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Die Erfindung betrifft eine Filterpatrone mit einer mikroporösen Faserhülse und mit einem perforierten Stützrohr sowie gegebenenfalls mit Endkappen.
Aus der DDR-Patentschrift Nr. 81088 ist eine solche Filterpatrone bekanntgeworden, welche aus einer zylindrischen mit Endkappen versehenen Filterhülse besteht. Im Inneren der Filterhülse ist ein Stützrohr angeordnet, wobei jedoch zwischen beiden Teilen ein Spalt belassen ist, so dass die Filterhülse über ihre gesamte Länge nicht abgestützt ist. Der bei dieser bekannten Konstruktion vorhandene Spalt führt bei einer Stoss- oder Schlagbeanspruchung zu einem Ausbiegen der Filterhülse und zu einer raschen Zerstörung der Patrone.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Filterpatrone, bei der diese Nachteile vermieden sind.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Faserhülse harzgebunden ausgebildet und mit dem Stützrohr sowohl in Längsrichtung als auch umfänglich übereinstimmt und dass ein fliessfähiges und härtbares Dichtungsmittel benachbarte Endbereiche der Hülse und des Stützrohres an Stellen, an denen sie durch das Dichtungsmittel miteinander verbunden sind, durchsetzt.
Als Dichtungsmittel kann z. B. Epoxyharz oder Silicon-Kautschuk verwendet werden. Das Epoxyharz kann kalt aushärtbar sein und sollte eine Viskosität von ungefähr 14 Poise aufweisen, um zu vermeiden, dass die Faserhülse unzulässig aus dem Harz herausgezogen wird. Die Endkappen, welche aus dem gleichen Material bestehen können, können vollständig mit dem Dichtungsmittel vereinigt werden, wobei ein Ende der Kappen mit einer Führung, z. B. einem angefügten Schraubengewindeansatz, versehen sein kann. Im allgemeinen wird das Dichtungsmittel in die Endkappen gegossen, und das Ende des Stützrohres sowie die Endbereiche der Faserhülse werden dann in das Dichtungsmittel eingetaucht, welches anschliessend aushärtet.
Jede Endkappe ist vorzugsweise mit einem inneren und einem äusseren zylindrischen Flansch versehen, wobei der innere Flansch in die Faserhülse eingeschoben und zwischen dieser und dem äusseren Flansch ein Endbereich des Stützrohres samt Dichtungsmittel angeordnet ist.
Die in der Faserhülse verwendeten Fasern sind so angeordnet, dass diese eine Vielzahl von Poren aufweist, die eine Grösse in Bereichen von bis zu 50 jU haben, nachdem der mit dem verstärkenden Harz, wie z. B. Epoxyharz oder Formaldehydharz, imprägnierte Faserpolster ausgehärtet ist, wobei die Fasern Durchmesser im Bereich von bis zu 4 jU aufweisen können.
Das Stützrohr ist stromabwärts vom Filterstoff um die Faserhülse angeordnet, welche, während sie in Berührung mit dem Träger ist, ausgehärtet werden kann, wobei die gesamte Anordnung von einer porösen Kunststoffsocke umgeben sein kann, welche als Vorfilter für nach innen gerichtete flüssige oder gasförmige Medien oder im Falle von nach aussen strömenden Gasen zur Aufnahme der damit verbundenen Flüssigkeitströpfchen und zur minimalen Mitführung der letzteren im gefilterten Gas dienen kann.
Das Stützrohr kann aus einem Streckmetall bestehen, wie z. B. aus Edelstahl, messing- oder cadmiumüberzogenem Flussstahl. Es kann auch ein aus gewebtem Dreht bestehendes Stützrohr verwendet werden, wobei metallische Stützrohre aus plattenförmigem Material punktförmig längs der überstehenden Ränder der Filterpatrone verschweisst sein können.
In speziellen Fällen, wo bei einem inneren Stützrohr Kunststoffkerne, wie z. B. Polypropylen oder plastische Kunststoffträger, verwendet werden, können diese eine innere gerippte Verstärkung aufweisen, um gegen nach innen gerichtete Druckunterschiede widerstehen zu können. Bei der Anwendung in Autoklaven oder bei andern Anwendungen, wo eine periodische Dampfsterilisation bis zu 1250C verlangt wird, kann ein Poly-4-Methylpenton-1 beispielsweise angewendet werden, welcher widerstandsfähig gegen Öle, Fette, Säure, Alkali und heisses Wasser ist.
In den Fällen, wo ein inneres Stützrohr angewendet wird, das bei Luftsterilisationsfiltern und Filtern zur Anwendung in Autoklaven verwendet wird, kann ein Streckmetallträger verwendet werden, der durch den Einsatz einer Schraubenfeder verstärkt ist, die gespannt in Berührung mit dem Stützrohr im Inneren desselben angeordnet ist. Die Schraubenfeder kann zwischen den inneren Flanschen der Endkappen nach Aushärtung des Dichtemittels in eine der Endkappen eingesetzt werden.
Die hohlen Stützrohre können Kegelstümpfe sein oder verlängerte eckige Teile mit quadratischem Querschnitt oder aber als zylindrische Rohre ausgebildet sein.
Die Faserhülse kann für die verschiedensten Anwendungszwecke mit verschiedenen Porositätsbereichen versehen werden, z. B. ein feinporiger Bereich mit Poren in einer Dimension im Bereich von 1 bis 7 jU, einem dazwischenliegenden Bereich mit Poren im Bereich von 7 bis 11 oder 11 bis 24jut und einem kleinen Porenformat mit Poren im Bereich von 24 bis 40 ju.
Die Faserhülse ist vorzugsweise nicht absorbierend und besteht aus Fasern oder zerschnittenen Fäden mit einer niedrigen Feuchtigkeitswiedergewinnung, gewöhnlich weniger als 1, 5% vorzugsweise aus Glas, beispielsweise aus Borsilikatfasern. Die Faser muss sehr fein sein, aber es ist nicht erforderlich, dass die Mehrzahl der Fasern von der gleichen Grössenordnung ist, wie die zurückgehaltenen Verunreinigungsteilchen oder Tröpfchen, die an diesen haften.
Die Fasern mit einer feinen Porengrösse weisen im wesentlichen Durchmesser in der Grössenordnung von 0, 5 ju auf. Der Faserdurchmesser mit einer Zwischenporengrösse beträgt im wesentlichen 1 bis 2 jolt, wobei der Faserdurchmesser der Faserhülse mit einer kleinen Porengrösse, die etwa im Bereich von 24 bis 40 ju liegt, vorzugsweise eine Grössenordnung von 4 ju aufweist.
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Es wurde gefunden, dass eine Faserhülse mit kleiner Porengrösse 91% der Verunreinigungsstoffe mit Ausmassen im Bereich von 0, 05 bis 2 entfernt und eine solche mit feineren Poren über 99% derartiger Verunreinigungsstoffe entfernt, wobei die Faserhülse mit der feinen Porengrösse praktisch eine vollständige Entfernung von 99, 999% bewirkt.
Zur Anwendung in Autoklaven werden Endkappen aus chromplattiertem Flussstahl mit einem Silicon-Kautschuk-Dichtemittel verwendet, wobei die poröse Socke als Vorfilter angeordnet ist. Wenn die Filterpatrone erhöhten Temperaturen über 135 C ausgesetzt wird, werden vorzugsweise Aluminium-Endkappen mit einem bei erhöhter Temperatur aushärtbaren Harz verwendet. Das Stützrohr besteht gewöhnlich aus cadmiumplattiertem gestrecktem Flussstahl, wobei alternativ auch ein inneres Kunststoffrohr verwendet werden kann. Wenn die Filterpatrone zur Entfernung lebender Organismen aus komprimierter Luft, z. B. in einem Luftsterilisationsapparat, verwendet werden soll, können gewöhnlich Endkappen aus Edelstahl mit einem inneren gestreckten Edelstahl- oder Kunststoffrohr mit Silicon-Kautschuk als Bindemittel ohne poröse Socken Verwendung finden.
Filterpatronen, die zur Entfernung von Öl aus komprimierter Luft dienen, sind gewöhnlich mit Phenolharz oder mit spritzgegossenen Aluminium-Endkappen und einem Epoxyharz-Dichtmittel versehen,
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Strom durch die Filterpatrone von aussen nach innen gerichtet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung folgen aus der nachstehenden erläuternden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, in der Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Filterpatrone zum Entfernen von Öl aus Luft, Fig. 2 das Filter gemäss Fig. l, bei welchem zur Klarstellung ein Teil der umgebenden Kunststoffsocke entfernt ist, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Filter, welches ein inneres Stützrohr aus einem gerippten Kunststoffmaterial für die Luftsterilisation aufweist, Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Filter, mit einem inneren Stützrohr zur Anwendung in einem Autoklaven zeigt. In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, sind Endkappen--l und 2--mit ringförmigen Flanschen--3 und 4--
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zylindrischen Stützrohr --7-- steht, werden in das Dichtungsmittel --5-- mit einem Ende eingesetzt, welches aushärten kann. Dann wird das Ganze umgekehrt, und das Verfahren wird mit der andern Endkappe wiederholt, wodurch die Faserhülse und der Träger an beiden Enden eingesetzt sind. Eine zylindrische Socke --8-- aus porösem Schaumstoff ist zwischen den äusseren Flanschen --4-- der Endkappen --1, 2-- der Filterpatrone von Fig. l, 2 und 4 angeordnet, um die Flansche--4--in den angrenzenden Bereichen festzukleben.
Bei der Filterpatrone zur Entfernung von Öl aus Luft gemäss Fig. 1 und 2 ist die Faserhülse--6--im Innern des Stützrohres --7-- untergebracht, welches aus einem gestreckten rostfreien Edelstahl mit überstehenden Rändern besteht, welche durch Punktschweissung miteinander verbunden sind. Die Endkappen --l und 2--bestehen aus Phenolformaldehyd-Kunstharz, und das verwendete Dichtemittel--5--besteht aus einem Epoxyharz mit einer Viskosität von 14 Poise. Der Fasergehalt der mikroporösen Faserhülse--6-- besteht aus kleingeschnittenen Borsilikatfäden mit einem Durchmesser in der Grössenordnung von 2 jU, wobei die Poren des Filtermediums Ausmasse im Bereich von 11 bis 24, a aufweisen.
Bei einem Luftsterilisationsfilter gemäss Fig. 3 befindet sich die Faserhülse --6-- auf dem äusseren Umfang des Stützrohres--7--, welches aus Polypropylen besteht. Das Stützrohr besitzt längs- und quererstreckte Rippen, um einer äusseren Stossbelastung zu widerstehen. Hiebei sind spritzgegossene
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Die Poren der Faserhülse haben Ausmasse im Bereich von 1 bis 7 je.
Bei der Autoklav-Filterpatrone gemäss Fig. 4 ist die Faserhülse --6-- auf dem äusseren Umfang des Stützrohres --7-- angeordnet, welcher aus chromplattiertem gestrecktem Flussstahl besteht. Das Stützrohr
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einer Viskosität von 14 Poise vorgesehen. Der Fasergehalt der mikroporösen Faserhülse --6-- besteht aus zerschnittenen Borsilikatfäden mit einem Durchmesser in der Grössenordnung von 0,5,tut, wobei die Poren der Faserhülse Ausmasse im Bereich von 1 bis 7 JU aufweisen.