DE1950068A1

DE1950068A1 - Scheibenartiges Filterelement

Info

Publication number: DE1950068A1
Application number: DE19691950068
Authority: DE
Inventors: Eizo Kaizaki
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1968-10-04
Filing date: 1969-10-03
Publication date: 1970-06-04
Also published as: FR2019966A1; GB1271867A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, !gbUUbq

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22_S RUFNUMMER 48 39 21/22

AMERICAN MACHINE & E¹OUNDEX COMPANY

261 Madison Avenue, New York, N.T. 10016, V.St.A.

Scheibenartiges Filterelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Eilterelement, bei dem der Vorteil ausgenutzt ist, zwei verschiedene Typen von Filterelementen zu verwenden, nämlich ein Filter vom Oberflächentyp und.ein Filter vom Scheibentyp. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Filterelement mit einem Dichtegradienten eines scheibenartigen FiIterelementes.

Es gibt zwei Typen von Filtermitteln, nämlich solche des Oberflächentyps mit einer dünnen Schicht, die gewöhnlich ein Gitternetz, ein Filtergewebe, Filterpapier und etc. enthält, und solche des Scheibentyps, bei dem ein Haufen Kieselerde, Anthrazit, Sand, etc. vorhanden ist. Bei dem Filtermittel vom Oberflächentyp v/erden in einer Flüssigkeit enthaltene Bestandteile durch einfache mechanische Oberflächenwirkung herausgefiltert und aufgefangen. Der FiIterungsgradient ändert sich im allgemeinen nicht so stark, gedoch ist die Filterlebensdauer kurz, so daß verschiedene Nachteile bei Verwendung eines solchen

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Filters in Anlagen■-/erwachsen., die eine automatische und kontinuierliche Filterung erfordern. Die Filterschichten eines Filters vom Scheibentyp sind relativ dick; sie fangen die jeweiligen Bestandteile einer Flüssigkeit durch Trägheitskollision und durch die sich aus der Gesamtdicke der Schichten ergebende Trennwirkung auf. Die Filterungsgenauigkeit ist dabei sehr hoch. Es ist jedoch unbequem, mit einem derartigen Filter zu arbeiten, da die Filterschicht in Form von Partikeln oder Pulver vorliegt. Von Nachteil ist ferner, wenn ein Filter vom Oberflächentyp in Anlagen eingesetzt wird, die eine automatische und kontinuierliche Filtration erfordern; gewöhnlich erfolgt eine Anwendung bei der Mengenfilterung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, einen Weg zu zeigen, wie unter Vermeidung der den herkömmlichen Filterelementen anhaftenden Nachteile vorgegangen werden kann, um ein einfaches und v/irksames Filterelement zu erhalten.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe mit einem scheibenartigen Filterelement mit einem porösen Zylinderkörper als Grundkernteil erfindungsgemäß dadurch, daß der Außenumfang des porösen Zylinders stufenweise mit einer insbesondere durch nicht verwebtes Gewebe gebildeten Filtermittelschicht derart umwickelt ist, daß sich eine von der Innenschicht zur Außenschicht hin zunehmende Grobheit in der Filtermittelschicht ergibt.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Filterelement in einer Teilschnitt ansieht.

Fig. 2 zeigt eine Teilschnittansicht entlang der in Fig. Λ eingetragenen Schnittlinie A-A.

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Mit 1 ist in den Zeichnungen ein poröser Zylinderkörper bezeichnet, mit 2 ein Filtermittel, mit a eine erste Schicht, mit b eine zweite Schicht und mit c eine dritte Schicht. Mit 3 ist ein Dichtungsring bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 und 2 bildet der poröse Zylinderkörper i den Kernteil des FiIterelementes. Zu diesem Zweck ist der Zylinderkörper durch einen korbartigen Kunststoffzylinder oder durch einen faserverstärkten Gitter-Kunststoffzylinder oder durch einen metallischen porösen Zylinder gebildet. Um diesen porösen zylindrischen Körper herum ist das Filtermittel 2 schichtenartig gewickelt. Als Filtermittel kommen nicht verwebtes Gewebe, Filtergewebe, Filterpapier, hoch molekulare Schaumschichten und Drahtnetze, etc. in Frage. Das jeweilige Filtermittel wird derart um den Kern 1 herumgewickelt, daß die Grobheit der Filtermittelschicht allmählich von innen her zur Außenseite hin größer wird. An einem Stirnteil dieser Schicht ist der Dichtungsring 3 befestigt. Dieser Hing ist jedoch nicht notwendigerweise Bestandteil des Filterelementes.

Nachstehend sei der technische Herstellvorgang zur Herstellung des in der oben beschriebenen Weise aufgebauten erfindungsgemäßen Filterelementes näher betrachtet. Das erfindungsgemäße Filterelement ist von der Art,daß /nicht verwebte Gewebe oder sonstige in Schichtform vorliegende Filtermittel 2 Maschen aufv/eist, und zwar entsprechend einem bestimmten absoluten j'ilterungsgrad (z.B. entsprechend 1 Mikron). Ein derartiges Filtermittel wird um den porösen Kunststoff- oder Metall-Zylinderkörper 1 herumgewickelt. Vom Standpunkt der Produktivität und der Wirtschaftlichkeit her betrachtet ist es wünschenswert, Polypropylen oder andere Kunststoffe zu verwenden. Es ist jedoch auch möglich, wie oben erwähnt, andere Materialien zu verwenden. Ferner ist es wünschenswert, als Filtermittel 2 nicht verwebtes Gewebe zu verwenden, und zwar

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in Form etwa 1 mm dicken Streifen. Zu diesem Zweckewird fadenförmiges Tetron mittels eines hochmolekularen Bindemittels gebildet. Es ist jedoch auch möglich, Filtergewebe, Filterpapier, hochmolekurare Schaumstreifen oder andere Filterstoffe in Form von Streifen oder Drahtnetzen zu verwenden. Wird-das Filtermittel in Form von Streifen 2 auf den Kern aufgewickelt, so wird ein einen Streifen oder mehr als zwei Streifen umfassendes Filtermittel in geeigneter Weise ausgewählt und um den Außenumfang des Innenzylinderkörpers 1 mit einer Phasenverschiebung von 180 herumgewickelt bzw. zuweilen mit einer einen Teil von 360 bildenden Phasenverschiebung. Mit welcher Phasenverschiebung gearbeitet, wird, hängt von der Anzahl der verwendeten Streifen ab. In diesem Fall wird ein hinreichender Filterungsgrad erreicht, wenn für die erste Schicht a in Fig. 2 ein Filtermittel mit einem mittleren Maschendurchmesser (z.B. von 1 Mikron) verwendet wird, der dem für den gewünschten absoluten FiIterungsgrad (z.B. 1 Mikron) entspricht. Dabei ist es nicht erforderlich, daß der maximale Maschendurchmesser des Filtermittels mit der Größe des absoluten Filterungsgrades übereinstimmt.

Mit weiterem Umwickeln des Kernes mit dem Filtermittel 2 in der oben beschriebenen Weise wird schrittweise von der Innenseite zur Außenseite hin gröberes Schichtenmäterial verwendet. Während in der ersten Schicht a z.B. ein Streifenmaterial mit einem mittleren Maschendurchmesser von 1 Mikron verwendet wurde, wird in der zweiten Schicht b eine Maschengröße von 3,2 Mikron verwendet. In der dritten Schicht c wird schließlich,eine Maschengröße, von 10 Mikron verwendet. Es ist dabei wünschenswert, daß das Filterelement 'aus"etwa sechs Schichten bei einer Gesamtdicke der Schichten von 20 mm besteht. Das Filterelement kann jedoch auch mit einer geringeren Anzahl von Schichten hergestellt werden.

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Zuweilen ist es möglich, das Filterelement einfach mit zwei Schichten oder nur mit einer Innenschicht und einer Außenschicht zu bilden.

In -dem lall, daß eine Vielzahl von Schichten in dem erfindungsgemäßen Filterelement vorhanden ist, läßt sich eine Verlängerung der Filterungslebensdauer erreichen, wenn.der Grobheitsgrad des Streifenfiltermittels 2 in geometrischer Folge von der Innenseite zur Außenseite hin geändert wird und wenn sich die öffnungsverteilungsbreite des Filtermittels an die Einteilungs-Verteilungsbreite der in der Flüssigkeit enthaltenen gemischten Bestandteile annähert. Das wahrscheinliche Verhältnis der Öffnungsverteilungsbreite des Filtermittels bei der-oben betrachteten Ausfiihrungsform ergibt sieh als geometrische Folge durch Multiplikation mit n/TÖ. Bei Verwendung eines Filterelements mit sechs Schichten können bezogen auf eine FiIterungsstufung von 1 Mikron - die mittleren Maschendurchmesser der Schichten von der Innenseite zur Außenseite hin folgende Werte besitzen: 1,0 Mikron, 1,6 Mikron, 2,5 Mikron, 4,0 Mikron, 6,3 Mikron und 10,0 Mikron. Wenn die Einstufungs-Verteilungsbreite der zu filternden gemischten Bestandteile merklich größer ist, kann der mittlere Maschendurchmesser z.B. folgende Werte besitzen: 1,0 Mikron, 2,5 Mikron, 6,3 Mikron, 16 Mikron, 40 Mikron und 100 Mikron.

Ferner ist es zweckmäßig, jeden Filtermittelstreifen,sofern möglich, nicht an andere Teile als dem gleitenden Teil anzukleben. Auf diese Weise läßt sich die FiIterungslebensdauer erhöhen, und außerdem ergibt sich eine Steigerung in.der Menge jeweils zurückgehaltener gemischter Bestandteile. Vom baulichen Standpunkt aus ist es jedoch zweckmäßig, jede* Schicht an verschiedenen Punkten mittels einesKlebstoffes anzukleben, der eine ähnliche Eigenschaft besitzt und der eine Affinität für die hochmolekulare Verbindung besitzt, aus der der Streifen

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besteht. In Frage kommen hierfür eine Reihe von Polyvinylchloridharzen, Melaminharze,und so weiter.

Das Filtermittel 2 wird somit auf.den Kern aufgewickelt, bis der bestimmte Durchmesser erreicht ist. Die Länge des Filtermittels ist dadurch gegeben, daß die Endteile des aufgewickelten Filtermittels durch einen Klebstoff oder durch eine mechanische Einrichtung fixiert werden. Dieses längliche Filtermittel wird sodann in kürze Stücke zerschnitten oder zu einem Stapel zusammengesetzt. Die Endteile der einzelnen Filterbereichewerden dann mit der Dichtungsscheibe 3 fixiert und zu dem Filtersystem zusammengestellt. Es ist jedoch auch möglich, das Filtermittel zu dem Filtersystem auszubilden , ohne die Dichtungsscheiben 3 an den Endteilen vorzusehen. Mit dem erfindungsgemäßen Filterelement ist es möglich, die FiIterungslebensdauer weiter zu steigern und die Menge der jeweils zurückgehaltenen Gesteinteile zu erhöhen, indem zwischen jede Schicht des Filtermittels eine Schicht aus einem Drahtgewebe, aus einem hochmolekularen Netz, etc., eingeführt wird oder zwischen jeweils verschiedenen Windungen.

Das in der oben beschriebenen Weise hergestellte erfindungsgemäße Filterelement kann auf höchst v/irksame Weise die in einer Flüssigkeit jeweils enthaltenen gemischten Bestandteile im Hinblick auf die Einstufungsverteilung der betreffenden Bestandteile in der Binomial-Verteilung aufnehmen. Gleichzeitig ist es möglich, eine große Menge der Bestandteile 'zurückzuhalten, und zwar auf Grund des diesen anhaftenden niedrigen Filterungswiderstandes. Auf diese Weise ist es möglich, den FiIterungsVorgang über eine lange Zeit hinweg fortzusetzen und den kontinuierlich laufenden automatischen Filtervorgang in einer Reihe von Filtervorgängen auszuführen, Damit ist das erfindungsgemäße Filterelement ein in seiner Wirkung sehr überlegenes. Filterelement.

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Abschließend sei noch, darauf-hingewiesen, daß die Erfindung auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt ist, sondern ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken noch in verschiedener Weise modifiziert werden kann.

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Claims

Pa t e P tan s ρ r u c Ii

Scheibenartiges Filterelement mit einem porösen Zylinderkörper als Grundkernteil, dadurch gekennzeichnet« daß der Außenumfang des porösen Zylinders (1) stufenweise mit einer insbesondere durch nicht verwebtes Gewebe gebildeten IPiItermittelsehicht (2) derart umwickelt ist, daß sich eine von der Innenschicht zur Außenschicht hin zunehmende Grobheit in der iiltermittelschicht "(1)" ergibt.

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