DE3741552A1 - Filtermodul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Filtermodul als in ein Filter­ gerät einbaufertige Einheit mit einer Mehrzahl im Stapel aufeinander gesetzten, kreisringförmigen Filterzellen, von welchen jede zwei kreisringförmige Filterelemente, beispiels­ weise Filterschichten, und ein dazwischen angebrachtes, kreis­ ringförmiges Distanzstück zum Offenhalten von Strömungs­ kanälen in dem zwischen den beide Filterelementen gebildeten Innenraum aufweist, wobei die beiden Filterelemente, ggf. zusammen mit dem Distanzstück am Außenumfang mittels eines Umfangsrandes und der Abdichtung des zwischen den beiden Filterelementen gebildeten Innenraumes zusammengehalten sind und am Innenumfang zusammen mit dem Distanzstück einen Filtratdurchlaß zu einem für alle Filterzellen gemeinsamen, zentralen Filtratabführkanal bilden und im Bereich des inneren Umfangsrandes je eine ringförmige Abdichtung zwischen den Außenseiten der sich gegenüberliegenden Filterelemente be­ nachbarter Filterzellen vorgesehen ist.

Bei bekannten, auf dem Markt befindlichen Filtermodulen dieser Art sind die Filterzellen an ihrem inneren Umfang mit Halte- und Verbindungsringen versehen, die beim Aufeinanderstapeln der Filterzellen miteinander verschweißt werden, um auf diese Weise das Filtermodul zu einer festen Einheit zusammen zu fügen. An beiden Enden sind auf diese Moduleinheit Adapter­ stücke aufgesetzt bzw. aufgeschweißt. Die Herstellung dieser bekannten Filtermodule ist jedoch im Hinblick auf die große Anzahl von Schweißstellen aufwendig und teuer. Es bedarf auch größter Sorgfalt, daß sämtliche Schweißstellen mit der erforderlichen Festigkeit und Dichtigkeit hergestellt werden.

Um diese aufwendige, teure Herstellung von Filtermodulen zu vermeiden, werden vielfach entsprechende Stapel von Filter­ zellen mittels Metallklammern zusammengehalten. Ein solcher Stapel von Filterzellen wird dann über einen im Inneren des Filtergerätes angebrachten Haltedorn gesetzt und auf diesem Haltedorn axial zusammengedrückt, wobei sich die Metall­ klammern vom Stapel lösen und zu entfernen sind. Der Stapel von Filterzellen wird dann mittels am Haltedorn angebrachter Spanneinrichtungen zusammengehalten. Hierdurch läßt sich jedoch kein Filtermodul als einbaufertige Einheit erreichen. Die Erzielung der erforderlichen Einbaugenauigkeit und Ab­ dichtsicherheit ist dem sorgfältigen Arbeiten des Benutzers überlassen.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Filtermodul als in ein Filtergerät einbaufertige Einheit zu schaffen, bei dem eine sichere, genaue und während Lagerung, Transport und Benutzung haltbare Verbindung der im Filtermodul vereinigten Filterzellen sichergestellt ist, auch ohne die Notwendigkeit einer Vielzahl von Verschweißungsstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filterzellen zur Bildung eines Stapels auf einem mit Durch­ laßöffnungen versehenen zentralen Trägerrohr aufgereiht, in gegenseitiger Abdichtung zwischen benachbarten Filter­ zellen axial zusammengedrückt und mittels zweier auf den beiden Enden des Trägerrohres befestigter, buchsenförmiger Adapterstücke zur Bildung der Moduleinheit in axial zusammen­ gedrücktem und gegenseitig abgedichtetem Zustand auf dem Trägerrohr gehalten sind.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermoduls ist gegen­ über den herkömmlichen Filtermodulen wesentlich vereinfacht, dabei ist die Abdichtungssicherheit zwischen den Filterzellen wesentlich erhöht und das Filtermodul auch in seiner Stabili­ tät wesentlich verbessert.

Bevorzugt kann das Trägerrohr eine gitterförmige Umfangswand mit kreisrundem Querschnitt aufweisen. Ein solches Trägerrohr bietet sichere Strömungsverbindung von den in den Filterzellen gebildeten Innenräumen zu dem gemeinsamen im Inneren des Trägerrohres gebildeten Filtratabführkanal. Die gitter­ förmige Ausbildung der Umfangswand bietet trotz der großen Gesamtfläche der Durchlässe hervorragende Stabilität für das Filtermodul. Durch den kreisrunden Querschnitt des Trägerrohres können die Filterzellen in ihrer Winkelstellung zueinander genau angeordnet werden, um an den Filterzellen, insbesondere an deren Umfangsrand angebrachte Abstützelemente beim Zusammensetzen des Stapels in richtige gegenseitige Stellung bringen zu können.

Das Trägerrohr besteht vorzugsweise aus gegenüber dem zu filtrierenden Medium beständigem Kunststoff, insbesondere aus Polyolefin, wie beispielsweise Polypropylen.

Auf dem einen Ende des Trägerrohres kann beispielsweise ein tassenförmiges Adapterstück mit einer inneren, ringförmigen Widerlagerschulter und bajonettverschlußartigen Nockenauf­ nahmen in der Umfangswand und am anderen Ende ein in ein tassenförmiges Adapterstück hineinpassendes rohrförmiges Adapterstück mit Dichtungsringen und bajonettverschluß­ artigen Nocken auf der äußeren Umfangsfläche tragen.

Bevorzugt ist das eine Adapterstück von vornherein fest am Trägerrohr angebracht, beispielsweise angeschweißt evtl. sogar angeformt, während das zweite Adapterstück nachträg­ lich aufbringbar, d. h. nach dem Aufreihen und axialen Zu­ sammendrücken der Filterzellen aufgesetzt und befestigt ist. Zum Befestigen dieses nachträglich aufbringbaren Adapter­ stückes können Gewindeteile, Bajonettverschlußteile u. dgl. vorgesehen sein, bevorzugt können hierzu Rasthalteelemente vorgesehen sein, die mit entsprechenden Gegenelementen, beispielsweise Löchern des Trägerrohres zusammengreifen, wobei zusätzlich noch dieses nachträglich aufbringbare Adapterstück durch Verschweißen, Verkleben oder Versiegeln am Trägerrohr gesichert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das nachträglich aufbringbare Adapterstück mit einem das Ende des Trägerrohres umgreifenden Ringteil mit in seinem Inneren als Rasthalteelemente angeordneten Nasen versehen. Dabei kann das rohrförmige Adapterstück dieses nachträglich auf­ bringbare Adapterstück sein.

In einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Filter­ elemente der Filterzellen Filterschichten sind, sind bevor­ zugt zur Abdichtung zwischen benachbarten Filterzellen Dichtungsringe aus mit dem zu filtrierenden Medium verträg­ lichem Kunststoff, beispielsweise Polyolefin, eingelegt, wobei diese Dichtungsringe mit ringförmigen Dichtungsvor­ sprüngen in den Filterschichten eingepreßt sind.

Das erfindungsgemäße Filtermodul kann in jeweils gewünschter Anzahl von Filterzellen ausgebildet werden. Hierzu ist ledig­ lich ein zentrales Trägerrohr entsprechender Länge zu be­ nutzen, während alle übrigen Teile des Filtermoduls ent­ sprechend einsetzbar sind. Besonders vorteilhaft für die unmittelbare Benutzbarkeit dieses Filtermoduls als einbau­ fertige Einheit ist es, wenn eines der Adapterstücke mit einem Halteadapter im Filtergerät zusammenpaßt und eine zum anderen Adapterstück passende Verschlußkappe vorgesehen ist. Ein erfindungsgemäßes Filter­ modul läßt sich dann mit dem an seiner einen Seite ange­ brachten Adapterstück an dem Halteadapter des Filtergerätes ansetzen. Das andere Ende des Filtermoduls wird dann mit der Verschlußkappe verschlossen, oder es wird ein weiteres Filtermodul auf dieses zweite Ende mit den zusammenpassenden Adapterstücken aufgesetzt, wobei dann das freibleibende Ende des letzten aufgesetzten Filtermoduls mit der Verschluß­ kappe zu verschließen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Filtermodul während des Zusammenbaus und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches 2 in Fig. 1 nach Zusammenbau des Filtermoduls.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel weist das Filtermodul 10 einen Stapel 11 von Filterzellen 12 auf, die auf einem zentralen Trägerrohr 13 aufgereiht sind und nach axialem Zusammendrücken durch zwei auf den beiden Enden des Trägerrohres 13 angebrachte Adapterstücke 14 und 15 auf dem Trägerrohr in axial zusammengedrücktem und gegenseitig abge­ dichtetem Zustand zusammengehalten werden.

Jede dieser Filterzellen 12 enthält zwei Filterelemente 16, die in diesem Beispiel kreisringförmig geschnittene Filter­ schichten sind. Zwischen diesen beiden Filterelementen 16 ist ein kreisringförmiges Distanzstück 17 angeordnet. Die beiden Filterelemente 16 sind an ihrem äußeren Umfang mittels eines angeformten Umfangsrandes 18, beispielsweise aus Poly­ olefin fest und dicht zusammengehalten. Der Umfangsrand 18 kann mit Abstützelementen 19 versehen sein, so daß sich die Filterzellen 12 während der Benutzung gegeneinander abstützen. Das Distanzstück 17 hält in dem zwischen den beiden Filterelementen 16 gebildeten Innenraum 20 Strömungskanäle für das Filtrat frei. Das in das nicht dargestellte Filtergerät eingeleitete Unfiltrat wird bei Durchgang durch die Filterelemente 16 der Filterzellen 12 filtriert und gelangt als Filtrat von dem Innenraum 20 jeder Filterzelle durch im Trägerrohr 13 angebrachte Durchlässe 21 in den im Inneren des Trägerrohres 13 abgebildeten, für sämt­ liche Filterzellen 12 gemeinsamen Abführkanal 22 für das Filtrat. Im dargestellen Beispiel ist das Trägerrohr 13 mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet und weist eine in Art eines Gitters ausgebildete Umfangswand auf und besteht aus Polypropylen.

Wie die Zeichnung zeigt, sind zwei unterschiedliche Adapter­ stücke vorgesehen, nämlich ein tassenförmiges Adapterstück 15 und ein rohrförmiges Adapterstück 14. Beide Adapterstücke 15 und 14 bestehen aus gleichem Material wie das Trägerrohr 13, nämlich im dargestellten Beispiel aus Polypropylen.

Das Adapterstück 15 ist mit einer inneren ringförmigen Wider­ lagerschulter 23 versehen, gegen die sich die Stirnkante 24 des rohrförmigen Adapterstückes 14 einer benachbart ange­ setzten Moduleinheit 10 abstützt. Ferner weist das tassen­ förmige Adapterstück 15 in seiner Umfangswand bajonettver­ schlußartige Nockenaufnahmen 25 auf, in die entsprechende bajonettverschlußartige Nocken 26 des rohrförmigen Adapter­ stückes 14 einer benachbart angesetzten Moduleinheit 10 auf­ genommen werden. Das rohrförmige Adapterstück 14 trägt an seinem Außenumfang zwei axial hintereinander angeordnete Dichtungsringe 27, die beispielsweise in Form von O-Ringen ausgebildet und in entsprechende Nuten an der Außenseite des rohrförmigen Adapterstückes 14 eingesetzt sind.

Das tassenförmige Adapterstück 15 ist im dargestellten Bei­ spiel von vornherein am einen Ende des Trägerrohres 13 befestigt, und zwar angeschweißt. Nach dem Aufreihen der Filterzellen 12 auf dem zentralen Trägerrohr 13 und nach axialem Zusammenpressen des so gebildeten Stapels 11 ist das rohrförmige Adapterstück 14 auf das freie Ende des zentralen Trägerrohres 13 aufzusetzen und dort zu befestigen. Hierzu weist das rohrförmige Adapterstück 14 einen das Ende des Trägerrohres 13 umgreifenden Ringteil 28 auf, in dessen Inneren eine sich ringsum erstreckende Reihe von Nasen als Rasthalteelemente 29 angeformt ist. Diese Rasthalteelemente 29 greifen in eine umfängliche Reihe von Löchern 21 des zentralen Trägerrohres 13. Dies kann dabei die erste oder auch die zweite umfängliche Reihe von Löchern 21 vom freien Ende des Trägerrohres 13 her sein. Durch die direkte Anformung der Rasthalte­ elemente 29 im Inneren des Ringteiles 28 ist eine irrever­ sible Verbindung zwischen dem zentralen Trägerrohr 13 und dem rohrförmigen Adapterstück 14 herzustellen. Jedoch wird nach dem Aufbringen des Adapterstückes 14 auf das freie Ende des Trägerrohres 13 noch im Inneren des Adapter­ stückes 14 ein Verschweißen des Trägerrohres 13 mit dem Adapterstück 14 vorgenommen.

Wie Fig. 2 zeigt, sind im dargestellten Beispiel die Filterelemente 16 der Filterzellen 12 duch Filterschichten gebildet. Zur Abdichtung zwischen benachbarten Filter­ zellen 12 sind Dichtungsringe 30 aus mit dem zu filtrierende Medium verträglichem Kunststoff, beispielsweise Polypropylen eingelegt. Diese Dichtungsringe 30 tragen auf jeder Seite zwei konzentrische ringförmige Dichtungsvorsprünge 31, die sich beim axialen Zusammendrücken der Filterzellen 12, d. h. bei der Bildung der Moduleinheit 10 in die Filter­ schichten einpressen. Bei Benutzung des Filtermoduls 10 quellen die die Filterelemente 16 bildenden Filterschichten etwas auf und verbessern dadurch noch die Abdichtungswirkung an den Dichtungsringen 30 und deren ringförmigen Dichtungs­ vorsprüngen 31. Entsprechende Dichtungsvorsprünge 31 sind auch an den sich gegen die endständigen legenden ring­ förmigen Flächen der beiden Adapterstücke 14 und 15 ge­ bildet.

Die Anzahl der im Stapel 11 bzw. in einer Moduleinheit 10 vorgesehenen Filterzellen 12 ist wählbar. Es ist lediglich die der gewünschten Anzahl von Filterzellen 12 entsprechende Länge des Trägerrohres 13 vorzusehen.

Die Adapterstücke 14 und 15 sind so ausgebildet, daß eines von ihnen, beispielsweise das Adapterstück 14, mit einem Halteadapter im jeweiligen Filtergerät zusammenpaßt.

Für das andere Adapterstück 15 ist dann eine passende Verschlußkappe vorgesehen. Es könnte auch die umgekehrte Anordnung getroffen werden, nämlich das Aufsetzen des Adapterstückes 15 auf einen passenden Halteadapter im Filtergerät und die Benutzung einer auf das Adapterstück 14 passenden Verschlußkappe. Da das Adapterstück 14 in das Adapterstück 15 hineinpaßt, läßt sich eine gewünschte Anzahl von Moduleinheiten 10 in einem Filtergerät übereinan­ dersetzen, wobei diese Reihe von Moduleinheiten 10 auf dem Halteadapter des Filtergerätes angebracht ist und das freie Ende der letzten Filtereinheit 10 mit der Ver­ schlußkappe verschlossen wird.

Claims (10)

1. Filtermodul als in ein Filtergerät einbaufertige Einheit mit einer Mehrzahl von als Stapel aufeinander gesetzten, kreisringförmigen Filterzellen, von welchen jede zwei kreisringförmige Filterelemente, beispielsweise Filter­ schichten, und ein dazwischen angebrachtes, kreisring­ förmiges Distanzstück zum Offenhalten von Strömungs­ kanälen zwischen den beiden Filterelementen aufweist, wobei die beiden Filterelemente, ggf. zusammen mit dem Distanzstück am Außenumfang mittels eines Umfangsrandes unter Abdichtung des zwischen den beiden Filterelementen angebrachten Innenraumes zusammengehalten sind und am Innenumfang zusammen mit dem Distanzstück einen Filtrat­ durchlaß zu einem für alle Filterzellen gemeinsamen zentralen Filterabführkanal bilden und im Bereich des inneren Umfangsrandes je eine ringförmige Abdichtung zwischen den Außenseiten der sich gegenüberliegenden Filterelemente benachbarten Filterzellen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterzellen (12) zur Bildung eines Stapels (11) auf einem mit Durchlaßöffnungen (21) versehenen, zentralen Trägerrohr (13) aufgereiht, in gegenseitige Abdichtung zwischen benachbarten Filterzellen (12) axial zusammen­ gedrückt und mittels zweier auf den beiden Enden des Trägerrohres befestigter, buchsenförmiger Adapterstücke (14, 15) zur Bildung der Moduleinheit (10) in axial zu­ sammengedrücktem und gegenseitig abgedichtetem Zustand auf dem Trägerrohr (13) gehalten sind.

2. Filtermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerrohr (13) eine gitterförmige Umfangswand mit kreisrundem Querschnitt aufweist.

3. Filtermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerrohr (13) aus gegenüber dem zu filtrierenden Medium beständigem Kunststoff, beispielsweise Polyolefin, besteht.

4. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Ende des Trägerrohres (13) ein tassenförmiges Adapterstück (14) mit einer inneren, ringförmigen Widerlagerschulter (23) und bajonett­ verschlußartigen Nockenaufnahmen (25) in der Umfangswand und am anderen Ende ein in ein tassenförmiges Adapter­ stück (14) hineinpassendes rohrförmiges Adapterstück (14) mit Dichtungsringen (27) und bajonettverschlußartigen Nocken (26) auf der äußeren Umfangsfläche trägt.

5. Filtermodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Adapterstück (15) von vornherein fest am Träger­ rohr angebracht, beispielsweise angeschweißt ist, um das zweite Adapterstück (14) nachträglich aufbringbar, d. h. nach dem Aufreihen und axialen Zusammendrücken der Filterzellen aufgesetzt und befestigt ist.

6. Filtermodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nachträglich aufbringbare Adapterstück (14) Rasthalte­ elemente (29) aufweist, die mit entsprechenden Gegen­ elementen (Löcher 21) des Trägerrohres (13) zusammengreifen und das zusätzlich noch durch Verschweißen, Verkleben oder Versiegeln am Trägerrohr (13) gesichert ist.

7. Filtermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nachträglich aufbringbare Adapterstück (14) mit einem das Ende des Trägerrohres (13) umgreifenden Ringteil (28) mit in seinem Inneren als Rasthalteelemente (29) ange­ ordneten Nasen versehen ist.

8. Filtermodul nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Adapterstück (14) das nachträglich aufbringbare Adapterstück ist.

9. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bildung der Filterelemente (16) der Filterzellen (12) durch Filterschichten zur Abdichtung zwischen benachbarten Filterzellen (12) Dichtungsringe (30) aus mit dem zu filtrierenden Medium verträglichen Kunststoff eingelegt sind, wobei diese Dichtungsringe (30) mit ringförmigen Dichtungsvorsprüngen (31) in die Filterschichten eingepreßt sind.

10. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Adapterstücke (14, 15) mit einem Halteadapter mit Filtergerät zusammenpaßt und eine zum anderen Adapterstück passende Verschlußkappe vorge­ sehen ist.