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Verfahren zum Herstellen eines Filterkörpers Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen eines Filterkörpers, bei dem zwei durch zwei schmälere
Separatorstreifen getrennte Filterstreifen spiralig zu einem Wickel unter Einfügen
und Verkleben je einer Schnur an entgegengesetzten Stirnenden der beiden sich bildenden
spiralförmigen Kanäle aufgewickelt werden.
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Es ist bereits bekannt, einen Filterkörper dadurch herzustellen,
daß im Abstand voneinander zwei Filterstreifen spiralig aufgewickelt werden, die
durch schmälere Separatorstreifen voneinander getrennt sind. Um nun die zu filtrierende
Flüssigkeit von einer Stirnseite zufließen und nach Durchströmen des Wickels an
der anderen Stirnseite abfließen zu lassen, sind die sich bildenden spiralförmigen
Räume abwechselnd der einen bzw. der anderen Stirnseite zu verschlossen. Diesen
Verschluß kann man dadurch erreichen, daß an den äußeren Enden Verschlußelemente
in Art von Nut und Feder angebracht sind, die ineinandergesteckt werden können.
Diese Art des Verschlusses ist verhältnismäßig teuer (USA.-Patentschrift 3 076 554).
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Bei einer weiteren bekannten Bauart eines solchen Filters werden
Gummischnüre zwischen den betreffenden Enden der Filterstreifen eingewickelt, die
zur Abdichtung ständig unter einem radialen Druck stehen müssen. Da dieser Druck
nachlassen kann, wird hierdurch eine sichere Abdichtung nicht erreicht (Einleitung
deutsche Patentschrift 952 795).
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Um diesen letzteren Nachteil zu vermeiden, ist es bekanntgeworden,
statt Gummischnüren Fäden aus nachgiebigem Werkstoff einzuwickeln, die sich dann
bei einem radialen Druck abplatten und so mit einer Fläche gegen die Filterstreifen
anliegen. Da dieses Abplatten eine dauernde Verformung darstellt, kann auch hier
nur dann eine gute Abdichtung erreicht werden, wenn ständig ein radialer Anpreßdruck
vorhanden ist, dies um so mehr, als es sich hier nicht um elastische, sondern plastische
Fäden handelt (deutsche Patentschrift 952 795).
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen
eines Filterkörpers mit zwei spiralig aufgewickelten Filterstreifen zu schaffen,
bei dem die abwechselnde Abdichtung der stirnseitigen Zugänge unabhängig vom Radialdruck
mit Sicherheit erhalten bleibt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei dem eingangs erwähnten
Verfahren dadurch gelöst, daß der fertige Wickel zuerst mit der einen Stirnseite
und dann mit der anderen Stirnseite in ein fließfähiges Dichtungsmittel kurzzeitig
getaucht wird und auf der Außenseite der Schnüre eine flüssigkeitsdichte
Schicht
verbleibt, wogegen aus vorhandenen freien Räumen das Dichtungsmittel von den Separatorstreifen
abtropft. Das sich auf den Schnüren absetzende Dichtungsmittel verklebt sich mit
den Wänden der Filterstreifen und den Schnüren und sorgt auch bei Nachlassen einer
radial wirkenden Spannung für eine ständige Abdichtung.
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Die Erfindung wird nun an Hand der Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen
erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Teilseitenansicht einer Gruppe von übereinanderliegenden
Filter- und Separatorstreifen, F i g. 2 einen Querschnitt gemäß F i g. 1, F i g.
3 eine Teildraufsicht auf eine Streifengruppe, F i g. 4 eine Stirnansicht des aus
den Streifen gebildeten Wickels, F i g. 5 eine Seitenansicht des Wickels gemäß Fig.4,
und zwar in kleinerem Maßstab als diese, um das Eintauchen in ein plastisches Dichtungsmittel
darzustellen, F i g. 6 eine Ansicht ähnlich F i g. 5, zur Darstellung, wie der Wickel
aus dem Dichtungsmittel herausgehoben wird, um das Dichtungsmittel abtropfen zu
lassen, F i g. 7 einen Teilradialschnitt des vollständigen Wickels, Fig.8 bis 12
Darstellungen einer Variante der Erfindung gemäß den F i g. 1 bis 5,
F
i g. 13 einen Teilradialschnitt des Wickels gemäß F i g. 12 nach Umkehrung derselben,
und zwar in größerem Maßstab als diese, F i g. 14 eine Ansicht ähnlich F i g. 13,
wobei jedoch eine der oberen Schnüre entfernt ist, Fig. 15 einen Teilradialschnitt
durch den fertigen Wickel.
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In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 3 ist ein Separatorstreifen
1 geeigneter Form, beispielsweise gewellt, aus Aluminium oder irgendeinem anderen
undurchlässigen Material hergestellt, von dem das später zu verwendende Dichtungsmittel
während des Verfahrens ablaufen kann. Entlang einer Kante des Separatorstreifens
ist eine flexible Schnur 2 angeordnet, die im wesentlichen die gleiche Dicke wie
die Gesamtstärke des Separatorstreifens hat. Der Separatorstreifen und die Schnur
werden auf einen breiteren Streifen 3 aus Filtermaterial gelegt, der seitlich über
die Schnur hinausragt, wobei jedoch die entgegengesetzten Kanten der beiden Streifen
vorzugsweise wesentlich miteinander bündig sind. Ein Ende des Filterstreifens ist
mit einem festen Kern 4 fest verbunden. Die Länge der beiden Streifen hängt vom
Durchmesser des Filterkörpers ab, der aus ihnen hergestellt werden soll.
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Auf den Separatorstreifen wird ein zweiter Filterstreifen 6 von im
wesentlichen der gleichen Breite wie der erste Filterstreifen aufgelegt, der über
die Kante des Separatorstreifens in gleicher Weise übersteht. Entlang dem Oberteil
des zweiten Filterstreifens, jedoch im Abstand nach innnen von der Kante des Filterstreifens
6, und zwar derjenigen, die am weitesten von der Schnur 2 entfernt ist, erstreckt
sich ein zweiter Separatorstreifen 7 in ähnlicher Weise wie der erste. Die entgegengesetzte
Kante des Separatorstreifens 7 kann im wesentlichen bündig mit der darunterliegenden
Kante des Filterstreifens 6 sein. Eine weitere Schnur 8 liegt an dem vorstehenden
Teil des Filterstreifens 6 in Berührung mit der Kante des Separatorstreifens 7.
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Die in der vorbeschriebenen Art gebildete schichtförmige Baugruppe
aus einem Stapel von Streifen wird dann zur Bildung eines Wickels um den Kern 4
herumgelegt, wie dies in Fig.4 dargestellt ist. Die äußeren Enden der Streifen werden
so miteinander verklebt, daß der Wickel sich nicht wieder abwickeln kann. Die Separatorstreifen
halten die Filterstreifen im Abstand voneinander, so daß nun zwei nebeneinanderliegende
Spiraldurchgänge gebildet sind. Durch die Herstellung des Wickels in dieser Art
wird außerdem ein Spiralkanal 10 an beiden Enden des Wickels geschaffen. Die einzelnen
Schnüre bilden die Basis des Kanals, dessen Seitenwände durch die schmalen Teile
der über die Schnüre vorstehenden Filterstreifen gebildet werden. Die Schnur ist
vorteilhafterweise so dick, daß sie im wesentlichen gegen beide Filterstreifen anliegt.
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Das untere Ende der Wicklung wird dann in ein geeignetes, viskoses
Dichtungsmittel 9 in einer Wanne 11 od. dgl. eingetaucht, wie dies in F i g. 5 dargestellt
ist. Vorzugsweise wird ein wärmehärtbares Vinyl-Plastisol qD verwendet. Ferner können
auch lufthärtende Dichtungsmittel verwendet werden, doch würde dies erheblich mehr
Zeit zum Aushärten erfordern. Wenn der Wickel aus der in F i g. 6 dargestellten
Wanne herausgehoben wird, so haftet das in dem unteren Spiralkanal vorhandene Dichtungsmittel
an den Seitenwänden und der Schnur und
bleibt dort, jedoch fließt das Dichtungsmittel,
das um den freiliegenden Separatorstreifen im anderen Durchgang angestiegen ist,
davon ab und tropft in die Wanne zurück. Der Wickel wird dann umgekehrt und in einem
Ofen bei einer hohen Temperatur von beispielsweise 3500 C 15 Minuten lang erwärmt,
bis das Dichtungsmittel aushärtet. Der nächste Verfahrensschritt besteht in der
Wiederholung des Eintauchens, des Abtropfenlassens und des Aushärtens an der anderen
Seite des Wickels.
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Hierdurch ergibt sich nun der in Fig.7 dargestellte Wickel, bei der
eine Kante eines Separatorstreifens am einen Ende des Wickels freiliegt und die
andere Kante des anderen Separatorstreifens am anderen Ende des Wickels freiliegt.
Die anderen beiden Enden der Separatorstreifen sind durch die beiden Schnüre und
das Dichtungsmittel abgedeckt, das die Kanäle ausfüllt, in denen die Schnüre angeordnet
sind.
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Es ergibt sich so, daß ein Falten des Filterstreifens in Längsrichtung
bei diesem Filter nicht mehr erforderlich ist, und ferner sind keine Befestigungsmittel
notwendig, um die Kanten der beiden Filterstreifen miteinander zu verbinden. Die
Schnüre begrenzen den Abstand, auf dem das Dichtungsmittel sich in die Enden des
Wickels hineinerstrecken kann, und helfen dabei mit, das Kunststoffdichtungsmittel
im unteren Kanal zu halten, wenn der Wickel aus der Wanne herausgehoben wird. Sie
verhindern ferner, daß das Dichtungsmittel während des Härtens in den spiralenförmigen
Kanal nach unten in den Wickel hineinläuft.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.8 bis 15 sind die beiden Separatorstreifen
12 und 13 unmittelbar übereinander angebracht und einzeln nach innen von den Seitenkanten
des Filterstreifens 14 oder 15, auf denen sie ruhen, im Abstand angeordnet. Ferner
sind Schnüre 16 und 17 entlang der beiden Seitenkanten des Separatorstreifens 12
vorgesehen und ferner Schnüre 18 und 19 an beiden Seitenkanten des anderen Separatorstreifens
13. Die Filterstreifen erstrecken sich seitlich über alle vier Schnüre hinaus.
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Wenn der Stapel aus Streifen und Schnüren zu einem Wickel um einen
Kern 20 gemäß Fig. 11 herumgewickelt wird, werden zwei spiralförmige Kanäle 21 und
22 an beiden Enden des Wickels gebildet, wobei jeder Kanal durch eine Schnur und
die Wände der über sie vorstehenden Filterkanäle definiert ist.
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Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird nach
der Bildung des Wickels das untere Ende in ein viskoses Dichtungsmittel 23 gemäß
F i g. 12 eingetaucht, das dann die beiden unteren Kanäle ausfüllt. Das Dichtungsmittel
hängt sich nun an die Schnüre und die Seitenwände der Kanäle an, wenn der Wickel
aus der Wanne 24 entfernt wird, worauf sie sofort umgekehrt wird. In umgekehrter
Lage gemäß F i g. 13 kann dann das Dichtungsmittel infolge der Schnüre nicht nach
unten in die Separatoren hineinlaufen. Wie in F i g. 14 dargestellt, wird eine der
oberen Schnüre, beispielsweise die Schnur 16 an einem Ende nach oben gezogen, um
sie so aus dem Kanal herauszuheben. Wenn nun die Schnur in dem Kanal angehoben wird,
so fließt hierdurch ein Teil des Kunststoffabdichtungsmittels, das sich oberhalb
befindet, nach der Seite in entgegengesetzten Richtungen in die beiden benachbarten
Windungen des anderen Kanals und wird so dem in diesen Kanälen vorhandenen Dichtungsmittel
zugefügt. Ein
Eintfernen dieser Schnur aus dem Wickel ergibt eine
Reinigung eines dieser Kanäle vom Dichtungsmittel in der Weise, daß nunmehr die
obere Kante des darunterliegenden Separators freiliegt. Der Wickel wird dann, wie
oben beschrieben, in einen Ofen gebracht, um das Dichtungsmittel im anderen Kanal
zum Abdichten des Kanals zu härten.
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Die nächste Verfahrensstufe besteht darin, das untere Ende des Wickels
in das Dichtungsmittel einzutauchen, um so die beiden unteren Kanäle zu füllen,
worauf der Wickel wieder umgekehrt wird.
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Die Schnur 19, die sich in dem Kanal direkt oberhalb des gehärteten
Dichtungsmittels befindet, wird nun entfernt, um so das Dichtungsmittel aus diesem
Kanal herauszubringen und diesen von dem Dichtungsmittel zu reinigen, so daß nun
die obere Kante des darin befindlichen Separatorstreifens freiliegt.
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Der Wickel wird dann wieder in einen Ofen eingebracht, um das Dichtungsmittel
in dem verbleibenden Kanal zu härten.
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In der in F i g. 15 dargestellten Filterwicklung ist ein Separatorstreifen
am einen Ende des Wickels und der andere Separatorstreifen am anderen Ende freigelegt.
Da die Schnüre das Dichtungsmittel darin hindern, die Separatorstreifen zu erreichen,
ist es in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht erforderlich, Separatorstreifen
zu venvenden, von denen das Dichtungsmittel abfließt. In diesem Fall sind daher
Papierseparatoren ohne weiteres mit Vorteil zu verwenden.
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In beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung können zum Unterstützen
des Abstandes der Kanten der Separatoren von den benachbarten Kanten der Filterstreifen
und zur Unterstützung der Halterung der Schnüre gegen die Kanten der Separatorstreifen
während des Zusammenbaus der Filter zusätzliche Schnüre verwendet werden, um die
Räume zwischen den Schnüren und den Kanten der Filterstreifen zu
füllen. Diese zusätzlichen
Schnüre werden aus den spiralförmigen Kanälen herausgezogen, nachdem die Wickel
gebildet sind, jedoch bevor sie in das Dichtungsmittel eingetaucht werden.