DE2305128C3 - Flüssigkeitsfilter und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter mit einem spiralig gewickelten, über seine ganze Länge einen V-förmigen Querschnitt aufweisenden Filterpapierstreifen, bei dem die Ränder benachbarter Lagen an der offenen Seite des Filterpapierstreilens dichtend miteinander verbunden sind, so daß zwei spiralförmig ineinandergefügte, von entgegengesetzten Seiten zugängliche Räume im Wickel entstehen und bei dem der Filterpapierstreifen quer zur Längsrichtung verlaufende, rillenartige Vertiefungen aufweist, welche den Längenausgleich beim spiraligen Aufwickeln des Filterpapierstreifens übernehmen, nach Patent 19 48 704.

Es ist bereits ein derartiges Flüssigkeitsfilter bekannt (DT-PS 19 48 704), bei dem ein spiralig gewickelter Filterpapierstreifen über seine ganze Länge einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Bei diesem Flüssigkeitsfilter ist der Taschengrund des der Schmutzseite zugewandten spiralförmigen Raumes frei, so daß sich Strömungsverhältnisse ausbilden können, welche die Filterwirkung beeinträchtigen. So können im Taschengrund abgelagerte Teilchen sich infolge auftretender Druckänderungen durch das Filterpapier hindurch auf die Reinseite arbeiten und den Abscheidungsgrad negativ beeinflussen. Die Strömungsverhältnisse im axial durchströmten Filter unterstützen diese Erscheinung.

Fei ner ist auch ein Flüssigkeitsfilter bekannt (US-PS 31 65 472), bei dem ein Sterneinsatz aus Filterpapier in einem Luftstrom mit textlien Fasern geschlämmt wird. Hier soll die Standzeit des Flüssigkeitsfilters erhöht werden. Dieses Verfahren ist relativ aufwendig, da es eine zusätzliche Behandlung des bereits fertigen Filters erfordert; außerdem kann nur die gesamte wirksame Filterfläche mit Fasern versehen werden. Überdies haften die Fasern nur lose an der Oberfläche des Filterpapiers, so daß sie durch äußere Einflüsse ihre Lage ändern können. Die innenliegenden, axialen Kanten des Sterneinsatzes liegen an einem Rohr an, so daß ein Durcharbeiten von Schmutzteilchen im Faltengrund hier nicht auftritt. Außerdem sind die Strömungsverhältnisse im radial durchströmten Sternfilter mit denen beim axial durchströmten Wickelfilter nicht vergleichbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Flüssigkeitsfilter nach dem Hauptpatent den Abscheidungsgrad zu erhöhen, und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Flüssigkeitsfilters anzugeben.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Filterpapierstreifen über die ganze Länge und im Bereich des Taschengrundes des V-förmigen Querschnitts die Strömung in diesem Bereich beeinflussende Mittel aufweist.

Auf diese Weise können die Strömungsverhältnisse im Taschengrund des Filterwickels so gestaltet werden, daß sich dort keine gröberen Schmutzteilchen durch das Filterpapier hindurcharbeiten; der Abscheidungsgrad des Filters bessert sich dadurch wesentlich. Dabei erfordern die zusätzlichen Mittel keinen nennenswerten Mehraufwand und lassen sich in eine bereits vorhandene Fertigung einplanen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich, wenn die Mittel als ein nahe der Faltkante des V-förmigen Fiiterpapierstreifens angeordneter, aus einer Vielzahl von Fasern bestehender Faden ausgebildet sind. Ein solcher Faden läßt sich beim Wickeln des Filters ohne weiteres mit einbauen. Der Faden lenkt die senkrecht zum Taschengrund gerichtete Strömung um bzw. dämpft diese und nimmt vor allem anfangs abgeschiedene Schmutzteilchen in sich auf und verhindert so, daß sich diese im Laufe der Zeit im Bereich der Faltkante durch das Filterpapier hindurcharbeiten und den Abscheidungsgrad beeinträchtigen.

Eine ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird erreicht, wenn die Mittel als ein mit Klebstoff getränkter, undurchlässiger Teil des Filterpapierstreifens ausgebildet sind, der den Taschengrund umschließt. Auch hier läßt sich der Klebstoff gleichzeitig mit dem Wickelvorgang im Taschengrund anbringen, wodurch letzterer undurchlässig wird. Der abgelagerte Schmutz wird so gespeichert, daß er den Abscheidungsgrad des Filters nicht nachteilig beeinflußt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung den Wickelaufbau eines Flüssigkeitsfilters,

F i g. 2 als Einzelheit in vergrößertem Maßstab einen Teil des V-förmigen Filterpapierstreifens im Schnitt,

F i g. 3 als Einzelheit in vergrößertem Maßstab einen Teil des V-förmigen Filterpapierstreifens einer zweiten Ausführungsform im Schnitt,

Fig.4 Kennlinien für ein bekanntes und für erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter.

Der Wickel 1 des Flüssigkeitsfilters besteht aus einem V-förmigen gefalteten Filterpapierstreifen 2 und einem Thermoplastkleber 3 zur dichten und festen Verbindung benachbarter Lagen des Filterpapierstreifens, der um ein Mittelrohr 4 spiralig aufgewickelt ist.

Der Filterpapierstreifen 2 aus gekrepptem Papier weist an einem, einen Schenkel des V-förmigen Querschnitts bildenden Teil 5 rillenartige Vertiefungen 6 auf. Diese Vertiefungen 6 verlaufen über die ganze Schenkelbreite und sind in gleichmäßigen Abständen voneinander und senkrecht zu einer Faltkante 7 angeordnet. Der Teil 5 weist an dem der Faltkante 7 gegenüberliegenden Rand 8 einen umgelegten Saum 9 auf, der zwischen dem Teil 5 und dem den anderen Schenkel des V-förmigen Querschnitts bildenden Teil 10 des Fiiterpapierstreifens 2 liegt. Der Saum 9 ist zusammen mit dem Teil 5 gerillt und versteift den Rand 8, wodurch die Vertiefungen 6 formstabil sind. Der Teil 10 weist keine rillenartigen Vertiefungen wie im Teil 5 auf, sondern ist im Hinblick auf das Kreppapier im wesentlichen glatt ausgebildet. Die Vertiefungen im Teil 5 übernehmen die Funktionen des Längenausgleichs zwischen beiden Teilen beim spiraligen Aufwickeln, der Abstandshalterungen beider Teile 5, 10 voneinander und der Versteifung.

Zwischen dem gerillten Teil 5 einer Lage und dem glatten Teil 10 der benachbarten Lage des spiralig aufgewickelten Filterpapierstreifens 2 ist ein Streifen eines Thermoplastklebers 3 in der Nähe des Randes 8 angeordnet. Auf diese Weise sind im Wickel 1 zwei ineinandergefügte, spiralige Räume 11 und ^ausgebildet, die von den Stirnseiten 13 bzw. 14 aus zugänglich sind und die voneinander getrennt sind. Die stirnseitigen Enden des Filterpapierstreifens 2 sind in üblicher Weise abgedichtet.

Der gerillte Teil 5 und der glatte Teil 10 einer Lage schließen zwischen sich und nahe der Faltkante 7 einen Taschengrund 15 ein, in dem ein Wollfaden 16 angeordnet ist. Der Wollfaden 16 wird während des Wickelvorganges mit eingeführt und verläuft längs der gesamten Faltkante 7.

Der Wickel 1 wird in ein übliches Gehäuse so eingesetzt und abgedichtet, daß die Stirnseite 13 mit einem Zulauf und die Stirnseite 14 zu einem Rücklauf Verbindung hat.

Wie Fig.2 näher zeigt, wird der Wollfaden 16 im Betrieb infolge der auftretenden Druckdifferenz von der Zulaufseite (Raum 11) zur Rücklaufseite ( Raum 12) ganz in den Taschengrund 15 hineingedrückt. Axial in den Wickel einströmendes Druckmittel tritt größtenteils seitlich durch die Teile 5 und 10 hindurch auf die Reinseite. Gröbere Schmutzteilchen werden von der Filterpapierbahn 2 abgehalten und sinken nach unten zum Taschengrund 15. Der Wollfaden 16 verhindert nun, daß ein Teil des Druckmittels ohne Richtungswechsel ungedrosselt im Bereich der Faltkante 7 auf die Reinseitge gelangt und dabei gröbere Schmutzteilchen im Laufe der Zeit mitreißt. Solche Schmutzteilchen können sich infolge auftretender Druck-Schwankungen und damit verbundener Bewegungen im Filterpapier langsam auf die Reinseite durcharbeiten und den Abscheidungsgrad verschlechtern. Der Wollfaden 16 dämpft nun die Strömungsgeschwindigkeit im Taschengrund und speichert solche, den A.bscheidungsgrad beeinflussende, gröbere Schmutzteilchen. Der Abscheidungsgrad bessert sich dadurch ganz wesentlich.

F*g. 3 zeigt von einer zweiten Ausführungsform wieder einen Teil des V-förmigen Fiiterpapierstreifens, bei dem gleiche Teile wie in Fig.2 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Bereich der Faltkante 7 und der Teile 10 und 5 ist der Filterpapierstreifen 2 mit Klebstoff 17 getränkt, wodurch er an dieser Stelle für die Flüssigkeit undurchlässig wird. Somit wird die Strömung im Taschengrund 15 so beeinflußt, daß sich die Schmutzteilchen dort ablagern, wo sie das Filterpapier nicht durchdringen können. Dies führt zu einem erheblich besseren Abscheidungsgrad.

Besonders einfach läßt sich die Ausführungsform nach F i g. 3 herstellen, wenn beim Wickelvorgang über eine von der Stirnseite 13 her in den Raum 11 ragende Düse in den Taschengrund 15 kontinuierlich ein Klebstoffwulst eingespritzt wird. Der flüssige Klebstoff wird vom Filterpapier aufgesaugt und bildet nach dem Aushärten eine undurchlässige oder zumindest die Durchlässigkeit stark drosselnde Schicht.

F i g. 4 veranschaulicht den verbesserten Abscheidungsgrad anhand von Kennlinien 18,19,20, welche die Startmenge (in Prozent) einer Prüfpumpe über der Zeit zeigt. Die Startmenge bzw. die geförderte Menge stellt ein Maß für die Abnutzung der Prüfpumpe und damit ein Maß für den Verschmutzungsgrad des geförderten Druckmittels dar. Die Kennlinie 18 zeigt die Verhältnisse für ein bekanntes Flüssigkeitsfilter aus einem spiralig gewickelten Filterpapierstreifen, der über seine ganze Länge einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Die Kennlinie 19 gilt für den erfindungsgemäßen Wickel 1 nach F i g. 1 bzw. 2 mit aufgewickeltem Wollfaden. Die Kennlinie 20 gilt für einen erfindungsgemäßen Wickel nach Fig.3. Bei den Kennlinien 19, 20 ist bei gleicher Laufzeit die Fördermenge wesentlich größer als beim bekannten Wickel, was durch einen entsprechend besseren Abscheidungsgrad der erfindungsgemäßen Bauart erreicht wird.

Selbstverständlich ist es auch möglich, daß der Wollfaden 16 vor dem Einwickeln zusätzlich auch mit geeignetem Klebstoff benetzt oder imprägniert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsfilter mit einem spiralig gewickelten, über seine ganze Länge einen V-förmigen Querschnitt aufweisenden Filterpapierstreifen, bei dem die Ränder benachbarter Lagen an der offenen Seite des Filterpapierstreifens dichtend miteinander verbunden sind, so daß zwei spiralförmig ineinandergefügte, von entgegengesetzten Seiten zugängliche Räume im Wickel entstehen und bei dem der Filterpapierstreifen quer zur Längsrichtung verlaufende, rillenartige Vertiefungen aufweist, welche den Längenausgleich beim spiraligen Aufwickeln des Filterpapierstreifens übernehmen, nach Patent 1948704, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterpapierstreifen (2) über die ganze Länge und im Bereich des Taschengrundes (15) des V-förmigen Querschnitts die Strömung in diesem Bereich beeinflussende Mittel (16,17) aufweist

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als ein nahe der Faltkante (7) des V-förmigen Filterpapierstreifens angeordneter, aus einer Vielzahl von Fasern bestehender Faden (16) ausgebildet sind.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (16) aus Wolle besteht.

4. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als ein mit Klebstoff (17) getränkter, undurchlässiger Teil des Filterpapierstreifens (2) ausgebildet sind, der den Taschengrund (15) umschließt.

5. Verfahren zur Herstellung ces Flüssigkeitsfilters nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wollfaden (16) beim spiraligen Aufwickeln des Filterpapierstreifens (2) in den Taschengrund (15) eingeführt wird.

6. Verfahren zur Herstellung des Flüssigkeitsfilters nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim spiraligen Aufwickeln des Filterpapierstreifens (2) der Taschengrund (15) kontinuierlich mit einem den Taschengrund nach dem Aushärten undurchlässig machenden Mittel (17) getränkt wird.