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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Filterelement für
Fluide, mit einem von Filtermaterial umgebenen, Fluiddurchlässe aufweisenden
Hohlkörper,
der einen inneren Filterhohlraum für gefiltertes Fluid definiert
und als Träger
für einen
Wickel des auf ihn mit einer Mehrzahl von Windungen aufgewickelten
Filtermaterials in Form eines Filterbandes dient.
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Filterelemente dieser Art sind bereits
bekannt, vgl.
EP 0
626 192 A1 . Werden derartige Filterelemente als Druckbandfilter
benutzt, wobei aufgrund eines Differenzdruckes zwischen der äußeren Mantelfläche des
Wickels des Filterbandes und dem inneren Filterhohlraum der Wickel
von außen
nach innen vom zu filternden Fluid durchströmt wird, dann wird in Abhängigkeit
vom Ansteigen des Differenzdruckes durch Verschmutzung der äußeren Lage oder
Lagen des Wickels eine entsprechende Bandlänge des verschmutzten Filterbandes
abgewickelt, so dass an der umfänglichen
Mantelfläche
des Wickels wiederum eine frische Filterfläche zur Verfügung steht.
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Beim Betrieb von Filteranlagen, bei
denen derartige bekannte Filterelemente benutzt werden, bereitet
es Schwierigkeiten, eine gleichbleibende Filtra tionsleistung aufrecht
zu erhalten. Der Vorgang des Abwickelns des Filterbandes muß so gesteuert werden,
dass sichergestellt ist, dass der auf dem Träger verbleibende Wickel die
geforderte Filterleistung erbringen kann, d. h. bei der erforderlichen
Größe des Volumenstroms
die zu fordernde Filtrationsfeinheit bringt. Im Hinblick hierauf
ergibt sich bei der Benutzung der bekannten Filterelemente ein beträchtlicher
Steuerungs- und Überwachungsaufwand.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt
sich die Erfindung die Aufgabe, ein Filterelement zu schaffen, das
sich demgegenüber
durch ein verbessertes Betriebsverhalten auszeichnet.
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Bei einem Filterelement der eingangs
genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
ein zumindest zweiteilig ausgebildeter Wickel vorgesehen ist, dessen
innerer Teil durch ein erstes, mit seinem Bandanfang am Hohlkörper anliegendes
und diesen mit einer Mehrzahl von Windungen umgebendes Filterband
gebildet ist und dessen äußerer, zweiter
Teil durch ein mit seinem Bandanfang lösbar mit dem Bandende des ersten
Filterbandes verbundenes zweites Filterband gebildet ist, das das
erste Filterband mit einer Mehrzahl von Windungen umgibt.
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Dadurch, dass erfindungsgemäß ein zweistufiger
Wickel aus zwei Filterbändern
vorgesehen ist, die, Bandende des einen mit Bandanfang des anderen,
lösbar
miteinander verbunden und nacheinander aufgewickelt sind, eröffnet sich
die Möglichkeit
eines wesentlich vereinfachten Betriebsablaufes. Wird der aus dem
ersten Filterband bestehende, innere Wickelteil so ausgebildet,
dass das vom inneren Wickelteil zur Verfügung gestellte Filtermaterial
die geforderte Filterleistung erbringt, dann kann der äußere, zweite
Wickelteil zur Gänze
abgewickelt werden, d. h. verschmutzungsbe dingte Abwickelvorgänge können, beispielsweise
durch den Differenzdruck gesteuert, durchgeführt werden, bis das zweite
Filterband vollständig
abgewickelt ist. Mit anderen Worten gesagt, kann, ohne aufwändige Überwachungsvorgänge durchzuführen, der
Betrieb des Filterelements fortgesetzt werden, bis das zweite Filterband,
das mit dem Bandende des ersten Filterbandes lösbar verbunden ist, sich gelöst hat und
abgezogen ist.
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Vorzugsweise ist als Hohlkörper, der
den zweiteiligen Wickel trägt,
ein Stützrohr
mit fluiddurchlässiger
Wand vorgesehen, an dem der Bandanfang des anliegenden ersten Filterbandes
befestigt ist.
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Ist das äußere, zweite Filterband abgewickelt
und vom inneren Wickelteil abgelöst,
kann das so verbrauchte Filterelement aus seiner Aufnahme in einer
betreffenden Filteranlage herausgenommen und durch ein unverbrauchtes
Filterelement ersetzt werden, von dem nunmehr bedarfsweise das Filterband
des äußeren Wickelteiles
abgewickelt wird, wobei das entnommene, gebrauchte Filterelement
nunmehr als Aufrollelement benutzt werden kann, auf dem das vom
neuen Filterelement abzuwickelnde Filterband aufgewickelt wird.
Beim Betrieb einer solchen Anlage wird für den Filterelementwechsel
daher ein verbrauchtes Element zu einem Aufrollelement umfunktioniert,
so dass beim Filterwechsel lediglich nur ein neues Filterelement
benötigt
wird.
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Erstes Filterband und zweites Filterband können sowohl
hinsichtlich des Werkstoffes des Filtermaterials als auch der Filterfeinheit
gleichartig ausgebildet sein.
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Alternativ können unterschiedliche Filtermaterialien
benutzt werden, beispielsweise ein Polypropylenvlies für den einen
Wickelteil und ein Poly estervlies für den anderen Wickelteil. Dabei
können
unterschiedliche Filterfeinheiten gewählt sein, beispielsweise im
Bereich von 50 μm.
Die Filterfeinheit kann bei dem aus dem ersten Filterband gewickelten, inneren,
ersten Wickelteil, der nach Abwickeln des äußeren Wickelteiles als Sicherheitsfilter
wirkt, feiner gewählt
sein als beim äußeren, zweiten
Wickelteil.
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Die lösbare Verbindung zwischen Bandende des
ersten Filterbandes und Bandanfang des zweiten Filterbandes kann
durch ein lösbares
Verbindungsmittel, beispielsweise ein klebendes Mittel, gebildet sein.
Alternativ kann der Bandanfang des zweiten Filterbandes über zumindest
einen Teil einer Windung unter dem Bandende des ersten Filterbandes
liegend in den inneren Teil des zweiteilig ausgebildeten Wickels
eingewickelt sein. Insbesondere bei Vliesmaterialien mit entsprechender
Oberflächenrauigkeit
ergibt sich hierbei durch das „Einwickeln" an der Verbindungsstelle
eine reibschlüssige
lösbare
Verbindung.
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Vorzugsweise besitzt das das Verbrauchsmaterial
bildende zweite, äußere Filterband
eine Länge,
die die mehrfache, insbesondere drei- bis fünffache Länge des ersten, inneren Filterbandes
beträgt.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen
erläutert.
Die einzige Fig. zeigt das zu beschreibende Ausführungsbeispiel des Filterelementes
teils im Längsschnitt
und teils in abgebrochen dargestellter Ansicht.
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Bei dem zu beschreibenden Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Filterelementes handelt
es sich um ein so genanntes Druckbandfilterelement, bei dem unmittelbar
an dem aus Filterband gebildeten Wickel filtriert wird und nicht
in einem Bandbereich, der sich zwischen einem Vorratswic kel und
einem Aufnahmewickel befindet. Die Schmutzseite befindet sich demgemäß beim Filtrationsvorgang
an der Außenseite
des Wickels, während
sich die Reinseite in einem inneren Filterhohlraum 1 befindet.
Dieser Filterhohlraum 1 ist durch das Innere eines fluiddurchlässigen Stützrohres 3 definiert,
der den Wickelkörper
oder Träger
für den
das Filtermaterial bildenden Wickel dient, der beim vorliegenden Beispiel
zweiteilig ausgeführt
ist und einen am Stützrohr 3 anliegenden,
ersten, inneren Wickelteil 5 und einen sich nach außen daran
anschließenden
zweiten Wickelteil 7 aufweist.
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Der erste, innere Wickelteil 5 und
der zweite, äußere Wickelteil 7 sind
jeweils aus einem Filterband gewickelt, das bei dem äußeren, zweiten
Wickelteil 7 etwa die drei- bis fünffache Länge des Filterbandes des inneren
Wickelteiles 5 besitzt. Bei einer praktischen Ausführungsform,
bei der die Länge
des Filterbandes des inneren Wickelteiles 5 etwa 20 bis
30 m beträgt,
ist demgemäß das den äußeren Wickelteil 7 bildende
Filterband etwa 50 bis 150 m, vorzugsweise jedoch 60 bis 90 m lang.
Bei Filterbändern
in Form eines Kunststoffvlieses ergibt sich hierbei ein Außendurchmesser
am Umfang des äußeren Wickelteiles 7 in
der Größenordnung
von etwa 200 mm.
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Das den inneren Wickelteil 5 bildende
Filterband ist mit seinem Bandanfang am Stützrohr 3 festgelegt,
und zwar beim dargestellten Ausführungsbeispiel
mittels mehrerer Treibstifte 9, die in die in der Wand
des Stützrohres 3 befindlichen
Perforationsöffnungen
eingreifen und von denen in der Figur lediglich ein Treibstift 9 dargestellt
ist. Das äußere Bandende
des Filterbandes des ersten Wickelteiles 5 ist mit dem
Bandanfang des Filterbandes des äußeren Filterteiles 7 ablösbar verbunden,
beispielsweise mittels lösbarer
Klebestreifen. Bei Verwendung von Filterbändern mit gewisser Oberflächenrauigkeit,
beispielsweise aus Kunststoffvlies, erfolgt die lösbare Verbindung
vorzugsweise durch „Einwickeln" einer kleiner Bandlänge des
Filterbandes des äußeren Wickelteils 7 unter
eine Lage der Endwindung des Filterbandes des inneren Wickelteiles 5,
wobei ein Reibschluß gebildet
wird, der, wenn der äußere Wickelteil 7 vollständig abgewickelt
ist, das Abziehen des Bandendes des Filterbandes vom Bandende des Wickelteiles 5 ermöglicht.
Wenn das Filterband des äußeren Filterbandes 7 im
Zuge der Benutzung als Verbrauchsmaterial vollständig abgewickelt ist, verbleibt
demgemäß der innere
Wickelteil 5 als Restfilter oder Sicherheitsfilter auf
dem Stützrohr 3,
so dass auch bei vollständigem
Verbrauch des äußeren Wickelteils 7 die
erforderliche Filtrationsleistung erhalten bleibt.
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Bei den Filterbändern kann es sich um ein Vlies
auf Polyropylen- oder Polyesterbasis handeln, wobei für das Filterband
des inneren Wickelteiles 5 und des äußeren Wickelteils 7 gleichartige
oder verschiedene Materialien vorgesehen sein können. Je nach den Gegebenheiten,
beispielsweise den Eigenschaften und dem Verschmutzungsgrad des
zu filternden Fluides, kann die Filterfeinheit beim inneren Wickelteil 5 oder
beim äußeren Wickelteil 7 unterschiedlich
gewählt
sein.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
das Stützrohr 3 an
beiden Enden, d. h. an den Stirnseiten des Filterelementes, mit
einem ringkörperartigen
Abschlußteil 11 versehen,
der einen Anschlußteil
für die
Lagerung des Filterelementes in einer betreffenden Filteranlage
sowie einen Ausgang bildet, durch den das gefilterte Fluid aus dem
die Reinseite bildenden inneren Hohlraum 1 austreten kann.
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Der Abschlußteil 11 weist einen
ringförmigen Rand 13 auf,
der zur Bildung einer Endkappe in seinem radial außenliegenden
Endbereich umgebogen ist und den inneren Wickelteil 5 am
stirnseitigen Ende teilweise übergreift.
In dem übergriffenen
Bereich ist daher das stirnseitige Endes des inneren Wickelteils 5 gegen
von der Schmutzseite her erfolgenden Eintritt von Fluid abgedichtet.
In dem sich radial nach außen
anschließenden
Bereich der stirnseitigen Enden von innerem Wickelteil 5 und äußerem Wickelteil 7 ist als
Abdichtung eine Versiegelung aufgebracht, beispielsweise ein Wachs
auf Paraffinbasis oder dergleichen, wobei es sich jeweils um ein
Material handelt, das ablösbar
ist, so dass das Filterband des äußeren Wickelteiles 7 bei
der Benutzung des Filterelementes abgewickelt werden kann.
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Wie aus der Fig. ersichtlich ist,
bildet der stirnseitige, mit dem Filterelement verklebte Abschlußteil 11 einen
Stutzen 15, der an das Ende des Stützrohres 3 bündig anschließt. Am Übergang
des Stutzens 15 zum Rand 13 des Abschlußteiles
befindet sich ein Kupplungselement in Form eines inneren Ringes 17,
in dem Bohrungen 19 ausgebildet sind, die für den Eingriff
zugeordneter Mitnehmerstifte einer Drehlagerung dienen, die in einer
betreffenden Filteranlage zur Übertragung
eines Drehmoments auf das Filterelement vorgesehen sind. Beim Betrieb des
Filterelementes wird das den äußeren Wickelteil 7 bildende
Filterband verschmutzungsabhängig
als Verbrauchsmaterial bedarfsweise abgewickelt, bis lediglich der
erste Wickelteil 5 verbleibt, da dessen Bandanfang am Stützrohr 3 befestigt
ist. Nach Ersetzen des so verbrauchten Filterelementes durch ein frisches
Filterelement kann nunmehr das verbrauchte Filterelement in der
betreffenden Filteranlage als Aufrollelement benutzt werden, indem
es in der betreffenden Filteranlage mit einem Drehantrieb verbunden
wird, der Mitnehmerstifte für
den Eingriff in die Bohrungen 19 des Abschlußteiles 11 aufweist,
so dass das verbrauchte Filterelement die für den Betrieb des neuen Filterelements
erforderlichen Abwickelvorgänge
bewirken und das verschmutzte Filterband aufnehmen kann, um zusammen
mit diesem entsorgt oder rezykliert zu werden.
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Zur Lagerung oder zum Versand ist
die äußerste Windung
des äußeren Wickelteils 7 vorzugsweise
gegen Aufwickeln lösbar
gesichert, wobei beim gezeigten Ausführungsbeispiel abnehmbare,
elastomere Ringe 21 auf den Umfang des äußeren Wickelteiles 7 aufgezogen
sind. Anstelle der elastomeren Ringe 21 kann auch ein Klebeband
od. dgl. Verwendung finden.