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Filterelement mit Filtergewebebespannung Die Erfindung betrifft ein
Filterelement mit Filtergewebebespannung, die allseitig dicht in elastischen Kunststoff
eingebettet ist.
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Ein Filterelement dieser Gattung ist bereits bekannt. Es besteht
aus einem ebenen viereckigen Dichtungsrand von elastischem Material, z. B. Gummi,
synthetischem Gummi oder anderem elastischem Kunststoff. und aus einem Metallgitter,
welches an seinen Kanten durch Ausübung von Druck und Hitze in den Dichtungsrand
eingepreßt worden ist. Die bekannten Filterelemente eignen sich besonders zum Gebrauch
in Filterpressen, ferner in Schichtenfiltem usw., und sie ersetzen die gebräuchlichen
Filtertücher.
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Es sind auch Filtergewebebespannungen aus Kunststoff bekannt, die
mit ihren Kanten in rahmenförmige Gebilde, welche ebenfalls aus Kunststoff bestehen,
eingebettet sind. Auch hierbei handelt es sich vorwiegend um flache Filterelemente.
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Zum Stana der Technik gehört ferner ein Flüssigkeitsfilter aus Filterstoffstreifen,
die unter Einfügung einer gewellten Metallfolie in einem bestimmten Abstand voneinander
unter Bildung von zwei spiraligen Zwischenräumen um einen Kern gewickelt und an
den Stirnseiten so abgedichtet sind, daß die an einer Stirnseite zugeführte Flüssigkeit
in den einen Zwischenraum axial einströmt, dann durch die Filterstoffstreifen in
den anderen, danebenliegenden Zwischenraum fließt und von dort an der anderen Stirnseite
des Wickels ausströmt. Dieser Filter ist infolge seines komplizierten Aufbaues nur
mit größtem Zeitaufwand zusammenzusetzen und kann auch nur in einer ganz bestimmten
Gestalt wirksam sein. Außerdem eignet er sich nicht für beliebige Medien, da durch
die verschiedene Anzahl der Filterschichten in den einzelnen Sektoren des Filterwickels
die Möglichkeit der Überfilterung besteht. Der bekannte Filter ist auch schwer zu
reinigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement zu schaffen.
das sich insbesondere zur Herstellung von räumlich kompakten, d. h. wenig sperrigen
Filtern, die in kleinen Filterkästen untergebracht werden können, eignet. Außerdem
soll das Filterelement eine große Filterfläche aufweisen, und der Zusammenbau und
die Reinigung sollen vereinfacht werden.
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Die Lösung geschieht nach der Erfindung durch ein Filterelement mit
allseitig dicht in elastischen Kunststoff eingebetteter Filtergewebebespannung,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Filtergewebeträger mindestens ein flacher
Profilstrang von U-förmigem Querschnitt dient, wobei die Begrenzung der Längs-
ränder
der Filtergewebebahn durch die freien Kanten der U-Schenkel, die miteinander durch
im Abstand voneinander unmittelbar auf dem Filterband angeordnete Querstege verbunden
sind, erfolgt und die von dem Profilstrang und dem Filtergewebe eingeschlossene
Zelle mit Öffnungen an mindestens einem zum Filtergewebe senkrecht stehenden Schenkel
des U-förmigen Profils versehen ist. Auf diese Weise ergibt sich ein bandförmiger
Filterschlauch mit rechteckigem Kastenprofil, dessen eine Langseite von der Filtergewebebespannung
gebildet ist. Der Schlauch ist im Prinzip endlos ausgebildet, d. h., er kann in
großer Länge hergestellt, aufgewickelt und in Stücken, die dem jeweiligen Bedarf
entsprechen, abgschnitten werden. Die Stücke lassen sich dann auf mannigfache Weise
verwenden, indem sie entsprechend dem Bedarfsfalle geborgen bzw. angeordnet werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der
flache, mit Filtergewebe versehene Profil strang zu einem zylindrischen, spiral-
oder sternförmigen Filtereinsatz gebogen ist. Ein solcher Filtereinsatz läßt sich
besonders gut in einem kleinen Filterkasten unterbringen.
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Nach der Erfindung kann der flache, aus thetmoplastischem Werkstoff
bestehende, mit Filtergewebe versehene Profilstrang auch zu gewünschter Länge geschnitten,
dann an den Enden durch Flachdrücken und Warmschweißen geschlossen sein, um die
Enden des Filtergewebes einzufassen, dessen Fäden vorzugsweis ebenfalls aus thermoplastischem
Werkstoff bestehen.
Hierdurch ergibt sich ein hohles Filterelement,
welches an seinen Enden geschlossen ist.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ergibt sich daraus, daß
das Filterelement aus zwei gleichen Elementen, die derart übereinander angeordnet
sind, daß der obere Flansch des unteren U-förmigen Profilstranges in Berührung mit
dem unteren Flansch des oberen U-förmigen Proflistranges steht und beide Elemente
durch Öffnungen in den sich berührenden Flanschen für den Durchtritt der zu filtrierenden
Flüssigkeit verbunden sind, besteht. Dabei kann der U-förmige Profilstrang beiderseits
der Eintrittslöcher angeformte Lippen besitzen, welche das dichte Anschließen an
die im Flansch des nächsten Elementes vorgesehenen Austrittslöcher gewährleisten.
Das Filterelement kann schließlich auch aus zwei flachen U-förmigen Profilsträngen
bestehen, die mit ihren U-Schenkeln gegeneinandergerichtet sind und deren Hohlraum
durch ein einziges Filterband unterteilt ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben,
welche nachstehend beschrieben werden. Es zeigt Fig. 1 ein Schaubild mit Teilschnitt
einer ersten Ausführnngsart eines erfindungsgemäßen Filterschlauches, Fig. 2 eine
Draufsicht einer weiteren Ausführungsart während der Herstellung, Fig. 3 einen Querschnitt
durch diese letztere Ausführungsart nach beendigter Herstellung, Fig. 4 einen Querschnitt
durch einen Filterkasten mit darin spiralförmig gewundenem Filterschlauch, Fig.
5, 6 und 7 schematisch waagerechte Schnitte durch drei verschiedene Anordnungen
des Filterschlauches im Filterkasten, Fig. 8 ein Schaubild mit Querschnitten einer
Ausführungsart mit zwei übereinanderliegenden Filterschläuchen, Fig. 9 ein Schaubild
mit Querschnitt einer weiteren Ausführungsart des erfindungsgemäßen Filterschlauches,
Fig. 10 ein Schaubild mit Querschnitt zweier übereinanderliegender Filterschläuche
dieser letzteren Art, die auch miteinander in Verbindung stehen.
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Der in Fig. 1 dargestellte Filterschlauch besteht aus einem dichten
rinnenförmigen Schlauchkörper 1, dessen Flansche 2 und 3 miteinander durch ein Filtertuch
4 verbunden sind, das also parallel zum Boden des Schlauchkörpers 1 verläuft. Der
rinnenförmige Schlauchkörper 1 ist mehr oder weniger lang und hat im wesentlichen
eine bandförmige Gestalt. Die Längsränder des Filtertuches 4 sind in den Werkstoff
des Filterschlauches 1 eingebettet, so daß das Ganze unzerlegbar ist und die Abdichtung
an den Rändern des Filtertuches in einwandfreier Weise sichert.
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Zu diesem Zweck wird der Werkstoff des Schlauchkörpers 1 auf die
Ränder des Filtertuches 4 geformt.
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Der während des Formens flüssige Werkstoff tritt durch die Maschen
des Filtertuches hindurch. Nach dem Hartwerden des Werkstoffes sind die Längsränder
der Filtertuches in unzertrennbarer Weise in die Flansche des Schlauchkörpers 1
eingefaßt. Letzterer besteht aus einem elastischen Kunststoff, wobei das Aufformen
durch Guß, Preßguß oder unter Druck im warmen oder kalten Zustand erfolgen kann.
Besser ist aber ein Spritzguß, weil dabei der aufzuformende Werkstoff leichter und
einwandfreier durch die Maschen der Längsränder des Filtertuches tritt. Als Kunststoff
wird dabei zweckmäßig ein Superpolyamid-
harz benutzt, etwa Polyhexamethylen-Adipamid,
weil ein solches Harz beim Erstarren stark schrumpft und dabei die Fäden oder Fasern
des Filtertuches stark einfaßt, also den Zusammenhalt verbessert.
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Zum weiteren Verbessern dieses Zusammenhaltes ist es möglich, ein
Filtertuch anzuwenden, dessen Fäden oder Fasern selbst aus Kunststoff, insbesondere
aus Polyamid- oder Superpolyamidharz (etwa aus Polyhexamethylen-Adipamid), bestehen
und den rinnenförmigen Schlauchkörper 1 aus dem gleichen Werkstoff herzustellen.
Der aufgeformte Werkstoff wird dann mit demjenigen der Fäden oder Fasern innig verschweißt,
und es ergibt sich daraus eine einwandfrei homogene Beschaffenheit des Ganzen. Das
Aufformen des rinnenförmigen Schlauchkörpers 1 erfolgt natürlich in einer geeigneten
Form von gewunschter Länge, deren Hohlräume dem Körperl und den dazugehörigen Hilfsteilen
entsprechen. Das Filtertuch4 wird vor dem Aufformen in die Form eingelegt, die mit
zum richtigen Festhalten des Tuches geeigneten Mitteln versehen ist.
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Zur Herstellung des gerfindungsgemäßen Filterschauches ist es möglich,
zunächst einen flachen Streifen, beispielsweise aus Kunststoff, herzustellen, dessen
eine Längskante mit dem Filtertuch 4 verbunden ist. Ein solcher flachstreifen, der
in Fig. 2 dargestellt ist, beseht aus einem Steg 1, der später den Boden des rinnenförmigen
Schlauchkörpers bilden soll, einem oberen Flansch 2 und einem Tuchstreifen 4, der
beim Formen mit einem Längs rand in den Flanschteil la eingebettet wird und auf
dem anderen Längsrand mit einer Leiste 3 a aus Kunststoff versehen wird, die später
den unteren Flansch 3 des Schlauchkörpers ersetzen soll. Die freie Kante des Steges
1 und diejenige der Leiste 3 a können mit einer beim Formen gebildeten Dichtungslippe
6 versehen sein, deren besondere Aufgabe weiter unten näher be schrieben wird. Die
Herstellung eines flachen Streifens dieser Art ist äußerst einfach und erfordert
keine umständliche Form.
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Zum Fertigen eines erfindungsgemäßen Filterschlauches genügt es dann,
den flachen Streifen gemäß der Linie x-y zu knicken, welche die beiden Teile trennt,
die jeweils den Boden und den oberen Flansch 2 bilden sollen. Das Knicken kann im
heißen Zustand auf einer geeigneten Form erfolgen, und zwar derart, daß das Ganze
nach dem Hartwerden die in Fig. 3 dargestellte Gestalt beibehält.
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Der erfindungsgemäße Filterschuh kann ebenfalls aus zwei oder drei
getrennten Einzelteilen hergestellt werden, die dann etwa durch Verschweißen zusammengestellt
werden. Ein solches Herstellungsverfahren ist zweckmäßig, weil das Formen der Einzelteile
leichter und schneller erfolgen kann als das einstückige Formen des ganzen Schlauches.
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Wenn der Schlauchkörper 1 aus Kunststoff besteht, kann das Ganze
auch durch Strangpressen dieses Kunststoffes auf die Ränder des Filtertuches hergestellt
werden, wozu eine Strangpresse mit einem dem Querschnitt des Schlauchkörpers entsprechenden
Düsenquerschnitt benutzt wird. Ein solches Verfahren gestattet natürlich die Herstellung
eines ununterbrochenen Filterschlauches, der später in mehr oder weniger lange Stücke
zerschnitten werden kann.
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In allen Fällen sind die Enden des Filterschlauches geschlossen,
und zwar durch eine besonders aufgeformte Querwand oder durch Quetschen und Verschweißen
der Enden des Filtertuches mit dem Boden
des rinnenförmigen Schlauchkörpers.
Für diesen letzteren Fall wird der Schlauchkörper 1 aus wärmeplastischem Kunststoff,
etwa aus einem Superpolyamidharz, hergestellt. Beim Erwärmen erweicht dieser Kunststoff
und durch Aufdrücken kann das Filtertuch in den Werkstoff eingebettet werden. Dieses
Filtertuch besteht dabei vorzugsweise ebenfalls aus wärmeplastischem Kunststoff.
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Der eine Flansch des Schlauchkörpers, beispielsweise der Flansch
3, ist mit einem Schlitz oder mit Löchern 5 für das Eintreten des zu filtrierenden
Mittels in die auf diese Weise gebildete Kammer versehen, und dieses Mittel muß
dabei durch das Filtertuch hindurchtreten, um wirksam filtriert zu werden.
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Vorzugsweise sind auf der Außenseite des Flansches 3 beiderseits der
Löcher 5 Lippen 6 vorgesehen, durch welche der Filterschlauch sich dicht gegen eine
Kastenwand andrücken läßt, die selbst mit Löchern 12 versehen ist. Die Lippen 6
bestehen mit dem Schlauchkörper 1 aus einem Stück und werden gleichzeitig mit diesem
beim Aufpressen des Kunststoffes auf das Filtertuch 4 geformt, wozu die Form natürlich
in geeigneter Weise ausgebildet sein muß.
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Der Schlauchkörper 1 kann übrigens auch mit weiteren Teilen in einem
Arbeitsgang geformt werden, beispielsweise mit Querstäbchen 7, welche die Flansche
2 und 3 miteinander verbinden und derart auf das Filtertuch gepreßt werden, daß
sie später dessen Formveränderungen verhindern. Es können zusätzliche Teile mit
angeformt werden, etwa Teile zum Lagern, Befestigen oder Halten unter einer bestimmten
Gestalt in einem Filterkasten, welche beispielsweise durch Zapfen 8 od. dgl. gebildet
sein können. Der Schlauchkörper 1 kann selbst durch Formen jede gewünschte Gestalt
erhalten, die gegebenenfalls das Einbauen erleichtert. Es können Befestigungsteile
etwa Schrauben, vorgesehen sein, die beim Formen teilweise in den Werkstoff eingebettetwerden.
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Der zur Herstellung des Schlauchkörpers 1 dienende Werkstoff, etwa
ein Kunstharz, wird vorzugsweise derart gewählt, daß ein halbetarrer oder gar biegsamer
Filterschlauch gewonnen wird, dessen Wände möglichst dünn sind. Der Filterschlauch
läßt sich dann falten, knicken oder aufwickeln, um möglichst wenig Raum einzunehmen,
und kann in einen Filterkasten von verhältnismäßig kleinen Abmessungen eingebaut
werden. Fig. 1 zeigt übrigens, in welcher Weise der Filterschlauch sich spiralförmig
aufwickeln läßt. In Fig. 4 ist ein Filter dargestellt, das aus einem spiralförmig
aufgewickelten und rechtwinklig zwischen zwei parallel zueinander verlaufenden Wänden
9 und 10 des Filterkastens angeordneten Filterschlauch besteht. Diese Anordnung
ist auch schematisch in Fig. 5 dargestellt.
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Die Wände 9 und 10 des Kastens, zwischen denen der Filterschlauch
liegt, sind jeweils durch den Deckel und den Boden gebildet. Die Innenseite des
Bodens 10 ist mit einer spiralförmigen Nutl7 versehen, in welche der Flansch 3 des
halbstarren oder biegsamen Filterschlauches eingesetzt wird, wodurch dieser ebenfalls
eine spiralige Gestalt annimmt. Die Lippen 6 des Flansches 3 schließen sich dabei
dem Boden der Nut 17 an, der gegenüber den Löchern 5 mit Löchern 12 versehen ist,
wodurch ein Durchgang zum Eintreten des zu filtrierenden Mittels in den Filterschlauch
geschaffen wird. Die Lippen 6 bewirken dabei einen dichten Abschluß. Das zu filtrierende
Mittel tritt also durch die Löcher 12 ein, und der Deckel9 ist mit
Austrittslöchern
13 für das filtrierte Mittel versehen das sich beim Verlassen des Filtertuches 4
zunächst im Kasten 11 sammelt.
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Auf der Innenseite des Deckels 9 sind nicht durchgehende Löcher zur
Aufnahme der auf dem Flansch 2 des Filterschlauches vorgesehenen Zapfen 8 vorgesehen.
Diese Löcher sind derart angeordnet, daß die Zapfen 8 selbst eine spiralförmig gewundene
Reihe bilden, wodurch die entsprechende Seite des Filterschlauches in der ihr gegebenen
Lage festgehalten wird.
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Die Zapfen 8 können natürlich auch durch sonstige Mittel, etwa durch
beim Formen in den Flansch 2 eingebettete Gewindebolzen, gebildet sein, die durch
den Deckel 9 treten, um auf der Außenseite Gewindemuttern zu erhalten. In allen
Fällen ist es vorteilhaft, daß der Deckel 9 in einem gewissen Abstand vom entsprechenden
Flansch des Filterschlauches gehalten wird, damit das sich im Kasten sammelnde Mittel
auch durchtreten kann. Es kann angebracht sein, zwischen dem Deckel 9 und dem Kastenkörper
11 Mittel zum Festspannen vorzusehen, durch welche der Filterschlauch fest gegen
die Innenseite des Bodens 10 gedrückt wird. Die Lippen 6 können dann eine dichtschließende
Verbindung zwischen den Löchern 5 und 12 herstellen.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei weitere Möglichkeiten zum Einbauen eines
erfindungsgemäßen halbstarren oder biegsamen Filterschlauches in einen zylindrischen
Filterkasten. Gemäß Fig. 6 folgt der Filterschlauch dem Umriß eines mehrstrahligen
Sternes. Gemäß Fig. 7 enthält der Kasten 11 mehrere kreisförmige und zentrisch gelagerte
Filterschläuche. Die parallel zueinander verlaufenden Kastenwände, zwischen denen
der oder die Filterschläuche liegen, sind selbstverständlich mit Haltemitteln versehen,
durch welche die Schläuche in der gewünschten Gestalt gehalten werden. Die Filterschläuche
können ferner jede andere Gestalt erhalten. Es können gegebenenfalls mehrere geradegestreckte
Filterschäuche parallel zueinander in einem zylindrischen oder etwa rechteckigen
oder auch quadratischen Kasten gelagert werden.
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Es ist ersichtlich, daß die besondere Ausbildung des erfindungsgemäßen
Filterschlauches die Herstellung von wenig sperrigen Filtern gestattet, die trotzdem
eine große Filterfläche aufweisen, durch die eine große Menge eines gasförmigen
oder flüssigen Mittels filtriert werden kann. Die spiralförmig gewundenen oder kreisförmigen
Filterschläuche bilden nämlich eine sehr lange Filterfläche in einem kleinen Kasten
11. Dies ist um so vorteilhafter, als die Herstellung und das Einbauen des Filters
selbst wesentlich vereinfacht sind, weil der Filterschlauch selbst mit den Einbaumitteln
versehen ist und ohne weiteres in den Kasten eingesetzt werden kann.
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Fig. 8 zeigt einen Filterschlauch A gemäß Fig. 1, der mit einem etwas
abweichenden Filterschlauch B zusammengestellt ist. Die beiden Schläuche liegen
derart übereinander, daß die Lippen 6 des Schauches A sich der Oberseite des Flansches
2 des Schauches B anschließen. Dieser unterscheidet sich vom SchauchA dadurch, daß
der Flansch 2 mit Löchern 14 versehen ist, die bei übereinanderliegenden Schläuchen
mit den Löchern 5 des Schlauches A in Verbindung stehen.
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Das zu filtrierende, durch die Löcher 5 des unteren Schlauches B eintretende
Mittel wird dadurch in zwei Teilströme geteilt. Der erste tritt durch das Filtertuch
4
des Schlauches A, der zweite geht durch die Löcher 14 des Schlauches B, dann durch
die Löcher 5 des Schlauches A und tritt schließlich durch das Filtertuch 4 dieses
Schauches. Die Filtertläche wird dadurch verdoppelt. Es ist auch möglich, auf diese
Weise mehrere Schläuche B zu stapeln und mit einem oberen Schlauch A zu versehen,
um die Breite der Filterfläche den Abmessungen des Kastens entsprechend zu vergröbern.
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Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsart. Der Filterschlauch unterscheidet
sich von den vorbeschriebenen dadurch, daß die Flansche 2 und 3 des Schlauchkörpers
1 über das Filtertuch 4 hinaus verlängert sind und eine Deckwand 15 bilden, die
parallel zum Filtertuch und zum Boden des Schlauchkörpers verläuft. Letzterer ist
dadurch selbst rohrförmig ausgebildet und durch das Filtertuch 4 in zwei Kammern
geteilt. Die zusätzlich gebildete Kammer ist vorzugsweise auf der Seite des Flansches
2 mit einem Schlitz oder Löchern 16 für das Austreten des filtrierten Mittels versehen.
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Bei diesem Beispiel ist der Querschnitt des rohrförmigen Schlauchkörpers
im wesentlichen rechteckig.
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Er kann jedoch auch eine andere Gestalt erhalten, vorausgesetzt, daß
mindestens eine flache Seite 3 mit dem Schlitz oder den Löchern 5 vorhanden ist.
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Weitere Löcher sind dann auf der entgegengesetzten Seite des Schlauchkörpers
und auf der anderen Seite des Filtertuches vorgesehen.
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Ein solcher Filterschlauch läßt sich ohne Spalt zwischen den Windungen
aufwickeln, da das filtrierte Mittel durch den Schlitz 16 des oberen Flansches 2
austreten kann.
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Fig. 10 zeigt einen solchen Filterschlauch C, über dem ein gleicher
FilterschlauchD verkehrt angeord, net ist, damit der Schlitz 5 des oberen Schlauches
D mit dem Schitz 16 des unteren Schlauches C übereinstimmt. Das zu filtrierende
Mittel tritt durch den Schlitz 5 des unteren Schlauches C ein, tritt in Richtung
der Pfeile durch das Filtertuch 4 dieses Schlauches und wird dabei ein erstes Mal
filtriert, dann durch den Schlitz 16 und den Schlitz 5 in den oberen Schlauch D,
in dem es ein zweites Mal filtriert wird, und schließlich durch den Schlitz 16 dieses
oberen Schlauches aus. Das Mittel wird dadurch zweimal, also besser filtrilert.
Es ist auch in diesem Fall möglich, mehrere Schläuche zu stapeln, um das Filtrieren
noch weiter zu verbessern. Die Filtertücher der Schläuche können übrigens eine verschiedene
Beschaffenheit aufweisen, und die Filtertücher der oberen Schläuche können bekanntermaßen
engere Maschen erhalten, damit auf diese Weise ein fortschreitend feineres Filtrieren
erfolgt.
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Das Filtertuch, das aus natürlichen oder künstlichen Textilfasern
oder Textilfäden oder auch aus Drähten bestehen kann, läßt sich gegebenenfalls auch
durch einen anderen Filterstoff ersetzen, beispielsweise durch eine poröse Kunststoffolie,
mit welcher der Kunststoff des Schlauchkörpers verschweißt wird.
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Für die Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch
Schutz begehrt.