DE2344526C2 - Filtereinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filtereinsatz der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art

Ein aus der US-PS 35 31 920 bekannter Filtereinsatz hat quaderförmige Gestalt und besteht aus einem Filterelement, das im Zickzack gefaltet ist Die Vorsprung?, in jeder Faltenwand sind zueinander parallel, so daß sich die Vorsprünge jeweils zweier gegeneinander zu liegender Faltenwände nicht überkreuzen, sondern mit ihren Kämmen flach aufeinanderliegen. Jeder zum benachbarten Falz senkrecht verlaufende Vorsprung ist mit allmählich zunehmender bzw. abnehmender Tiefe und mit in Richtung der zunehmenden Tiefe zunehmender Breite ausgebildet, wobei jeweils zwei benachbart Vorsprünge in einer Faltenwand einander entgegengesetzt liegen. Jeder Vorsprung in einer Faltenwand liegt dem ihm zugeordneten Vorsprung in der anschließenden Faltenwand entgegengesetzt, so daß zwischen den gegeneinander zu liegenden Faltenwänden ein gleichmäßiger Abstand gesichert wird, wenn die Vorsprünge aufeinander zu liegen kommen. Diese Ausbildung des Filterelementes ist jedoch für einen zylindrischen Filtereinsatz unbrauchbar, da dann keine geordneten und vorherbestimmbaren Berührungsstellen zwischen den aufeinanderzuliegend kommenden Vorsprüngen mehr vorhanden wären. Weiterhin wurden bei einer zylindrischen Anordnung des Filterlementes die einzelnen Faltenwände gewaltsam verbogen und verspannt. Die Spalte, mit denen die Faltenwände bei zylindrischer Anordnung des Filterelementes aufklaffen würden, wären dann von verschiedener Größe, und zwar abhängig von Biegung und Spannung der Faltenwände und Lage der Berührungspunkte zwischen den Vorsprüngea Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Filterelementes ist ein unvermeidbarer Kanalisierungseffekt für das zu nitrierende Medium, da sich eine unter Druck stehende Strömung den Weg des geringsten Widerstandes sucht.

Bei der Anordnung der Vorsprünge senkrecht zu den Falzen werden solche Einzelkanäle vorgegeben, in denen Teilströme fließen. Für Gas oder Luft als zu FiI- frierendes Medium ist dies gegebenenfalls noch akzep tabel, bei öl oder anderen Flüssigkeiten ergibt sich jedoch als Resultat, daß lokale Flächenbereiche des Filterelementes stärker belastet werden, als andere, zu denen weniger zu Filtrierendes Medium gelangen kann.

Ungünstig ist ferner, daß, obwohl eine außerordentlich große Anzahl von Vorsprüngen in dem Filterelement ausgeformt sind, die einzelnen Vorsprünge die Faltenwände nur in ihrem unmittelbaren Erstreckungsbereich zu versteifen vermögen. Die große Anzahl der Vorsprünge bedingt zudem einen verhältnismäßig großen HersteüüngsaurYrand. Da die Vorspränge ferner über ihre gesamte Länge aneinander zur Anlage kommen und in den Berührungsbereichen der Vorsprünge keine nennenswerte Filterwirkung erzielbar ist, ergibt sich, bezogen auf die gesamte Oberfläche des Filterelementes, ein ungünstiger Filterwirkungsgrad.

Es ist zwar aus der US-PS 33 61 260 ein Filtereinsatz bekannt, der von einem in zylindrische Form gebrachten, im Zickzack gefalteten Filterelement gebildet wird Jedoch sind an jeder Faltenwand nur an einer Wandseite vortretende Beulen gebildet, die zur Sicherung des Abstandes zwischen zwei über einen innenliegenden Falz miteinander verbundenen Faltenwänden sorgen sollen. Die über einen äußeren Falz miteinander verbundenen Faltenwände haben keine Abstützung, so daß sie nicht gegen ein Aneinanderliegen geschützt sind. Ungünstig ist ferner, daß die Beulen keine besondere Versteifung in den Faltenwänden bedeuten, so daß die Faltenwände in örtlich weiter von den Beulen enti ernten Wandberei chen instabil sind und auch dort ihre Form nicht in der gewünschten Weise beibehalten, wenn sich Druckschwankungen oder andere äußere Einflüsse auswirken. Bei dieser Ausbildung werden zunächst einige der über einen äußeren Falz verbundenen Faltenwände gegen einander geraten, wobei die angrenzenden Zwickel der über innere Falze miteinander verbundenen Faltenwände sich so weit öffnen, daß die Beulen außer Berührung kommen. Die Folge ist dann ein starker Kanalisierungseffekt in diese sich unzulässig öffnenden Zwickel hinein. Da dann dort die Filtereinwirkung infolge der aneinanderliegenden Faltenwände sehr schlecht und der Djrchgangswiderstand sehr hoch wird, wird das zu filtrierende Medium diese Zwickel noch weiter aufdrükken und fortlaufend die Faltenwände gegeneinander pressen, bis der Filtereinsatz schließlich nahezu wirkungslos ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filtereinsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit geringerem Herstellungsaufwand ein ver stärktes und gestaltfestes Filterelement vorliegt in dem ein Kanalisierungseffekt weitgehend vermieden wird und das für eine große Lebensdauer mit gutem Filterwirkungsgrad einüetzbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch

die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Trotz einer relativ geringen Anzahl von Vorsprüngen vermögen diese infolge ihrer schrägstehenden Anord-

nung die Faltenwände gut auszusteifen. Es ergibt sich insgesamt eine stabile Lagesicherung der Paltenwände und vor allem die Sicherheit, daß die Faltenwände weder nach außen noch nach innen einbeulen können, da die Abstände zwischen den Faltenwänden durch die Vorsprünge gesichert sind. Die einander überkreuzenden und aneinanderfügenden Vorsprünge benachbarter Faltenwände und die um jeweils 90° zueinander versetzten, relativ langen Vorspringe in jeder Faltenwand verteilen die Strömung gleichmäßig, ohne sie in nennenswertem Maß zu kanalisieren, da die einander nur in kleinen. Flächen berührenden Vorspränge ohne weiteres dort umströmt werden können, wo sie nicht aneinander anliegen. Die Berührungsflächen zwischen den aneinanderliegenden Vorsprängen sind wünschenswert klein, so daß nahezu die gesamte Fläche des Filterelementes zum Filtrieren genutzt wird. Günstig ist ferner, daß das Filterelement trotz der zylindrischen Form, in welche es mit der Zickzack-Faltung gebracht wird, eine große Filterleistung auf kleinem Raum erbringen kann. Das zu filtrierende Medium strömt von außen radial durch das Filterelement und wird innen abgeführt. Die sich von außen nach innen hin verengenden Zwickel ζ vischen den über einen innenliegenden Falz verbundenen Faltenwänden sind an das Druckgefälle in der Strömung von außen nach innen angepaßt, so daß jede Flächeneinheit der Faltenwände die gleiche Filterarbeit leistet Die innenliegenden Räume zwischen durch einen äußeren Falz verbundenen Faltenwänden haben eine sichergestellte, gleichmäßige Abstandsweite, so daß das FiI-trat verhältnismäßig widerstandsarm abströmen kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden erläutert Es zeigen

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf einen zylindrischen Filtereinsatz, wobei ein Ausschnitt in Einzelheiten dargestellt ist;

F i g. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil des Filtereinsatzes nach F i g. 1;

F i g. 3 einen Schnitt nach 3—3 in F i g. 2;

Fig.4 einer Ausschnitt aus einem der Fig.3 ähnlichen Schnitt, der die Beziehung zwischen benachbarten Faltenwänden zeigt;

F i g. 5 einen Schnitt nach 5—5 in F i g. 4;

F i g. 6 einen Schnitt nach 6—6 in F i g. 4; und

Fig.7 einen Ausschnitt einer Draufsicht eines abgewandelten Fihereinsalzes.

In F i g. 1 ist ein Filterelement 10 dargestellt, das zu einem im wesentlichen zylindrischen Filtereinsatz geformt ist Der zylindrische Filtereinsatz paßt in bekannter Weise in einen Behälter. }n der Regel wird der Filtereinsatz von außen angeströmt, von wo das Strömungsmittel durch den Filter zu dessen Innenseite strömt, von der es über eine geeignete Abfuhrleitung abgezogen wird.

Das Filterelement IQ (F i g. 1 und 2) ist zick-zackförmig gefaltet, wobei Faltenwände 12, 14, 16 und 18 jeweils eine Falte bilden. Die Faltenwände 12 und 14 sind durch einen äußeren Falz 20 miteinander verbunden, wogegen die Faltenwände 16 und 12 durch einen inneren Falz 22 verbunden sind.

In F i g. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Falte dargestellt, der im wesentlichen die Faltenwand 18 zeigt. Auf der FalKnwand sind Vorsprünge 24 und 26 angeordnet, die einstückig mit der Wand ausgebildet sind und auf gegenüberliegenden Seiten der Faltenwand hervorragen. Der Vorsprung 24 ist in Fi g. 6 dargestellt und hat eine gleichmäßig ausgebildete Kehle 28 mit im wesentlichen konstanter Tiefe und konstanter Breite. Die Kehle 28, die den Vorsprung 24 bildet, ist wesentlich länger als Lreit Von Bedeutung ist jedoch, daß sie gleichmäßige Tiefe und gleichmäßige Breite hat

Der Vorsprung 26 ist im einzelnen in F i g, 5 dargestellt In diesem Fall ändert sich die Tiefe seiner Kehle 30 von einer Anfangstiefe, die ungefähr gleich der Dicke der Faltenwand ist, zu einer wesentlich größeren Tiefe.

ίο In ähnlicher Weise verändert sich die Breite der Kehle 30 von innen nach außen (F i g. 3).

Wenn das Filterelement gefaltet wird, wird durch die Vorsprünge 24, die an den durch einen äußeren Falz 20 verbundenen, benachbarten Faltenwänden 12 und 14 einander zugewandt sind, ein gleichmäßiger Abstand zwischen diesen Faltenwänden hergestellt Die Vorsprünge berühren sich im wesentlichen unter einem Winkel von ungefähr 90° (F i g. 4). Daher ist der Abstand zwischen durch einen äußeren Falz verbundenen Faltenwänden konstant Dagegen wächst der Abstand zwischen durch einen inneren Falz 22 verbundenen Faltenwänden 12 und 16 gleichmäßig von ifwen nach außen an, wie dies F i g. 2 zu entnehmen ist Da die Tiefe der miteinander in Berührung stehenden Vorsprünge 26 von innen nach außen zunimmt, nimmt auch der Abstand zwischen den zugehörigen Faltenwänden von innen nac.i außen zu.

Die Vorsprünge einer jeden Faltenwand sind so ausgebildet, daß benachbarte Vorsprünge nach entgegengesetzten Seiten hervorragen und daß die verlängerten Mittellinien der Vorsprünge sich unter einem Winkel von ungefähr 90° schneiden, wie dies in den F i g. 3 und 4 gezeigt ist

F t g. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Magnetstab 34 zwischen benachbarten Faltenwänden 36 und 38 angeordnet ist Derartige Magnetstäbe sind in der US-PS 33 71 790 erläutert. In Verbindung mit einem Filtereinsatz kann eine Anzahl derartiger Magnetstäbe verwendet werden. In der Regel werden diese Stäbe zwischen auseinanderlaufenden, benachbarten Faltenwänden eines Paares von Faltenwänden angeordnet

Es sind zwei verschiedene Arten der Faltenzwischenräume vorgesehen, nämlich die durch die Vorsprünge 26 und die durch die Vorsprünge 24 gebildeten Faltenzwischenräume. Beide Arten der Faltenzwischenräume werden gezielt gebildet und aufrechterhalten, so daß ein Einfallen und Flattern der Falten verhindert wird, wenn der Filtereinsatz in ein Filtergehäuse eingesetzt

so und der Filter in Betrieb ist Die Falten werden an den Stellen abgestützt, die am stärksten der Gefahr eines Einfalls ausgesetzt sind. Dies sind die Abschnitte der Falten, die am weitesten entfernt vom oberen und unteren Rand des Filtereinsatzes liegen, die ja in der Regel fest im filtergehäuse eingespannt sind. Daher weisen die Falten nicht nur richtig bemessene und unveränderliche Faltenzwischenräume auf, sondern sie sind auch verstärkt und versteift. Ein solcher Filtereinsatz hat daher eine lange Lebensdauer und weist eine gleichmäßige Strömungsverteilung zwischen allen Falten auf, da die Faltenabstände unveränderlich beibehalten werden.

Das Material für den Filtereinsatz kann beiiebiger, geeigneter Art sein. Beispielsweise führen Cellulose, Gittergewebe und andere Materialien zu guten Ergebnissen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Filtereinsatz aus einem im Zickzack gefalteten Filterlement mit einer Vielzahl von gegenseitige Abstände aufweisenden Faltenwänden, und mit in jeder Faltenwand abwechselnd über beide Wandseiten vortretenden Vorsprüngen in einer ihre Breite übersteigenden Länge, wobei Vorsprünge in sich gegenüberliegenden Faltenwänden jeder Falte zur Abstandssicherung und Aussteifung dieser Faltenwände aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet,

   daß in dem zu einem zylindrischen Filtereinsatz gefalteten und innere und äußere Falze (22,20) aufweisenden Filterelement (10) die Vorsprünge (24, 26) jeder Faltenwand (12, 14, 16, 18) abwechselnd unter annähernd 90° zueinander verlaufen, daß aneinanderliegende Vorsprünge (24; 26) zweier sich gegenüberliegender Faltenwände sich unter einem Winke! von annähernd 30° überkreuzen, und daß die aneinanderliegenden Vorsprünge (24) zweier über einen äußeren Falz (20) verbundener Faltenwände (12, 14) in Vorsprungslängsrichtung eine gleichbleibende Höhe und Breite aufweisen und zwischen den Faltenwänden (12, 14) einen gleichbleibenden Abstand sichern, während die aneinanderliegenden Vorsprünge (26) zweier über einen inneren Falz (22) verbundener Faltenwände (16, 12; 14, 18) radial nach außen in ihrer Höhe und Breite allmählich zunehmen und zwischen diesen Faltenwänden einen radial nach au Βλ η alimählich anwachsenden Absland sichern.