DE3812900C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen flachen scheibenförmigen Filter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein gattungsbildender flacher, d. h. vom Prinzip her scheibenförmiger Filter ist aus der DE-OS 16 11 161 be­ kannt geworden. Zwischen einem in Form einer Haspel ge­ bildeten Zentralkörper und einem diesen Zentralkörper koaxial umgebenden Ringkörper ist ein bandförmiges Fil­ terelement aufgespult. Der Ring- und Zentralkörper ist über mehrere Radialfinger miteinander verbunden. Das band­ förmige Filterelement weist quer zur Bandebene ausgebilde­ te Vorsprünge auf, so daß bei festem Aufwickeln des Fil­ terelementes durch die quer zur Bandebene überstehenden Erhebungen entsprechend der Höhe dieser Erhebungen eine Vielzahl von Durchtrittskanälen für das zu filternde flüs­ sige oder gasförmige Medium geschaffen wird.

Gleichwohl ist die Bauhöhe dieses Filters als relativ groß zu bezeichnen, wobei die Bauhöhe durch die Breite des aufgewickelten Filterelementes sowie die berührungslos an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des spiralförmig aufgewickelten Filterelementes vorbeigeführten und den Zentralkörper mit dem Ringkörper verbindenden Tragfingern bestimmt ist.

Aber auch das Herstellverfahren eines so konstruierten Filters ist aufwendig.

Vor allem muß als nachteilhaft bezeichnet werden, daß die in Abhängigkeit des verwandten bandförmigen Filterelemen­ tes auszufilternden Partikel unter Umständen erst in tie­ feren Ebenen zwischen zwei benachbarten Windungen des aufgewickelten Filterelementes abgesetzt und ausgefiltert werden, mit der Folge, daß Probleme beim Ausspülen und Reinigen des Filters entstehen können.

Ein weiterer Filter ist auch aus der DE 35 04 740 A1 bekannt geworden. Der dort beschriebene Filter ermöglicht eine Doppelfilterung nach Art einer sog. Oberflächenfilte­ rung durch Aufschichten eines Filtermediums auf eine räum­ liche Filtereinrichtung, in Zylinderform. In deren äußeren Zylindermantel ist eine schraubengewindeartige Rille ein­ gedreht, in welche umlaufend ein im Querschnitt drei­ eckförmiger Draht eingelegt ist. In Teilbereichen des gewickelten Drahtes sind darunter liegende im Zylinder längsverlaufende Ausnehmungen gebildet, so daß das zu filternde Medium durch die zwischen zwei benachbarten Drahtabschnitten gebildeten Filterschlitze in den dar­ unter befindlichen Sammelraum strömen und von dort über weitere Bohrungen ablaufen kann.

Aber auch bei diesem Filter muß, obgleich er gegenüber dem gattungsbildenden Stand der Technik bezüglich der verwand­ ten Drahtform Vorteile aufweist, der konstruktive Aufwand als beachtlich bezeichnet werden. Erforderlich ist zu­ nächst einmal ein massiver Zylinderkörper, an dessen Ge­ häusewandung mehrere in Umfangsrichtung verteilt liegende und in Längsrichtung eingebrachte Sammelräume ausgearbei­ tet sind, die über diverse Bohrungen im Zylinderkörper in Verbindung stehen, damit das zu filternde Medium über diesen Weg abströmen kann. Darüber hinaus ist auch die Bauhöhe und Baugröße eines derartigen Filters so groß, daß er für viele Einsatzfälle nicht in Frage kommt.

Schließlich wird die Verwendung eines weiteren Filterme­ diums vorgeschlagen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, demgegenüber einen einfach aufgebauten flachen Filter zu schaffen, mit dem eine effiziente Filterung eines Mediums möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im An­ spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein extrem niedriger, d. h. flacher Filter geschaffen, der einfach und kosten­ günstig herstellbar ist und mit welchem eine höchst effi­ ziente Filterung vorgenommen werden kann. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Filters ist darin zu sehen, daß je nach Größe der auszufilternden Partikel basierend auf dem gleichen Konstruktionsprinzip unterschiedliche Filter herstellbar sind, die sich allein nur dadurch un­ terscheiden, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Windungen des spiralförmig aufgewickelten Filterelementes unterschiedlich gewählt wird.

Vor allem die eigentliche Tragkonstruktion des Filters umfaßt nur wenige Bauteile, nämlich einmal das Zentral­ glied, das das Zentralglied koaxial umgebende Ringelement sowie die den Zentralkörper mit dem Ringelement verbinden­ den radial verlaufenden Stege. Dadurch wird auch ein maxi­ maler Filterraum zwischen den radialen Stegen geschaffen, so daß mit kleiner Größe eine maximale Filterwirkung mög­ lich ist.

Da als Filterelement stets ein Draht verwandt wird, wird auch das beim gattungsbildenden Stand der Technik be­ schriebene Problem vermieden, daß die ausgefilterten Par­ tikel möglicherweise erst in tiefen Bereichen des Filter­ elementes ausgefildert werden und sich dort festsetzen können, was Nachteile beim Reinigungsprozeß aufweist.

Als weiterer Vorteil erweist sich, daß beim Durchströmen des Filters durch ein Fluid, also beim Durchströmen durch eine Flüssigkeit oder ein Gas, eine gleichmäßige Filter- und Abscheidbehandlung möglich ist, und zwar ohne daß die Strömungsrichtung eine Änderung oder Ablenkung erfährt. Zudem erweisen sich die zwischen zwei Windungen gebildeten länglichen Schlitzöffnungen als günstig.

Auch eine Entfernung der ausgesiebten Absonderungen ist sehr leicht möglich, indem diese beispielsweise wegge­ kratzt oder mittels einer Rückströmung herausgelöst wer­ den.

Da das erläuterte Filterelement völlig flach ausgebildet ist, eignet es sich besonders günstig auch als permanent einsetzbares Filter- und Abscheidelement im Gegensatz zu sog. Austauschfiltern.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine ebene Draufsicht auf ein erstes er­ findungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines flachen Filter- und Abscheideelementes unter teilweiser Weglassung von Einzelhei­ ten;

Fig. 2 eine vergrößerte Detailschnittdarstellung durch den Zentralkörper von Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise vergrößerte perspektivische Darstellung des Zentralkörpers bei entfern­ tem Draht;

Fig. 4 eine teilweise vergrößerte Draufsicht auf den äußeren Randbereich des Filterelemen­ tes;

Fig. 5 eine Querschnittdarstellung längs der Li­ nie V-V in Fig. 4.

Ein flacher, insbesondere plattenförmiger Rahmen 1 wird aus einem Zentralkörper 2, einem Ringkörper 3 und mehreren Tragstegen 4 gebildet, welche zwischen dem innenliegenden Zentralkörper 2 und dem ihn konzentrisch umgebenden, den Außenrand bildenden Körper 3 verlaufen. Im Rahmen 1, d. h. in den radial vom Zentralkörper 2 zum Ringkörper 3 ver­ laufenden Tragstegen 4 sind auf einer spiralförmig von innen nach außen verlaufenden Bahn voneinander getrennte Eingriffsnuten 5 eingebracht, die im folgenden auch als Fixiernuten 5 bezeichnet werden. Der Abstand zwischen den Fixiernuten 5 in radialer Längsrichtung ist gleich. In diese Fixiernuten 5 ist ein Draht 6 spiral- oder wirbel­ förmig gewickelt verlegt, indem der Draht in die jeweili­ gen Fixiernuten 5 eingreift. Die gegenüberliegenden Enden des Drahtes 6 enden jeweils in einer konkaven nutförmigen Vertiefung 7, die einmal im Ringkörper 3 und zum anderen im Zentralkörper 2 eingebracht sind. Der Draht 6 ist hier jeweils mit einer Fixiereinrichtung 8 beispielsweise in Form einer Schraube befestigt und angebracht.

Die Querschnittsform des Drahtes 6 ergibt ein gleichseiti­ ges oder gleichschenkeliges Dreieck, wobei die mit dem Draht 6 zusammenwirkenden Fixiernuten 5 im Querschnitt eine V-Form aufweisen, und diese Form der Form der Spitze bzw. des obersten Teiles des Drahtes 6 entspricht. Dabei sind die V-förmigen Vertiefungen so in den Tragstegen 4 eingebracht, daß der Draht 6 unter Bildung einer Spiral- oder Wirbelform in diese Vertiefung 7 eingelegt werden kann. Die zu den Vertiefungen 7 gegenüberliegenden Begren­ zungsflächen des im Querschnitt dreieckförmigen Drahtes liegen in einer flachen Ebene P.

Mit diesem Konstruktionsprinzip ergeben sich zwischen zwei benachbarten Umlaufrändern des Drahtes 6 ebenfalls spiral­ förmig verlaufende Schlitzöffnungen 9 mit gleichförmiger Schlitzbreite. Die Genauigkeit der Schlitzbreite der Schlitzöffnungen 9 wird im wesentlichen durch die Her­ stellgenauigkeit des Drahtes 6 und die Schnittgenauigkeit der in den Tragstegen 4 eingebrachten Rillen oder Fixier­ nuten 5 sowie durch die Genauigkeit des spiralförmigen Einleg- und Windungsvorganges des Drahtes 6 bestimmt und festgelegt.

Das Drahtelement und der flache Rahmen müssen nicht stets aus Metall bestehen. Sie können auch aus anderen bevor­ zugten Materialien, wie beispielsweise Plastik oder Kera­ mik, gebildet sein.

Nachfolgend wird die Wirkung bezüglich des vorstehend erläuterten Filters beschrieben.

Die flache, in einer Ebene P liegende Oberfläche der rück­ wärtigen Seite des spiralförmig verlegten Drahtes 6 wird auf die sog. Primärseite zu ausgerichtet, also auf die Seite, von der das Fluid auf den Filter zuströmt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Der Ringkörper 3 kann dabei mit seinem Außenumfang an einer Leitung befestigt sein. Das flüssige oder gasförmige zu filternde Fluid kann nunmehr auf die Schlitzöffnung 9 zuströmen, und zwar entsprechend den in Fig. 2 gezeigten Pfeilmarkierungen.

Die Ablagerungen und Rückstände, die größer als die Breite der Schlitzöffnungen 9 sind, werden aus dem Fluid heraus­ gefiltert und abgetrennt. Sollten im Fluid Partikel ent­ halten sein, die kleiner sind als die Breite der Schlitz­ öffnungen, so können diese durch die Öffnungen hindurch­ strömen. Dadurch kann eine Trennung und Filterung bezüg­ lich unterschiedlicher Partikel-Größen vorgenommen werden. Die aus dem Fluid herausgefilterten bzw. herausgetrennten Rückstände sammeln sich auf der Primärseite der in einer flachen Ebene ausgerichtet liegenden Oberflächen des Drah­ tes 6 an. Sie können leicht und sorgfältig durch einen Fluidstrom in umgekehrter Strömungsrichtung (also von der Sekundärseite her), durch Rückspülung oder mittels eines nicht gezeigten Schabers entfernt werden, so daß an­ schließend eine erneute nachfolgende Filterung und Ab­ scheidung im gewünschten Sinne durchgeführt werden kann.

Anstelle des flachen Rahmens 1 mit den Tragstegen 4 kann als Tragrahmen auch eine Rahmenform mit einem Lochraster oder einem Gitternetz verwandt werden, welches vom Grund­ aufbauf her ebenfalls eine Plattenform aufweist. Ebenso können die Fixiernute 5 variieren. Sie sind dabei an die Quer­ schnittsform des Drahtes 6 angepaßt, der eine kreisförmi­ ge, elliptische oder trapezförmige Querschnittsform auf­ weisen kann.

Zur Fixierung und Sicherung des schraubenförmig gewundenen Drahtes 6 am Rahmen 1 können unterschiedliche Maßnahmen vorgesehen sein. Bevorzugt erfolgt dies mittels einer Feststellschraube oder durch Anwendung eines Punkt­ schmelz- oder -schweißverfahrens oder unter Ausnutzung der Haftwirkung eines Klebers und zwar am jeweiligen Eingriffsabschnitt des Drahtes 6 in der betreffenden Fi­ xiernut 5 am Tragsteg 4 zusätzlich oder anstelle der Be­ festigung der beiden Drahtenden mittels der Fixiereinrich­ tung 8.

Claims (8)

1. Flacher scheibenförmiger Filter mit

• - einem Zentralkörper (2),
• - einem den Zentralkörper (2) koaxial umgebenden Ringkörper (3),
• - mehreren den Zentralkörper (2) und den Ringkörper (3) verbin­ denden Tragstegen (4),
• - und einem vom Zentralkörper (2) zum Ringkörper (3) spiralför­ mig gewickelt verlaufenden Filterelement,
• - bei welchem die Filteröffnungen (9) durch den Abstand zweier benachbarter Windungen des Filterelementes gebildet sind,

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - das Filterelement besteht aus einem Draht (6),
• - der Draht (6) ruht auf den Tragstegen (4),
• - die Tragstege (4) weisen dazu Fixiernuten (5) auf,
• - in die Fixiernuten (5) greift der Draht (6) ein.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der Fixiernuten (5) der Querschnittsform des Drahtabschnittes entspricht, der in die Fixiernuten (5) ein­ greift.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Drahtes (6) ein gleichschenkliges Dreieck bildet.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sym­ metriespitze des im Querschnitt gleichschenklig-dreieckförmigen Drahtes (6) in die Fixiernuten (5) eingreift.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fixiernuten (5) in den Tragstegen (4) in gleichen Abständen eingebracht sind.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Draht (6) nur mit einer Teilhöhe in die Fixiernuten (5) eingreift.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zentralkörper (2) wie der Ringkörper (3) mit einer Vertiefung (7) versehen sind, in welcher das jeweilige Ende des Drahtes (6) eingelegt und mittels einer Fixiereinrichtung (8) be­ festigt ist.