DE2845108A1

DE2845108A1 - Fluessigkeitsfilter

Info

Publication number: DE2845108A1
Application number: DE19782845108
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Brokhage
Original assignee: Schenk Filterbau GmbH
Current assignee: Schenk Filterbau GmbH
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1978-10-17
Publication date: 1980-04-30
Also published as: US4322295A; DE2845108C2

Description

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7 Stuttgart N, Menzelstraße 40 ■: _N ." . *: : :. _- _-- 2845108

Schenk Filterbau """ * A 36 296-mz

Gesellschaft mit .

beschränkter Haftung ' ^Bi

Bettringer Straße

7076 Waldstetten

Flüssigkeitsfilter

Die Erfindung betrifft ein Filter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Filter dieser Art sitzt die erste Dichtung verdrehfrei auf der Filtratablaufwelle und erstreckt sich über den ganzen radialen Abstand zwischen dieser Welle und der gegenüber liegenden Innenwand die Welle umgebenden Gehäuses. Dadurch dreht sich die Dichtung bei Rotation der Hohlwelle mit, so daß sie an der feststehenden Behälterwand reibt. Die Dichtung kann hierdurch schon nach relativ kurzer Einsatzdauer so stark verschleißen, daß sie gegen eine neue Dichtung ausgetauscht werden muß; hierzu ist aber ein relativ großer Montageaufwand erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Filter dieser Art so auszubilden, daß ein "Verschleiß der ersten Dichtung infolge Krafteinwirkung der Hohlwelle vermieden ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung kann die Dichtung nur dann in Dichtstellung gebracht werden, wenn die Welle keiner Bewegung,bspw. bei der Haupt- und Restvolumen-

ausgese.tzt ist
filtratxon/r wahrend Sie bspw. zum Reinigen der Filterelemente - wozu die Welle in Bewegung gesetzt wird - in ihre dicbtfreie Lage gebracht wird. Dadurch treten zwischen der Dichtung und der Dichtfläche keine Relativbewegungen auf, so daß die Dichtung im wesentlichen keinem Verschleiß unterliegt und daher eine sehr hohe Einsatzdauer hat. Die hohe Einsatzdauer bewirkt aber eine höhere Filterleistung, weil die Still-

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standszeiten zum Auswechseln verbrauchter oder beschädigter Dichtungen wesentlich kurzer sind. Darüberhinaus kann wegen der beruhrungsfreien Lage der Dichtung zur Welle auch das Filterpaket -wesentlich schneller und leichter demontiert werden; es muß dabei nämlich nicht darauf geachtet werden, daß die Welle - zur Vermeidung einer Beschädigung der Dichtung - gegenüber der Dichtung abgedichtet ist. Da also die Sicht bei der Montage für eine solche Ausrichtung nicht gegeben, sein muß, kann das Pilterpaket als Einheit an Ort und Stelle einsatzbereit gehalten werden, wodurch der Montageaufwand erheblich vermindert wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

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Pig. 1 einen zwischen den Filterelementen und dem

Antrieb liegenden Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Filters teilweise im Axialschnitt und teilweise in Ansicht,

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemaßen Filters, teilweise in Ansicht und teilweise im Axialschnitt und ·

Fig. 3 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 1 des Filters nach Fig. 2.

Wie Fig. 2 zeigt, bestehen die erfindungsgemäßen Filter im wesentlichen aus einem Druckbehälter 1, einem darin angeordneten Filterpaket mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Filtratablaufwelle 2 und waagerecht liegenden Filterelementen 3, 4 sowie aus einem Antrieb mit einem Motor 5, einer hydrodynamischen Anlaufkupplung 6 und einem Winkelgetriebe 7.

Zur Filtration wird der Behälter 1 über einen Filtereinlauf (nicht dargestellt) mit der zu filtrierenden Flüssigkeit gefüllt und gleichzeitig der Behälter entlüftet. Durch Pumpendruck wird weitere zu filtrierende Flüssigkeit in den Behälter gepumpt. Durch das Druckgefälle zwischen Filterein- und auslauf werden Verunreinigungen und Feststoffe

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auf den Filterelementen 3, 4 bzw. auf diesen angeordneten Filtermitteln im wesentlichen vollständig zurückgehalten, während das ablaufende Filtrat zur Filtratablaufwelle 2 geführt und durch einen Hauptfiltratauslauf Io aus dem Behälter 1 abgeleitet wird (vgl. auch Fig. 1 und 3).

Um zu vermeiden, daß Feststoffe aus dem Trübraum 11 in den Klarraum 8 gelangen,ist zwischen der Filtratablaufwelle 2 und einem axial benachbarten Gehäuse 14, 14', 26 eine erste Dichtung 15 angeordnet.

Im Bereich der Antriebswelle 13 ist eine Lagerdichtung 16 unmittelbar oberhalb des Wellenlagers 12 vorgesehen, die zur Abdichtung des Wellenlagers 12 gegen eindringende Feuchtigkeit dient.

Oberhalb dieser Lagerdichtung 16, etwa in Höhe des Hauptfiltratauslaufes lo, sind die Filterablaufwelle 2 und die Antriebswelle 13 über eine Steckverbindung gekuppelt, wozu das obere Ende 17 der Antriebswelle in das zugehörige Ende 18 der Filtratablaufwelle 2 ragt, das eine Stecköffnune bildet.

Wenn der Durchsatz der Filterelemente 3, 4 infolge einer zu großen Feststoffansehwemmung in Form eines Filterkuchens merklich zurückgeht, ist die Filtration beendet und die Filterelemente müssen dann vom Filterkuchen gereinigt werden. Hierzu wird die Filtratablaufwelle 2 über den Antrieb 5 bis 7 in Rotation versetzt, wodurch der Filterkuchen radial in den Behälterunterteil abgeschleudert wird. Von hier aus wird dann der Filterkuchen über einen Behälterstutzen (nicht dargestellt) ausgetragen. Anschließend wird der Behälter 1 für einen weiteren Filtrationsvorgang erneut mit zu filtrierender Flüssigkeit beschickt.

Um eine gründlichere Reinigung der Filterelemente, insbesondere der Filterelementgewebe, zu erreichen, kann auch eine Rückspülung erforderlich sein, wobei eine Spülflüssigkeit

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entgegen der Filtratablaufrichtung durch das Filterpaket geleitet wird.

Außerdem sind die dargestellten Filter (Fig. 1 bis 3) für eine Restvolumenfiltration geeignet, wozu Bohrungen 9 der Hauptfilterelemente 3 über die Hohlwelle 2 mit dem Hauptfiltratauslauf verbunden sind. Die Ausgänge der Restfilterelemente H münden jedoch in zugehörige Durchgangsbohrungen 21 in einem radial verlaufenden Bund 22 der Filtratablaufwelle 2. Diese Durchgangsbohrungen 21 münden ihrerseits in eine ringförmige Sammelrinne 23 des Gehäuses IH₃ 1^4', 26, aus der das Restfiltrat über mindestens eine im Längsschnitt (Fig. 1 und 3) L-förmige Durchlauföffnung 2H des Gehäuses in einen zugehörigen Restfiltratauslauf 25 fließt.

Bei dem Filter nach Fig. 1 besteht das Gehäuse ]A, l4' aus einem ringförmigen Gehäuseteil ]A, der mit einer Verstelleinrichtung 37, vorzugsweise drei Hydraulikzylindern, verschiebbar in einem ringförmigen äußeren Gehäuseteil ]A' gelagert ist, deren Stirnflächen jeweils etwa auf gleicher Höhe wie der Behälterboden 28 liegen. Der Ringteil ]A' ist radial außerhalb des Uellenbundes 22 an einem ringförmigen Blockflansch 27 des Behälterbodens 28 über einen radial verlaufenden Befestigungsflansch 29 verschraubt. Zur einwandfreien Abdichtung des Ringteiles ]A mit dem Ringteil ]A' sind mehrere axial übereinander angeordnete Dichtungen 30 bis 33 vorgesehen, von denen beispielsweise vier im Bereich unterhalb des Behälter bode ns 28 und die übrigen jeweils axial benachbart zu dem Restfiltratauslauf 25 und dem Hauptfiltratauslauf 10 liegen. Diese Ausläufe sind durch das äußere Ringteil l4^! geführt. Zwischen dem Befestigungsflansch 29 und dem Restfiltratauslauf 25 sind im äußeren Ringteil lV mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete fenä:erartige Öffnungen J>K vorgesehen, durch die jeweils ein Arm 35 in eine zugehörige A_usnehmung 36 des Ringteiles 14 ragt und die so groß sind, daß die Arme beim Verschieben des Ringteiles ]A mittels den zugehörigen Zylin-

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dem 37 mit allseitigem Abstand beweglich sind. Der Befestigungsflansch 29 trägt die Zylinder 37 der Kolbenstangen 38, die mit den Armen 35 fest verbunden sind. Der Ringteil l4 weist außer der öffnung 24 eine Austrittsöffnung 43 auf, die in den Hauptfiltratausgang mündet.

An der innerhalb des Behälters 1 liegenden Stirnfläche des Ringteiles l4 ist die erste Dichtung I5 vorgesehen, die aus zwei jeweils zur Achse A der Filtratablaufwelle konzentrischen Ringen bestehtj vorzugsweise sind diese Ringe jeweils an der Stirnfläche befestigt. Die erste Dichtung 15 bildet einerseits die Sammelrinne 23 für das bei der Restvolumenfiltration anfallende Filtrat und hat in erster Linie die Aufgabe, bei der Hauptfiltration den Trübraum 11 gegenüber dem Klarraum 8 abzudichten. Die Ringe 15 haben jeweils gleichen Querschnitt, derart, daß sie sich nach oben verjüngen, so daß große Anlageflächen gebildet sind. Den Ringen 15 sind zur formschlüssigen Anlage entsprechend ausgebildete Dichtflächen 39 in der Stirnfläche des Wellenbundes 22 zugeordnet.

Dieselbe Dichtwirkung kann auch auf beliebig andere Weise erreicht werden, wenn beispielsweise die Dichtteile an dem Wellenbund und die Dichtflächen am Ringteil bzw. einem Aufsatz vorgesehen sind.

Um zu verhindern, daß an das Lager 12 Flüssigkeit gelangt, ist in einer Ringschulter 50 eines Bodenteiles 45 des Ringteiles l4 eine zweite als Ring ausgebildete Dichtung 51 vorgesehen. Diese Dichtung 51 ist beispielsweise mittels eines Tellerfederpaketes 52 federnd abgestützt. Sie hat im wesentlichen gleiche Querschnittsform wie die erste Dichtung 15 und greift in Dichtstellung mit ihrem freien Ende 53 formschlüssig in einen axial benachbarten Wellenbund 19.

In seiner abgesenkten Stellung sitzt das Ringteil 14 ganzflächig auf einer vom Ringteil l4' und einem Lagergehäuse begrenzten Bodenfläche (Fig. 1) auf. Hierbei haben die erste und die zweite Dichtung 15 und 5I jeweils von den zugehörigen

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Dichtflächen geringen Abstand, so daß Spalte 56 und 56'gebildet sind, die verhindern, daß bei. Rotation, der. Welle 2 eine Berührung der Dichtungen mit den zugehörigen Dichtflächen 39 und 55 erfolgt.

Um beim Rückspülen zu verhindern,, daß die Spülflüssigkeit durch den Spalt in den Behälter gelangt und dadurch die Spülintensität gemindert wird, können an der Innenwand Kj des Ringteiles 14 Einrichtungen vorgesehen sein, die zu einem Rückstau der Rückspülflüssigkeit führen.

Bei dem Filter nach den Fig. 2 und 3 - in denen für die Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind - ist im Unterschied zum Filter nach Fig. 1 die erste Dichtung I5 an einem zum Behälter 1 ortsfesten Gehäuse 26 befestigt. Dieses Gehäuse ist im wesentlichen entsprechend dem Ringteil- 14 nach Fig. 1 ausgebildet. Die durch die Stirnfläche des Wellenbundes 22 gebildeten Dichtfläche 39 ist über die Filtratablaufwelle 2 höhenverschiebbar, um beim Drehen des Filterpaketes zwecks Reinigung den gewünschten Spalt 56 herzustellen.

Die Verstelleinrichtung 37 ist entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1 als hydraulischer Zylinder ausgebildet, der am oberen Ende 57 (Fig. 2) der Filtratablaufwelle 2 angreift, indem eine Kolbenstange 38 fluchtend zur Lagerachse 58 der Welle 2 liegt. Die Verstelleinrichtung 37 dient zum formschlüssigen Anpressen der Welle 2 bzw. der Dichtflächen 39 und 55 der Dichtungen 15 und 51. Im Ende 18 der Filtrat-

In der Welle ,2 liegenden ablaufwelle 2 ist zwischen einem/Wellenbund ²W- uha dem Ende 17 der Antriebswelle I3 ein Tellerfederpaket 59 angeordnet, das beim Nachuntendrücken der Welle 2 in die Dichtstellung gespannt wird. Dadurch kann die Filtratablaufwelle 2 nach dem Zurückziehen der Kolbenstange 38, also nach beendeter Filtration zur Reinigung der Filterelemente 3, 4 nach oben

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in ihre Ausgangsstellung bewegt werden, weil sich hierbei das Tellerfederpaket 59 entspannt. In dieser Ausgangsstellung haben die Dichtungen I5 und 51 von den zugehörigen Dichtflächen 39 und 55 Abstand, so daß die Filtratablaufwelle 2 beim Reinigen der Filterelemente frei gegenüber den Dichtungen 15 und 51 drehen können.

Zur Rückstellung der Piltratablaufwelle 2 kann aber auch der hydraulische Hubzylinder 37 selbst oder weitere Zylinder oder eine andere Rückstellvorrichtung dienen.

Die Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 hat gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 den Vorteil, daß das Ringteil 14 sowie die Dichtungen 3o bis 33 zu dessen Abdichtung gegenüber dem Ringteil 14' überflüssig sind. Außerdem kann das Gehäuse 26 konstruktiv einfach ausgebildet sein, da keine fenster-.artige öffnung erforderlich ist und weil der Befestigungsflansch 29 weniger breit sein muß und der Arm 35 nicht erforderlich ist. Außerdem hat diese Ausführungsform wegen des kleineren Außendurchmessers des äußeren Ringteiles 14' eine kompaktere Bauweise.

Die erste Dichtung 15, die Durchlauföffnung 24 und die federnd gelagerte zweite Dichtung 51 sind entsprechend wie in Fig. 1 ausgebildet und im Gehäuse 26 vorgesehen. Im Unterschied zum Filter nach Fig. 1 ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Hauptfiltratauslauf Io an einem im Gehäuse 26 verschraubten ringförmigen Zwischenstück 60 vorgesehen.

Bei den beschriebenen Filtern ist wegen der Spalte 56 und 56', die der ersten und zweiten Dichtung 15 und 5I zugeordnet sind, lediglich die an der Antriebswelle I3 angeordnete Lagerdichtung 16 bei Rotation der Welle zwischen relativ zueinander drehenden Maschinenteilen vorgesehen. Dagegen

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sind die erste und zweite Dichtung 15 und 51 und die Dichtungen 3o bis 33 (Fig. 1) zwischen dem inneren und äußeren Ringteil 14 und l4^f zwischen jeweils ruhenden Maschinenteilen angeordnet. Diese Dichtungen können daher als statische Dichtungen bezeichnet werden und sind nahezu keinem Verschleiß unterworfen. Die Lagerdichtung 16 kann aber wegen der Steckverbindung zwischen der FiI-tratablaufwelle 2 und der Antriebswelle 13 mit geringem Arbeits- und Zeitaufwand ausgewechselt werden. Hierzu muß lediglich das Lagergehäuse 54 gelöst und die Antriebswelle 13 ausgebaut werden. Im übrigen sind sämtliche Dichtungen so angeordnet, daß sie außerhalb des Bewegungsweges der Filtratablaufwelle 2 beim Einsetzen in den Behälter liegen. Dadurch kann das Filterpaket bereits in vormontiertem Zustand einfach und schnell in den Behälter 1 eingesetzt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Dichtung bei der Montage und Demontage beschädigt wird und dann auch keine bestimmte Lage zu den Dichtungen , aufweisen muß, um diese nicht zu beschädigen.

Schließlich haben die Filtratablaufwelle und der Behälter im wesentlichen gleiche konstruktive Ausbildung wie bei den bekannten Filtern, so daß bereits vorhandene Filter ohne besonderen Aufwand umgerüstet werden können.

Bei Filtern, die nicht zur Restvolumenfiltration verwendet werden sollen, kann die erste Dichtung durch einen einzigen Ring gebildet sein, da keine Sammelrinne für das Restfiltrat erforderlich ist.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Scbenk-Filterbau A.56 296-mzi

Gesellschaft mit

beschränkter Haftung · 6· OKt. 1978

Bettringer Straße 7076 Waldstetten

Ansprüche

1.»Flüssigkeitsfilter mit einem von einem Behälter umgebenen Filterpaket, das aus Filterelementen besteht, die auf einer Welle angeordnet sind und mit einer ersten Dichtung zur Abdichtung des die zu reinigende Flüssigkeit enthaltenden Trübraumes gegenüber dem das Filtrat enthaltenden Klarraum, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die erste Dichtung (15) und/oder die zugehörige Dichtfläche (39) in eine dichtfreien Lage bewegbar sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (15) außerhalb des Bewegungsweges der Welle (2) bei ihrer Montage und Demontage liegt.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (15) und/oder die Dichtfläche (39) mit mindestens einer Verstelleinrichtung (37) axial verschiebbar sind.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (15) im wesentlichen senkrecht zur Achse (A) der Welle (2) liegt, vorzugsweise zwischen einem erweiterten Bund (22) der Welle (2) und einem die Welle

(2) im Bereich unterhalb des Behälters (1) umgebenen Gehäuses (H,U',26).

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5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis H₃ dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (15) eine Sammelrinne (23) für das Restfiltrat begrenzt, die vorzugsweise durch zwei zur Welle (2) konzentrische und zu mindestens einer Durchgangsöffnung (21) des Wellenbundes (22) axial einander benachbarte Dichtringe gebiHet ist.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrinne (23) in mindestens eine Restfiltratdurchlauföffnung (24) des Gehäuses (14, 14', 26) mündet.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Dichtstellung der ersten Dichtung (15) zwischen der Welle (2) und einem das- Gehäuse (Ik₃ 14', 26) nach unten begrenzenden Lagergehäuse (5¹O mindestens eine federnde, vorzugsweise federnde und dichtende Abstützung _t (51, 52) vorgesehen ist.

8. Filter nach einemmder Ansprüche 1 bis 7 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (51, 52) etwa in Höhe einer Steckverbindung (17j 18) zwischen der Welle (2) und einer mit einem Antrieb (5bis. 7) des Filters verbundenen Antriebswelle (13) liegt.

9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (51, 52) aus mindestens einer Feder (52) sowie einer vorzugsweise im wesentlichen gleich wie die erste Dichtung (15) ausgebildeten zweiten Dichtung (51) besteht.

Io. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) mit Hilfe der Verstelleinrichtung (37)»vorzugsweise einer am oberen Ende (57) der Welle (2) angreifenden Anpreßvorrichtung, wie beispielsweise einem Fneumatik-^tydraulikzylinder, einer mechanischen Spindel od.dgl. in Dichtstellung nach unten bewegbar ist.

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11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) entgegen einer Rückstellkraft, vorzugsweise gegen die Kraft eines Tellerfederpaketes (59) in Dichtstellung verschiebbar ist.

12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerfederpaket (59) in einer das freie Ende (17) der Antriebswelle (13) aufnehmenden Stecköffnung (18) der Welle (2) angeordnet ist.

13. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14, 1*4') zweiteilig ausgebildet ist, derart, daß die erste Dichtung (15) an einem inneren Gehäuseteil (1*0 befestigt ist, dar in einem äußeren Gehäuseteil (I¹I') mittels der Verstelleinrichtung (37) verschiebbar gelagert ist (Fig. 1).

l*t. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dsr innere Gehäuseteil (1*0 über einen im wesentlichen horizontal verlaufenden Arm (35) mit der Verstelleinrichtung (37) verbunden ist, und daß der Arm durch eine öffnung (3*0 des äußeren Gehäuseteiles (1*P) ragt,

15. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis l*i, dadurch gekennzeichnet, daß d3r innere Gehäuseteil (1*0 die Restfiltratdurchlauf öffnung (2*1) und eine Kauptfiltratauslauf öffnung (*13) aufweist, die in Dichtstellung in einen Restfiltrat- bzw. Hauptfiltratauslauf (25 bzw. lo) münden.

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