EP2776139A1 - Filter surface element for forming a prefilter layer of a multilayer filter medium - Google Patents

Filter surface element for forming a prefilter layer of a multilayer filter medium

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Publication number
EP2776139A1
EP2776139A1 EP12783112.1A EP12783112A EP2776139A1 EP 2776139 A1 EP2776139 A1 EP 2776139A1 EP 12783112 A EP12783112 A EP 12783112A EP 2776139 A1 EP2776139 A1 EP 2776139A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
surface element
filter
filter surface
layer
element according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12783112.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Schwender
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydac Filtertechnik GmbH
Original Assignee
Hydac Filtertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Filtertechnik GmbH filed Critical Hydac Filtertechnik GmbH
Publication of EP2776139A1 publication Critical patent/EP2776139A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/069—Special geometry of layers

Definitions

  • Filter surface element for forming a prefilter layer of a multilayer
  • the invention relates to a filter surface element for forming a prefilter layer of a multilayer filter medium, with an outer surface assigned to an inflow side of the filter medium.
  • Filter elements with a multi-layer filter medium are used for the filtration of liquids, for example in the form of hydraulic oil or solutions of any kind, such as suspensions, dispersions, emulsions or colloidal solutions, and have because of their large filter surface in a plisseeartigen folding the filter medium and its compact design all - well proven.
  • the known filter media as they are freely available on the market, are composed of several layers of different filter materials and are zig-zag folded or pleated and wrapped around a solid, provided inside the filter element, provided with passages support tube.
  • the multilayer structure of such a filter medium can have, for example, the following layer structure from one side to the other side:
  • polyester fleece 3. fiberglass mat or melt-blown nonwoven
  • the filter media meet high standards, for example, dimensional stability, homogeneity of the structure, dimensional stability or the like.
  • the layers of a multilayer mat web or a multi-layer filter medium before cutting the longitudinal edges via a parallel to the longitudinal edges extending welding path are interconnected. Subsequently, the multilayer filter medium is cut to a desired length.
  • An external, directed to the inflow side filter layer of a multilayer filter medium can be designed as a pre-filter and optimally matched to the main filter formed from one or more subsequent filter layers.
  • the prefilter layer and the main filter layer are matched to one another such that both are exhausted at almost the same point in time by the particle loading during the filtration of the fluid, ie, are added and must therefore be exchanged.
  • the prefilter layer is already completely exhausted, in other words the entire surface area, whereas the respective main filter layer still has free filter capacities. Nevertheless, the filter medium must be completely exchanged, whereby the service life of the speaking filter element shortened and the cost of the filtration can be increased overall.
  • the invention has as its object to effectively prevent premature exhaustion of a prefilter sheet in a multi-layered filter medium.
  • a filter surface element according to the invention for forming a prefilter layer of a multilayer filter medium is distinguished by the fact that at least one depression is introduced into the filter surface element starting from the outer surface assigned to an inflow side of the filter medium such that the respective depression at least partially penetrates into the filter surface element or penetrates it completely.
  • the filtration-effective area, more precisely the outer surface, of the filter surface element is increased and the dirt absorption capacity of a corresponding prefilter layer is increased.
  • a plurality of recesses in particular regularly and / or following a predeterminable pattern, are introduced into the filter surface element.
  • the respective depression is preferably formed in the manner of a bore or perforation on the filter surface element and has a predeterminable diameter and / or a predeterminable depth.
  • a perforation can be formed in a simple manner in connection with the production or the further processing of the filter surface element on this, for example could be a perforation when Umrollpel a web-like filter surface element introduced into this, preferably stamped, be.
  • the filter surface element In contrast to a perforation as passage point on Filter perennial- element has a non-continuous bore has a depth less than the respective thickness of the filter surface element and so far hardly represents a material weakening of the filter surface element in the recess, since a residual material for stiffening the prefilter layer at the bottom remains.
  • the size and the shape, in other words the inner contour, of the respective depression determine their respective effective filtration area and the corresponding area increase.
  • the respective diameter and / or the respective depth are selected in a certain size ratio to the thickness of the filter surface element.
  • the filter surface element can have a thickness of 0.3 mm and the respective diameter can be chosen smaller than 1.2 mm.
  • the increase in filtration area on jacket-like inner sides of the individual depressions is effective even taking into account the weakening of the direct flow of a main filter layer adjacent to a prefilter layer formed from the filter surface element in the region of the respective depression.
  • the individual recesses formed according to the invention can have different sizes, such as different diameters and different depths, as well as different shapes or inner contours.
  • the inner contour of the respective depression is selected in accordance with an inflowing fluid to be filtered and can also be selected according to a desired flow on filtration surfaces on the inside of the respective depression.
  • the respective depression can be funnel-like or conically increasing or decreasing Inner diameter may be formed and set corresponding flow conditions during penetration of fluid into the respective recess.
  • the prefilter layer may also be covered by a web-like grid.
  • the adjoining the outer surface of the filter surface element inner sides of the respective recess are flowed as filtration surfaces of the fluid to be cleaned, wherein the flow conditions is predetermined on the respective inner side by their orientation to the outer surface.
  • This alignment is advantageously carried out at a predeterminable angle, in particular perpendicularly, whereby both a desired inflow of the filtration surfaces on the typically jacket-like inner sides and at the bottom of a preferably bore-like depression or in the case of a perforation-like depression the flow of a main filter layer adjoining the respective depression are set become.
  • a prefilter layer made of a filter surface element according to the invention can be used over a longer period of time in a multilayer filter medium with improved filtration properties.
  • the invention further comprises a filter medium which has a multi-layered design and comprises at least one main filter layer and at least one prefilter layer formed from a filter surface element according to the invention.
  • the filter surface element according to the invention is formed from a preferably glass-fiber-reinforced plastic material
  • one of Formed surface element prefilter also fulfill the function of a support layer and has, moreover, a good dimensional stability.
  • FIG. 1 shows a partial section of a filter element with a inventively equipped Vorfi lterlage having filter medium.
  • FIG. 2a shows a detail of a filter medium with a prefilter formed from a filter surface element according to the invention
  • FIG. 2b shows a partial section through the filter medium of Fig. 2a.
  • Fig. 1 shows the upper part of a filter element 10 with a filter medium 12, which is pleated folded with adjacent filter pleats 14 on an inner, fluid-permeable support tube 16 and outside surrounded by an outer cylindrical housing shell 18, which is also fluid-permeable.
  • the individual filter folds 14 are shown partially exploded, with the single layer structure of the pleated filter medium 12 resulting from the viewer of FIG. 1 facing partial representation.
  • a support fabric 20, a prefilter layer 22, a main filter layer 24 and another support fabric 26 are successively present.
  • the ends of the filter medium 12 are each received in an end cap, wherein in Fig. ⁇ only the upper end cap 28 is shown, which moreover comprises a spring-loaded bypass valve 30 which allows a fluid passage for safety reasons, even if the filter medium 12 is added by dirt ,
  • the filter element 10 flows through from the outside to the inside.
  • the arranged between the housing shell 18 and the support tube 16 filter medium 12 is also flowed through from the outside inwards.
  • a plurality of perforations-like recesses 32 (not all designated) introduced.
  • 2a shows a surface section of the prefilter layer 22 and of the main filter layer 24 adjoining it.
  • the prefilter layer 22 is formed from a surface element into which a multiplicity of recesses 32a-32d are introduced.
  • the depressions 32b shown as the next row differ from the perforation-like depressions 32a in that they do not completely penetrate the prefilter layer 22 or the corresponding filter surface element, but each have a depth b which is smaller than the thickness d of the prefilter layer 22.
  • the recesses 32a, 32c represent passages through the prefilter layer 22 in this respect.
  • the recesses 32b, 32d represent so far accessible from the outer surface 34 recesses or recesses.
  • the recesses 32a-32d may be formed together on a pre-filter layer 22 and a corresponding filter surface element. However, it is simpler to manufacture a few, ideally only one, type of depressions 32a-32d on a prefilter layer 22. To achieve homogeneous filtration properties on the outer surface 34 of the prefilter layer 22, the recesses 32a-32d are regularly formed on the outer surface 34, typically in a grid-like pattern.
  • the filter sheet element for forming the prefilter layer 22 can be manufactured, stored and distributed independently of the main filter sheet 34. However, it is also conceivable to produce the composite of the prefilter layer 22 and the main filter layer 34 shown in FIG. 2 a and to further process it into a filter medium.
  • both layers 22, 24 are made of a plastic material.
  • a glass fiber reinforcement of the plastic material can be achieved that the Vorfilterlage 22 assumes the function of the support fabric 20 shown in FIG. 1 and the main filter layer 24 takes over the function of the other support fabric 26, so that both support fabric 20, 26 can be omitted and that shown in Fig. 2a
  • Composite of the prefilter layer 22 and the main filter layer 24 can be used as a filter medium in the filter element 10. In that regard, a manufacturable in a few manufacturing steps, ready-to-use filter medium is ready.
  • Fig. 2b shows a section through the recess 32a of Fig. 2a.
  • the depression 32a is rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation R and has a depth corresponding to the thickness d of the prefilter layer 22 or of the corresponding filter surface element.
  • the thickness d of the prefilter layer 22 is smaller than the thickness D of the adjoining main filter layer 24.
  • a fluid stream flowing from the inflow direction A can, as indicated by the arrows ai, impinge directly on the outer surface 34 of the prefilter layer 22, flow into it and continue to Main filter layer 24 are guided.
  • fluid can flow into the depression 32a and directly reach the main filter layer 24 on the bottom side and enter it directly as a longitudinal flow I.
  • a cross-flow indicated by arrows q2 which leads from the interior of the recess 32a into the area of the prefilter layer 22 surrounding the recess 32a, and from there continues as fluid flow Q. leads into the main filter layer 34.
  • the fluid flow Q indirectly transferred from the depression 32a via the inner side 36 into the main filter layer 34 has a component of movement in the transverse direction with respect to the axis of rotation R extending parallel to the axis of rotation

Abstract

The invention relates to a filter surface element for forming a prefilter layer (22) of a multilayer filter medium (12), comprising an outer surface associated with an inflow side (A) of the filter medium (12). The filter surface element is characterized in that at least one depression (32) is introduced into the filter surface element starting from the outer surface such that each depression (32) at least partly penetrates into the filter surface element or completely passes through same.

Description

Filterflächenelement zur Ausbildung einer Vorfilterlage eines mehrlagigen Filter surface element for forming a prefilter layer of a multilayer
Filtermediums filter medium
Die Erfindung betrifft ein Filterflächenelement zur Ausbildung einer Vorfilterlage eines mehrlagigen Filtermediums, mit einer einer Anströmseite des Filtermediums zugeordneten Außenfläche. Filterelemente mit einem mehrlagigen Filtermedium dienen zur Filtration von Flüssigkeiten, beispielsweise in Form von Hydrauliköl oder von Lösungen jedweder Art, wie Suspensionen, Dispersionen, Emulsionen oder kolloiden Lösungen, und haben sich wegen ihrer großen Filterfläche bei einem plisseeartigen Falten des Filtermediums und ihrer kompakten Bauweise all- gemein bewährt. Die bekannten Filtermedien, wie sie auf dem Markt frei erhältlich sind, sind aus mehreren Lagen verschiedener Filtermaterialien zusammengesetzt und werden zick-zack-förmig gefaltet oder plissiert und um ein massives, im Inneren des Filterelements angeordnetes, mit Durchlässen versehenes Stützrohr herumgelegt. The invention relates to a filter surface element for forming a prefilter layer of a multilayer filter medium, with an outer surface assigned to an inflow side of the filter medium. Filter elements with a multi-layer filter medium are used for the filtration of liquids, for example in the form of hydraulic oil or solutions of any kind, such as suspensions, dispersions, emulsions or colloidal solutions, and have because of their large filter surface in a plisseeartigen folding the filter medium and its compact design all - well proven. The known filter media, as they are freely available on the market, are composed of several layers of different filter materials and are zig-zag folded or pleated and wrapped around a solid, provided inside the filter element, provided with passages support tube.
Der mehrlagige Aufbau eines solchen Filtermediums kann beispielsweise von der einen Seite zur anderen Seite hin folgenden Schichtaufbau aufweisen: The multilayer structure of such a filter medium can have, for example, the following layer structure from one side to the other side:
1. Metalldrahtgewebe oder Kunststoffgewebe oder Kunststoffgitter mit Netzstruktur,  1. metal wire mesh or plastic mesh or mesh plastic mesh,
2. Polyestervlies, 3. Glasfasermatte oder Melt-Blown-Vlies, 2. polyester fleece, 3. fiberglass mat or melt-blown nonwoven,
4. Papiervlies, Glasfasermatte oder Melt-Blown-Vlies,  4. paper web, fiberglass mat or melt-blown web,
5. Polyestervlies,  5. polyester fleece,
6. Edelstahl-Polyester-Mischgewebe, Metalldrahtgewebe oder Kunststoff- gewebe oder Kunststoffgitter mit Netzstruktur.  6. Stainless steel-polyester blended fabric, metal wire mesh or plastic mesh or plastic mesh with mesh structure.
Um einen sicheren Betrieb der in vielen Fällen hochwertigen Anlagen zu gewährleisten, bei denen Filterelemente mit derartigen Filtermedien zum Einsatz kommen, ist es von ausschlaggebender Bedeutung, dass die Filter- medien hohen Anforderungen genügen, beispielsweise hinsichtlich Maßhaltigkeit, Homogenität des Aufbaus, Formstabilität oder dergleichen. Bei einem aus DE 10 2009 054 077 AI bekannten Verfahren zum Herstellen eines Filterelements zur Filtration von Fluiden werden die Lagen einer mehrlagigen Mattenbahn bzw. eines mehrlagigen Filtermediums vor dem Beschneiden der Längsränder über eine parallel zu den Längsrändern verlaufende Schweißbahn miteinander verbunden. Anschließend wird das mehrlagige Filtermedium entsprechend einer gewünschten Länge zugeschnitten. Eine außenliegende, zur Anströmseite gerichtete Filterlage eines mehrlagigen Filtermediums kann als Vorfilter ausgebildet und optimal auf den aus einer oder mehreren sich anschließenden Filterlagen gebildeten Hauptfilter abgestimmt sein. In der Regel sind die Vorfilterlage und die Hauptfilterlage derart aufeinander abgestimmt, dass beide zum nahezu gleichen Zeitpunkt durch die Partikelbeladung bei der Filtration des Fluids erschöpft, d.h., zugesetzt und von daher auszutauschen sind. In der praktischen Anwendung kommt es jedoch mitunter vor, dass die Vorfilterlage bereits vollständig, anders ausgedrückt vollflächig, erschöpft ist, wohingegen die jeweilige Hauptfilterlage noch freie Filterkapazitäten aufweist. Nichtsdestotrotz ist das Filtermedium komplett auszutauschen, wodurch die Standzeit des ent- sprechenden Filterelements verkürzt und die Kosten für die Filtration insgesamt erhöht werden. In order to ensure safe operation of the in many cases high-quality systems in which filter elements are used with such filter media, it is of crucial importance that the filter media meet high standards, for example, dimensional stability, homogeneity of the structure, dimensional stability or the like. In one known from DE 10 2009 054 077 AI method for producing a filter element for the filtration of fluids, the layers of a multilayer mat web or a multi-layer filter medium before cutting the longitudinal edges via a parallel to the longitudinal edges extending welding path are interconnected. Subsequently, the multilayer filter medium is cut to a desired length. An external, directed to the inflow side filter layer of a multilayer filter medium can be designed as a pre-filter and optimally matched to the main filter formed from one or more subsequent filter layers. As a rule, the prefilter layer and the main filter layer are matched to one another such that both are exhausted at almost the same point in time by the particle loading during the filtration of the fluid, ie, are added and must therefore be exchanged. In practical application, however, it sometimes happens that the prefilter layer is already completely exhausted, in other words the entire surface area, whereas the respective main filter layer still has free filter capacities. Nevertheless, the filter medium must be completely exchanged, whereby the service life of the speaking filter element shortened and the cost of the filtration can be increased overall.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine vorzeitige Erschöpfung einer Vorfilterlage in einem mehrlagigen Filtermedium wirksam zu verhindern. The invention has as its object to effectively prevent premature exhaustion of a prefilter sheet in a multi-layered filter medium.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Filterflächenelement mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 in seiner Gesamtheit. Ein erfindungsgemäßes Filterflächenelement zur Ausbildung einer Vorfilterlage eines mehrlagigen Filtermediums zeichnet sich dadurch aus, dass ausgehend von der einer Anströmseite des Filtermediums zugeordneten Außenfläche mindestens eine Vertiefung in das Filterflächenelement derart eingebracht ist, dass die jeweilige Vertiefung zumindest teilweise in das Filterflächenelement eindringt oder dieses vollständig durchdringt. This object is achieved by a filter sheet with the features of claim 1 in its entirety. A filter surface element according to the invention for forming a prefilter layer of a multilayer filter medium is distinguished by the fact that at least one depression is introduced into the filter surface element starting from the outer surface assigned to an inflow side of the filter medium such that the respective depression at least partially penetrates into the filter surface element or penetrates it completely.
Durch die Ausbildung einer oder mehrerer Vertiefungen wird die filtrationswirksame Fläche, genauer Außenfläche, des Filterflächenelements erhöht und die Schmutzaufnahmekapazität einer entsprechenden Vorfilterlage erhöht. Zweckmäßigerweise sind mehrere Vertiefungen, insbesondere regelmäßig und/oder einem vorgebbaren Muster folgend, in das Filterflächenelement eingebracht. Durch eine insbesondere flächenbereichsweise regelmäßige Ausbildung von Vertiefungen, anders ausgedrückt durch eine gleichmäßige Tiefenstruktur, wird ein Filterflächenelement mit flächenbereichsweise homogenen Filtrationseigenschaften ausgebildet. By forming one or more depressions, the filtration-effective area, more precisely the outer surface, of the filter surface element is increased and the dirt absorption capacity of a corresponding prefilter layer is increased. Conveniently, a plurality of recesses, in particular regularly and / or following a predeterminable pattern, are introduced into the filter surface element. By a particular area-wise regular formation of depressions, in other words by a uniform depth structure, a filter surface element is formed with area-wise homogeneous filtration properties.
Die jeweilige Vertiefung ist bevorzugt bohrungs- oder perforationsartig am Filterflächenelement ausgebildet und weist einen vorgebbaren Durchmesser und/oder eine vorgebbare Tiefe auf. Eine Perforation lässt sich in einfacher Weise in Zusammenhang mit der Herstellung oder der Weiterverar- beitung des Filterflächenelements an diesem ausbilden, beispielsweise könnte eine Perforation beim Umrollschneiden eines bahnartigen Filterflächenelements in dieses eingebracht, vorzugsweise eingestanzt, werden. The respective depression is preferably formed in the manner of a bore or perforation on the filter surface element and has a predeterminable diameter and / or a predeterminable depth. A perforation can be formed in a simple manner in connection with the production or the further processing of the filter surface element on this, for example could be a perforation when Umrollschneiden a web-like filter surface element introduced into this, preferably stamped, be.
Im Unterschied zu einer Perforation als Durchtrittsstelle am Filterflächen- element weist eine nicht durchgehende Bohrung eine Tiefe kleiner als die jeweilige Dicke des Filterflächenelements auf und stellt insoweit kaum eine Materialschwächung des Filterflächenelements im Bereich der Vertiefung dar, da ein Restmaterial zur Aussteifung der Vorfilterlage an deren Grund verbleibt. Die Größe und die Form, anders ausgedrückt die Innenkontur, der jeweiligen Vertiefung legen deren jeweilige wirksame Filtrationsfläche und den entsprechenden Flächenzuwachs fest. Besonders bevorzugt sind der jeweilige Durchmesser und/oder die jeweilige Tiefe in einem bestimmten Größenverhältnis zur Dicke des Filterflächenelements gewählt. Insbesondere kann das Filterflächenelement eine Dicke von 0,3 mm aufweisen und der jeweilige Durchmesser kleiner als 1 ,2 mm gewählt sein. In contrast to a perforation as passage point on Filterflächen- element has a non-continuous bore has a depth less than the respective thickness of the filter surface element and so far hardly represents a material weakening of the filter surface element in the recess, since a residual material for stiffening the prefilter layer at the bottom remains. The size and the shape, in other words the inner contour, of the respective depression determine their respective effective filtration area and the corresponding area increase. Particularly preferably, the respective diameter and / or the respective depth are selected in a certain size ratio to the thickness of the filter surface element. In particular, the filter surface element can have a thickness of 0.3 mm and the respective diameter can be chosen smaller than 1.2 mm.
Bei einer derartigen Wahl des Durchmessers im Vergleich zur Dicke des Flächenelements ist der Zuwachs an Filtrationsfläche an mantelartigen Innenseiten der einzelnen Vertiefungen wirksam selbst unter Berücksichti- gung der Schwächung der direkten Anströmung einer an eine aus dem Filterflächenelement gebildete Vorfilterlage angrenzenden Hauptfilterlage im Bereich der jeweiligen Vertiefung. With such a choice of the diameter in comparison to the thickness of the surface element, the increase in filtration area on jacket-like inner sides of the individual depressions is effective even taking into account the weakening of the direct flow of a main filter layer adjacent to a prefilter layer formed from the filter surface element in the region of the respective depression.
Die einzelnen erfindungsgemäß ausgebildeten Vertiefungen können unter- schiedliche Größen, wie unterschiedliche Durchmesser und unterschiedliche Tiefen, sowie unterschiedliche Formen bzw. Innenkonturen aufweisen. Vorteilhafterweise ist die Innenkontur der jeweiligen Vertiefung entsprechend eines anströmenden, zu filternden Fluids gewählt und kann zudem entsprechend einer gewünschten Anströmung an Filtrationsflächen an In- nenseiten der jeweiligen Vertiefung gewählt sein. Beispielsweise kann die jeweilige Vertiefung trichterartig oder mit konisch zu- oder abnehmendem Innendurchmesser ausgebildet sein und entsprechende Strömungsverhältnisse beim Eindringen von Fluid in die jeweilige Vertiefung festlegen. Zur Bildung der jeweiligen Vertiefung kann die Vorfilterlage auch von einem bahnartigen Gitternetz überzogen sein. The individual recesses formed according to the invention can have different sizes, such as different diameters and different depths, as well as different shapes or inner contours. Advantageously, the inner contour of the respective depression is selected in accordance with an inflowing fluid to be filtered and can also be selected according to a desired flow on filtration surfaces on the inside of the respective depression. For example, the respective depression can be funnel-like or conically increasing or decreasing Inner diameter may be formed and set corresponding flow conditions during penetration of fluid into the respective recess. To form the respective depression, the prefilter layer may also be covered by a web-like grid.
Die sich an die Außenfläche des Filterflächenelements anschließenden Innenseiten der jeweiligen Vertiefung werden als Filtrationsflächen vom zu reinigenden Fluid angeströmt, wobei die Anströmverhältnisse an der jeweiligen Innenseite durch deren Ausrichtung zur Außenfläche vorgegeben ist. Diese Ausrichtung erfolgt vorteilhafterweise in einem vorgebbaren Winkel, insbesondere senkrecht, wodurch sowohl eine gewünschte Anströmung der Filtrationsflächen an den typischerweise mantelartigen Innenseiten als auch am Boden einer bevorzugt bohrungsartigen Vertiefung oder bei einer perforationsartigen Vertiefung die Anströmung einer sich an die jeweilige Vertie- fung anschließenden Hauptfilterlage eingestellt werden. The adjoining the outer surface of the filter surface element inner sides of the respective recess are flowed as filtration surfaces of the fluid to be cleaned, wherein the flow conditions is predetermined on the respective inner side by their orientation to the outer surface. This alignment is advantageously carried out at a predeterminable angle, in particular perpendicularly, whereby both a desired inflow of the filtration surfaces on the typically jacket-like inner sides and at the bottom of a preferably bore-like depression or in the case of a perforation-like depression the flow of a main filter layer adjoining the respective depression are set become.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Filterflächenelements zur Ausbildung einer Vorfilterlage eines mehrlagigen Filtermediums erhält eine derartige Vorfilterlage verbesserte Filtrationseigenschaften aufgrund einer vergrößerten effektiven Filtrationsfläche sowie jedenfalls aufgrund einer erhöhten Schmutzaufnahmekapazität. Eine Vorfilterlage aus einem erfindungsgemäßen Filterflächenelement kann bei verbesserten Filtrationseigenschaften über einen längeren Zeitraum hinweg in einem mehrlagigen Filtermedium eingesetzt werden. Die Erfindung umfasst weiter ein Filterme- dium, das mehrlagig ausgebildet mindestens eine Hauptfilterlage und mindestens eine aus einem erfindungsgemäßen Filterflächenelement gebildete Vorfilterlage umfasst. Due to the inventive design of a filter surface element for forming a prefilter layer of a multilayer filter medium receives such prefilter layer improved filtration properties due to an increased effective filtration area and anyway due to an increased dirt holding capacity. A prefilter layer made of a filter surface element according to the invention can be used over a longer period of time in a multilayer filter medium with improved filtration properties. The invention further comprises a filter medium which has a multi-layered design and comprises at least one main filter layer and at least one prefilter layer formed from a filter surface element according to the invention.
Ist das erfindungsgemäße Filterflächenelement aus einem vorzugsweise glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet, kann eine aus dem Fil- terflächenelement gebildete Vorfilterlage zudem die Funktion einer Stützlage erfüllen und weist im Übrigen eine gute Formstabilität auf. If the filter surface element according to the invention is formed from a preferably glass-fiber-reinforced plastic material, one of Formed surface element prefilter also fulfill the function of a support layer and has, moreover, a good dimensional stability.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Die vorstehend genannten und die weiter angeführten Merkmale können erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen verwirklicht sein. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind rein schematisch und nicht maßstäblich zu verstehen. Es zeigt: Further advantages and features of the invention will become apparent from the figures and the following description of the drawing. The above-mentioned and the further mentioned features can be inventively realized individually or in any combination. The features shown in the figures are purely schematic and not to scale. It shows:
Fig. 1 einen Teilausschnitt eines Filterelements mit einem eine erfindungsgemäß ausgestattete Vorfi lterlage aufweisenden Filtermedium; 1 shows a partial section of a filter element with a inventively equipped Vorfi lterlage having filter medium.
Fig. 2a einen Ausschnitt eines Filtermediums mit einer aus einem erfindungsgemäßen Filterflächenelement ausgebildeten Vorfilter läge; FIG. 2a shows a detail of a filter medium with a prefilter formed from a filter surface element according to the invention; FIG.
Fig. 2b einen Teilschnitt durch das Filtermedium aus Fig. 2a. 2b shows a partial section through the filter medium of Fig. 2a.
Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines Filterelements 10 mit einem Filtermedium 12, das sich plisseeartig gefaltet mit nebeneinanderliegenden Filterfalten 14 an einem inneren, fluiddurchlässigen Stützrohr 16 abstützt und außenseitig von einem äußeren, zylindrischen Gehäusemantel 18 umgeben ist, der ebenfalls fluiddurchlässig ist. Der besseren Darstellung wegen sind die einzelnen Filterfalten 14 teilweise auseinandergezogen dargestellt, wobei sich der Einzellagenaufbau des plissierten Filtermediurns 12 aus der dem Betrachter der Fig. 1 zugewandten Teildarstellung ergibt. Dementsprechend sind aufeinanderfolgend ein Stützgewebe 20, eine Vorfilterlage 22, eine Hauptfilterlage 24 und ein weiteres Stützgewebe 26 vorhanden. Die Enden des Filtermediums 12 sind jeweils in einer Endkappe aufgenommen, wobei in Fig. Ί nur die obere Endkappe 28 dargestellt ist, die im Übrigen ein federbelastetes Bypassventil 30 umfasst, das aus Sicherheitsgründen einen Fluiddurchlass ermöglicht, auch wenn das Filtermedium 12 von Ver- schmutzungen zugesetzt ist. Fig. 1 shows the upper part of a filter element 10 with a filter medium 12, which is pleated folded with adjacent filter pleats 14 on an inner, fluid-permeable support tube 16 and outside surrounded by an outer cylindrical housing shell 18, which is also fluid-permeable. For better illustration, the individual filter folds 14 are shown partially exploded, with the single layer structure of the pleated filter medium 12 resulting from the viewer of FIG. 1 facing partial representation. Accordingly, a support fabric 20, a prefilter layer 22, a main filter layer 24 and another support fabric 26 are successively present. The ends of the filter medium 12 are each received in an end cap, wherein in Fig. Ί only the upper end cap 28 is shown, which moreover comprises a spring-loaded bypass valve 30 which allows a fluid passage for safety reasons, even if the filter medium 12 is added by dirt ,
Das Filterelement 10 wird, wie mit Pfeilen für eine Anströmrichtung A und für eine Abströmrichtung B angedeutet, von außen nach innen durchströmt. Das zwischen dem Gehäusemantel 18 und dem Stützrohr 16 angeordnete Filtermedium 12 wird ebenfalls von außen nach innen durchströmt. An einer der Anströmrichtung A zugewandten Außenseite (in Fig. 1 nicht bezeichnet) der Vorfilterlage 22 ist eine Vielzahl von perforationsartigen Vertiefungen 32 (nicht sämtliche bezeichnet) eingebracht. Fig. 2a zeigt einen Flächenausschnitt der Vorfilterlage 22 und der sich an diese anschließenden Hauptfilterlage 24. Die Vorfilterlage 22 ist aus einen Flächenelement ausgebildet, in welches eine Vielzahl von Vertiefungen 32a-32d eingebracht ist. Die in Fig. 2a links gezeigten Vertiefungen 32a sind jeweils perforationsartig mit einer zylinderförmigen Innenkontur in das Filterflächenelement eingebracht und durchdringen das Filterflächenelement vollständig, anders ausgedrückt erstrecken sie sich von einer Außenfläche 34 über die komplette Dicke d der Vorfilterlage 22 bzw. des entsprechenden Filterflächenelements. Die als nächste Reihe gezeigten Vertiefungen 32b unterscheiden sich von den perforationsartigen Vertiefungen 32a dadurch, dass sie die Vorfilterlage 22 bzw. das entsprechende Filterflächenelement nicht vollständig durchdringen, sondern jeweils eine Tiefe b aufweisen, welche kleiner als die Dicke d der Vorfilterlage 22 ist. Der Durchmesser a der jeweiligen Vertiefung 32a, 32b kann kleiner oder gleich oder größer als die Dicke d der Vorfilterlage 22 sein; im gezeigten Beispiel ist der Durchmesser a = 0,4 mm größer als die Dicke d = 0,3 mm. Die Vertiefungen 32c der weiteren Reihe weisen jeweils einen rechteck- förmigen Querschnitt, insbesondere einen quadratischen Querschnitt mit Seitenlängen a = 0,4 mm, auf und erstrecken sich über die komplette Dicke d der Vorfilterlage 22 bzw. des entsprechenden Filterflächenelements. Die Vertiefungen 32a, 32c stellen insoweit Durchtrittsstellen durch die Vorfilterlage 22 dar. Die in Fig. 2a rechts gezeigte Reihe von Vertiefungen 32d zeichnet sich durch einen ebenfalls rechteckförmigen Querschnitt, insbesondere einen quadratischen Querschnitt mit Seitenlängen a = 0,4 mm, und eine Tiefe b kleiner als die Dicke d der Vorfilterlage 22 bzw. des entspre- chenden Filterflächenelements aus. Die Vertiefungen 32b, 32d stellen insoweit von der Außenfläche 34 zugängliche Ausnehmungen bzw. Aussparungen dar. The filter element 10, as indicated by arrows for a direction of flow A and for a discharge direction B, flows through from the outside to the inside. The arranged between the housing shell 18 and the support tube 16 filter medium 12 is also flowed through from the outside inwards. At one of the outer side facing the flow direction A (not shown in Fig. 1) of the prefilter layer 22 is a plurality of perforations-like recesses 32 (not all designated) introduced. 2a shows a surface section of the prefilter layer 22 and of the main filter layer 24 adjoining it. The prefilter layer 22 is formed from a surface element into which a multiplicity of recesses 32a-32d are introduced. The recesses 32a shown on the left in FIG. 2a are each perforated with a cylindrical inner contour introduced into the filter surface element and completely penetrate the filter surface element, in other words, they extend from an outer surface 34 over the entire thickness d of the pre-filter layer 22 and the corresponding filter surface element. The depressions 32b shown as the next row differ from the perforation-like depressions 32a in that they do not completely penetrate the prefilter layer 22 or the corresponding filter surface element, but each have a depth b which is smaller than the thickness d of the prefilter layer 22. The diameter a of the respective recess 32a, 32b may be less than or equal to or greater than the thickness d of the prefilter layer 22; in the example shown, the diameter a = 0.4 mm is greater than the thickness d = 0.3 mm. The depressions 32c of the further row each have a rectangular cross section, in particular a square cross section with side lengths a = 0.4 mm, and extend over the complete thickness d of the prefilter layer 22 or of the corresponding filter surface element. The recesses 32a, 32c represent passages through the prefilter layer 22 in this respect. The row of depressions 32d shown on the right in FIG. 2a is characterized by a likewise rectangular cross section, in particular a square cross section with side lengths a = 0.4 mm, and a depth b smaller than the thickness d of the prefilter layer 22 or of the corresponding filter surface element. The recesses 32b, 32d represent so far accessible from the outer surface 34 recesses or recesses.
Die Vertiefungen 32a-32d können gemeinsam an einer Vorfilterlage 22 bzw. einem entsprechenden Filterflächenelement ausgebildet sein. Es ist jedoch herstellungstechnisch einfacher, wenige, idealerweise nur eine, Art von Vertiefungen 32a-32d an einer Vorfilterlage 22 auszubilden. Zur Erreichung von homogenen Filtrationseigenschaften an der Außenfläche 34 der Vorfilterlage 22 werden die Vertiefungen 32a-32d regelmäßig, typischer- weise in einem gitterförmigen Muster, auf der Außenfläche 34 ausgebildet. The recesses 32a-32d may be formed together on a pre-filter layer 22 and a corresponding filter surface element. However, it is simpler to manufacture a few, ideally only one, type of depressions 32a-32d on a prefilter layer 22. To achieve homogeneous filtration properties on the outer surface 34 of the prefilter layer 22, the recesses 32a-32d are regularly formed on the outer surface 34, typically in a grid-like pattern.
Das Filterflächenelement zur Ausbildung der Vorfilterlage 22 kann unabhängig von der Hauptfilterlage 34 hergestellt, bevorratet und vertrieben werden. Es ist jedoch auch vorstellbar, das in Fig. 2a gezeigte Composit aus Vorfilterlage 22 und Hauptfilterlage 34 herzustellen und zu einem Filtermedium weiter zu verarbeiten. Typischerweise sind beide Lagen 22, 24 aus einem Kunststoff material gefertigt. Durch eine Glasfaserverstärkung des Kunststoffmaterials kann erreicht werden, dass die Vorfilterlage 22 die Funktion des in Fig. 1 gezeigten Stützgewebes 20 mit übernimmt und die Haupt- filterlage 24 die Funktion des weiteren Stützgewebes 26 mit übernimmt, so dass beide Stützgewebe 20, 26 entfallen können und das in Fig. 2a gezeigte Composit aus der Vorfilterlage 22 und der Hauptfilterlage 24 als Filtermedium im Filterelement 10 eingesetzt werden kann. Insoweit steht ein in wenigen Fertigungsschritten herstellbares, gebrauchsfertiges Filtermedium bereit. The filter sheet element for forming the prefilter layer 22 can be manufactured, stored and distributed independently of the main filter sheet 34. However, it is also conceivable to produce the composite of the prefilter layer 22 and the main filter layer 34 shown in FIG. 2 a and to further process it into a filter medium. Typically, both layers 22, 24 are made of a plastic material. By a glass fiber reinforcement of the plastic material can be achieved that the Vorfilterlage 22 assumes the function of the support fabric 20 shown in FIG. 1 and the main filter layer 24 takes over the function of the other support fabric 26, so that both support fabric 20, 26 can be omitted and that shown in Fig. 2a Composite of the prefilter layer 22 and the main filter layer 24 can be used as a filter medium in the filter element 10. In that regard, a manufacturable in a few manufacturing steps, ready-to-use filter medium is ready.
Fig. 2b zeigt einen Schnitt durch die Vertiefung 32a aus Fig. 2a. Die Vertiefung 32a ist rotationssymmetrisch zur Rotationsachse R ausgebildet und weist eine Tiefe entsprechend der Dicke d der Vorfilterlage 22 bzw. des entsprechenden Filterflächenelements auf. Die Dicke d der Vorfilterlage 22 ist kleiner als die Dicke D der sich anschließenden Hauptfilterlage 24. Ein aus der Anströmrichtung A anströmender Fluidstrom kann, wie mit den Pfeilen ai angedeutet, unmittelbar auf die Außenfläche 34 der Vorfilterlage 22 auftreffen, in diese einströmen und weiter zur Hauptfilterlage 24 geführt werden. Alternativ kann Fluid, wie mit Pfeilen a2 angedeutet, in die Vertie- fung 32a einströmen und bodenseitig unmittelbar die Hauptfilterlage 24 erreichen und als Längsstrom I in diese unmittelbar eintreten. Fig. 2b shows a section through the recess 32a of Fig. 2a. The depression 32a is rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation R and has a depth corresponding to the thickness d of the prefilter layer 22 or of the corresponding filter surface element. The thickness d of the prefilter layer 22 is smaller than the thickness D of the adjoining main filter layer 24. A fluid stream flowing from the inflow direction A can, as indicated by the arrows ai, impinge directly on the outer surface 34 of the prefilter layer 22, flow into it and continue to Main filter layer 24 are guided. Alternatively, as indicated by arrows a2, fluid can flow into the depression 32a and directly reach the main filter layer 24 on the bottom side and enter it directly as a longitudinal flow I.
Weiterhin entsteht an einer mantelseitigen Innenseite 36 der Vertiefung 32a, welche ebenfalls rotationssymmetrisch zur Rotationsachse R ist, ein mit Pfeilen q2 angedeuteter Querstrom, der vom Inneren der Vertiefung 32a in den die Vertiefung 32a umgebenden Bereich der Vorfilterlage 22 führt und von dort als Fluidstrom Q weiter in die Hauptfilterlage 34 führt. Der von der Vertiefung 32a über die Innenseite 36 mittelbar in die Hauptfilterlage 34 überführte Fluidstrom Q weist eine Bewegungskomponente in Querrichtung in Bezug zur parallel zur Rotationsachse R verlaufendenFurthermore, on a shell-side inside 36 of the recess 32a, which is also rotationally symmetrical to the axis of rotation R, a cross-flow indicated by arrows q2, which leads from the interior of the recess 32a into the area of the prefilter layer 22 surrounding the recess 32a, and from there continues as fluid flow Q. leads into the main filter layer 34. The fluid flow Q indirectly transferred from the depression 32a via the inner side 36 into the main filter layer 34 has a component of movement in the transverse direction with respect to the axis of rotation R extending parallel to the axis of rotation
Längsrichtung auf. An einer Außenseite des Composits aus Vorfilterlage 22 und Hauptfilterlage 24 können weitere quer gerichtete Fluidströme qi sowohl in die Vorfilterlage 22 als auch in die Hauptfilterlage 24 einströmen. In der Darstellung von Fig. 1 treten derartige Querströmungen qi an den der oberen und der unteren Endkappe 28 zugewandten Randseiten des Filtermediums 12 auf. Longitudinal direction. On an outer side of the composite of prefilter layer 22 and main filter layer 24, further transversely directed fluid flows qi can flow into both the prefilter layer 22 and the main filter layer 24. In the illustration of FIG. 1, such transverse flows qi occur at the edge sides of the filter medium 12 facing the upper and the lower end cap 28.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e  P a n t a n s p r e c h e
. Filterflächenelement zur Ausbildung einer Vorfilterlage (22) eines mehrlagigen Filtermediums (12), mit einer einer Anströmseite (A) des Filtermediums (12) zugeordneten Außenfläche (34), dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der Außenfläche (34) mindestens eine Vertiefung (32, 32a-32d) in das Filterflächenelement derart eingebracht ist, dass die jeweilige Vertiefung (32, 32a-32d) zumindest teilweise in das Filterflächenelement eindringt oder dieses vollständig durchdringt. , Filter surface element for forming a prefilter layer (22) of a multilayer filter medium (12), having an outer surface (34) associated with an inflow side (A) of the filter medium (12), characterized in that starting from the outer surface (34) at least one depression (32, 32a-32d) is introduced into the filter surface element in such a way that the respective depression (32, 32a-32d) at least partially penetrates into the filter surface element or penetrates it completely.
2. Filterflächenelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vertiefungen (32, 32a-32d), insbesondere regelmäßig und/oder einem vorgebbaren Muster folgend, in das Filterflächenelement eingebracht sind. 2. Filter surface element according to claim 1, characterized in that a plurality of recesses (32, 32a-32d), in particular regularly and / or a predetermined pattern following, are introduced into the filter surface element.
3. Filterflächenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige bevorzugt bohrungs- oder perforationsartig am Filterflächenelement ausgebildete Vertiefung(32, 32a-32d) einen vorgebbaren Durchmesser (a) und/oder eine vorgebbare Tiefe (b) aufweist. 3. Filter surface element according to claim 1 or 2, characterized in that the respective preferably bore-like or perforation-like formed on the filter surface element recess (32, 32a-32d) has a predeterminable diameter (a) and / or a predeterminable depth (b).
4. Filterflächenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Durchmesser (a) und/oder die jeweilige Tiefe (b) in einem bestimmten Größenverhältnis zur Dicke (d) des Filterflächenelements gewählt sind, insbesondere wobei das Filterflächen- element eine Dicke (d) von 0,3 mm aufweist und der jeweilige4. Filter surface element according to claim 3, characterized in that the respective diameter (a) and / or the respective depth (b) are selected in a certain size ratio to the thickness (d) of the filter surface element, in particular wherein the filter surface element has a thickness (i.e. ) of 0.3 mm and the respective
Durchmesser (a) kleiner als 1 ,2 mm gewählt ist. Filterflächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur der jeweiligen Vertiefung (32, 32a-32d) entsprechend einem anströmenden, zu filternden Fluid gewählt ist. Diameter (a) is less than 1, 2 mm. Filter surface element according to one of the preceding claims, characterized in that the inner contour of the respective recess (32, 32a-32d) is selected according to an inflowing, to be filtered fluid.
Filterflächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich an die Außenfläche (34) anschließenden Innenseiten (36) der jeweiligen Vertiefung (32, 32a- 32d) in einem vorgebbaren Winkel, insbesondere senkrecht, zur Außenfläche (34) ausgerichtet sind. Filter surface element according to one of the preceding claims, characterized in that adjoining the outer surface (34) inner sides (36) of the respective recess (32, 32a-32d) are aligned at a predetermined angle, in particular perpendicular to the outer surface (34).
Filterflächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Vertiefung (32, 32a-32d) kanalartig in das Filterflächenelement eingebracht ist und einem vorgebbaren Bahnverlauf entlang der Außenfläche folgt. Filter surface element according to one of the preceding claims, characterized in that the respective recess (32, 32a-32d) is channel-like introduced into the filter surface element and a predetermined trajectory along the outer surface follows.
Filterflächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterflächenelement aus einem vorzugsweise glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet ist. Filter surface element according to one of the preceding claims, characterized in that the filter surface element is formed of a preferably glass fiber reinforced plastic material.
Filtermedium (1 2), das mehrlagig ausgebildet mindestens eine Hauptfilterlage (24) und mindestens eine aus einem Filterflächenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildete Vorfilterlage (22) umfasst. Filter medium (1 2), the multi-layer formed at least one main filter layer (24) and at least one of a filter surface element according to one of the preceding claims formed prefilter layer (22).
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