DE102007028814A1 - Filter unit includes filtration medium sealed to frame with wall having mushroom-shaped stud supports and defining clean space communicating with clean channel - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit und eine Filtervorrichtung zur Reinigung eines Fluids nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und 9.The The invention relates to a filter unit and a filter device for purifying a fluid according to the preamble of claim 1 and 9.
Stand der TechnikState of the art
Es
ist aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filtereinheit und eine Filtervorrichtung zu schaffen, mit welchen ein Fluid zuverlässig, einfach und kostengünstig gereinigt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.task The invention is a filter unit and a filter device to create, with which a fluid cleaned reliably, easily and inexpensively can be. This object is achieved by the features of claims 1 and 9 solved.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Filtereinheit weist einen Rahmen und ein Filtermedium, wobei das Filtermedium dichtend mit dem Rahmen verbunden ist. Das Filtermedium kann z. B. eine Membran oder ein Gewebe sein, wobei die Porengröße bzw. Maschenweite an die auszufilternden Partikel bzw. Verunreinigungen angepasst wird. Geeignete Porengrößen für de Filtration von Flüssigkeiten können beispielsweise im Bereich von 0,3 bis 1 μm liegen. Bei Geweben sind auch größere Maschenweiten üblich. Vorzugsweise wird für das Filtermedium ein thermoplastisches Material verwendet. Es können jedoch auch andere zur Filtration geeignete Medien wie z.B. poröse Metalle oder Keramiken verwendet werden. Der Rahmen besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, wobei der Kunststoff unverstärkt oder mit Kohlefasern, Glasfasern, -kugeln oder anderen Materialien verstärkt sein kann. Vorteilhafte Kunststoffe sind beispielsweise Polyamid, Polyethylen oder Polypropylen. Das Rahmenmaterial und das Material des Filtermediums ist an das zu reinigende Medium, sowie die Prozessparameter, wie z.B. Temperatur, angepasst, damit die Materialien nicht beschädigt werden.The filter unit according to the invention has a frame and a filter medium, wherein the filter medium sealingly connected to the frame. The filter medium can, for. B. be a membrane or a tissue, wherein the pore size or Mesh size to the particles or impurities to be filtered out is adjusted. Suitable pore sizes for the filtration of liquids can for example, in the range of 0.3 to 1 micron. For tissues are too larger mesh sizes usual. Preferably is for the filter medium uses a thermoplastic material. It can, however also other suitable media for filtration such. porous metals or ceramics are used. The frame is made of a thermoplastic material, the plastic being unreinforced or with carbon fibers, glass fibers, spheres or other materials reinforced can be. Advantageous plastics are, for example, polyamide, Polyethylene or polypropylene. The frame material and the material of the filter medium is to the medium to be cleaned, as well as the process parameters, such as. Temperature, adjusted so that the materials are not damaged.
Der Rahmen verfügt über einen Außenbereich, weicher sich sowohl anströmseitig, als auch abströmseitig des Filtermediums erstreckt. Weiterhin verfügt der Rahmen über einen Innenbereich, welcher von dem Außenbereich begrenzt wird. Im Innenbereich ist eine Wand angeordnet, welche über zwei Wandseiten verfügt. Die Wand kann für das zu reinigende Fluid sowohl durchlässig, als auch undurchlässig ausgeführt sein. Bei einer undurchlässig ausgeführten Wand sind zumindest auf einer Wandseite erhabene bzw. obere Teilbereich angeordnet, welche unlösbar mit dem Filtermedium an dessen Abströmseite verbunden sind. Diese Verbindung kann z.B. durch Kleben oder Schweißen, insbesondere durch Ultraschall- oder Laserschweißen, erfolgen. Zwischen der Abströmseite des Filtermediums und den vertieften bzw. unteren Teilbereichen der Wand ist somit ein Reinraum gebildet, in welchen das gereinigte Fluid strömen kann. Hierbei ist der Reinraum korrespondierend mit einem Reinkanal verbunden. Bei anderen Ausgestaltungen kann die Wand auch für das Fluid durchlässig sein. Hierbei sind bei einer durchlässigen Ausgestaltung der Wand z.B. Gitterstrukturen oder beliebige, insbesondere kreisförmige Öffnungen, realisierbar. Jede der Wandseiten verfügt über erhabene und/oder vertiefte Teilbereiche, wobei die erhabenen bzw. oberen Teilbereiche beider Wandseiten unlösbar mit dem Filtermedium an dessen Abströmseite verbunden sind. Zwischen den Abströmseiten der gegenüberliegend angeordneten Filtermedien ist bei einer fluiddurchlässigen Wand ein gemeinsamer Reinraum gebildet, welcher mit dem Reinkanal korrespondiert. Bei einer fluidundurchlässigen Wand mit beidseitig angeordneten Filtermedien werden zwischen den Abströmseiten der Filtermedien und der Wand jeweils ein getrennter Reinraum gebildet, wobei beide Reinräume mit dem Reinkanal korrespondieren.Of the Frame has one Outdoor, softer both upstream, as well as downstream the filter medium extends. Furthermore, the frame has a Interior, which is bounded by the outdoor area. in the Inside, a wall is arranged, which has two sides of the wall. The Wall can for the fluid to be cleaned both permeable, and impermeable executed. If impermeable executed Wall are at least on a wall side raised or upper portion arranged, which insoluble are connected to the filter medium at the downstream side. These Compound can e.g. by gluing or welding, in particular by ultrasound or laser welding, respectively. Between the downstream side the filter medium and the recessed or lower portions The wall is thus a clean room formed, in which the purified Fluid flow can. Here, the clean room is corresponding to a clean channel connected. In other embodiments, the wall may also be for the fluid permeable be. Here, in a permeable configuration of the wall e.g. Grid structures or any, in particular circular openings, realizable. Each of the wall sides has raised and / or recessed Partial areas, wherein the raised or upper portions of both sides of the wall unsolvable are connected to the filter medium at the downstream side. Between the downstream sides the opposite arranged filter media is at a fluid-permeable wall a common clean room formed, which corresponds to the clean channel. In a fluid-impermeable Wall with filter media arranged on both sides are between the downstream sides the filter media and the wall each formed a separate clean room, both cleanrooms correspond with the clean channel.
Der Reinkanal kann z.B. durch den Außenbereich des Rahmens gebildet sein. Alternativ kann der Reinkanal jedoch auch durch eine entsprechende Geometrie an jeder beliebigen Stelle Im Innenbereich oder zwischen Außenbereich und Innenbereich angeordnet sein. Die Anordnungsalternativen des Reinkanals gelten in gleicher Weise auch für die Anordnung eines Rohkanals. Der Rahmen ist vorteilhafter weise in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt, wodurch der Rahmen in einem einzigen Urform-Arbeitsgang kostengünstig herstellbar ist. Durch das unlösbare Verbinden des Filtermediums an einer Vielzahl von Befestigungspunkten mit dem Rahmen kann das Filtermedium in eingebautem Zustand durch Rückspülen regeneriert werden, ohne dass das Filtermedium beschädigt wird.The clean channel can be formed, for example, by the outer region of the frame. Alternatively, however, the clean channel can also be arranged by a corresponding geometry at any point in the interior or between the outside and inside. The arrangement alternatives of the clean channel apply in the same way also for the arrangement of a raw channel. The frame is advantageously made in a plastic injection molding process, whereby the frame is inexpensive to produce in a single prototype operation. The non-detachable connection of the filter medium at a plurality of attachment points with the frame, the filter medium can be regenerated in the installed state by backwashing, without the filter medium is damaged.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verfügt die, als ebene Platte ausgebildete Wand über Stützelemente, welche mit dem Filtermedium verbunden sind. Die Stützelemente können als geradlinige oder gebogene Stützstege ausgebildet sein, welche auf der Wand eine konstante Höhe aufweisen. Somit verfügt das Filtermedium eine konstante Entfernung zu der Wand. Das gereinigte Fluid kann in diesem gebildeten Zwischenraum zu dem Reinkanal strömen. Hierzu können in den Stegen auch Unterbrechungen vorgesehen sein. Hierbei bilden die Stützstege die erhabenen Bereiche auf der Wand. Die Stützstege können sowohl einstückig mit, als auch getrennt von der Wand gefertigt sein. Bei einer getrennten Fertigung werden die Stege nachträglich mit der Wand verbunden. Somit ist eine einfache Herstellung des Rahmens für die Filtereinheit realisierbar.According to one Another embodiment of the invention, designed as a flat plate wall has support elements, which are connected to the filter medium. The support elements can as straight or curved support bars be formed, which have a constant height on the wall. Thus features the filter medium is a constant distance to the wall. The cleaned Fluid can flow in this formed space to the clean channel. For this can be provided in the webs also interruptions. Form this the supporting webs the raised areas on the wall. The support bars can be both integral with, as also be made separately from the wall. In a separate Production, the webs are subsequently connected to the wall. Thus, a simple manufacture of the frame for the filter unit realizable.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Stützelemente als Noppen ausgebildet, welche mit der Wand verbunden sind. Die Noppen sind über die gesamte Fläche der Wand gleichmäßig verteilt angeordnet. Somit ergibt sich eine gleichmäßige Abstützung des Filtermediums und gleichzeitig zahlreiche Strömungswege für das gereinigte Fluid in Richtung des Reinkanals.According to one Another embodiment of the invention, the support elements are formed as knobs, which are connected to the wall. The nubs are over the the whole area the wall evenly distributed arranged. This results in a uniform support of the filter medium and at the same time numerous flow paths for the cleaned fluid in the direction of the clean channel.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Noppen pilzförmig ausgebildet. Das Filtermedium ist in dem Rundungsbereich der Noppen verbunden, wodurch die Kerbbelastung auf das Filterelement deutlich verringert wird. Die Pilzform der Noppen kann z.B. durch das Verschweißen des Filtermediums mit zylindrisch ausgebildeten Noppen erzeugt werden.at a development of the invention, the knobs are mushroom-shaped. The filter medium is connected in the rounding area of the knobs, whereby the notch load on the filter element is significantly reduced. The mushroom shape of the nubs can e.g. by welding the Filter medium are generated with cylindrically shaped nubs.
Es ist vorteilhaft, dass der Rohkanal und/oder der Reinkanal durch Rippen versteift werden. Somit können auch Geometrien mit ungünstigen Druckeigenschaften stabilisiert werden, wodurch Leckagen verhindert werden.It is advantageous that the raw channel and / or the clean channel through Ribs are stiffened. Thus, you can also geometries with unfavorable printing properties be stabilized, whereby leaks are prevented.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Rahmen ein Dichtabsatz für das Filtermedium vorgesehen, mit welchem das Filtermedium dichtend verbunden ist. Dieser Dichtabsatz ist unterhalb des Reinkanals angeordnet. Versetzt zu dem Dichtabsatz der einen Seite ist der Dichtabsatz für das Filtermedium auf der gegenüberliegenden Seite der Wand versetzt angeordnet. Dadurch können die Reinräume beider Seiten mit dem Reinkanal verbunden werden, ohne einen Hinterschnitt für das Spritzgusswerkzeug zu erzeugen. Die Verbindung des Filtermediums an den Rahmen oberhalb des Rohkanals ist in der gleichen Art versetzt. Dadurch kann ein universeller Zuschnitt der Filtermedien erfolgen, da die Flächen beider Wandseiten gleich sind. Weiterhin kann zur Verbindung des Filtermediums mit den Stützelementen für beide Seiten dasselbe Werkzeug verwendet werden. Außerdem sind die Stützelemente einer Wandseite versetzt zu der gegenüberliegenden Wandseite angeordnet. Somit lassen sich einerseits störende Materialanhäufungen vermeiden.According to one Another embodiment of the invention is a sealing paragraph on the frame for the filter medium provided, with which the filter medium is sealingly connected. This sealing paragraph is located below the clean channel. Puts to the sealing paragraph of one side is the sealing paragraph for the filter medium on the opposite side the wall arranged offset. This allows the clean rooms of both Pages are connected to the clean channel, without an undercut for the injection mold to create. The connection of the filter medium to the frame above of the raw channel is offset in the same way. This can be a Universal cutting of the filter media done because the surfaces of both Wall sides are the same. Furthermore, to connect the filter medium with the support elements for both Pages the same tool used. In addition, the support elements one wall side offset from the opposite wall side. Thus, on the one hand disturbing Avoid accumulation of material.
Es ist vorteilhaft, dass der Rahmen im Außenbereich über Zentrierkonturen verfügt. Die Zentrierkonturen ermöglichen eine exakte Positionierung der, im montierten Zustand benachbarten Filtereinheiten zueinander. Hierbei verfügt der Rahmen einerseits über Vertiefungen, insbesondere Bohrungen und andererseits über Erhöhungen, wie z.B. Zapfen. Die Erhöhungen treffen auf Vertiefungen der benachbarten Filtereinheit. Hierbei ist es vorteilhaft für die Montage, wenn die Erhöhungen über einen kegelförmigen Endbereich verfügen. Dieser Endbereich wirkt als Zentrierhilfe.It is advantageous that the frame has in the outer area on Zentrierkonturen. The Enable centering contours an exact positioning of the adjacent in the assembled state Filter units to each other. On the one hand, the frame has recesses, in particular holes and on the other hand via elevations, such as. Cones. The increases encounter depressions of the adjacent filter unit. in this connection is it beneficial for the assembly when the elevations over one conical End region. This end area acts as a centering aid.
Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung dient zur Reinigung eines gasförmigen oder flüssigen Fluids, insbesondere einer Prozessflüssigkeit. Unter Prozessflüssigkeiten sind z.B. Kühlschmiermittel bei Werkzeugmaschinen oder Erodiermaschinen zu verstehen. Die Filtervorrichtung weist zumindest eine Abschlussplatte und eine Anschlussplatte auf, zwischen welchen mehrere, dichtend aneinander anschließende Filtereinheiten gemäß der vorangegangenen Beschreibung angeordnet sind. In der Anschluss- und/oder Abschlussplatte sind mindestens ein Einlass und ein Auslass angeordnet. Durch den Einlass kann die zu reinigende Flüssigkeit in den Rohkanal der gestapelten Filtereinheiten eintreten. Nach dem Durchströmen des Filtermediums gelangt das gereinigte Fluid durch den Reinkanal zu dem Auslass, von wo aus das Fluid aus der Filtervorrichtung austreten kann. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Filtereinheiten kann das Fluid mit einer kostengünstigen Filtervorrichtung gereinigt werden. Sobald die abgeschiedenen Verunreinigungen einen zu großen Filterkuchen auf dem Filtermedium gebildet haben, kann durch ein Rückspülvorgang der Filterkuchen abgelöst und aus der Filtervorrichtung entfernt werden. Hierbei ist die Belastung für das Filtermedium deutlich reduziert, so dass Beschädigungen des Filtermediums verhindert werden.The Filter device according to the invention is used for cleaning a gaseous or liquid fluid, in particular a process fluid. Under process liquids are e.g. coolant for machine tools or EDM machines. The filter device has at least one end plate and a connection plate, between which several, sealingly adjoining filter units according to the preceding Description are arranged. In the connection and / or end plate At least one inlet and one outlet are arranged. Through the inlet can be the liquid to be cleaned enter the raw channel of the stacked filter units. To flowing through of the filter medium, the cleaned fluid passes through the clean channel to the outlet from where the fluid exits the filter device can. By using the filter units according to the invention, the Fluid with a low cost Filter device to be cleaned. Once the deposited impurities one too big Filter cake on the filter medium may have formed by a backwash the filter cake detached and removed from the filter device. Here is the burden for the Filter medium significantly reduced, causing damage to the filter medium be prevented.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung sind die Filtereinheiten zwischen der Anschlussplatte und der Abschlussplatte verspannt. Die Verspannung kann z.B. durch Gewindestangen oder andere zur Verspannung geeignete Mittel erzeugt werden. Durch die Verspannung werden Leckagen zwischen den einzelnen Filtereinheiten erheblich reduziert, da die Rahmen der Filtereinheiten dichtend aneinander anliegen.According to a development of the filter device according to the invention, the filter units between the connection plate and the end plate are braced. The bracing can be produced, for example, by threaded rods or other means suitable for bracing. The tension causes leakage between the individual filters considerably reduced because the frames of the filter units sealingly abut each other.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Hierbei zeigtThe Invention will be described below with reference to an embodiment. This shows
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) the invention
In
In
Unterhalb
des Reinkanals
In
In
In
Die
Anschlussplatte
Der
Einlass
Das
zu reinigende Fluid strömt
in Pfeilrichtung durch den Einlass
Claims (10)
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Legal Events
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20140621 |