DE202013005590U1

DE202013005590U1 - filter means

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Publication number: DE202013005590U1
Application number: DE201320005590
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-09-23
Anticipated expiration: 2023-06-22

Abstract

Filtervorrichtung (1, 5, 10) für die Behandlung von wässrigen Flüssigkeiten, die zum Einbau in eine Leitung für die wässrige Flüssigkeit oder in einen Tank zur Bevorratung der wässrigen Flüssigkeit ausgebildet ist, mit einem Durchlaufvolumen zum Durchlauf der wässrigen Flüssigkeit, wobei das Durchlaufvolumen von wenigstens einem Einlass zum Einströmen der wässrigen Flüssigkeit und wenigstens einem Auslass zum Austritt der wässrigen Flüssigkeit begrenzt ist, sowie mit einem Filtermedium (4) zur Filterung der wässrigen Flüssigkeit, wobei das Filtermedium innerhalb des Durchlaufvolumens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium zur Einbettung und dosierten Abgabe eines Wirkstoffes zur Vorbeugung gegen und Bekämpfung von Bakterien und/oder Pilzen in der wässrigen Flüssigkeit ausgebildet ist.Filter apparatus (1, 5, 10) for the treatment of aqueous liquids, which is designed for installation in an aqueous liquid line or in a tank for storing the aqueous liquid, with a flow volume for the passage of the aqueous liquid, wherein the flow volume of is limited to at least one inlet for the inflow of the aqueous liquid and at least one outlet for the outlet of the aqueous liquid, and with a filter medium (4) for filtering the aqueous liquid, wherein the filter medium is disposed within the flow volume, characterized in that the filter medium for embedding and metered delivery of an active agent to prevent and control bacteria and / or fungi in the aqueous fluid.

Description

Anwendung:Application:

Bei der Zerspanung von Metallen werden die Werkzeuge mit einem Kühlschmierstoff benetzt um die Reibkräfte zu reduzieren und die Werkzeug und die Werkstückoberfläche zu kühlen. Die Kühlschmierstoffe werden in einem Tanksystem bevorratet und mittels Pumpe zum Werkzeug gebracht. Von dort läuft es meist über Schwerkraft zurück in den Tank und nimmt Teile von Spänen und anderen Schmutz mit. Vor allem in wässrigen Kühlschmierstoffemulsionen, landläufig auch Bohrölemulsion genannt, bilden sich bei Gebrauch über längere Zeit Bakterien, die sich stark vermehren und die Emulsion zum Umkippen bringen. In der Folge entsteht eine starke Geruchsbildung, die sehr lästig ist. Die Bakterien werden bei der Bearbeitung durch Tröpfchenbildung in der Luft verteilt und kommen auf diesem Weg in die Lunge der im Umfeld befindlichen Personen, wo sie erhebliche Gesundheitsschäden anrichten können. Außerdem bilden sich auch Pilze, die die Haut und Nagelbette der Fingernägel des Bedienpersonals angreifen können.When metal is being cut, the tools are wetted with a coolant to reduce the frictional forces and to cool the tool and the workpiece surface. The cooling lubricants are stored in a tank system and brought to the tool by means of a pump. From there it usually runs back into the tank via gravity and takes along parts of shavings and other dirt. Especially in aqueous coolant emulsions, also commonly called Bohrölemulsion, formed during use for a long time bacteria that proliferate and bring the emulsion to tip over. As a result, a strong odor, which is very annoying. The bacteria are dispersed during processing by droplet formation in the air and come in this way in the lungs of the surrounding people, where they can cause significant damage to health. In addition, fungi also form, which can attack the skin and nail beds of the fingernails of the operating personnel.

Der hier beschriebene Bakterienfilter gibt einen Wirkstoff ab, der die Bildung von Bakterien verhindern soll und die bereits vorhandenen reduziert und die Bakterienmenge auf niedrigem Niveau stabilisiert. Nach Abgabe des gesamten Wirkstoffs wird die Kartusche erneuert.The bacterial filter described here releases an active ingredient which is intended to prevent the formation of bacteria and reduces those already present and stabilizes the amount of bacteria at a low level. After dispensing the entire active ingredient, the cartridge is renewed.

Wirkung:Effect:

Der Wirkstoff ist in einer hochporösen Schwammstruktur aus agglomerierten anorganischen Nanopartikeln eingebettet bzw. verkapselt. Über die Oberflächeneigenschaften der Schwammstruktur wird gesteuert wie schnell oder langsam die Wirkstoffe freigesetzt werden.The active ingredient is embedded or encapsulated in a highly porous sponge structure of agglomerated inorganic nanoparticles. The surface properties of the sponge structure control how quickly or slowly the active ingredients are released.

Diese Schwammstruktur wird mit einem speziellen Verfahren in eine Kunststoffmasse eingebettet das als Träger für die Schwammstruktur dient. Dieser Kunststoff kann anschließend in beliebige Kunststoffformgebungsverfahren in geeignete Formen gebracht werden. Gut geeignet ist Reiskörnerartiges Granulat oder Schaum. Beides hat eine große Oberfläche zur Wirkstoffabgabe. Die Matrixstruktur wird in einer Kartusche gefasst und erfährt dadurch die notwendige mechanische Stabilität. Diese Kartusche wird axial und/oder radial vom Kühlschmierstoff durchströmt, der den Wirkstoff mit nimmt und im System verteilt und dort seine Wirkung entfaltet.This sponge structure is embedded with a special process in a plastic mass which serves as a carrier for the sponge structure. This plastic can then be placed in any plastic molding process in appropriate forms. Well suited is rice grains granules or foam. Both have a large surface for drug delivery. The matrix structure is captured in a cartridge and thus experiences the necessary mechanical stability. This cartridge is traversed axially and / or radially by the cooling lubricant, which takes the active substance with it and distributes it in the system, where it exerts its effect.

Die in der Flüssigkeit enthaltenen Schmutzpartikel verfangen sich in der Struktur und verstopfen diese. Um das zu verhindern werden die Kartuschen so ausgebildet, dass bei Änderung der Strömungsgeschwindigkeit die Poren verändert werden und die Schmutzpartikel wieder ausgetrieben werden.The dirt particles contained in the liquid get caught in the structure and block it. To prevent this, the cartridges are designed so that when the flow velocity changes, the pores are changed and the dirt particles are expelled again.

Dazu werden die Kartuschen nicht vollständig gefüllt. In einer Ausführungsform werden noch zusätzliche Eingangsfilterelemente eingebaut, um Schmutz aus der Kartusche fern zu halten. Ein Filter auf der Auslassseite verhindert das Ausspülen der Wirkstoffmatrix.For this, the cartridges are not completely filled. In one embodiment, additional input filter elements are incorporated to keep dirt out of the cartridge. A filter on the outlet side prevents rinsing of the drug matrix.

Außer für Kühlschmierstoffanwendungen ist dieses Wirkprinzip auch für Schwimmbäder, Whirlpools, Kühlwasseranlagen für Maschinen und Anlagen Weitere Anwendung ist das Reduzieren von Pocken, Algen und Krebsen aus Ballastwasser in Schiffen, sowie die Behandlung von Abwässer in Schlachthöfen.In addition to cooling lubricant applications, this principle also applies to swimming pools, whirlpools, cooling water systems for machinery and equipment. Other applications include reducing smallpox, algae and crayfish from ballast water in ships, as well as treating wastewater in slaughterhouses.

Die Filtervorrichtung wird vorzugsweise als Hohlzylinder ausgeführt, die auf der Ein- und Ausgangsöffnung durch Filtermedien geschützt sind. In weiteren Ausführungsformen können die Kartuschen als Hohlzylinder ausgebildet werden und werden dann radial durchströmt. In diesem Fall sind die Zylindermäntel mit Filtermedien versehen.The filter device is preferably designed as a hollow cylinder, which are protected on the input and output ports by filter media. In further embodiments, the cartridges may be formed as a hollow cylinder and are then flowed through radially. In this case, the cylinder jackets are provided with filter media.

Ausführungsbeispiele:EXAMPLES

Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:Embodiments are illustrated in the figures and will be explained in more detail with further details and advantages. In detail show:

1: eine schematische Darstellung einer Kartusche gem. der Erfindung in Ruhe und im Betrieb, 1 : a schematic representation of a cartridge gem. the invention at rest and in operation,

2: eine schematische Darstellung eines Filters mit eingesetzter Kartusche gemäß der Erfindung, sowie 2 : A schematic representation of a filter with cartridge inserted according to the invention, as well as

3: eine schematische Darstellung eines Hohlwellenfilters gem. der Erfindung. 3 : a schematic representation of a hollow shaft filter acc. the invention.

1 zeigt eine Kartusche 1, die zunächst an ihrem Außenmandel ein Rohr 2 umfasst, sowie an ihren Deckelseiten jeweils einen Gewebeeinsatz 3. Der Gewebeeinsatz 3 kann von einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit durchströmt werden. Im Inneren der Kartusche 1, zwischen den beiden Gewebeeinsätzen 3 befindet sich das Granulat 4. In dem Granulat 4 sind die Wirkstoffe enthalten bzw. bevorratet. 1 shows a cartouche 1 , the first on its outer almond a pipe 2 includes, as well as on their cover pages each a tissue insert 3 , The tissue insert 3 can be traversed by a fluid, in particular a liquid. Inside the cartouche 1 , between the two tissue inserts 3 is the granules 4 , In the granules 4 are the active ingredients contained or stored.

Die Verbindung zwischen Gewebeeinsätzen 3 und Rohr 2 sind als Detailansichten X und Y dargestellt. Die Kartusche 1 wird im vorliegenden Fall in 1 im Aufstrom durchflossen.The connection between tissue inserts 3 and pipe 2 are shown as detail views X and Y. The cartouche 1 is in the present case in 1 flows through in the upflow.

Die Darstellung in 1 ist so gewählt, dass der linke Bereich A eine Situation zeigt, in der sich die Kartusche 1 gerade in Ruhe, d. h. nicht im Betrieb befindet, während Situation B einen Zustand im Betrieb darstellt. Situation A zeigt, dass das Granulat 4 nicht das gesamte Innenvolumen zwischen den Gewebeeinsätzen 3 ausfüllt, sondern noch ein Freiraum F gelassen wurde. Wird die Kartusche 1 durchströmt, hier im Aufstrom in Richtung S, so wird das Granulat 4 aufgespült und bewegt sich mit der Strömung des Stroms. Diese Bewegung der Granulatkörner 4 resultiert unter anderem daraus, dass die Strömung durch die Kartusche 1 ein eigenes Geschwindigkeitsprofil über die Rohrbreite hinweg besitzt und, da keine ideale Strömung zu erwarten ist, die Granulatkörner 4 bedingt durch das Geschwindigkeitsprofil oder bei Turbulenzen und Unregelmäßigkeiten durcheinander gewirbelt werden können. Diese Bewegung der Granulatkörner 4 ermöglicht zusätzlich eine mechanische Durchwirblung des durchströmenden Fluids, was gegebenenfalls zu einer erhöhten Reinigungswirkung führen kann. Die gestrichelten Linien im mittleren Bereich der Kartusche 1 deuten an, dass die Kartusche auch gegebenenfalls wesentlich länger ausgebildet sein kann, als dies in der Zeichnung der Fall ist.The representation in 1 is chosen so that the left area A shows a situation in which the cartridge 1 just at rest, ie not in operation, while situation B represents a state in operation. Situation A shows that the granules 4 not the entire internal volume between the tissue inserts 3 fills, but still a clearance F was left. Will the cartridge 1 flows through, here in an upward direction in the direction of S, then the granules 4 flushed and moves with the flow of the stream. This movement of the granules 4 results among other things from the fact that the flow through the cartridge 1 has its own velocity profile across the tube width and, since no ideal flow is to be expected, the granules 4 due to the velocity profile or turbulence and irregularities can be mixed up. This movement of the granules 4 additionally allows a mechanical Durchwirblung of the fluid flowing through, which may possibly lead to an increased cleaning effect. The dashed lines in the middle area of the cartridge 1 indicate that the cartridge may also be formed possibly much longer than is the case in the drawing.

In 2 ist die Kartusche 1 in ein Filter 5 eingesetzt. Die Kartusche 1 umfasst ebenfalls ein Rohr 2, dass für das durchströmende Fluid nicht durchlässig ist sowie an den Deckelseiten ein Gewebeeinsatz 3, der für das Fluid durchlässig ist. Die Kartusche entspricht somit der in der 1 darstellten Kartusche. Die Kartusche 1 ist so in den Filter 5 positioniert und gehaltert, dass sie auf einer Seite an einer der Deckelbegrenzungen 6 anliegt. Der obere Deckel umfasst eine Ausströmöffnung 7, durch die das schließlich das gefilterte Fluid hindurchtreten bzw. ausströmen kann. Die Mantelfläche des Filters besteht aus einer ebenfalls für das Fluid durchlässigen Struktur 8. Insgesamt bewirkt dies folgende Strömungsrichtung bzw. folgenden Strömungsverlauf: Das Fluid strömt radial in Richtung S1 zunächst durch den Filtermantel 8 in den Filter 5 hinein. Da das Rohr 2 der Kartusche 1 undurchlässig ausgebildet ist, muss das Fluid zunächst in Abstromrichtung S2 nach unten fließen, kehrt dort im Bereich des unteren Deckels 6 um und fließt in Aufstromrichtung S3 durch den Gewebeeinsatz 3 nach oben durch die Kartusche 1, sodass es das Granulat 4, welches hier nicht separat in 2 dargestellt ist, durchfließen muss. Im oberen Bereich tritt es wieder durch einen Gewebeeinsatz hindurch und gelangt durch die Öffnung 7 in Richtung S4 nach außen.In 2 is the cartouche 1 into a filter 5 used. The cartouche 1 also includes a tube 2 in that the fluid flowing through is not permeable and there is a tissue insert on the lid sides 3 which is permeable to the fluid. The cartridge thus corresponds to that in the 1 represented cartouche. The cartouche 1 is so in the filter 5 positioned and held on one side on one of the lid boundaries 6 is applied. The upper lid comprises an outflow opening 7 through which finally the filtered fluid can pass or flow out. The lateral surface of the filter consists of a likewise permeable to the fluid structure 8th , Overall, this causes the following flow direction or the following flow path: The fluid flows radially in the direction S1 first through the filter casing 8th in the filter 5 into it. Because the pipe 2 the cartouche 1 is formed impermeable, the fluid must first flow down in the downstream direction S2, where it returns in the region of the lower lid 6 and flows in the upstream direction S3 through the fabric insert 3 up through the cartridge 1 so it's the granules 4 which is not separate in here 2 is shown, must flow through. In the upper area, it passes through a tissue insert and passes through the opening 7 towards S4 to the outside.

Denkbar sind grundsätzlich alle möglichen Varianten der Durchströmung durch einen entsprechenden Filter oder eine entsprechende Kartusche. In 3 ist eine Variante zu sehen, bei welcher der Filter 10 in Hohlwellen-Ausführung ausgebildet ist. In seinem Mantelbereich umfasst der Filter 10 zwei koaxial angeordnete Röhren aus einem für das Fluid durchlässigen Mantelmaterial. Diese durchlässigen Mantelröhren sind mit Bezugszeichen 11 gekennzeichnet. Die Deckelseiten wiederum sind aus einem undurchlässigen Material 12 ausgebildet. Zwischen den beiden durchlässigen Mantelröhren 11 ist wiederum ein Granulat 4 eingefüllt. Das Fluid strömt somit zunächst radial in Richtung S' durch die Mantelröhren 11 hindurch und tritt dabei mit dem Granulat 4 in Kontakt. Im inneren Bereich des Filters 10 strömt das Fluid sodann in Aufstromrichtung S'', also axial nach oben und tritt aus der Öffnung 14 wieder aus dem Filter 10 aus. Dieser Bereich 15, d. h. der Hohlwellenbereich um die Achse dieses Filters 10 herum, ist nicht mit Granulat befüllt.In principle, all possible variants of the flow through a corresponding filter or a corresponding cartridge are conceivable. In 3 is a variant to see, in which the filter 10 is formed in a hollow shaft design. In its mantle area, the filter includes 10 two coaxially arranged tubes of a fluid permeable jacket material. These transmissive sheath tubes are denoted by reference numerals 11 characterized. The lid sides are made of an impermeable material 12 educated. Between the two permeable sheath tubes 11 is again a granulate 4 filled. The fluid thus initially flows radially in the direction S 'through the jacket tubes 11 through and occurs with the granules 4 in contact. In the inner area of the filter 10 The fluid then flows in the upflow direction S '', ie axially upward and exits the opening 14 back out of the filter 10 out. This area 15 ie the hollow shaft area around the axis of this filter 10 around, is not filled with granules.

Die Art und Weise der Geometrie, die beim Durchfluss gewählt wird, hängt auch davon ab, ob eine lange oder kurze Durchflussstrecke durch das Granulat 4 gewählt werden soll, wie groß der Strömungswiderstand beim Durchfluss der Kartusche bzw. des Filters sein muss oder sein darf sowie des Weiteren, welches Volumen pro Zeiteinheit durchströmen soll.The type of geometry that is chosen during flow also depends on whether a long or short flow path through the granules 4 It should be selected, how large the flow resistance in the flow of the cartridge or the filter must be or may be and furthermore, which volume is to flow through per unit time.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kartuschecartridge
22: Rohrpipe
33: Gewebeeinsatzfabric insert
44: Granulatgranules
55: Filter/FiltergehäuseFilter / filter housing
66: Deckel (undurchlässig)Lid (impermeable)
77: Auslassöffnungoutlet
88th: Filtermantelfilter shell
1010: HohlwellenfilterHollow shaft filters
1111: durchlässige Mantelröhrenpermeable jacket tubes
1212: Deckel (undurchlässig)Lid (impermeable)
1414: Auslassöffnungoutlet
1515: Innenbereich der HohlwelleInterior of the hollow shaft
AA: Zustand in RuheCondition at rest
BB: Zustand im BetriebCondition during operation
FF: Freiraumfree space
SS: Strömungsrichtungflow direction
S1S1: Strömungsrichtungflow direction
S2S2: Strömungsrichtungflow direction
S3S3: Strömungsrichtungflow direction
S4S4: Strömungsrichtungflow direction
S'S ': Strömungsrichtungflow direction
S''S '': Strömungsrichtungflow direction
XX: Detailansichtdetailed view
YY: Detailansichtdetailed view

Claims

Filter device ( 1 . 5 . 10 ) for the treatment of aqueous liquids, which is designed for installation in a line for the aqueous liquid or in a tank for storing the aqueous liquid, with a passage volume for the passage of the aqueous liquid, wherein the Throughflow volume of at least one inlet for the inflow of the aqueous liquid and at least one outlet for the outlet of the aqueous liquid is limited, and with a filter medium ( 4 ) for filtering the aqueous liquid, wherein the filter medium is disposed within the flow volume, characterized in that the filter medium for embedding and metered delivery of an active ingredient for preventing and controlling bacteria and / or fungi is formed in the aqueous liquid.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium ( 4 ) Has cavities for embedding the active ingredient.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium is formed as a porous structure and / or as a sponge-like structure and / or as a foamed structure.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the sponge-like structure comprises an agglomerate of inorganic nanoparticles.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the spongy structure is embedded in a plastic mass.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium is at least partially formed of a foamed plastic.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium is formed as a knitted fabric or fabric.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium at least partially as granules ( 4 ), in particular as self-cleaning granules is formed.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium comprises a plastic matrix which is adapted to receive water and / or aqueous solutions.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter device ( 1 ) as a cartridge for use in a filter housing ( 5 ) and / or for use in the line and / or in the tank is formed.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the throughput volume is only filled with the granules so far that a movement of the granules during the passage of the aqueous liquid is made possible to achieve a self-cleaning effect.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow volume is less than 90%, in particular less than 60%, preferably less than 50% by volume filled with the granules.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that an input filter ( 3 . 8th . 11 ) is provided for filtering coarse particles.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the input filter is arranged in the region of the inlet.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that an output filter ( 3 . 11 ) is arranged in the region of the outlet.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the input filter ( 3 . 8th . 11 ) and / or the output filter ( 3 . 11 ) comprises a fabric structure for filtering.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter device is designed for the treatment of the following aqueous liquids: - of cooling lubricants in machine tools - of water in swimming pools, whirlpools or the like - of balast water in boats, ships to reduce algae, smallpox, crabs or similar - of waste water, in particular in slaughterhouses of water and rainwater cisterns - of cooling water in cooling water systems for welding machines, annealing furnaces, rolling mills, electric motors, internal combustion engines.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium for dispensing at least one of the following active ingredients is formed: - benzalkonium chloride (CAS 63449-41-2) and / or - pyridine-2-thiol-1-oxide, sodium salt (CAS 3811-73-2) and / or - econea and / or - copper and / or silver and / or other metals, wherein the corresponding active ingredients are embedded in the filter medium.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the cartridge ( 10 ) is designed as a hollow cylinder.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that an input and / or output filter for filtering the inflowing and / or outflowing liquid into the filter device is / are provided.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the input and / or output filter on the jacket of the cylindrical cartridge and / or on the bottom and / or top surface ( 6 ) is / are arranged.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter device ( 5 . 10 ) is designed so that the liquid to be filtered flows through the filter medium radially from outside to inside and / or vice versa.