DE8121211U1 - Rohrfoermiges filterelement zur filtration von fluiden - Google Patents
Rohrfoermiges filterelement zur filtration von fluidenInfo
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Description
Beschreibung
' "
— Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Filterelement
zur Filtration von Tluidenr- w&lches-in ainern- umschlie-Senden
Gehäuse mit mindestens einen; Ein- und AuslaB
für den Fluidstrom angeordnet oder in ein solches Gehäuse
einsetzbar ist, wobei die Außenseite des FiI-terelementes
strömungsmäßig mit dem GehäuseeinlaB in Verbindung steht oder damit in Verbindung bringbar
ist und der Innenmantel des Filterelementes mit dem
Gehäuseauslaß leckdicht derart in Verbindung steht oder in Verbindung bringbar ist, daß der Fluidstrom
nur durch das Filtermedium hindurch erfolgt. Das Filterelement ist dabei aus einem aus mehreren Lagen be-.
stehenden Flachfilterzuschnitt gebildet, dieser ist
in eine Vielzahl parallel verlaufender Falten plissiert und der gefaltete Zuschnitt zu einer rohrförmigen
Einheit derart geformt, daß die Faltenstege und Faltenöffnungen in Richtung der inneren und äußeren
Mantellinien verlaufen. Die beiden Endfalten des Filterzuschnittes enden je in einem Steg radial in Richtung
auf den Innenmantel und sind leckdicht miteinandrr
verbunden.
Derartige Filterelemente dienen zur Filtration von Flüssigkeiten
bzw. Lösungen in Form von echten Suspensionen, Dispersionen, Emulsionen, kolloiden Lösungen oder Gasen
in der gesamten Industrie und in der Labortechnik und haben sich wegen ihrer kompakten Bauweise und ihrer
großen Filterfläche allgemein durchgesetzt. Da sichergestellt sein muß, daß der Fluidstrom nur durch das
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■ cc at
eigentliche Filtermedium erfolgt, bildet neben der Abdichtung
an den Endkappen diB Verbindungsfalte der beiden
Endstege des Flachfilterzuschnittes eine der kritischen
Stellen.
5
5
Bei einem bekannten Filterelement der eingangs genannten
Bauart CGB-PS 750 396) besteht der Flachfilterzuschnitt
aus einer porösen Filterunterstützung, einer Lage Filtermaterial aus Papier und einer weiteren Filterunter-Stützung.
Die einander zugewandten Flächen der Endfalten sind durch einen radial ausgerichteten Filterstreifen
voneinander getrennt und die voneinander getrennt gehaltenen Stege der Endfalten sind durch eine im Querschnitt
U-förmig umgreifende Klammer aus Filtermaterial umschlossen, welche in Richtung des Innenmantels gerichtet
ist und durch Heftung leckdicht mit den Endstegen des Flachfilterzuschnittes verbunden ist. Es ist auch
bekannt, ein mehrschichtig ausgebildetes Filterelement, bei dem die Endstege radial zum Innenmantel gerichtet
und gegenüber dem Innenmantel etwas verkürzt sind, mit einem thermoplastischen Kunststoff leckdicht zu verbinden.
Dabei wird der Kunststoff in die rinnenartige Endfaltung eingegeben, so daß die Längskanten der Stege
und die zum Innenmantel weisenden und einander zuge- · kehrten Enden der benachbarten Falten von dem thermoplastischen
oder duroplastischen Kunststoff verbunden sind. Dies setzt einerseits voraus, daß der Raum zwischen
den Endfalten großlgenug ist um den Kleber einzubringen, andererseits dürfen die Endfalten nicht auseinanderklaffen,
da sonst zusätzlich geklammert werden muß. Diese Ausbildung hat außerdem den Nachteil, daß der auf
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dem Außenmantel liegende hohe Flüssigkeitsdruck voll auf der KunststoffklBberaupe liegt, die das Filtermaterial
in der Endnaht dreiseitig zusammenhalt. Diese Art der Verbindung der Endnaht bringt chemisch und
thermophysikalische Einschränkungen mit sich und ist
nicht für alle Filtermaterialien geeignet. Durch denselben Stand der Technik (DE-AS 24 17 551, US-PS 3 867 2940
ist eine Ausbildung der Endfaltung bekannt, bBi der
die Kunstharzraupe mit dem Außenmantel abschließt und die zum Außenmantel weisenden Längskanten der Stege
und dia benachbarten Falten zusammenhalt. Auch hierzu liegt der gesamte Flüssigkeitsdruck auf dieser verklebten
Naht. Eine solche Klebenaht - sei sie durch Verklebung oder durch eine thermoplastische Kunststoffraupe
oder Verschweißung entstanden - führt häufig zu Leckstellen, da der in Falten gelegte Flachfilterzuschnitt
während des Filtrationsbetriebes Bewegungen aufgrund von Druckunterschieden oder aufgrund thermischer
Beanspruchung(Vielstoffsystem, thermophysikalische Effekte) unterworfen ist. Dies gilt auch im
Hinblick darauf, daß derartige Filterelemente mehrfach im Autoklaven einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Die mechanisch-thermischen Beanspruchungen wirken sowohl radial als auch in Umfangsrichtung das rohrförmigen
Filterelementes.
■ _...Es_ist auch·, bereits bekannt (US-PS 3 570 675) die radial
zum Außenmantel weisenden Faltenstege der Endfalten mit
einem dazwischen angeordneten Kleber im Endbereich oder
auch auf der gesamten Länge zu verbinden. Eine solche Verbindung ist insbesondere bei einlagigem Filtermaterial
üblich. :
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Durch die US-PS 4 184 9BB ist es auch bekannt, bei einem
mehrlagigen Flachfilterzuschnitt die Stege radial in Richtung des Außenmantels enden zu lassen und die
beiden Stege mittels eines starren im Querschnitt U-förmig geformten Streifens aus thermoplastischem
KunststoffmatBrial derart zu verbinden, daß die Schenkel
des U-förmigen Thermoplaststreifens jeweils zwischen
zwei Lagen der einander zugekehrten Stege eingreifen und mit diesen thermoplastisch verschweißt
sind. Der Steg des U-förmigen Zuschnittes weist dabeizum Außenmantel des Filterelementes. Abgesehen von
Schwierigkeiten bei der Handhabung (Spannungen im Plissierzylinder, Verletzungsgefahr der Membran,erschwertes
Einbringen des U-förmigen Streifens) hat auch diese Nahtausbildung den Nachteil, daß der gesamte
Flüssigkeitsdruck senkrecht vom Außenmantel her auf den Längskanten der Stege der Endfalten liegt,
so daß hierbei die Gefahr besteht, daß sich diese oder einzelne Lagen von dem Thermoplaststreifen lösen und
damit unfiltriertes Medium zur Filtratseite gelangt.
Ein weiterer Nachteil einer solchen Nahtausbildung ist darin zu sehen, daß sämtliche Lagen des Flachfilterzuschnittes
thermoplastisch aktivierbar bzw. thermobelastbar seien müssen damit eine Verbindung untereinander
und mit dem U-förmigen Thermoplaststreifen möglich ist. Weiterhin ist nachteilig, daß die Endfalte
nicht wie die übrigen Falten vom Innenmantel her gesehen dieselbe Bewegungsfreiheit hat, wie die benachbarten
Falten. Für die optimale Ausbildung eines Filter elementes ist es auch häufig notwendig, neben thermoplastisch
aktivierbaren Materialien - sei es als Filter-
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oder Varfiltermaterial oder sei es als Filterunterstützung
- auch solche aus nichtthermoplastisch aktivierbaren Material zu verwenden. In einem solchen Fall
ist die Ausbildung der Endfalte nach der US-PS 4 184
. nicht (bei duroplastischen Filtermedien) bzw. nicht immer möglich, ohne die Endstege dieser nichtthermoplastischen
Materialien zu entfernen. Räumlich gesehen erweist sich auch das Eingreifen der Schweißbacken
äußerst schwierig (Spannungen, Wärmeabfuhr], 10
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bezüglich des Standes der Technik geschilderten Mangel
bei der Ausbildung der Endnaht an solchen Filterelementen zu vermeiden bzw. die Endnaht so zu gestalten,
daß einerseits diB Endfalte, welche die eigentliche Verbindung aufnimmt, sich thermisch und mechanisch
nicht anders verhält wie die übrigen Falten und die mechanische Festigkeit der Endfalte nicht höheren Belastungen
ausgesetzt ist als die übrigen Falten. Die Endfalte soll im ubrigenauch-die Mög-lichkeit bieten,
bei einem beliebig mehrlagig ausgebildeten Flachfilterzuschnitt die verschiedensten Materialien zu verwenden'
sowie beliebige Schichten des Flachfilterzuschnittes
miteinander zu verbinden, ohne daß dadurch die Faltungsform
der Endnaht abgeändert werden muß.
\ Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
■ die beiden Stege der Endfalten durch mindestens einen
;' zwischen zwei Lagen des mehrlagigen Flachfilterzuschnittes
|. 3u" eingreifenden, biegsamen Verbindungszuschnitt aus Kunstj
Stoffmaterial überbrückt und kohäsiv oder adhasiv ge-
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trennt mit jedem der beiden Endstege leckdicht dauerhaft
verbunden sind und der biegsame Verbindungszuschnitt mit seinem zwischen den Längskanten der Stege
verlaufenden Abschnitt eine zum AuBenmantel weisende . offene Falte und zum Innenmantel weisenden Faltensteg
bildet, wobei die einander zugekehrten Flächen der Stege unverbunden sind.
Das mehrlagig aufgebaute Filterelement ist z.B. gestuft vom AuBenmantel zum Innenmantel aus einer Vorfilterlage,
einer ersten und zweiten Membranlage und einer Membranstütze gebildet und ein biegsamer Verbindungszuschnitt ist zwischen der zweiten Membranlage und
der Membranunterstützung eingebettet und mit der Membran leckdicht verbunden. Bei einem solchen Aufbau kann
der biegsame Verbindungszuschnitt auch zwischen der ersten und zweiten Membranlage, wobei zumindest eine
leckdichte Verbindung mit der niederporigen Membran gebildet wird oder zwischen der Vorfilterlage und der
ersten Membranlage eingebettet sein (thermoplastische Membrane). Um die Stirnseiten des rohrförmigen Filterelementes
im Bereich der Endfaltung und deren Einbettung in den Endkappen oder im Kunststoff des Gehäuses
zu verstärken, kann der biegsame Verbindungszuschnitt länger bemessen sein als die Länge einer Mantellinie
des rohrförmigen Filterelementes und seine stirnseitigen Enden sind dann als stirnseitige Umfaltungen
zwischen zwei durch den Verbindungszuschnitt nicht überbrückten Lagen des Flachfilterzuschnittes ein-.
geschoben und seine Enden mit diesen verbunden oder aber seine Enden sind auf die. äußere oder innere Lags des
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Flachfilterzuschnittes umgefaltet und mit dieser verbunden.
Der mehrlagig aufgebaute Flachfilterzuschnitt
ist vom Außenmantel zum Innenmantel mit abnehmender PorengröBe ausgestattet. Der Verbindungszuschnitt
wirkt entweder selbst als FiItBr und ist insbesondere
aus demselben Filtermaterial wie der Flachfilterzuschnitt
und hat die gleiche oder eine kleinere PorengröBe als dieser oder aber der Verbindungszuschnitt
ist insich fluiddicht ausgebildet (gleiches oder anderss
Material). Die Verbindungen des Verbindungszuschnittes mit den beiden Stegen des Flachfilterzuschnittes
kann durch sämtliche für diese Materialien geeigneten VBrbindungste&hnikan. erf.olg.eiL.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
unter Schutz gestellt.
Der Erfindungsgedanke ist in einigen Ausführungsbei-
spielen näher erläutert, dabei zeigt: 20
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Flachfilterzuschnitt
im Bereich der interessierenden Verbindungsstelle der Endfalte mit angedeutetem Außenmantel
und InnBnmantel,
25
25
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Filterelementes
mit -einer bereits angeformten Endkappe,
Fig. 3 einen Detailschnitt durch die Vorrichtung zur ■ Ausbildung der Endfalte in schematischsr Darstellung,
. ·
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Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Querschnitt
durch die Vorrichtung gemäB Fig. 3 als Übersicht,
'Fig. 5 einen Querschnitt schematisch durch dia Endfalte während ihrer Herstellung in einer ersten
Ausführungsform,
Fig. B in entsprechender Darstellung eine weitere Variante,.
Fig. 7 ebenfalls eins weitere Variante der Endfalte,
Fig. 8 in perspektivischer Darstellung, teilweise im
' Querschnitt durch eine modifizierte Vorrichtung zur Herstellung der Endfalte eines rohrförmigen
Filterelementes,
Fig. 9 schematisch einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Verbindungszuschnittes
und
Fig. 10 eine weitere Variante eines Verbindungszuschnittes
als Querschnitt und dessen Einlagerung in den einzelnen Lagen des Flachfilterzuschnittes.
GemäB Fig. 2 besteht das fertige Filterelement 1 üblicherweise
aus einem mehrlagigen Filtermaterial, welches als Flachfilterzuschnitt 7 in eine Vielzahl von Falten plissiert
wird und in der. Regel zu. .einem Hohlzylinder geformt
ist. Wie noch naher beschrieben, werden die Stege
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• · · ι ι ι
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und 5 miteinander leckdicht verbunden, so daß ein in
Umfangsrichtung insich geschlossener Hohlzylinder entsteht.
Die Stirnseiten des so hohlzylindrisch geformten Flachfilterzuschnittes 7 können jeweils, wie in·Fig. 2
bei der rückwärtigen Stirnseite angedeutet,eine Endkappe
11 aus Kunststoffmaterial aufnehmen, welche beispielsweise
den Hohlzylinder einseitig deckelartig ver- - schließt, währenddessen die vordere Stirnseite entweder
eine ringförmiges zum Innenmantel 3 offene End-kappe erhält oder die Stirnseite wird direkt durch eine
Verklebung, Verschweißung oder Einbettung mit Kunstharz mit einem Kunststoffgehäuse verbunden, welches
das Filterelement 1 umschließt und einen Einlaß und einen Auslaß aufweist. Üblicherweise ist der Außenmantel
2 des Filterelementes 1 mit dem Einlaß und der Innenmantel 3 mit dam Auslaß des Filtergehäuses verbunden,
so daß das zu filtrierende Fluid - Flüssigkeit oder Gas - nur vom Außenmantel 2 durch das Filtermedium
hindurch in Richtung des Innenmantels fließen kann und das Filtrat das Filtergehäuse durch den Auslaß verläßt.
Auf dem Innenmantel 3 ist ein Stützkörper 12 in
Form eines Gitters mit großen öffnungen oder eines durch brochenen Hohlzylindsrs angeordnet, der den hohlzylindrisch
geformten Flachfilterzuschnitt 7 entgegen dem Fluiddruck abstützt. Gleichermaßen ist der Außenmantel 2
durch eine ähnliche geformte, jedoch nicht dargestellte Rückstausicherung umschlossen. Dies ist der übliche Aufbau
eines rohrförmigen Filterelemsntes nach dsm Stand
dar Technik.
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Der mehrlagig ausgebildete Flachfilterzuschnitt 7 besteht
im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 aus einer Lage Vorfilter VF, den beiden Lagen Membranen M1 und
M2 mit zum Innenmantel 3 hin abnehmender Porengröße und einer Lage Membranstütze NS in Form eines Gitters
oder Gewebes aus Kunststoffmonofilen. Die eigentliche
EndfaltB 6 des hohlzylindrisch geformten Flachfilterzuschnittes 7 wird erfindungsgemäß gebildet durch die
radial zum Innenmantel weisenden beiden Stege 4 und 5, die mehr oder wenigBr verkürzt ausgebildet seien können,
maximal aber auch bis dicht an den Innenmantel 3 reichen können. In diesem Ausführungsbeispiel ist erfindungsgemäß
der Verbindungszuschnitt 8 zwischen die beiden Membranen M1 und M2 der beiden Stege 4,5 eingeschoben,
so daß der biegsame Verbindungszuschnitt 8 aus Kunststoffmaterial den Freiraum zwischen den beiden
Stegen 4,5 überbrückt und kohäsiv oder adhäsiv durch . zwei Nähte leckdicht mit den beiden Stegen 4,5 dauerhaft
verbunden ist. Die Br«i}-edes biegsamen Verbindungs-Zuschnittes
8 wird vorzugsweise so bemessen, daß er mit seinem zwischen den Längskanten der Stege 4,5 verlaufenden
Abschnitt eine zum Außenmantel 2 weisende offene Falte und zum Innenmantel 3 weisenden Faltensteg 9
bildet, der auf dem Stützkörper 12 aufliegt, wobei die einander zugekehrten Flächen der Stege 4,5 wie bei den
übrigen Falten unverbunden sind. Das in die einzelnen Falten, einschließlich der Endfalte 6, eindringende Fluid
drückt dabei in gleicher Weise wie bei allen übrigen Falten auf den Faltensteg 9 des Verbindungszuschnittes
und hat praktisch keine Angriffsmöglichkeit, die Längst
kanten der Stege 4,5 in de-n einzelnen Lagen aufzuspreizen,
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wie dies beispielsweise nach dem Stand der Technik — möglich ist,-bei dem der. Stag des im_Querschnitt LJ-förmig
gebogenen Verbindungszuschnittes auf dem Au- ■--Benmantel liegt und somit der Fluiddruck das Bestreben
hat die Längskanten der Endstege in Umfangsrichtung aufzuspreizen.
Bei der erfindurigsgemäßen Ausführungsform ist die
adhäsive oder kohäsive Verbindung des Verbindungszuschnittes
8 mit den einzelnen Lagen des Flachfilter- · Zuschnittes 7 über breite Verbindungszonen 10 hergestellt,
die eine ausreichende Zugfestigkeit sicherstellen, so daß der auf der Endfalte B lastende Fluiddruck
nicht in der Lage ist, den Verbindungszuschnitte
in Richtung auf den Innenmantel 3 aus den Stegen 4,5
: herauszureißen.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Endfalte B hat den
Vorteil, daß sowohl unter den wechselnden Betriebsdrücken diese in der Lage ist, sich wie jede andere benachbarte
Falte des Filterelementes 1 zu verhalten als auch in der Lage ist, die thermischen Spannungen beim
mehrfachen Autoklavieren des gesamten Filterelementes aufzunehmen. Dies gilt auch für das Verhalten des gesamten
hohlzylindrisch geformten Flachfilterzuschnittes in bezug auf die stirnseitige Verbindung mit den Endkappen
11 bzw. dem Kunststoff des umschließenden Filtergehäuses. Weitere Vorteile sind darin zu sehen, daß eine
Kürzung einzelner Steglagen nicht notwendig wird.
Lage, Breite, Dicke des Materials, Lage und Breite der
; Schweißnaht, erlauben eine Vielfältigkeit in der Wahl von
Parametern zur optimalen Materialabstimmung.
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ErfindungsgemäB wird gemäß den schematischen Darstellungen
in Fig. 3 bis 8 der mehrlagige Flaqhfilterzuschnitt 7 in eine Vielzahl von Falten plissiert
und in einem Haitarohr 17 hohlzylindrisch ausgerichtet-,- wobei- Fixie_rungsbacken_18 vorgesehen
sind, die in die benachbarten Falten der Stege 4,5
eingreifen.
Eine im wesentlichen zylindrisch geformte Unterstützungsvorrichtung
15, welche in etwa dem Durchmesser des Innenmantels 3 entspricht und einen im Querschnitt
T-förmigen oder eine im Querschnitt keilförmige Unterstützungsvorrichtung 16 aufweist, hält
die beiden Stege 4,5 in einer etwa in Umfangsrichtung
des AuBenmantels 2 verlaufenden Lage. Mit Hilfe weiterer, nicht dargestellter Spreizvorrichtungen erfolgt
das Einbringen des Verbindungsstreifens ß zwischen zwei Lagen des Flachfilterzüschnittes 7 der in Fig. 3 schematisch
angedeuteten zweilagigen Ausführung oder in der in Fig. 5 bis 7 dargestellten vierlagigen Ausführungsform des.Flachfilterzuschnittes 7. Mit Hilfe eines Aktivierungsstempels
19, welcher radial bewegbar ist und entsprechend den gewünschten Verbindungszonen 10 Aktivierungselektroden
20 aufweist, erfolgt z.B. durch Ultraschallverschweißung eine dauerhafte Verbindung der einzelnen
Lagen des Flachfilterzuschnittes 7 mit dem eingelegten
Verbindungsstreifen θ durch mehrere r auch nicht
verschweiBbaTe,Lagen hindurch .· Nach dem axialen Entfernen
der Unterstützungsvorrichtung 15,16und des Halterohres 17
. erfolgt aufgrund der Vorspannung des gefalteten Flachfilterzuschnittes
7 und dessen Bestreben sich- in Um-
SM 810Θ
1Θ
fangsrichtung auszudehnen selbsttätig oder thermisch
oder mechanisch aktiviert ein Einfalten der Stege 4,5·
zur Bildung einer Endfalte 6 im Sinne der Darstellung'
gemäB Fig. 1.
• 5
• 5
Die Länge des Verbindungszuschnittes 8, die Anordnung und Breite der Verbindungszonen 10 und der Abstand der
Längskanten der Stege 4,5 und deren Abstand zum Innenmantel 3 richtet sich wesentlich nach den zu verbinderiden
Materialien der einzelnen Lagen des gesamten Flachfilterzuschnittes
7 und danach, in welcher Lage,bezogen auf den Innen- bzw· Außenmantel 3,2, der Verbindungszuschnitt 8 angeordnet ist. Bei einer Vielzahl von Lagen
werden die Stege gegebenenfalls etwas abgeschrägt, so
' daß die Länge der einzelnen Lagen an den Stegen 4·, 5 stufenweise verkürzt ist.
GemäB Fig. 5 ist beispielsweise der Verbindungszuschnitt zwischen der zweiten Membran M2 und der Membranstütze MS
"angeordnet, während gemäß Fig. 6 der Verbindungszuschnitte
zwischen den beiden Membranen M1 und M2 und gemäß Fig. zwischen dem Vorfilter und der ersten Membran M1 angeordnet
ist. In einer nicht dargestellten Variante ist der Verbindungszuschnitt 8 Z-\orTrtiq(dHaqotnl^.n die Schlitze der
Stege 4,5 eingelegt, z.B. bezogen auf Fig. 7 linksseitig zwischen dem Vorfilter VF und der ersten Membran M1 und
rechtsseitig' zwischen der ersten Membran M1 und der zweiten Membran M2. Die eigentliche Verbindung des Verbindungszuschnittes θ mit den einzelnen Lagen des Flachfilterzu-
schnittes 7 erfolgt im weitesten Sinne kohäsiv und/oder adhäsiv, d.h. es erfolgt eine Verschmelzung artverwandter
SN 610a
·*·♦>♦
19 -
Materialien und/oder nicht artverwandte Materialien verkrallen sich mit ihren Oberflächen durch Schmelzung
oder Anlösung des einen Materials oder unter Zwischenlagerung des thermisch schmelzbaren oder chemisch anlösbaren
Materials des Verbindungszuschnittes 6, so daß eine dauerhafte Verbindung der einzelnen Lagen
mit dem Verbindungszuschnitt 8 eintritt. Dies kann, wie erwähnt, durch UltraschallverschweiBung, ThermoverschweiBung
(Impulsverfahren), HochfrequenzverschweiBung
oder durch Laserverschweißung erfolgen. Gleichermaßen ist die Verbindung durch selbstklebende
beispielsweise nur durch Druck aktivierbare Verbindungs streifen möglich. Gleichermaßen können diese Verbindungsstreifen
aber auch dadurch aktiviert werden, daß mit Hilfe von Druckeinwirkung ein im Verbindungsstreifen
eingelagertes Lösungsmittel freigesetzt wird, welches den Kunststoff dieses Verbindungsstreifens erweicht
und in die Poren der zu verbindenden Lagen des Flachfilterzuschnittes 7 eindringen läßt.
Gemäß Fig. 9 und 10 ist es auch möglich, in den eigentlichen Verbindungsstreifen 8', 8IJ Heizdrähte 21 einzulagern,
die elektrisch aufgeheizt werden und den Kunststoff des Verbindungszuschnittes 8J, 8'' derart
thermisch erweichen., daß dieser unter Einwirkung eines
Druckstempels nach Art des Aktivierungsstempels 19 in diB Poren der die Randbereiche des Verbindungszuschnittes
8J, B'' abdeckenden Lagen der Stege 4,'5 eindringt.
SM 0100
20
Gemäß Fig. 9 ist der Verbindungszuschnitt 8' im Querschnitt
beiderseits einer in Richtung der Mittellängsachse verlaufenden Querschnittseinschnürung 14 keilförmig
ausgebildet, so daß die Längsränder 13 des Verbindungszuschnittes 8' die beiden Lagen der Endfalten
4,5 keilförmig spreizen. Auf diesB Weise werden dicke Kanten an den übergängen vermieden. Bei relativ
starken Verbindungszuschnittsn 8 kann die Quersehnittssinsehnürung
14 die Faltung der Stege 4,5 in die in Fig. 1 gezeigte Lage erleichtern.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 findet ein im
Querschnitt X- oder H-förmiger Verbindungszuschnitt Θ'1
Verwendung, mit welchem mehrere Lagen unterschiedliehen Filtermaterials im Bereich der Stege 4,5 innig
verbindbar sind. Die Querschnittseinschnürung 14 kann dabei Teil eines bereits vorgeformten, im Querschnitt
X- oder H-förmigen Verbindungszuschnitten Θ11 sein oder
aber der Verbindungszuschnitt β1' gemäß Fig. 10 ist
durch zwei flache Verbindungszuschnitte entstanden, die in der Mittellängsachse nach Einlegung in die einzelnen
Lagen der Stege 4,5 durch thermische Verbindung entstanden sinds
Die Vorrichtung nach Fig. 8 unterscheidet sich von der nach Fig. 3 und 4 nur durch die Querschnittsausbildung
des Ambosses 16', der für eine Thermoverschweißung nach
dem Impulsverfahren zur Aufnahme eines Kühlmittels mit
einer Kühlmittelkammer 23 ausgestattet ist und auf seiner Oberseite mit Heizelektroden 25 ausgestattet ist,
die mit den Aktivierungselektroden 20' des Aktivieru,ngs-
SM 8108
21
stempeis 19' zusammenarbeiten. Die Unterstützungsvorrichtung 15 ist wie bei der Ausführungsform nach
Fig. 3 und 4 während der Anpressphase des AktiviBrungsstempels
19 bzw. 19' beiderseits durch Widerlager 24 ' abgestützt. Durch eine radiale Bewegung vom Widerlager
24 weg und durch Bewegungen in Richtung der Zylinderlängsachse läßt sich sowohl die Unterstützungsvorrichtung
15 als auch das Halterohr 17 in den hohlzylindrisch vorgeformten Flachfilterzuschnitt 7 hinein
und wieder herausbewegen. Gleichermaßen kann die Unterstützungsvorrichtung 15 feststehend ausgebildet
sein und der hohlzylindrisch geformte Flachfilterzuschnitt
7 wird bewegt.
Fig. 8 zeigt außerdem die Möglichkeit einer stirnseitigen Umfaltung 22 der Enden des Verbindungszuschnittes 8,
d.h. gemäß Fig. 8 erfolgt zunächst die Verbindung des Flachfilterzuschnittes 8 bzw. 8', bzw. 81' mit den einzelnen
Lagsn der Stege 4,5 anschließend eine Umfaltung 22 der Enden und nochmalige Anp-ressun-g der Umfaltung
22 z.B. und einer thermischen Verbindung dieser Umfaltung 22 mit der äußeren Lage der Stege 4,5'. Beim
Verbinden der Stirnseiten des hohlzylindrisch geformten Flachfilterzuschnitt.es 7 mit den Endkappsn 11 bzw. dem
Kunststoff des Kunststoffgehäuses ist im Bereich der
Endfalte 6 eine ausreichende Festigkeit derselben gewährleistet.
' Bsi den Filtermaterialien kann es sich um alle handelsüblichen
und zum Stand der Technik gehörenden Materialisn handeln also um Filtervliese, mikroporöse Membranen·,
SM 810B
I - 22
ι ■ .
selektiv-permeable Folien, wobei die Membranstütze in ■ Form eines Stützgewebes oder Stütznetzwerkes oder in
Form eines grobporigen Trägermaterials auch integraler Bestandteil der eigentlichen Filtermembran sein kann.
5 Bei diesen Membranen handelt es sich in dsr Regel entweder um Thermoplaste, die sich verschweißen lassen,
d.h. sie sind reversibel schmelzbar oder es handelt j§ sich um Duroplaste, die nicht verschweißbar sind, d.h.
f; nicht reversibel schmelzbar. Im srstsren Fall kann ss
I 10 beim Verbinden mit dem Verbindungszuschnitt 8 zu einer
|ϊ Schmelzintegration kommen, während es sich bei Ver-
|| Wendung von Duroplasten in der Regel um eine mehr oder
ψ weniger tief in die Oberflächenporen eindringende Ver-
I krallung des geschmolzenen Kunststoffes des Verbindungs-
ff 15 Streifens 8 handelt. Da zur Optimierung der Filtrationsp
■ leistung der mehrlagig aufgebaute Flachfilterzuschnitt
i ■ sowohl aus Duroplast-Lagen als auch Thermoplast-Lagen gef
bildet sein kann, richtet sich die Auswahl (Material,
;■ Dicks, Berstdruck, chemisches Verhalten usw.) und An =
I 20 Ordnung des Verbindungszuschnittes 8 danach, zwischen
welchen Lagen eine optimale Verbindung erreichbar ist. Einige Variationsmöglichkeiten sind in Fig. 5 bis 7 bei-—
spielhaft angedeutet,jedoch n.icht darauf beschränkt, da
das Faltungsprinzip auch mit weiteren zusätzlichen Lagen - 25 möglich ist. Im übrigen können bei einer Vielzahl von
Lagen auch mehrere Verbindungszuschnitte 8, 8', B11 zwischen
die einzelnen Lagen der Stege 4,5 eingeschoben werden .
30 ' Der Vorteil der erfindungsgemäßen. Ausbildung der Endfalte
bei solchen rohrförmigen Filterelementen 1 ist
SM 8108
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- 23
in der universellen Anwendbarkeit für die verschiedensten
Filtermaterialien zu sehen und darin, daß
die Endfalte als schwächsten Glied der Gesamtfaltung
durch die Anordnung des Verbindungszuschnittes, durch die Wahl und Stärke des Materials des Verbindungszuschnittes
den Festigkeitsbedingungen und dem thermischen, chemischen, physikalischen und filtrationstechnischen
Verhalten der übrigen Falten angepaßt werden kann»
SM 8108
- 24 -
RohrfSrmiges Filterelement zur Filtration von Fluiden
Bei einem rohrförmigen Filterelement (1) zur Filtration
von Fluiden, welches mit einem umschließenden Gehäuse mit einem Ein- und Auslaß ausgestattet bzw. in ein sol-"■
ches einsetzbar ist und das Filterelement (J) aus einer
Vielzahl parallel verlaufender Falten besteht, sind die beiden Stege (4,5) der Endfalte (6) des mehrlagig
aufgebauten FlachfiltBrzuschnittes (7) durch mindestens
einen zwischen zwei Lagen eingreifenden, biegsamen Verbindungszuschnitt
(8) aus Kunststoff-material überbrückt
und durch zwei Nähte bzw. Verbindungszonen (10) kohäsiv oder adhäsiv leckdicht dauerhaft verbunden, wobei der
biegsame Verbindungszuschnitt (8) mit seinem zwischen den Längskanten der Stege (4,5) verlaufenden Abschnitt
eine zum Außenmantel (2) weisende offene Falte und zum Innenmantel (3) des Filterelementes (1) weisenden FaI-tensteg
(9) bildet, und die einander zugekehrten Flächen der Stege (4,5) als Teil der zum Außenmantel (2) hin
offenen Endfalte (B) unverbunden sind (Fig. 1). Das Filterelement
(1) dient zur Filtration und Hochreinigung von Flüssigkeiten bzw. Lösungen und Gasen in der Industrie,
insbesondere zur Sterilfiltration in der Pharmazie, im Medizinbereich und im Laborbereich. Fig.1.
SM 8108
Claims (1)
- • f■ Bf «cri re ·•Γ« ··· re ·■ ■■«· Γ« · Γι» PPCSartorius GmbH Akte: SM 81G8Weender Laridstraße 94-108 Kö/klD-3400 GöttingenRohrförmiges Filterelement zur Filtration von FluidenAnsprüche1. Rohrförmiges Filterelement zur Filtration von Fluiden, welches in einem umschließenden Gehäuse mit mindestens einem Ein- und Auslaß für den Fluidstrom angeordnet oder in ein solches Gehäuse einsetzbar ist, wobei die Außenseite des Filterelementes strömungsmäßig mit dem Gehäuseeinlaß in Verbindung steht oder damit in Verbindung bringbar ist und der Innenmantel des Filterelementes mit dem Gehäuseauslaß leckdicht derart in Verbindung steht oder in Verbindung bringbar ist, daß der Fluidstrom nur durch das Filtermedium hindurch erfolgt, bei dem das Filterelementa) aus einem aus mehreren Lagen bestehenden Flachf: filterzuschnitt gebildet ist,^ b) dieser in eine Vielzahl parallel verlaufenderI 5 Falten plissiert und der gefaltete Zuschnitt zu ι*· einer rohrförmigen Einheit derart geformt ist,. daß die Faltenstege und Faltenöffnungen in Rich-j>' tung der inneren und äußeren Rohrmantellinienverlaufen und.■' 10c) die beiden Enden des Flachfilterzuschnittes zur \: Bildung der Endfalte je in einem Steg und radialj!·'· auf dem Innenmantel gerichtet enden und miteinander leckdicht verbunden sind, 15 dadurch gekennzeichnet, daßd) die beiden Stege (4,5) der Endfalte (6) durch mindestens einen zwischen zwei Lagen des mehrlagigen Flachfilterzuschnittes (7) eingreifenden, bieg-20 samen Verbindungszuschnitt (8) aus Kunststoffp material überbrückt und kohasiv oder adhäsiv leck-ψ dicht dauerhaft verbunden sind und!■; e) der biegsame Verbindungszuschnitt (8) mit seinem25 zwischen den Längskanten der Stege (4,5) verlaufenden Abschnitt eine zum Außenmantel (2) weisende offene Falte und zum Innenmantel (3) weisenden FaltenstegPjbildet und die einander zugekehrtenI Flächen der Stege (4,5) der Endfalte (6) unver-■■ 30 bunden sind.SM 810Ö2. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mehrlagig aufgebaute Filterelement (1) vom Außenmantel (2) zum Innenmantel (3) gestuft aus einer Vorfilterlage (VFK einer ersten und zweiten Membranlage (M1 und M2) und einer Membranunterstützung [MS) gebildet ist und der biegsame Verbindungszuschnitt (B) zwischen der zweiten Membranlage (M2) und der Membranunterstützung (MS) eingebettet und mit der zweiten Membranlage (M2) leckdicht verbunden ist (Fig. 5).3· Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Verbindungszuschnitt (B) zwischen der ersten und zweiten Membranlage (M1 und M2) eingebettet und mindestens mit der niedrigporigsten Membran (M2) leckdicht verbunden ist (Fig. B).4. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Verbindungszuschnitt (B) zwischen der Vorfilterlage (VF) und der ersten Membranlage (M1) eingebettet und mit der ersten Membranlage (M1) und deren Enden mit der zweiten Membranlage (M2) leckdicht verbunden sind (Fig. 7).5. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Verbindungszuschnitt (B) langer bemessen ist als die Länge einer Mantellinie des rohrförmigen Filterslementes (1] und seine stirnseitigen Enden als stirnseitige Umfaltungen (22) zwischen zwei durch den Verbindungszu-SM 810Bschnitt (θ) nicht überbrückte Lagen des Flachfilterzuschnittes (7) eingeschoben und seine Enden mit diesem verbunden sind [Fig. 8).B. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daB der mehrlagig aufgebaute Flachfilterzuschnitt (7] vom Außenmantel (2) zum Innenmantel (3) abnehmende Porengröße aufweist.7. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungszuschnitt (B) im Bereich seiner Längsränder im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist.8. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungszuschnitt (8) im Bereich seiner Mittellängsachse eine das überführen in den Faltensteg (£Π erleichternde Querschnittseinschnürung (14) aufweist.9. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungszuschnitt (8) aus einem Filtermaterial gebildet ist und mindestens außerhalb seiner Verbindungszonen (10) selbst als Filter wirkt=10. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungszuschnitt (8) fluiddicht ausgebildet ist.SM 810B5 -11j. RohrförmigBS Filtsrelemsnt nach Anspruch 1 bis 10, . ; dadurch gekennzeichnet, daß dar Verbindungszuschnitt (8) und die mit diesem verbindbaren Lagen • — des Flachfilterzuschnittes (7) aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff gebildet -sind.12. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszonen CIO)• von Verbindungszuschnitt (8) und von den Lagen des Flachfilterzuschnittes (7) durch eine Klebstoffraupe gebildet sind.13. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszonen (10) von Verbindungszuschnitt (6) und den Lagen des Flachfilterzuschnittes (7) durch thermisch aktivierbarB Zonen beiderseits der Mittellängsachse des Vsrbindungszuschnittes (8) gebildet sind.14. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dis Verbindungszonen(10) durch Ultraschallschwsißung gebildet sind.15. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 13,. dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungszuschnitt (8) in Richtung seiner Längsachse im Bereich der Verbindungszonen (10) verlaufende Heizdrähte eingelagert sind, welche zur Bildung einer Thermoschweißzone elektrisch aktivierbar sind.16. Rohrförmiges Filterelement nach Anspruch 1 bis 15,dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszonen (10) durch Hochfreq'usnz- oder Impulsschweißung oder Laser-■ ' schweißung der aufeinanderliegenden MatBriallagen ge-. bildet sind.SM 8106
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19818121211U DE8121211U1 (de) | 1981-07-18 | 1981-07-18 | Rohrfoermiges filterelement zur filtration von fluiden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19818121211U DE8121211U1 (de) | 1981-07-18 | 1981-07-18 | Rohrfoermiges filterelement zur filtration von fluiden |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8121211U1 true DE8121211U1 (de) | 1983-01-05 |
Family
ID=6729581
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DE19818121211U Expired DE8121211U1 (de) | 1981-07-18 | 1981-07-18 | Rohrfoermiges filterelement zur filtration von fluiden |
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DE (1) | DE8121211U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10003887A1 (de) * | 2000-01-29 | 2001-08-16 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Filtervorrichtung |
DE10235275A1 (de) * | 2002-08-02 | 2004-02-19 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Filterelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
1981
- 1981-07-18 DE DE19818121211U patent/DE8121211U1/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10003887A1 (de) * | 2000-01-29 | 2001-08-16 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Filtervorrichtung |
DE10235275A1 (de) * | 2002-08-02 | 2004-02-19 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Filterelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
US7462282B2 (en) | 2002-08-02 | 2008-12-09 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Filter element and method for the production thereof |
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