DE1536865B - Filtrierpatrone - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtrierpatrone für den radialen Durchsatz von Flüssigkeiten oder Gasen aus einem mit Querfalten versehenen Band aus Filtermaterial, wobei die Querfalten zu Knickprofilen zickzackförmig geknickt sind und das Band in die Form eines Ringzylinders gelegt ist.

Es ist bekannt, Filtrierpatronen herzustellen (deutsche Auslegeschrift 1 038 530), indem ein Filterwerkstoffband um seine. Längsmittellinie umgefaltet, mit wellenförmigen Querfalten versehen und hierauf hochkant in mehreren Lagen rohrförmig gewickelt wird, derart, 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. Es ist weiterhin bekannt (ebenfalls deutsche Auslegeschrift 1 038 53O)/zur Herstellung der Filterpatrone bandförmiges Filtermaterial zu verwenden, dessen Abmessungen einerseits von der eigenen Dicke und andererseits 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 querverlaufenden, übereinstimmenden, wellenförmigen Falten und dann mit ebenfalls übereinstimmenden, längsverlaufenden, gleichfalls wellenförmigen falten versehen und hierauf zu einer Röhre gebogen. Die Stoßslellen werden miteinander verbunden, beispielsweise verklebt. Die Stirnflächen der Filterpatrone werden durch Ringscheiben abgedichtet, die auf einer gelochten Hülse sitzen, die ihrerseits in dem rohrförmigen Innenraum angeordnet ist. Die auf diese Weise gebildete Filtrierpatrone ist mit zickzackförmigen Querfalten versehen, die über einen Teil des Ringquerschnitts, und zwar am inneren Rand, ineinandergreifen. Filtrierpatronen dieser Art besitzen große Filteroberflächen und halten hohen mechanischen Beanspruchungen stand;

Es hat sich nun gezeigt, daß bei Filtern letztgenannter Art die Betriebsdauer verlängert werden kann, wenn, ausgehend von eineF -Filtrierpatrone der eingangs genannten Art, die Knickprofile über den gesamten Ringquerschnitt durchgehend ineinandergreifen. Versuche zeigten, daß in einer überraschenden,

ίο vom Fachmann keineswegs vorherschaubaren Weise durch diese einfache, erfindungsgemäße Maßnahme die ,Betriebsdauer der Filtrierpatrone bei gleicher Filterfiäche wesentlich verlängert wurde.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Knickprofile an der äußeren Begrenzungsfläche des Ringzylinders einen Knickwinkel von 60 bis 120° auf.

In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung greifen die Knickprofile an der äußeren Begrenzungsfläche des Ringzylinders über mindestens ein Viertel, vorzugsweise über mehr als die Hälfte der Knickhöhe ineinander. In einer dritten Ausgestaltung der Erfindung verhalten sich die Durchmesser der äußeren und inneren Begrenzung des Ringzylinders wie 3: 1 bis 5: 1.

Vorteilhafterweise beträgt die Höhe des Ringzylinders das 0,6- bis 0,8fache der ursprünglichen Breite des Streifens aus Filterwerkstoff vor der Knickung.

. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispiels gemäß der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

F ig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen .Filtrierpatrone,

F i g. 2 ein Segment der Filtrierpatrone nach ■F i g. 1 im Querschnitt, ^{: ;}

F i g. 3 den Druckabfall ρ in Abhängigkeit von der Betriebsdauer T für ein Filter, bei dem die zickzackförmigen Querfalten nur am inneren Rand ineinandergreifen (Kurve«), und für ein .erfindungsgemäßes Filter, bei dem die Querfalten über den gesamten Ringquerschnitt durchgehend,ineinandergreifen, und .

F i g. 4 und 5 die Abmessungen für eine bekannte Filtrierpatrone bzw. eine :erfindungsgemäße Filtrier-

. . patrone vor und nach ihrer Herstellung.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Filtrierpatrone wird ein,einziges rechteckiges Band aus Filtermaterial verwendet, dessen Abmessungen einerseits von seiner Dicke und andererseits 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 Patrone der Längsachse liegt, mit querverlaufenden übereinstimmenden, wellenförmigen Falten und dann mit ebenfalls übereinstimmenden längsverlaufenden gleichfalls wellenförmigen Falten versehen und hierauf

zu einer Röhre gebogen. Die Stoßstellen werden dann miteinander verbunden,, beispielsweise verklebt. Die senkrecht übereinanderliegenden; .Falten werden um ihre Längsachse gleichmäßig stufenförmig verteilt. Die Stirnflächen der erfindüngsgemäßen Filtrierpatrone werden mit Ringscheiben 3 und 4 versehen. Durch axiales Zusammenpressen wird dann die Patrone fertiggestellt, wobei die Ringscheiben mit einer im Innenraum angebrachten, gelochten Hülse verbunden werden.

In Fig. 1 sind die Querfalten der Filtrierpatrone mit 2 bezeichnet, die einen Winkel A einschließen. Die Filtrierpatrone ist zwischen den Ringscheiben 3 und 4 angeordnet. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, greifen die

Querfalten über den Ringquerschnitt durchgehend ineinander.

Es hat sich herausgestellt, daß die Betriebszeit der erfindungsgemäßen Filtrierpatrone besonders günstig beeinflußt wird, wenn die Knickprofile an der äußeren Begrenzungsfläche des Ringzylinders einen Knickwinkel (A in F i g. 1) von 60 bis 120° aufweisen, die Knickprofile an der äußeren Begrenzungsfläche des Ringzylinders über mindestens ein Viertel, vorzugsweise über mehr als die Hälfte der Knickhöhe (e) ineinandergreifen, die Halbmesser der äußeren und inneren Begrenzung des Ringzylinders sich wie 3:1 bis 5 : I verhalten bzw. die Höhe des Ringzylinders das 0,6- bis 0,8fache der ursprünglichen Breite des Streifens aus Filterwerkstoff vor der Knickung beträgt. Diese vorteilhaften Maßnahmen können selbstverständlich auch zusammen vorgenommen werden.

Ganz allgemein kann bei zylindrischen Filtrierpatronen mit einem z. B. zwischen 5: 1 und 3: 1 liegenden Verhältnis R/r (F i g. 2) der Winkel A zwischen 70 und 90° liegen, wobei er jedoch Werte bis 120° annehmen kann.

Bei dem konkreten Beispiel mit r= 15 mm und R = 40 mm wird der Winkel A zwischen 85 und 90° gewählt.

Ein Wert der gleichen Größenordnung ist auch noch für Werte von 8 bzw. 32 mm für r und R geeignet.

Bei einem kleineren Verhältnis R zu r kann der Wert von A verringert werden. Wenn schließlich dieses Verhältnis 1 beträgt, was ebenen Filterbändern entspricht, kann der Wert von A noch weiter gesenkt werden, z. B. bis auf 60° und noch weniger.

Der Fachmann hat in jedem Fall, den geeignetsten Wert von A durch Versuche zu bestimmen. Sie bestehen im wesentlichen darin, die Zahl der Betriebsslunden bis zum Eintreten einer Verstopfung zu bestimmen, welche einer merklichen Zunahme des Druckabfalls entspricht.

In F i g. 3 sind zwei Kurven α und h dargestellt, welche zwei Filtrierpatronen mit gleicher Filterlläche und gleichen Abmessungen entsprechen. Die Kurve« gilt für eine Filtrierpatrone, deren zickzackfönnige

ίο Querfalten sich nur im Bereich des Innenrandes überlappen, die Kurven/) für eine erfindungsgemäße Filtrierpatrone, bei der die Qiierfaltun über den ganzen Ringquerschnitt durchgehend ineinandergreifen. Die Filterfläche beträgt in beiden Fällen 27,5 (dm)², die Höhe der Filtrierpatrone jeweils 70 mm. Die F i g. 4 und 5 geben die Abmessungen der Filtrierpatronen vor und nach ihrer Herstellung an, wobei sich F i g. 5 auf die erlindungsgemäße Filtrierpatrone bezieht.

Der Vergleich der Kurven α und h zeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Filtrierpatrone der Druckabfall mit dem Wert y erst nach doppelt so langer Betriebszeil eintritt als bei der an sich bekannten Filtrierpatrone, für die die Kurve α gilt.

Das Rechteck aus Filtermaterial für die erfindungsgemäße Filtrierpatrone ist stets ein Streifen, welcher erheblich langer als breit ist. Aus einem derartigen einzigen Stück Filtermaterial können dabei f'iltrierpatronen großer axialer Abmessungen hergestellt werden. Im Gegensatz dazu mußten die bekannten Filtrierpatronen im allgemeinen in mehrere Elemente ' unterteilt werden, da die Breite des verfügbaren Materials für gewisse Qualitäten von Filterschichten meistens gering ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Filtrierpatrone für den radialen Durchsatz von Flüssigkeiten oder Gasen aus einem mit Querfalten versehenen Band aus Filtermaterial, wobei die Querfalten zu Knickprofilen zickzackförmig geknickt sind und das Band in die Form eines Ringzylinders gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickprofile über den ganzen Ringquerschnitt durchgehend ineinandergreifen.

2. Filtrierpatrone gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickprofile an der äußeren Begrenzungsfläche des Ringzylinders einen Knickwinkel (A in F i g. 3) von 60 bis 120° aufweisen.

3. Filtrierpatrone gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickprofile an der äußeren Begrenzungsfläche des Ringzylinders über mindestens ein Viertel, vorzugsweise über mehr als die Hälfte der Knickhöhe (e) ineinandergreifen.

4. Filtrierpatrone nach Anspruch L, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Halbmesser der äußeren und inneren Begrenzung des Ringzylinders wie 3 : 1 bis 5: 1 verhalten.

5. Filtrierpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Ringzylinders das 0,6- bis 0,8fache der ursprünglichen Breite des Streifens aus Filterwerkstoff vor der Knickung beträgt.