DE7727993U1

DE7727993U1 - Filterpatrone

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Publication number: DE7727993U1
Application number: DE19777727993U
Authority: DE
Original assignee: BAUER - KOMPRESSOREN HEINZ BAUER 8000 MUENCHEN
Current assignee: BAUER - KOMPRESSOREN HEINZ BAUER 8000 MUENCHEN
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1978-02-16
Also published as: GB2003743B; GB2003743A; US4388086A

Description

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Patentanwälte ;'"■'· !'.·!' RÖSTER & SOCHA

München 40 · Leopolds». /7 Telefon: (089) 34 61 20

Bauer-Kompressoren Heinz Bauer Wolfratshauser Str. 34, 8000 München 70

Filterpatrone

Die Neuerung bezieht sich auf eine Filterpatrone mit einem, vorzugsweise zylindrischen, Gehäuse mit wenigstens je einer Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung für ein zu filterendes gasförmiges Medium, insbesondere komprimierte Luft, wobei im Gehäuseinnenraum mehrere konzentrisch zueinander angeordnete, unterschiedliche Filtergüter enthaltende Füllräume derart angeordnet sind, daß das zu behandelnde Medium die einzelnen Füllräume Schlangenartig nacheinander durchströmt.

Aus der US-Patentschrift 3 791 105 ist eine Filtervorrichtung der vorstehend beschriebenen Gattung grundsätzlich bekannt. Bei derartigen Filtervorrichtungen ergeben sich infolge der konzentrischen Anordnung der Füllräume für die einzelnen Filtergüter und der dadurch erzwungenen Schlangenartigen DuröhetrÖmung der Filtervorrichtung längere FiIterstrecken als bei Filtervorriohtungen, in welohen die einzelnen Filtergüter Jeweils über die gtaamte QuerschnitteflSohe der Filterpatrone verteilt angeordnet sind. LängereFiIterstreoken ergeben bekanntlich eine verbesserte Filterwirkung.

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Bei der aus der vorstehend genannten US-Patentschrift "bekannten Filtervorrichtung erfolgt eine zweistufige Filterung eines gasförmigen Mediums. Dabei sind in den konzentrisch angeordneten Füllräumen zwar Filtergüter aus unterschiedlichen Materialien oder zumindest von unterschiedlicher Dichte angeordnet, jedoch erfolgt dabei in beiden Filterstufen nur eine Entölung des gasförmigen Mediums. Vielfach enthält das zu filterende gasförmige Medium, insbesondere komprimierte Luft, auch noch einen beträchtlichen Anteil an Wasserdampf. Dieser Wasserdampf erschwert jedoch den Entölungsvorgang beträchtlich. Somit ist die bei der bekannten Filtervorrichtung erzielbare Entölung relativ schlecht, so daß insbesondere durch diese bekannte Vorrichtung entölte Luft beispielsweise nicht als Atemluft verwendbar ist. Außerdem ist im Falle der Filterung von komprimierter Luft durch die bekannte Filtervorrichtung der in der gefilterten Luft vollständig zurückbleibende relativ hohe Wasserdampf-Feuchtigkeitsgehalt für viele Anwendungsfälle unerwünscht*

Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zügrunde, eine einfache und wirksame Filterpatrone zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Filtervorrichtungen beseitigt und insbesondere einen derart verbesserten Entölungsgrad sowie auoh Ehtfeuchtungsgrad ermöglicht, daß beispielsweise durch die Filterpatrone gefilterte komprimierte Luft auch ale Atemluft verwendbar ist·

Diese Aufgabe wird bei einer Filterpatrene der eingangs be schriebenen Gattung neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß in der schlangenförmigen Durchströmungsrichtung hintereinander ein ein Grobentfeuchtungsmittel enthaltender erster Füllraum, ein ein Entölungsmittel enthaltender zweiter Füllraum sowie ein ein Feinentfeuchtungsmittel enthaltender dritter Füllraum angeordnet sind.

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Die Neuerung löst die gestellte Aufgabe mit besonders einfachen Mitteln. Zum einen ergeben sich infolge der konzentrischen Anordnung der einzelnen Füllräume für die verschiedenen Filtergüter relativ lange Filterstrecken. Auf diese Weise erfolgt bereits durch die gewählte konstruktive Ausbildung der Filterpatrone eine verbesserte Filterung. Zum anderen sind neuerungsgemäß in einer derart ausgebildeten Filterpatrone, in welcher das zu filternde Medium zu einer schlangenförmigen Durchströmung der Patrone gezwungen wird, ganz bestimmte Filtergüter in einer bestimmten Reihenfolge in den einzelnen konzentrisch angeordneten Füllräumen angeordnet, wodurch eine weitere Verbesserung der Filterung erfolgt Die sich daraus ergebende Gesamtverbesserung der Filterung ist in überraschender Weise so groß, daß das fertiggefilterte gasförmige Medium praktisch vollständig vom öl und von Wasserdampffeuchtigkeit befreit ist und somit insbesondere auch als Atemgas verwendet werden kann.

Im einzelnen erfolgt bei der neuerungsgemäßen Filterpatrone beim Durchgang des gasförmigen Mediums durch das Grobentfeuchtungsmittel, insbesondere ein Adsorbens mit hohem sßtszifisöhen Aufnahmevermögen, eine Grob- oder Vorentfeuchtung des Mediums. Dieses bereits weitgehend entfeuchtete Medium strömt anschließend durch die zweite Filterstufe, nämlich das Entölungsmittel hindurch, welches vorzugsweise Aktivkohle oder ein anderes öladsorbierendes Mittel ist. Da das gasförmige Medium bereite beim Zutritt zu dieser öladsorbierenden Filterstufe weitgehend entfeuchtet ist, kann das Entölungs mittel besser arbeiten. Somit findet eine besonders gute Entölung in der Entölungsstufe statt. Das praktisch vollständig entölte gasförmige Medium tritt danach durch das Feiinent- feuchtungsmittel hindurch. Das Feinentfeuchtungsmittel kann somit besonders gut wirken, da es praktisch überhaupt nicht von Ul benetzt und verklebt wird. Als Feinentfeuchtungemittel wird mit Vorteil ebenfalls ein Adsorbens verwendet, und zwar

ein solches, welches eine besonders starke Affinität zu Wasser hat. Damit ist eine Peinentfeuchtung auf tiefste Taupunkte möglich. Die vorstehend im einzelnen geschilderten Filtervorgänge erfolgen, wie bereits erläutert, hintereinander in konzentrisch zueinander angeordneten Filterstufen, was eine schlangenförmige Durchströmung der Filterpatrone durch das zu filterende gasförmige Medium und somit relativ lange Filterstrecken ergibt. Im übrigen ergibt sich dadurch, daß die einzelnen Filterstufen wie geschildert jeweils optimal arbeiten, eine besonders hohe Betriebssicherheit und Lebensdauer der neuerungsgemäßen Filterpatrone.

Es ist zwar bereits grundsätzlich bekannt, in Filterpatronen in Durchströmungsrichtung hintereinander verschiedene Filtergüter anzuordnen, wobei außer Entölungsmitteln auch TrocKnungsmittel vorgesehen sind. Bei diesen bekannten Filterpatronen sind jedoch die einzelnen Filtermittel jeweils immer über den gesamten Querschnitt der Filterpatrone verteilt, so daß sich pro Filtermittel nur eine relativ kurze Filterstrecke ergibt. Somit ist die bei diesen bekannten Filterpatronen erreichbare Filterwirkung relatiy niedrig. Eine für eine Verwendung des

■j»-ix. λ. u ^. ,insbesondere als^Atemgas . _ . . , gefilterten Mediums/mit der geforderten !sicherheit ausreichende Entölung und Entfeuchtung ist somit bei diesön bekannten Filterpatronen nicht gewährleistet.

Eine Ausführungsform der Neuerung ist gekennzeichnet durch drei konzentrisch zueinander angeordnete Füllräume, in welchen jeweils ein Entfeuchtungs- bzw. Entölungsmittel angeordnet ist·

Eine weitere, insbesondere in der Praxis besonders vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungsform der Neuerung ist gekennsseichnet durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete FüllrSume, wobei in dem einen Füllraum das Grobentfeuchtungsmittel und in Durchströmungsrichtung hinter diesem da& Entölungsmittel und in dem anderen Füllraum das Feinent-

feuchtungsmittel angeordnet ist. Da insbesondere in der Grobentfeuchtungsstufe auch Filterstrecken mittlerer Länge ausreichend sind, ist bei dieser Ausführungsform in besonders vorteilhafter Weise das Grobentfeuchtungsmittel einfach in dem konzentrischen Ringraum des Entölungsmittels gleich im Anschluß an die Einströmöffnung bzw. -Öffnungen mit angeordnet. Im ülr i.gen wird bei dieser Ausführungsform im Vergleich zu der vorstehend aufgeführten Ausführungsform ein zur Bildung eines dritten Füllraums erforderlicher Trennzylinder im Filterpatronengehäuse eingespart. Somit zeichnet sich diese bevorzugte Ausführungsform durch besondere Einfachheit bei guter Filterwirkung aus.

Schließlich ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung noch von Vorteil, wenn die Durchströmungs-Querschnittsflachen sämtlicher Füllräume untereinander gleich groß sind. Dadurch ergeben sich in sämtlichen Filterstufen weitgehend gleiche Durchströmungsgeschwindigkeiten des zu filternden Mediums und somit besonders gut überschaubare Verhältnisse in der Filterpatrone, so daß diese auf einfache Weise für eine optimale Filterwirkung ausgelegt werden kann.

Die Neuerung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigen:

Fig. i im axialen Längsschnitt eine neuerungsgemäße Filterpatrone mit drei konzentrisch zueinander angeordneten Füllräumen und

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer neuerungsgemäßen Filterpatrone gemäß einer.anderen Aueführungeform mit zwei konzentrisch zueinander angeordneten Füllraumen.

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Zunächst sei allgemein bemerkt, daß die neuerungsgemäßen Filterpatronen gemäß den Figuren 1 und 2 zum Filtern durch Entfeuchten und Entölen von koaprimierter Luft dienen* Die Luft soll dabei nach ihrer Filterung als Atemluft verwendet werden.

Die Filterpatrone gemäß Fig. 1 weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf. Das Gehäuse 1 besitzt zwei Eintrittsöffnungen für die zu filternde Luft sowie eine Austrittsöffnung 3 für die gefilterte Luft.

Im Gehäuseinnenraum sind zwei zum Gehäuse 1 konzentrisch angeordnete zylindrische Trennwände 4 und 5 vorgesehen, so daß sich drei konzentrisch angeordnete Füllrämue 6, 7 und 8 ergeben, welche unterschiedliche Filtergüter enthalten. Insbesondere enthält der Füllraum 6 ein Grobentfeuchtungsmittel, insbesondere ein Adsorbens mit hohem spezifischen Aufnahmevermögen, der Füllraum 7 ein Entölungsmittel, insbesondere Aktivkohle oder ein anderes öldampfadsorbierendes Mittel, sowie der Füllraum 8 ein Feinentfeuchtungsmittel, insbesondere ein Adsorbens mit einer besonders starken Affinität für Wasserdampf. Die zu filternde komprimierte Luft tritt durch die Eintrittsöffnungen 2 gemäß Pfeilen 9 in den Füllraum 6 ein, durchströmt das darin enthaltene Grobentfeuchtungsmittel und strömt anschließend gemäß Pfeilen 10 in den Füllraum 7, wonach sie das darin befindliche Entölungsmittel durchströmt. Anschließend tritt die Luft gemäß Pfeilen 11 in den Füllraum ein und durchströmt das darin befindliche Feinentfeuchtungsmittel. Die gefilterte Luft verläßt die Filterpatrone schließlich gemäß Pfeil 12.

Wie ersichtlich, sind also die Füllräume 6, 7 und 8 derart angeordnet und durch in der Zeichnung gezeigte, jedoch der besseren Übersichtlichkeit halber nicht im einzelnen mit Bezugeeiffern versehene Durchtrittslöcher miteinander verbunden, daß die zu filternde komprimierte Luft die einzelnen Füll-

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räume schlangenartig nacheinander durchströmt. Es ergeben sich besonders lange Filterstrecken und aomit eine gute Filterung in den einzelnen Filterstufen. Ferner arbeiten die einzelnen Filterstufen jeweils für sich sowie auch insgesamt optimal, zumal infolge der vorgenommenen Grobentfeuchtung in der ersten Filterstufe (Füllraum 6) das Entölungsmittel in der zweiten Filterstufe (Füllraum 7) besser arbeiten kann, was entsprechend auch für das Peinentfeuchtungsmittel in der dritten Filterstufe (Füllraum 8) dank der vorangegangenen Entölung gilt. Somit ergibt sich auch durch die neuerungsgemäße Wahl der einzelnen Filtermittel eine weitere Verbessei/ung der Filterwirkung.

!Der Vollstandigkeithalber sei noch <rwähnt, daß an den Eintritt öffnungen 2, samtlichen Dürchtrittsöffnüngeh zwischen den einzelnen Filterstufen sowie an der Austrittsöffnung 3 jeweils entsprechende Filzscheiben bzw. Filzringe 13 vorgesehen sind, um einen Verlust der einzelnen Filtergüter durch diese öffnungen hindurch zu unterbinden.

Sie Filterpatrone gemäß Fig. 2 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau und dieselbe Funktionsweise wie die Filterpatrone gemäß Fig· 1, weshalb in Fig* 2 entsprechende feile mit den gleichen, Jedoch zur Unterscheidung mit einem Strich versehenen Boaugeziffern wie in Fig. 1 versehen wurden. Allerdings sind bei der Ausführungeform gemäß Fig« 2 nur zwei konzentrisch zueinander angeordnete Füllräume, nämlich 6', 7* einerseits und 8¹ andererseits vorgesehen, welche durch eine zum Gehäuse 1 ' konzentrisch angeordnete zylindrische Trennwand 4' voneinander getrennt sind. Dabei ist in dem äußeren Füllraum das Grobentfeuchtungsmittel (Teilfüllraum 6 ) und in Dvirchströmungsrichtung hinter diesem das Entölungsmitte (Teilfüllraum 7') angeordnet. In dem inneren Füllraum 8' befindet sioh das Feinentfeuohtungsmittel«

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Die zu filternde komprimierte Luft tritt gemäß den Pfeilen 9¹ in den Teilfüllraum 6' ein, durchströmt das darin befindliehe Grobentfeuchtungsmittel und tritt anschließend gemäß Pfeil 10' durch den zwischen diesem und dem darauffolgenden Entölungsmittel befindlichen Pilzring 13'·' hindurch in den Teilfüllraum 7 'ein. Es durchströmt das darin befindliche Entölungsmittel und strömt danach längs der Pfeile 11 » in den das Peinentfeuchtungsmittel enthaltenden Füllraum 3' ein. Nach Durchströmen des Peinentfeuchtungsmittels verläßt die gefilterte komprimierte Luft die Filterpatrone in Richtung des Pfeils 12 ·.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 hat in der Praxis voll zufriedenstellende Ergebnisse geliefert, obwohl bei ihr praktisch nur zwei konzentrisch angeordnete Füllräume vorhanden sind. Durch letzteres Merkmal wird zwar der schlangenförmige Durchtritteweg des zu filternden Mediums durch die Filterpatrone verkürzt, jedoch fällt diese Verkürzung des DUrchtrittsweges nicht in unzulässigem Ausmaß ins Gewicht, zumal insbesondere in der Grobentfeuchtungsstufe auch mittlere Filterstrecken ausreichen. Das ausreichende Gesamt-Filterergebnis wird somit bei der Ausführungsform gemäß Fig. bei weiterer konstruktiver Vereinfachung der Filterpatrone erreicht.

Schließlich ist es bei der neuerungsgemäßen Filterpatrone von praktischem Vorteil, wenn die DufchstrÖmungs-Querschnittsflachen sämtlicher Füilräua;e 6, ?, β bzw. 6', ? ·, 8 · untereinander gleich groß sind. Auf diese Weise ergeben sioh im waaentlicnen gleiche Durchströmungsgesohwindigkeiten und somit besondere gut überschaubare Verhältnisse in der damit optimal auslegbaren Filterpatrone.

Claims

Patentanwälte · ·' ' · ·' RÖSTER & SOCHA München 40 ■ Leopoldstr. 77 Telefon: (089) 34 61 20 SchVitzansprüche

1. Filterpatrone mit einem, vorzugsweise zylindrischen, Gehäuse mit wenigstens Je einer Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung für ein zu filterndes gasförmiges Medium, insbesondere komprimierte Luft, wobei im Gehäuseinnenraum mehrere konzentrisch angeordnete, unterschiedliche Filtergüter enthaltende Füllräume derart angeordnet und miteinander verbunden sind, daß das zu filternde Medium die einzelnen Füllräume schlangenartig nacheinander durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in der schlangenförmigen Durchströmungsrichtung hintereinander ein ein Grobentfeuchtungsmittel enthaltender erster Füllraum (6;6')» ein ein EntÖlungsmittel enthaltender zweiter Füllraum (7;7') sowie ein ein Feinentfeüchtungsmittel enthaltender dritter Fülljjaum (858¹) eingeordnet sind,

2. Filterpatrone nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei konzentrisch zueinander angeordnete Füllräuma (6;7;8), in welchen jeweils ein Entfeuchtungs- bzw. Entölungsmittel angeordnet ist.

3. Filterpatrone nach Ansprch 1, gekennzeichnet durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete Füllräume (6¹, 7';8'), wobei in dem einen Füllraum (6',7') das Grobentfeuchtungsmittel und in Durchströmungsrichtung hinter diesem das Entölungsmittel und in dem anderen Füllraum (8¹) das Feinentfeuchtungsmittel angeordnet ist.

4·. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmungs-Querschnittsflachen sämtlicher Füllräume (6, 7, 8; 6¹, 7¹, 8¹) untereinander gleich groß sind.

Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in den in Durchströmungsrichtung aufeinanderfolgenden Füllräumen (6, 7» 8; 6', 7¹» 8¹) jeweils ein zum Filtern eines Atemgases, insbesondere komprimierter Luft, besonders geeignetes Grobentfeuchtungsmittel, Entölungsmittel und Feinentfeuchtungsmittel in dieser Reihenfolge angeordnet sind·

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