DE2241063C3 - Filterelement für Spaltfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein, im Inneren Strömungswege für das Filtrat aufweisendes, stabförmiges Filterelement für Spaltfilter mit einer, durch schraubenförmige Umwicklung eines Stützkörpers mit mehreckigem Profildraht gebildeten, Spaltöffnungen aufweisenden Filterfläche.

Bei einem bekannten Filterelement dieser Art besteht der Stützkörper aus einem gelochten Rohr, das eine in relativ geringem Abstand von Windung zu Windung aufgewickelte Lage eines verhältnismäßig dünnen mehreckigen Profildrahtes aufweist, der in vorbestimmten Abständen an dem Trägerrohr fixiert, z. B. angeklebt, angelötet oder angeschweißt sein kann (DE-OS 15 36 786). Diese Drahtlage bildet den filtrierenden Teil des Filterelements, wobei die durchlässigen Stellen des Filtermantels von den Spalten zwischen den einzelnen Windungen der Drahtlage gebildet werden.

Der technische Aufwand für die Herstellung eines derartigen Filterelements ist sehr hoch, da insbesondere die Verlötung bzw. Verschweißung des Drahtes in genau bestimmten Abständen mit dem gelochten Rohr sehr schwierig ist. Es besteht auch die Gefahr, daß Schweiß- oder Lötmaterial zwischen die einzelnen Drahtwindungen gelangt und die Spalten des Filterelemente» verstopft. Bei anderen bekannten Filterelementen wird eine zylindrische Schraubenfeder — je nach ihrer ursprünglichen, unbelasteten Ausbildung — in etwas angespanntem oder zusammengepreßtem Zustand über ein gelochtes Rohr gezogen, so daß zwischen den einzelnen Windungen der Feder feine Spalten entstehen. Bei diesen Filterelementen kann die exakte Einhaltung der Spaltbreiten zwischen den Windungen, wie sie zum Beispiel bei der Bierfiltration unerläßlich sind, nur in beschränktem Maße erzielt bzw. während der Filtration beibehalten werden. Schraubenförmig um einen Stötzkörper gewundene bzw. zugfederartig auf den Stützkörper aufgezogene Filterdrähte mit Nocken, Wellen o.a. (DE-OS 213)655), die die einzelnen Drahtwindungen im richtigen Abstand voneinander halten, begegnen diesem Mangel und führen, genauso wie die bekannten, mit Nocken oder dgl. versehenen

ίο Filterringscheiben, zu Filterelementen großer Präzision, mit denen sehr gute Filtrationsergebnisse erzielt werden können. Die Fertigung dieser mit Nocken oder dgl. versehenen Füterdrähte verlangt allerdings, ähnlich wie die Herstellung der Filterringe (DE-OS 14 61 424).

eine komplizierte Fertigungstechnik.

Durch die AT-PS 1 90 069 ist es bereits bekannt geworden, rohrförmige, gelochte Tragkörper mit mehrkantigen Drähten vorzugsweise von dreieckigem oder trapezförmigem Querschnitt zu umwickeln, so daß zwischen den einzelnen Drähten Durchflußschlitze entstehen. Da diese Schlitze einen vorbestimmten Abstand exakt und dauerhaft aufweisen müssen, werden auf dem rohrförmigen Tragkörper Längsrippen vorgesehen, die auf ihrer Außenseite schraubengangartige Einschnitte zur Aufnahme der Drahtwicklungen aufweisen. Dadurch können die Drähte auf vorbestimmtem Abstand gehalten werden. Der zusätzliche Aufwand für die Längsrippen und d<a Einschnitte ist vor allem wegen der erforderlichen Genauigkeit erheblich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches bei großer Präzision der Spaltabmessungen auch anspruchsvollen Filtrationsaufgaben gerecht wird und mit relativ geringem technischem Aufwand herstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Draht längs in sich verdrillt und Windung an Windung schraubenförmig um den Stützkörper gewunden ist.

Die Verdrillung eines vieleckigen Drahtes um seine eigene Achse führt in bekannter Weise zu einer gleichmäßigen wellenförmigen bzw. bohrerartigen Verformung der Drahtoberfläche, wobei die Kanten des Vieleckdrahtes jeweils die Wellenberge und die Flächen zwischen den Drahtkanten die Wellentäler ergeben.

Wird ein derart verformter Draht nun schraubenförmig Windung an Windung um einen Strömungswege aufweisenden StUtzkörper gewunden, so liegen die Drahtkanten, also die Wellenberge einer Windung, in bestimmten, vom Durchmesser und der Drillung des Drahtes abhängigen Abständen immer wieder an der Oberfläche der benachbarten Drahtwindungen an. Die gegenseitigen Berührungspunkte der Drahtwindungen begrenzen also die durch die Wellentäler des verdrillten Drahtes ausgebildeten Freiräume, die sich als Filterspalte darstellen. Die Filterspalte weisen demnach den Abständen der von Stärke, Querschnittsausbildung und Drillung des Drahtes abhängigen gegenseitigen Berührungspunkte der Drahtwindungen entsprechende Abmessungen auf und können den jeweiligen Filtrationsaufgaben angepaßt werden. Sowohl die Verdrillung eines vieleckigen Drahtes, entsprechend den gewünschten Spaltabmessungen, als auch die Umwindung des Stützkörpers mit diesem Draht in anliegenden Windungen, erfordert nur verhältnismäßig einfache Verfahrenstechniken, so daß die erfindungsgemäßen Filterelemente sehr kostengünstig hergestellt werden können, und bereits durch die Veränderung der Verdrillung eine erhebliche Variabilität der Filterspalten möglich ist.

Selbstverständlich kann die Verdrillung des vieleckigen Filterdrahtes bereits bei der Drahtherstellung erfolgen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Draht mit einem unverdrillten Draht zweigängig. Windung an Windung, schraubenförmig um den Stützkörper gewunden ist. Bei gegenseitiger Anlage der Windungen eines längs in sich verdrillten Drahtes erfolgt die Berührung der Drahtkanten einer Windung — den Wellenbergen des verdrillten Drahtes — nicht stets mit den Drahtkanten der korrespondierenden Windungen, sondern die Drahtkanten können auch mit den Wellentälern — den gekrümmten Flächen einer Drahtwindung — in Kontakt kommen. Hierdurch entstehen entsprechend kleinere Filterspalten in der Drahtlage. Auch die entgegengesetzte Konstellation — '5 entsprechend größere Spalten — ist möglich. Durch das Mitführen eines zweiten, unverdriilten Drahtes jeweils zwischen den Windungen eines längs in sich verdrillten Drahtes, wird dies vermieden. Die Filterspalten entsprechen jeweils genau den Abmessungen der Wellentäler des verdrillten Drahtes, da die Wellenberge, also die Drahtkanten, immer an dem unverdrilhen Draht anliegen irnd sich nicht, wie bei der gegenseitigen Anlage von zwei Windungen eines verdrillten Drahtes, in ein Wellental schmiegen können.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, daß der zwischen den Windungen des Drahtes mitgeführte unverdrillte Draht einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Ein zwischen den Windungen eines vieleckigen, verdrillten Drahtes mitgeführter, unverdrillter Draht kreisrunden Querschnitts erbringt stets gleichmäßige Spaltabmessungen, weil keine Zufälligkeiten in der Stellung der verdrillten Flächen zueinander vorkommen können. Dabei entsteht allerdings eine verhältnismäßig geringe Berührung der Drahtkanten des verdrillten Drahtes mit der gewölbten Oberfläche des Unverdrillten.

Es wird deshalb gemäß der Erfindung alternativ vorgeschlagen, daß der zwischen den Windungen des in sich verdrillten Drahtes mitgeführte unverdrillte Draht ■"> einen vieleckigsn Querschnitt aufweist. Die Flächen eines Drahtes mit viereckigem Querschnitt, an dem die wellenähnlich verlaufenden Drahtkanten eines verdrillten Drahtes anliegen, bieten verhältnismäßig große gemeinsame Berührungsflächen und eine sichere Begrenzung der Filterspalten. Das Mitführen dieses unverdrillten Drahtes zwischen den Windungen des verdrillten Drahtes erfordert jedoch eine genauere Führung des unverdrillten Drahtes bei der Umwicklung des Stützkörpers, um ein Verkanten des Drahtes und ⁵" daraus entstehende Unterschiede in der Spaltform und -größe zu vermeiden. Das Mitführen des unverdrillten Drahtes verbilligt dazu die Filterfläche, Weil nur die Hälfte des verdrillten, teueren Drahtes benötigt wird bei gleicher Durchlässigkeit, aber exakterer Spaltgröße.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, daß der Stützkörper als gelochtes, am Boden geschlossenes Rohr ausgebildet ist. Der hohle Innenraum dieser Rohrkörper bietet einen Strömungsweg mit großem Querschnitt und erleichtert hierdurch das Abführen des von außen durch die Spalten des Filtermantels und die Löcher des Rohrmantels in das Rohrinnere eingeströmten Filtrats. Auch werden die Drahtwindungen des Filtermantels stets vollständig von der Mantelfläche des Rohres abgestützt. Selbst bei enger Wicklung auf dem Rohr verbleiben wegen der Verdrillung des Drahtes stets ausreichende Flüssigkeitswege zwischen Wicklung und gelochtem Rohr.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, daß der Stützkörper als Haltestab mit vieleckigem Querschnitt ausgebildet ist. Profilierte Haltestäbe besitzen zum Abführen des Filtrats im allgemeinen nicht so große Strömungsquerschnitte wie gelochte Rohre, sie weisen jedoch eine hohe mechanische Festigkeit auf und bieten insbesondere bei Ausbildung als Dreikantstab mit konvex nach außen gewölbten Seiten eine ausreichende Anlagefläche für die Drahtwindungen eines Filtermantels.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird beispielsweise und schematisch in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt.

Das in Ansicht dargestellte obere Teilslück eines Filterelementes besteht aus dem als gelochtes Rohr ausgebildeten Stützkörper I₁ der mit einem Kopfstück 2 zur Befestigung des Filterelementes in der Halteplatte eines Spaltfilterkessels (nicht gezeichnet) verbunden ist. An das Kopfstück 2 schließt sich eine ringförmige Kappe 3 an, die mit ihrem abgebogenen Rand die Anfangswindungen des längs in sich verdrillten, einen sechseckigen Querschnitt aufweisenden Filterdrahtes 4 sowie des unverdrillten, kreisrunden Querschnitt aufweisenden Drahtes 5 umgreift und durch Löten oder Schweißen, jedenfalls aber flüssigkeitsdicht mit den Anfangswindungen dieser Drähte 4 und 5 verbunden ist. Die beiden Drähte 4 und 5 sind in zweigängiger, straffer Wicklung — ohne zusätzliche Haltemittel — Windung an Windung um den Stützkörper 1 geführt, wobei sie eine zylindrische Filterfläche 7 bilden und am Fuße des Filterelementes in einem der Kappe 3 ähnlichen Schlußstück flüssigkeitsdicht abschließen (nicht gezeichnet). Die Wicklung kann aber auch als fertiges Zugfederelement auf den Stützkörper 1 aufgeschoben werden. Die Kanten 4a des verdrillten Drahtes 4 berühren in regelmäßigen, dem Maße der Verdrillung entsprechenden Abständen 4b, 4cdie Oberfläche 5a des unverdrillten Drahtes 5 und schließen, ähnlich wie zwei Wellenberge, ein Wellental, die gekrümmten Flächen 4d (Wellental) ein, die hierdurch einen genau abgegrenzten Filterspalt 6 innerhalb der Filterfläche 7 ergeben. Die Filterspalten 6 sind durch entsprechende Wahl der Drahtstärken, Drahiprofile sowie Verdrillung des Drahtes 4 in ihrer Form und Größe den jeweiligen Filtrationsaufgaben anpaßbar.

Es können zum Beispiel die Kanten eines verdrillten Drahtes vieleckigen Querschnittes mit einer Fläche eines unverdrillten Drahtes rechteckigen Querschnittes in Berührung gebracht werden, wobei anstatt einer Kante eine verhältnismäßig große Anlagefläche dem verdrillten Draht zur Verfugung steht (Fig. Ib), so da3 geringe Abweichungen in der Umwicklung des Stützkörpers noch nicht zu einer Veränderung der Spaltabmessungen führen. Um bei Anschwemmfiltern das Abrutschen des Trub'tuchens zu verhindern, kann auch eine starke Profilierung der Filterfläche durch unterschiedliche Stärken der Drähte 4 und 5 erzielt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Im Inneren Strömungswege für das Filtrat aufweisendes, stabförmiges Filterelement für Spaltfilter mit einer, durch schraubenförmige Umwicklung eines Stützkörpers mit mehreckigem Profildraht gebildeten, Spaltöffnungen aufweisenden Filterfläche, dadurch gekennzeichnet, daQ der Draht (4) längs in sich verdrillt und Windung an Windung schraubenförmig um den Stützkörper (I) gewunden ist.

Z Filterelement nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (4) mit einem unverdrillten Draht (5) zweigängig, Windung an Windung, schraubenförmig um den Stützkörper gewunden ist

3. Filterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Windungen des Drahtes (4) mitgeführte unverdrillte Draht (5) einen kreisrunden Querschnitt aufweist.

4. Filterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der zwischen den Windungen des Drahtes (4) mitgeführte unverdrillte Draht (5) einen vieleckigen Querschnitt aufweist.

5. Filterelement nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (1) als gelochtes, am Boden geschlossenes Rohr ausgebildet ist.

6. Filterelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (1) als Haltestab mit vieleckigem Querschnitt ausgebildet ist.