DE102006048080A1 - Device for filter-aid-free filtration of medium, comprises a coiled steel wire, which is used as filter and is a flexible-plastic wire with a form-stable, self-supporting cylindrical structure linked up in longitudinal direction - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Filtereinrichtung zur filterhilfsmittelfreien Filtration. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Spaltfilter zur Fest/Flüssigtrennung und/oder Gasfiltration. Ganz speziell betrifft die vorliegende Erfindung ein Spaltfilter mit veränderbarer Spaltweite. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur filterhilfsmittelfreien Filtration.The The present invention relates generally to a filter device for filter aid-free filtration. In particular, the Invention a gap filter for solid / liquid separation and / or gas filtration. All Specifically, the present invention relates to a split filter with variable Gap width. The invention also relates to a method for filter aid-free Filtration.
Hintergrund der Erfindung, Stand der TechnikBackground of the Invention, Prior Art
Die Filtration insbesondere von Prozessflüssigkeiten gehört zu den zentralen Grundoperationen der Verfahrenstechnik. Aufgrund spezifischer Charakteristika der zu filtrierenden Medien und der Verfahrensbedingungen hat jeder Trennprozess eigene Besonderheiten. Durch die Entwicklung immer feinerer Partikel, bspw. in Lacken, Suspensionen und anderen Produkten, und den steigenden Anforderungen an die Trenngrenzen und das Kornspektrum sind neue Lösungsansätze notwendig geworden. Dazu kommt, dass immer häufiger versucht wird, den Feststoffanteil im Produkt zu steigern, weshalb steigende Viskositäten zu bewältigen sind.The Filtration in particular of process liquids belongs to the central basic operations of process engineering. Due to specific Characteristics of the media to be filtered and the process conditions Every separation process has its own characteristics. Through the development ever finer particles, for example in paints, suspensions and others Products, and the increasing demands on the separation limits and the grain spectrum, new approaches are needed become. In addition, there is an ever increasing attempt to reduce the proportion of solids increase in the product, which is why rising viscosities have to be overcome.
Bereits vor langer Zeit wurden Filtereinrichtungen zur filterhilfsmittelfreien Filtration von zu filtrierenden Medien, so genannte Spaltsiebe oder Spaltfilter, mit veränderbarer Spaltbreite entwickelt, die gegenüber den bis dahin bekannten Spaltsieben den Vorteil boten, dass nicht mehr viele Einzelsiebvorrichtungen mit verschiedenen Spaltweiten bereitgehalten werden mussten, über die das Trenngut nacheinander geführt wurde.Already A long time ago filter devices became filter aid-free Filtration of media to be filtered, so-called gap sieves or Split filter, with changeable Slit width developed compared to the previously known Slot sieves offered the advantage that not many single sieving devices had to be kept ready with different gap widths over the the separating material is guided one after the other has been.
So
ist bspw. aus der
Inzwischen werden in der Dead-End-Filtration selbstreinigende Spaltfilter als Alternative zu Beutel- und Schlauchfiltern eingesetzt. So lassen sich mit Spaltrohrfiltern z.B. wässrige oder aggressive Medien trennen. Diese Vorrichtungen bestehen aus einem Spaltrohrfiltereinsatz, in dem ein Draht spulenförmig auf Längsstäbe gewickelt und an jedem Kreuzungspunkt verschweißt wird. Da der Stahldraht auf den Längsstäben exakt fixiert wird, ergeben sich gleichmäßige Spalten mit einer Spaltweite von 30 bis 2000 μm. Beim Durchströmen des Filtereinsatzes lagern sich die Schmutzpartikel an den Spalten ab. Wird der Filtereinsatz manuell oder von einem elektrischen Antrieb gedreht, wird der Schmutz durch eine fest stehende Vorrichtung abgestreift und sinkt in einen Schlammsammelraum, wo er durch Öffnen eines Kugelhahns ausgetragen wird.meanwhile are used in the dead-end filtration self-cleaning split filter as Alternative to bag and bag filters used. Let it be with canned filters e.g. aqueous or separate aggressive media. These devices consist of a canned filter insert, in which a wire coil-shaped Longitudinal bars wound and welded at each crossing point. As the steel wire exactly on the longitudinal bars is fixed, resulting in uniform columns with a gap width from 30 to 2000 microns. When flowing through of the filter insert, the dirt particles are deposited on the gaps from. If the filter cartridge is used manually or by an electric drive rotated, the dirt is stripped by a fixed device and sinks into a mud-collecting room where he opens by opening a Ball valve is discharged.
Die
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Spaltsieben oder -filtern ist zum einen, dass sie mehrteilig ausgebildet sind, was herstellungstechnisch sehr aufwändig ist. Zum anderen benötigen solche Lösungen ein relativ großes Bauvolumen in Relation zur Filterfläche.adversely on the known from the prior art gap screens or filters is on the one hand that they are designed in several parts, which manufacturing technology very expensive is. For another such solutions a relatively large one Construction volume in relation to the filter surface.
Ein weiterer Nachteil bei ebenen bzw. bogenförmigen Spaltfiltern, für die auch Lösungen mit veränderlicher Spaltweite bekannt sind, liegt darin, dass große Durchmesser bzw. eine geringe oder fehlende Krümmung der Drahtroste Stützstäbe quer hinter den Filterdrähten erforderlich machen, mit denen die Filterdrähte verschweißt sind und so die gewünschte Spaltweite gewährleisten, aber andererseits auch die gewollte Änderung verhindern.One Another disadvantage with flat or arcuate split filters, for the also solutions with changeable Gap width are known, is that large diameter or a small or missing curvature the wire grates support rods across behind the filter wires make necessary, with which the filter wires are welded and so the desired gap width guarantee, but on the other hand also prevent the wanted change.
Ebenfalls nachteilig ist, dass für die Reinigung der zylindrischen Spaltfilter separate Vorrichtungen benötigt werden, die das an den Spaltvorderseiten abgeschiedene Material mittels schabender Werkzeuge fortlaufend oder in bestimmten zeitlichen Abständen abtragen.Also is disadvantageous that for the cleaning of the cylindrical gap filter separate devices needed which are the deposited on the gap front side material by means of scraping tools continuously or at certain intervals.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spaltfilter bereitzustellen, das die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.It is therefore the object of the present invention, a gap filter to provide the said disadvantages of the prior art avoids.
Diese und weitere Aufgaben werden durch den Spaltfilter gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 22 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.These and further objects are achieved by the split filter according to claim 1 and the method according to claim 22 solved. Further advantageous embodiments are set forth in the subclaims.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigenThe Invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. In this demonstrate
Detaillierte Beschreibung eines AusführungsbeispielsDetailed description of an embodiment
Erfindungsgemäß ist ein selbstreinigender und selbsttragender Spaltfilter mit veränderbarer, d.h., variabler Spaltweite aus einem in geeigneter, nachfolgend näher beschriebenen Weise gewendelten Profildraht vorgesehen. Der Begriff „selbsttragend" meint in diesem Zusammenhang, dass der erfindungsgemäße Spaltfilter keinen Stützkörper aufweist, um den der Draht gewickelt werden muss.According to the invention is a Self-cleaning and self-supporting gap filter with changeable, i. variable gap width from a suitable in, described in detail below Way coiled wire provided. The term "self-supporting" means in this Context that the gap filter according to the invention has no support body, around which the wire has to be wound.
Bei der Herstellung der Wendel aus elastisch-plastischem Material (z. B. Stahl oder anderen bekannten Metallen bzw. metallischen Legierungen mit federelastischen Eigenschaften, wie z.B. Messing, Nickel oder Titan) mit möglichst scharfen Filtrierkanten, d.h., ohne oder mit einer nur sehr geringen Kantenrundung < 0,1 mm, mit konstantem Querschnitt bei einem möglichst kleinen Außendurchmesser kleiner dem etwa 20-fachen der maximalen Drahtabmessung (ähnlich einer Zugfeder oder einer Bowdenzughülle), entsteht eine formstabile, in Längsrichtung vorgespannte zylindrische Struktur, die bei Längsstreckung mit einer die Vorspannung überschreitenden wegproportionalen Zugkraft innerhalb des elastischen Bereiches der Materialbeanspruchung einen gleichmäßigen Öffnungsspalt zwischen den Wendellagen über die gesamte Länge ergibt. Die Formstabilität ist vornehmlich abhängig von dem bei Schraubenfedern als Wickelverhältnis w bekannten Quotienten aus mittlerem Windungsdurchmesser D und maximaler radialer Profilabmessung (Profildicke) d. Dieses liegt bei technischen Zugfedern üblicherweise im Bereich w = 3 bis 20. Für die Zugvorspannung kommt neben dem Wickelverhältnis w = D/d noch die Wickelsteigung, d.h. die Profilabmessung in Wendellängsrichtung (entspricht etwa der Profilbreite b), hinzu, wobei bei üblichen Zugfedern aus Runddraht b = d gilt. Der Drahtquerschnitt beträgt vorzugsweise 0,2 bis 4 mm2. Bei einem bevorzugten Verhältnis b/d = 2/1 entspricht das einer Profildicke d (in radialer Richtung der Wendel) von etwa 0,25 bis 1,5 mm und einer Profilbreite b (in Längsrichtung der Wendel) von etwa 0,5 bis 3 mm. Außen- bzw. Innendurchmesser betragen so bei einem gegenüber normalen Zugfedern reduzierten Wickelverhältnis von w = 3 bis 10 etwa Da = 1,0 bis 15 mm bzw. Di = 0,5 bis 12 mm. Die Wendellänge kann bei der Herstellung beliebig lang sein, wird allerdings für die Verwendung als Spaltfilter zur Gewährleistung einer hinreichend konstanten Spaltweite über die Wendellänge bei horizontaler Einbaulage vorzugsweise nicht mehr als ca. 100 Drahtwindungen (d.h. < 50 bis 300 mm) und bei vertikaler Einbaulage nicht mehr als ca. 500 Drahtwindungen (d.h. < 250 bis 1.500 mm) betragen.In the production of helix made of elastic-plastic material (eg steel or other known metals or metallic alloys with elastic properties, such as brass, nickel or titanium) with the sharpest possible filtering edges, ie, without or with only a very small Edge rounding <0.1 mm, with a constant cross-section with a small outer diameter smaller than about 20 times the maximum wire size (similar to a tension spring or a Bowden cable), creates a dimensionally stable, longitudinally biased cylindrical structure, which in longitudinal stretching with a bias Exceeding disproportionate tensile force within the elastic range of material stress results in a uniform opening gap between the helical layers over the entire length. The dimensional stability is primarily dependent on the quotient of mean winding diameter D and maximum radial profile dimension (profile thickness) d known in coil springs as the winding ratio w. In the case of technical tension springs this is usually in the range w = 3 to 20. For the tension prestressing, besides the winding ratio w = D / d, the winding pitch, ie the profile dimension in helical longitudinal direction (corresponds approximately to the profile width b), is added, with conventional tension springs being off Round wire b = d. The wire cross section is preferably 0.2 to 4 mm 2 . At a preferred ratio b / d = 2/1 this corresponds to a profile thickness d (in the radial direction of the helix) of approximately 0.25 to 1.5 mm and a profile width b (in the longitudinal direction of the helix) of approximately 0.5 to 3 mm. Outer or inner diameter are thus at a reduced compared to normal tension coil winding ratio of w = 3 to 10 about D a = 1.0 to 15 mm or D i = 0.5 to 12 mm. The spiral length can be arbitrarily long in the production, but is not for use as a gap filter to ensure a sufficiently constant gap width over the helical length in a horizontal mounting position preferably not more than about 100 turns of wire (ie <50 to 300 mm) and vertical mounting position not more than approx. 500 turns of wire (ie <250 to 1,500 mm).
Die Federsteifigkeit ist u.a. umgekehrt proportional der 3. Potenz des Wickelverhältnisses, d.h. bei einer Vergrößerung des Wickelverhältnisses auf das 10-fache, wie es bei bekannten gewickelten zylindrischen Spaltfilterkörben üblich ist, sinkt die Längssteifigkeit auf 1/1000 ab, so dass ohne stützende Tragstäbe keine gleichmäßige Spaltweite zu garantieren wäre. Allein das Eigengewicht der Profildrähte würde ohne Tragstäbe schon zu nicht tolerierbaren Deformationen sowohl in Wendellängsrichtung als auch der radialen Lage zweier benachbarter Windungen führen.The Spring stiffness is u.a. inversely proportional to the 3rd power of the Winding ratio, i.e. at an enlargement of the winding ratio on the 10-fold, as it is known in wound cylindrical Partition filter baskets is usual, the longitudinal stiffness decreases to 1/1000 off, so without supportive carrying bars no uniform gap width to guarantee. But the weight of the profile wires would be without support bars already to intolerable deformations both in the helical longitudinal direction as also the radial position of two adjacent turns lead.
Der erfindungsgemäß verwendete Profildraht ist in seinem Querschnitt vorzugsweise in Wendellängsrichtung größer als in radialer Richtung, wodurch bei gleicher Materialdeformation und gleichem Wickelverhältnis kleinere Außendurchmesser und eine stärkere Längsvorspannung möglich sind als bei den herkömmlichen Spaltfilterprofilen mit entgegengesetzten Querschnittsrelationen, weil bei diesen die größere Profilhöhe für die Biegesteifigkeit der Drahtprofile zwischen den Tragprofilen erforderlich ist.Of the used according to the invention Profile wire is preferably in its longitudinal direction in its cross section greater than in the radial direction, whereby at the same material deformation and same winding ratio smaller outer diameter and a stronger one longitudinal prestressing possible are as with the conventional ones Gap filter profiles with opposite cross-sectional relationships, because with these the larger profile height for the flexural rigidity the wire profiles between the support profiles is required.
Im
Allgemeinen werden erfindungsgemäß Profildrähte
Der
bevorzugte Profildrahtquerschnitt ist ein Zweikant-Profil ("nicht ganz halbrundes
Profil") gemäß
Diese Profile erfüllen nicht nur die vorgenannten, als positiv für die erfindungsgemäße Lösung erwähnten geometrischen Relationen, sondern sind bei der Herstellung durch Ziehen und/oder Walzen weniger werkzeugaufwändig und bei der Weiterverarbeitung in Federnwindemaschinen auch einfach und sicher zu führen.These Meet profiles not only the aforementioned, mentioned as positive for the inventive solution geometric Relations, but are in the production by pulling and / or Rolling less tool-consuming and in the further processing in spring-winding machines also simple and to lead safely.
Durch
das Wendeln des Profildrahtes
Durch
Längsstreckung
der einzelnen Wendeln
Je
nach Spaltrichtung, d.h., Spaltorientierung, erfolgt nun die Filtration
von außen
nach innen (
Die einfache Reinigung des erfindungsgemäßen Filters erfolgt nicht nur durch Schließen des Spaltes beim Entspannen der Wendel (diese Methode funktioniert vornehmlich bei körnigen und ähnlichen Feststoffen, die sich an der Spaltvorderseite ansammeln). Bei klebrigen bzw. faserigen Bestandteilen des Filterkuchens wird, wie auch sonst üblich, auch durch Rückspülen gereinigt, allerdings hier vorzugsweise bei gleichzeitiger weiterer Vergrößerung der Spaltweite z. B. auf ein mehrfaches des beim Filtrieren eingestellten Wertes.The simple cleaning of the filter according to the invention is not only by closing the gap when relaxing the coil (this method works especially with grainy ones and similar Solids that accumulate on the gap front). In sticky or fibrous components of the filter cake, as usual, also cleaned by backwashing, However, here preferably with simultaneous further increase in the Gap width z. B. on a multiple of the set during filtration Value.
Der
erfindungsgemäße Filter
erlaubt einen geringeren Bauraum bei gleicher Filterfläche. So
ergibt sich z. B. für
die beiden in den
Das nicht ganz halbrunde Profil des Drahtes hat den Vorteil, dass der Spalt bereits an seinem „Anfang" eine positive Konizität aufweist, die stetig zunimmt. Außerdem lassen sich mit diesem Profil kleinere und gleichmäßigere Windungsdurchmesser als mit V- oder trapezförmigen Profilen, die höher als breit sind, erzielen.The not quite semicircular profile of the wire has the advantage that the Gap already has a positive conicity at its "beginning", which is steadily increasing. Furthermore can be with this profile smaller and more uniform winding diameter as with V or trapezoidal Profiles that are higher as are wide, achieve.
Die
Spaltverstellung durch Längenänderung der
Wendeln kann, wie in
Bei
der Ausführungsform
gemäß der
Der erfindungsgemäße Spaltfilter kann bspw. für die Fest/Flüssigtrennung, z.B. bei der Schlammentwässerung oder der Feststoffabscheidung aus Flüssigkeiten, u.a. in Bergbau, Hydraulik, Papierindustrie, chemischer Industrie, beim Recycling und im kommunalem Bereich angewendet werden. Andere mögliche Anwendungsgebiete sind die Gasfiltration sowie die Sortierung und Klassierung von Granulaten und ähnlichen Korngemischen.Of the gap filter according to the invention can, for example, for the solid / liquid separation, e.g. during sludge dewatering or solids separation from liquids, i.a. in mining, Hydraulics, paper industry, chemical industry, recycling and be applied in the municipal area. Other possible applications are the gas filtration as well as the sorting and classification of Granules and the like Grain mixtures.
Im Gegensatz zu bei bekannten Spaltfiltern verwendeten geschweißten Drahtrosten, die eine gewollte Änderung der Spaltweite verhindern, kann erfindungsgemäß durch sehr enges (kleines) Wickelverhältnis D/d und dichtes (Anfangsspaltweite 0) Wendeln des Profildrahtes mit einem vorzugsweise „knappen", d.h., nicht ganz halbrunden Profil, ähnlich einer Bowdenzughülle oder eines Zugfederstranges, sowohl auf die aufwendigen Stützprofile verzichtet werden (selbsttragender Spaltfilter), als auch eine stufenlose, gleichmäßige Spaltweitenänderung durch einfaches Strecken der Wendel erzielt werden.in the In contrast to welded wire grids used in known split filters, the one wanted change prevent the gap width, can according to the invention by very tight (small) winding ratio D / d and dense (initial gap width 0) Spiraling the profile wire with a preferably "skimpy", that is, not quite semicircular profile, similar to one Bowden cable or a Zugfederstranges, both on the elaborate support profiles be omitted (self-supporting gap filter), as well as a stepless, uniform gap width change through easy stretching of the helix can be achieved.
Durch die Möglichkeit, Automaten zur Zugfederherstellung bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Filter zu verwenden, können die erfindungsgemäßen Filtereinrichtungen erheblich kostengünstiger produziert werden.By the possibility, Automata for tension spring manufacture in the manufacture of the filters according to the invention to use the filter devices according to the invention considerably cheaper to be produced.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Spaltfiltern, bei denen aufwändige, separate Vorrichtungen zur Reinigung der zylindrischen Spaltfilter verwendet werden, können diese erfindungsgemäß ganz entfallen, da die Abreinigung durch Aufheben der Wendelstreckung und damit das Schließen des Filterspaltes erfolgt.in the Unlike traditional Split filters, in which elaborate, separate devices for cleaning the cylindrical gap filter can be used completely omitted according to the invention, because the cleaning by lifting the spiral extension and thus the closing the filter gap is made.
Der erfindungsgemäße Spaltfilter zeigt ein geringes Bauvolumen in Relation zur Filterfläche, was erheblich günstiger ist und durch Bündelanordnung vieler Wendel zu noch größeren Filterflächen bei kleinem Bauvolumen führen kann.Of the gap filter according to the invention shows a low volume of construction in relation to the filter surface, which considerably cheaper is and by bundle arrangement many coils to even larger filter surfaces lead small volume can.
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102006048080A Ceased DE102006048080A1 (en) | 2006-10-10 | 2006-10-10 | Device for filter-aid-free filtration of medium, comprises a coiled steel wire, which is used as filter and is a flexible-plastic wire with a form-stable, self-supporting cylindrical structure linked up in longitudinal direction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006048080A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103949103A (en) * | 2014-05-13 | 2014-07-30 | 李培培 | Concentric circle type filter cap |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2084433A (en) * | 1934-10-27 | 1937-06-22 | Chorlton Frank Oscar Levi | Filter, strainer, and the like |
DE1008712B (en) * | 1948-07-27 | 1957-05-23 | Komline Sanderson Eng Corp | Filter wire system for filtering liquids |
DE2545684A1 (en) * | 1975-10-11 | 1977-07-21 | Bayer Ag | BACKFLOW SLIT FILTER |
DE4233639A1 (en) * | 1992-10-06 | 1994-04-07 | Altenburger Electronic Gmbh | Assembly separating solids and fluids in suspension - by using micro:filtration fixed pore membrane from spirally-wound wire, uses no pore size setting mechanism reducing mfg. costs and eliminates pore dimension errors |
-
2006
- 2006-10-10 DE DE102006048080A patent/DE102006048080A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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---|---|---|---|
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8131 | Rejection |