DE3318940C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Filterelement nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie es durch das deutsche Gebrauchsmuster 81 33 548.2 bekannt ist. Bei diesem Filterelement ist sowohl das äußere Stützgitter als auch der innere Stützkern an seinen Enden von Ring­ kappen eingefaßt, die gleichzeitig auch die Stirnkanten des rohrförmigen Filterelementes dichtend einfassen. Die Verbindung der beiden Ringkappen erfolgt also über das damit verbundene rohrförmige Filterelement und meistens zumindest eines der beiden Stützen. Aufgrund der auf das gesamte Filterelement einwirkenden dynamischen Kräfte während der Filtration und aufgrund der bei extremen Temperaturschwankungen, z. B. beim wiederholten Auto­ klavieren des Filterelementes aus Sterilitätsgründen, treten zusätzlich Ausdehnungskräfte an den miteinander verbundenen Bauteilen auf, so daß auch diese Kräfte kon­ struktiv bei der Gestaltung des Filterelementes zu be­ rücksichtigen sind. Die bekannten Filterelemente nach der Gattung sind in dieser Beziehung noch verbesserungswürdig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Stabilität der Verbindung der Einzelelemente unter dem Gesichtspunkt extremer thermischer und dynamischer Be­ lastung im Filtrationsbetrieb und im Regenerationsbetrieb des Filterelementes zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptan­ spruch angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiter­ bildungen und Optimierungen sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Die muffenartige Führung der Enden des Stützkernes in den Ringkappen und deren Verdrehsicherung sorgt einerseits für eine Möglichkeit der Längenausdehnung des Stützkernes innerhalb der Ringkappen und zum anderen ist eine aus­ reichende Verwindungssteifigkeit durch die ineinander­ greifende Riffelung beider Bauteile gewährleistet. Dies gilt auch für die Verwindungssteifigkeit des äußeren Stützgitters mit Hilfe der Arretiermittel. Das äußere Stützgitter ist vorzugsweise mit den Ringkappen fest verbunden.

Der Erfindungsgedanke ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Filterelement, wobei rechtsseitig die dauerhafte Verbindung be­ reits vollzogen ist, während linksseitig Teile vor dem Zusammenbau dargestellt sind und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ringkappe ohne Filterele­ ment.

Das Filterelement 1 besteht im wesentlichen aus dem ein- oder mehrlagigen Filterblatt 2, dem Stützkern 3 mit Durch­ brechungen 4, den beidseitig angeordneten Ringkappen 7 mit Ringdichtungen 10 und 18 und dem äußeren Stützgitter.

Das Filterblatt 2 ist in eine Vielzahl von Falten gelegt und zu einem Hohlzylinder geformt, wobei die Endfalten mit­ einander leckdicht verbunden sind, wie dies durch den ein­ gangs genannten Stand der Technik bekannt ist. Die in Rich­ tung der Mantellinie verlaufenden Faltenkanten 2′ und 2′′ legen sich je nach Druckgefälle an die Wellenberge 3′ des Stützkernes 3 bzw. an die Flächen des Stützgitters 19 an. In der Regel dringt das zu filtrierende Medium von der Außen­ seite durch das Filterblatt 2 hindurch in Richtung auf den Stützkern 3, so daß dieser der stärksten Druckbelastung ausgesetzt ist und dementsprechend die nötige Stabilität aufweisen muß. Die Stabilität wird durch die Wellenstruktur begünstigt und die günstige Drainagewirkung dadurch erreicht, daß die Durchbrechungen 4 in den Wellentälern 3′′ angeordnet sind. Die Wellenstruktur ist in Längsrichtung langgestreckt und relativ flach und in Umfangsrichtung umlaufend ausge­ bildet. Die Drainagewirkung kann noch dadurch verbessert wer­ den, indem in der Wellenstruktur 3′, 3′′ schräg zu den Fal­ tenkanten 2′ verlaufenden (auch schraubenförmig angeordnete) im Querschnitt gerundet gestaltete Nuten 23 eingelassen sind.

Der Stützkern 3 geht an seinen beiden Enden in einen ge­ schlossenen Rohrabschnitt 6 über, der außenseitig mit einer Längsriffelung 6′ ausgestattet ist.

Die Ringkappe 7 ist im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist einen Hohlzylinderabschnitt 8 auf, dessen Wand 13 eine entsprechende Riffelung 8′ trägt, die in die Riffelung 6′ des Rohrabschnittes 6 des Stützkernes 3 eingreift. Die Wand 8 der Ringkappe 7 umschließt den Auslaß 22 des Filterelementes 1, der zur Abführung des Filtrats dient. Der Auslaß 22 wird mit Hilfe von Ringdichtungen 10, 18 in be­ zug auf ein nicht dargestelltes Gehäuse derart abgedichtet, daß der das Filterelement 1 umgebende Außenraum vom Innen­ raum leckdicht getrennt ist und das zu filtierende Medium bestimmungsgemäß nur durch das Filterblatt 2 hindurchtreten kann. Je nach Gehäuseausführung kann auf eine der Dichtungen 10, 18 verzichtet werden.

In direkter axialer Verlängerung des Hohlzylinderabschnittes 8 ist im Kappenboden 11 ein Einstich 9 angeordnet, der zur Aufnahme der axial vorstehenden und axial wirkenden Ring­ dichtung 10 dient. Im gezeigten Beispiel ist die Ringdich­ tung im Querschnitt L-förmig ausgebildet, wobei der freie L-Schenkel 10′ die Außenseite des Kappenbodens 11 radial teilweise übergreift. Der Kappenboden 11 weist auf seiner In­ nenseite eine Bodenriffelung 17 aus konzentrisch angeordneten Ringstegen auf, die den Aufnahmeraum für das Dichtungs­ mittel 5 bilden, mit dem die Stirnenden des rohrförmigen Filterzuschnittes 2 mit dem Kappenboden 11 dichtend ver­ bunden werden. Das Dichtungsmittel 5 kann dabei ein Schmelz­ kleber oder ein Vergußharz oder auch angeschmolzenes Mate­ rial des Filterblattes 2 bzw. des Kappenbodens 11 sein.

Um zu verhindern, daß beim Eintauchen der Stirnflächen des Filterblattes 2 das Dichtungsmittel 5 zu hoch steigt und damit die effektive Filterfläche verkleinert, ist eine um­ laufende Dichtungsbarriere 16 im Muffenabschnitt 14 der Ringkappe 7 angeordnet, an die sich auch die äußeren Fal­ tenkanten des Filterblattes 2 anlegen bzw. führen.

Der Stützkern 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in Längsrichtung mit der Ringkappe 7 nicht formschlüssig verbunden sondern nur durch die Riffelung 6′, 8′ in Um­ fangsrichtung gegen Verdrehen gesichert. Der relativ massive Stützkern 3 kann sich also in Längsrichtung bei starken Temperaturschwankungen ausdehnen, ohne daß die daraus resultierenden Kräfte auf die anderen Teile des Fil­ terelementes übertragen werden.

Das äußere Stützgitter 19 ist ebenfalls in Umfangsrichtung gegen Verdrehen durch mehrere im Muffenabschnitt 14 ange­ ordnete Arretierungsstege 15 und Arretierungsschlitze 21 am Führungsabschnitt 20 des Stützgitters gesichert. (Die um­ gekehrte Anordnung ist ebenfalls möglich.) Will man zusätz­ lich zu der vorhandenen axialen Verbindung der beiden Ring­ kappen 7 über die Stirnseiten des Filterblattes 2 und die Dichtungsmittel 5 erhöhen, so kann das Stützgitter 19 mit dem Muffenabschnitt 14 der Ringkappe 7 durch Klebung oder Schweißung verbunden werden.

Claims (8)

1. Rohrförmiges Filterelement zur Filtration von Fluiden, dessen mindestens einlagig aufgebautes Filterblatt in eine Vielfalt von Falten gelegt ist, deren Endfalten zu einem Hohlzylinder leckdicht verbunden sind, der von einem äußeren Stützgitter und einem innere, Durchbre­ chungen aufweisenden Stützkern aus Kunststoff getragen ist, an dessen Außenseite sich die Faltenkanten des Filterblattes abstützen und dessen Enden von Ring­ kappen eingefaßt sind, die ihrerseits die Stirnseiten des rohrförmigen Filterblattes dichtend umfassen, wobei die Enden des inneren Stützkernes und des äußeren Stützgitterns zylindrische Rohrabschnitte aufweisen, der Rohrabschnitt des Stützkernes innen von einem Zylinderabschnitt der zugeordneten Ringkappe umschlossen ist und die Ringkappe mit ihrer äußeren Kappenwand einen Muffenabschnitt zur Aufnahme einer Führungsabschnittes für das Ende des äußeren Stützgitters aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (6) an den Stütz­ körperenden auf seiner Außenseite und/oder Innenseite eine in Richtung der Längsachse verlaufende Riffelung (6′) aufweist, die in eine entsprechend gestaltete Riffelung (8′) eines Hohlzylinderabschnittes (8) der Ringkappe (7) eingreift und die äußere Kappenwand in Umfangsrichtung wirkende Arretierungsmittel (15) auf­ weist, die in korrespondierende Arretierungsmittel (21) des Stützgitters (19) eingreifen.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zentrum weisenden Wand (12) des Hohlzylinder­ abschnittes (6) der Ringkappe (7) gegenüber der anderen umlaufenden Wand (13) des Zylinderabschnittes (8) in axialer Richtung höher ausgebildet ist und eine Zen­ trierführung für die eingeschobenen Stützkörperenden (6) bildet.

3. Filterelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in direkter axialer Verlängerung des den zylindrischen Endbereich des Stützkernes (3) aufnehmen­ den Hohlzylinderabschnittes (6) der Ringkappe (7) abge­ schottet ein ringförmiger Einstich (9) im Kappen­ boden (11) zur Aufnahme einer axial wirkenden, ela­ stischen Ringdichtung (10) angeordnet ist.

4. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsmittel (15, 21) aus Zapfen oder Stegen (15) und Schlitzen (21) der ineinandergreifenden Bauteile (7, 19) gebildet sind.

5. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Muffenabschnitt (14) der Ringkappe (7) vom Kappenboden (11) durch eine nach innen vorstehende Dichtungsbarriere (16) getrennt ist, die den Dichtungs­ mittel (5) aufnehmenden Kappenboden (11) vom Muffen­ abschnitt (14) trennt.

6. Filterelement nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die äußeren Faltenkanten (2′′) des Filterblattes (2) an der Dichtungsbarriere (16) anlegen bzw. führen.

7. Filterelement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kappenboden (11) einen aus konzen­ trisch angeordneten Rippen (17) bestehenden Aufnahme­ raum für das Dichtungsmittel (5) bildet.

8. Filterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Einstich (9) des Kappenbodens (11) gehal­ terte Ringdichtung (10) im Querschnitt L-förmig ausge­ bildet ist, wobei der freie L-Schenkel (10′) die Außen­ seite des Kappenbodens (11) teilweise radial überdeckt.