DE1761592C3 - Filter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter aus aneinandergrenzenden Filterelementen mit gewellten Mittellagen, an deren einander gegenüberliegenden Seiten zur Bildung zweier Gruppen paralleler Kanäle flache Filtermateriallagen angeordnet sind, wobei die Kanäle der einen Gruppe an den Enden einer Seite und die Kanäle der anderen Gruppe an den Enden der anderen Seite verschlossen sind und sich die flachen Filtcrmateriallagcn des Filterelementes von einer senkrecht zur Längsrichtung der Kanäle verlaufenden Kante des Filterelementes in Kanallängsrichtung nur über einen Teil der Breite des Filterelcmentes so weit erstrecken, daß sich gegeneinander anliegende flache Filtermateriallagen angrenzender Filterelemente längs ihrer inneren Ränder überlappen.

Ein solches Filter ist bekannt (s. USA.-Patentschrift 3 037 637). Bei diesem bekannten Filter ist eine innere Lage, aus einem gewellten Material in Form zweier übereinanderliegcnder Separatorstreifen .vorgesehen, die nicht aus Filtermaterial bestehen und um welche ein wesentlich breiterer, flacher Filtermaterialstreifen herumgelegt ist. Das Herumlegen erfolgt dabei derart S-förmig, daß in die beiden sich auftuenden Mulden jeweils ein Separatorslreifcn eingelegt werden kann. Das Ganze wird dann spiraltörmig zu einer Zylinderform eingerollt. Bei diesem Filter sind dann die durch die Sepratorstreifen gebildeten Strömungskanäle jeweils an einem Ende offen und am anderen Ende geschlossen, wobei die Anordnung so ist, daß den offenen Enden der einen Strö-

mungskanäie auf der gleichen Seite jeweils die geschlossenen Enden der benachbarten Strömungskanäle des nächsten Separatorstreifens folgen und umgekehrt, wobei das zu filternde Medium stirnseitig in die eine Seite des zylinderförmigen Wickels hinein-

strömt und auf der anderen Stirnseite gefiltert ausströmt. Das bedeutet aber, daß der gewellte Separatorstrcifen, selbst wenn er aus Filtermaterial bestünde, praktisch nicht filternd eingesetzt werden kann, sondern nur die Aufgabe hat, die flachen FiI-termaterialstreifen zueinander im Abstand zu halten. Trotz aufwendiger Konstruktion weist ein solches Filter nur eine bescheidene Filterfläche auf, da immer nur die flachen Filtermaterialstreifen zur Wirkung des Filters beitragen können.

Bekannt ist aus dieser USA.-Patcntschrift 3 037 637 auch, die flachen Filtermateriallagen nur über einen Teil der Breite der Separatorstreifen anzuordnen, so daß sich bei einem Einrollen die jeweils gebildeten Hälften bei einer vorgegebenen Überlappungsbreite zu einer ganzen Filtermateriallage ergänzen.

Ein diesem bekannten Filter eng verwandtes Filter ist weiterhin in der USA.-Patentschrift 3 242 655 beschrieben, wobei jedoch die einzelnen Filterelemente nicht durch Übereinanderstapelung zu einem einzigen Filter zusammengesetzt wurden, sondern das Filter wird dadurch gebildet, daß ein langer ununterbrochener Streifen aus Filtermaterial nach Art einer Zick-Zack-Ausführung um nichtfilternde Separatorteile herumgeführt ist. Auch in diesem Falle ist der Separator selbst gewellt ausgeführt, kann jedoch zu der Filterwirkung auf Grund des verwendeten Filterprinzips ebenfalls nicht beitragen, selbst wenn er aus Filtermaterial bestände, da sämtliche auf diese Weise entstehenden Kanäle auf beiden Seiten Jes Separatorteils am gleichen Ende offen und sämtliche Kanäle am entgegengesetzten Ende geschlossen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wesentlich wirksameres Filter zu schaffen, bei welchem auch die gewellte Mittellage zur Filterung herangezogen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Filter der eingangs als bekannt bezeichneten Gattung und besteht darin, daß jedes der zum Bilden des Filters übereinander gestapelten, getrennt ausgeführten Filterelemente aus einer einzigen gewellten oder gerippten Mittellage aus Filtermaterial besteht, die mit den beiden flachen Filtermaleriallagen des Filterelements zwei Gruppen paralleler Kanäle b.'ldet, von denen die eine Gruppe die Einströmkanäle und die andere Gruppe die Ausströmkanäle bilden. Auf diese Weise gelingt es, die Filterwirkung des erfindungsgemäßen Filters mit Bezug auf die bekannten Anordnungen praktisch zu verdreifachen,

wobei außerdem noch dadurch eine Materialeinsparung erzielt wird, daß nur eine Mittellage benötigt wird.

Waren daher bei den bekannten Filtern die gewell-

761 5S2

ien MiiicllagLMi lediglich als Abstandshalter für die einzelnen Filtctblätter zu verwenden, su hesieht das erfindungsgemäße Filier praktisch überhaupt nur aus aktivem Filtermaterial. Der Verzieht auf jedes Fremdmaterial wird gemäß einer vorteilluiiien Ausgestaltung der Erfindung noch dadurch begünstigt, daß die jeweils einer Gruppe zugehörenden^ Kanäle an der betreffenden Seite von der Mittellage selbst abgeschlossen sind, wobei jeweils ein vorTden geschlossenen Enden in Kanalrichtung vorspringender, sich längs einer Kante des Filterelementes crstrekkender Randstreifen vorgesehen ist, an welchem die dieser Kanalgruppe benachbarte flache Filtermateriallage befestigt ist, so daß sich die flachen Filtermateriallagen von den geschlossenen Endbercichen tier Kanäle zur Mitte erstrecken.

Die Ein- und Ausströmkanäle sind daher aus filtereigenem Material abgeschlossen, wobei auch die Abschlußflächen der Kanäle noch eine Fiiterwirkung entfalten.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Filiers besteht darin, daß dieses bei bestmöglicher Filterwirkung nur einen, im Vergleich zu dem sehr hohen Strömungswiderstand der bekannten Filter, außerordentlich niedrigen Strömungswiderstand aufweist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß mit Ausnahme des schmalen Überlappungsbereiches der flachen Filtermateriallagen etwa jeweils in Kanalmittc das zu filternde Medium an jeder Stelle stets nur eine einzige Filtermateriallage durchströmt und außerdem die zu durchströmende filternde Fläche mit Bezug auf andere bekannte Filter der gleichen Größe praktisch verdreifacht worden ist.

Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, daß die erfindungsgemäß ausgebildeten einzelnen Filterelement in stets gleicher Orientierung, so wie sie hergestellt werden, übereinander gestapelt werden können, da sich die einander gegenüberliegenden flachen Filtermateriallagen eines Filterelementes von verschiedenen Rändern nach innen erstrecken. Ein Umdrehen ist daher nicht notwendig.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Teildars'ellung eines Filterelementes gemäß der Erfindung.

Fig. 2 eine Seitenansicht eines aus einzelnen Filterelementen zusammengesetzten Filters in verkleinertem Maßstab und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2 in größerem Maßstab.

Das in Fig. 1 gezeigte Filterelement besteht aus drei Teilen, nämlich einer gewellten oder gerippten Mittellage 1, die in Zick-Zack-Form ausgeführt ist, und zwei flachen Filtermateriallagen 2 und 3. Die verschiedenen Lagen werden üblicherweise langer als breit sein, und in diesem Fall erstrecken sich die Rippen der Mittellagel in Querrichtung, d.h. in Richtung der kleineren Abmessung. Die flachen Filtermateriallagen 2 und 3 sind an einander gegenüberliegenden Seiten der Mittellage 1 befestigt und bilden so zwei Gruppen von zueinander parallelen Kanälen, die bei dem gerügten Ausführungsbeispiel drei Seiten aufweisen. Die eine Gruppe von Kanälen liegt zwischen der oberen flachen Filtermateriallage 2 und der Mittellage 1, während die andere Gruppe zwischen der unteren Filterinatcriallage 3 und der Mittellage 1 liegt. Am vorteilhaftesten ist es, wenn die flachen Filti.rmateriallagen nur an jeweils einander gegenüberliegenden Sälenkanten der gewellten Mittellage befestigt sind, da dies die Herstellung vereinfacht, und bei einer derartigen Konstruktion trugen de !"lachen Filtermateriallagen zum Verschließen der Kanäle an jeweils einem Ende bei. Die inneren Ränder der flachen Filtermateriailagen sind an der Mittellage nicht befestigt.

Wie die F i g. I zeigt, ist nur jeweils ein Ende eines

to jeden Kanals verschlossen. Die mit 4 bezeichneten Enden aller Kanäle der einen Gruppe sind längs der einen Kante der Miliellage 1 geschlossen, während die mit 5 bezeichneten Enden aller Kanäle der anderen Gruppe längs der gegenüberliegenden Kante der Mittellage I verschlossen sind. Die Kanalendcn können auf verschiedene We.se verschlossen sein; zweckmäßig ist es jedoch, wenn die Endbereiche der geneigten Seiten der Kanäle in Richtung auf das Kanalinnere so umgefaltet sind, -iaß sie einander beriihren, worauf die äußeren Rands:;eifen6 und 7 gegen die jeweils benachbarte flache Filtermateriallage gepreßt und an dieser befestigt werden, beispielsweise mit Hilfe eines Klebstoffs oder mechanischer Mittel. Die flachen Filtermateriailagen halten also die Kanalenden geschlossen und sind an einander gegenüberliegenden Kanten der Mittcllage befestigt. Jede flache Filtermatcriallage erstreckt sich von dieser Kante nur über einen Teil der Breite des Filterelementes nach innen; der Zweck dieser Maßnhme wird später noch erläutert werden.

Das Filterelement kann aus Filtermateriailagen hergestellt werden, die zuvor auf die gewünschte Länge zurecht geschnitten wurden: zweckmäßigerweise werden längere Filterstücke hergestellt, die denselben Aufbau wie die schließlich herzustellenden Filterelemente aufweisen und dann in vorbestimmten Abständen zerschnitten werden. Ein solches Filterstück läßt sich aus beliebig langen Streifen in einer entsprechend ausgebildeten Vorrichtung herstellen und zusammensetzen, wobei diese Vorrichtung so ausgebildet sein kann, daß sie kontinuierlich fertige Filterstücke herstellt. Diese werden dann in Querrichtung in vorbestimmten Abständen zerschnitten, so daß in der Regel Filterelemente gleicher Länge entstehen. Zur Herstellung eines Filters werden dann derartige Filterelemente übereinander gestapelt, wie dies die F i g. 2 erkennen läßt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Übereinanderstapeln mit stets gleichbleibender Orientierung der einzelnen

jo Filterelemente erfolgen, da jede untere flache Filtermateriallage 3 breit genug ist, um den nicht abgedeckten oberen Teil der Mittcllage 1 des darunter liegenden Filterelementes zu überdenken, wie dies die F i g. 3 erkennen läßt. Dank der Tatsache, daß sich die inne^n Ränder der flachen Filtermateriailagen bis zu einem gewissen Grad überlappen, kann an diesen Stellen keine Leckslrömung des zu filternden Mediums entstehen. Sofern es erwünscht ist, können die gegeneinander anliegenden Ränder der flachen Filtermateriailagen miteinander verbunden werden. Da der Bereich, in dem sich die gegeneinander anliegenden flachen Filtcrmaleriallagcn überlappen, nur sehr schmal ist, sind die Mittcllagcn einander benachbarter Filterelemente jeweils nur durch eine einzige flache Filtermateriallagc getrennt. Das die Wände des Filters durchströmende Medium muß also an jeder Stelle des Filters nur durch eine ein/ige fluche Filtermateriallagc liindurchMriimen. Zweck-

mäßigerweise erstreckt sich jede der flachen Filtermatcriallagen nur über wenig mehr als die halbe Breite des Filtcrclcments, so daß alle flachen Filtermiiteriallagen gleich breit gemacht werden können.

Erstrecken sich die flachen Filtcrmatcriallagcn eines Filterelements beide von derselben Kante nach innen, so müssen zusätzliche Mittel vorgesehen werden, um die gegenüberliegenden Enden einer Kanalpruppe zu verschließen. Außerdem müssen in diesem Fall die Filterelemente mit abwechselnd entgegengesetzter Orientierung übereinander gestapelt werden.

Das in den F i g. 2 und 3 gezeigte Filter weist einen Rahmen 9 auf, in den die einzelnen Filterelemente dicht eingesetzt sind. Dieser Rahmen ist an seinen einander gegenüberliegenden Enden offen, so daß das zu filternde Medium in das Filter durch die offenen Enden der Kanäle am einen Ende des Filters einströmen und dann durch die Wände dieser Kanäle in die Kanäle der anderen Gruppe fließen kann, die es an der entgegengesetzten Seite des Filters durch ίο die offenen Enden der Kanäle der zweiten Gruppe verläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Putentansprücnc:

1. Filter aus aneinandergrenzenden Filterelementen mit gewellten Mittellagen, an deren einander gegenüberliegenden Seiten zur Bildung zweier Gruppen paralleler Kanäle flache Filtermateriallagen angeordnet sind, wobei die Kanäle der einen Gruppe an den Enden einer Seite und die Kanäle der anderen Gruppe an den Enden der anderen Seite verschlossen sind und sich die flachen Filtermateriallagen des Filterelemenles von einer senkrecht zur Längsrichtung der Kanäle verlaufenden Kante des Filterelementes in Kanallängsrichtung nur über einen Teil der Breite des Filterelementes so weit erstrecken, daß sich gegeneinander anliegende flache Filtermateriallagen angrenzender Filterelemente längs ihrer inneren Ränder überlappen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der zum Bilden des Filters übereinandergestapelten, getrennt ausgeführten Filterelemente aus einer einzigen gewellten oder gerippten Mittellage (1) aus Filtermaterial besteht, die mit den beiden flachen Filtermateriallagen (2, 3) des Filterelementes zwei Gruppen paralleler Kanäle bildet, von denen die eine Gruppe die Einströmkanäle und die andere Gruppe die Ausströmkanäle bilden.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einer Gruppe zugehörenden Kanäle an der betreffenden Seite von der Mittellage (1) selbst (bei 4 ui.,1 S) abgeschlossen sind, wobei jeweils ein von den geschlossenen Enden in Kanalrichtung vorspringender sich längs einer Kante des Filterelementes erstreckender Randstreifen (6, 7) vorgesehen ist, an welchem die dieser Kanalgruppe benachbarte flache Filtermateriallage (3, 2) befestigt ist, so daß sich die flachen Filtermateriallagen von den geschlossenen Endbereichen der Kanäle zur Mitte erstrekken.