CH676936A5 - - Google Patents

Description

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CH 676 936 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Filterwickelmodul gemäss Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs, wie es z.B. nach dem Stand der Technik gemäss US-PS 2 647 637 bekannt ist. Bei diesem bekannten Wickelmodul sind beide Stirnflächen durch Endkappen verschlossen und das zu filtrierende Fluid verteilt sich innerhalb der Spirale in Spi-ralrichtung und die drainierende Stützschicht mündet im hohlen, zentralen Kern.

Ähnlich aufgebaut ist ein Filterelement nach DE-GM 8 026 874, US-PS 3 367 504 und DE-AS 2462 88a

Es sind auch Wickelmodule bekannt (US-PS 3 801 400), bei denen anstelle eines flächigen Filterbandes mehr oder weniger dicke Fäden spulenartig um einen hohlen Kern gewickelt sind und deren Fäden gegebenenfalls miteinander durch thermische Einwirkung vernetzt sind über die gesamte Schicht-dicke als Tiefenfilter wirken. Diese Bauweise ist jedoch für die Bewältigung der verschiedenartigen Filtrationsprobleme in den verschiedensten Industrien und bei der Filtration der verschiedensten Fluide (Gas und/oder Flüssigkeit), zu unflexibel und lassen sich für die Problemlösung nicht ohne weiteres optimieren.

Einerseits haben derartige Wickelmodule gegenüber Filterelementen in gefalteter Bauweise mit um einen zylindrischen Hohlkern angeordneter Plissierung den Vorteil, dass bedingt durch die Dicke des filterwirksamen Wickelzylinders eine grosse Tiefenwirkung gegeben ist, die z.B. zu einem gewünschten Aufbau eines selbst filterwirksamen Filterkuchens und höheren Kontaktzeiten führt.

Andererseits haben herkömmliche Wickelmodule gegenüber Filterelementen in gefalteter Bauweise den Nachteil einer wesentlich geringeren frei zugänglichen Oberfläche und somit effektiv filterwirksamen Oberfläche.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein Filterwickelmodul zu schaffen, welches sich aufgrund seines Bauprinzips besser den verschiedensten Anforderungen filtrationstechnischer Art anpassen lässt, insbesondere im Hinblick auf Variationsmöglichkeit, Wirkung als Tiefenfilter und frei zugängliche effektive Filterfläche und Kombination spezifischer Filterschichten.

Diese Aufgabe "wird erfindungsgemäss gelöst durch die im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Kennzeichen.

Weitere endlose Filterbänder können um das jeweils vorherig gebildete Filterband gelegt und um dieses gewickelt sein. Auf diese Weise lassen sich die verschiedensten Filtermaterialien innerhalb eines Gesamtfilterelementes optimal anordnen und die Flächen aufeinander abstimmen, um für die verschiedensten Filtrationsprobieme einen optimalen Gesamtaufbau erreichen zu können. Durch diesen besonderen Aufbau kann das Filterelement sowohl transversal als auch tangential, d.h. in Spiralrichtung durchströmt werden. Insbesondere in der Getränkeindustrie lassen sich damit grosse Fluidmen-gen bewältigen und lange Standzeiten erreichen.

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

Fig. 1 in schematischem Querschnitt ein dreilagig aufgebautes endloses Band,

Fig. 2 schematisch ein endloses Band mit einem nicht geschlossenen Bandfortsatz,

Fig. 3 ein um einen Kern gelegtes erstes Band, Fig. 4 der daraus gebildete Wickel,

Fig. 5 ein weiteres Band, welches den vorhergehenden Wickel einschliesst,

Fig. 6 das mit dem zweiten Band hergestellte Filterelement,

Fig. 7 ein drittes Band, welches das davor gefertigte Filterelement einschliesst,

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Fiiterelement mit einem letzten endlosen Band und angeformten nicht geschlossenen Band und

Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein fertiges Filterwickelmodul zum Anschluss in einem Gehäuse.

Das gemäss Fig. 1 dreiiagig aufgebaute Band B besteht aus einer ersten Lage 1 z.B. in Form eines Drainagevlieses, aus einer zweiten Lage 2 z.B. in Form einer mikroporösen Membran, einem filterwirksamen Vlies und einer dritten Lage 3 in Form eines Vorfilters mit drainierenden Eigenschaften z.B. in Form eines Vlieses. Diese deckungsgleich aneinanderliegenden Lagen 1-3 werden an den Enden durch Ultraschallverschweissung, thermische Ver-schweissung oder durch Klebung zu einem geschlossenen d.h. endlosen Band B verbunden. Sinngemäss sind die Bänder Bl bis Bn aufgebaut. Gemäss Fig. 2 ist das Band Bn zusätzlich an der Verbindungsstelle 8 mit einem nach aussen stehenden Bändabschnitt B' verbunden, welcher bezüglich seiner Länge ein Mehrfaches des Umfanges des durch den letzten Wickel Bn hergestellten Filterelementes beträgt und als Wicklung das Filterelement gegen Fluid-Rückstau aus dem hohlen Kern K sichert. Das Ende dieses Bandes B' kann durch übliche Verbindungsmittel auf dem äusseren Wickel fixiert werden. Die Stütz- und Abstandshalterlagen 1, 3 können auch durch mehr oder weniger feinmaschige Kunststoffgitter oder -gewebe gebildet sein. Der Aufbau der einzelnen Lagen 1-3 oder weiterer Lagen richtet sich nach den zu filtrierenden Fluiden und die Bandlänge nach den herzustellenden Flächen und das Erreichen bestimmter Standzeiten. Gemäss Fig. 3 wird zunächst der zentrale Hohlkern K, welcher Durchbrechungen 7 zur Fiuidabführung aufweist durch das Band Bl eingeschlossen und gemäss Fig. 4 spiralig umwickelt. Das damit hergestellte Filterelement als Rohling kann gemäss Fig. 5 durch ein weiteres Band B2 wie vorstehend beschrieben umwickelt werden, so dass gemäss Fig. 6 ein Filterelement aus zwei Bändern B1 und B2 mit vorgewählten Filtrationseigenschaften entsteht. Gleicherweise kann ein weiteres Band B3 gemäss Fig. 7 den Schichtenaufbau des Filterelementes ergänzen und durch ein Band Bn gemäss Fig. 8 komplettiert werden, wobei das nach aussen über die Verbindungsstelle 8 des Bandes Bn herausstehende Band B' durch Umwicklung des komplettierten Filterelementes als Rückstausicherung dient.

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Der so um den Hohlkern K aus mehreren Bändern Bl bis Bn aufgebaute Filterwickelmodul gemäss Fig. 9 wird zur möglichen Adaption in einem umgebenden Gehäuse mit Endkappen 4, 4' versehen, wobei mindestens eine Endkappe 4' einen Anschlussadapter 5 zur Versorgung bzw. Entsorgung des Hohlkernes K aufweist.

Das Filterelement kann sowohl von innen nach aussen als auch von aussen nach innen mit Fluid beschickt bzw. entsorgt werden. Die beiden Endkappen 4, 4' sind z.B. durch Schmelzintegration (Verbindungsstelle 6) oder mit einer fliessfähigen Kunststoffmasse 6 mit den Stirnflächen des Filterwickels ieckdicht verbunden, so dass Fluid bestimmungsge-mäss nur durch die einzelnen Filterschichten 2 und Drainageschichten 1, 3 dringen kann. Das zu filtrierende Fluid und auch das gewonnene Filtrat aus den einzelnen Schichten kann sowohl transversal als auch tangential in Richtung der einzelnen Spiralwicklungen zum Hohlkern K vordringen. Damit ist dem Fluid die Möglichkeit gegeben, z.B. bei einer partiellen Verblockung der Filterschichten unter Umgehung einer transversalen Richtung einen tangentialen Strömungsweg zu benutzen.

Die erfindungsgemässe Konstruktion hat den grossen Vorteil, dass die Abscheidecharakteristi-ka den verschiedensten betrieblichen Bedingungen praxisgerecht angepasst werden können.

Selbstverständlich ist das Prinzip auch für n-eckige Hohlkerne K geeignet.

Soll das Filterelement von innen nach aussen betrieben werden, so kann die Rückstausicherung auch in Form eines Kunststoffgitters für grössere Druckbelastungen gebildet werden.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Filterwickelmodul mit einem um einen drainieren-den, zentralen Hohlkern gewickelten flächigen Filterband, das eine Filterlage und wenigstens eine Abstandshalterlage umfasst und dessen Längsränder im gewickelten Zustand in einem Dichtungselement eingefasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass Filterlage (2) und Abstandshalterlage (1, 3) deckungsgleich aufeinanderliegend mit Ihren Enden zu einem endlosen Band (B, B1, B2, B3, B4, Bn) verbunden sind, welches mit einem Abschnitt so um den zentralen Hohlkern (K) gelegt ist, dass sich dieser im Innern des endlosen Bandes befindet, und mit dem übrigen Abschnitt spiralig um den Hohlkern gewickelt ist.

2. Filterwickelmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites endloses Filterband (B2) um ein durch den Hohlkern (K) und das erste Fiiterband (B1) gebildetes Filterelement gelegt und spiralig gewickelt ist.

3. Filterwickelmodui nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass weitere endlose Filterbänder (B3,Bn) um das jeweils vorherig gebildete Filterelement gelegt und um dieses gewickelt sind.

4. Filterwickelmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterband als Laminat ausgebildet ist.

5. Filterwickelmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drainierende Abstandshalterlage (1, 3) selbst Filtereigenschaften hat.

6. Filterwickelmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der Filterlage (2) eine drainierende Abstandshalterlage (1,3) angeordnet ist.

7. Filterwickelmodui nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aussenliegende gewickelte und endlose Band (Bn) durch drainierende Manschetten oder Wickel (B') in der End-Wicklungsposition gehalten ist,

8. Filterwickelmodui nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abstandshalterlage (1, 3) als Filtervlies gebildet ist.

9. Filterwickelmodui nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abstandshalterlage (1, 3) durch ein Kunststoffgewebe oder ein Kunststoffgitter gebildet ist.

10. Filterwickelmodui nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Stirnfläche des Filterelementes (K, B) von einer Endkappe (4,4') abgedichtet ist.

11. Filterwickelmodui nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Band (B) an seiner Verbindungsstelle (8) einen nach aussen reichenden, in die Verbindung integrierten, gegebenenfalls mehrlagigen, Bandfortsatz (B') aufweist, welcher, seinerseits einen Wickel für das gewickelte endlose Band (Bn) bildet.

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