WO2004014514A1 - Filterelement zum filtrieren von fluiden - Google Patents

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WO2004014514A1 PCT/EP2003/003817 EP0303817W WO2004014514A1 WO 2004014514 A1 WO2004014514 A1 WO 2004014514A1 EP 0303817 W EP0303817 W EP 0303817W WO 2004014514 A1 WO2004014514 A1 WO 2004014514A1
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Helmut Mertens
Andreas Schunk
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Hydac Filtertechnik GmbH
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    • B01D2201/4023—Means for connecting filter housings to supports

Definitions

  • the invention relates to a filter element for filtering fluids with at least two filter units arranged concentrically to its longitudinal axis, each of which has a radial spacing and which are received at the end by cover parts which enable internal fluid guidance.
  • a filter module is known as a filter element, which is simplified in terms of its structure and also enables the production of a step filter.
  • Each layer of the filter medium as a filter unit consists of a layer of depth filter material and the spacers consist of draining individual layers, the draining layers and the filter layers being stacked horizontally without any gaps, across the longitudinal axis of the filter module.
  • the draining layers are mutually sealed to the filtrate / non-filtrate space, whereby any known arrangement of filter layers can be achieved with the known solution.
  • the known possibility offers to stack all layers horizontally, without the need for separate support tubes, as is regularly the case with conventional filter elements. Furthermore it is possible to stack any filter layers with different filter fineness in any order.
  • the depth filter material used in the known solution has organic and / or inorganic, fibrous or granular substances, and cellulose or plastic fibers are used as the base material for the layered filter units, in which, for example, diatomaceous earth, perlite or metal oxides and other filtration-active substances are incorporated ,
  • silica and perlite can serve to enlarge the inner surface and thus increase the sludge absorption capacity.
  • a filter device is known from EP-B-0 817 668 B1, which is preferably designed as a bypass filter unit and in particular for filtering hydraulic oil reserves with a motor-driven pump and a permanently mounted one with a ceiling! lockable filter housing is used.
  • the filter housing has an exchangeable filter element which can be flowed through from the inside to the outside and which, forming the generic state of the art, has two cylindrical filter units which are arranged concentrically to its longitudinal axis and have a radial spacing between them and which are accommodated at least on the end by different cover parts are. The unfiltrate introduced between the radial distance between the two filter units is passed in both directions through the respectively assigned filter unit and filtered in this way.
  • the filter units are surrounded on the inside and outside by a support tube which faces the respective clean side of the known filter element. If the filter element is removed from the filter housing via the cover part of the known solution, the filter housing forms a receptacle for the pure oil when changing the filter element and no contaminated fluid remains inside the filter device, which would lead to contamination in a hydraulic circuit when restarted.
  • the known filter arrangement has, despite two cylindrical filter units within a filter element, only a small dirt holding capacity and, due to the small filter area and the type of known flow, the flow resistance for the fluid to be filtered (unfiltrate) is increased unintentionally. Comparable generic solutions with comparable disadvantages are known from DE 44 30 341 A1, US 5,078,877 and JP 2001-293 312 AA.
  • the object of the invention is to improve the known solutions in such a way that there is a possibility of increasing the dirt holding capacity and of reducing the flow resistance during the filtration process with a comparable installation space compared to the known solutions.
  • a corresponding object is achieved by a filter element with the feature of claim 1 in its entirety.
  • the cover parts have an internal fluid guide and that a spacer is placed in the respective distances between the filter units, which supports at least one of the adjacent adjacent filter units depending on the flow direction of the fluid to be filtered and the channels as has another part of the internal fluid guide, which are in direct connection with the internal fluid guide of the cover parts, despite the limited space for the filter element, there is a possibility of increasing the dirt holding capacity and reducing the flow resistance by increasing the filter area to be accommodated.
  • the concentric arrangement of several filter units along spacers means that the available installation space in a filter housing of a filter device is used more effectively.
  • the filter units can consist of a wound or folded filter mat, the innermost filter mat being placed around a support tube.
  • a drainage pipe serves as a spacer between the distances between the filter mats, which has the task of supplying the filtered fluid to the two end caps as cover parts. Another part of the spacers in the form of the drainage pipes, on the other hand, has the task of supplying unfiltered fluid from both end caps out of the filter units in the form of the filter mats.
  • each spacer preferably in the form of the drainage pipe, to correspond to the pressure on its inside to the pressure on its outside, the flow resistance of the entire filter element being able to be reduced due to this pressure-compensated arrangement, for which purpose the internal fluid flow within the Cover parts or end caps also contribute.
  • the respective filter unit consists of a cylindrical filter mat and that the one filter mat with essentially the same length dimension comprises the filter mat arranged further inside in the filter element in the radial direction.
  • At least the innermost filter unit is supported on the inner circumference on a support tube, the interior of which is connected to the clean side of the filter element. In this way, the stability in the intended flow direction can be increased by the possibility of support on the support tube.
  • At least one of the two cover parts has inlets for the fluid to be filtered, these inlets being at least partially connected to one of the spacers as drainage pipes via the internal fluid guide. Due to the inlets in one, preferably in both cover parts, the uniform introduction of the unfiltrate into the device is achieved, which in turn helps to reduce the flow resistance for the overall filter element.
  • a total of two spacers and three filter units are provided, which can be equipped with predetermined filter finenesses. It has been shown that the arrangement in question has a particularly compact structure and thus effectively uses the available space with a significant increase in the total filter area.
  • a uniform flow through the filter element is provided, in which the inside and outside filter unit can be flowed through from outside to inside by the fluid in the direction of the clean side, the intermediate filter unit being able to flow from both sides - inside and outside.
  • the respective cover part has channel guides that can be separated from one another for unfiltered and filtered fluid. This makes it possible to achieve the supply of unfiltrate in a space-saving manner in just one cover part, as well as the removal of filtrate and thus in a binding channel or line paths within the respective cover part.
  • the spacers are cylindrical and each have longitudinal channels along their outer and inner circumference as part of the internal fluid guide.
  • filtrate can be guided on one side and unfiltrate on the other side.
  • the respective longitudinal channel of the spacer is arranged equidistant from the next subsequent longitudinal channel on the inside or outside of the same, and if the longitudinal channels are twisted in such a way that the drainage pipe achieves a kind of swirl guide for the fluid is.
  • Such filter elements can preferably be installed in conventional filter devices which are provided with a filter housing which receives the filter element, which is provided with an inlet point for the unfiltered fluid (unfiltered material) and with an outlet point for the filtered fluid (filtrate).
  • FIG. 1 shows a longitudinal view through the filter element in the manner of a section
  • FIG. 2 shows a perspective view of a top view of the filter element according to FIG. 1 without an upper cover part and without the filtering filter units and 3 shows a perspective view from above in the direction of view of FIG. 1 of the cover part arranged at the top, which is formed in two parts, FIG. 3 showing the lower of the two of the cover part according to FIG. 1.
  • FIG. 1 An embodiment of the filter element according to the invention is shown in the manner of a longitudinal section in FIG. 1.
  • the filter element is used to filter fluids, particularly in the form of dirty hydraulic oil or the like.
  • Three filter units 12, 14, 16 are arranged concentrically about the longitudinal axis 10 of the filter element.
  • the outermost filter unit 12 was only reproduced with its half axial length.
  • the filter units 12, 14, 16 mentioned each have a radial distance between them and are accommodated on the inside by 2 cover parts 18, 20 in the manner of end caps.
  • the ends of the filter units 12, 14, 16 can be connected to the two cover parts 18, 20 via an adhesive bed or the like.
  • a fluid guide designated as a whole with 22.
  • the type of fluid flow and the type of internal fluid guide 22 are shown in FIG. 1 with the corresponding arrow representation, the respective flow through the filter element taking place in the direction of the arrow.
  • a spacer 24, 26 in the manner of a drainage pipe is placed between the fluid units 12, 14, 16.
  • the spacers 24, 26 are provided with channels 28 as a further part of the internal fluid guide 22. The relevant channels 28 are shown for the two spacers 24 and 26 in FIG. 2.
  • the respective filter unit 12, 14, 16 is formed from a cylindrical filter mat, wherein the filter mat in question can be wound or folded and consists of a filter material customary in this field. As can further be seen from FIG. 1, the respective filter mat is provided with the same length dimension as the other cylindrical filter mats used, measured in the direction of the longitudinal axis 10 of the filter element.
  • the filter unit 16, which is arranged on the inside in the direction of view of FIGS. 1 and 2, is supported on the inner circumference on a support tube 30, the interior of which is connected to the clean side 32 of the filter element (see FIG. 1).
  • Support tube 30 is known from a different context and it consists of individual ring segments 34 arranged one above the other, which delimit fluid passages between them for the passage of the filtrate and which are kept at a distance from one another by three equal angles between the supporting webs 36.
  • the inner support tube 30 supports the innermost filter unit 16 in the case of a flow direction from the outside (arrow representation) towards the inside.
  • the upper cover part 18 seen in the direction of view of FIG. 1 essentially consists of two parts 38, 40, which can, however, be connected to one another in one piece.
  • the upper part 38 is provided with a handle 42 that can be set up in the manner of a handle, in order to remove it from the filter housing of a filter device (not shown), for example when the filter element is used up, and in this way against a new filter element. to replace the element.
  • FIG. 3 shows the lower part 40 of the upper cover part 18, namely in a perspective top view.
  • the contaminated and unfiltered fluid (unfiltrate) can be supplied to the filter element via inlets 44 arranged diametrically to the longitudinal axis 10, the inlets 44 in question thus reaching through both parts 38 and 40 of the upper cover part 18.
  • the part 40 is extended downwards in the middle like a shoulder and encompasses a central channel 46 in the center, which leads to the clean side 32 within the filter element.
  • inflow openings 50 are arranged between two guide webs 48 which, according to the partial illustration according to FIG. 1, receive already filtered fluid via the filter units 12 and 14 and along the guide webs 48 in the direction of the central channel 46 transport to the clean side 32 of the filter element.
  • guide webs 48 are arranged next to the guide webs 48 between these guide webs 52. Both the guide webs 52 and the guide webs 48 extend radially around the central channel 46 of the upper cover part 18.
  • Both the inlets 44 and the central channel 46, as well as the guide webs 48, as well as the inflow openings 50 and the guide webs 52 form Separable channel guides within the cover part 18 made of both for unfiltered and for filtered fluid.
  • the lower cover part 20 seen in the direction of view of FIG. 1 is designed like the upper cover part 18. Instead of the handle 42, however, the clean side 32 of the filter element occurs for the lower cover part 20, which is surrounded by a sheath connection piece 54.
  • the two spacers 24 and 26 are cylindrical and each have longitudinal channels 56, 58, 60 and 62 along their outer and inner circumference, which are to be regarded as part of the internal fluid guide 22.
  • the respective longitudinal channel 56, 58, 60 and 62 of the assignable spacer 24 or 26 is arranged equidistant from the next subsequent longitudinal channel on the inside or outside of the spacer in question, the longitudinal channels 56, 58, 60 and 62 thus along the longitudinal axis 10 of the Have a torsion that a kind of swirl guide for the fluid is achieved.
  • Said filter element is used for installation in a conventional filter device which has an inlet point for the unfiltered fluid (unfiltrate) and an outlet point for the filtered fluid (filtrate) (not shown).
  • the internal fluid guide 22 is shown in more detail on the right of the longitudinal axis 10 of the filter element.
  • Unfiltrate flows from the outside in through the first filter unit via an inlet point (not shown in detail) in the filter housing for the filter element shown in FIG.
  • the contaminants present in the unfiltrate then remain in the first filter unit 12 and the fluid flow of filtrate is absorbed on all sides and on the outer circumference via the outer longitudinal channels 56 of the first spacer 24 and in equal parts upwards and downwards into the upper cover part 18 and in the lower cover part 20 is derived.
  • the filtrate is then taken up via the inflow openings 50 in the two cover parts 18 and 20 into the respective lower part 40 transported along the guide webs 48 and the guide webs 52 in the direction of the central collecting space 64, from where the discharge takes place via the central channel 46 via the center of the support tube 30 in the direction of the clean side 32.
  • further unfiltrate is introduced into the filter element in the direction of the arrows 66 via the filter housing (not shown), specifically via the inlets 44, which are separated from the inflow openings 50 in the respective cover part 18, 20 in a fluid-tight manner.
  • the unfiltrate supplied via the inlets 44 reaches the longitudinal channels 60 and 62 of the second spacer 26 via the upper cover part 18 and the lower cover part 20, and the unfiltered material in question is then passed uniformly in both directions once through the inner third filter unit 16 and once through the middle filter unit 14.
  • the last-mentioned filtrate flow is then again transported via the inner guide channels 58 of the first spacer 24 into the cover parts 18, 20 and in turn reaches the clean side 32 of the filter element via the inflow openings 50 as described.
  • the other branched filtrate stream then passes through the third filter unit 16 into the interior of the support tube 30 and from there also to the clean side 32 of the filter element.
  • the relevant internal fluid guide 22 is shown as an example for a flow path. The fluid flow in question, however, takes place, as described, on the radially outer circumferential side along the individual filter elements and the spacers.
  • the concentric arrangement of a plurality of filter mats around said support tube 30, a drain pipe in the form of the spacers 24, 26 being located between each two filter mats, means that the available installation space in a filter housing of a filter device (not shown) is used more effectively. This is an increase in Dirt holding capacity is reached and the flow resistance of the filter element is reduced accordingly by increasing the filter area, so that the entire filter element for the flow-through process can be described as energetically favorable.
  • part of the drainage pipes has the task of supplying the filtered fluid in both end caps in the form of the cover parts 18, 20, while another part has the task of supplying unfiltered fluid (unfiltrate) from both end caps out of the filter mats.
  • the drainage pipes mentioned as spacers can be designed, for example, as corrugated pipes or as stacked rings with bores (not shown).
  • the arrangement shown for each drainage pipe means that the pressure on its inside corresponds to the pressure on its outside, so that an overall pressure-compensated arrangement is achieved for the filter element, which has a favorable effect on the service life of the filter element.

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Abstract

1. Filterelement zum Filtrieren von Fluiden. 2. Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtrieren von Fluiden mit mindestens zwei konzentrisch zu seiner Längsachse angeordneten Filtereinheiten (12, 14,16), die jeweils einen radialen Abstand aufweisen und die endseitig von Deckelteilen (18, 20) aufgenommen sind. Dadurch, dass die Deckelteile (18, 20) eine interne Fluidführung (22) aufweisen und dass in die jeweiligen Abstände zwischen den Filtereinheiten (12, 14, 16) ein Abstandshalter (24, 26) gesetzt ist, der in Abhängigkeit der Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids mindestens eines der benachbart angrenzenden Filtereinheiten (12, 14) abstützt und der Kanäle (28) als weiteren Teil der internen Fluidführung (22) aufweist, die in direkter Verbindung mit der internen Fluidführung (22) des Deckelteils (18,20) stehen, ist trotz begrenztem Bauraum für das Filterelement eine Möglichkeit zur Steigerung der Schmutzaufnahmekapazität sowie zur Verringerung des Durchflusswiderstandes durch Vergrösserung der unterzubringenden Filterfläche gegeben.

Description

Filterelement zum Filtrieren von Fluiden
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtrieren von Fluiden mit mindestens zwei konzentrisch zu seiner Längsachse angeordneten Filtereinheiten, die jeweils einen radialen Abstand aufweisen und die endseitig von Deckelteilen aufgenommen sind, die eine interne Fluidfuhrung ermögli- chen.
Durch die DE-A-198 37 257 ist als Filterelement ein Filtermodui bekannt, das bezüglich seines Aufbaus vereinfacht ist und auch die Herstellung eines Stufenfilters ermöglicht. Jede Lage des Filtermediums als Filtereinheit be- steht aus einer Schicht aus Tiefenfiltermateriai und die Abstandshalter bestehen aus drainierenden Einzelschichten, wobei die drainierenden Schichten und die Filterschichten spaltenfrei in horizontaler Übereinanderlage quer zur Längsachse des Filtermoduls gestapelt sind. Die drainierenden Schichten sind wechselseitig zum Filtrat-/ Unfiltratraum abgedichtet, wobei mit der bekannten Lösung eine an sich beliebige Anordnung von Filterschichten erreichbar ist.
Durch die Verwendung von Schichten sowohl für die Abstandselemente als auch für die Filterlagen bietet die bekannte Möglichkeit alle Schichten hori- zontal zu stapeln, ohne dass hier separate Stützrohre notwendig wären, wie dies bei üblichen Filterelementen regelmässig der Fall ist. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, beliebige Filterschichten mit unterschiedlicher Filterfeinheit in beliebiger Reihenfolge zu stapeln.
Das bei der bekannten Lösung eingesetzte Tiefenfiltermateriai weist organi- sehe und/oder anorganische, faserige oder körnige Stoffe auf und als Basismaterial für die schichtenförmigen Filtereinheiten werden Cellulose oder Kunststoff-Fasern verwendet, in die beispielsweise Kieselgur, Perlite oder Metalloxide sowie andere filtrationsaktive Substanzen eingelagert sind. Hierbei können Kieselsäure und Perlite zur Vergrößerung der inneren Ober- fläche und damit zur Vergrößerung des Trubaufnahmevermögens dienen.
Durch die EP-B-0 817 668 B1 ist eine Filtervorrichtung bekannt, die vorzugsweise als Nebenstromfilteraggregat ausgebildet ist und insbesondere zur Filterung von Hydraulikölvorräten mit einer motorisch angetriebenen Pumpe und einem festmontierten, mit einem Decke! verschließbaren Filtergehäuse dient. Das Filtergehäuse weist ein auswechselbares Filterelement auf, das von innen nach aussen durchströmbar ist, und das unter Bildung des gattungsgemäßen Standes der Technik zwei konzentrisch zu seiner Längsachse angeordnete zylindrische Filtereinheiten aufweist, die zwischen sich einen radialen Abstand aufweisen und die endseitig zumindest von verschiedenen Deckelteilen aufgenommen sind. Das zwischen dem radialen Abstand der beiden Filtereinheiten eingeleitete Unfiltrat wird in beiden Richtungen durch die jeweils zugeordnete Filtereinheit hindurchgeleitet und derart filtriert. Demgemäß sind die Filtereinheiten nach innen hin so- wie nach außen von einem Stützrohr umgeben, das der jeweiligen Reinseite des bekannten Filterelementes zugewandt ist. Wird über das Deckelteil der bekannten Lösung das Filterelement aus dem Filtergehäuse entfernt, bildet das Filtergehäuse ein Aufnahmegefäß für das Reinöl beim Wechseln des Filterelementes aus und es verbleibt kein verschmutztes Fluid innerhalb der Filtervorrichtung, was bei einem erneuten Anlauf derselben zur Verschmutzung in einem Hydraulikkreislauf führen würde. Die bekannte Filteranordnung weist trotz zweier zylindrischer Filtereinheiten innerhalb eines Filterelementes eine nur geringe Schmutzaufnahmekapazität auf und aufgrund der geringen Filterfläche und der Art der bekannten Durchströmung ist der Durchflusswiderstand für das zu filtrierende Fluid (Unfiltrat) ungewollt erhöht. Vergleichbar gattungsgemäße Lösungen mit vergleichbaren Nachteilen sind durch die DE 44 30 341 A1 , US 5,078,877 und die JP 2001-293 312 AA bekannt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Lösungen dahingehend zu verbessern, dass eine Möglichkeit zur Steigerung der Schmutzaufnahmekapazität gegeben ist sowie zur Verringerung des Durchflusswiderstandes während des Filtrations- Vorganges bei vergleichbar zur Verfügung stehendem Einbauraum gegenüber den bekannten Lösungen. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Filterelement mit dem Merkmal des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.
Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die Deckelteile eine interne Fluidfuhrung aufweisen und dass in die jeweiligen Abstände zwischen den Filtereinheiten ein Abstandshalter gesetzt ist, der in Abhängigkeit der Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids mindestens eines der benachbart angrenzenden Filtereinheiten abstützt und der Kanäle als weiteren Teil der internen Fluidfuhrung aufweist, die in direkter Verbindung mit der internen Fluidfuhrung der Deckelteile stehen, ist trotz begrenztem Bauraum für das Filterelement eine Möglichkeit zur Steigerung der Schmutzaufnahmekapazität sowie zur Verringerung des Durchflußwiderstandes durch Vergrößerung der unterzubringenden Filterfläche gegeben. Durch die konzentrische Anordnung mehrerer Filtereinheiten entlang von Abstandshaltern wird der zur Verfügung stehende Einbauraum in einem Filtergehäuse einer Filtervorrichtung effektiver genutzt. Die Filtereinheiten können dabei aus einer gewickelten oder gefalteten Filtermatte bestehen, wobei dergestalt die innerste Filtermatte um ein Stützrohr herumgelegt ist. Als Abstandshalter zwischen den Abständen zwischen den Filtermatten dient jeweils ein Drainagerohr, das die Aufgabe hat, das filtrierte Fluid den beiden Endkappen als Deckelteilen zuzuführen. Ein anderer Teil der Ab- Standshalter in Form der Drainagerohre hat hingegen die Aufgabe, unfiltrier- tes Fluid von beiden Endkappen aus den Filtereinheiten in Form der Filtermatten zuzuführen.
Durch diese Anordnung ist es möglich, das bei jedem Abstandshalter vor- zugsweise in Form des Drainagerohres, der Druck auf seiner Innenseite dem Druck auf seiner Außenseite entspricht, wobei aufgrund dieser druckkompensierten Anordnung der Durchflußwiderstand des gesamten Filterelementes verringerbar ist, wozu die interne Fluidfuhrung innerhalb der Deckelteile bzw. Endkappen mit beiträgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes ist dabei vorgesehen, dass die jeweilige Filtereinheit aus einer zylindrischen Filtermatte besteht und dass die eine Filtermatte mit im wesentlichen gleichen Längenmaß, die weiter innen im Filterelement jeweils an- geordnete Filtermatte in radialer Richtung umfasst.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stützt sich zumindest die zuinnerst angeordnete Filtereinheit innenumfangseitig an einem Stützrohr ab, dessen Inneres an die Reinseite des Filterelements angeschlossen ist. Derart läßt sich in der beabsichtigten Durchflußrichtung die Stabilität durch die Abstützmöglichkeit am Stützrohr erhöhen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Filtervorrichtung weist zumindest eines der beiden Deckelteile Einlasse für das zu filtrierende Fluid auf, wobei diese Einlasse über die interne Fluidfuhrung zumindest teilweise an einen der Abstandshalter als Drainagerohre angeschlossen sind. Aufgrund der Einlasse in einem, vorzugsweise in beiden Deckelteilen ist die gleichmässige Einleitung des Unfiltrats in die Vor- richtung erreicht, was wiederum einer Verringerung des Durchflußwiderstandes für das Gesamtfilterelement zugute kommt.
Bei einem besonders bevorzugten Filterelement sind insgesamt zwei Abstandshalter und drei Filtereinheiten vorgesehen, die mit vorgegebenen un- terschied liehen Filterfeinheiten ausstattbar sind. Es hat sich gezeigt, dass die dahingehende Anordnung besonders kompaktaufbauend ist und somit den zur Verfügung stehenden Bauraum bei deutlicher Vergrösserung der Gesamtfilterfläche effektiv nutzt. Vorzugsweise ist dabei eine gleichmäßige Durchströmung des Filterelementes vorgesehen, bei dem die zuinnerst und zuäußerst angeordnete Filtereinheit von außen nach innen von dem Fluid in Richtung der Reinseite durchströmbar ist, wobei die dazwischenliegende Filtereinheit von beiden Seiten - innen und außen - anströmbar ist.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Filterelementes weist das jeweilige Deckelteil voneinander separierbare Kanalführungen für unfiltriertes und filtriertes Fluid auf. Damit ist es möglich, in platzsparender Weise in nur einem Deckelteil die Zufuhr von Unfiltrat zu erreichen, sowie die Abfuhr von Filtrat und damit in Ver- bindung stehende Kanal- oder Leitungswege innerhalb des jeweiligen Dek- kelteiles zur Verfügung zu stellen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes sind die Abstandshalter zylindrisch ausgebildet und weisen entlang ihres Außen- und Innenumfanges jeweils Längskanäle als Teil der internen Fluidfuhrung auf. Somit kann mit nur einem Abstandshalter in der Art eines Drainagerohres auf der einen Seite Filtrat und auf der anderen Seite Unfiltrat geführt werden. Strömungstechnisch hat es sich als besonders günstig herausgestellt, wenn der jeweilige Längskanal des Abstandshalters äquidistant zum nächsten nachfolgenden Längskanal auf der Innen- oder Außenseite desselben angeordnet ist, und wenn die Längskanäle derart eine Verwindung aufweisen, dass mit dem Drainagerohr eine Art Drallführung für das Fluid erreicht ist. Dahingehende Filterelemente lassen sich bevor- zugt in übliche Filtervorrichtungen einbauen, die in mit einem das Filterelement aufnehmenden Filtergehäuse versehen sind, das mit einer Einlaßstelle für das ungefilterte Fluid (Unfiltrat) und mit einer Auslaßstelle für das filtrierte Fluid (Filtrat) versehen ist.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Filterelement anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt in perspektivischer und nicht maßstäblicher Darstellung die
Fig.1 in der Art eines Schnittes eine Längsansicht durch das Filterelement;
Fig.2 in perspektivischer Ansicht eine Draufsicht auf das Filterelement nach der Figur 1 ohne oberes Deckelteil und ohne die filternden Filtereinheiten und Fig.3 in perspektivischer Darstellung eine Draufsicht in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen auf das zuoberst angeordnete Deckelteil, das zweiteilig ausgebildet ist, wobei Fig.3 das untere der beiden des Deckelteils nach der Fig.1 zeigt.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelementes ist in der Art eines Längsschnittes in der Figur 1 dargestellt. Das Filterelement dient zum Filtrieren von Fluiden, insbesondere in Form von verschmutztem Hydrauli- köl oder dergleichen. Um die Längsachse 10 des Filterelementes sind konzentrisch zu diesem drei Filtereinheiten 12, 14, 16 angeordnet. Der besseren Darstellung wegen wurde die zuäußerst angeordnete Filtereinheit 12 nur mit ihrer halben Axial länge wiedergegeben. Die genannten Filtereinheiten 12, 14, 16 weisen zwischen sich jeweils einen radialen Abstand auf und sind innenseitig von 2 Deckelteilen 18, 20 in der Art von Endkappen aufgenommen. Insbesondere sind die Enden der Filtereinheiten 12, 14, 16 mit den beiden Deckelteilen 18, 20 über ein Klebestoffbett oder dergleichen verbindbar.
In den Deekelteilen 18, 20 ist eine als Ganzes mit 22 bezeichnete Fluidfuhrung vorhanden. Die Art des Fluiddurchflusses und die Art der internen Fluidfuhrung 22 sind in der Figur 1 mit der entsprechenden Pfeildarstellung wiedergegeben, wobei in Pfeilrichtung die jeweilige Durchströmung durch das Filterelement erfolgt. Desweiteren ist in den jeweiligen Abständen zwi- sehen den Fluideinheiten 12, 14, 16 ein Abstandshalter 24, 26 in der Art eines Drainagerohres gesetzt. In Abhängigkeit der Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids (Unfiltrat) wird dergestalt über die zuordenbaren Abstandshalter 24, 26 mindestens ein Teil der benachbart angrenzenden Filtereinheiten 12 und 14 in Durchströmungsrichtung wirksam abgestützt, um dergestalt ein Ausbeulen der jeweiligen Filtereinheit zu vermeiden. Desweiteren sind die Abstandshalter 24, 26 mit Kanälen 28 als weiterer Teil der internen Fluidfuhrung 22 versehen. Die dahingehenden Kanäle 28 sind für die beiden Abstandshalter 24 und 26 in der Figur 2 dargestellt.
Die jeweilige Filtereinheit 12, 14, 16 ist aus einer zylindrischen Filtermatte ausgebildet, wobei die dahingehende Filtermatte gewickelt oder gefaltet sein kann und aus einem auf diesem Gebiet üblichen Filtermaterial besteht. Wie sich desweiteren aus der Figur 1 ergibt, ist die jeweilige Filtermatte mit einem gleichen Längenmaß versehen wie die anderen eingesetzten zylindrischen Filtermatten, gemessen in Richtung der Längsachse 10 des Filterelementes. Die in Blickrichtung auf die Figuren 1 und 2 gesehen zuinnerst angeordnete Filtereinheit 16 stützt sich innenumfangseitig an einem Stützrohr 30 ab, dessen Inneres an die Reinseite 32 des Filterelementes (vergleiche Figur 1) angeschlossen ist. Der Aufbau des dahingehenden
Stützrohres 30 ist aus anderem Zusammenhang bekannt und es besteht aus einzelnen, übereinander angeordneten Ringsegmenten 34, die zwischen sich Fluiddurchläße für den Durchlaß des Filtrates begrenzen Und die über drei gleiche Winkel zwischen sich begrenzende Stützstege 36 auf Abstand zueinander gehalten sind. Somit stützt das innere Stützrohr 30 die zuinnerst liegende Filtereinheit 16 bei einer Durchströmungsrichtung von außen (Pfeildarstellung) nach innen hin ab.
Das in Blickrichtung auf die Figur 1 gesehen obere Deckelteil 18 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen 38, 40, die jedoch einstückig miteinander verbunden sein können. Der obere Teil 38 ist mit einer aufstellbaren Handhabe 42 in der Art eines Griffes versehen, um beispielsweise bei verbrauchtem Filterelement dieses aus dem Filtergehäuse einer Filtervorrichtung (nicht dargestellt) herauszunehmen und dergestalt gegen ein neues Fil- terelement auszutauschen. In der Figur 3 ist der untere Teil 40 des oberen Deckelteiles 18 gezeigt und zwar in perspektivischer Draufsicht. Das verschmutzte und unfiltrierte Fluid (Unfiltrat) kann über diametral zur Längsachse 10 angeordnete Einlasse 44 in der Art von Bohrungen dem Filterelement zugeführt werden, wobei die dahingehenden Einlasse 44 so beide Teile 38 und 40 des oberen Deckelteiles 18 durchgreifen. Wie die Figur 3 desweiteren zeigt, ist das Teil 40 in der Mitte absatzartig nach unten verlängert und umgreift mittig einen zentralen Kanal 46, der innerhalb des Filterelementes zur Reinseite 32 führt.
Um die Einlasse 44 herum und radial außerhalb in Gruppen angeordnet, sind zwischen zwei Führungsstegen 48 Einströmöffnungen 50 angeordnet, die gemäß der Teildarstellung nach der Figur 1 bereits filtriertes Fluid über die Filtereinheiten 12 und 14 aufnehmen und entlang der Führungsstege 48 in Richtung des zentralen Kanales 46 auf die Reinseite 32 des Filterelementes transportieren. Um eine möglichst turbulenzfreie Durchströmung zu erreichen, ist dabei vorgesehen, neben den Führungsstegen 48 zwischen diesen Leitstege 52 anzuordnen. Sowohl die Leitstege 52 als auch die Führungsstege 48 erstrecken sich strahlenartig um den zentralen Kanal 46 des oberen Deckelteils 18. Sowohl die Einlasse 44, als auch der zentrale Kanal 46, als auch die Führungsstege 48, als auch die Einströmöffnungen 50 und die Leitstege 52 bilden voneinander separierbare Kanalführungen innerhalb des Deckelteiles 18 aus sowohl für unfiltriertes als auch für filtriertes Fluid. Das in Blickrichtung auf die Figur 1 gesehene untere Deckelteil 20 ist ent- sprechend wie das obere Deckelteil 18 ausgebildet. Anstelle der Handhabe 42 tritt jedoch für das untere Deckelteil 20 die Reinseite 32 des Filterelementes, die von einem Umhüllungsstutzen 54 umgeben ist. Wie insbesondere die Figur 2 zeigt, sind die beiden Abstandshalter 24 und 26 zylindrisch ausgebildet und weisen entlang ihres Außen- und Innenum- fanges jeweils Längskanäle 56, 58, 60 und 62 auf, die als Teil der internen Fluidfuhrung 22 anzusehen sind. Der jeweilige Längskanal 56, 58, 60 und 62 des zuordenbaren Abstandshalters 24 bzw. 26 ist äquidistant zum nächsten nachfolgenden Längskanal auf der Innen- oder Außenseite des dahingehenden Abstandshalters angeordnet, wobei die Längskanäle 56, 58, 60 und 62 derart entlang der Längsachse 10 des Fiiterelementes eine Verwin- dung aufweisen, dass eine Art Drallführung für das Fluid erreicht ist.
Das genannte Filterelement dient für den Einbau in eine übliche Filtervorrichtung, die eine Einlaßstelle für das ungefilterte fluid (Unfiltrat) und eine Auslaßstelle für das filtrierte Fluid (Filtrat) aufweist (nicht dargestellt).
Um nunmehr die Funktion des erfindungsgemäßen Filterelementes näher zu erläutern, wird anhand der Pfeildarstellung in der Figur 1 die interne Fluidfuhrung 22 näher erläutert.
In Blickrichtung auf die Figur 1 gesehen ist rechts von der Längsachse 10 des Filterelementes die interne Fluidfuhrung 22 näher dargestellt. Über eine nicht näher dargestellte Einlaßstelle im Filtergehäuse für das in Figur 1 gezeigte Filterelement strömt Unfiltrat von außen nach innen durch die erste Filtereinheit. Die im Unfiltrat vorhandenen Verschmutzungen bleiben dann in der ersten Filtereinheit 12 zurück und der Fluidstrom an Filtrat wird all- seitig und außenumfangseitig über die äußeren Längskanäle 56 des ersten Abstandshalters 24 aufgenommen und zu gleichen Teilen nach oben und unten hin in das obere Deckelteil 18 sowie in das untere Deckelteil 20 abgeleitet Das Filtrat wird dann über die Einströmöffnungen 50 in den beiden Deckelteilen 18 und 20 in den jeweiligen Unterteil 40 aufgenommen und entlang der Führungsstege 48 sowie der Leitstege 52 in Richtung des mittigen Sammelraumes 64 transportiert, von wo aus über den zentralen Kanal 46 die Ableitung über die Mitte des Stützrohres 30 in Richtung der Reinseite 32 erfolgt. Gleichzeitig wird in Richtung der Pfeile 66 weiteres Unfiltrat über das nicht näher dargestellte Filtergehäuse in das Filterelement eingebracht und zwar über die Einlasse 44, die von den Einströmöffnungen 50 im jeweiligen Deckelteil 18, 20 fluiddicht getrennt sind.
Das über die Einlasse 44 zugeführte Unfiltrat gelangt jeweils über das obere Deckelteil 18 sowie das untere Deckelteil 20 in die Längskanäle 60 und 62 des zweiten Abstandhalters 26 und das dahingehende Unfiltrat wird dann gleichmäßig in beiden Richtungen einmal durch die innere dritte Filtereinheit 16 geschickt und einmal durch die mittlere Filtereinheit 14. Der zuletzt genannte Filtratstrom wird dann wiederum über die inneren Leitkanäle 58 des ersten Abstandshalters 24 in die Deckelteile 18, 20 transportiert und gelangt wiederum über die Einströmöffnungen 50 auf die Reinseite 32 des Filterelementes wie beschrieben. Der andere abgezweigte Filtratstrom gelangt dann über die dritte Filtereinheit 16 in das Innere des Stützrohres 30 und von dort aus gleichfalls zur Reinseite 32 des Filterelementes. Die da- hingehende interne Fluidfuhrung 22 ist für einen Strömungspfad beispielhaft dargestellt. Die dahingehende Fluidfuhrung findet jedoch wie beschrieben radial außenumfangsseitig entlang der einzelnen Filterelemente sowie den Abstandshaltern statt.
Durch die konzentrische Anordnung mehrerer Filtermatten um das genannte Stützrohr 30, wobei sich jeweils zwischen zwei Filtermatten ein Draina- gerohr in Form der Abstandshalter 24, 26 befindet, wird der zur Verfügung stehende Einbauraum in einem Filtergehäuse einer Filtervorrichtung (nicht dargestellt) effektiver genutzt. Hierdurch ist eine Steigerung der Schmutzaufnahmekapazität erreicht und der Durchflußwiderstand des Filterelementes ist durch die Vergrößerung der Filterfläche entsprechend verringert, sodass das gesamte Filterelement für den Durchströmungsvorgang als energetisch günstig zu bezeichnen ist. Wie dargestellt, hat dabei ein Teil der Drainagerohre die Aufgabe, das filtrierte Fluid in beiden Endkappen in Form der Deckelteile 18, 20 zuzuführen, wohingegen ein anderer Teil die Aufgabe hat, unfiltriertes Fluid (Unfiltrat) von beiden Endkappen aus den Filtermatten zuzuführen. Die genannten Drainagerohre als Abstandshalter können beispielsweise als Wellrohre oder aber auch als aufeinander ge- stappelte Ringe mit Bohrungen (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Durch die gezeigte Anordnung gilt für jedes Drainagerohr, dass der Druck auf seiner Innenseite dem Druck auf seiner Außenseite entspricht, sodass für das Filterelement insgesamt eine druckkompensierte Anordnung erreicht ist, was sich auf die Lebensdauer des Filterelementes günstig auswirkt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
. Filterelement zum Filtrieren von Fluiden mit mindestens zwei konzen- trisch zu seiner Längsachse angeordneten Filtereinheiten (12, 14,16), die jeweils einen radialen Abstand aufweisen und die endseitig von Deckelteilen (18, 20) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelteile (18, 20) eine interne Fluidfuhrung (22) aufweisen und dass in die jeweiligen Abstände zwischen den Filtereinheiten (12, 14, 16) ein Abstandshalter (24, 26) gesetzt ist, der in Abhängigkeit der Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids mindestens eines der benachbart angrenzenden Filtereinheiten (12, 14) abstützt und der Kanäle (28) als weiteren Teil der internen Fluidfuhrung (22) aufweist, die in direkter Verbindung mit der internen Fluidfuhrung (22) der Deckelteile (18,20) stehen.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Filtereinheit (12, 14, 16) aus einer zylindrischen Filtermatte gebildet ist und dass die eine Filtermatte mit im wesentlichen glei- chen Längenmaß, die weiter innen im Filterelement jeweils angeordnete Filtermatte in radialer Richtung umfaßt.
3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zuinnerst angeordnete Filtereinheit (16) sich innenumfangseitig an einem Stützrohr (30) abstützt, dessen Inneres an die Reinseite (32) des
Filterelementes angeschlossen ist.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Deckelteile (18, 20) Einläs- se (44) für das zu filtrierende Fluid aufweist und dass diese Einlasse (44) über die interne Fluidfuhrung (22) zumindest teilweise an einen der Abstandshalter (24, 26) angeschlossen sind.
5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt zwei Abstandshalter (24, 26) und drei Filtereinheiten (12, 14, 16) vorgesehen sind, die mit vorgebbaren unterschiedlichen Filtereinheiten ausstattbar sind.
6. Filterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zuinnerst und die zuäußerst angeordnete Filtereinheit (16,12) von außen nach innen von dem Fluid in Richtung der Reinseite (32) durchströmbar ist und dass die dazwischenliegende Filtereinheit (14) von beiden Seiten nach innen und außen anströmbar ist.
7. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Deckelteil (18, 20) voneinander separierbare Kanalführungen (44, 46, 48, 50, 52) für unfiltriertes und filtriertes Fluid aufweist.
8. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (24, 26) zylindrisch ausgebildet sind und entlang ihres Außen- und Innenumfanges jeweils Längskanäle (56, 58, 60, 62) unter Bildung der Kanäle (28) und als Teil der «nter- nen Fluidfuhrung (22) aufweisen.
9. Filterelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Längskanal (56, 58, 60, 62) des zugehörigen Abstandshalters (24, 26) äquidistant zum nächsten nachfolgenden Längskanal auf der Innen- oder Außenseite desselben angeordnet ist und dass die Längskanäle derart eine Verwindung aufweisen, dass eine Art Drallführung für das Fluid längs den Abstandshaltern (20, 26) erreicht ist.
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