FI104702B - Suodatinkangas ja siitä valmistettu vaihdettava suodatinmoduli - Google Patents

Description

1 104702

Suodatinkangas ja siitä valmistettu vaihdettava suodatinmo-duli

Keksinnön kohteena on suodatinkangas, joka on muodostettu 5 useista poikki- ja pituussuuntaisista langoista ja joka suodatinkangas käsittää haluttujen suodatusominaisuuksien mukaisen tiiviyden ja rakenteen omaavan suodattavan osuuden nesteen erottamiseksi kiinteän aineen ja nesteen muodostamasta seoksesta ja edelleen joka suodatinkangas on tarkoitettu sovitettavaksi suodatinlaitteiston suodatinelementtiä vasten, ja jonka suodatinkan-10 kaan alapuolen eli suodatinelementin puoleisen osuuden rakenteessa on paksumpia lankoja kuin kankaan yläpinnan puoleisessa osuudessa kankaalla suodatetun nesteen virtausta varten.

Edelleen keksinnön kohteena on suodatinmoduli, joka on tarkoitettu sovitettavaksi suodatinelementtiin suodattavaksi pinnaksi eroteltaessa suoda-15 tinlaitteiston avulla nestettä kiinteän ja nestemäisen aineen seoksesta, joka suodatinmoduli on valmistettu suodatinkankaasta, joka käsittää poikki- ja pituussuuntaisista langoista muodostetun suodattavan kerroksen ja jonka suo-datinkankaan pohjaan on sovitettu kangasta valmistettaessa kankaan muita lankoja paksumpia lankoja suodatetun nesteen virtausta varten.

20 Erilaisia konesihtejä, kuten kiekko- ja rumpusuodattimia käytetään nesteen poistamiseen nesteen ja kuiva-aineen muodostamasta seoksesta. Kiekkosuodattimessa on tyypillisesti useita pyörivään runkoon sovitettuja kol-miomaisia suodatinsegmenttejä, joiden päälle asennetaan suodatinkankaasta valmistetut suodatinpussit. Suodatettavassa seoksessa oleva neste pääsee 25 tunkeutumaan suodatinkankaan läpi ja edelleen suodatinsegmentin pintaan ..

':··· ulottuvien aukkojen kautta segmentin sisään. Suodattimen rakenteesta riippu-

en käytetään segmenttien lisäksi erilaisia kasetteja, putkia ja muita element- E

tejä, joiden päälle suodatinkankaasta muodostettu pussi tai vastaava suoda- * · « tinmoduli pingotetaan erilaisten mekaanisten kiristyselimien avulla tai nykyisin ~

30 yhä useammin lämpökutistamalla. On huomattu, että mikäli tiivis suodatinkan-r gas pääsee käytössä painautumaan tiiviisti suodatinelementin pintaa vasten, E

*·’ * vaikeutuu läpäisseen nesteen virtaus suo_datinkankaan ja elementin välissä ~ elementin aukkoihin. Tämän ongelman ehkäisemiseksi onkin alettu käyttää .;: erillistä ns. tukiviirapussia varsinaisen suodatinpussin ja suodatinelementin vä- 35 Iissä. Tukiviirapussi on valmistettu verkkomaisesta kudoksesta, jolloin se muo- 9 9 · dostaa tiiviin suodatinpussin ja elementin pinnan välille harvan, kankaan pin- ~ w t * · 2 104702 nan poikkisuunnassa hyvin läpäisevän kerroksen. Vaikka tällainen erillinen tu-kiviirapussi toimiikin käytännössä kohtalaisen hyvin, on sen asentaminen kuitenkin ylimääräinen työvaihe. Lisäksi sen valmistamisesta aiheutuu lisäkustannuksia.

5 SE-julkaisusta 431 826 tunnetaan kiinteiden partikkeleiden ja nes teen erotteluun tarkoitettu suodatinkangas, joka käsittää ainakin kaksi toisiinsa kudottua kerrosta, nimittäin suodatinkerroksen ja tukikerroksen. Tukikerrok-sessa eli suodatinelementin puoleisessa osuudessa on esitetty käytettäväksi paksumpia lankoja karkeamman pohjan aikaansaamiseksi. Esitetyn ratkaisun 10 haittana on kuitenkin se, että suodatinkerroksen jo läpäisseen nesteen virtaus suodatinelementin pinnan suunnassa tapahtuu suodatinkankaan tukikudoksen sisällä. Kudoksessa kulkee normaaliin tapaan eri suuntaisia lankoja ristikkäin, jolloin langat muodostavat esteitä nesteen tehokkaalle virtaukselle.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan suodatinkangas ja 15 siitä valmistettu suodatinmoduli, jotka välttävät tunnettujen ratkaisuiden yhteydessä esiintyneitä epäkohtia.

Keksinnön mukaiselle suodatinkankaalle on tunnusomaista se, että suodatinkankaan alapinnassa on olennaisesti samansuuntaisia, kankaan muita lankoja paksumpia lankoja, että paksummat langat muodostavat väliinsä 20 samansuuntaisia kanavia suodatetun nesteen virtauksen mahdollistamiseksi suodatinelementin pinnan suunnassa suodatinkankaan suodattavan osuuden ja suodatinelementin välissä.

Edelleen on keksinnön mukaiselle suodatinmodulille tunnusomaista se, että suodatinmoduli on valmistettu suodatinkankaasta, jonka alapinnassa 25 eli suodatinelementtiä vasten tulevassa pinnassa on olennaisesti saman- » · ·:··: suuntaisia, kankaan muita lankoja paksumpia lankoja ja että paksumpien lan- kojen väliin muodostuu kanavia, joissa kankaalla suodatettu neste voi virrata suodatinelementin pinnan suunnassa.

« · ·

Keksinnön olennainen ajatus on, että suodatinkangas on muodos-30 tettu siten, että kankaan alapintaan eli suodatinelementin puoleiseen pintaan • f · ‘il.’ on järjestetty kangasta kudottaessa yhdensuuntaisia paksumpia lankoja, jotka • · · '·* * muodostavat väliinsä kankaan alapintaan yhdensuuntaisia kanavia suodatetun nesteen virtauksen mahdollistamiseksi suodatinelementin pinnan suunnassa.

.; Yhdensuuntaiset paksummat langat ovat suodatinkankaan muuhun rakentee- 35 seen nähden ylimääräisiä lankoja, eikä niillä ole siten olennaista merkitystä

* < I

kankaan muun rakenteen suhteen. Edelleen suodatinkankaassa käytettävät I · • · m · · · m i ä i 104702 3 paksumpien lankojen kohdalla kulkevat, paksumpien lankojen suuntaiset, langat ovat edullisesti multifilamentteja, jolloin ne asettuvat kankaassa tiiviisti mo-nofilamenttisten paksumpien lankojen läheisyydessä. Tällöin paksummat langat eivät heikennä kankaan tiiviyttä. Suodatinkangas voi olla vielä suunnattu 5 suodatinmodulissa niin, että kankaan alapinnan virtauskanavat ovat suodati-nelementin aukotuksen mukaisesti eli kanavat ohjaavat nesteen aukoille. Suo-datinmodulin tiivis, suodattava kudososuus, on paksujen lankojen ansiosta etäisyyden päässä suodatinelementin pinnasta.

Keksinnön etuna on, että valmistamalla erilaisten suodatinelement-10 tien päälle asennettavat suodatinpussit ja vastaavat vaihdettavat suodatinmo-dulit keksinnön mukaisesta suodatinkankaasta vältytään erillisten tukiviirapus-sien käytöltä. Tällöin suodatinpussin vaihtaminen on helpompaa ja nopeampaa, eikä ylimääräisestä pussista aiheudu enää kustannuksia. Edelleen saadaan sinällään ohuestakin suodatinkankaasta sen pohjan paksujen lankojen 15 ansiosta jäykkää. Jäykkä suodatinmoduli pysyy paremmin paikoillaan ja kestää siten käytössä aiempaa paremmin. Edelleen pohjan paksut langat suojaa-vat kankaan varsinaista suodattavaa kerrosta, jolloin suodatinelementin terävät kulmat tai vastaavat eivät pääse vaurioittamaan kangasta. Tekniikan tason kuvauksessa mainittuun SE-julkaisuun nähden on keksinnön mukainen suo-20 datinkangas paremmin puhdistettavissa käytön aikana, sillä lika ei tukkeudu keksinnön mukaisen kankaan pohjakerroksen avoimiin kanaviin sillä tavoin, kun likaa voi jäädä erilaisiin kudosrakenteisiin. Eräs olennainen etu on se, että nyt suodatetun nesteen virtaus ei tapahdu suodatinkankaan kudosrakenteen sisällä, vaan sitä varten muodostetuissa virtauskanavissa, joissa ei ole kanavi-:' *": 25 en poikkisuuntaisia lankoja virtausta haittaamassa. Edelleen voidaan nesteen ·:··· virtausta suunnata suodatinlaitteistossa halutulla tavalla, kun suodatinmoduli .·.;·. valmistetaan niin, että suodatinkankaan pohjan yhdensuuntaiset virtauskana- vat järjestetään suodatinelementin aukotuksen ja toiminnan mukaisesti. Suo- « · · datinelementin aukot ja suodatinkankaan kanavat on tällöin mahdollista jär- ... 30 jestää niin, että neste pääsee mahdollisimman tehokkaasti suodatinelementin « · » ' aukkoihin ja edelleen eteenpäin. Kaiken kaikkiaan keksinnön mukaista suoda- ^ • · · '·* * tinkangasta käyttämällä voidaan alentaa suodatinlaitteiston käyttökustannuk- „ siä ja parantaa suodatustehoa.

f I I • · · 4 104702

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erään suodatinlaitteiston periaatetta, jossa keksinnön mukaisesta suodatinkankaasta valmistettua suodatinmodulia voidaan edullisesti käyttää, 5 kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisesta suoda tinkankaasta valmistetun suodatinkankaan rakennetta, ja kuvio 3 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisesta suodatinkankaasta valmistettua suodatinmodulia asennettuna suodatinelementin päälle.

Kuviossa 1 on esitetty yksinkertaistettuna kuvantona useista suo-10 datinsegmenteistä 1a - 1h koostuvan kiekkosuodattimen 2 periaate. Suodattimen kiekkoa pyöritetään nestettä ja kiintoainetta käsittävässä, ei esitetyssä altaassa, jolloin seoksessa oleva neste läpäisee segmenttien päälle pingotetun suodatinkankaan. Kiintoaine jää tällöin suodatinkankaan ulkopintaan, josta se poistetaan kaavarien, vesisuihkujen tai vastaavien pesulaitteiden avulla. 15 Suodatinkankaan läpäissyt neste kulkeutuu suodatinsegmenttiin muodostettuihin aukkoihin 3 ja niiden kautta edelleen suodatinelementin sisään, josta se johdetaan putkea 4 pitkin eteenpäin. Kuvioon on merkitty aukot 3 selvyyden vuoksi voimakkaasti suurennettuina. Samasta syystä muut segmentit 1b - 1 h on esitetty katkoviivoilla ja kokonaan ilman mainittuja aukkoja. Kuten kuviosta 20 voidaan nähdä, ovat aukot segmentin keskiakselin suuntaisesti, mutta aukotus voidaan muodostaa tietenkin muullakin tavoin suunnatusti tai vaihtoehtoisesti voi segmentin suodatuspinnat olla kauttaaltaan tasaisesti aukotettu. Kun aukot ovat kuvion mukaisesti ja suodatinmoduli on muodostettu aukkojen muodostaman rivin mukaisesti, ovat modulin alapinnan paksujen lankojen muodosta-| _ 25 mat virtauskanavat aukkojen suuntaisesti. Kuvioon on vielä havainnollisuuden ·;··: vuoksi merkitty katkoviivoilla 5 modulin pohjan paksujen lankojen suunta. Kun aukot ja virtauskanavat on muodostettu tällä tavoin, virtaa kankaan läpäissyt neste suodatinlaitteiston pyörimisen ja painovoiman vaikutuksesta tehokkaasti • » c.

aukoille ja edelleen segmentin sisään.

... 30 Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen suodatinkankaan poik- • · · kileikattu rakenne voimakkaasti yksinkertaistetusti. Kuvion mukainen suodatin- » · kangas on yksikerroksinen ja muodostuu loimilangoista 6 ja kudelangoista 7. Edelleen on kankaan pohjan pintaan kudottu kudesuuntaisia paksumpia lankoja 8. Paksummat langat ovat ylimääräisiä lankoja eli kukin niistä on sovitettu 35 kohdallaan olevan kudelangan 7a suuntaisesti ja sitä vasten. Samansuuntaiset paksummat langat muodostavat väliinsä virtauskanavia 9, jolloin kankaalla 4 5 104702 suodatettu neste pääsee niitä pitkin ja niiden ohjaamana virtaamaan suodati-nelementtiin 10 muodostettuihin aukkoihin 3. Paksummat langat ovat monofi-lamentteja, jotka kestävät hyvin kokoonpuristamista. Kude- ja loimilangat sen sijaan ovat multifilamentteja, sillä niistä on helpompi muodostaa tiivis kudos.

5 Edelleen ne litistyvät ja muotoutuvat keksinnön mukaisessa kankaassa sopivasti paksumpien lankojen kohdalla, jolloin kankaasta saadaan tiivis pohjan paksummista langoista huolimatta. Tämä voidaan havaita kuviossa 2 erityisesti paksumpien lankojen 8 kohdalla olevia kudelankoja 7a tarkastelemalla.

Myöskin kehrättyjä lankoja voidaan käyttää suodattavassa osuudessa. Edel-10 leen voi rakenteessa olla muitakin monofilamenttilankoja kuin pohjan paksut langat. Kuvioon on merkitty viitenumerolla 11 paksujen lankojen suuntainen monofilamentti, joka parantaa kankaan jäykkyyttä. Paksujen lankojen viereiset samansuuntaiset langat ovat tiiviyden takia kuitenkin edullisesti multifilamentteja tai kehrättyjä lankoja. Kankaasta saadaan paksumpien lankojen ansiosta 15 jäykkää, vaikka varsinainen suodattava kerros olisikin hyvin ohut. Jäykempi rakenne pysyy käytössä paremmin paikoillaan siihen kohdistuvista suodatus-ja puhdistusvoimista huolimatta ja kestää sen vuoksi paremmin. Toisaalta ohut suodattava kerros ei tukkeennu niin helposti kuin paksu kerros ja on lisäksi ^ helpommin pestävissä. Edelleen pohjan paksut langat suojaavat varsinaista 20 suodattavaa kerrosta mm. suodatinelementin kulmissa, joissa suodatinkangas joutuu kiristettäessä kovalle rasitukselle.

Kuviosta 2 voidaan vielä nähdä, että paksummat langat 8 voidaan ' * sovittaa kankaassa halutuin välein. Paksumpien lankojen määrä suhteessa _ :.v pohjan muihin samansuuntaisiin lankoihin voidaan määrittää käyttökohteen ja j V 25 haluttujen ominaisuuksien, esimerkiksi kankaalta vaaditun jäykkyyden mu- ” :*’i kaan.

Suodatinmoduli voidaan kiristää suodatinelementin päälle erilaisten sinänsä tunnettujen mekaanisten kiristyselimien avulla tai kiristäminen voidaan 9 21 tehdä lämmössä kutistamalla, jolloin ainakin osan suodatinkankaan langoista - .··. 30 on oltava lämmössä kutistuvia. Lämmössä kutistuvalla langalla tarkoitetaan 9 9 9 ’...t tässä yhteydessä sellaista suodatinkankaan valmistuksessa käytettävää lankaa, joka saadaan lämmittämällä lyhenemään pituussuunnassaan niin paljon, ! että syntyvää pituuden muutosta voidaan halutulla tavalla käyttää hyödyksi suodatinpussien, suodatinviirojen ja vastaavien kiristämiseksi tiiviisti paikoil-35 leen. Kutistumista voidaan hallita valitsemalla langat sopivasti. Keksinnön mu- :,. kaisen suodatinkankaan etuna on se, että sen rakenne säilyy nesteen virtauk- « · «· · 6 104702 sien kannalta parempana kuin sellaisen kankaan, jonka pohja on vain tehty harvemmaksi karkeaa kudosta käyttäen. Koska paksummat langat kutistuvat vain olennaisesti pituussuunnassaan eivätkä halkaisijansa suhteen, säilyttävät kanavat kutistettaessa olennaisesti muotonsa, eikä nesteen virtaus kutistuk-5 sen takia siten heikkene. Toisaalta paksumpien lankojen ei tarvitse olla kutistuvia, vaan usein riittää, että paksumpiin lankoihin nähden poikkisuuntaiset langat ovat kutistuvia. Myös tällöin kanavat säilyvät kutistamisesta huolimatta rakenteessa.

Kuviossa 3 on esitetty aukileikattuna osa paikoilleen asennetusta 10 suodatinmodulista. Tällä kertaa suodatinelementti 10 on putki, jonka vaipan läpi on tehty aukkoja 3. Kankaan pohjan paksummat langat 8 muodostavat kuviossa esitetyllä tavalla kanavia 9 aukkojen kohdalle. Kuviossa on esitetty kaksikerroksinen suodatinkangas selvyyden vuoksi voimakkaasti yksinkertaistettuna. Tässä yhteydessä katsotaan, että alan ammattimies osaa valita 15 kulloiseenkin suodatuskäyttöön soveltuvan sidostyypin, lankojen materiaalin jne. Suodatinkangas voi siis olla yksi- tai monikerroskudos ja se voi olla valmistettu poikkileikkaukseltaan erilaisista langoista, kunhan lankojen materiaali on suunnitelluissa käyttöolosuhteissa mittapysyvä ja kestävä. Paksut langat eivät sinänsä vaikuta suodatinkerroksen ominaisuuksiin, joten ne ovat siinä 20 mielessä ylimääräisiä lankoja kankaassa. Kankaan muiden lankojen ja paksumpien lankojen välinen halkaisijaero on edullisesti välillä 1 : 1.4 - 1 : 6, jolloin saadaan nesteen virtauksen kannalta riittävän suuri kanava kankaan suo-• : datettavan kerroksen ja elementin pinnan välille. Alan ammattimies kykenee määrittämään multi-ja monofilamenttien välisen paksuuseron esimerkiksi las-i ' 25 kennallisesti.

• m ·:*·: Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollis- tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti-.·:·. vaatimusten puitteissa. Niinpä suodatinkankaan varsinainen suodattava kerros voi olla muodostettu neulaamalla runkokudokseen tiivistävää hahtuvaa. Tii-... 30 vistävä vaikutus voidaan saada aikaan myös sopivalla kankaan yläpintaan so- vitettavalla pinnoitekerroksella. Ainakin periaatteessa on myös mahdollista • · · käyttää ei-kudotuista lankakokoonpanoista muodostettua runkoa. Keksinnön mukaisesta suodatinkankaasta voidaan valmistaa myöskin erilaisten rumpu-suodattimien ja vastaavien päälle sovitettavia ns. kutisteviiroja. Edelleen suo-35 datinkangas sopivasti suuntaamalla voidaan saavuttaa pohjan paksujen lankojen avulla jäykkyyttä haluttuihin kohtiin modulia. Kangas on jäykkää paksu-

J

l i 104702 7 jen lankojen poikkisuunnassa taitettaessa, mutta taipuu helposti paksujen lankojen väliseltä osuudelta paksujen lankojen suuntaisesti taitettaessa. Lisäksi kangas voidaan valmistaa niin, että paksummat langat kankaan pohjan pintarakenteessa ovat edellä esitetystä poiketen loimisuuntaisesti.

5 • · « · · · · « » — « · « _ • · < • · « • 1 1 • « · • · · • · · • » « • · · _

Il • · · « · ·

Claims (10)

1. Suodatinkangas, joka on muodostettu useista poikki- ja pituussuuntaisista langoista ja joka suodatinkangas käsittää haluttujen suodatuso- 5 minaisuuksien mukaisen tiiviyden ja rakenteen omaavan suodattavan osuuden nesteen erottamiseksi kiinteän aineen ja nesteen muodostamasta seoksesta ja edelleen joka suodatinkangas on tarkoitettu sovitettavaksi suodatinlaitteis-ton suodatinelementtiä (10) vasten, ja jonka suodatinkankaan alapuolen eli suodatinelementin puoleisen osuuden rakenteessa on paksumpia lankoja kuin 10 kankaan yläpinnan puoleisessa osuudessa kankaalla suodatetun nesteen virtausta varten, tunnettu siitä, että suodatinkankaan alapinnassa on olennaisesti samansuuntaisia, kankaan muita lankoja paksumpia lankoja (8), että paksummat langat muodostavat väliinsä samansuuntaisia kanavia (9) suodatetun nesteen virtauksen mahdollistamiseksi suodatinelementin (10) 15 pinnan suunnassa suodatinkankaan suodattavan osuuden ja suodatinelementin välissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatinkangas, tunnettu siitä, että paksummat langat (8) ovat monofilamentteja ja että ainakin pohjan paksumpien lankojen suuntaiset, paksumpien lankojen kohdalla olevat suoda- 20 tinkankaan langat ovat multifilamentteja, jolloin multifilamenttilangat ovat muotoutuneet paksumpien lankojen kohdalla ja muodostavat siten tiiviin kankaan myös paksumpien lankojen kohdalla.

"· : 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatinkangas, t u n - n e 11 u siitä, että suodatinkankaan muiden lankojen (6, 7, 7a) ja paksumpien j*\: 25 lankojen (8) välinen halkaisijaero on ainakin 1 :1.4 tai suurempi.

·:··: 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suodatinkangas, tunnettu siitä, että suodatinkankaan pohjan paksummat langat (8) ovat .·;·. kudesuunnassa. Ill

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suodatinkangas, ... 30 tunnettu siitä, että ainakin osa suodatinkankaassa käytetyistä langoista Y.’ on lämmössä kutistuvia. • · ·

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suodatinkangas, tunnettu siitä, että suodatinkankaan yläpinnan suodattavaan osuuteen on neulattu hahtuvaa tiiviimmän rakenteen aikaansaamiseksi.

7. Suodatinmoduli, joka on tarkoitettu sovitettavaksi suodatinele- menttiin (10) suodattavaksi pinnaksi eroteltaessa suodatinlaitteiston avulla « I I 104702 nestettä kiinteän ja nestemäisen aineen seoksesta, joka suodatinmoduli on valmistettu suodatinkankaasta, joka käsittää poikki- ja pituussuuntaisista langoista muodostetun suodattavan kerroksen ja jonka suodatinkankaan pohjaan on sovitettu kangasta valmistettaessa kankaan muita lankoja paksumpia lan-5 koja (8) suodatetun nesteen virtausta varten, tunnettu siitä, että suodatinmoduli on valmistettu suodatinkankaasta, jonka alapinnassa eli suodatine-lementtiä vasten tulevassa pinnassa on olennaisesti samansuuntaisia, kankaan muita lankoja paksumpia lankoja (8) ja että paksumpien lankojen väliin muodostuu kanavia (9), joissa kankaalla suodatettu neste voi virrata suodati-10 nelementin (10) pinnan suunnassa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen suodatinmoduli, tunnettu siitä, että suodatinkangas on sovitettu valmiissa suodatinmodulissa niin, että kankaan pohjan kanavat (9) on suunnattu suodatinelementin rakenteen mukaan.

8 104702

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen suodatinmoduli, tunnettu siitä, että suodatinkangas on sovitettu valmiissa suodatinmodulissa niin, että kankaan pohjan kanavat (9) on suunnattu niin, että ne johtavat suodatetun nesteen suodatinelementissä (10) oleville aukoille (3).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen suodatinmoduli, 20 tunnettu siitä, että suodatinmodulissa on lämmössä kutistuvia lankoja, jolloin se on kiristettävissä lämmön avulla suodatinelementin päälle. * 1 · • 1 · • · « · • · · t 1 i • · · • · · • · · • · · • « · • « ♦ • « · - · • < · · • · · • · · 10 104702