DE1536922A1

DE1536922A1 - Filter

Info

Publication number: DE1536922A1
Application number: DE19661536922
Authority: DE
Inventors: Sink Robert A
Original assignee: Stone Filter Co Inc
Current assignee: Stone Filter Co Inc
Priority date: 1966-07-23
Filing date: 1966-07-23
Publication date: 1970-02-12
Also published as: GB1124735A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KDLN, Universitätsstraße

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 22. 7. 1966 Sch. Name d.Anm.3tone Filter Company,- Ine.

Filter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter, das mit einer Sndkappe aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial versehen ist". Dieses Material ist anders als das das Filtermedium bil- Λ elende Material, mit welchem es autogen verbunden ist.

Die MaterialZusammensetzung und die Art 1er Befestigung der Jndkappen an den Filtern'hat für viele Jahre zahlreiche und schwierige Probleme geboten. Metallendkappen, die aus allgemein üblichen Metallen und Legierungen bestehen, neigen bei Berührung mit den vielen bei Filtervorgängen anzutreffenden jGoffuri zu einer'Korrosion;. sie sind verantwortlich für das Hereinbringen von unerwünschten Fremdstoffen in das gefilterte Material. Zv/ar könnten Metalle, die nicht korrodieren, theoretisch für solche Zwecke verv/andt werden. Ihr hoher Preis schreckt aber vor ihrer Anwendung ab. Ss kommt hinzu, daß die Verwendung von iSri'lkappen aus Metall wie auch die Verwendung von End- k-φρJi- aus anderen Werkstoffen im allgemeinen das Zwisohenliegen oin^r KleL-otoffschicht zwischen die -JCndkappen und das FiI-termediuin bedingt. Hierdurch entstehen weitere Material- und i'k/iitag'jkOoton., Überdies ist immer noch zweifelhaft, ob zwischen ■im· -Ä.'lkappe und dem Filtermedium eine vollständige Abdichtung ijiiüotan leri ist.

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Dank der vorliegenden Erfindung sind diese bis heute bestehenden Probleme durch die Anwendung von ßndkappen gelöst v/orden, die aus thermoplastischem Kunststoffmaterial bestehen, das sich von dem Material des Filtermediums unterscheidet, mit dem es auf autogene Weise verbunden lot.

Sin bevorzugtes Verfahren zum Herstellen solcher autogener. Verbindungen ist das Drehschweißen. Dieses Verfahren wird in ziemlichem Detail in der Veröffentlichung "Application Design", Copyright 1961, Herausgeber 3.1. du Pont de Hetnours & Co. (Inc.), Wilmington, Delaware, Seiten 45 bis ob, beschrieben. In dieser Veröffentlichung wird die Orehschweißtechnik (spin v/elding technique) für das Verbinden von ähnlichen Werkstoffen beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft aber mehr das Verbinden von unähnlichen V/erkatoffen, von denen nur der eine ein thermoplastischer Kunststoff ist. In Wirklichkeit liegen die Verhältnisse so, daß die vorliegende Erfindung zum ersten Mal das Erzielen einer zuverlässigen Verbindung zwischen einem Filtermedium und einer Endkappe aus einem thermoplastischen Kunststoff ermöglicht hat.

Zu den Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehört daher die Ausbildung eines Filters mit einem hohlen Gehäusemedium :nit einer zylindrischen Endwand, mit einer Kappe aus einem thermoplastischen Kunststoff, der vom Material des Mediums verschieden ist, und Vielehe Kappe autogen an der Endwand befestigt ist. Die Erfindung eignet sich hervorragend für Filter, bei denen das Medium" aus einer Schicht aus verstärktem gefaltete«! Papier besteht.

Diese Verstärkung kann die Form eines hitzehärtbaren Harzea annehmen und/oder die Form von aufgelegten Textilfaden oder die

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Form eines Gitters unterschiedlichster Art. Die Erfindung eignet sich auch ausgezeichnet für Filter, die ein oder mehrere Lagen Glaswolle aufweisen, die miteinander verfilzt sein können. Die Erfindung ist auch anwendbar bei Filtern, bei denen das Medium aus einer perforierten Schicht besteht, wie z.B. einem gewebten Gitter, oder ein auf andere Weise perforiertes Material. Die Erfindung ist auch schon erfolgreich in Verbindung mit Filtern verwandt worden, bei denen das Filtermedium aus vielen unterschiedlichen Materialschichten besteht, wie z.B. verstärktem und gefaltetem Papier, Glaswolle, locker gewebte Glastuche und perforiertes Metall. Die Erfindung ist auch gut für Filter geeignet, die poröse Abdeckungen oder " Umhüllungen aufweisen, an denen die Endkappe ebenfalls autogen angebracht wird. ·

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung schließen die Verwendung von Endkappen ein, die ringförmig sind, so daß eine öffnung zur Verbindung mit dem Innern des hohlen Filtermediums geschaffen

Solche Kappen aus ainem thermoplastischen Kunststoff werden bei vielen Anwendungen der Erfindung auf belie Enden eines Pilterraediurns aufgesetzt. Die Endkappen können einheitlich sein und rit einem Innen- und. einem Außenflansch versehen werden, die an 1er inneren dta·;, linieren I-Iantelfäche lös Mediums befestigt v: er den. Da bei ist es gleichgültig, ob das Modiu..: aus einem einzigen Materi öler aus einer Vielcahl von Materialien oder Schichten besteht.

5in vollständiges Verständnis'3er Erfindung ergibt sich aus -lev folgenden F^echreicung und der 2>?iohnunr.·. In dieser ist:

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Pig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Filters, teilweise aufgebrochen,

Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie 2 - 2 in Fig. 1, Fig. 3 eine Aufsicht auf das.in Fig. 1 gezeigte Filter,

Fig. 4 ein Teilschnitt in vergrößertem Maßstab durch einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Filters,

W Fig. 5 eine Ansicht, teilweise aufgebrochen, einer anderen Ausführungsform und

Fig. 6 ein Teilschnitt durch die in Fig. 5 gseigte Ausführungs~ form.

Das in den Figuren 1-4 gezeigte Filter enthält eine Innenschicht 10, die aus gefaltetem Papier besteht. Dieses Papier ist mit einem hitzehärtbarem Harz verstärkt. Dieser Harz wird ^ durch Imprägnieren oder Überziehen auf das Papier aufgebracht. Das Papier wird weiter noch durch ein lose gewebtes Textilgitter 12 verstärkt.

Diese Anordnung aus dem verstärktem gefaltetem Papier wird in der Form eines Hohlkörpers ausgebildet, der Innenfalten 14 und Außenfalten 16 aufweist. Diese Falten liegen auf zu einander . konzentrischen Zylindern. Die aus dem gefalteten Papier bestehende Anordnung wird durch ein Sieb, 18 eingeschlossen, «da| die Außenfalten 16 berührt, und aus einem Gitter aus Faserglas besteht.

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Um dieses Sieb sind mehrere Schichten 20 aus verfilzten) •Faserglas gewickelt, die ihrerseits von einer äußeren Umhüllung 22 oder einem Paserglassieb umschlossen werden. Wie Fig. 1 zeigt, kann die äußere Umhüllung 22 spiralenförmig ge-, wickelt sein.

Fig. 1 zeigt weiter noch Endkappen 24 aus einem thermoplastischen Kunststoff, die auf das Filtermedium aufgesetzt sind. Die Endkappen 24 werden mit Hilfe der Drehschweißtechnik auf den Enden der verschiedenartigen Lagen befestigt, die das Filtermedium darstellen. Jede Undichtigkeit wird dadurch ausgeschlossen. ™ Thermoplastische Kunststoffe, die sich für die Erfindung eignen, ■sind unter anderem die folgenden: Polyäthylen, Polypropylen, Acetal-, Acryl-, Fluorcarbon-, Nylon- und Methy!methacrylate. Bei der Anwendung der Drehschweißtechnik-für die Befestigung der Endkappen auf dem Filtermedium kann man entweder die Endkappen festhalten und das Medium drehen, oder man hält das Filtermedium fest und dreht die Endkappen. In beiden Fällen bringt man die beiden Körper, wenn die Drehgeschwindigkeit die für die bearbeiteten Werkstoffe erforderlichen Wert angenommen hat, ausreichend lange ί in gegenseitigen Kontakt, bis der Kunststoff die gewünschte Plastizität erreicht hat. In diesem Augenblick bricht man die Drehung plötzlich ab und presst die beiden Körper gegeneinander. Diese . Technik führt zu einer autogenen Verbindung der beiden Körper, ohne daß man dazu Klebstoffe verwenden muß, ein Umbördeln oder andere Montagearten,

Wie Fig. 4 deutlich zeigt, weist dieEndkappe 24 eine radiale Wand 26 auf, einen inneren axialen Flansch 28 und einen äußeren

axialen Plansch ^O. Der innere axiale Plansch läuft in einem vergrößerten Abschnitt j52 aus, der eine Nute 34 zur · ■ Aufnahme eines Abdichtgliede.s 36, z.B. eines Q-Ringes, -aufweist. Dieses Abdichtglied dient auch zur Aufnahme eines Nippels, der zur Verbindung mit dem Innenraum des hohlen • Filtermediums durch die öffnung 38 eingeschoben wird, die von dem inneren axialen Plansch 28 begrenzt wird.

Dank der Drehschweißtechnik entsteht eine Verbindung 40 zwischen der radialen Wand 26 der Endkappe 24 und der radialen Wand dsjj} Mediums. Eine Verbindung 42 entsteht zwischen dem äußeren axialen Plansch 30 und der äußeren Umhüllung 22. Sine Verbindung 44 entsteht zwischen der Außenfläche des inneren axialen Flansches 28 und den Innenfalten 14 des gefalteten Papierelementes 10. Wie bereits angegeben wurde, werden diese Verbindungen durch die entwickelte Wärme erzeugt, die bewirkt, daß der thermoplastische Kunststoff genügend fließt, um die gewünschte Bindung zwischen den unterschiedlichen Werkstoffen zu erzeugen, auf welche die Endkappen aufgesetzt werden.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem Filterelement 46 vom Microbond-Typ. Dieses Filterelement entsteht durch spiralenförmiges Wickeln eines Streifens aus Kreppapier, der mit einem hitzehärtbaren Phenolharz getränkt ist, in die Form eines HohlZylinders. Endkappen 48 aus einem thermoplastischen Kunststoff, der sich vom Filtermedium selbst unterscheidet, sind auf die Enden des Filterelementes aufgesetzt. Autogene Verbindungen werden zwischen allen sich berührenden Flächen erzeugt. * .

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Wie Pig. 6 zeigt, bildet ein Teil der radialen Viand 50 der " Endkappe 48 eine Verbindung 52 mit der radialen Wand des Mediums 46, und der äußere axiale Flansch 54 bildet eine Ver- » . " bindung 56 mit einem Teil der äußeren Umfangswand des Elementes 46.

Die Endkappen 48 weisen innere axiale Flansche 58 auf, die öffnungen 46 zur Aufnahme nicht dargestellter Rohre oder Nippel begrenzen, die zur Verbindung mit dem Inneren des Kohlefilterelementes 46 dienen. Der in Fig. 6 gezeigte innere axiale Flansch 58 bildet eine integrale geneigte. Innenlippe 62, die ^ genügend elastisch ist, um sich auf die Außenwand eines eingeschobenen Rohres oder Nippels aufzulegen und eine Abdichtung zu bilden.

Aus dem vorstehenden und aus den folgenden Ansprüchen dürfte klar hervorgehen, daß die vorliegende Erfindung bei einer großen Vielzahl von verschiedenen Filtermedien anwendbar ist. Hierzu gehören einlagige Materialschichten, wie das gefaltete Papier gemäß den Figuren 1-4, oder das spiralförmig gewickelte Kreppap&r gemäß den Figuren 5 und 6, oder die zusammengesetzten Konstruktionen mit den zahlreichen Materialschichten., die untereinander gleich oder ungleich sind, wie im Fall der Figuren 1 - 4, wo verschiedenartige "Materialschichten verwendet werden.

Patentansprüche

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Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Unlvertitätittraße 31 Anlage . Aktenzeichen Mr Eingabe vom 22.7.1966 Sch. Nam· d.Anm. stone Filter Company, Ine. Patentansprüche

1. ■ Filter bestehend im wesentlichen aus einem hohlen porösen Filtermedium mit einer zylindrischen Endwand, dadeurch gekennzeichnet, daß Endkappen(24) aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, das sich von dem Material des Filtermediums unterscheidet, autogen mit den Endwänden verbunden ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium eine Schicht(10)aus gefaltetem Papier umfaßt.

3. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem gefaltetem Papier bestehende Schicht(10)mlt einem hitzehärtbarem Harz verstärkt ist.

\ 4. Filter nach Anspruch 1*3* dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium eine Schicht (20) aus Glaswolle umfaßt.

5· Filter nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das. Medium eine perforierte ,Schicht umfaßt. ■ , '

6. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß '. das Filtermedium einen Körper aus mit einem hitzehärtbaren Harz verstärktem Papier umfaßt.

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7· Filter nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine poröse Abdeckung das Medium umschließt und die Kappen 24 '

' 'auch mit der Abdeckung autogen verbunden sind.

8. Filter nach Anspruch= 1-7* dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe(24)zur Bildung einer öffnung(58)zur Verbindung mit dem Innern des hohlen Filtermedlums ringförmig ist.

9· Filter nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium an jedem Ende zylindrische Wandabschnitte aufweist und Kappen(24) aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, das sich vom Material ν des Mediums unterscheidet, autogen mit den Wandabschnitten verbunden sind.

10. Filter nach Anspruch 1-9* dadurch gekennzeichnet, daß die Kappen (24) einheitlich sind.

11. Filter nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe einen inneren axialen Flansch (28) aufweist, der eine öffnung (38) zur Verbindung mit dem Inneren des Kohlenfiltermediums begrenzt, und ein Abdichtglied (j56) von

dem Flansch (28) gehalten wird. f

12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der innere axiale Flansch (28) autogen mit dem Medium verbunden ist.

13. Filter nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet., daß die Kappe (24) einen äußeren ax ialen Flansch (30) aufweist,, der autogen mit dem Filtermedium verbunden ist.

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