DE10011239A1

DE10011239A1 - Druckstabile äußere Rückstausicherung für patronenartige Filterelemente

Info

Publication number: DE10011239A1
Application number: DE10011239A
Authority: DE
Inventors: Fritz Reulecke
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2000-10-05
Also published as: DE29905892U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine verbesserte druckstabile äußere Rückstausicherung aus Kunststoff für patronenartige Filterelemente. DOLLAR A Es wurde gefunden, daß die Rückstausicherung in Form eines rohrförmigen Stützkörpers, der aus umlaufenden Ringen besteht, welche über Stege verbunden sind, eine deutlich höhere Druckstabilität aufweist, wenn der Abstand zwischen den umlaufenden Ringen und/oder zwischen den Stegen in Richtung der beiden Enden des rohrförmigen Stützkörpers zunimmt. DOLLAR A In alternativen Ausführungsformen der Erfindung sind die Ringe und/oder Stege so gestaltet, daß ihre Breite in Richtung der beiden Enden des rohrförmigen Stützkörpers abnimmt und daß sie ein Profil aufweisen. DOLLAR A Mit den erfindungsgemäßen Rückstausicherungen ausgerüstete Filterelemente sind selbst bei erhöhten Temperaturen und Druckstößen, die während der Filtration und Reinigung auftreten, stabil und können mechanisch stabil sein. Derartige Filterelemente können bevorzugt durch pulsierende Rückströmung gereinigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte druckstabile äußere Rückstausicherung aus Kunststoff für patronenartige Filterelemente.

Äußere Rückstausicherungen für patronenartige Filterelemente, wie Filterkerzen und Wickelmodule sind bekannt. Sie bestehen beispielsweise aus rohrförmigen Stützkörpern aus Kunststoff, deren Rohrmantel fluiddurchlässig ist (DE 39 21 369 C2, AU 40433/85 A, DE 29 48 925 C2, DE 42 17 159 C2). Dazu ist der Rohrmantel des Stützkörpers gitterartig durch über Stege verbundene umlaufende untereinander beabstandete Ringe ausgebildet. Bei äußeren Rückstausicherungen ist der rohrförmige Stützkörper als äußerer Mantel des patronenartigen Filterelementes ausgebildet und umfaßt die rohrförmigen Filtermaterialien des Filterelementes, welche sich an der Innenumfangsfläche des Stützkörpers abzustützen. Der rohrförmige Stützkörper soll die empfindlichen Filtermaterialien sowohl bei der Handhabung des Filterelementes als auch beim Betrieb vor mechanischer Zerstörung schützen. Im Filtrationsbetrieb treten bei unsachgemäßer Fahrweise der Filtrationsanlagen als auch bei der Reinigung, insbesondere bei der Reinigung durch Rückspülung beträchtliche Druckstöße auf. Nachteilig ist, daß derartige Druckstöße von den äußeren rohrförmigen Stützkörpern des Standes der Technik aus Kunststoff häufig nicht ausreichend aufgefangen werden und es daher zu Deformationen des gesamten Filterelementes kommt. Die durch Druckstöße verursachten Deformationen sind besonders stark, wenn Filtration und Reinigung bei höheren Temperaturen durchgeführt werden. Die Deformationen gehen in der Praxis sogar so weit, daß die Zylinderwand des Filterelementes ballonartig aufgebläht wird. Das Filterelement wird dabei auf Grund von Leckagen unbrauchbar. Im Falle der Ausrüstung der Filterelemente mit Filtermembranen aus polymeren Werkstoffen als Filtermaterialien kommt es dabei regelmäßig zu Membranrissen oder Zerstörungen der Porenstruktur der Membranen. Soll die Stabilität der Rückstausicherung dadurch erhöht werden, daß ihre Perforationen verringert wird, in dem beispielsweise breitere Ringe und Stege verwendet werden, ist das mit dem Nachteil einer verminderten Filtrationsleitung verbunden, weil dem zu filtrierenden Medium ein größerer Strömungswiderstand entgegengesetzt wird und die Oberfläche der Filtermaterialien an den Stellen, die unmittelabr an der Rückstausicherung zur Abstützung anliegen, für das zu filtrierende Medium nur schwer zugänglich oder gänzlich unzugänglich ist. Darüberhinaus sprechen Kostengründe wegen des höheren Materialverbrauchs gegen eine derartige Lösung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine druckstabile äußere Rückstausicherung aus Kunststoff für patronenartige Filterelemente vorzuschlagen, die ohne Einschränkung der Filtrationsleistung des Filterelements über eine verbesserte mechanische Stabilität verfügt.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Schutzansprüche 1 bis 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Kennzeichen der abhängigen Schutzansprüche definiert.

So wurde gefunden, daß eine äußere Rückstausicherung in Form eines rohrförmigen Stützkörpers aus Kunststoff, der aus umlaufenden Ringen besteht, welche über Stege beabstandet verbunden sind, eine deutlich höhere Druckstabilität aufweist, wenn der Abstand zwischen den umlaufenden Ringen und/oder zwischen den Stegen in Richtung der beiden Enden des rohrförmigen Stützkörpers zunimmt, das heißt, wenn die Ring- und Stegdichte in dieser Richtung abnimmt. Offensichtlich nimmt die mechanische Belastung der Rückstausicherung eines rohrförmigen Filterelements von den beiden Enden zur Mitte des rohrförmigen Stützkörpers hin zu, wo erfindungsgemäß mehr umlaufende Ringe und Rippen pro Strecke vorhanden sind, die die Belastung aufnehmen können. Der zunehmende Abstand zwischen den Ringen und Stegen in Richtung der beiden Enden des Stützkörpers führt außerdem dazu, daß die für das zu filtrierendes Fluid frei zugängliche Membranfläche in der Summe größer ist als bei Rückstausicherungen des Standes der Technik, was zu einem geringeren Filtrationswiderstand führt. Dadurch steigt entweder die Filtrationsleistung oder bei gleich bleibender Filtrationsleistung ist eine geringere Pumpenleistung zur Erzeugung der für die Filtration erforderlichen Druckdifferenz und damit ein geringerer Energieeintrag erforderlich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der Reinigung durch Rückspülung die Ablagerungen besser aus den Plissierfalten herausgespült werden. Die mit der erfindungsgemäßen Rückstausicherung ausgestatteten patronenartigen Filterelemente sind besonders gut geeignet für eine Reinigung durch pulsierende Rückspülung. Diese Reinigungsmethode ist besonders wirksam. Sie wurde bisher allerdings selten angewandt, weil die Filterelemente, der damit verbundenen höhen mechanischen Belastung in der Regel nicht schadlos widerstanden.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Ringe und/oder Stege so gestaltet, daß ihre Breite in Richtung der beiden Enden des rohrförmigen Stützkörpers abnimmt.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung weisen die umlaufenden Ringe und die Stege zumindest auf der Seite, welche die Außenumfangsfläche des Stützkörpers bildet, ein Profil auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Profil der Ringe und Stege aus einem U-Profil. Für viele Anwendungen reicht es aus, wenn nur die Ringe das Profil aufweisen. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden zwei oder sämtliche Alternativen zusammengeführt, in dem beispielsweise in Richtung der beiden Enden des rohrförmigen Stützkörpers der Abstand zwischen den mit Profil versehenen umlaufenden Ringen und/oder den Stegen vergrößert beziehungsweise die Breite der Ringe und/oder Stege verringert wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Filterelement in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Rückstausicherung und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Filterelement in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Rückstausicherung.

Gemäß der Fig. 1 besteht das patronenartige Filterelement (1) aus einer äußeren Rückstausicherung (2), einem sich an dessen Innenumfangsfläche abstützenden rohrförmigen plissierten Filter (3), wobei der Filter (3) und die Rückstausicherung (2) an ihren beiden Enden von zwei (4, 5) Endkappen eingefaßt sind. Die Rückstausicherung (2) besteht aus einem rohrförmigen Stützkörper aus Kunststoff, der aus umlaufenden Ringen (6) besteht, die über Stege (7), von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige dargestellt sind, verbunden. Erfindungsgemäß nimmt der Abstand der umlaufenden Ringe (6) und der Stege (7) in Richtung der beiden durch die Endkappen (4, 5) gebildeten Enden des rohrförmigen Stützkörpers zu. Aus der Fig. 1 wird deutlich, daß die frei zugänglichen Bereiche (8) des Filters (3) in Richtung der beiden Endkappen (4, 5) deutlich größer werden. Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Rückstausicherung (2) sind in der gezeigten Ausführungsform die Ringe (6) in Form eines U-Profils (9) ausgebildet. Gemäß der Fig. 2 wird die mechanische Stabilität der Rückstausicherung (2) zum Einen durch Ausbildung der Ringe (6) als U-Profil (9) und zum anderen dadurch erreicht, daß die Breite der umlaufenden Ringe (6) in Richtung der beiden durch die Endkappen (4, 5) gebildeten Enden des rohrförmigen Stützkörpers abnimmt. Die breiteren Ringe (6) befinden sich demnach in dem Bereich, der die größte Belastung durch Druckstöße aufnehmen muß, die bei der Filtration und Reinigung durch Rückspülung auftreten.

Claims

1. Druckstabile äußere Rückstausicherung in Form eines rohrförmigen Stützkörpers aus Kunststoff für patronenartige Filterelemente, der aus umlaufenden Ringen besteht, welche über Stege beabstandet verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich der umlaufenden Ringe und der Stege der Abstand zwischen mindestens einer der beiden Arten in Richtung der beiden Enden des rohrförmigen Stützkörpers zunimmt.

2. Druckstabile äußere Rückstausicherung in Form eines rohrförmigen Stützkörpers aus Kunststoff für patronenartige Filterelemente, der aus umlaufenden Ringen besteht, welche über Stege beabstandet verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der umlaufenden Ringe und/oder Stege in Richtung der beiden Enden des rohrförmigen Stützkörpers abnimmt.

3. Druckstabile äußere Rückstausicherung in Form eines rohrförmigen Stützkörpers aus Kunststoff für patronenartige Filterelemente, der aus umlaufenden Ringen besteht, welche über Stege beabstandet verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Ringe und/oder die Stege zumindest auf der Seite, welche die Außenumfangsfläche des Stützkörpers bildet, ein Profil aufweisen.

4. Rückstausicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Ringe und/oder die Stege zumindest auf der Seite, welche die Außenumfangsfläche des Stützkörpers bildet, ein Profil aufweisen.

5. Rückstausicherung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe und Stege ein U-Profil aufweisen.