DE2236849C3 - Filter in gedrängter Bauweise mit spiralförmig angeordneten Filterzellen - Google Patents
Filter in gedrängter Bauweise mit spiralförmig angeordneten FilterzellenInfo
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Description
Herstellung mit spiralförmig angeordneten Filterzellen
erforderlich, die sich jeweils überlappenden Enden des Filterbandes dem Verlauf der Spirale entsprechend
durch Verwendung eines Klebstoffes miteinander abzudichten oder eine entsprechende \bdichtung der Bandenden
des Filierbandes durch Verkleben mittels eines Klebebandes vorzusehen. Dies stellt einen sehr wesentlichen
Nachteil dieser bekannten Filterbauweire dar, da
das Abdichten und Verkleben der sich im mittleren Bereich gegenseitig überlappenden Randteile bzw. der an
einer Seite übereinanderliegenden Kanten des Filterbandes ebenfalls verhältnismäßig schwierig durchzuführen
und insbesondere umständlich und zeitraubend ist. Bei dieser bekannten Filterbauweise wird ferner lediglich
gewelltes oder geriffeltes Abstandsmaterial aus Metall oder Pappe verwendet. Ein anderer Nachteil der
aus der US-PS 30 37 637 bekannten Filterbauweise wird noch darin gesehen, daß das hier verwendete
Bandsystem um einen mittleren, festen Kern gewickelt ist, so daß kein Durchgang eines zu filtrierenden Mediums
durch diesen mittleren Kern der Filterspirale stattfinden kann. Infolgedessen hat etwa das zu filtrierende
Medium keinen Zugang zum Filterinneren im Bereich der Filterachse.
Ausgehend von einem Filter, wie er in der US-PS 30 37 637 beschrieben ist, liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Filter dieser Art zu schaffen, bei dem bei gleichzeitiger einfachster Fertigungsmöglichkeit
die Abdichtungslinien möglichst kurz sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zweites Filterband vorgesehen ist, das in ebenfalls
U-förmig gebogenem Zustand und mit in das U eingefügtem Abstandsmaterial in seiner ganzen Breite
und einer derartigen Anordnung auf dem ersten Filterband dicht aufliegt, daß die öffnungen der beiden U
einander entgegengesetzt gerichtet sind und daß die beiden Filterbänder mit den Abstandsmaterialien .in
dieser Anordnung gemeinsam spiralförmig zu einem Filterkörper gewickelt sind, dessen Filterzellen auf der
einen Seite, des Filterkörpers für den Eintritt des zu filtrierenden Mediums und auf der gegenüberliegenden
Seite des Filterkörpers für den Austritt des filtrierten Mediums dienen.
Durch die Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß bei einem Filter der erfindungsgemäßen
Bauart eine vollkommen ausreichende Abdichtung zwischen den in der Wickelrichtung aufeinanderfolgenden
Filterzellen von allein dadurch erzielt werden kann, daß die beiden übereinander angeordneten Filterbänder
während des Vorganges der spiralförmigen Aufwicklung immer wieder über.ihre gesamte Breite gewissermaßen
genau deckungsgleich dicht aufeinander zu liegen kommen. Daher sind bei dem erfindungsgemäßen
Filter überhaupt keine zusätzlichen Abdichtungsmaßnahmen erforderlich, so daß insbesondere auf die Herstellung
von Verklebungen zum Zwecke der Filterabdichtung völlig verzichtet werden kann.
Im einzelnen kann es besonders günstig sein, die Filterbänder aus nicht gewebten oder gewebten Fasern
herzustellen. Hierdurch wird dann eine besonders her- fto vorragende Abdichtwirkung durch einfaches Aufeinanderdrücken
der Filterbänder bei der Herstellung der Filterzellen erzielt, wobei die aneinander anliegenden
Filterflächen sich innig gegenseitig durchdringen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
kann dadurch geschaffen werden, daß das Abstandsmaterial aus geflochtenen oder faserigen oder
Dorösen Strukturen besteht oder mit solchen Strukturen bedeckt ist. Hierdurch wird in bestimmten Anwendungsfällen
der Vorteil erzielt, daß durch Vorfilterung de.·: zu filtrierenden Mediums mittels des Abstandsmaterials
größere Teilchen herausgefiltert werden, so daß die Feinfilterung anschließend den Filterbändern in den
Filterzellen vorbehalten bleiben kann, und diese Filterbänder somit gegen ein zu rasches Verstopfen ihrer filterseitigen
Oberflächen geschützt sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Filter ein Gehäuse aufweist,
das den zentralen Träger des Filters und gleichzeitig einen Abschlußstutzen für den Eintritt des zu filtrierenden
Mediums bildet und aus Metall oder aus irgendeinem anderen mit dem zu filtrierenden Medium
verträglichen Material hergestellt ist, wobei das Gehäuse zwecks Sicherstellung einer gleichmäßigen Verteilung
des Mediums in den Filterkörpern ein oder mehrere ringförmige Fenster für den Einlaß des Mediums
in einen durch die beiderseits dieser Fenster befestigten Filterkörper gebildeten Raum aufweist, während
das der öffnung entgegengesetzte Ende mittels eines Deckels verschlossen ist, welcher fest oder abnehmbar
mit dem Gehäuse verbunden ist, indem er in der Mitte eine Vorrichtung trägt, mittels derer das Filter
luftdicht an einen Luftanschlußstutzen anschließbar ist, und daß die mit Dichtungen versehenen beiden
freien Enden des Gehäuses aneinander angepaßte Profile besitzen, wodurch der Aufbau eines Filterblockes
durch Aufstapeln oder Aneinanderkoppeln mehrerer gleicher Filter aufeinander möglich ist, wobei der Gesamtaufbau
mittels des auf dem letzten Filter des Stapels befestigten Deckels und Schraube in der richtigen
Lage festlegbar und abdichtbar ist. Diese vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch möglich, daß das erfindungsgemäß
vorgeschlagene Filterbandsystem nicht um einen festen Kern gewickelt ist, sondern ein Durchgang
eines zu filtrierenden Mediums durch den Mittelteil der Filterspirale stattfinden kann. Hierdurch sind Anordnungen
möglich, bei denen wenigstens zwei Filterkörper auf einem zentralen Träger angeordnet sind, der
gleichzeitig als Eintrittsanschluß für das zu filtrierende Medium dient und eine innere Verteilungskammer bildet,
von der aus das Medium in die koaxial angeordneten Filterkörper weitergeleitet wird. Hierdurch werden
weitere Vorteile erzielt, insbesondere, daß die effektive Gesamtfilterfläche, bezogen auf die Stirnfläche eines
Filterkörpers, beträchtlich vergrößert werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten
Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Filterzelle, die durch Zusammenstellung zweier Filterkörper mit
schneckenförmigen Alveolen gebildet ist,
F i g. 2 eine Vorderansicht einer Filterzelle gemäß Fig. 1.
F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit des Aufbaus von zwei Filterbändern und
F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Stapel oder Reihe zweier Filterzellen.
Das Grundelement eines Filters gemäß vorliegender Erfindung besteht aus zwei Filterbändern 1 und 2, deren
Querschnitt eine durch vorheriges Falten erlangte U-Form aufweist. Zwischen den Faltenschenkeln des
Filterbandes 1 und auf dessen ganzer Länge befindet sich ein weiteres Band 3, dessen Aufgabe die Beibehaltung
des korrekten Abstandes zwischen den Schenkeln der Falte des Bandes 1 ist, demzufolge die über die
ganze Länge in die so geöffnete Falte des Bandes 1
eindringende Luft gegen den Boden der Filterzelle geleitet
wird, und zur gesamten Oberfläche des Filterbandcs 1 Zugang bekommt.
In gleicher Weise werden die Flanken des Fiherbandes
2 mittels eines durchgehenden Abstandsbandes 4 offen gehalten.
Das Filterband 1 wird auf das Filterband 2 derart aufgelegt, daß ihre mit der Außenluft in Verbindung
stehenden seitlichen öffnungen sich nicht auf derselben Seite befinden, sondern entgegengesetzt gerichtet sind.
Diese vorgefertigte Einheit an den Filterbändern 1 und 2, zusammen mil ihren Abstandsbändern 3 und 4,
werden dann in einer von innen nach außen verlaufenden Spiralform gleichmäßig gewickelt. Das Wickeln
wird unter festem Zug durchgeführt, so daß sich die aufeinanderfolgenden Windungen durch ein inniges gegenseitiges
Durchdringen der ancinanderliegenden Schichten der biegsamen Filtermasse auf der ganzen
Breite und in der ganzen Länge gegenseitig abdichten
Das Aufwickeln wird fortgesetzt, bis die notwendige Filterflächc erreicht ist, dann werden die Bänder abgeschnitten
und deren Knden an die letzte Windung angepreßt befestigt. Die Fertigung des Filterelementes mit
spiralförmigen Filterzellen ist hiermit beendet.
Das nicht filtrierte Medium, insbesondere Luft, dringt in die Filterzelle des Filterbandes I ein, fließt durch
deren beide Wandungen hindurch, ferner durch die anliegende Wandung des Filterbandes 2 und verläßt
schließlich das Filter durch die Filterzelle des Filterbandes 2 in gereinigtem Zustand.
Auf diese Weise besitzt der Filterkörper die Form eines Zylinders, der auf der einen der kreisförmigen
Seilt., '-ι Zufluß der nicht gefilterten Luft und auf der
entgegengesetzten Seite den Ausfluß der filtrierten Luft aufweist.
Im allgemeinen bestehen die Abstandsbänder 3 und 4 aus Metall oder aus irgendeinem anderen zweckentsprechenden
Material, das entweder die Form dünner biegsamer Blätter mit Querwellungen besitzt, oder sie
sind Gebilde irgendeiner anderen ArI, die durch Flechten oder Weben gewonnen werden, oder sie bestehen
aus einem dünnen Gebilde nicht gewebter Fasern und sollen eine ununterbrochene Filterzelle innerhalb des
Filterbandes bilden, das über seine ganze Oberfläche der Luft zugänglich sein soll.
Die Abstandsbänder 3 und 4 können auch als Vorfiltriermaterialien
gebildet werden, die die in ihrer Masse gröberen Teilchen des zu filternden Mediums zurückhalten
und dadurch die feine Schicht des eigentlichen Filters, das in diesem Fall als eine zweite FiltrierstuFe
arbeitet, vor frühzeitigem Verschleiß und Verschmutzung schützt.
Zwei wie oben angegeben hergestellte Filterkörper mit schneckenförmigen Filterzellen in ihrer Bauform
und Abmessungen gleich bilden zusammen eine Filterzelle in ihrer üblichsten Herstellungsform.
Ein Filterkörper besteht aus der durch die Filterbänder 1 und ?: zusammen mit den Abstandsbändern 3 und
4 gebildeten Einheit, und der zweite Filterkörper besteht gleichfalls aus Filterbändern Γ und 2' und Abstandsbändern
3' und 4'.
Der gemeinsame zentrale Träger zweier Filterkörper ist ein zylindrisches Gehäuse 5, das an dem einen
Ende einen mit einer Dichtung 6 versehenen Anschlußstutzen a für die nicht filtrierte Luft und ein zentrales
kreisförmiges Fenster b für den Lufteintritt in einen zwischen den zwei Filterkörpern gebildeten Raum c
aufweist. Am anderen Ende des zentralen Gehäuses 5 ist ein Deckel 7 vorgesehen, der gewöhnlich einen
Schlüssel 8 zum Festpressen des Filters auf den Sitz eines Luftanschlusses 9 trägt.
Die in den Raum c gelangende Luft kann nur durch die beiden Filterkörper hindurchfließend ausströmen,
da der betreffende Hohlraum nach außen hin durch ein Band aus Filtermaterial 10 verschlossen ist, das außen
ίο durch ein starres Verbindungsband 11 abgedeckt ist,
das die letzten Windungen des Filtermaterials gegen Stöße und Verletzungen bei der Handhabung des Filters
schützt.
Es ist ersichtlich, daß die aus den beiden Fillerkörpern
bestehende Einheit gegen das Gehäuse 5 eine einzige Abdichtung besitzt, nämlich die der ersten Windung,
die fest auf das Gehäuse gewickelt ist und die praktisch als eine Dichtung auf ihrer ganzen Breite
wirkt. Gewöhnlich wird diese erste Windung auf das Gehäuse geklebt, jedoch nicht zwecks Abdichtung, sondern
wegen einer besseren mechanischen Befestigung des Filterkörpers an dem Gehäuse.
Das abschließende Band 10 erfüllt die Aufgabe einer Abdichtung lediglich dadurch, daß es um den zylindrisehen
Umfang beider Filterkörper fest gewickelt ist.
Durch die beschriebene Bauweise sind die Räume des nicht filtrierten Mediums von denen des filtrierten
Mediums durch homogene, sichere und einfache kreisförmige Abdichtungen getrennt, die ohne Klebemittel
oder Spezialmischungen hergestellt sind.
Durch die beschriebene Bauweise bildet der Körper der spiralförmig gewundenen filtrierenden Oberfläche
einen mit dem tragenden Gehäuse 5 vollkommen dichten Aufbau derart, daß keinerlei direkter Übergangs-
weg zwischen dem Raum des nicht filtrierten Mediums und dem des filtrierten Mediums entstehen kann.
Der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses 5 ist durch die Bedingung bestimmt, daß in dem Anschlußstutzen
a eine vorhandene größere oder zumindest
gleiche Geschwindigkeit wie im Zuleitungsrohr herrscht, woraus sich ergibt, daß sowohl der Abdichtungsumfang
des Filterkörpers, der sich auf diesem Gehäuse 5 abstützt, als auch der des Filtergehäuses gegenüber
dem Zuführungskanal die kleinstmöglichen Abmessungen und die zweckdienlichste Form — nämlich
die Kreisform — besitzen.
Eine abgewandelte Form eines Vielfachfilters mit spiralförmigen Filterzellen wird durch Abnehmen des
Deckels 7 von einem Filter mit zwei Filterkörpern und
die Befestigung an seiner Stelle eines zweiten, dem ersten gleichen Filters erzielt. Auf diese Weise wird eine
Verdoppelung der vorherigen Filterfläche innerhalb derselben Stimlichtmaße erzielt
Ferner kann das Filter aus kontinuierlichen Filterbändern 1,2, Γ. 2' aus Filtermaterial ausgeführt werden, die vor dem Wickeln, je nach der Biegsamkeit des Materials und dem beabsichtigten Wickeldurchmesser geformt, Z-förmig oder mehrfach gefaltet werden.
Zwecks Vereinfachung der Herstellung des erfin-
Ferner kann das Filter aus kontinuierlichen Filterbändern 1,2, Γ. 2' aus Filtermaterial ausgeführt werden, die vor dem Wickeln, je nach der Biegsamkeit des Materials und dem beabsichtigten Wickeldurchmesser geformt, Z-förmig oder mehrfach gefaltet werden.
Zwecks Vereinfachung der Herstellung des erfin-
dungsgemäßen Filters können die Filterbänder 1, 2, 1', 2' und die Abstandsbänder 3.4, 3', 4' zu einem einzigen
Band vereinigt werden, welches aus zwei verschiedenen Schichten besteht die durch Absetzen des Filtermaterials direkt auf das als Unterlage benützte Ab-
Standsmaterial zusammengestellt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Filter in gedrängter Bauweise mit spiralförmig angeordneten Filterzellen, die durch wenigstens ein
aus einem filtrierenden Material bestehendes, flexibles Band und ein vorwiegend als Abstandselement
dienendes band- oder streifenförmiges Material in der Weise gebildet sind, daß das Filterband
im wesentlichen U-förmig gebogen und mit in dieses U eingefügtem Abstandsmaterial um einen zentralen
Träger herum spiralförmig gewickelt ist, wobei aufeinanderfolgende Wickellagen des Filterbandes
jeweils eine gegenseitige Abdichtung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites
Filterband (2) vorgesehen ist, das in ebenfalls U-förmig gebogenem Zustand und mit in das U eingefügte
Abstandsmaterial (4) in seiner ganzen Breite und in einer derartigen Anordnung auf dem ersten Filterband
(1) dicht aufliegt, daß die öffnungen der beiden U einander entgegengesetzt gerichtet sind,
und daß die beiden Filterbänder (1, 2) mit den Abstandsmaterialien
(3, 4) in dieser Anordnung gemeinsam spiralförmig zu einem Filterkörper gewikkelt
sind, dessen Filterzellen auf der einen Seite des Filterkörpers für den Eintritt des zu filtrierenden
Mediums und auf der gegenüberliegenden Seite des Filterkörpers für den Austritt des filtrierten Mediums
dienen.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbänder (1, 2) aus nicht gewebten
oder gewebten Fasern bestehen.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsmaterial (3, 4) aus geflochtenen
oder faserigen oder porösen Strukturen besteht oder mit solchen Strukturen bedeckt ist.
4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Gehäuse
(5) aufweist, das den zentralen Träger des Filters und gleichzeitig einen Anschlußstutzen (a) für den
Eintritt des zu filtrierenden Mediums bildet und aus Metall oder aus irgendeinem anderen mit dem zu
filtrierenden Medium verträglichen Material hergestellt ist, wobei das Gehäuse (5) zwecks Sicherstellung
einer gleichmäßigen Verteilung des Mediums in den Filterkörpern (1, 2, 3, 4; 1', 2', 3', 4') ein oder
mehrere ringförmige Fenster (b) für den Einlaß des Mediums in einen durch die beiderseits dieser Fenster
(b) befestigten Filterkörper gebildeten Raum (c) aufweist, während das der öffnung (a) entgegengesetzte
Ende mittels eines Deckels (7) verschlossen ist, welcher fest oder abnehmbar mit dem Gehäuse
(5) verbunden ist, indem er in der Mitte eine Vorrichtung (8) trägt, mittels derer das Filter luftdicht
an einen Luftanschlußstutzen (9) anschließbar ist, und daß die mit Dichtungen (6) versehenen beiden
freien Enden des Gehäuses (5) aneinander angepaßte Profile besitzen, wodurch der Aufbau eines Filterblocks
durch Aufstapeln oder Aneinanderkoppeln mehrerer gleicher Filter aufeinander möglich
ist, wobei der Gesamtaufbau mittels des auf dem letzten Filter des Stapels befestigten Deckels (7)
und Schraube (8) in der richtigen Lage festlegbar und abdichtbar ist.
Die Erfindung betrifft Filter in gedrängter Bauweise mit spiralförmig angeordneten Filterzellen, die durch
wenigstens ein aus einem filtrierenden Material bestehendes, flexibles Band und ein vorwiegend als Ab-Standselement
dienendes band- oder streifenförmiges Material in der Weise gebildet sind, daß das Filterband
im wesentlichen U-förmig gebogen und mit in dieses U eingefügtem Abstandsmaterial um einen zentralen Träger
herum spiralförmig gewickelt ist, wobei aufeinanderfolgende Wickellagen des Filterbandes jeweils eine
gegenseitige Abdichtung aufweisen.
Es ist bekannt, zum Zurückhalten von suspendierten Teilchen, wie sie in der Luft oder anderen Gasen als
Staubteilchen und als Aerosole flüssig oder fest enthalten sind, oder die in Flüssigkeit in Suspension enthaltenen
Teilchen durch Filtrierung entweder die Reinigung der Flüssigkeiten oder Gase oder die Rückgewinnung
der filtrierten Körper durchzuführen. Zur Erzielung eines hohen Reinheitsgrades des Mediums
ist es bekannt, dieses durch zweckdienliche filtrierende Schichten hindurchzuleiten, welche aus feinporigen
Massen, gewebten Fasern oder nicht gewebten faserigen Massen gebildet sind. Eine wirksame Filtrierung
derartiger Stoffe bedingt im allgemeinen die Verwendung großer Filterflächen, da je größer die Filterfläche
und je kleiner folglich die Durchflußgeschwindigkeit des Mediums durch die Filterschicht hindurch
ist, desto vorteilhafter die technischen Eigenschaften des Filters werden. Hierbei sinkt nämlich der aerodynamische
Widerstand, und es steigt der Abscheidungsgrad und erreicht Werte nahe an 100%. Um bei denen deshalb
angestrebten großen Filterflächen nicht zu große Baumaße zu erreichen, besteht die allgemein übliche
Lösung darin, eine flexible Filterfläche mehrfach gefaltet
als Filterschichtpaket in das Innere eines rechteckigen Tragrahmens derart einzusetzen, daß im Fenster
des Rahmens, welches den Durchgangsquerschnitt des Mediums bildet, eine möglichst große Materialmenge
angeordnet ist. Bei dieser bekannten Lösung wird in jede Falte eine gewellte Trennwand eingebracht, die
den Durchgang des Mediums zu der gesamten Filterfläche gewährleistet.
Bei Filtern dieser allgemeinen Bauart wird es als Nachteil empfunden, daß der Block aus gefaltetem FiI-termaterial
innerhalb des Tragrahmens ausgesprochen schwierig ist, was insbesondere die Herstellung derartiger
Filter aufwendig macht und die Gefahr nachträglicher Fehler beim Betrieb derartiger Filterzellen einschließt.
Die Abdichtung, die nämlich entlang einer
so Zickzacklinie über eine beträchtliche Berührungslinie
zwischen den Kanten der gefalteten Filterschichten und dem Rahmen herzustellen ist, muß nämlich ausgesprochen
sicher sein, um keine direkten Durchgangswege für das Medium entstehen zu lassen. Da die oben-
erwähnten modernen Filtermaterialien einen sehr hohen Abscheidegrad besitzen, können schon die geringsten
Undichtigkeiten zwischen Filter und Rahmen die tatsächliche Leistung des Filters beträchtlich herabsetzen,
so daß bei Filtern dieser allgemeinen Bauart spezielle Vergußmassen erforderlich sind, die auf die seitlichen
Kanten der gefalteten Filterschicht aufgebracht werden. Dies stellt eine ausgesprochen schwierige Arbeit
dar, wobei sich hierbei auftretende Fehler entweder gleich bei der Fabrikation des Filters oder erst spais
ter infolge der Alterung der Vergußmasse oder des verwendeten Klebemittels äußern können.
Bei Filtern der eingangs definierten Art, wie sie in der US-PS 30 37 637 beschrieben sind, ist es bei deren
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2236849C3 true DE2236849C3 (de) | 1975-12-04 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR (1) | FR2148208A1 (de) |
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- 1971-08-02 RO RO6786171A patent/RO56797A2/ro unknown
-
1972
- 1972-07-27 DE DE19722236849 patent/DE2236849C3/de not_active Expired
- 1972-08-02 FR FR7227900A patent/FR2148208A1/fr active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2148208B3 (de) | 1975-10-03 |
RO56797A2 (de) | 1974-12-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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