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Filter
Die Erfindung betrifft einen Filter aus Kunststoff, bestehend aus mehreren, vorzugsweise zylindrischen, Filterflächen.
Zum Filtern von Gasen oder Flüssigkeiten, z. B. Wasser, öl u. dgl., werden auf den verschiedensten
Gebieten der Technik längliche, insbesondere zylindrische Filter, sogenannte Filterkerzen, verwendet. Diese bestehen in der einfachsten Ausführungsform aus einem durchlässigen Zylindermantel und einem ganz oder teilweise geschlossenen Boden.
Die Erfindung befasst sich mit Filtern aus Kunststoff für die verschiedensten Verwendungszwecke, u. zw. insbesondere mit Filtern bzw. Filterkerzen, die aus mehreren Filterflächen bzw. aus mehreren Filterteilen bestehen, so dass diese Filter gemäss der Erfindung auch für besondere technische Anforderungen verwendbar sind. Trotz der Verwendbarkeit derartiger Filter für besondere, hohe technische Anforderungen sollen gemäss einer der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe die Filter in ihrem Aufbau und vor allem in der Herstellung einfach sein.
Durch das österr. Patent Nr. 263032, welches ein älteres Recht darstellt, ist bereits ein Filterelement mit zylindrischer Raumform bekannt, bei welchem das Filtermedium den Ringraum zwischen zwei konzentrischen Lochzargen einnimmt und in radialer Richtung durchströmt wird, wobei die Lochzargen und das Filtermedium Gebilde aus stranggepressten Polyamiden sind und die stirnseitigen Kanten dieser Gebilde durch Verschweissen zu einer abdichtenden Materialschicht verbunden sind. Diese bekannten Filterelemente sind verhältnismässig schwierig herzustellen, da von stranggepressten Kunststoffbahnen oder Kunststoffrohren ausgegangen wird, die anschliessend mit Durchlassöffnungen versehen werden, was insbesondere, wenn von Kunststoffrohren ausgegangen wird, kompliziert und zeitaufwendig ist und ausserdem Spezialwerkzeuge erforderlich macht.
Im Gegensatz dazu besteht die Erfindung darin, dass die Filterflächen aus längs- und querverlaufenden, die Filteröffnungen freilassenden, extrudierten Längsrippen und Querrippen bestehen, wobei den Endabschluss jeder Filterfläche jeweils eine Querrippe bildet und die einzelnen Filterflächen über diese Querrippe durch Verschweissung miteinander verbunden sind. Die extrudierten, aus längsund querverlaufenden Kunststoffsträngen bestehenden Filterflächen sind sehr einfach als fortlaufender Strang herstellbar und man erhält durch die erfinderische Massnahme einen sauberen, einfach herzustellenden Endabschluss.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass zwischen koaxial zueinander angeordneten Filtermänteln gebildete ringförmige Zwischenräume mit Filtermaterial gefüllt sind, wobei die Endflächen der Zwischenräume durch ringförmige Endwandungen verschlossen sind, die mit den Filtermänteln verschweisst sind.
Je nach Verwendungszweck können mehrere Filterflächen sowie Filtermaterialien, wie
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Kunststoffschaum, Aktivkohle, Glaswolle usw. angeordnet sein.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Filter gekennzeichnet sein durch eine spiralförmig gewickelte Filterschicht aus einem mit der Kunststoffilterfläche kaschierten
Metallgeflecht, wobei die einzelnen Filterschichten den gleichen, durch die Dicke des Metallgeflechtes gegebenen Abstand voneinander haben und wobei der Filterkerzenboden aus dem einseitig über das
Metallgeflecht überstehenden, verschweissten Kunststoffrand besteht. Auf diese Weise kann man einfach
Filter herstellen, bei denen die Filterwände konstanten Abstand voneinander haben, wobei die
Filtergrösse beliebig variiert und das Ausgangsmaterial platzsparend gelagert werden kann.
Die Verwendung von extrudierten netzartigen Filterflächen stellt besondere Anforderungen an die
Ausbildung derartiger Flächen. Einerseits sollen die durch die Fäden freigelassenen Filteröffnungen entsprechend dem Verwendungszweck des Filters eine ausreichende Feinheit besitzen. Anderseits ist aber auch eine gewisse Widerstandsfähigkeit und Formstabilität erforderlich.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist gemäss einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung ein Filter dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Filterfläche aus einem Stützgewebe aus mit verhältnismässig grossem Abstand voneinander angeordneten, stabilen, insbesondere dickeren längs-und querverlaufenden Stützfäden und aus die von den Stützfäden freigelassenen Öffnungen schliessenden, feinmaschigen Filtergewebe aus vergleichsweise dünneren längs-und querverlaufenden
Filterfäden besteht.
Gemäss dieser Ausführungsform bestehen somit die Filtermäntel aus zwei extrudierten netzförmigen Filterflächen, von denen die eine, vorzugsweise grobmaschige Filterfläche als Stützgewebe zur Erhaltung einer gewissen Formstabilität dient, während die andere, feinmaschige Filterfläche als eigentliches Filtergewebe wirkt. Diese beiden Filterflächen werden vorzugsweise gemeinsam extrudiert, wobei das Stützgewebe in dem vorzugsweise durchgehenden feinmaschigen Filtergewebe angeordnet ist.
Gemäss der Erfindung wird somit ein einteiliges gewissermassen einwandiges Filter geschaffen, das sowohl die ausreichende Feinheit der Filteröffnungen wie auch die erwünschte Formstabilität gewährleistet.
Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Filters mit einem Spritzkopf, bei dem mittels in Düsenträgem angeordneten Düsenöffnungen Längsfäden fortlaufend und Querfäden durch Abheben der Düsenträger voneinander gebildet werden, ist in Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenträger periodisch mehrmals kurzzeitig und mit geringem Abstand sowie einmal je Periode längerzeitig und mit grösserem Abstand voneinander abgehoben werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, in denen mehrere mögliche Ausführungsformen in beispielhafter Weise dargestellt sind. Es zeigen : Fig. l einen Teil eines Filters gemäss der Erfindung in perspektivischer Draufsicht, teilweise geschnitten, Fig. 2 einen Querschnitt des Filters gemäss Fig. l, Fig. 3 einen Querschnitt eines Filters mit mehreren Filterflächen, Fig. 4 einen Querschnitt einer andern Ausführungsform eines Filters mit mehreren Mänteln, Fig. 5 einen Schnitt V-V des Filters gemäss Fig. 4, Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen zylindrischen Filter bzw. durch eine Filterkerze mit mehreren Zylinderflächen, Fig. 7 einen Querschnitt zu Fig. 6, Fig. 8 eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Filters mit Filtermaterial im Längsschnitt, Fig.
9 einen Längsschnitt durch einen Filter mit einem besonderen Filtereinsatz, Fig. 10 einen Querschnitt zu Fig. 9, Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Filters, Fig. 12 eine Draufsicht auf das zur Bildung des Filters gemäss Fig. 11 verwendete Material, Fig. 13 einen Ausschnitt einer abgewandelten Ausführungsform einer Filterfläche im Längsschnitt, Fig. 14 einen Querschnitt eines Netzes ähnlich gemäss Fig. 13, Fig. 15 einen Spritzkopf zur Herstellung der in den Fig. 13 und 14 dargestellten Filterfläche in zwei verschiedenen Stellungen.
Der Filter gemäss der Erfindung u. zw. insbesondere zylindrische Filterkerzen, bestehen aus durch Extrusion hergestellten Filterflächen aus Kunststoff u. zw. insbesondere zylindrischen Filtermänteln.
Diese Filterflächen bzw. Filtermäntel werden durch fortlaufende Extrusion aus einem entsprechend ausgebildeten Spritzkopf hergestellt u. zw. derart, dass in Längs-und Querrichtung des Filters verlaufende Längsrippen --10-- und Querrippen --11- entstehen. Diese Längsrippen--10-- und Querrippen--11--begrenzen in Längs-und Querreihen angeordnete Filteröffnungen--12--. Die Filterflächen bzw. Filtermäntel sind von dem extrudierten Strang jeweils so abgeteilt, dass zur Endbegrenzung jeweils eine Querrippe--11--dient. Dadurch erhält die Filterfläche, insbesondere der Filtermantel einen sauberen glatten Abschluss.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen mehrteilige Filter u. zw. bestehen diese Filter aus einem äusseren zylindrischen Filtermantel--13--und darin angeordneten verschiedenartigen Filterteilen, Filterflächen und kleineren Filtermänteln.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. l sind in dem äusseren Filtermantel --13-- kreuzförmig angeordnete Filterflächen --14 und 15--angebracht. Diese Filterflächen --14 und 15--sind miteinander sowie mit dem äusseren Filtermantel--13--durch Verschweissung verbunden, so dass ein stabiler, haltbarer Filter bzw. eine Filterkerze auf einfache Weise erzielt wird.
Bei dem Filter gemäss Fig. 3 sind in dem äusseren Filtermantel--13--mehrere ebenfalls zylindrische Filterflächen --16-- angeordnet. Diese Filterflächen --16-- bestehen ebenfalls aus
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aussermittig in dem äusseren Filtermantel angeordnet und durch Verschweissung wenigstens der Enden miteinander sowie mit dem äusseren Filtermantel --13-- verbunden.
Fig. 4 und 5 zeigen eine ähnliche Ausbildung eines Filters wie Fig. 3. Hier sind in einem äusseren Filtermantel --13-- eine koaxiale innere Filterfläche --17-- und zwischen dem äusseren Filtermantel --13-- sowie der inneren Filterfläche --17-- weitere achsparallele zylindrische Filterflächen --18-- angeordnet. Sämtliche Filterflächen --13,17,18-- sind in der bereits beschriebenen Weise ausgebildet und wenigstens an den Enden (Fig. 5) miteinander durch Verschweissung verbunden, so dass ein kompliziert aufgebautes Filtergebilde auf einfache Weise erzielt wird.
Der Filter gemäss Fig. 6 und 7 besteht aus mehreren, nämlich drei konzentrisch ineinander angeordneten Filterflächen --13,19 und 20--. Diese sind mit einem radialen Abstand voneinander gehalten u. zw. durch ringförmige Abstandhalter--21--aus Kunststoff. Die ringförmigen
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die Filterflächen --13, 19, 20-- in ihrer Relativlage zueinander fixiert und gehalten, anderseits ein dichter Abschluss der Ringspalte zwischen den einzelnen Filterflächen--13, 19 und 20--erzielt. Die zentrische Mittelöffnung --22-- kann hier, wie bei allen andern Ausführungsformen, offen sein oder, wenn es der Verwendungszweck erfordert, durch eine Abschlusswandung (nicht dargestellt) aus Kunststoff ganz oder teilweise verschlossen sein, die mit den Filterflächen bzw. Filtermänteln verschweisst ist.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der zwischen einer äusseren Filterfläche --13-- und einer inneren Filterfläche --23-- ein im Querschnitt ringförmiger Zwischenraum gebildet ist, der mit Filtermaterial--24--, z. B. Glaswolle, Kunststoffschaum, Aktivkohle od. dgl.
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--13- kann auf dessen Innenseite noch ein feinmaschiger Filtermantel --26-- angeordnet sein, der an den Enden ebenfalls mit dem äusseren Filtermantel--13-durch Verschweissung verbunden ist.
Der Filter gemäss Fig. 9 und 10 dient zur Absonderung von Feuchtigkeit aus gasförmigen Medien.
Zu diesem Zweck ist in einem äusseren Filtermantel --13-- ein Filterkörper --27-- angeordnet, der aus einer Vielzahl von radial gerichteten Kunststoffäden --28-- besteht. Diese bürstenartig
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freilassen. Die Endwandungen--29--sind wieder mit dem Filtermantel --13-- verschweisst.
Fig. 12 zeigt das Material aus dem die Filterkerzen gemäss Fig. 11 hergestellt werden. Es besteht aus einem Metallgeflecht --32-- mit aufkaschiertem Kunststoffnetz --31--. Dieses Material wird in rechteckigen Bahnen hergestellt. Die Bahnen werden spiralförmig aufgewickelt (Fig. 11). So bestimmt die Bahnbreite die Filterlänge, die Windungszahl den Kerzenumfang und die Fadendicke des Netzes den Abstand der Filterschichten. Das kaschierte Metallgeflecht--32--kann auch über ein durchbrochenes Kunststoffrohr als Kern gewickelt werden. Zusammengehalten wird die Filterwicklung durch ein ebenfalls durchbrochenes Kunststoffrohr--33--, in das die Wicklung genau hineinpasst.
Das Kunststoffnetz kann einseitig über das kaschierte Metallgeflecht überstehen. Dieser überstehende Rand wird verschweisst und dient als Filterkerzenboden.
Die netzförmigen Filterflächen gemäss Fig. 13 und 14 haben vorzugsweise zylindrische Form, werden also als Schläuche hergestellt. Sie dienen vorzugsweise als Filtermäntel, insbesondere zur Herstellung von sogenannten Filterkerzen.
Die netzförmigen Filterflächen bestehen aus extrudierten Längs-und Querfäden aus Kunststoff.
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Gemäss der Erfindung sind zwei Flächen vorgesehen, u. zw. einmal ein grobmaschiges Stützgewebe zur Erzeugung einer gewissen Formstabilität, und zum andern ein engmaschiges Filternetz. Das Stützgewebe besteht aus verhältnismässig dicken in Längsrichtung verlaufenden Stützfäden--37--und etwa entsprechend dimensionierten querverlaufenden Stützfäden --38--. Die Stützfäden --37 und 38-lassen verhältnismässig grosse Öffnungen--39--frei, die durch ein feinmaschiges Filtergewebe bedeckt sind.
Das Filtergewebe besteht aus im Vergleich zu den Stützfäden --37 und 38--wesentlich dünneren in Längsrichtung verlaufenden Filterfäden --40-- und quer dazu gerichteten Filterfäden --41--. Die längs- und querverlaufenden Filterfäden --40,41-- sind mit geringen Abständen voneinander angeordnet, so dass ein engmaschiges Filtergewebe mit kleinen Durchtrittsöffnungen entsteht.
Vorzugsweise sind zumindest die in Längsrichtung verlaufenden Filterfäden--40-- durchgehend über die gesamte Länge der Filterfläche. Dies hat zur Folge, dass auf den querverlaufenden Stützfäden --38-- die in Längsrichtung verlaufenden Filterfäden --40-- erscheinen, u.zw. entweder auf der Innenseite oder auf der Aussenseite als eng nebeneinanderliegenden Rippen (s. insbesonde Fig. 16).
Das Filtergewebe aus den Filterfäden--40 und 41--kann, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, im radial aussen liegenden Bereich in bezug auf das aus den Stützfäden--37 und 38--gebildete Stützgewebe angeordnet sein. Die Filterfläche kann aber auch so ausgebildet sein, dass das Filtergewebe mittig in bezug auf die Querschnittsabmessungen der Stützfäden --37 und 38-- des Stützgewebes angeordnet ist oder auf der Innenseite des Stützgewebes.
In Fig. 17 ist in zwei unterschiedlichen Stellungen ein Ausführungsbeispiel eines Spritzkopfes zur Herstellung von erfindungsgemässen Filterflächen nach dem erfindungsgemässen Verfahren teilweise dargestellt. Der Spritzkopf besteht aus einem unbewegbaren Aussenmantel--42--und einem konzentrisch zu diesem angeordneten Kern--43--. Der Kern--43--ist in bezug auf den
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Axialrichtung gemäss Doppelpfeil--44--relativgegenüberliegenden Düsenträger--46--des Aussenmantels--42--Anlage. In einer andern Endstellung des Kerns--43--ist der Düsenträger --45-- vom Düsenträger --46-- abgehoben, derart, dass ein ringsherum laufender Düsenschlitz --47-- gebildet wird.
Die Düsenträger --45 und 46-sind mit Düsenbohrungen-48 bzw. 49-versehen. Diese Düsenbohrungen--48 und 49-- sind ständig, also bei jeder Stellung des Kerns --43--, offen, so dass Kunststoff extrudiert wird. Die im Querschnitt grösseren und mit grösserem Umfangsabstand voneinander angeordneten Düsenbohrungen --48-- des Düesenträgers --45-- dienen zur Bildung der in Längsrichtung verlaufenden Stützfäden--37--während die im Querschnitt wesentlich
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abgehoben ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird in der Weise durchgeführt, dass der Kern--43- periodisch mit unterschiedlichem Hub und unterschiedlicher Dauer von dem Düsenträger--46-- abgehoben wird. In jeder Bewegungsperiode der Kerns --43-- wird dieser einmal um einen grösseren Betrag und längerzeitig von dem Düsenträger --46-- abgehoben, zur Bildung eines querverlaufenden Stützfadens--38--und anschliessend mehrmals kurzzeitig mit geringerem Hub zur Bildung einer Mehrzahl von querverlaufenden Filterfäden --41-- kleineren Querschnitts und mit geringerem Abstand voneinander.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Filter aus Kunststoff, bestehend aus mehreren, vorzugsweise zylindrischen Filterflächen,
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dassquerverlaufenden, die Filteröffnungen (12) freilassenden, extrudierten Längsrippen (10) und Querrippen (11) bestehen, wobei den Endabschluss jeder Filterfläche jeweils eine Querrippe bildet und die einzelnen Filterflächen über diese Querrippe durch Verschweissung miteinander verbunden sind.
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