-
Filterkörper
-
Die Erfindung betrifft einen Filterkörper mit einer Packung aus im
wesentlichen kugelförmigen Einzelkörpern aus einem Kunstharzhartschaum mit einem
geschlossenen ueberzug aus einem Kunstharzkleber, bei dem an der in Durchströmrichtung
hinten liegenden Oberfläche des Filterkörpers ein mit feinen Durchströmöffnungen
versehener rohr- oder plattenförmiger Stützkörper, insbesondere aus Kunststoff,
vorgesehen ist, und bei dem die Einzelkörper durch den Kunstharzkleber gleichzeitig
untereinander verbunden sind, und stellt eine Verbesserung und weitere Ausbildung
der Erfindung nach Patentanmeldung P 25 35 630.3-27 dar.
-
Bei Filterkörpern nach der Hauptanmeldung haben die hinzelkörper eine
geringere Festigkeit gegen mechanische Auswirkungen von außen als dies tei Filterkörpern
der Fall ist, bei denen als Einzelkörper Quarzkörner oder massive Kunstharzkörner
vorgesehen sind. Um die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen von
außen zu erhöhen, ist nach der Hauptanmeldung bereits vorgeschlagen, außen eine
Schicht mit einem höheren Quarzkiesanteil vorzusehen. Die Herstellung von Filterkörpern
mit einer derartigen, über dem Querschnitt sich ändernden Struktur der Einzelkörper
ist aufwendig in der Herstellung.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Filterkörper nach der Hauptanmeldung
zu schaffen, der weitgehend gegen äußere mechanische Angriffe widerstandsfähig und
einfach in seiner Herstellung ist.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Filterkörper
auf der in Durchströmrichtung vorn liegenden Oberfläche mit einem rohr- oder plattenförmigen
Stützkörper aus Kunststoff verbunden ist, der mit Durchbrüchen versehen ist, deren
Abmessungen im Verhältnis zu den Abmessungen der Durchströmöffnungen des hinteren
Stützkörpers groß sind.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Filterkörper hat der in Strömungsrichtung
vorn liegende Stützkörper nicht nur den Vorteil, daß der aus den Einzelkörpern aufgebaute
eigentliche Filterkörper gegen mechanische Verletzungen sehr weitgehend geschützt
ist.
-
Der zusätzliche Stützkörper ermöglicht es darüberhinaus, den gesamten
Filterkörper als Sandwichelement aufzubauen, wobei das gesamte Sandwichelement dann
die mechanische Festigkeit des Filterkörpers ergibt und der innere und äußere Stützkörper
jeweils
mit sehr geringer Wandstärke ausgebildet sein könnte.
-
Der zusätzliche Stützkörper hat weiter den Vorteil, daß durch ihn
eine zweite Formwand gegeben ist. Bei der Herstel#ung des Filterkörpers können die
mit Kunstharz überzogenen Einzelkörper also direkt zwischen die beiden Stützkörper
eingegeben und dort durch Rütteln verdichtet werden. Auf diese Weise lassen sich
Entformungaprobleme umgehen und plattenförmige Filterkörper mit komplizierter räumlicher
Formgebung lassen sich in einfacher Weise fertigen.
-
Bei Rohrfiltern, wie sie für die Wassergewinnung verwendet werden,
sind das Innenrohr und das Außenrohr vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet.
-
Um die Möglichkeiten einer Reduzierung der Wandstärken der Stützkörper
insbesondere bei rohrförmigen Stützkörpern für die Herstellung von Brunnenfiltern,
bei denen jeweils Innen-und Außengewinde zur Verbindung von Filterabschnitten miteinander
vorgesehen sind, voll ausnutzen zu können, ist zweckmäßig an einem Ende des Innenrohres
ein mit einem Außengewinde versehener gesonderter Rohrstutzen vorgesehen, der mit
dem Stützkörper fest verbunden ist, während am aaderen Ende ein entsprechendes Innengewinde
vorgesehen ist. Das Innengewinde kann dabei gleichfalls in einem in das Ende des
Innenrohres eingeklebten oder eingeschweißten gesonderten Rohrstutzen ausgebildet
sein.
-
Zweckmäßig ist bei Rohrfiltern weiter, auf einem Ende des Außenrohres
einen über das Rohrende vorstehenden Führungsring für das Außenrohr des benachbarten
Filterkörpers vorzusehen. Der Führungsring weist dabei zweckmäßig ein Profil mit
sich verjüngenden Seitenkanten auf und ist vorzugsweise außen auf dem Außenrohr
befestigt.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
-
Fig. 1 zeigt im Schnitt einen Ausschnitt aus einem Rohrfilter gemäß
der Erfindung mit innerem und äußerem Stützrohr.
-
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch einige
miteinander verbundene Einzelkörper des Filterkörpers.
-
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abschnitt eines Rohrfilters
in erfindungsgemäßer Ausführung.
-
Der Rohrfilter, von dem in Fig. 1 ein Ausschnitt dargestellt ist,
weist ein inneres Filterrohr 22 auf, das mit achsparallelen Filterschlitzen 24 versehen
ist. Das innere Filterrohr 22 besteht normaerweise aus einem Kunststoff. Die Breite
der Filterschlitze 24 entspricht üblichen Abmessungen.
-
Um das innere Filterrohr 22 herum ist ein ringförmiger Filterkörper
26 angeordnet, der eine Dicke d aufweist. Der Filterkörper 6 ist aus in grober Annäherung
kugelförmigen Einzelkörpern 28 zusammengesetzt. Die Körnung ist entsprechend den
jeweiligen Anforderungen an den Filter gewählt. Die Kornzusammensetzungen und Kornbereiche
in Abhängigkeit vom jeweiligen Einsatz des Filters sind in der Filtertechnik bekannt.
-
Die Einzelkörper 8 bestehen aus kugelförmigem Kunstharzschaum, insbesondere
einem Polystyrolhartschaum. Die Hartschaumkugeln 28 haben außen einen tYoerzug 30
aus einem mit einem Füller versetzten Epoxydharz. Uber das Epoxydharz werden die
Hartschaumkugeln
gleichzeitig miteinander verklebt. Das Filterelement
weist darüberhinaus einen gewissen Anteil an Quarzkörnung 29 auf, dessen Zweck im
einzelnen in der Hauptanmeldung beschrieben ist.
-
Für den Filterkörper hat sich folgende Zusammensetzung als besonders
zweckmäßig erwiesen: Styropor 83,5 vol % Quarz 8,5 vol % Tropfverhinderer 4,5 vol
% Talkum 3,5 vol % Der Tropfverhinderer - verwendet wurde das Präparat Erosil der
Firma Degussa - und das Talkum wurden zusammen mit dem Härter in das Epoxydharz
eingemischt. Die Mischung wurde dann in einem Mischgerät dem Styropor und dem Quarz
zugegeben. Die Mischung wurde dann so lange umgewälzt, bis sich auf der Körnung
ohne wesentlichen Rest eine geschlossene Harzschicht ausgebildet hatte. Dieses Ergebnis
wurde erzielt mit einer Härterharzmenge, die ein 180stel des Volumens der oben angegebenen
vier Stoffe beträgt.
-
Auf der Außenseite des Filterkörpers 26 ist ein weiterer rohrförmiger
Körper 32 angeordnet, der mit in der Zeichnung nicht dargestellten Öffnungen versehen
ist, deren Abmessungen ein Vielfaches der Abmessungen der Schlitze 24 im inneren
Filterrohr 22 betragen. Die Öffnungen im äußeren Filterrohr 32 können dabei wiederum
achsparallele Schlitze sein mit einer Breite in der Größenordnung von 10 mm. Es
können aber auch ovale oder runde Durchbrüche vorgesehen werden. Zur Herstellung
eines Rohrfilters nach Fig. 1 werden das innere Filterrohr 22 und das äußere Filterrohr
32 koaxial zueinander
aufgestellt und in den zwischen den beiden
Filterrohren gebildeten Ringraum wird dann die mit einem Kunstharzüberzug versehene
Körnung aus dem Mischer eingefüllt. Die Körnung wird dann durch Rüttlung soweit
verdichtet, daß die einzelnen Körner sich jeweils mit ihren Kunstharzüberzügen punktförmig
berühren wie in Fig. 2 dargestellt. Dabei wirkt der Quarzzusatz,wie in der Hauptanmeldung
beschrieben, als Sekundärrüttler. Die sich ergebende ideale Packung der Körnung
ist in Fig. 2 dargestellt.
-
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Filterelement dient das äußere
Filterrohr 32 als Außenform. Für die Herstellung der Rohrfilter wird also keine
besonders vorbereitete Außenform benötigt. Um ein Austreten der Körnung aus den
Durchbrüchen des Außenrohres 32 zu verhindern, genügt es, das Außenrohr mit einer
dünnen Folie aus einem Kunststoff zu umwickeln, an dem das Epotydharzgemisch nicht
haftet. Nach dem Aushärten des Epoxyiharzes braucht dann lediglich die Folie abgewickelt
zu werden.
-
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrfilter bildet der Filterkörper
zusammen mit dem inneren Filterrohr 22 und dem äußeren Filterrohr 32 ein Sachwichelement.
Zur Erreichung einer hohen Festigkeit reicht es dabei aus, das innere Filterrohr
22 und das äußere Filterrohr 32 mit sehr geringen Wandstärken auszubilden, wobei
Wandstärken in der Größenordnung von 2 bis 4 mm ausreichen. Insbesondere das äußere
Filterrohr 32 kann dabei aus Kunstharzplatten gewalzt werden, wobei die sich ergebende
Längsnaht dann geschweißt oder verklebt werden kann. Durch die vollständige Bindung
zwischen Filterkörper und äußerem Filterrohr ist die Festigkeit der Schweißnaht
nicht besonders kritisch.
-
Die Aufgabe, den kilterkörper gegen mechanische Verletzungen zu schützen,
kann unter Umständen auch schon mit äußeren Filterrohren mit einer Dicke von 1 mm
erfüllt werden, wenn davon ausgegangen wird, daß mechanische Beschädigungen im wesentlichen
von Steinspitzen oder kanten herrühren, die beim Herstellen des Bohrloches in den
Lichten Querschnitt vorstehen. Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, die Durchbrüche
oder Öffnungen in dem inneren Filterrohr 32 erst nach dem Einrütteln und Aushärten
der Körnung des b'ilterkörpers herzustellen. Die Öffnungen werden dann in das äußere
Filterrohr nachträglich eingeschnitten oder -gefräst. Bei dünnwandigen äußeren Filterrohren
mit einer Wandstärke, die ein Vakuum-tiefziehen ermöglichen, kann es zweckmäßig
sein, aus dem äußeren Filterrohr durch Vakuumtiefziehen die Bereiche, für die Öffnungen
vorgesehen sind, mit nach außen gezogenen Vertiefungen zu versehen, deren Gesamt
tiefe beispielsweise im Bereich weniger Millimeter liegt. Zu diesem Zweck kann das
Rohr in eine rohrförmige Vakuumziehform eingesetzt werden, in der nach entsprechender
Erwärmung die Vertiefungen hergestellt werden. Nach dem Einrütteln und Aushärten
des Filterkörpers können dann die nach außen gezogenen Bereiche zur Bildung der
Durchbrüche abgeschält werden.
-
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Rohrfilters genügen aus Festigkeitsgründen
wesentlich geringere Wandstärken für das innere Filterrohr. Dies gilt sowohl für
die Form festigkeit als auch für die Zugfestigkeit in Achsrichtung. Bei Rohren mit
entsprechend dünner Wandstärke kann es dabei Schwierigkeiten bereiten, an den Rohrenden
die für das Verbinden einzelner Filterlängen erforderlichen Innen- und Außengewinde
direkt am Rohr anzubringen bzw. auszubilden. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist daher
erfindungsgemäß vort ehen, wenigstens das Außengewinde 34 an dem einen Ende des
inneren Filterrohres 22 an
einem gesonderten Rohrstutzen 36 auszubilden,
der durch Kleben oder Schweißen mit dem inneren Filterrohr verbunden wird.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Rohrstutzen mit einem
Absatz 38 versehen, mit dem er auf der Stirnseite 40 des inneren Filterrohres 22
aufsitzt. Der in das innere Filterrohr 22 eingreifende Abschnitt dient hier zur
Führung des Rohrstutzens 36 in dem inneren Filterrohr 22 und zum Befestigen des
Rohrstutzens 36. Am gegenüberliegenden Ende des inneren Filterrohres ist in der
Innenwandung ein dem Außengewinde 34 des Rohrstutzens 36 entsprechendes Innengewinde
42 ausgebildet. Dieses Innengewinde 42 kann jedoch auch in einem Ring- oder Rohrstutzen
ausgebildet sein, das in das in Fig. 3 untere Ende des inneren Filterrohres 42 eingeklebt
oder eingeschweißt ist. In diesem Fall ist der Außendurchmesser des Gewindes 34
/ 42 kleiner als der innere Durchmesser D des inneren Filterrohres 82. Die dadurch
gegebene Einschnürung an den Verbindungsstellen ist nicht kritisch,da im Filterbereich
dadurch keine wesentliche Erhöhung des Strömungswiderstandes auftritt. Für den Anschluß
so ausgebildeter Rohrfilter an ein handelsübliches Anschlußrohr kann dann erforderlichenfalls
eine Ubergangskupplung verwendet werden. Die Ausbildung beider Gewinde in gesonderten,
mit dem inneren Filterrohr zu verbindenden Rohrstutzen hat den Vorteil, daß für
das innere Filterrohr 22 kostengünstige, handelsübliche glatte Rohre verwendet werden
können.
-
Wie in Fig. 3 weiter dargestellt, ist bei dem Rohrfilter jeweils an
einem Ende ein fester Führungsring 44 für das äußere Filterrohr 32 vorgesehen. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht dieser Ring aus einem sehr flachen
Kreisbogenprofil.
-
Der Ring 44 ist auf der Außenseite des äußeren Filterrohres 32
befestigt.
Das angrenzende Ende des anzuschließenden Rohrfilters greift, wie in Fig. 3 unten
gestrichelt dargestellt, in den Führungsring 44 ein. Damit ist der kritische Stoß
zwischen den äußeren Filterrohren 32 zweier axial benachbarter Rohrfilter besonders
geschützt. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, den Führungsring an der Innenseite
des äußeren Filterrohres 32 anzuordnen.
-
Die oben beschriebene sandwichartige Ausbildung eines Filterelementes
durch einen beidseitig angeordneten Stützkörper hat wesentliche Vorteile auch bei
plattenförmigen Filte#ementen, insbesondere plattenförmigen Filterelementen, die
eine räumliche Formgebung senkrecht zur jeweiligen Flattenebene aufweisen. Auch
hier wird eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit bei Herabsetzung der Wandstärken
erzielt. Darüberhinaus wird auch hier durch den zweiten Stützkörper eine zweite
Formwandung gegeben, die die Herstellung des Filterelementes wesentlich erleichtert.
-
L e e r s e i t e