DE1038530B

DE1038530B - Filtrierpatrone und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1038530B
Application number: DEG15776A
Authority: DE
Inventors: Lucien Victor Gewiss
Original assignee: Precision Mecanique SA
Current assignee: Precision Mecanique SA
Priority date: 1953-11-28
Filing date: 1954-11-12
Publication date: 1958-09-11
Also published as: FR1094978A; GB766288A; US2897971A; OA01868A

Description

DEUTSCHES

Kx.l2d 13

INTERNAT. KL. B Ol d

PATENTAMT

G 15776 IVc/12 d

ANMELDETAG: 12. NOVEMBER 1954

BEKANNTMACHUNG
DEK ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AÜSLEGESCHKIFT: 11. SEPTEMBER 1958

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtrierpatrone für radialen Durchsatz von Flüssigkeiten oder Gasen aus mehreren Schichten durchlässigen Filtrierwerkstoffes, beispielsweise Papier, wobei die einzelnen Schichten wellenförmige Falten aufweisen. Sie bezweckt vornehmlich, eine solche Filtrierpatrone zu schaffen, bei der ein Verschieben der einzelnen Schichten beim Gebrauch der Filtrierpatrone praktisch unterbunden wird und bei welcher der Filtratdurchsatz auch bei hohen Drücken gewährleistet wird. Außerdem soll sich eine solche Filtrierpatrone in einfacher Weise reinigen lassen. Die Erfindung bezweckt ferner, einige einfach auszuführende Herstellungsverfahren für die Filtrierpatrone anzugeben.

Es ist bekannt, Filtrierpatronen, welche in radialer Richtung durchsetzt werden, aus einzelnen Ringscheiben aufzubauen, indem letztere zu einem Gebilde, das einem Harmonikabalg gleicht, miteinander verbunden werden. Die einzelnen Ringscheiben werden dabei randseitig durch Ringe miteinander verbunden, derart, daß an den Verbindungsstellen ein Dichtverschluß entsteht.

Bei der bekannten Filtrierpatrone ist zwischen je zwei außenseitig miteinander verbundenen, vornehmlich aus Papier bestehenden Ringscheiben eine Scheibe aus steifem Werkstoff eingefügt. Diese Scheibe ist stirnseitig gewellt, wobei die Wellen parallel zueinander verlaufen. Mißlich ist bei dieser Ausbildung der Umstand, daß zum Aufbau des Filterpaketes unterschiedliche Werkstoffe, nämlich Filterwerkstoff, wie Papier od. dgl., und außerdem starres Material, wie Blech, zur Bildung der gewellten Scheiben herangezogen werden müssen. Hinzu kommt, daß sich das Papier einsetzen und damit den Filtratablauf behindern kann. Außerdem ist die filternde Fläche verhältnismäßig klein. Ferner vermag der Druck, mit dem das Filtergut behaftet ist, jeden einzelnen Filterring auf der gesamten Oberfläche anzugreifen, so daß der Papierfilterring sehr hohen Beanspruchungen standhalten muß.

Die aufgezeigten Mängel und Nachteile werden durch die Erfindung überwunden, die ausgeht von einer Filtrierpatrone für radialen Durchsatz von Flüssigkeiten oder Gasen aus mehreren Schichten durchlässigen Filterwerkstoffes, beispielsweise Papier, wobei die einzelnen Schichten wellenförmige Falten aufweisen.

An einer solchen Filtrierpatrone besteht die Erfindung darin, daß die Falten jeder Schicht strahlenförmig nach dem Zentrum der Patrone verlaufen und die Wellenberge einer Filterschicht sich zumindest im Bereich der Filtermitte in die Wellentäler der folgenden Filterschicht einsetzen.

Eine derartige Filtrierpatrone kann in ihrer Gänze Filtrierpatrone und Verfahren
zu deren Herstellung

Anmelder:

La Precision Mecanique, Societe Anonyme, Paris

Vertreter: Dr. M. Schneider und Dr. A. Eitel,
Patentanwälte, Nürnberg, Hauptmarkt 29

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 28. November 1953

Lucien Victor Gewiss,

Ville d'Avray, Seine-et-Oise (Frankreich),

ist als Erfinder genannt worden

aus ein und demselben Werkstoff, beispielsweise Papier gebildet werden. Sie weist außerdem eine mit dem zu filternden Gut zusammenwirkende Oberfläche auf, die weit größer ist als diejenige der bisher bekannten Patronen. Dabei ist der gesamte Raumbedarf der erfindungsgemäßen Filtrierpatrone äußerst gering. Hinzu kommt, daß durch die Ondulation bei der erfindungsgemäßen Filtrierpatrone eine Versteifung des Filterkörpers, zumindest im Bereich der axialen Mittelöffnung, erzielt und jegliches Seitenverschieben des Filterwerkstoffes unterbunden wird. Vor allem aber wird jegliche Behinderung des Filtratablauf es auch dann hintangehalten, wenn Filtergut, das unter hohem Druck steht, behandelt wird, weil die ineinandergreifenden Wellen ein Zusetzen der radialen Abflußrinnen zwischen jedem Wellenberg und Wellental mit Sicherheit ausschließen. Hoher Druck des Filtergutes bewirkt allenfalls im Bereich der Mittelöffnung ein Verfestigen des Filterkörpers.

Um eine erfindungsgemäße Filtrierpatrone herzustellen, empfiehlt es sich, so vorzugehen, daß längs gefaltete Streifen biegsamen Filterwerkstoffes zunächst mit gleichmäßigen Querfalten versehen und zu Ringscheiben gelegt werden, worauf die Anfänge mit den Enden jeder einzelnen Ringscheibe verbunden, beispielsweise geklebt, und hierauf die einzelnen Ringscheiben so aufeinandergeschichtet werden, daß die Wellenberge einer Ringscheibe in die Wellentäler

809 637/337

der folgenden Ringscheibe sich einsetzen, wobei jede Ringscheibe an ihrer offenen Randseite mit der entsprechenden Randseite der folgenden Ringscheibe verbunden wird.

In manchen Fällen kann es ratsam sein, zum Erstellen der erfindungsgemäßen Filtrierpatronen derart zu verfahren, daß ein Filtrierwerkstoffband zunächst um seine Längsmittellinie umgefaltet und dann mit übereinstimmenden, wellenförmigen Querfalten versehen und hierauf um einen zylindrischen Dorn spiralenartig gewickelt wird, derart, daß jeweils die Wellenberge einer Batidlage sich in die Wellentäler der vorangegangenen Bandlage einsetzen, wobei beim Wickeln die offenen Randseiten jeweils einer Lage mit den offenen Randseiten der benachbarten Lage verbunden, beispielsweise verklebt werden.

Besonders günstig ist es allerdings, wenn zur Erzeugung einer Filtrierpatrone ein rechteckiges Filtrierwerkstoffblatt nach dem Falten zu einer Röhre gebogen und die Stoßstellen miteinander verbunden werden, indem das gestreckte Blatt zunächst in der Richtung, die später parallel zur Patronenlängsachse läuft, mit quer verlaufenden, übereinstimmenden wellenförmigen Falten und dann mit ebenfalls übereinstimmenden längs verlaufenden, gleichfalls wellenförmigen Falten versehen wird und hierauf zu einer Röhre gebogen und die Stoßstellen miteinander verbunden, beispielsweise verklebt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale sind in der nachstehenden Beschreibung der Zeichnung erläutert, die einige Stufen unterschiedlicher Herstellungsverfahren veranschaulicht. Dabei zeigt

Fig. 1 eine nahezu fertige Ringscheibe,

Fig. 2 eine fertige Ringscheibe,

Fig. 3 die Ringscheibe nach Fig. 2, quer geschnitten, vergrößert,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3, vergrößert,

Fig. 5 ein Filtrierwerkstoffband, teilweise um einen Dorn gewickelt, wobei die offenen Randseiten des Bandes dem Dorn abgekehrt sind,

Fig. 6 ein Filtrierwerkstoffband, teilweise um einen Dorn gewickelt, wobei die offenen Randseiten des Bandes dem Dorn zugekehrt sind,

Fig. 7 ein Filtrierwerkstoffband, das teilweise um einen gedachten Dorn gewickelt ist,

Fig. 8 eine fertige Filtrierpatrone, die aus einem rechteckigen Filtrierwerkstoffblatt gebildet ist, in auseinandergezogenem Zustand, schaubildlich,

Fig. 9 die Patrone nach Fig. 8, waagerecht geschnitten, vergrößert,

Fig. 10 die Patrone nach Fig. 8, teilweise zusammengedrückt, teilweise auseinandergezogen, teils in Ansicht, teils im Längsschnitt.

Beim Erstellen einer Filtrierpatrone für radialen Durchsatz von Flüssigkeiten oder Gasen aus mehreren Schichten durchlässigen Filtrierwerkstoffes werden bei dem in den Fig. 1 bis 4 veranschaulichten Verfahren zunächst aus Streifen 1 biegsamen Filtrierwerkstoffes, beispielsweise Papier, Gewebe u. dgl., Ringscheiben gebildet. Hierzu werden Streifen 1 von einer Breite, die der Differenz zwischen Außen- und Innendurchmesser der zu bildenden Patrone entspricht, und einer Länge, die dem Umfang einer Ringscheibe entspricht, um die Längsmittellinie gefaltet. Anschließend wird eine Reihe von Querfalten la gebildet, die untereinander oder paarweise übereinstimmen und deren Breite einem ganzteiligen Bruchteil der Streifenlänge entspricht, die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt ist. Die gefalteten Streifen werden anschließend so umgebogen, daß die offenen Längsränder nach außen zu liegen kommen. Die Anfänge und Enden der Streifen werden dann miteinander verbunden, beispielsweise verklebt. Auf diese Weise entstehen Ringscheiben (Fig. 2), deren Umfang einen Kreis darstellt, deren mittlerer Teil durch eine sägezahnförmige Linie 1 b begrenzt wird, deren waagerechter Grundriß die Form eines Kreises aufweist, dessen Durchmesser demjenigen des axialen Hohlraumes der zu bildenden Patrone entspricht und von welcher fächerförmig eine Reihe radialer, wellenförmiger Falten abgehen.

Die Ringscheiben werden dann aufeinandergelegt, wobei die Wellenberge einer Ringscheibe in die Wellentäler der folgenden Ringscheibe einragen (Fig. 3). Die freien Ränder 2 einer Ringscheibe werden mit den entsprechenden Rändern der folgenden Ringscheibe verklebt. Wenn der Ringscheibenstapel die gewünschte Höhe erreicht hat, dann wird auf der Außenseite der untersten und der obersten Ringscheibe eine scheibenförmige Grundplatte aus Pappe, Metall oder einem anderen geeigneten Werkstoff befestigt, wobei diese Grundplatten mit einer zentralen öffnung versehen sein können.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, greifen die Falten der Ringscheiben entlang dem Umfang des zentrischen Hohlraumes der Patrone mit den sägezahnförmigen Wellen ineinander. Zwischen je einem Wellenberg und einem Wellental entstehen dabei zwangläufig Rinnen mit Dreiecksquerschnitt. Durch diese Rinnen kann das Filtrat abfließen. Die Rinnen können sich auch bei sehr hohem Druck auf die Falten niemals vollständig zusetzen, weil die Wellentäler im Querschnitt zwangläufig kleiner sind als die Wellenberge.

Die Filterflächen wirken in allen Teilen der Patrone gegeneinander, so daß der Druck des zu filternden Gutes sich nicht ungünstig auswirken kann. Wenn das zu filternde Gut die Patrone von außen nach innen durchsetzt, dann wandert es nach dem Filtern zwischen die jede Ringscheibe bildenden Filterblätter, bis es die Falten, die Zwischenräume und von dort aus den zentrischen Hohlraum der Patrone erreicht. Der Durchsatz des zu filternden Gutes erfolgt in umgekehrter Richtung, wenn der Kreislauf von innen nach außen stattfindet. Bei der erfindungsgemäßen Filtrierpatrone wird somit ein gleichbleibend befriedigendes Filtern gewährleistet. Außerdem wird mit Sicherheit vermieden, daß auch nur der kleinste Teil der Oberfläche des Filtrierwerkstoffes unter Wirkung eines unzulässig hohen Druckes zu Bruch gehen kann.

In Abweichung von der geschilderten Herstellung kann der Streifen 1 umgebogen, längs gefaltet und im übrigen auf die vorbeschriebene Weise gefaltet werden, dann aber so zu einer Ringscheibe gebogen werden, daß die offenen Ränder nach innen zu liegen kommen. In diesem Fall werden die aufgestapelten Ringscheiben durch Kleben der freien Innenränder miteinander verbunden. Das Verbinden selbst kann auch durch Heften erfolgen.

Die Filtrierpatrone kann ferner in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise erstellt werden, indem ein in seiner Länge der Größe der Patrone angepaßtes Band 4 zunächst um seine Längsmittellinie gefaltet und dann mit übereinstimmenden wellenförmigen Querfalten versehen und hierauf um einen zylindrischen Dorn spiralenartig gewickelt wird, derart, daß jeweils die Wellenberge einer Bandlage sich in die Wellentäler der vorangegangenen Bandlage einsetzen, wobei beim Wickeln die offenen Randseiten jeweils einer Lage mit den offenen Randseiten der benachbarten Lage verbunden, beispielsweise ver-

Claims

klebt (6) werden (Fig. 5 und 6). An den Enden des spiralenförmig gewickelten Streifens werden ebenso wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel Scheiben aus Pappe, Metall oder sonstigem Werkstoff befestigt. Bei dem in Fig. 6 veranschaulichten Verfahren sind im Gegensatz zu dem an Hand von Fig. 5 erläuterten Vorgehen die freien Ränder des Streifens 4 dem Dorn zugekehrt. In diesem Falle kann der spiralenförmig gewickelte Streifen durch Verkleben seiner inneren freien Ränder zu einer Patrone mit harmonikaartigem Balg zusammengefaßt werden. Der Streifen 1 bzw. 4 kann selbstverständlich auch 4-, 6- oder 8fach gefaltet werden. Die freien Ränder der aus dem Streifen gebildeten Ringscheibe bzw. Spiralen müssen nicht unbedingt verklebt oder zusammengeheftet werden. Es genügt vielmehr auch, wenn zwischen die Ränder einander folgender Teile ringförmige Distanzstücke bzw. spiralenförmige Streifen aus Pappe, Papier oder sonstigem geeignetem Werkstoff eingelegt werden, wobei diese Streifen mit Ausnehmungen für den Durchtritt des gefilterten Gutes zu versehen sind. Es ist auch möglich, die Filtrierpatrone so herzustellen, daß ein Filtrierwerkstoffband um seine Längsmittellinie umgefaltet, mit wellenförmigen Querfalten versehen und hierauf hochkant um ein gedachtes Rohr in mehreren Lagen so gewickelt wird, daß die Wellenberge einer Lage sich in die Wellentäler der benachbarten Lage einsetzen, wobei die offenen Randseiten einer Lage mit den offenen Randseiten der benachbarten Lage verbunden werden, worauf das entstehende Rohr mit wellenförmigem Innen- und Außenmantel umgeklappt wird, so daß ein Ring entsteht, dessen Innenseite von der einen Stirnseite des zuvor gebildeten wellenförmigen Rohres und dessen Außenseite von der anderen Stirnseite dieses Rohres gebildet werden. Dann entsteht eine Filtrierpatrone, die in etwa mit der in Fig. 5 oder 6 gezeigten Patrone übereinstimmt, je nachdem, ob die freien Ränder nach innen oder nach außen gelegt werden. Bei der Ausbildung der Patrone nach Fig. 8 bis 10 kann ein einziges rechteckiges Blatt verwendet werden, dessen Abmessungen einerseits von der eigenen Dicke und anderseits von dem Außendurchmesser und der Höhe der Patrone sowie dem Durchmesser der Mittelöffnung abhängig sind. Das Blatt wird zunächst in der Richtung, die später parallel zur Patronenlängsachse liegt, mit quer verlaufenden, übereinstimmenden, wellenförmigen Falten 7 (Fig. 9) und dann mit ebenfalls übereinstimmenden, längs verlaufenden, gleichfalls wellenförmigen Falten 8 versehen und hierauf zu einer Röhre gebogen. Die Stoßstellen werden dann miteinander verbunden, beispielsweise verklebt. Die senkrecht übereinanderliegenden Falten 7 werden um ihre Längsachse gleichmäßig stufenförmig verteilt. Die Enden des so gebildeten Körpers werden durch Böden 9,10 verschlossen, so daß der in Fig. 8 schaubildlich dargestellte Körper entsteht. Durch axiales Zusammenpressen (Fig. 10, unten) wird dann die Patrone fertiggestellt. Für besondere Zwecke, insbesondere wenn es aus Gründen der Abdichtung erforderlich ist, auf die Patrone in dem Filtrierapparat einen Druck auszuüben, kann zwischen deren Böden entweder im axialen mittleren Raum oder am Umfang der Patrone eine durchbohrte Strebe vorgesehen werden. Die Falten werden dabei von dem auf die Patrone ausgeübten Preßdruck entlastet, so daß ihnen ein gewisses Spiel bleibt. Der Druck des zu filternden Mittels muß dabei berücksichtigt werden. Nach den beschriebenen Verfahren können auch Filterpatronen hergestellt werden, die außen und innen eine vieleckige Form mit scharfen oder abgerundeten Ecken und gebogenen Kanten aufweisen. Paten ta ν s PR C c η E:

1. Filtrierpatrone für radialen Durchsatz von Flüssigkeiten oder Gasen aus mehreren Schichten durchlässigen Filterwerkstoffes, beispielsweise Papier, wobei die einzelnen Schichten wellenförmige Falten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten jeder Schicht strahlenförmig nach dem Zentrum der Patrone verlaufen und die Wellenberge einer Filterschicht sich zumindest im Bereich der Filtermitte in die Wellentäler der folgenden Filterschicht einsetzen.

2. Verfahren zum Herstellen einer Filtrierpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs gefaltete Streifen biegsamen Filterwerkstoffes zunächst mit gleichmäßigen Querfalten versehen und zu Ringscheiben gelegt werden, worauf die Anfänge mit den Enden jeder einzelnen Ringscheibe verbunden, beispielsweise geklebt, und hierauf die einzelnen Ringscheiben so aufeinandergeschichtet werden, daß die Wellenberge einer Ringscheibe in die Wellentäler der folgenden Ringscheibe sich einsetzen, wobei jede Ringscheibe an ihrer offenen Randseite mit der entsprechenden Randseite der folgenden Ringscheibe verbunden wird.

3. Verfahren zum Herstellen von Filtrierpatronen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filtrierwerkstoffband zunächst um seine Längsmittellinie umgefaltet und dann mit übereinstimmenden, wellenförmigen Querfalten versehen und hierauf um einen zylindrischen Dorn spiralenartig gewickelt wird, derart, daß jeweils die Wellenberge einer Bandlage sich in die Wellentäler der vorangegangenen Bandlage einsetzen, wobei beim Wickeln die offenen Randseiten jeweils einer Lage mit den offenen Randseiten der benachbarten Lage verbunden, beispielsweise verklebt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Randseiten dem Dorn zugekehrt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Randseiten dem Dorn abgekehrt werden.

6. Verfahren zum Herstellen von Filtrierpatronen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filtrierwerkstoffband um seine Längsmittellinie umgefaltet, mit wellenförmigen Querfalten versehen und hierauf hochkant um ein gedachtes Rohr in mehreren Lagen so gewickelt wird, daß die Wellenberge einer Lage sich in die Wellentäler der benachbarten Lage einsetzen, wobei die offenen Randseiten einer Lage mit den offenen Randseiten der benachbarten Lage verbunden werden, worauf das entstehende Rohr mit wellenförmigem Innen- und Außenmantel umgeklappt wird, so daß ein Ring entsteht, dessen Innenseite von der einen Stirnseite des zuvor gebildeten wellenförmigen Rohres und dessen Außenseite von der anderen Stirnseite dieses Rohres gebildet werden.

7. Verfahren zum Herstellen einer Filtrierpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß ein rechteckiges Filtrierwerkstoffblatt nach dem Falten zu einer Röhre gebogen und die Stoßstellen miteinander verbunden werden, indem das gestreckte Blatt zunächst in der Richtung, die später parallel zur Patronenlängsachse läuft, mit quer verlaufenden, übereinstimmenden wellenförmigen Falten und dann mit ebenfalls übereinstimmenden längs verlaufenden, gleichfalls wellenförmigen Falten versehen wird und hierauf zu

einer Röhre gebogen und die Stoßstellen miteinander verbunden, beispielsweise verklebt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 954 832; französische Patentschriften Nr. 1 045 385, 267;

schweizerische Patentschriften Nr. 297392,295379; USA.-Patentschrift Nr. 2 372 865.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen