DE2256489A1 - Filterbeutel - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-lng. P. WIRTH -Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dipl.-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 β FRANKFURT AM MAIN

TELEFON (0611) ^₇₀₁₄ GH. ESCHENHEIMER STRASSSS9

l4.November 1972 Case Fdn 572

Gu/gm/x

GAF Corporation

ll80 Avenue of the Americas

New York, N.Y. 10056, USA

Filterbeutel.

Die Erfindung betrifft Filterbeutel, insbesondere einen Filterbeutel, bei dem einstückig ausgebildete innere Teile die effektive Arbeitsfläche des Beutels .erhöhen. ' . ~

Im allgemeinen sind Filterbeutel aus "durchlässigem Material ausgebildet und dienen dazu, Verunreinigungen aufzufangen und die zu filternden Materialien gereinigt den Filterbeutel passieren zu lassen. Es sind auch Filterbeutel bekanntgeworden, beispielsweise diejenigen im Zusammenhang mit Staubsaugern verwendeten, boi denen außer dem Beutel selbst zusätzliche Arbeitsflachen vorgesehen sind. Dies kann dadurch geschehen, daß der

309821/1088 ·

22 5 C ν S 9

untere Teil des Deuteis in Richtung auf den mittleren Deutelbereich eingedrückt ist, so daß eine schüssel- bzw. terrinnenartige oder ölkannenartige Ausbildung entsteht.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird im folgenden hierüber als von einem konisch nach innen ausgebildeten Filterbeutel gesprochen. Zur Filtration wird hierbei ein länglich ausgebildeter, im allgemeinen konischer Filterbeutel verwendet, dessen unteres Ende schüssel- bzw. ölkannenartig ausgebildet ist. Durch diese Anordnung wird eine zusätzlich Filterfläche bzw. zusätzliche Filterflächen geschaffen, so daß die Arbeitsfläche des Beutels in wirksamer Weise erhöht wird, und zwar ohne Veränderung der äusseren Abmessungen des Beutels.

Es sind bisher wenig Filterbeutel dieser Art in den Handel gekommen. Der Grund hierfür liegt im wesentlichen darin, daß der Beutel in einer Weise zusammengepreßt werden muß, daß die übermäßigen kompressiblen Drücke der Wände,.die während des Gebrauchs auftreten, ausgehalten werden. Infolgedessen muß eine diesen Kräften widerstehende Hemmvorrichtung verwendet werden, die jedoch den Umfang, die Instandhaltung, die Grundkosten und die Wirksamkeit des Filterbeutels beeinflußt.

Hemmvorrxchtungen bestehen im allgemeinen aus einem Material großer Stärke, das zusammen mit Stützringen verwendet wird. Die Ringe werden gewöhnlich in einer waagerechten Ebene durch den gesamten konisch nach innen gerichteten Teil angeordnet und dienen dazu, die Kräfte aufzuhalten, durch die der konisch nach innen gerichtete Bereich dazu tendiert, in sich zusammenzufallen. Somit ensteht durch die Anwendung derartiger Ringe oder ähnlicher Haltevorrichtungen eine deutliche Verminderung der Arbeitsfläche des Filterbeutels. Zusätzlich besteht eine starke Herabminderung der Leichtigkeit, mit welcher der Durchfluß eines fluiden Mediums erfolgt.

309821/1088

und zwar in den Bereichen, in denen die Ringe oder Halteelemente die von ihnen berührten, gegenüberliegenden Bereiche blockieren.

Es hat sich herausgestellt, daß die bestehenden Schwierigkeiten nicht in der Ausbildung derartiger konisch nach innen gerichteter Bereiche bei Filterbeuteln liegt oder in der Durchführung der Filtration, sonder eher in der Praktikalität der Herstellung einer Heminvorrichtung, die auf einfache Weise zu produzieren, und instandzuhalten ist, und zwar mit. ohne weiteres verfügbaren !Materialien und zu vernünftigen Herstellungskosten.

Im dynamischen Verhalten eines flüssigen oder gasförmigen Mediums ist es bekannt, daß durch Erhöhung der Arbeitsfläche,, beispielsweise durch zusätzliche Teile aus Filtermaterialι eine proportionale Erhöhung in der Filtrationskapazität erfolgt. Bis hetite . ist aber kein derartiges Produkt bekanntgeworden, durch das auf verhältnismäßig einfache und preisgünstige Weise eine Erhöhung der Filtrationskapazität pro Einheit erreicht worden kann.

Wenn der beschriebene Filter mit dem konisch nach innen ausgerichteten Bereich zum Filtrieren von Flüssigkeiten verwendet wurde, sind eine Reihe der zuvor genannten Probleme aufgetreten, und . . der-vorliegende! Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine praktikable und wirksame Lösung der bekannten Probleme vorzuschlagen.

Demgemäß schlägt die Erfindung einen - Fi3.terbeutel vor, der einen Hauptteil mit einer oberen, mundförmig ausgebildeten Öffnung besitzt, sowie eine erste Abteilxmg, die sich in das Innere des Beutels erstreckt und eine zweite, sich nach innen in den Beutel erstreckende Abtei3-ung, die der ersten Abteilung gegenüberliegend angeordnet ist, und der dadurch gekennzeichnet ist,

30 982 1/

225Ή89

daß sich die jeweiligen Abteilungen im wesentlichen in der gesamten Länge des Beutels erstrecken und an einem Ende zur Aufnahme eines Abflußelementes offen sind, daß das Abflußelement in die jeweiligen Abteilungen eiuFetzbar und herausnehmbar ist, und daß ein Führungselement durch den Filtermund verteilt angeordnet ist, und zwar zwischen den oberen Bereichen der Abteilungen, wodurch die ,iBflußelemente enthaltenden Abteilungen während des Betriebes einer den Filterbeutel enthaltenden Vorrichtung völlig abgetrennt sind.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filte.rbeutels ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im wesentlichen herzförmig ausgebildete durchlässige Elemente mit linken und rechten lappenartig ausgebildeten Bereichen an ihrer Umrandung zusammengefügt sind, daß- ein offener Teil am oberen Ende des FilterbeuteJ-s mundförmig ausgebildet ist, daß die linken bzw.rechten lappenartigen Bereiche durch die mundförmige Ausbildung derart hindurchziehbar sind, daß einstückig ausgebildetejeinzelne Abteilungen innerhalb des Beutels entstehen, daß diese Abteilungen sich über eine wesentliche Breite einer inneren Ausnehmung erstrecken, die durch das Hereinziehen der linken und rechten lappenartigen Bereiche in den Beutel ausgebildet ist, und daß mit den jeweiligen Abteilungen verbundene Abflußelemente in innigem Kontakt mit den Abteilungen einsetzbar sind, so daß während der Anwendung des_rFilters ein Durchströmen mit einem fluiden Medium möglich ist.

Weitere wichtige Merkmale der Erfindung werden in der folgenden Beispielsboschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schetnatische Ansicht eines Filters nach der Erfindung, und zwar vor der Umpositionierung der länglich ausgebildeten Teile und dem Einsetzen der Abflußelemente;

Fig.2 A eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäs-. sen Filters, wobei die länglich ausgebildeten

jui;r,:n 11 08 8

225R-',89

Bereiche im Innonra dos Beutels umpositioniert sind;
Fig. 2b einen Schnitt durch die Darstellung nach

Fig. 2a, und zv.vu- r.i:i t den eingesetzten Abflußelementen;
Fig. 3a eine perspektivische Ansicht eines waffelförmig

... - - ausgebildeten AbfXu^eiements; Fig. 3b eine--perspektivisch« Ansicht eines Sandwichartig

— --- ausgebildeten- Äbflußelements ;

Fig. 3c eine-perspektivische Ansicht eines.geriffelten

-.. ... Abflußelements-mit inneren Abflußpfosten; Fig. 4a eine-schematiseho Ansicht einer anderen Aus-.... führungsforiru den Gegenstands der Erfindung;

Fig. 4j3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsforni .nrich der Erfindung mit eingesetzten-Abflußelenicnt en;

Fig. 4c einen-Schnitt durch "die Anordnung nach Fig.43 und zwar..entlang dor Linie L-L;

Fig. 5a eine-perspektivische Ansicht, einer einfachen-Draht-Trennanordnung.zur Verwendung mit dem

Gegenstand der .Erfindung;·

Fig. 5b eine- perspektiv-iso'iie Ansicht einer in einer festen Form ausgebildeten Trennanordnung.

In Fig. -i besitzt, ein .Filterbeutel 1 nach der Erfindung, der eine einfach ausgebildete, längliche Form aufweist, zwei Seitenarme 2,2', einen mittleren Bereich 3 und eine Öffnung 4, die wahlweise mit einem Schnappring 5 versehen seLn kann. Das geometrische Verhältnis des Beutels ist derart, daß die Seitenarme 2,2' und der Durchmesser der Öffnung D gleich sind, und daß die Höhe der Seitenarme 2,2' geringer oder gleich ist der Höhe des mittleren Beutel-Bereiches C.

In einem gemäß Fig. 2A ausgebildeten Beutel sind die Seitenarme 2,2' dadurch in den Beutel selbst eingelassen, daß der untere Bereich des Beutels 6 durch die Öffnung nach oben gezogen ist. Hierdurch werden gleichzeitig

3 G 9 8 2 1 / 1 0 8 8

die Seitenarme 2,2' (durch Ziehen nach innen in Richtung auf die Mitte des Beutels) in der in Fig. 2A gezeigten Form ausgerichtet. Der Beutel weist zwei taschenartige Ausnehmungen bzw. Abteilungen 7i7' auf (in Richtung von außen nach innen und in der Darstellung der Fig.2B). Diese Abteilungen bzw. Arbeitsflächen sind einstückig im Inneren des Beutels ausgebildet. Abflußelemente 8,8" sind in die Abteilungen 7|7' der Fig. eingesetzt. Diese Äbflußelemente fuhren das gereinigte fluide Medium zti einem Ab gäbe punk t P und halten die zusätzlichen Filtermaterialien getrennt voneinander in einem vorbestimmten räumlichen Verhältnis S_t so daß das fluide Medium zur Unterseite des Beutelt; (wie durch Pfeile in der Fig.2B dargestellt) strömt. Ohne die Abflußelemente 8,8· würde kein positiver Medienstrom entstehen, da die beiden zusätzlichen Oberflächenbereiche 9,9'» die jeweils einen vorderen und einen hinteren Bereich besitzen, aneinander hafteten, wodurch die Funktion des Filtrieren^ vermindert würde. Die Abflußelemente 8,8' brauchen lediglich den Transport des gefilterten Mediums d^^rch die Abflußelemente selbst zu- bewältigen. Ein optimal ausgebildetes Abflußelement würde offensichtlich dem Medienstrom keinen Widerstand entgegensetzen.

Die Abflußelemente 8,8* können die in den Figuren 3A,3^i 3C gezeigten Ausführungsformen besitzen, nämlich gegossene bzw. geschnittene Blöcke mit einem waffelartigen Muster, eine schichtenartige Konstruktion odor auch geriffelt avisgebildete Elemente sein. Die geriffelten Abflußelemonte sind durch eine Reihe von ineinander befestigten Kanälen ausgebildet, die einen schlitzartigen Bereich besitzen, um im Inneren das fluide Medium zu einem Ausgangspunkt unterhalb der Kanäle zu führen. Geeignete durchlässige Materialien zur Herstellung derartiger Abflußelemente sind

gegossener "^unsxsxüii

gg
z.B. Filz,Fliegendraht,Preßstoffe,/Streckmetalle usw. Ein wichtiges Merkmal jedes Abflußelementes muß die Fähigkeit sein, das das Element umgebende Medium zu halten wie auch das gefilterte Medium zum Ausgang zu transportieren.

3 Ü :■: 8 ? 1 / 1 Π 8 8

225RA39

In jenen Fällen, in denen eine Heminvorrichtung, beispielsweise ein Sieb oder ein Draht die Grundform des nicht nicht gezeigten, nach außen gerichteten Beutelprofils enthält, müssen die Abflußelemente lediglich in die Abteilungen 7» 7* geschoben werden, um zu funktionieren (vgl. Fig.2B). Wenn jedoch derartige Hemmer nicht angewendet sind, kann der Filterbeutel auch allein funktionieren. Eine derartige Anox-dnung macht ein Abdichten oder Verschließen der Abteilungen 7»7' notwendig, so daß die Abflußelemente 8,8· sich nicht von dem Beutel 1 lösen können.

In entsprechender Weise können die Dichtbereiche des Beutels aus dem gleichen Material wie der Beutel selbst oder aucli aus einem anderen Material hergestellt sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung wurde erfolgreich.in Druckkesselanlagen mit und ohne. Hemmvorrichtung verwendet sowie in offenen Systemen, wobei der Filterbeutel direkt dem Ende einer Quelle für das Medium, angefügt". ist, und zwar ebenfalls mit und ohne Hemmvorrichtung.

Wie ohne weiteres ersichtlich, müssen unterschiedliche Materialien zum-Herstellen des Beutels, der inneren Teile und der Abflußeleraente,. und zwar je nach dem speziellen Anwendungsbereich, vorgesehen- sein«.- Im. allgemeinen hat es sich bewährt, wenn ein Beutel aus -Filz zusammen mit aus .Filz hergestellten inneren .Teilen..und schichtartig ausgebildeten Abflußelementen aus Filz Verwendet wurden. Dies ist jedoch nur aus Gründen-der Verdeutlichung angeführt, und es.gibt eine Reihe von anderen Konfiguratioren und Materialien, welche in zufriedenstellender Weise mit der Erfindung in Anwendung·gebracht werden können.

3 f)'- H 2 1 / 1 0 8 8

225RA89

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4a dargestellt. Indem längliche Elemente 1O₁IO¹ in einenhohlen Bereich 11,11' hereingezogen werden, und zwar durch eine Öffnung 12, werden in dem Beutel IA zwei zusätzliche Abteilungen ausgebildet. Anschließend wird din unterste Stelle 13 des Beutels durch die Öffnung 12 gezogen, so daß eine Konfigux-ation mit zehn deutlich integral ausgebildeten Arbeitsflächen a,b, c,d,e,f ,g,h,i, j . (vgl. Fig.'iC) Hergestellt wird. Wie weiter oben beschrieben, sind Abflußelemente i4 (in diesem Fall vier Stück) in den jeweiligen Abteilungen verteilt angeordnet; diese funktionieren ähnlich wie zuvor beschrieben.

Natürlich kann der Filterbeutel in seiner inneren Konfiguration varrieren, und zwar je nach den speziellen Anwendungsbedingungen, ohne daß dadurch die äußeren Abmessungen des Beutels verändert werden.

Aufgrund der vorliegenden Erfindung ist es möglich, höhere Durchflußraten prcv Einheit externer Bereich zu erhalten, und zwar mittels zusätzlicher Teile von Filtermaterial im Inneren des Beutels.

Beispielsweise hat es sich herausgestellt, daß bei einer gegebenen Durchflußrate durch eine Verdoppelung· der inneren Oberflächenbereiche eine Verdreifachung in der Lebensdauer des Filterbeuteis erreicht wird. Ebenfalls kann durch Verdoppeltmg des inneren Bereich? eine vergleichbare Verdoppelung in der Durchflußrate wie auch in der Abtrennung von Verunreinigungen stattfinden.

Trennelemente wie sie in den Figuren 5A und 5B gezeigt sind, wurden zur Erhaltung der räumlichen Verhältnisse zwischen den Abteilungen während des tatsächlichen Gebrauchs des Beutels verwendet. Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen können je nach den

3 C :■;-; 21/10 8 8

225^.89

speziellen Anforderungen ohne weiteres variiert ■werden. Fig. 2A zeigt ein Trennelement 15, das durch die Öffnung 4-über den oberen Bereich der jeweiligen Abteilungen 2,2· angeordnet ist. Für eine wirksame Arbeitsweise ist es jedoch erwünscht, daß der Flächenkontakt zwischen dem Trennelement 15 und den entsprechenden Abteilungen minimal ist.

In allen beschriebenen Ausführungsformen führt der Beutel zusammen mit den zusätzlichen Filterflächen innerhalb des Beutels eine Arbeit dadurch aus, daß

... ' ,->-,. ~ . fluiden ,MedAun/i',durch, don ein positiver Durchfluß eines /Beutel erfolgt, der ausreicht, die Verunreinigungen aufzufangen. Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist ohne weiteres von gewissen handelsüblich bekannten Produkten, zum Beispiel einem zweibändigen Teebeutel dadurch abgrenzbar, daß durch derartige Teebeutel keine positive Arbeit ausgeführt, wird. Weiterhin sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Abflußelemente in den Beuteln leicht entfernbar; nach der Verwendung des Beutels und nachdem dieser nicht mehr in. der Lage ist, Verunreinigungen in wirksamer Weise von dem fluiden Durchstrom zu trennen, kann der Beutel weggeworfen werden, während die Abflußelemente aus dem Beutel entfernt und nach dem Reinigen in einem neuen Beutel verwendet werden können.

Wichtig für die Erfindung ist also ein Filterbeutel, bei dem im Beutelinneren verteilt angeordnete, integral ausgebildete Filterflächenniateriälien die effektive Arbeitsfläche des Filterbeutels erhöhen, ohne daß eine Vergrößerung der äußeren Größe damit verbunden ist. Abflußelemente werden in Zusammenwirkung mit derartigen zusätzlichen Flächenbereichen verwendet, und zwar als Stütze für das im Inneren angeordnete Filtermaterial wie auch zum Transportieren der gefilterten Flüssigkeit zur Abgabestelle.

- Ansprüche

301,821/1088

Claims (1)

1. 225RA89

   14.11. 1972 GAF Corporation

   Gu/gm/x

   Ansprüche

   Filterbeutel mit einem Hauptteil mit einer oberen mundförmigen Öffnung sowie einer ersten sich im Inneren des Beutels erstreckenden Abteilung und einer zweiten, sich im Inneren des Beutels der ersten Abteilung gegenüberliegenden Abteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteilungen (7,7*) sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Beutels erstrecken und an einem Ende eine Öffnung zur Aufnahme eines Abflußelements (8,8^) besitzen, daß die Abflußelemente in die jeweiligen Abteilungen einsetzbar und herausnehmbar sind, und daß ein Führungselement (2,2') durch die zwischen den oberen Bereichen der Abteilungen angeordneten mundförmigen Öffnung

   . .vorgesehen ist.das

   (4)/dxe dxe Abflußelemente enthaltenden Abteilun-

   ' beim Betrieb des FjLlterbeutels trennt. gen in wirksamer Weise//"

   2. Filterbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteilungen (7_f7') einstückig als Teil des Filterkörpers (3) ausgebildet sind, .xn paralleler räumlicher Relation zueinander,

   sie*
   sodaß zusätzliche Filterflächen (9,9·) in dem Filterbeutel (1) herstellen.

   3. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im wesentlichen herzförmig ausgebildete, durchlässige Elemente (10,10*) mit linken und rechten lappenartig ausgebildeten und an ihrer Umrandung zusammenge-

   309821/1088

   fügten Teilen (li.H¹) vorgesehen sind, daß

   ·■ (12)
   mundförmige Öffnung /am oberen Ende des Filter-

   . beutels (l) vorgesehen ist, wobei die linken und rechten lappenartigen Teile derart durch die mundförmige Öffnung hindurchzäehbar sind, • daß innerhalb des Beutels einstückig ausgebildete einzelne Abteilungen entstehen, die über eine wesentliche Breite der inneren Ausnehmung sich erstrecken, die durch das Hineinziehen der linken und rechten lappenartigen Teile in den Beutel gebildet werden, und daß Ac'flußelemente (.ΐΛ) vorgesehen, sind, die mit jeder der Abteilungen (10,1O¹) verbunden und in inniger Berührung mit diesen stehen, so daß während der Benutzung des Beutels ein positiver Durchfluß eines fluiden Mediums möglich istο

   k. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet¹, daß die linken und rechten lappenartigen Teile (lljll') jeweils mit einem sich senkrecht erstreckenden und einstückig mit.diesen ausgebildeten Element (15) verbrnden sind, daß das Element (15)in die jeweiligen Teile ('11,11') durch die Beutelöffnung ( ijfe) hindurchziehbar ist und in den lappenartigen Teilen entsprechende Abteilungen ausbildet, wobei die Abteilungen (ιΟ,ΙΟΟ sich über im wesentliehen über die Länge der lappenartigen Teile erstrecken und zuseitzliche Arbeitsflächen (a-j) ausbilden und zwar durch das Hindurchziehen der lappenartigen Teile durch die Öffnung zum Ausbilden von.getrennten Abteilungen innerhalb der Abteilungen, und daß Abflußelemente (l4) mit den Abteilungen (a-j) verbunden sind und mit diesen zusammenwirken, so daß während der Benutzung des Filterbeutels (l) die

   309821/1088

   ORIGINAL INSPECTED

   jeweiligen Abteilungen voneinander getrennt sind.

   5. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußelemento aus porösem Filzmaterial hergestellt sind.

   6. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußelemente aus gegossenem Kunststoff hergestellt sind und eine waffelartige Ausbildung besitzen.

   7. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußelemente durch eine Reihe von ineinander befestigten Kanälen ausgebildet sind, wobei ein schlitzartiger Bereich zum internen Transport eines fluiden Mediums zu einem Ausgang unterhalb der Kanäle vorgeshen ist.

   8. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußelemente durch eine Reihe von schichtartig angeordneten Drahtgittern ausgebildet sind.

   9. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteilungen nach dem Einsetzen der Abflußelemente vollständig durchlässig abdichtbar sind.

   10. Verfahren zum Herstellen eines Filterbeutels mit zusätzlichen Filtrxerbureichen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im wesentlichen herzförmig ausgebildete durchlässige Elemente mit linken und rechten,einen Beutel bildenden seitlichen Teilen und mit oxncr einen verschließbaren Mund bildenden Öffnung im oberen Bereich zusammenge-

   ORiGiNALHMSPECTED

   fügt werden, daß die linken und rechten seitlichen Teile durch die Öffmmg derart hindurchgezogen -werden, daß sie eine Vielzahl von einstückig angeordneten Abteilungen im Inneren, des Beutels, mit Öffnungen an dessen Seiten, ausbilden, daß in jede der Abteilungen ein sich im wesentlichen in die Abteilungen erstreckendes Abflußel.ement eingesetzt wird, uud daß ein Führungselement durch die mundförmige Öffnung in den oberen, die Abflußelemente enthaltenden Bereich der Abteilungen zur Kontrolle von deren räumlicher Relation eingesetzt wird.

   Der Patentanwalt

   S-Ak

   30 9 821/1088 „_rt

   ORHgNAL INSPECTED