DE102012012941A1 - Method for preparing ceramic filter element used for e.g. water purification, involves winding web layer around ceramic material impregnated bobbin which is burned and sintered to form ceramic filter element - Google Patents
Method for preparing ceramic filter element used for e.g. water purification, involves winding web layer around ceramic material impregnated bobbin which is burned and sintered to form ceramic filter element Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012012941A1 DE102012012941A1 DE201210012941 DE102012012941A DE102012012941A1 DE 102012012941 A1 DE102012012941 A1 DE 102012012941A1 DE 201210012941 DE201210012941 DE 201210012941 DE 102012012941 A DE102012012941 A DE 102012012941A DE 102012012941 A1 DE102012012941 A1 DE 102012012941A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- channels
- carrier web
- ceramic
- permeate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/19—Alkali metal aluminosilicates, e.g. spodumene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
- C04B38/0615—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances the burned-out substance being a monolitic element having approximately the same dimensions as the final article, e.g. a porous polyurethane sheet or a prepreg obtained by bonding together resin particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/069—Special geometry of layers
- B01D2239/0695—Wound layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/10—Filtering material manufacturing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5252—Fibers having a specific pre-form
- C04B2235/5256—Two-dimensional, e.g. woven structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5454—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof nanometer sized, i.e. below 100 nm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5463—Particle size distributions
- C04B2235/5472—Bimodal, multi-modal or multi-fraction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/616—Liquid infiltration of green bodies or pre-forms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Filterelements zur Filterung von Fluiden und ein keramisches Filterelement zur Filterung von Fluiden.The invention relates to a method for producing a ceramic filter element for filtering fluids and to a ceramic filter element for filtering fluids.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Aus der
Wickelmodule mit Polymermembranen zum Filtern von Flüssigkeiten mit „Cross-over-Filtration” gehören schon seit vielen Jahren zum allgemeinen Stand der Technik. Wickelmodule auf der Basis von Keramik finden aufgrund ihrer bislang sehr aufwendigen, komplizierten und sehr teuren Herstellung basierend auf einer Technologie unter Verwendung von keramischen Folien nur im Labormaßstab Verwendung. Zudem kann aufgrund der mechanischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften keramischer Folien die Leistung bezüglich Wickelgröße, Packungs- und Kanaldichte von polymeren Wickelmembran-Modulen bei weitem nicht erreicht werden. Wickelmembranmodule zeichnen sich im Vergleich zu Rohr- und Flachmembran-Geometrien durch deutlich geringere Investitionskosten für das Filtermodul sowie durch ihre um ein Vielfaches höhere Packungsdichte von etwa 300 bis 1000 m2/m3 aus. Zudem können Wickelmodule aufgrund der niedrigen erforderlichen Überströmung mit einem deutlich geringerem Energieaufwand betrieben werden. Gegenüber Polymermembranen besitzen Keramikmembranen jedoch erhebliche Vorteile, insbesondere
- – eine höhere thermische Stabilität von bis zu mehr als 800 Grad Celsius,
- – eine höhere chemische Stabilität mit vorteilhaften Einsatzmöglichkeiten in einem PH-Bereich von 0 bis 14,
- – eine bessere mechanische Abriebfestigkeit,
- – eine bessere physikalische Beständigkeit, beispielsweise gegenüber UV-Strahlen und/oder Ozon,
- – eine höhere Druckstabilität, insbesondere bezüglich hoher Rückspüldrücke,
- – bessere und effektivere Reinigungsmöglichkeiten und
- – eine längere Lebensdauer.
- - a higher thermal stability of up to more than 800 degrees Celsius,
- A higher chemical stability with advantageous applications in a pH range of 0 to 14,
- A better mechanical abrasion resistance,
- A better physical resistance, for example to UV rays and / or ozone,
- A higher pressure stability, in particular with regard to high backwashing pressures,
- - better and more effective cleaning options and
- - a longer life.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu Herstellung eines keramischen Filterelements zur Filterung von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, zur Verfügung zu stellen, das einfach und kostengünstig anwendbar ist und mit dem Filterelemente zur Filterung von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, einfach und kostengünstig herstellbar sind, welche die vorteilhaften Werkstoffeigenschaften von Keramik mit den Vorteilen der Wickelgeometrie eines Wickelmoduls in sich vereinigen und mit denen neue Anwendungsgebiete möglich sind, die bislang den polymeren Wickelmodulen versagt geblieben sind. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement zur Filterung von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, zur Verfügung zu stellen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist, das die vorteilhaften Werkstoffeigenschaften von Keramik mit den Vorteilen der Wickelgeometrie eines Wickelmoduls in sich vereinigt und mit denen neue Anwendungsgebiete möglich sind, die bislang den polymeren Wickelmodulen versagt geblieben sind.The invention has for its object to provide a method for producing a ceramic filter element for filtering fluids, especially liquids, to provide, which is simple and inexpensive to use and with the filter elements for filtering fluids, especially liquids, simple and inexpensive can be produced, which combine the advantageous material properties of ceramic with the advantages of the winding geometry of a winding module and with which new applications are possible, which have so far failed the polymeric winding modules. The invention is also based on the object of providing a filter element for filtering fluids, in particular liquids, which is simple and inexpensive to produce, which combines the advantageous material properties of ceramics with the advantages of the winding geometry of a winding module and with them new applications are possible, which have so far failed the polymeric winding modules.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.This object is achieved by the features of claims 1 and 8.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Filterelements zur Filterung von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, beispielsweise von Wasser, wobei zunächst eine Bahnlage aus wenigstens drei schichtweise übereinander liegenden Trägerbahnen hergestellt wird, die jeweils aus einem brennbaren Material, vorzugsweise aus einem organischen und/oder synthetischen Material, bevorzugt mit oder aus, insbesondere natürlichen, Fasern, insbesondere aus Zellulose oder Baumwolle, vorzugsweise aus Papier und/oder aus wenigstens einem Polymer hergestellt wird oder ist, von denen wenigstens eine erste Trägerbahn, vorzugsweise zur Bildung einer Trennschicht oder Sperrschicht, als Flachbahn gestaltet wird oder ist und von denen eine zweite Trägerbahn zur Bildung von Fluidströmungskanälen vorgeformt, vorzugsweise gewellt oder zur Bildung anderer, beispielsweise dreieckiger oder quadratischer, Fluidströmungskanäle bzw. Kanalgeometrien vorgeformt, ausgeführt, wird oder ist, und von denen eine dritte Trägerbahn zur Bildung einer Permeat-Abtransport-Schicht zum Abtransport eines fluiden Permeats vorgesehen ist, vorzugsweise die als Flachbahn gestaltet wird oder ist, wobei die zweite Trägerbahn zwischen der als Flachbahn gestalteten ersten Trägerbahn und der dritten Trägerbahn angeordnet wird oder ist, wobei die wenigstens drei Trägerbahnen, vorzugsweise mittels eines keramischen Klebers, miteinander verklebt werden oder sind, wobei im miteinander verklebten Zustand zwischen der als Flachbahn gestalteten ersten Trägerbahn und der vorgeformten zweiten Trägerbahn mehrere zur Bildung von Fluidströmungskanälen für das zu filternde Fluid vorgesehene erste Kanäle ausgebildet sind, die von Wandteilen der ersten Trägerbahn und von Wandteilen der zweiten Trägerbahn begrenzt sind, die zu voneinander weg weisenden Stirnseiten der Bahnlage offen sind und die sich, vorzugsweise durchgehend, zwischen den beiden Stirnseiten der Bahnlage in einer Kanalrichtung erstrecken, und wobei zwischen der vorgeformten zweiten Trägerbahn und der dritten Trägerbahn oder zwischen der vorgeformten zweiten Trägerbahn und einer zwischen dieser und der dritten Trägerbahn liegenden Zwischen-Trägerbahn, vorzugsweise die als Flachbahn gestaltet wird oder ist, mehrere zur Bildung von Permeat-Fluidkanälen vorgesehenen zweite Kanäle ausgebildet sind, die von Wandteilen der zweiten Trägerbahn und von Wandteilen der dritten Trägerbahn oder der Zwischen-Trägerbahn begrenzt sind und die sich zwischen den Stirnseiten der Bahnlage im Wesentlichen in der gleichen Kanalrichtung wie die ersten Kanäle bzw. im Wesentlichen parallel zu den ersten Kanälen erstrecken, wobei sowohl die zweiten Kanäle als auch die dritte Trägerbahn jeweils im Bereich der beiden Stirnseiten der Bahnlage mittels eines keramischen Klebers verschlossen werden, und dass, vorzugsweise anschließend, die Bahnlage um eine, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Kanalrichtung verlaufende, Axialachse spiralförmig zu einem Wickelkörper aufgewickelt wird, wobei anschließend an das Aufwickeln oder vor dem Aufwickeln zu dem Wickelkörper die wenigstens drei Trägerbahnen mit einem flüssigen oder pastösen keramischen Material, insbesondere mit einem keramischen Schlicker, imprägniert werden, wonach der mit dem keramischen Material imprägnierte Wickelkörper ausgebrannt und, vorzugsweise nachfolgend, insbesondere bei demgegenüber erhöhten Temperaturen, zu einem eigenstabilen, insbesondere starren, vorzugsweise separat handhabbaren, keramischen Wickelkörper gesintert wird, der mehrere in der Axialrichtung zu dessen beiden Stirnseiten hin offene und sich in der Axialrichtung erstreckende keramische Fluidströmungskanäle für das zu filternde Fluid sowie mehrere sich in der Axialrichtung erstreckende, im Bereich der beiden Stirnseiten verschlossene, keramische Permeat-Fluidkanäle für das Permeat aufweist und der eine keramische Permeat-Abtransport-Schicht zum Abtransport des Permeats, vorzugsweise in einer Abtransportrichtung quer zu der Axialachse, insbesondere in Richtung zu der Axialachse hin, aufweist.Accordingly, the invention relates to a method for producing a ceramic filter element for filtering fluids, in particular liquids, for example water, wherein first a web layer of at least three layers superposed carrier webs is prepared, each of a combustible material, preferably from an organic and or synthetic material, preferably with or consisting of, in particular natural, fibers, in particular of cellulose or cotton, preferably made of paper and / or at least one polymer, of which at least one first carrier web, preferably to form a release layer or barrier layer is designed as a flat track and is and of which a second carrier web preformed to form fluid flow channels, preferably corrugated or preformed to form other, for example triangular or square, fluid flow channels or channel geometries, executed rt, is or is, and of which a third carrier web is provided for forming a permeate removal layer for removing a fluid permeate, preferably designed as a flat web is or, wherein the second carrier web between the designed as a flat track first carrier web and the the third carrier web is arranged or is, wherein the at least three carrier webs, preferably by means of a ceramic adhesive, are glued or together, wherein in the bonded together state between the designed as a flat track first carrier web and the preformed second carrier web more to form fluid flow channels for the filtering fluid provided first channels are formed, which are bounded by wall portions of the first carrier web and wall portions of the second carrier web, which are open to facing away from each other end faces of the web layer and which, preferably continuously, between the two end faces of the web layer in e extend in the channel direction, and wherein between the preformed second carrier web and the third carrier web or between the preformed second carrier web and an intermediate therebetween and the third carrier web intermediate carrier web, preferably designed as a flat web or is more, to form permeate fluid channels provided second channels are formed, which are bounded by wall portions of the second carrier web and wall portions of the third carrier web or the intermediate carrier web and extending between the end faces of the web position substantially in the same channel direction as the first channels or substantially parallel to the extend first channels, wherein both the second channels and the third carrier web are each closed in the region of the two end faces of the web layer by means of a ceramic adhesive, and that, preferably subsequently, the web layer to one, preferably substantially parallel to the channel Direction extending, axial axis is spirally wound into a winding body, wherein subsequent to the winding or before winding to the winding body, the at least three carrier webs with a liquid or pasty ceramic material, in particular with a ceramic slip, are impregnated, after which with the ceramic material impregnated winding body is burned out and sintered, preferably subsequently, in particular at the opposite elevated temperatures, to an inherently stable, in particular rigid, preferably separately manageable, ceramic winding body having a plurality in the axial direction to the two end faces open and extending in the axial direction ceramic fluid flow channels for The fluid to be filtered as well as several extending in the axial direction, sealed in the region of the two end faces, ceramic permeate fluid channels for the permeate and having a ceramic permeate Abtranspo rt layer for removing the permeate, preferably in a Abtransportrichtung transversely to the axial axis, in particular in the direction of the axial axis, has.
Ein derartiges Filterelement ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders einfach und kostengünstig herstellbar und vereint in sich die vorteilhaften Werkstoffeigenschaften von Keramik mit den Vorteilen der Wickelgeometrie eines Wickelmoduls und ermöglicht ferner neue Anwendungsgebiete, die bislang den polymeren Wickelmodulen versagt geblieben sind. Gegenüber polymeren Wickelmodulen nach dem Stand der Technik weist ein derartiges Filterelement eine deutlich größere Filteroberfläche und damit Packungsdichte auf, insbesondere dann wenn die zweite Trägerbahn gewellt gestaltet ist. Als mögliche Anwendungsgebiete zu nennen sind beispielsweise Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung, Recycling, chemische und biotechnische Anwendungen sowie Anwendungen im Bereich der Lebensmittel und Getränkeindustrie.Such a filter element is particularly simple and inexpensive to produce with the inventive method and combines in the advantageous material properties of ceramic with the advantages of the winding geometry of a winding module and also allows new applications that have so far failed the polymeric winding modules. Compared to prior art polymeric winding modules, such a filter element has a significantly larger filter surface and thus packing density, in particular when the second carrier web is of a wavy design. Examples of possible applications include water treatment, wastewater treatment, recycling, chemical and biotechnical applications as well as applications in the food and beverage industry.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zuerst die erste Trägerbahn mit der zweiten Trägerbahn verklebt wird und anschließend die dritte Trägerbahn mit der zweiten Trägerbahn verklebt wird oder dass zuerst die zweite Trägerbahn mit der dritten Trägerbahn verklebt wird und anschließend die erste Trägerbahn mit der zweiten Trägerbahn verklebt wird oder dass die erste Trägerbahn und die zweite Trägerbahn sowie die zweite Trägerbahn und die dritte Trägerbahn in einem Verfahrensschritt und/oder gleichzeitig jeweils miteinander verklebt werden.According to an advantageous embodiment it can be provided that first the first carrier web is glued to the second carrier web and then the third carrier web is glued to the second carrier web or that first the second carrier web is glued to the third carrier web and then the first carrier web with the second Bonded carrier web or that the first carrier web and the second carrier web and the second carrier web and the third carrier web are glued together in one step and / or simultaneously.
Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass von einer dritten Trägerbahn ausgegangen wird, die bereits im Bereich von zwei ihrer voneinander weg weisenden Stirnseiten mit einem keramischen Kleber verschlossen ist, und dass dann diese bereits stirnseitig verschlossene dritte Trägerbahn mit der zweiten Trägerbahn verklebt wird oder dass die dritte Trägerbahn zunächst mit der zweiten Trägerbahn verklebt wird und anschließend die dritte Trägerbahn im Bereich von zwei ihrer voneinander weg weisenden Stirnseiten mit einem keramischen Kleber verschlossen wird.According to a development it can be provided that it is assumed that a third carrier web is already closed with a ceramic adhesive in the region of two of its end faces pointing away from one another, and that this third carrier web, which is already closed at the end, is glued to the second carrier web or the third carrier web is first glued to the second carrier web and then the third carrier web in the region of two of their facing away from each other end faces is sealed with a ceramic adhesive.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zum stirnendseitigen Verschließen der zweiten Kanäle eine keramische Klebepaste in Form von zwei, vorzugsweise durchgehenden, Kleberaupen quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Kanalrichtung auf die die ersten Kanäle begrenzenden Wandteile der zweiten Trägerbahn auf ihrer von der ersten Trägerbahn weg weisenden Seite, aufgetragen wird, wobei und/oder wonach die dritte Trägerbahn und die zweite Trägerbahn aufeinander gepresst werden, wodurch zugleich ein stirnendseitiges Verschließen der zweiten Kanäle im Bereich ihrer beiden Stirnseiten bewirkt wird. Dadurch lässt sich die Herstellung weiter vereinfachen und noch kostengünstiger verwirklichen.According to a particularly advantageous embodiment, it can be provided that for the front end closing the second channels a ceramic adhesive paste in the form of two, preferably continuous, Kleberaupen transverse, preferably perpendicular to the channel direction on the first channels bounding wall portions of the second carrier web on their from the wherein the third carrier web and the second carrier web are pressed against each other, whereby at the same time a front-end closing of the second channels in the region of its two end faces is effected. As a result, the production can be further simplified and even more cost-effective.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass zum stirnendseitigen Verschließen der zweiten Kanäle eine keramische Klebepaste in Form von zwei, vorzugsweise durchgehenden, Kleberaupen auf diejenige Seite der dritten Trägerbahn aufgebracht wird, welche in der fertigen Bahnlage die zweiten Kanäle begrenzt, wobei und/oder wonach die mit den Kleberaupen versehene dritte Trägerbahn, mit den Kleberaupen voran, mit der zweiten Trägerbahn zusammen gepresst wird, wodurch ein stirnendseitiges Verschließen der zweiten Kanäle im Bereich ihren beiden Stirnendseiten bewirkt wird.Alternatively, it may be provided that the end face-side closing of the second channels a ceramic adhesive paste in the form of two, preferably continuous, Kleberaupen is applied to that side of the third carrier web, which limits the second channels in the finished web layer, and / or then with the the adhesive beads provided third carrier web, with the Kleberaupen ahead, is pressed together with the second carrier web, whereby a stirnendseitiges closing of the second channels in the region of its two end faces is effected.
Es versteht sich jedoch, dass gemäß einer weiteren Alternative auch zuerst die mit der zweiten Trägerbahn und mit der dritten Trägerbahn begrenzten zweiten Kanäle hergestellt werden können und dass erst anschließend diese zweiten Kanäle im Bereich der beiden Stirnseiten der Bahnlage mit einem keramischen Kleber verschlossen werden können. Diese Verfahrensweise ist jedoch aufwendiger und teurer als die beiden vorstehend erwähnten Alternativen.However, it goes without saying that, according to a further alternative, the second channels bounded by the second carrier web and by the third carrier web can first be produced, and only then can these second channels in the region of the two end faces of the web layer be closed with a ceramic adhesive. However, this procedure is more expensive and more expensive than the two alternatives mentioned above.
Es versteht sich außerdem, dass die zweiten Kanäle und die dritte Trägerbahn in einem Verfahrensschritt und/oder gleichzeitig im Bereich der beiden Stirnseiten der Bahnlage mit einem keramischen Kleber verschlossen werden können. Dadurch kann die Herstellung weiter vereinfacht werden, wodurch sich weitere Kosteneinsparungen erzielen lassen.It is also understood that the second channels and the third carrier web can be closed in a method step and / or simultaneously in the region of the two end faces of the web layer with a ceramic adhesive. As a result, the production can be further simplified, which can achieve further cost savings.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die die ersten Kanäle begrenzenden Wandteile der ersten Trägerbahn und der zweiten Trägerbahn vor oder nach dem Brennen und/oder Sintern kanalinnenseitig zur Bildung einer Membranschicht mit einem flüssigen oder pastösen keramischen Material beschichtet und/oder zur Bildung einer Membranschicht mit einem pastösen oder flüssigen keramischen Material imprägniert werden. Dadurch lässt sich die Filterleistung bzw. die Filterqualität des Filterelements besonders effektiv einstellen.According to a very particularly preferred embodiment, it may be provided that the wall portions of the first carrier web and the second carrier web delimiting the first channels are coated with a liquid or pasty ceramic material before or after firing and / or sintering on the inside of the channel to form a membrane layer Forming a membrane layer can be impregnated with a pasty or liquid ceramic material. As a result, the filter performance or the filter quality of the filter element can be adjusted particularly effectively.
Zur Bildung einer derartigen Membranschicht kann das dafür einsetzbare flüssige oder pastöse keramische Material bevorzugt durch Kanalöffnungen der ersten Kanäle, insbesondere durch Kanalöffnungen, aus welchen die ersten Kanäle zu den Stirnseiten der Bahnlage hin ausmünden, in die ersten Kanäle eingebracht werden. Dadurch kann das Herstellungsverfahren weiter vereinfacht und kostengünstiger durchgeführt werden.To form such a membrane layer, the liquid or pasty ceramic material which can be used for this purpose can be introduced into the first channels preferably through channel openings of the first channels, in particular through channel openings, from which the first channels lead to the end sides of the layer layer. Thereby, the manufacturing process can be further simplified and carried out more cheaply.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das flüssige oder pastöse keramische Material zur Bildung der Membranschicht keramische Partikel enthält, deren mittlere Partikelgröße bzw. Körnung kleiner ist als eine mittlere Partikelgröße bzw. Körnung von Partikeln des keramischen Materials, mit welchem die zweite Trägerbahn imprägniert ist. Das keramische Material zur Bildung der Membranschicht kann bevorzugt eine mittlere Partikel- bzw. Korngröße im Bereich von etwa 1 bis 5000 Nanometer, vorzugsweise etwa 1 bis 800 Nanometer, aufweisen. Zur Bildung einer Membran für die Mikrofiltration (MF) kann die mittlere Partikel- bzw. Korngröße des keramischen Materials etwa 200 bis 5000 Nanometer, vorzugsweise etwa 200 bis 800 Nanometer, betragen. Zur Bildung einer Membran für die Ultrafiltration (UF) kann die mittlere Partikel- bzw. Korngröße des keramischen Materials etwa 20 bis 200 Nanometer betragen. Zur Bildung einer Membran für die Nanofiltration (NF) kann die mittlere Partikel- bzw. Korngröße des keramischen Materials etwa 1 bis 20 Nanometer betragen. Eine NF-Membran kann auch auf Sol-Gel Basis ausgeführt sein bzw. werden. Die Partikel- bzw. Korngröße des keramischen Materials für die Trägerschichten kann beispielsweise abhängig von der jeweiligen Anwendung im Bereich von 50 bis 30000 Nanometer, vorzugsweise von 200 bis 2000 Nanometer, bzw. bi- oder multimodale Mischungen daraus liegen. Das flüssige oder pastöse keramische Material, beispielsweise in Form eines Keramikschlickers, kann als Bestandteile, insbesondere Partikel, beispielsweise aus Aluminiumoxid (Al2O3), Zirkonoxid (ZTO2), Titanoxid (TiO2), Siliziumoxid (SiO2), Siliziumcarbid (SiC), Silikate, Zeolithe oder Mischungen daraus enthalten.According to a very particularly preferred embodiment, it can be provided that the liquid or pasty ceramic material for forming the membrane layer contains ceramic particles whose mean particle size or grain size is smaller than an average particle size or grain size of particles of the ceramic material, with which the second carrier web is impregnated. The ceramic material for forming the membrane layer may preferably have an average particle or grain size in the range of about 1 to 5000 nanometers, preferably about 1 to 800 nanometers. To form a membrane for microfiltration (MF), the average particle size or grain size of the ceramic material may be about 200 to 5000 nanometers, preferably about 200 to 800 nanometers. To form a membrane for ultrafiltration (UF), the average particle size or grain size of the ceramic material may be about 20 to 200 nanometers. To form a membrane for nanofiltration (NF), the average particle or grain size of the ceramic material may be about 1 to 20 nanometers. An NF membrane can also be designed or be based on sol-gel. The particle or grain size of the ceramic material for the carrier layers can be, for example, depending on the particular application in the range of 50 to 30,000 nanometers, preferably from 200 to 2000 nanometers, or bimodal or multimodal mixtures thereof. The liquid or pasty ceramic material, for example in the form of a ceramic slip, can be used as constituents, in particular particles, for example of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZTO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), silicon carbide ( SiC), silicates, zeolites or mixtures thereof.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die dritte Trägerbahn aus einem brennbaren Gewebe, Netz und/oder Vlies hergestellt wird und/oder besteht und/oder quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Axialachse, in Umfangsrichtung, vorzugsweise über wenigstens einen Wickelumfang, insbesondere im Wesentlichen über eine gesamte Aufwickellänge der dritten Trägerbahn, durchgehende, zur Bildung von Permeat-Fluidströmungs-Quer-Kanälen vorgesehene Querkanäle aufweist. Dadurch kann nach dem Ausbrennen und Sintern der mit dem fluiden oder pastösen keramischen Material imprägnierten dritten Trägerbahn zu einer keramischen Permeat-Abtransport-Schicht, letztere eine entsprechend große Durchlässigkeit für das Permeat aufweisen, was einen besonders leichten und effektiven Abtransport des Permeats, vorzugsweise in Richtung auf die Axial- bzw. Längs- bzw. Zentralachse des Wickelkörpers, bei einem minimalen Druckverlust ermöglicht.According to a preferred embodiment it can be provided that the third carrier web is produced from a combustible fabric, mesh and / or nonwoven and / or transversely, preferably substantially perpendicular to the axial axis, in the circumferential direction, preferably over at least one winding circumference, in particular substantially over an entire winding length of the third carrier web, continuous, provided for the formation of permeate fluid flow transverse channels transverse channels. As a result, after firing and sintering of the impregnated with the fluid or pasty ceramic material third carrier web to a ceramic permeate removal layer, the latter have a correspondingly large permeability to the permeate, resulting in a particularly easy and effective removal of the permeate, preferably in the direction on the axial or longitudinal or central axis of the bobbin, allows a minimum pressure loss.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die ersten Kanäle, in einer gedachten Schnittebene senkrecht zu der Kanalrichtung betrachtet, vorzugsweise in ihrer Kanalrichtung betrachtet jeweils durchgehend, einen größeren Kanalquerschnitt aufweisen als die zweiten Kanäle. Dadurch lässt sich in dem gesinterten Filterelement eine noch größere Filteroberfläche und damit noch größere Packungsdichte verwirklichen. Demgemäß können also in dem gesinterten Filterelement die Fluidkanäle für das zu filternde Fluid, die aus den ersten Kanälen hervorgehen, einen größeren Querschnitt aufweisen, als der Querschnitt der Permeat-Abtransport-Kanäle zum Abtransport des Permeats, die aus den zweiten Kanälen hervorgehen.According to a particularly preferred embodiment, it can be provided that the first channels, viewed in an imaginary sectional plane perpendicular to the channel direction, preferably viewed in their channel direction in each case continuously, have a larger channel cross-section than the second channels. As a result, an even larger filter surface and thus even greater packing density can be realized in the sintered filter element. Accordingly, in the sintered filter element, the fluid channels for the fluid to be filtered, which emerge from the first channels, may have a larger cross section than the cross section of the permeate removal channels for removing the permeate, which emerge from the second channels.
Die Erfindung betrifft auch ein keramisches Filterelement in Form eines im Wesentlichen zylinderförmigen oder ovalen Wickelkörpers zur Filterung von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, beispielsweise von Wasser, insbesondere das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, das bzw. der aus wenigstens einer spiralförmig um eine oder die Axialachse aufgewickelt gebildeten Schichtenlage besteht, die aus mehreren miteinander sowohl durch Sintern fest verbundenen als auch durch Sintern eigenstabil, vorzugsweise starr, ausgebildeten keramischen Schichten besteht, zwischen denen mehrere Fluidströmungskanäle für ein zu filterndes Fluid und mehrere Permeat-Fluidkanäle für ein fluides Permeat ausgebildet sind, wobei sich die Fluidströmungskanäle und die Permeat-Fluidkanäle jeweils in einer Kanalrichtung in einer oder der Axialrichtung, vorzugsweise in einer Längsrichtung des Wickelkörpers, im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, und wobei die keramischen Schichten eine, vorzugsweise aus der mit einem keramischen Material imprägnierten dritten Trägerbahn hergestellten, keramische Permeat-Abtransport-Schicht zum Abtransport des Permeats, vorzugsweise in einer Abtransportrichtung quer zu der Axialrichtung, insbesondere in Richtung zu der Axialachse hin, und eine, vorzugsweise aus der mit einem keramischen Material imprägnierten zweiten Trägerbahn hergestellten, poröse Trennschicht zum Filtern des zu filternden Fluids umfassen, welche die Fluidströmungskanäle von den Permeat-Fluidkanälen trennt, sowie eine, vorzugsweise aus der mit einem keramischen Material imprägnierten ersten Trägerbahn hergestellte, keramische, weitere, vorzugsweise für das zu filternde und gefilterte Fluid durchlässige, poröse Trennschicht oder eine, vorzugsweise für das zu filternde und gefilterte Fluid undurchlässige, Sperrschicht umfassen, die sich in einem radialen Abstand zu der Permeat-Abtransport-Schicht erstreckt, und wobei die Fluidströmungskanäle und die Permeat-Fluidkanäle der Schichtenlage, in radialer Richtung betrachtet, zwischen der weiteren Trennschicht und der Permeat-Abtransport-Schicht oder zwischen der Sperrschicht und der Permeat-Abtransport-Schicht angeordnet sind, und wobei die Fluidströmungskanäle zu in der Axialrichtung voneinander weg weisenden Stirnseiten des Filterelements hin offen sind, und wobei sowohl die Permeat-Fluidkanäle als auch die Permeat-Abtransport-Schicht jeweils im Bereich beider Stirnseiten des Filterelements durch ein gesintertes keramisches Material bzw. durch einen gesinterten keramischen Verschlusskörper verschlossen sind, und wobei die Fluidströmungskanäle für das zu filternde Fluid einerseits, in radialer Richtung zu einer ersten Flächenseite des Filterelements hin, von der mit im Wesentlichen flachen Flächenteilen begrenzten weiteren Trennschicht oder Sperrschicht begrenzt werden, die sich in einer Wickelumfangsrichtung, vorzugsweise durchgehend, über die spiralförmig aufgewickelt ausgebildete Schichtenlage erstreckt, und wobei die Fluidströmungskanäle andererseits, in einer entgegen gesetzten Richtung zu einer von der ersten Flächenseite weg weisenden zweiten Flächenseite des Filterelements hin, von einer oder der stufen- oder wellenförmigen Kanalwand der Trennschicht begrenzt wird, und wobei die Permeat-Fluidkanäle für das Permeat einerseits, in Richtung zu der ersten Flächenseite hin, von der stufen- oder wellenförmigen Kanalwand der Trennschicht begrenzt wird, die sich in der Wickelumfangsrichtung, vorzugsweise durchgehend, über die spiralförmig aufgewickelt ausgebildete Schichtenlage erstreckt, und wobei die Permeat-Fluidkanäle andererseits, in Richtung zu der zweiten Flächenseite hin, von einer, vorzugsweise mit im Wesentlichen flachen Flächenteilen begrenzten, weiteren, vorzugsweise aus der mit einem keramischen Material imprägnierten Zwischen-Trägerbahn hergestellten, porösen, keramischen Schicht oder von der, vorzugsweise mit im Wesentlichen flachen Flächenteilen begrenzten, Permeat-Abtransport-Schicht begrenzt werden.The invention also relates to a ceramic filter element in the form of a substantially cylindrical or oval wound body for filtering fluids, in particular liquids, for example water, in particular produced by the process according to the invention, the or at least one spirally around one or the Axial axis coiled formed layer layer consists of a plurality of interconnected both by sintering and by sintering intrinsically stable, preferably rigid, formed ceramic layers between which a plurality of fluid flow channels are formed for a fluid to be filtered and a plurality of permeate fluid channels for a fluid permeate, wherein the fluid flow channels and the permeate fluid channels each extend in a channel direction in one or the axial direction, preferably in a longitudinal direction of the winding body, substantially parallel to each other, and wherein the ceramic Sch one, preferably made of the impregnated with a ceramic material third carrier web, ceramic permeate removal layer for transporting away the permeate, preferably in a Abtransportrichtung transverse to the axial direction, in particular in the direction of the axial axis, and one, preferably from the a porous separating layer made of a ceramic material impregnated second carrier web for filtering the fluid to be filtered, which separates the fluid flow channels of the permeate fluid channels, as well as one, preferably made of the impregnated with a ceramic material first carrier web, ceramic, further, preferably for the comprising a fluid-permeable, porous separating layer to be filtered and filtered, or a barrier layer, preferably impermeable to the filtered and filtered fluid, which extends at a radial distance to the permeate-transporting layer, and wherein the fluid flow channels le and the permeate fluid passages of the layer layer, as viewed in the radial direction, are arranged between the further separating layer and the permeate transport layer or between the barrier layer and the permeate transport layer, and wherein the fluid flow passages facing away from each other in the axial direction End sides of the filter element are open, and wherein both the permeate fluid channels and the permeate removal layer are each closed in the region of both end faces of the filter element by a sintered ceramic material or by a sintered ceramic closure body, and wherein the fluid flow channels for the to be filtered fluid on the one hand, in radial Direction to a first surface side of the filter element, bounded by the limited with substantially flat surface parts further separating layer or barrier layer extending in a winding circumferential direction, preferably continuously, over the spirally wound layer layer formed, and wherein the fluid flow channels on the other hand, in a counter set direction to a side facing away from the first surface side second surface side of the filter element, is bounded by one or the step or wave-shaped channel wall of the separation layer, and wherein the permeate fluid channels for the permeate on the one hand, toward the first surface side of the step or wave-shaped channel wall of the separating layer is limited, which extends in the winding circumferential direction, preferably continuously, over the spirally wound layer layer formed, and wherein the permeate fluid channels on the other hand, in the direction of the two surface, from a, preferably with substantially flat surface parts delimited, further, preferably made of the impregnated with a ceramic material intermediate carrier web, porous, ceramic layer or of the, preferably limited with substantially flat surface parts, permeate removal Layer be limited.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die stufen- oder wellenförmige Kanalwand der Trennschicht auf ihrer die Fluidströmungskanäle begrenzenden Kanalinnenseite mit einer, vorzugsweise gesinterten, keramischen Membran gebildet oder versehen ist, deren mittlere Membran-Porengröße kleiner ist als eine mittlere Substrat-Porengröße eines die Membran tragenden Substratmaterials der besagten Kanalwand. Dadurch lässt sich die Filterleistung bzw. die Filterqualität des Filterelements besonders effektiv einstellen.According to a particularly preferred embodiment, it can be provided that the step-like or wave-shaped channel wall of the separating layer is formed or provided on its channel defining the fluid flow channels with a, preferably sintered, ceramic membrane whose average membrane pore size is smaller than a mean substrate pore size a membrane-supporting substrate material of said channel wall. As a result, the filter performance or the filter quality of the filter element can be adjusted particularly effectively.
Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Fluidströmungskanäle, in einer gedachten Schnittebene senkrecht zu der Kanalrichtung betrachtet, vorzugsweise in der Kanalrichtung betrachtet jeweils durchgehend, einen größeren Kanalquerschnitt aufweisen als die Permeat-Fluidkanäle. Dadurch lässt sich ein Filterelement mit einer noch größeren Filteroberfläche und damit noch größeren Packungsdichte verwirklichen.Furthermore, it can preferably be provided that the fluid flow channels, viewed in an imaginary sectional plane perpendicular to the channel direction, preferably viewed continuously in the channel direction, have a larger channel cross-section than the permeate fluid channels. As a result, a filter element with an even larger filter surface and thus even greater packing density can be realized.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass der Fachmann die vorstehenden Merkmale und die aus den Ansprüchen sowie die aus den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale im Rahmen der Ausführbarkeit nicht nur in Kombination, sondern auch einzeln betrachten und/oder in sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen kann.It is understood that the person skilled in the art can regard the above features and the features resulting from the claims and from the drawings within the scope of feasibility not only in combination but also individually and / or in meaningful further combinations.
Es zeigen:Show it:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Zur Herstellung des in den
Es wird zunächst eine Bahnlage
It is initially a
Die Permeat-Abtransport-Schicht kann auch dadurch realisiert werden, dass auf eine Trägerbahn, vorzugsweise die genau wie die Trägerbahn
Die Permeat-Abtransport-Schicht kann alternativ auch wie folgt realisiert werden: Durchgängige Streifen, mit einer Breite von beispielsweise 0,5 mm bis 50 mm und einer Höhe von beispielsweise 0,3 mm bis 3 mm, aus gleichem Material und mit gleicher Struktur wie die Trägerbahn
Zur Bildung der Bahnlage
In der fertigen Bahnlage
Zum stirnendseitigen Verschließen der zweiten Kanäle
Die auf diese Art und Weise hergestellte Bahnlage
Anschließend an das Aufwickeln oder auch schon vor dem Aufwickeln zu dem Wickelkörper
Um einen hinsichtlich bestimmter Filtrationsanwendungen funktionsfähigen Filter zur Bildung einer Wickelmembran zu erhalten, werden, vorzugsweise anschließend, die ersten Kanäle
Die fertige Bahnlage
Der mit dem keramischen Schlicker imprägnierte bzw. versehene Wickelkörper
Es versteht sich, dass die zur Bildung einer Membran
Ein Ausführungsbeispiel für ein nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestelltes keramisches Filterelement
Der gesinterte Wickelkörper
Das keramische Filterelement
Zwischen den durch Sintern einteilig verbundenen Schichten
Die keramischen Schichten
Die keramische, gesinterte Trennschicht
Die Fluidströmungskanäle
Die Fluidströmungskanäle
Die Permeat-Fluidkanäle
Die wellen- bzw. sinusförmige Kanalwand der Trennschicht
Die spiralförmig ausgebildete Schichtenlage
Wenn die Schicht
Die Vorgänge beim Filtern eines zu filternden Fluids
Wie in bereits
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2006/005668 [0002] WO 2006/005668 [0002]
- EP 1930060 A1 [0003] EP 1930060 A1 [0003]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210012941 DE102012012941A1 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Method for preparing ceramic filter element used for e.g. water purification, involves winding web layer around ceramic material impregnated bobbin which is burned and sintered to form ceramic filter element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210012941 DE102012012941A1 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Method for preparing ceramic filter element used for e.g. water purification, involves winding web layer around ceramic material impregnated bobbin which is burned and sintered to form ceramic filter element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012012941A1 true DE102012012941A1 (en) | 2014-01-02 |
Family
ID=49753843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210012941 Pending DE102012012941A1 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Method for preparing ceramic filter element used for e.g. water purification, involves winding web layer around ceramic material impregnated bobbin which is burned and sintered to form ceramic filter element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012012941A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104675479A (en) * | 2015-02-10 | 2015-06-03 | 浙江天泽环境科技有限公司 | Filter element of semi-closed type isobaric particle trap and using method |
DE102013114583A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Napt - New Advanced Process Technology Ag | Production method of a ceramic element for a fluid separation device |
DE102014101187A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH | Filter for the sterilization of water |
DE102014105532A1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-22 | Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH | Water outlet fitting with filter, fitting for connection to a water outlet fitting and method for operating a water outlet fitting |
DE102014018481A1 (en) | 2014-12-16 | 2015-10-29 | Mann + Hummel Gmbh | Ceramic filter membrane and filter module |
WO2018219737A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | Mann+Hummel Gmbh | Ceramic filter element, and filter module |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020090324A1 (en) * | 2000-03-09 | 2002-07-11 | Badeau Kurt M.A. | Dual section exhaust aftertreatment filter and method |
WO2006005668A1 (en) | 2004-07-10 | 2006-01-19 | Mann+Hummel Gmbh | Method for producing a ceramic filter element |
EP1930060A1 (en) | 2006-11-27 | 2008-06-11 | Mann+Hummel Gmbh | Diesel particulate filter with a ceramic filter body |
DE102007011569A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Mann + Hummel Gmbh | Diesel particulate filter with a ceramic filter body |
WO2012062424A2 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | Atech Innovations Gmbh | Ceramic made of preceramic paper and/or cardboard structures |
-
2012
- 2012-06-29 DE DE201210012941 patent/DE102012012941A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020090324A1 (en) * | 2000-03-09 | 2002-07-11 | Badeau Kurt M.A. | Dual section exhaust aftertreatment filter and method |
WO2006005668A1 (en) | 2004-07-10 | 2006-01-19 | Mann+Hummel Gmbh | Method for producing a ceramic filter element |
EP1930060A1 (en) | 2006-11-27 | 2008-06-11 | Mann+Hummel Gmbh | Diesel particulate filter with a ceramic filter body |
DE102007011569A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Mann + Hummel Gmbh | Diesel particulate filter with a ceramic filter body |
WO2012062424A2 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | Atech Innovations Gmbh | Ceramic made of preceramic paper and/or cardboard structures |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013114583A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Napt - New Advanced Process Technology Ag | Production method of a ceramic element for a fluid separation device |
DE102014101187A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH | Filter for the sterilization of water |
DE102014105532A1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-22 | Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH | Water outlet fitting with filter, fitting for connection to a water outlet fitting and method for operating a water outlet fitting |
DE102014105532B4 (en) * | 2014-04-17 | 2016-12-15 | Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH | Water outlet fitting with filter, fitting for connection to a water outlet fitting and method for operating a water outlet fitting |
DE102014018481A1 (en) | 2014-12-16 | 2015-10-29 | Mann + Hummel Gmbh | Ceramic filter membrane and filter module |
CN104675479A (en) * | 2015-02-10 | 2015-06-03 | 浙江天泽环境科技有限公司 | Filter element of semi-closed type isobaric particle trap and using method |
WO2018219737A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | Mann+Hummel Gmbh | Ceramic filter element, and filter module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102012012941A1 (en) | Method for preparing ceramic filter element used for e.g. water purification, involves winding web layer around ceramic material impregnated bobbin which is burned and sintered to form ceramic filter element | |
EP3448542B1 (en) | Filter element for filtering exhaust gases or process gases, and method for producing such a filter element | |
DE102012107097A1 (en) | Modular filter for filtering hot gas, has first filter module connected with second filter module, where first filter module comprises circular ring shaped hollow profile for optimizing effective filter surface | |
DE102014003838A1 (en) | honeycomb structure | |
EP3148681A1 (en) | Ceramic multilayer filter membrane, in particular in the form of a hollow fiber | |
DE102018204932A1 (en) | honeycombs | |
DE102017002067A1 (en) | honeycomb structure | |
WO2018219737A1 (en) | Ceramic filter element, and filter module | |
EP2379197A1 (en) | Fluid filter and filter system | |
DE102015015777A1 (en) | Filter medium and filter element with a filter medium | |
DE3751753T2 (en) | CROSS-CURRENT FILTRATION DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE102014018481A1 (en) | Ceramic filter membrane and filter module | |
EP2902086B1 (en) | Filter for the sterilization of water | |
WO2010092063A1 (en) | Method for producing a ceramic filter element and filter element | |
EP2637987B1 (en) | Ceramic made of preceramic paper and/or cardboard structures | |
DE202014100427U1 (en) | Filter for the sterilization of water | |
DE102018205711A1 (en) | HONEYCOMB FILTER | |
DE102014003835A1 (en) | honeycomb structure | |
DE10361571A1 (en) | Filter unit useful as an air filter in an automobile or as a particulate filter in the exhaust system of an automobile comprises a ceramic filter element | |
DE3522725C2 (en) | ||
DE102009008300A1 (en) | Method for producing a ceramic filter element | |
WO2012172103A2 (en) | Ceramic body having variable porosity and method for the production thereof | |
DE102012022988A1 (en) | Filter device i.e. diesel particle filter, for use in internal combustion engine, has waving and smooth layers wound in spiral-shape, where wavelength in waving layer increases from inward to outward with increased distance to axis | |
DE10329229B3 (en) | Flat membrane stack and method for producing such | |
EP1370347A1 (en) | Filtration unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MANN+HUMMEL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: MANN + HUMMEL GMBH, 71638 LUDWIGSBURG, DE |