<Desc/Clms Page number 1>
Filterelement Deze uitvinding betreft enerzijds een filterelement voor het filteren van vloeistoffen omvattende een buiselement voorzien van een filterend manteloppervlak, en anderzijds een filterinrichting voorzien van dergelijke filterelementen.
Dergelijk filterelement en filterinrichting zijn gekend uit DE 197 11 589 en zijn vrij verkrijgbaar. Deze bekende filterelementen worden bijvoorbeeld gebruikt in zogenaamde terugspoelinrichtingen, bestaande uit een koker met een filter in - en uitstroomopening, waarbij de filterelementen tijdens de filtratie van binnen naar buiten of omgekeerd, of bij terugspoeling van buiten naar binnen, of omgekeerd doorstroombaar zijn.
Het nadeel bij dergelijke gekende systemen is dat, door het oppervlak dat de gekende filterelementen innemen, het aantal filterelementen die men op de cirkelomtrek van de filterinrichting kan plaatsen, beperkt is. Hierdoor kan met een gekende filterinrichting maar een gelimiteerd debiet, afhankelijk van het aantal filterelementen op de cirkelomtrek, gefilterd worden. Indien men een groter debiet wenst te filteren, dient een grotere filterinrichting te worden vervaardigd.
Het doel van deze uitvinding is een filterelement te verschaffen die het mogelijk maakt meer filterelementen op dezelfde cirkelomtrek te plaatsen, waardoor met een
<Desc/Clms Page number 2>
bestaande inrichting een groter debiet kan gefilterd worden dan met gekende filterinrichtingen.
Het doel van de uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een filterelement voor het filteren van vloeistoffen omvattende een buiselement voorzien van een filterend manteloppervlak, waarbij het filterelement een niet- cirkelvormige dwarsdoorsnede heeft.
Door de filterbuis in dwarsdoorsnede niet cirkelvormig, bij voorkeur in ellipsvorm uit te voeren, kan men op dezelfde cirkelomtrek een groter aantal filterelementen plaatsen waardoor met éénzelfde filterinrichting een groter debiet gefilterd kan worden.
Bij een voorkeursuitvoering van het filterelement volgens de uitvinding omvat het filterelement een eerste buiselement met een eerste filterend manteloppervlak, is een tweede buiselement met een open en gesloten zijde en een tweede filterend manteloppervlak voorzien in de ruimte, begrensd door het eerste manteloppervlak, waarbij het tweede filterend manteloppervlak aan de open zijde van het tweede buiselement via een gesloten wand verbonden is met het eerste filterend manteloppervlak, en is het eerste of het tweede buiselement conisch uitgevoerd, zodat het filterelement een eerste in - of üitlaatopening' omvat die gevormd is 'door de open zijde van het tweede buiselement, en dat het filterelement een tweede in - of uitlaatopening omvat die toegang geeft tot de ruimte tussen de twee manteloppervlakken.
<Desc/Clms Page number 3>
Door het inbouwen van een tweede buiselement met een tweede filterend manteloppervlak in een eerste buiselement, wordt de filteroppervlaktedoorlaat veel groter. Hierdoor kan een veel groter debiet worden gefilterd in eenzelfde inbouwruimte.
Door één van de buiselementen of beide buiselementen conisch uit te voeren wordt een filterelement bekomen met een grotere instroomopening, die naar het einde van het filterelement versmalt. Door deze versmalling blijft de druk waarmee de vloeistof door het filterelement gaat, op de filtermantels overal gelijk. Hierdoor wordt een filterelement bekomen dat veel efficiënter filtert.
Bij een meer voorkeurdragende uitvoering van het filterelement volgens de uitvinding is elk manteloppervlak opgebouwd uit in langsrichting lopende staven waarrond een profieldraad is gewikkeld waarbij tussen één of meerdere wikkelingen filtreeropeningen voorzien zijn.
Het filterelement is bij voorkeur vervaardigd uit kunststof waardoor het filterelement bijvoorbeeld zuurbestendig is. Gebruikte kunststoffen zijn bij voorkeur polyvinyldifluoride (PVDF), Polyethyleen (PE), Polypropyleen (PP), Polyvinylchloride (PVC),....
Bij een andere voorkeursuitvoering van het filterelement volgens de uitvinding is het filterelement vervaardigd uit metaal of gelast metaalweefsel. Door gebruik te maken van dergelijke materialen worden filterelementen bekomen
<Desc/Clms Page number 4>
met een hoge duurzaamheid die bestand zijn tegen hoge temperaturen.
Een ander voorwerp van deze uitvinding is een filterinrichting voor het filteren van vloeistoffen, voorzien van minstens één koker met een instroom - en uitstroomopening voor de vloeistoffen, waarbij de genoemde inrichting voorzien is van minstens één filterelement volgens de uitvinding.
Om de eigenschappen van deze uitvinding verder te verduidelijken en om bijkomende voordelen en bijzonderheden ervan aan te duiden volgt nu een meer gedetailleerde beschrijving van het filterelement en van een filterinrichting volgens deze uitvinding. Het weze duidelijk dat niets in de hierna volgende beschrijving kan geïnterpreteerd worden als een beperking van de in de conclusies opgeëiste bescherming voor deze uitvinding.
In deze beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen waarbij : - figuur 1 een dwarsdoorsnede en een bovenaanzicht is van een filterelement volgens de uitvinding waarbij de vloeistof van binnen naar buiten wordt gefilterd ; - figuur 2 een dwarsdoorsnede en een bovenaanzicht is van een filterelement volgens de uitvinding waarbij de vloeistof van buiten naar binnen wordt gefilterd ;
<Desc/Clms Page number 5>
figuur 3 een voorstelling is van enerzijds een filterinrichting voorzien van gekende filterelementen en anderzijds van een filterinrichting voorzien van een filterelement volgens de uitvinding; figuur 4 een dwarsdoorsnede is van een filterinrichting voorzien van een filterelement volgens de uitvinding waarbij de vloeistof van binnen naar buiten wordt gefilterd;
figuur 5 een dwarsdoorsnede is van een filterinrichting voorzien van een filterelement volgens de uitvinding waarbij de vloeistof van buiten naar binnen wordt gefilterd.
Een eerste uitvoering van het filterelement (1) volgens de uitvinding is voorgesteld in figuur 1 en 2. Het filterelement (1) is opgebouwd uit een buiselement (2) voorzien van een manteloppervlak (3) en omvat een open zijde, waarlangs de vloeistof het filterelement (1) kan binnenkomen of verlaten, en een gesloten zijde (6).
Een tweede uitvoering van het filterelement (1) volgens de uitvinding is voorgesteld in, figuur 4 en 5. Dit filterelement is opgebouwd uit een eerste buiselement (7) met een eerste manteloppervlak (8) dat voorzien is om de vloeistoffen te filteren. In het eerste buiselement (7) wordt centraal een tweede buiselement (2), dat conisch is uitgevoerd, ingebouwd.
Het tweede conische buiselement (2) omvat een open (5) en gesloten (6) zijde en een tweede manteloppervlak (3) dat
<Desc/Clms Page number 6>
voorzien is om de vloeistoffen te filteren. Het tweede conisch buiselement (2) wordt in het eerste buiselement (7) ingebouwd zodanig dat het tweede filterend manteloppervlak (3) via een gesloten wand (9) verbonden is met het eerste filterend manteloppervlak (8).
Door het filterelement op de hierboven beschreven manier uit te voeren wordt een filterelement bekomen met aan het ene uiteinde een eerste in - of uitlaatopening (10) die gevormd is door de open zijde (5) van het tweede conisch buiselement (2) en aan het andere uiteinde een tweede in - of uitlaatopening (11) die toegang geeft tot de ruimte tussen de twee manteloppervlakken (3,8). Hierdoor kan de vloeistof, zowel via het eerste buiselement (7) als via het tweede conisch buiselement (2) gefilterd worden. Hierdoor wordt een veel grotere filteroppervlakte en vrije doorlaat bekomen dan bij bekende filterelementen.
De filteroppervlakte van het filterelement wordt gevormd door de manteloppervlakken (3 en 8) van het eerste buiselement (7) en het tweede conische buiselement (2).
Dit manteloppervlak (3,8) wordt gevormd door in langsrichting lopende staven (4) waarrond een profieldraad is gewikkeld, waarbij tussen één of meerdere wikkelingen filtreeropeningen voorzien zijn. Het aantal langsstaven (4) is afhankelijk van de grootte van het filterelement. De langsstaven (4) kunnen eventueel vervangen worden door een geperforeerde of van openingen voorziene buis, waarop een filtermat of een van openingen
<Desc/Clms Page number 7>
voorzien materiaal uit kunststof of metaal bevestigd wordt.
Zoals hiervoor beschreven heeft elk filterelement "tussen iedere omwikkeling", of bij de uitvoering met filtermat "tussen de openingen" een bepaalde doorlaat of spleetopening. Het totaal van die openingen in de ganse filter wordt uitgedrukt in procent t. o.v. het afgesloten gedeelte van de manteloppervlakte (8) van het eerste buiselement (7) en de manteloppervlakte (3) van het tweede buiselement (2), en wordt als volgt berekend: open area = spleetwijdte X 100 (profielbreedte + spleetwijdte) De "open area" van een filterelement wordt uitgedrukt in procent t. o.v. de totale oppervlakte van de filtermantels (3,8). Hoe kleiner de spleetopening is, hoe kleiner de "open area" dus hoe kleiner de totale oppervlaktedoorlaat van het eerste buiselement (7) en het tweede buiselement (2).
Men kan ook de profielbreedte verkleinen om de "open area" te vergroten, maar dat is in vele gevallen niet mogelijk doordat de buiselementen aan een bepaalde druk moeten kunnen weerstaan.
Afhankelijk van hoe de profieldraad op de langsstaven (4) wordt bevestigd kan het filterelement van binnen naar buiten filteren of van buiten naar binnen. Figuur 1 is een voorstelling van een filterelement (1) dat van binnen naar buiten filtert. De vloeistof komt het filterelement
<Desc/Clms Page number 8>
(1) binnen via de open zijde (5) en wordt gefilterd door het manteloppervlak (3).
Figuur 2 is een voorstelling van een filterelement (1) dat van buiten naar binnen filtert. Hier komt de nog niet gefilterde vloeistof het filterelement (1) binnen via het manteloppervlak (3) van het buiselement (2). De gefilterde vloeistof verlaat het filterelement (1) via de open zijde (5) van het filterelement (1).
Figuur 4 is een voorstelling van een filterinrichting voorzien van een filterelement dat van binnen naar buiten filtert. Het filterelement wordt geplaatst in een koker (12) met een instroom - (13) en uitstroomopening (14). De vloeistof komt het eerste buiselement (7) van het filterelement binnen via de tweede opening (11).
Vervolgens wordt een deel van de vloeistof gefilterd door het eerste manteloppervlak (8), een ander deel van de vloeistof wordt gefilterd door het tweede manteloppervlak (3) van het tweede conische buiselement (2). Dit deel verlaat het filterelement via de eerste opening (10), gevormd door de open zijde (5) van het tweede conisch buiselement (2). De volledig gefilterde vloeistof verlaat de filterinrichting via de uitstroomopening (14) van de koker (12).
Figuur 5 is een voorstelling van een filterinrichting voorzien van een filterelement dat van buiten naar binnen filtert. Hier komt de nog niet gefilterde vloeistof de koker (12) binnen via de instroomopening (13). Een deel van de vloeistof komt het filterelement binnen via de
<Desc/Clms Page number 9>
eerste opening (10) en wordt gefilterd door het tweede filterend manteloppervlak (3) van het tweede conisch buiselement (2). Het andere deel van de nog niet gefilterde vloeistof komt het filterelement binnen via het eerste filterend manteloppervlak (8) van het eerste buiselement (7). De volledig gefilterde vloeistof verlaat het filterelement via de tweede opening (11) en zo naar de uitstroomopening (14) van de koker (12).
Door het filterelement (1) conisch uit te voeren bekomt men een grotere instroomopening, die naar het einde van het filterelement versmalt. Door deze versmalling blijft de druk waarmee de vloeistof door het filterelement gaat, op de filtermantel (3) overal gelijk. Hierdoor wordt een filterelement (1) bekomen dat veel efficiënter filtert.
De filterelementen (1) zijn vervaardigd uit metaal zoals bijvoorbeeld inox of uit kunststof, bijvoorbeeld PVDF, PE, PP,.... Ze worden ingebouwd in een filterinrichting zoals bijvoorbeeld voorgesteld in figuur 3.
Figuur 3b. is een voorstelling van een gekende filterinrichting voorzien van gekende cilindrische filterelementen. Bij dergelijke filterinrichting kunnen bijvoorbeeld op een halve cirkelomtrek (180 ), vier filterelementen op tussenafstand a van elkaar geplaatst worden.
Vervangen we echter, zoals voorgesteld op figuur 3a, de cilindrische filterelementen door filterelementen (1) volgens de uitvinding, dan nemen deze filterelementen
<Desc/Clms Page number 10>
(1), alhoewel ze ook op tussenafstand a van elkaar geplaatst worden, duidelijk minder plaats in dan gekende elementen. Om vier filterelementen te plaatsen is maar X van de cirkelomtrek nodig, waarbij X < 180 .
Op een volledige cirkelomtrek, dus in dezelfde inbouwruimte, kunnen dus meer filterelementen (1) geplaatst worden dan bij gekende systemen. Dus door de gekende filterelementen te vervangen door filterelementen (1) volgens de uitvinding kan de capaciteit van bestaande filterinrichtingen gevoelig worden verhoogd.
<Desc / Clms Page number 1>
Filter element This invention relates on the one hand to a filter element for filtering liquids comprising a tubular element provided with a filtering jacket surface, and on the other hand a filter device provided with such filter elements.
Such a filter element and filter device are known from DE 197 11 589 and are freely available. These known filter elements are used, for example, in so-called backwashing devices, consisting of a tube with a filter inflow and outflow opening, wherein the filter elements can be flowed through from inside to outside or vice versa during filtration, or on backwashing from outside to inside or vice versa.
The disadvantage with such known systems is that, due to the surface that the known filter elements occupy, the number of filter elements that can be placed on the circumference of the filter device is limited. As a result, with a known filter device only a limited flow rate, depending on the number of filter elements on the circumference of the circle, can be filtered. If a larger flow rate is to be filtered, a larger filter device must be manufactured.
The object of the present invention is to provide a filter element that makes it possible to place more filter elements on the same circle circumference, whereby with a
<Desc / Clms Page number 2>
existing device a larger flow rate can be filtered than with known filter devices.
The object of the invention is achieved by providing a filter element for filtering liquids comprising a tubular element provided with a filtering surface, the filter element having a non-circular cross section.
By designing the filter tube in a non-circular cross-section, preferably in the form of an ellipse, a larger number of filter elements can be placed on the same circle circumference, so that a larger flow rate can be filtered with the same filter device.
In a preferred embodiment of the filter element according to the invention, the filter element comprises a first tube element with a first filtering jacket surface, a second tube element with an open and closed side and a second filtering jacket surface is provided in the space bounded by the first jacket surface, the second filtering jacket surface on the open side of the second tubular element is connected via a closed wall to the first filtering jacket surface, and the first or the second tubular element is conical, so that the filter element comprises a first inlet or outlet opening 'formed' by the open side of the second tubular element, and that the filter element comprises a second inlet or outlet opening which gives access to the space between the two jacket surfaces.
<Desc / Clms Page number 3>
By installing a second tubular element with a second filtering jacket surface in a first tubular element, the filter surface passage becomes much larger. This allows a much larger flow to be filtered in the same installation space.
By designing one of the tube elements or both tube elements conically, a filter element is obtained with a larger inflow opening, which narrows towards the end of the filter element. As a result of this narrowing, the pressure with which the liquid passes through the filter element remains constant on the filter jackets everywhere. This results in a filter element that filters much more efficiently.
In a more preferred embodiment of the filter element according to the invention, each jacket surface is made up of longitudinally extending rods around which a profile wire is wound, with filter openings being provided between one or more windings.
The filter element is preferably made of plastic, whereby the filter element is, for example, acid-resistant. Plastics used are preferably polyvinyl difluoride (PVDF), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), etc.
In another preferred embodiment of the filter element according to the invention, the filter element is made of metal or welded metal fabric. Filter elements are obtained by using such materials
<Desc / Clms Page number 4>
with high durability that can withstand high temperatures.
Another object of this invention is a filtering device for filtering liquids, provided with at least one tube with an inflow and outflow opening for the liquids, wherein said device is provided with at least one filter element according to the invention.
In order to further clarify the features of this invention and to indicate additional advantages and details thereof, a more detailed description of the filter element and of a filter device according to the present invention now follows. It is clear that nothing in the following description can be interpreted as a limitation of the protection claimed for the invention in the claims.
In this description reference is made to the accompanying drawings by reference numerals, in which: - figure 1 is a cross-section and a top view of a filter element according to the invention wherein the liquid is filtered from the inside to the outside; figure 2 is a cross-section and a top view of a filter element according to the invention wherein the liquid is filtered from outside to inside;
<Desc / Clms Page number 5>
Figure 3 is a representation of, on the one hand, a filter device provided with known filter elements and, on the other hand, a filter device provided with a filter element according to the invention; Fig. 4 is a cross-sectional view of a filter device provided with a filter element according to the invention wherein the liquid is filtered from the inside to the outside;
Fig. 5 is a cross-sectional view of a filter device provided with a filter element according to the invention wherein the liquid is filtered from the outside to the inside.
A first embodiment of the filter element (1) according to the invention is shown in figures 1 and 2. The filter element (1) is composed of a tubular element (2) provided with a jacket surface (3) and comprises an open side, along which the liquid filter element (1) can enter or leave, and a closed side (6).
A second embodiment of the filter element (1) according to the invention is represented in Figures 4 and 5. This filter element is composed of a first tubular element (7) with a first jacket surface (8) which is provided for filtering the liquids. In the first tube element (7), a second tube element (2), which is of conical design, is installed centrally.
The second conical tubular element (2) comprises an open (5) and closed (6) side and a second jacket surface (3) that
<Desc / Clms Page number 6>
is provided to filter the liquids. The second conical tubular element (2) is built into the first tubular element (7) such that the second filtering jacket surface (3) is connected to the first filtering jacket surface (8) via a closed wall (9).
By designing the filter element in the manner described above, a filter element is obtained with at first end a first inlet or outlet opening (10) formed by the open side (5) of the second conical tube element (2) and at the at the other end a second inlet or outlet opening (11) giving access to the space between the two jacket surfaces (3,8). As a result, the liquid can be filtered both via the first tubular element (7) and via the second conical tubular element (2). This results in a much larger filter surface and free passage than in known filter elements.
The filter surface of the filter element is formed by the jacket surfaces (3 and 8) of the first tube element (7) and the second conical tube element (2).
This jacket surface (3,8) is formed by rods (4) running in the longitudinal direction around which a profile wire is wound, with filter openings being provided between one or more windings. The number of longitudinal bars (4) depends on the size of the filter element. The longitudinal bars (4) may optionally be replaced by a perforated or apertured tube on which a filter mat or apertured
<Desc / Clms Page number 7>
provided with plastic or metal material.
As described above, each filter element has a certain passage or gap opening "between each wrap", or in the case of a filter mat "between the openings". The total of those openings in the entire filter is expressed in percent t. o.v. the sealed portion of the jacket surface (8) of the first tubular element (7) and the jacket surface (3) of the second tubular element (2), and is calculated as follows: open area = gap width X 100 (profile width + gap width) The "open area "of a filter element is expressed in percent t. o.v. the total surface area of the filter jackets (3.8). Thus, the smaller the gap opening, the smaller the "open area", the smaller the total surface passage of the first tubular member (7) and the second tubular member (2).
The profile width can also be reduced to increase the "open area", but in many cases this is not possible because the tube elements must be able to withstand a certain pressure.
Depending on how the profile wire is attached to the longitudinal bars (4), the filter element can filter from inside to outside or from outside to inside. Figure 1 is a representation of a filter element (1) that filters from the inside to the outside. The liquid enters the filter element
<Desc / Clms Page number 8>
(1) inside through the open side (5) and is filtered through the jacket surface (3).
Figure 2 is a representation of a filter element (1) that filters from the outside to the inside. Here the liquid that has not yet been filtered enters the filter element (1) via the jacket surface (3) of the tubular element (2). The filtered liquid leaves the filter element (1) via the open side (5) of the filter element (1).
Figure 4 is a representation of a filter device provided with a filter element that filters from the inside to the outside. The filter element is placed in a tube (12) with an inflow (13) and outflow opening (14). The liquid enters the first tube element (7) of the filter element through the second opening (11).
Subsequently, part of the liquid is filtered through the first jacket surface (8), another part of the liquid is filtered through the second jacket surface (3) of the second conical tubular element (2). This part leaves the filter element via the first opening (10) formed by the open side (5) of the second conical tube element (2). The fully filtered liquid leaves the filter device via the outflow opening (14) of the tube (12).
Figure 5 is a representation of a filter device provided with a filter element that filters from the outside to the inside. Here the not yet filtered liquid enters the tube (12) via the inflow opening (13). Part of the liquid enters the filter element through the
<Desc / Clms Page number 9>
first opening (10) and is filtered through the second filtering jacket surface (3) of the second conical tubular element (2). The other part of the liquid that has not yet been filtered enters the filter element via the first filtering surface (8) of the first tube element (7). The fully filtered liquid leaves the filter element via the second opening (11) and thus to the outflow opening (14) of the tube (12).
By designing the filter element (1) conically, a larger inflow opening is obtained, which narrows towards the end of the filter element. As a result of this narrowing, the pressure at which the liquid passes through the filter element remains the same everywhere on the filter jacket (3). This results in a filter element (1) that filters much more efficiently.
The filter elements (1) are made from metal such as, for example, stainless steel or from plastic, for example PVDF, PE, PP, etc. They are built into a filter device as shown, for example, in Figure 3.
3b. is a representation of a known filter device provided with known cylindrical filter elements. With such a filter device, for example, on a semicircular circumference (180), four filter elements can be placed at a mutual distance a from each other.
However, if we replace the cylindrical filter elements with filter elements (1) according to the invention, as shown in Figure 3a, then these filter elements take
<Desc / Clms Page number 10>
(1), although they are also placed at a distance between each other, clearly less space than known elements. To place four filter elements, only X of the circumference of the circle is needed, where X <180.
Therefore, more filter elements (1) can be placed on a complete circle circumference, ie in the same installation space, than with known systems. Thus, by replacing the known filter elements with filter elements (1) according to the invention, the capacity of existing filter devices can be increased considerably.