es gab zahlreiche Versuche, Varianten des Beutelfilters zu entwickeln, um das Flüssigkeitshaltevermögen zu minimieren und gleichzeitig die Filtrationsoberfläche zu vergrößern. Eine solche Gestaltung ist im US-Patent Nr. 4,081,379 von Smith gezeigt. Dort weist eine Beutelausgestaltung zwei Ringe mit unterschiedlichem Durchmesser auf. Der äußere Ring ist am oberen Ende des Gefäßkörpers befestigt, während der innere Ring im äußeren Ring sitzt und im wesentlichen auf einer Ebene unter dem äußeren Ring angeordnet ist, um einen ringförmigen Filterbeutel zu bilden, der vom äußeren zum inneren Ring hin durchgängig ausgebildet ist. Die besondere Form des ringförmigen Filterbeutels bietet mehr verfügbare Fläche als der herkömmliche Filterbeutel, ist jedoch schwierig herzustellen, da dies die Fertigung einer komplexen Form erfordert und keinen starken Halt für das Filtrationsmedium in einem Korb bietet. Die Gestaltung gemäß Smith umfaßt typischerweise eine einstückig aus einem Material gefertigte Hülse, die nach innen geschlagen wird, um den inneren Filter zu bilden. Dies führt zu relativ scharfen Ecken, die schwer in den Korb einzusetzen sind. Der Beutel nach Smith wird nicht fest in einem Tragekorb gehalten und neigt daher ebenfalls zum Aufplatzen. Es ist nicht unüblich, die Verwendung eines speziellen Werkzeugs zu benötigen, um einen Beutel dieses Typs in ein Gefäß einzusetzen.

Andere Varianten dieser Ausgestaltung sind dem US-Patent Nr. 4,749,485, das einen dreieckigen Filter vorschlägt, und dem US-Patent Nr. 5,484,529 zu entnehmen, das einen zylinderförmigen Filterbeutel vorschlägt, der eine Haltekappe am unteren Ende aufweist. Damit soll das Problem des Einpassens eines Filterbeutels in einen Korb gelöst werden, was jedoch nicht zu einer vergrößerten Filtrationsfläche führt.

Aus dem US-Patent Nr. 4,496,459 ist eine Filterelementanordnung zur Verwendung in einem Flüssigkeitsfiltrationssystem bekannt, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 dieser Druckschrift weist die Filterelementanordnung einen äußeren Kunststoffring auf, der an der äußeren Filterhülse befestigt ist, und einen inneren Kunststoffring, der an der inneren Filterhülse befestigt ist. Beide Ringe sind getrennte, einzelne Elemente und nicht miteinander verbunden. Bei dieser bekannten Filterelementanordnung ist nichts vorgesehen, um die Enden der Filterbeutel abzustützen und sicherzustellen, daß die Filterbeutel in einer wirksamen Einsatzstellung bleiben. Auch sind keine Vorkehrungen getroffen, die einzelnen Filtersegmente so abzustützen, daß sie leicht aus dem Filtergehäuse herausgenommen bzw. in dieses eingeführt werden können. Die Filterelementanordnung mit einem Filtereinsatz in Form eines Beutels, wie sie aus dieser Veröffentlichung bekannt ist, läßt sich nur zusammen mit einem Filtergehäuse verwenden, das speziell dazu eingerichtet ist, diesen Filtereinsatz bzw. Filterbeutel aufzunehmen. Ein solches Gehäuse muß eine ganz bestimmte Struktur zur Abstützung der beiden Ringe haben. Um sicherzustellen, daß sich der eingesetzte Filtereinsatz in seiner ausgeklappten Betriebsstellung befindet, ist bei der bekannten Filteranordnung am Gehäusedeckel ein ringförmiges Element angebracht, das sich in das Innere des Gehäuses hineinerstreckt und so angeordnet ist, daß es bei aufgesetztem Oberteil des Filtergehäuses in den Ringraum zwischen die beiden seitlichen Filterhülsen des Beutelfilters derart hineinragt, daß durch dieses ringförmige Element in zusammengebautem Zustand des Gehäuses die Filterhülsen in ihre ausgestreckte Betriebsstellung verbracht werden. Wegen dieser ganz speziellen Gehäuseausgestaltung kann die bekannte Filterelementanordnung bei herkömmlichen Filtergehäusen, wie sie überlicherweise eingesetzt werden, nicht verwendet werden.

Zudem besteht bei der bekannten Filterelementanordnung auch noch die Möglichkeit, daß im Falle eines erhöhten Druckes der eingelassenen, zu filtrierenden Flüssigkeit eine zentrale Öffnung im inneren Kunststoffring, die unter Druckvorspannung normalerweise verschlossen ist, geöffnet wird und damit unfiltrierte Flüssigkeit in den zentralen Innenraum der inneren Filterhülse eintreten und sich dort mit der durch die innere Filterhülse nach dorthin eintretenden gefilterten Flüssigkeit vermischt, wodurch das Schmutzrückhaltevermögen und, verbunden damit, auch die Filterwirkung herabgesetzt wird.

Um hier eine Verbesserung zu schaffen und die aufgezeigten Nachteile weitgehend zu beheben, schlägt die Erfindung bei einer Filterelementanordnung der eingangs genannten Art vor, daß die Filterhülsen an ihren der Endplatte entgegengesetzten Längsenden über eine steife Einlaßplatte mit Öffnungen zum Durchströmen von zu filtrierender Flüssigkeit zum ringförmigen Raum zwischen den beiden Filterhülsen miteinander verbunden sind, und daß die Einlaßplatte dazu eingerichtet ist, die zu filtrierende Flüssigkeit so zu lenken, daß sie in den ringförmigen Raum fließt.

Durch die Erfindung wird sichergestellt, daß die eingeleitete, zu filtrierende Flüssigkeit durch die Einlaßplatte in den ringförmigen Raum zwischen den Filterhülsen gelenkt und dadurch sichergestellt wird, daß jegliches Umgehen der Filteranordnung durch unfiltrierte Flüssigkeit verhindert ist. Auch kann die erfindungsgemäße Filterelementanordnung in einem Korb mit perforierten zylindrischen Wänden oder Maschensiebwänden gehaltert sein, wodurch verhindert wird, daß die zylindrischen Filterwände platzen, während gleichzeitig die Flüssigkeit durch den Korb strömen kann. Die erfindungsgemäße Filterbeutelanordnung kann ohne Schwierigkeit in einem typischen und üblichen zylindrischen Filtergehäuse eingesetzt werden, ohne daß spezielle Anpassung der Form des Gehäusekörpers erforderlich wären.

Weitere Ausgestaltungen und Ausbildungen der Erfindung werden in den Ansprüchen 2 bis 18 beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert. Es zeigen:

1 eine seitliche, teilweise aufgeschnittene Schnittdarstellung einer Filterbeutelanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 eine teilweise aufgeschnittene Perspektivdarstellung der in 1 gezeigten Einlaßplatte;

3 eine teilweise aufgeschnittene Perspektivdarstellung der in 1 gezeigten Endplatte;

4 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

5 eine Schnittdarstellung, die den Dichtmechanismus nach der Erfindung darstellt;

6 eine Schnittdarstellung einer Filtergefäßanordnung mit in Reihe angeordneten unteren Einlaß- und Auslaßleitungen, und die 7a, 7b und 7c Seitenansichten von Beutelfiltergefäßen mit unterschiedlichen Einlaß- und Auslaßanordnungen, die durch die Erfindung ermöglicht werden.

In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Filteranordnung nach der Erfindung dargestellt. Ein Filter 10 dieser Ausführungsform umfaßt einen ringförmigen Tragekorb 10a und einen Einsatz oder ein Element 10b, der/das dazu eingerichtet ist, von dem Tragekorb getragen zu werden, wobei der Einsatz 10b eine äußere zylindrische Hülse 11 und eine innere zylindrische Hülse 12 aufweist, die konzentrisch in der äußeren Hülse 11 angeordnet ist. Die äußere Hülse 11 und die innere Hülse 12 können aus verschiedenen porösen Filtermedienmaterialien hergestellt. wurden, durch die zu filtrierende Flüssigkeit zum Herausfiltern von Verunreinigungen hindurchströmen kann. Zu diesen Materialien zählen Nylon, Polypropylen, Nadelfilz und dergleichen weitere, ähnliche Filtermedien. Die Hülsen 11 und 12 sind an einem ihrer Enden mit einer Einlaßplatte 13 und an ihrem anderen Ende mit einer End- bzw. Abschlußplatte 20 verbunden. Die Einlaßplatte 13 ist in 2 noch näher gezeigt und umfaßt einen kreisförmigen Dichtungsring 14, der einstückig mit einer Fluid aufnehmenden, ebenen Oberfläche 15 ausgebildet ist. Die Oberfläche 15 weist eine Reihe von Löchern oder Öffnungen 16 auf, die so angeordnet sind, daß zu filtrierende Flüssigkeit durch die Löcher 16 in den ringförmigen Raum zwischen den konzentrisch angeordneten Hülsen 11 und 12 fließt, wie dies durch die Pfeile "A" angezeigt ist. Die Oberfläche 15 weist auch eine Fläche 15' auf, die keine Löcher hat und so angeordnet ist, daß ein Einströmen von Flüssigkeit in den Raum innerhalb der Hülse 12 verhindert wird. Ein zylinderförmiger Flansch 18 läuft von der Fläche 15 nach unten, um eine Fläche zur Befestigung der inneren Hülse 12 zu bilden. Ein ringförmiger Flansch 17 verläuft vom Ring 14 nach unten, um eine Fläche zur Befestigung der äußeren Hülse 11 zu bilden. Daher sind die äußere Hülse 11 und die innere Hülse 12 über die herabhängenden ringförmigen Flansche 17 bzw. 18 mit der Einlaßplatte 13 verbunden. Eine Befestigung kann durch verschiedene Mittel erreicht werden, deren wirksamstes das Ultraschallschweißen ist.

Die Einlaßplatte kann aus einer einheitlichen Konstruktion hergestellt werden, z. B. durch Spritzgießen eines Polymermaterials, wie Polypropylen. Die äußere Hülse 11 und die innere Hülse 12 können gleichermaßen aus einem Polymermaterial, wie Polypropylen, hergestellt werden, was eine einfache Verbindung an den Bereichen 17 und 18 durch Ultraschallschweißen gestattet. Andere geeignete Mittel zum Verbinden der äußeren und der inneren Hülse mit der Einlaßplatte, wie z. B. durch Verwendung geeigneter Klebemittel, können ebenfalls verwendet werden.

Die Abschlußplatte 20, die in 3 noch näher gezeigt ist, wird vorzugsweise ebenfalls durch ein Verfahren zum Spritzgießen aus einem Polymermaterial, wie Polypropylen, gebildet und umfaßt eine geschlossene Fläche 21, die am unteren Ende des ringförmigen Raumes zwischen den Hülsen 11 und 12 anzuordnen ist. Eine herabhängende Wand oder ein herabhängender Flansch 22 befindet sich am äußeren peripheren Ende der Fläche 21, um einen Oberflächenbereich zum Verbinden des unteren Endes der Hülse 11 mit der Abschlußplatte zu bilden. Eine) nach oben verlaufender) zylindrischer) Wand oder Flansch 23 ist so angeordnet, daß eine Fläche zum Verbinden des unteren Endes der Hülse 12 mit der Abschlußplatte 20 gebildet wird. Entsprechend sind die äußere Hülse 11 und die innere Hülse 12 in den Bereichen 22 bzw. 23 mit der Abschlußplatte 20 verbunden. In der Mitte der Abschlußplatte 20 befindet sich eine Öffnung 24.

Zu filtrierende Flüssigkeit, die durch die Öffnungen 16 in der Einlaßplatte 13 in den ringförmigen Raum zwischen den Hülsen 11 und 12 einströmt, wie dies durch die mit dem Bezugszeichen "A" bezeichneten Pfeile gezeigt ist, strömt dadurch, daß das untere Ende des ringförmigen Raumes zwischen der inneren Hülse 11 und der äußeren Hülse 12 durch die Fläche 21 verschlossen ist, zwangsläufig durch das poröse Filtermedium der Hülse 11 (Pfeile "B") oder durch die innere Hülse 12 (Pfeile "C") und somit zum Bereich außerhalb der Anordnung 10 oder durch die Öffnung 24 in der Abschlußplatte 20 am unteren Ende des Innenraumes der zylindrischen Hülse 12.

Um die Hülsen gegen den Druck des Fluidstroms abzustützen, wird das Element 10b vom Korb 10a gestützt, der ein äußeres steifes, zylinderförmiges Maschensieb 60, ein inneres steifes, zylindrisches Maschensieb 61 und ein kreisförmiges, unteres Maschensieb 62 umfaßt. Das äußere zylindrische Sieb 60 ist stromabwärts und konzentrisch außerhalb sowie benachbart der Hülse 11 angeordnet, während das zylindrische Sieb 61 stromabwärts und konzentrisch innerhalb sowie benachbart der Hülse 12 angeordnet ist.

Wenn die Anordnung innerhalb eines Filtergefäßes angeordnet ist, strömt zu filtrierende Flüssigkeit durch einen Einlaß in das Gefäß ein und fließt über eine Einlaßleitung durch eine zu öffnende obere Abdeckung des Gefäßes auf die Platte 15 des Filterelementes 10b. Dann fließt die Flüssigkeit durch die Öffnungen 16 in den ringförmigen Raum zwischen den Hülsen 11 und 12. Anschließend fließt die Flüssigkeit durch das Medium der Hülse 11 und durch die Maschen des Siebes 60 in den umlaufenden Raum zwischen der Innenwand des Gefäßes und der Hülse 11, der die Filteranordnung 10 umgibt, oder durch die Hülse 12 und die Maschen des Siebes 61 in den inneren zylindrischen Raum 35, der durch die Hülse 12 gebildet wird. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform fließt die filtrierte Flüssigkeit dann durch einen Auslaß zum unteren Teil des Gefäßes. Bei einer (in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform) ist der Auslaß nur durch einen Kartuschenfilter einer zweiten Stufe zugänglich, der innerhalb des durch die Hülse 12 gebildeten zylindrischen Raumes 35 angeordnet sein kann, so daß filtrierte Flüssigkeit, die in den äußeren Raum oder in den inneren zylindrischen Raum 35 einströmt, dann zwangsläufig durch diesen Kartuschenfilter fließt, bevor sie durch den Auslaß ausströmen kann.

Der Maschenkorb oder der perforierte Korb 10a ist in dem Gefäß angeordnet, um das Filtermedium der Hülle 11 zu stützen. Der Boden des Korbes kann aus ähnlich perforiertem Material oder einer geschlossenen Platte gebildet sein. Die Filteranordnung 10 kann in dem Gefäß abgestützt werden, indem man den kreisförmigen Ring 14 der Einlaßplatte auf einer Stützschulter 39 des Korbes 10a aufliegen läßt, die ihrerseits in dem Gefäß auf einer Stützschulter abgestützt wird. O-Dichtungsringe können angeordnet sein, um eine geeignete Dichtung zwischen der Abdeckung und der Auflage des Gefäßes zu bilden.

Der kreisförmige Ring 14 der Einlaßplatte 13 stützt eine Umfangsnut 14' ab. Die Nut 14' ist in 5 noch näher gezeigt. Die Nut 14' ist im wesentlichen V-förmig ausgebildet und dazu eingerichtet, einen O-Dichtungsring 42 aufzunehmen. Der Ring 14 gabelt sich somit in eine obere Gabel 44 und eine untere Gabel 45. Mit der oberen Gabel 44 steht der Verschlußdeckel des Gefäßes in Eingriff, wenn die Filteranordnung 10 fest in dem Gefäß untergebracht ist. Somit bewirkt der durch diesen Deckel verursachte Druck (durch die Pfeile "D" schematisch dargestellt), daß der Ring 42 einen nach außen gerichteten Druck gegen die Innenwand 47 der Korbauflage 39 (durch den Pfeil "E" angezeigt) ausübt, was eine noch bessere Abdichtung mit der Innenwand 47 der Korbauflage 39 bewirkt.

4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus einer Filteranordnung 100 besteht, welche einen Filtereinsatz 100b umfaßt, der von einem Korb 100a abgestützt wird. Der Filtereinsatz 100b weist drei konzentrisch angeordnete, biegsame Filtermedienhüllen 111, 112 und 113 auf. Bei dieser Anordnung weist der Filtereinsatz 100b auch eine Einlaßplatte 114, eine erste Abschlußplatte 120 und eine zweite Abschlußplatte 121 auf. Die Einlaßplatte 114 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen oder Löchern 116 versehen, damit zugeführtes Fluid (mit den Pfeilen "AA" dargestellt) in den ringförmigen Raum zwischen den Filtermedienhüllen 112 und 113 und durch die Siebe des Stützkorbes 100a einströmen kann. Die Einlaßplatte 114 ist auch mit einer Mittelöffnung 117 versehen, durch die zugeführte Flüssigkeit (mit den Pfeilen "AAA" dargestellt) in den zylindrischen Raum im Inneren der Hülse 111 einströmen kann. Somit wird Flüssigkeit, die in den ringförmigen Raum zwischen den Hülsen 112 und 113 einströmt, filtriert, indem sie durch die Medien der Hülsen 112 und 113 hindurchfließt. Die Flüssigkeit, die beim Durchfluß durch die Hülse 112 filtriert wird (mit den Pfeilen "BB" dargestellt), fließt nach dem Filtrieren in den ringförmigen Raum, der zwischen den Hülsen 111 und 112 gebildet ist. Flüssigkeit, die durch die Filterhülse 113 fließt, tritt in den ringförmigen Raum ein, der zwischen dem Korb 100a und der Innenwand des Gefäßes (in 4 schematisch gezeigt und mit dem Bezugszeichen 129 bezeichnet) gebildet ist. Die Flüssigkeit "AAA", die in den zylindrischen Raum innerhalb der Hülse 111 und der Siebe des Korbes 100a einströmt, wird beim Durchfließen des Filtermediums 111 filtriert (mit den Pfeilen "BBB" dargestellt) und fließt dabei in den ringförmigen Raum, der zwischen den Hülsen 111 und 112 gebildet ist.

Die erste Abschlußplatte 120 weist einen geschlossenen ringförmigen Abschnitt 124 und eine Mittelöffnung 125 auf, die eine Auslaßöffnung für filtrierte Flüssigkeit "BB" und "BBB" aus dem Inneren des ringförmigen Raumes zwischen den Hülsen 111 und 112 bildet. Der geschlossene ringförmige Abschnitt 124 verhindert, daß Flüssigkeit aus dem ringförmigen Raum zwischen den Hülsen 113 und 112 austritt, und bewirkt damit, daß die Flüssigkeit in diesem Raum durch die Filtrationsmedien der Hülsen 113 und 112 fließt. Die zweite Abschlußplatte 121 verhindert gleichermaßen, daß Flüssigkeit aus dem zentralen, inneren Raum innerhalb der Hülse 111 austritt, was dazu führt, daß Flüssigkeit in diesem Raum durch das Filtrationsmedium der Hülse 111 fließt. Filtrierte Flüssigkeit "BB", die in den ringförmigen Raum zwischen der ringförmigen Hülse 113 und der Innenwand 129 des Gefäßes eingeströmt ist, fließt dann zusammen mit der filtrierten Flüssigkeit, die aus der offenen Mitte 125 der ersten Abschlußplatte 120 austritt, zu dem Bereich am Boden des Gefäßes, um durch den Auslaß 140 aus dem Gefäß herauszufließen.

Die erste Abschlußplatte 120 ist mit Flanschen 126 und 127 ausgebildet, die Flächen bilden, mit denen die Hülsen 113 bzw. 112 durch Ultraschallschweißen oder durch andere Befestigungsmittel verbunden werden können. Die zweite Abschlußplatte 121 weist einen Flansch 128 auf, der eine Fläche bildet, mit der die Hülse 111 über ähnliche Mittel verbunden werden kann.

Die Einlaßplatte 114 weist ebenfalls herabhängende Ringflansche 131, 132 und 133 auf, die Flächen bilden, mit denen die oberen Enden der Hülsen 113, 112 bzw. 111 verbunden werden können, z. B. durch Ultraschallschweißen oder durch andere Befestigungsmittel.

Die Ausführungsform nach 4 bildet entsprechend ein Filterelement mit einer Gesamtoberfläche, die durch die zylindrischen Oberflächen der Hülsen 111, 112 und 113 gebildet wird.

6 zeigt eine Anordnung eines Filtergefäßes, welche die Verwendung von in Reihe angeordneten Einlaß- und Auslaßleitungen gestattet, die am Boden des Filtergefäßes angeordnet sind. Bei dieser Anordnung tritt die Einlaßleitung 201 durch den Boden des Gefäßes ein und läuft durch die Mitte des Gefäßes nach oben. Die Auslaßleitung 202 ist mit einer Öffnung 203 verbunden, die gegenüber der Mitte des Gefäßes versetzt ist, sich aber an dessen Boden befindet, um Mittel zum Austritt von filtrierter Flüssigkeit zu bilden, wie dies durch den Pfeil "X" dargestellt ist. Bei dieser Anordnung bilden konzentrisch angeordnete, perforierte Zylinder 210 und 211 einen Tragekorb, der die Einlaßleitung 201 umgibt, um die Filteranordnung 10 zu tragen. Die Filteranordnung 10, wie sie im Zusammenhang mit den 1, 2 und 3 beschrieben ist, ist innerhalb des Gefäßes so angeordnet, daß die Hülsen 11 und 12 innerhalb des ringförmigen Raumes zwischen den Korbwänden 210 und 211 sitzen.

Andere Einlaß- und Auslaßleitungsanordnungen, wie sie z. B. in den 7a, 7b und 8c gezeigt sind, werden damit durch die Verwendung der Filteranordnung nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht.


Anspruch[de]
  1. Filterelementanordnung (10) zur Verwendung in einem Flüssigkeitsfiltrationssystem, mit einem Filtereinsatz (10b), der folgendes aufweist:

    – zwei konzentrisch angeordnete, zylinderförmige Filterhülsen (11, 12) aus biegsamem Filtermedium zur Anordnung in einem Filtergehäuse, wobei die innere (12) der Filterhülsen einen zylinderförmigen Innenraum (35) bildet und

    – beide Filterhülsen (11, 12) einen ringförmigen Raum zwischen sich ausbilden sowie an einem ihrer Längsenden über eine steife, ringförmige Endplatte (20) mit geschlossener Oberfläche miteinander verbunden sind,

    – und wobei der Filtereinsatz (10b) zusammenfaltbar ist, wenn er sich außerhalb des Filtergehäuses befindet, dadurch gekennzeichnet, daß

    – die Filterhülsen (11, 12) an ihren der Endplatte (20) entgegengesetzten Längsenden über eine steife Einlaßplatte (13) mit Öffnungen (16) zum Durchströmen von zu filtrierender Flüssigkeit zum ringförmigen Raum zwischen den beiden Filterhülsen (11, 12) miteinander verbunden sind, und die Einlaßplatte (13) dazu eingerichtet ist, die zu filtrierende Flüssigkeit so zu lenken, daß sie in den ringförmigen Raum fließt.
  2. Filterelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen ringförmig ausgebildeten Tragekorb (10a) zur Anordnung in dem Filtergehäuse umfaßt, der zwei konzentrisch zueinander angeordnete, zylinderförmige Siebe (60, 61) aufweist, die zwischen sich einen ringförmigen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Filtereinsatzes (10b) darin ausbilden und über ein Verbindungselement (62), insbesondere ein flaches, ringförmiges Sieb, an einem ihrer Längsenden miteinander verbunden sind, wobei der Filtereinsatz (10b) herausnehmbar in dem Aufnahmeraum angebracht ist und jede der beiden Filterhülsen (11, 12) benachbart einem der zylinderförmigen Siebe (60, 61) angeordnet sind.
  3. Filterelementanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßplatte (13) mit einer zusätzlichen, mittleren Öffnung versehen ist, in der dann, wenn die Filterelementanordnung in dem Filtergehäuse angeordnet ist, ein Element in dichtender Weise aufnehmbar ist, durch das die zu filternde Flüssigkeit von einem Einlaßkanal (201) aus hindurchströmen kann, der axial durch die Mitte des zylinderförmigen Innenraumes (35) verläuft, ohne daß dabei aber eine Fluidverbindung zwischen der zusätzlichen Öffnung und dem zylinderförmigen Innenraum (35) besteht.
  4. Filterelementanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte zylinderförmige Filterhülse (111) aus biegsamem Filtermedium konzentrisch in dem zylinderförmigen Innenraum (35) der inneren (12) der beiden anderen Filterhülsen (11, 12) unter Ausbildung eines ringförmigen Raumes zwischen ihr und dieser angeordnet ist und einen mittleren Innenraum zur Aufnahme von zu filternder Flüssigkeit festlegt, wobei ein Längsende der dritten Filterhülse (111) mit einer zweiten steifen Endplatte (121) verbunden ist, die ein Austreten von Flüssigkeit aus dem mittleren Innenraum in der dritten Filterhülse (111) durch diese hindurch verhindert und deren anderes Längsende mit der steifen Einlaßplatte (114) verbunden ist, in der eine mittlere Öffnung (117) für einen Durchfluß von zu filternder Flüssigkeit in den mittleren Innenraum innerhalb der dritten Filterhülse (111) vorgesehen ist.
  5. Filterelementanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßplatte (13) einen Bereich (15') aufweist, der den Durchfluß von zu filternder Flüssigkeit in den zylinderförmigen Innenraum (35) verhindert.
  6. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßplatte (13; 114) eine ebene Oberfläche (15) aufweist, in der die Öffnungen (16) angebracht sind.
  7. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatte eine geschlossene, ebene Oberfläche (21), einen von dieser herabhängenden äußeren Flansch (22) und einen inneren Flansch (23) aufweist, der von der ebenen Oberfläche (21) aus in einer zur Richtung des äußeren Flansches (22) entgegengesetzten Richtung verläuft.
  8. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterhülsen (11, 12; 111, 112, 113) mit der Einlaßplatte (12) und/oder mit dem inneren bzw. dem äußeren Flansch (22, 23) und/oder mit der Endplatte (21; 120, 121) ultraschallverschweißt sind.
  9. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßplatte (13) einen Kreisring (14) aufweist, der einstückig mit der Einlaßplatte (13) ausgebildet ist.
  10. Filterelementanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14) eine V-förmige Nut (14') umfaßt, deren offenes Ende in eine Richtung senkrecht zur Längsachse des Filterelementes (10) weist, und ferner gekennzeichnet durch einen in der Nut (14') sitzenden O-Ring (42), der, bei einer Anordnung des Filterelementes (10) in dem Gehäuse, in Eingriff mit einer Seitenwandfläche (47) des Korbes (10a) tritt.
  11. Filterelementanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmige Nut (14') eine obere und eine untere Gabel (44, 45) aufweist, die beide so gestaltet sind, daß bei einer Anordnung des Filterelementes (10) in dem Gehäuse der O-Ring (42) zwischen ihnen durch die Wirkung einer Druckfeder zusammengedrückt wird und dadurch eine Kraft gegen die Seitenwandfläche (47) des Korbes (10a) zur Ausbildung einer Fluiddichtung aufbringbar ist.
  12. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßplatte (13) einen inneren (18) und einen äußeren (19) Flansch aufweist, mit denen jeweils eine der Filterhülsen (11, 12) verbunden ist.
  13. Filterelementanordnung nach den Ansprüchen 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Flansch (18) von der ebenen Oberfläche (15) und der äußere Flansch (17) vom Ring (14) herabhängt.
  14. Filterelementanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Oberfläche (15) der Einlaßplatte (13) gegen eine Verbindung mit dem zylinderförmigen Innenraum (35) verschlossen ist.
  15. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßplatte (13) einstückig ausgebildet ist.
  16. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßplatte (13), die Endplatte (20) und die Filterhülsen (11, 12) aus einem Polymerwerkstoff, insbesondere aus Polypropylen, bestehen.
  17. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse Tragemittel (14, 65) zum Tragen des Filtereinsatzes (10b) vorgesehen sind.
  18. Filterelementanordnung nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 in Verbindung mit einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kartusche innerhalb des inneren (61) der zylinderförmigen Siebe (61, 62) des Korbes (10a) angeordnet ist.
  19. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Korb (10a) eine Schulter (65) zum Tragen des Rings (14) im Gehäuse ausgebildet ist.
  20. Filterelementanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Siebe (60, 61, 62; 160, 161, 162, 163) Loch- oder Maschensiebe sind.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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