-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtermaterial zur Reinigung von Fluiden, wobei das Filtermaterial aus einem fluiddurchlässigen Material besteht und dem Filtermaterial bestimmte, unterschiedliche Formen zugeordnet sind. Dabei besteht das Filtermaterial aus unterschiedlichen Einbettungsmaterialien.
-
Zum Stand der Technik ist mit dem Gebrauchsmuster
G 93 10 120.1 eine „Saugdüse zum Absaugen von Staub und/oder Flüssigkeiten” bekannt, die aus einem schalenförmigen mit einem Saugstutzen versehenen Saugkörper besteht, welche einen durch eine elastische Dichtung begrenzten Saugraum umschließt. Es wird über Gummilippen oder ähnliche Dichtungselemente eine Abdichtung zwischen der abzusaugenden Oberfläche und der Saugschale bewirkt, um die aufzunehmende Flüssigkeit in den Wirkungsbereich der Saugleitung zu leiten.
-
Des Weiteren ist eine Methode zum Absaugen von Flüssigkeiten aus der
US 5,032,184 bekannt, wobei ein runder Teller mit unteren Saugkanälen mit Anschluss einer Pumpenanlage vorhanden ist.
-
Im Gebrauchsmuster
DE 202 14 931.5 „Flachsaugmatte zum restlosen Absaugen von Flüssigkeiten, insbesondere auf ebenen Flächen, in Verbindung mit einer Pumpe bekannter Bauart” ist eine Flachsaugmatte dargestellt, welche aus einem Gummimaterial besteht und mit einer angeschlossenen Pumpenvorrichtung vorhanden ist. Dabei sind Saugkanäle in einem unteren Teil der Pumpenmatte vorhanden, welche durch Ansaugen über die Pumpenvorrichtung ein Absaugen der Flüssigkeit hervorruft.
-
Des Weiteren ist eine technische Lösung „Filternetzwerk”
DE 10 2008 060 723 bekannt, wobei eine Filtereinheit zur Reinigung von Fluiden, aus mehreren solcher Filtereinheiten zusammengesetzte Filtersysteme sowie die Verwendung der Filtereinheit oder der Filtersysteme zum Abfiltrieren von Schlamm und Schwebealgen aus Wasser oder zur Reinigung von Gasen beschrieben ist.
-
Die Nachteile aller genannten Vorrichtungen und Dokumente aus dem Stand der Technik sind dadurch gegeben, dass in jeder Anwendungsmöglichkeit der beschriebenen technischen Lösungen eine Absaugung der Flüssigkeit mit beinhalteten Restbeständen, wie Schmutz, Steine und andere großkörnige Materialien, durchgeführt wird und somit die abgesaugte Flüssigkeit einen hohen Verschmutzungsgrad aufweist.
-
Ziel der Erfindung ist es, ein Filtermaterial zur Reinigung von Fluiden zu finden, welches mit einfachen ökonomischen Mitteln herstellbar ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtermaterial zur Reinigung von Fluiden zu schaffen, welches durch seine Zusammensetzung den chemischen und physikalischen Ansprüchen genügt und in verschiedensten Bauformen ausführbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Patentanspruch 1 und seine Unteransprüche realisiert werden. Dabei ist ein Filtermaterial zur Reinigung von Fluiden ausgeführt, wobei das Filtermaterial aus einem fluiddurchlässigen Material besteht und weiterhin dem Filtermaterial bestimmte Formen zugeordnet sind, welche unterschiedlich angefertigt sind.
-
Gekennzeichnet ist dieses Filtermaterial dadurch, dass
- – das Einbettungsmaterial des Filtermaterials entweder aus mineralischen und/oder organischen und/oder pflanzlichen und/oder aus Kunststoff- und Gummigranulatkörpern besteht, wobei das Filtermaterial mit einem Polyurethan-Reaktionsgemisch als Bindemittel benetzt wird und durch Verdichtung und Aushärtung in einer definierten Form als offenporige Form vorhanden ist,
- – sich die Teilchengröße des jeweiligen Einbettungsmaterials des bestehenden Filtermaterials nach den Rückhalteanforderungen an das zu filtrierende Fluidum richtet,
- – sich die Zusammensetzung der Einbettungsmaterialien des Filtermaterials nach der chemischen und physikalischen Belastung richtet,
- – das Einbettungsmaterial des Filtermaterials ein fett-, öl- sowie staubfreies Einbettungsmaterial darstellt und von jeglicher Feuchtigkeit befreit ist,
- – sich die Menge des Bindemittels als Polyurethan-Reaktionsgemisch für die Vernetzung des Einbettungsmaterials des Filtermaterials nach der Partikelgröße, der Rauhigkeit und der Saugfähigkeit des Einbettungsmaterials richtet,
- – das Bindemittel des Polyurethan-Reaktionsgemisches im bestimmten Verhältnis (Polyol/Vernetzer:Diisocyanat) homogen miteinander vermischt ist,
- – eine Mischung des Einbettungsmaterials und des Bindemittels so ausgeführt wird, dass die Oberfläche des jeweiligen Einbettungsmaterials vollständig mit dem Bindemittel benetzt ist,
- – das Gemisch aus Einbettungsmaterial und Bindemittel in eine funktionsbedingte Form gegeben wird und nach leichter Verdichtung und Aushärtung in einer stabilen offenporigen Form als Filtermaterial vorhanden ist,
- – die Auswahl der Einbettungsmaterialien je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausfallen kann, wobei jeweils eine verschiedenartige Mischung des Einbettungsmaterials möglich ist und somit ein Filtermaterial in unterschiedlicher Zusammensetzung entsteht.
-
Gemäß der ausgeführten technischen Lösung des Filtermaterials durch die vorgenannte Aufzählung wird das Einbettungsmaterial wie folgt definiert:
- a) Einbettungsmaterial mineralischer Herkunft
Schotter
Splitt
Kies
Sand
Scherben u. a.
- b) Organische Einbettungsmaterialien
- b.1) pflanzlicher Herkunft
Schalen von Nüssen
Getreide
Späne
Baumrinde
Knochengranulat u. a.
- b.2) Kunststoff- und Gummigranulate
(Kunststoff-/Gummirecycling-Granulat)
Polyethylen (PE)
Polypropylen (PP)
Polyvinylchlorid (PVC)
Polystyrol (PS)
ABS-Polymer (ABS)
Polyamid (PA)
Polyurethan (PUR) u. a.
-
Das Einbettungsmaterial des erfindungsgemäßen Filtermaterials kann sich aus diesen einzelnen unter a) und b) genannten Bestandteilen zusammensetzen.
-
Dabei klassifiziert sich das Einbettungsmaterial wie folgt:
Die Teilchengröße der Einbettungsmaterialien richtet sich nach den Rückhalteanforderungen an das zu filtrierende Fluid. Entsprechend der chemischen und physikalischen Belastung des Filtermaterials wird das Einbettungsmaterial in seiner Zusammensetzung und der Teilchengröße ausgewählt.
-
Zur Herstellung des Filtermaterials wird fett-, öl- sowie staubfreies Einbettungsmaterial verwendet, welches vor der Verarbeitung von jeglicher Feuchtigkeit befreit ist. Dieses Einbettungsmaterial wird in einem Mischer mit einem Polyurethan-Reaktionsgemisch als Bindemittel benetzt. Die Menge des Polyurethan-Reaktionsgemisches als Bindemittel richtet sich nach der Partikelgröße, der Rauhigkeit und der Saugfähigkeit des Einbettungsmaterials. Für die Menge des Polyurethan-Reaktionsgemisches als Bindemittel sind vorteilhafterweise zwischen 3 und 10 Gewichtsprozent notwendig, um die Oberfläche des eingesetzten Einbettungsmaterials vollständig zu benetzen.
-
Die Komponenten des Polyurethan-Reaktionsgemisches als Bindemittel werden in einem bestimmten Verhältnis (Polyol/Vernetzer:Diisocyanat) homogen miteinander vermischt und in ein Mischgefäß oder eine Mischertrommel gegeben. Nach Zugabe des entsprechenden Einbettungsmaterials werden alle Komponenten intensiv miteinander gemischt, bis die Oberfläche des Einbettungsmaterials vollständig mit dem Bindemittel benetzt ist. Nachfolgend wird das Gemisch in eine Form gegeben, wobei dieses leicht verdichtet wird und aushärtet und somit eine stabile, offenporige Form des Filtermaterials gegeben ist.
-
Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die vorliegende Erfindung soll nun ohne Beschränkung und lediglich zur Veranschaulichung detaillierter erläutert werden. Dazu sind im Ausführungsbeispiel Figuren gegeben, welche insbesondere die verschiedensten Ausführungsformen des Filtermaterials in seiner Bauform definieren.
-
Als bevorzugte Einbettungsmaterialien 2 sind die unter b.2) genannten Kunststoff- und Gummigranulate bzw. Kunststoff-/Gummirecycling-Granulate vorgesehen. Dabei wird eine Kunststoff-Gummigranulat-Herstellung aus reinem Kunststoff bzw. aus Recycling so durchgeführt, dass eine Körnung im Bereich von 0,5 bis 20 mm benutzt werden kann.
-
Typische Körnungsgrößen sind:
0,5 bis 1,0 mm
0,7 bis 1,2 mm
1,0 bis 2,0 mm
1,5 bis 3,0 mm
2,0 bis 5,0 mm
3,0 bis 8,0 mm
5,0 bis 16,0 mm
10,0 bis 20,0 mm
-
In dem jeweiligen Körnungsbereich bzw. den typischen Körnungsgrößen wird nun ein Polyurethan-Reaktionsgemisch als Bindemittel 3 je nach Partikelgröße, der Rauhigkeit und der Saugfähigkeit der vorhandenen Kunststoff- und Gummigranulate hergestellt. Vorteilhafterweise wird eine 5 bis 7 gewichtsprozentige Zugabe dieses Bindemittels 3 vorgeschlagen, um somit die Oberfläche des Einbettungsmaterials 2 in Form von Kunststoff- und Gummigranulaten vollständig zu benetzen. Nachfolgend wird das Gemisch in einem Mischgefäß bzw. einer Mischertrommel aus dem Bindemittel 3 und dem Einbettungsmaterial 2 in Form von Kunststoff- und Gummigranulat hergestellt, bis die Oberfläche des jeweiligen Kunststoff- und Gummigranulates oder des Einbettungsmaterialgemisches vollständig mit dem Bindemittel 3 benetzt ist. Anschließend wird das Gemisch in eine ausgewählte Form 4 gegeben, um somit ein Filtermaterial 1 in bestimmter Formgebung zu gewährleisten. Durch eine leichte Verdichtung und Aushärtung in dieser Form 4 entsteht eine stabile, offenporige Form 4, welche als Filtermaterial 1 für den gesonderten Anwendungszweck einsetzbar ist.
-
In den nachstehenden 1 bis 10 sind verschiedene Anwendungsfälle für das Filtermaterial 1 in bestimmten Formteilen der gegebenen Form 4 dokumentiert.
-
1 zeigt dabei einen üblichen Anwendungsfall als Flächensauger, wobei das Filtermaterial 1 mit den entsprechenden Einbettungsmaterialien 2 im Zusammenhang mit dem Bindemittel 3 in eine Form 4 gegeben werden, welche als Flächensauger mit einem Stutzen 5 und einer Pumpe verbunden wird. Durch den Anschluss über den Stutzen 5 mit einer Pumpvorrichtung bekannter Bauart kann nun eine Flüssigkeit ohne große, schwere Schmutzpartikel – wie Sand, Dreck oder andere vorhandene Schmutzmaterialien – abgesaugt werden. Man erhält somit eine relativ saubere Flüssigkeitsabsaugung, welche auch ohne Probleme in bestimmte Wassernetze eingeleitet werden kann, ohne dass hierzu besondere Genehmigungen zum Einfluss von Schmutzwasser eingeholt werden müssen, was einen wesentlichen erfinderischen Vorteil darstellt. Der Flächensauger ist an seiner Oberseite und seinen Seitenwänden mit einer Epoxydharzschicht mit Härter versiegelt. Bei größeren Flächensaugern mit Filterfunktion kann vorteilhafterweise auch noch ein Plastegehäuse eingebunden werden, welches funktionsbedingt unten offen ist und eine glatte Auflage des Flächensaugers ermöglicht. Dieses Plastegehäuse ist rein aus Stabilisationsgründen vorteilhaft. Ein wesentlicher Vorteil des Flächensaugers aus dem bestehenden Filtermaterial 1 ist darin gegeben, dass bei nicht befestigtem Untergrund kein Ausspülen von Flächen bzw. Löchern durch den Flächensauger stattfindet.
-
Unter der 10 sind verschiedene geometrische Formen, welche als Flächensauger dienen können, dargestellt. Hierbei sind alle möglichen Varianten gegeben, wobei eine Form 4 jeweils mit dem Filtermaterial 1 ausgefüllt ist und über einen Stutzen 5 an eine entsprechende Pumpenvorrichtung angeschlossen werden kann. Es sind noch weitere Formen, wie Tellerformen, gerade Flächen, Flächensauger in verschiedenen Größen als Platte ausgeführt, kreisrunde Platten etc., realisierbar.
-
Es sind verschiedene Anwendungsformen eines Filters aus dem Filtermaterial 1 in ihrer Form gegeben und auch in ihrer Form gebunden. Dabei ist eine große freie Oberfläche als komplette Filterfläche funktionstechnisch einzusetzen. Es entsteht damit ein langer Filterweg, der eine bessere Filterwirkung ausführt. Auf Grund der größeren Oberfläche ist die Gefahr einer Zusetzung sehr gering. Weitere Anwendungsgebiete erstrecken sich insbesondere auf die Brauchwasserförderung, Fernhaltung von Verschmutzungen bei der Förderung verunreinigter Medien und auf die Trinkwasserversorgung.
-
Die 2 zeigt einen mobilen Pumpensumpf mit Filterfunktion und mit einer Trage- bzw. Ziehvorrichtung. Gegeben ist hierbei ein Pumpensumpf in Topfform mit dem Filtermaterial 1 in der Form 4 mit einer Trage- bzw. Ziehvorrichtung. In diesen mobilen Pumpsumpf mit Filterfunktion wird die anzuordnende Pumpe eingegeben. Es entsteht hierbei eine sehr große Oberfläche bzw. Filterfläche durch das Filtermaterial 1. Dadurch entstehen eine geringe Verstopfungsgefahr und eine sehr gute Filterung des Fördermediums. Durch den Einsatz dieses mobilen Pumpensumpfes mit Filterfunktion wird ein geringer Pumpenverschleiß realisiert. Ein Eingraben der eingeführten Pumpe in den mobilen Pumpensumpf durch die Förderung eines Wasser-Sand-Gemisches wird verhindert. Das Versacken der Ableitungsrohre bzw. Schläuche durch das geförderte Wasser-Sand-Gemisch wird ebenfalls verhindert und ein Versanden des Kanals oder der Vorflut wird ausgeräumt. Ein Einsatzgebiet ist zum Beispiel die offene Wasser-/Grundwasserhaltung vorwiegend bei Noteinsätzen, wie Rohrbrüchen bzw. Abpumpen bei Hochwasser und Überflutungen.
-
Die 3 zeigt eine Anwendung einer Tauchpumpe 7 mit an der Ansaugfläche befestigtem Filtermaterial 1. Dabei wird der Saugkopf der Pumpe 7 komplett mit dem Filtermaterial 1 in einer Form 4 umgeben. Auch bei diesem Anwendungsfall gilt – umso größer die Oberfläche umso höher die Saugfläche. Anwendungsfälle sind gerade bei der Reparatur von Wasserhaltungsmaßnahmen schnell und effektiv und ohne zusätzlichen Aufwand durchführbar. Eine Minimierung des Pumpenverschleißes ist hierbei gegeben. Ein Eingraben der Pumpe durch die Förderung eines Wasser-Sand-Gemisches und ein Versacken der Ableitungsrohre bzw. Schläuche durch geförderten Sand werden verhindert. Ein Anwendungsgebiet stellt sich auch in der Brauchwasserförderung, offener Wasserhaltung und Kellerentwässerung dar.
-
4 zeigt einen Aufbau eines Universalfilters, wobei ein Saugrohr 6 in einer bestimmten Höhe umgeben ist mit einer Form 4 bestehend aus dem Filtermaterial 1 und im Inneren der Form 4 aus einem Hohlraum 8. Der Universalfilter kann in verschiedenen Formen 4 ausgeführt werden. Der Filtersauger mit dem Filtermaterial 1 hat eine extrem große Oberfläche, einen innen liegenden Hohlraum 8 mit dem sehr tief liegenden Saugrohr 6 und somit sehr gute Flachsaugeigenschaften und eine optimale Nutzung des Rohrquerschnittes. Durch die sehr große Oberfläche bzw. Filterfläche durch das Filtermaterial 1 aus der Form 4 heraus und dem Hohlraum 8 im Inneren der Form 4 entsteht eine große nutzbare Oberfläche. Das Saugrohr 6 reicht sehr weit nach unten, somit werden gute Flachsaugeigenschaften erreicht. Je nach verwendeter Saugpumpe kann man bis zu einer wischtrockenen Absaugung gelangen. Diese großen Oberflächen lassen den Unterdruck der Pumpe schnell zusammenbrechen, so dass ein Ansaugen von Feinteilchen verhindert wird, und die Flüssigkeit fließt dem Filter frei zu. Die Anwendung des Universalfilters gemäß 4 ist bei der Oberflächenentwässerung, flachen Grundwasserabsenkung und offenen Wasserhaltung mittels Saugpumpe realisierbar.
-
Ein weiterer Anwendungsfall des Filtermaterials 1 ist in der 5 gegeben, wobei ein Filtersaugkorb ausgeführt ist, welcher in seiner Form 4 mit beinhalteten Saugrohr 6 im unteren Bereich in einem Teller dargestellt ist. Der Bildausschnitt (X) zeigt dabei, dass der Teller des Saugrohrs 6 mit dem Filtermaterial 1 umgeben ist.
-
In der 6 ist ebenfalls eine Anwendung für das Filtermaterial 1 aufgezeigt. Dabei ist eine Garageneinfahrt bzw. ein Entwässerungssystem für Haus, Hof und Garten dargestellt. Hierbei geht es darum, dass im bestimmten Bereich der Entwässerungsrinne mit Stegrost 11 eine Umlagerung mit dem Filtermaterial 1 stattfindet, wobei bei Beaufschlagung mit Regenwasser ein Durchsickern des Regenwassers über das Filtermaterial 1 und die Entwässerungsrinne mit Stegrost 11 erfolgt. Rechts und links des Filtermaterials 1 können zum Beispiel Pflastersteine 10 angeordnet werden, welche auf eine Schicht 9 gelegt sind. Somit lässt sich eine gute Entwässerung über das Filtermaterial 1 hin mit einer Entwässerungsrinne mit Stegrost 11 ausführen. Die Filterfläche in der 6 ist aus dem Filtermaterial 1 als Fläche gegeben. Durch diese Filterfläche wird eine größere Wasseraufnahmefähigkeit der versiegelten Fläche hervorgerufen. Die Wirksamkeit von vorhandenen Entwässerungsrinnen mit Stegrost 11 wird damit vergrößert. Die Größe der versiegelten Flächen aus dem Filtermaterial 1 können nachträglich mit geringem Aufwand mit zusätzlichen Entwässerungsleitungen vergrößert werden. Das Hauptanwendungsgebiet ist eine Entwässerung von versiegelten Flächen, insbesondere von Einfahrten in Tiefgaragen usw.
-
In der 7 ist ein Wasserfilter dargestellt, welcher aus einem Rohr 15 und beinhaltetem Sand 12 ausgeführt ist. Im unteren Bereich des Rohres 15 mit dem beinhalteten Sand 12 ist ein Filterbehälter 14 über Flansche 13 jeweils seitlich angeordnet. In diesem Filterbehälter 14 ist das Filtermaterial 1 eingegeben und eine Auslassmündung 16 (wie in der 7) vorhanden. Dieser Wasserfilter ist so aufgebaut, dass oberhalb des Rohres 15 eine Einlassmündung gegeben ist, welche einen Wasserablauf gestattet. Über den Sand 12 bis zum Filtermaterial 1 wird nun das Wasser gereinigt, welches an der Auslassmündung 16 entnommen wird. Somit entsteht ein Wasserfilter im Zusammenhang mit der Filterung über den Sand 12 bzw. das Filtermaterial 1 im Raum des Filterbehälters 14.
-
Gemäß 8 ist ein Einsatzgebiet aufgezeigt, wobei das Filtermaterial 1 in einem Absaugfilter für Bohr- und Schneidwerkzeuge eingearbeitet ist. Dabei ist eine Bohrkrone 17 gegeben, welche seitlich jeweils ein Filtermaterial 1 aufweist. Es ist ein Absaugteller für bestehende Medien so gestaltet, dass ein Vakuumanschluss 20 und ein Vakuumschlauch 19 gegeben sind. Die Filterung wird über das Filtermaterial 1 der Bohrflüssigkeit durchgeführt.
-
In der 9 ist ein weiterer Anwendungsfall als Tiefsaugsteckfilter gegeben, der mit einem Saugrohr 6 aus Edelstahl und innen liegendem Filtermaterial 1 ausgeführt ist. Hierbei ist das Filtermaterial 1 in einem dünnwandigen Saugrohr 6 aus Edelstahl oder Kunststoff oberhalb liegend angeordnet. Beim Anschluss einer Pumpe an das Saugrohr 6 saugt sich das Rohr bis zum Filtermaterial 1 selbst in den Boden. Die Saugwirkung beläuft sich bis zur Unterkante des Rohres, bei Vakuumanlagen bis zu 0,5 m unterhalb der Rohröffnung. Das Einsatzgebiet eines Tiefsaugsteckfilters liegt in der Grundwasserabsenkung mit geringer Tiefe, vorwiegend bei Hausanschlüssen oder bei Reparaturen von Rohrbrüchen. Des Weiteren lässt sich ein Einsatz bei Havarien und Unfällen, um das Versickern von Schadstoffen in den Erdboden zu verhindern und zu reduzieren, durchführen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Filtermaterial
- 2
- Einbettungsmaterial
- 3
- Bindemittel
- 4
- Form
- 5
- Stutzen
- 6
- Saugrohr
- 7
- Tauchpumpe
- 8
- Hohlraum
- 9
- Schicht
- 10
- Pflasterstein
- 11
- Entwässerungsrinne mit Stegrost
- 12
- Sand
- 13
- Flanschverbindung
- 14
- Filterbehälter
- 15
- Rohr
- 16
- Auslassmündung
- 17
- Bohrkrone
- 18
- Kupplung
- 19
- Vakuumschlauch
- 20
- Vakuumanschluss
- 21
- Betonstütze
- (X)
- Bildausschnitt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 9310120 U [0002]
- US 5032184 [0003]
- DE 20214931 U [0004]
- DE 102008060723 [0005]
