DE3917517A1

DE3917517A1 - Filter candle with insert in bore - which narrows under pressure of incoming suspension minimising filtrate loss during candle replacement

Info

Publication number: DE3917517A1
Application number: DE3917517A
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl Ing Baarfuesser; Guenther Dipl Ing Kuntz
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Emtec Magnetics GmbH
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1990-12-13

Abstract

Pressurised suspension enters from an axial base inlet in a rigid cylindrical casing, to be filtered on passing radially inwards from a surrounding gap through an annular filter candle which is sintered, folded or wound from polypropylene, "terylene", polyamide, cotton, glass fibre or steel filaments. The central bore in the filter candle holds a flexible compressible insert which under pressure of incoming suspension contracts, permitting filtrate flow towards an outlet aperture in the screwed on casing cap. When pressure is relaxed, esp. during replacement of a filter candle, the insert resumes its original size. The insert may be a foil bag filled with flexible foam, or with gas pressurised to lower value than the incoming suspension. ADVANTAGE - Loss of filtrate during change-over is minimised by an easily made insert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere für unter Druck zu filtrierende Flüssigkeiten, mit einer zy lindrischen Filterkerze, bestehend aus einem Basis- und einem Deckelteil und einem damit starr verbundenen koaxia len ringförmigen Filtereinsatz, der radial von der zu fil trierenden Flüssigkeit durchströmt wird und mit einem Vo lumenverdrängungskörper im Innenraum der Filterkerze.The invention relates to a filter element, in particular for liquids to be filtered under pressure, with a zy Lindrian filter candle, consisting of a base and a cover part and a coaxia rigidly connected to it len ring-shaped filter insert, the radial of which to fil flowing liquid and with a Vo lumen displacement body in the interior of the filter candle.

Bei der Verwendung von Filterelementen und Filtergehäusen bisheriger Bauart muß, bedingt durch die Bauform und Kom bination von mehreren Filterelementen zu einem Gesamtfilter mit größerer Filterfläche beim Wechseln der Filterkerzen mit erhöhten Verlustmengen an Filtrat gerechnet werden. Dies führt bei der Verwendung von toxischen, umweltgefähr denden und teuren Einsatzstoffen zu Schwierigkeiten bei der Beseitigung der verbrauchten Filterelemente beziehungs weise zu hohen Filtratkosten.When using filter elements and filter housings previous design must, due to the design and Kom Combination of several filter elements to form an overall filter with a larger filter surface when changing the filter cartridges increased losses of filtrate can be expected. This results in the use of toxic, environmentally hazardous dend and expensive feedstocks to difficulties the removal of the used filter elements wise too high filtrate costs.

Dies gilt insbesondere für die Filtration von Dispersionen beispielsweise magnetischen Dispersionen, bei denen polymere Bindemittel, anorganische Pigmente und Zusatzstoffe in einem organischen Lösungsmittel dispergiert sind. Derartige Dis persionen werden unter Differenzdrucken von 2-10 bar durch Filter mit Porenweiten von 1-50 µm filtriert. Bei einer derartigen bekannten Anordnung (Fig. 1 und 2) befindet sich am Boden des becherartigen Filterelements (7) eine Eintrittsöffnung (8) für die Dispersion (100), wobei in den Becher mehrere Filterkerzen (19) eintauchen, durch wel che die Dispersion gepreßt wird. Die Innenseiten der Fil terkerzen sind über Kanäle (112) miteinander verbunden, so daß die filtrierte Dispersion durch den Stutzen (111) abfließen kann.This applies in particular to the filtration of dispersions, for example magnetic dispersions in which polymeric binders, inorganic pigments and additives are dispersed in an organic solvent. Such dis persions are filtered under differential pressures of 2-10 bar through filters with pore sizes of 1-50 microns. In such a known arrangement ( FIGS. 1 and 2) there is an inlet opening ( 8 ) for the dispersion ( 100 ) at the bottom of the cup-like filter element ( 7 ), with several filter candles ( 19 ) immersing in the cup, through which the dispersion is pressed. The inside of the Fil terkerzen are connected to each other via channels ( 112 ) so that the filtered dispersion can flow through the nozzle ( 111 ).

Weiterhin sind aus der DE-OS 24 29 415 und der EP 01 80 768 Flüssigkeitsfilter bekannt, die durch entsprechende Form gebung und Abdichtmaßnahmen auch zur Filtration aggressiver Flüssigkeiten geeignet sind. Aus der DE 31 17 625 ist ein Wegwerf-Luftfilter bekannt, bei dem in einem zylindrischen Gehäuse ein ringförmiger Filtereinsatz vorhanden ist, wel cher radial von außen nach innen von der zu filtrierenden Luft durchströmt wird.Furthermore, from DE-OS 24 29 415 and EP 01 80 768 Liquid filter known by appropriate shape and sealing measures also for filtration more aggressive Liquids are suitable. From DE 31 17 625 is a Disposable air filter known in a cylindrical Housing an annular filter insert is available, wel radial from the outside inwards from the one to be filtered Air is flowing through.

Ferner sind aus dem Stand der Technik bekannt feste, ein gebaut oder eingelegte Volumenverdrängungskörper, die häu fig, bedingt durch die auftretende Druckbelastung und Agg ressivität der zu filtrierenden Flüssigkeiten als aufwendige Hohlkörperkonstruktionen mit teilweise teuren Werkstoffen ausgeführt werden. Derartige Filterelemente sind beispiels weise in den DE 28 18 340 und 33 26 288 sowie der EP 02 09 348 beschrieben.Furthermore, solid, known from the prior art built or inserted volume displacer, the häu fig, due to the pressure load and agg resilience of the liquids to be filtered as complex Hollow body constructions with sometimes expensive materials be carried out. Such filter elements are an example as in DE 28 18 340 and 33 26 288 and EP 02 09 348 described.

Flexible Stützkörper, wie sie teilweise in der Gasfiltra tion verwendet werden, benötigen eine zusätzliche, von außen zugeführte Energie, um die Ausdehnung des Filterschlauches oder des Volumenverdrängungskörpers zu bewirken.Flexible support bodies, such as those found in the gas filter tion, need an additional one, from the outside supplied energy to the expansion of the filter hose or to cause the volume displacement body.

Deshalb bestand die Aufgabe, ein Filterelement der oben genannten gattungsmäßigen Art zu schaffen, welches einen wechselbaren Filtereinsatz hat und bei einfachem Aufbau bei einem Wechsel des Filtereinsatzes nur einen minimalen Filtratverlust verursacht. Therefore, the task was a filter element of the above to create the generic type mentioned, which one has exchangeable filter insert and simple construction only minimal when changing the filter insert Loss of filtrate causes.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einem Filter element mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs genannten Merkmalen. Weiter Einzelheiten der Erfindung ge hen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeich nungen hervor. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigtAccording to the invention the object was achieved with a filter element with those in the characterizing part of the claim mentioned features. Further details of the invention ge hen from the subclaims, the description and the drawing results. In the following the invention based on the Drawings explained in more detail, showing

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gehäuse mit mehreren Filterelementen gemäß dem Stand der Technik, Fig. 1 shows a longitudinal section through a housing having a plurality of filter elements according to the prior art,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Filterelement gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a cross section through a filter element according to Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Filterelement mit einem erfindungsgemäßen Volumenverdrängungskörper ohne Druckbeaufschlagung, Fig. 3 shows a longitudinal section through a filter element according to the invention with a volume displacement body without application of pressure,

Fig. 4 ein Filterelement wie in Fig. 3 dargestellt, je doch mit Druckbeaufschlagung. Fig. 4 shows a filter element as shown in Fig. 3, but each with pressurization.

Während der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stand der Technik bereits oben ausgeführt worden war, besteht nach Fig. 3 das erfindungsgemäße Filterelement aus einem an sich bekannten becherförmigen Bodenteil (1) und einem mit diesem beispielsweise durch Verschraubung druckfest ver bundenen Deckel (2). Durch den Einlaßstutzen (3) am Boden teil (1) wird die zu filtrierende Dispersion unter Druck in den Innenraum (10) und von dort durch die Filterkerze (6) in den Innenraum (13) und von dort zum Auslaßstutzen (11) durchgepumpt. Die Filterkerze besteht aus einem Ba sisteil (4) und einem Deckelteil (5) und einem mit diesen Teilen fest verbundenen ringförmigen Filtergewebe (12). While the prior art shown in FIGS. 1 and 2 had already been carried out above, according to FIG. 3 the filter element according to the invention consists of a cup-shaped base part ( 1 ) known per se and a lid ( 2 ). Through the inlet connector ( 3 ) at the bottom part ( 1 ) the dispersion to be filtered is pumped under pressure into the interior ( 10 ) and from there through the filter candle ( 6 ) into the interior ( 13 ) and from there to the outlet connector ( 11 ). The filter candle consists of a base part ( 4 ) and a cover part ( 5 ) and an annular filter fabric ( 12 ) firmly connected to these parts.

Dieser Filtereinsatz enthält als Filtermaterial ein aus dem Stand der Technik bekanntes gefaltetes, gewickeltes oder gesintertes Medium, beispielsweise Polypropylen, Po lyethylenterephthalat, Polyamid, Baumwolle, Glasfaser oder Stahl.This filter insert contains a filter material folded, wrapped known in the art or sintered medium, for example polypropylene, Po polyethylene terephthalate, polyamide, cotton, glass fiber or Stole.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß sich in dem durch Basis-, Deckelteil und Filtereinsatz gebildeten Innenraum (13) koaxial zum Filtereinsatz (12) ein kompressibler und flexibler Volumenverdrängungskörper (9) befindet. Dieser wird beim Zusammenbau der Filterkerze (6) in den Innenraum lose eingesteckt und füllt diesen gänzlich aus. Er ist durch den Filtereinsatz, das Basisteil und das Deckelteil in sei ner Lage fixiert. Bei Druckbeaufschlagung des Filterelements durch die zu filtrierende Dispersion wird der Volumenver drängungskörper zusammengepreßt, wie in Fig. 4 dargestellt, so daß die filtrierte Dispersion ungehindert nach oben (11) ausströmen kann. Bei einem zeitweise fälligen Filterwechsel, bei dem selbstverständlich die Druckbeaufschlagung wegfällt, nimmt der Volumenverdrängungskörper wieder seine Vollaus dehnung wie in Fig. 3 an, so daß ersichtlich ist, daß beim Wechsel der Filterkerze (6) nur ein minimaler Filtratverlust eintritt. Der Volumenverdrängungskörper besteht in zweck mäßigen Ausführungsformen aus einem an beiden Enden ver schlossenen Folienschlauch (14), in dem sich beispielsweise ein Gas unter einem Druck befindet, welcher geringer ist als der Pumpdruck im Innenraum (13) der Filterkerze (6). Alternativ dazu kann sich in dem Folienschlauch auch ein flexibles Schaummaterial oder andere flexible Ausdehnungs körper befinden.The essence of the invention is that there is a compressible and flexible volume displacement body ( 9 ) in the interior ( 13 ) formed by the base, cover part and filter insert coaxial with the filter insert ( 12 ). When the filter candle ( 6 ) is assembled, it is loosely inserted into the interior and completely fills it. It is fixed in its position by the filter insert, the base part and the cover part. When the filter element is pressurized by the dispersion to be filtered, the volume displacement body is compressed, as shown in FIG. 4, so that the filtered dispersion can flow freely upwards ( 11 ). In a temporarily due filter change, in which, of course, the pressurization is omitted, the volume displacement body takes on its full expansion as in Fig. 3, so that it can be seen that when changing the filter cartridge ( 6 ) there is only a minimal loss of filtrate. The volume displacement body consists in practical embodiments of a closed at both ends ver film tube ( 14 ), in which there is, for example, a gas under a pressure which is less than the pump pressure in the interior ( 13 ) of the filter candle ( 6 ). Alternatively, a flexible foam material or other flexible expansion body can be located in the film tube.

Um ein Hochschwimmen des Verdrängungskörpers und damit das Verschließen der Abflußöffnung (11) zu vermeiden, kann der Verdrängungskörper am Basisteil (4) befestigt sein. Auch am Deckelteil (2) angebrachte Mittel zum Beispiel Gitter oder Stäbe (15) verhindern das Verschließen der Abflußöff nung.In order to prevent the displacement body from floating up and thus to prevent the drain opening ( 11 ) from being closed, the displacement body can be attached to the base part ( 4 ). Also attached to the cover part ( 2 ) means, for example grids or bars ( 15 ) prevent the closure of the drain opening.

Zum Wechsel der Filterkerze wird lediglich der Deckel (2) des Filterelements abgeschraubt und die Filterkerze samt dem Volumenverdrängungskörper wird entnommen und eine neue entsprechende Filterkerze wird eingesetzt. Im Gegensatz zu dem eingangs zitierten Stand der Technik besteht der Vorteil des erfindungsgemäßen Volumenverdrängungskörpers darin, daß keine zusätzliche, von außen zugeführte Energie aufgewandt werden muß. Zudem wird das verdrängte Filtrat nicht mit Gas oder Flüssigkeit kontaminiert, wie zum Beispiel beim Ausdrücken des Filtrates mit Fremdflüssigkeit oder Fremdgas.To change the filter cartridge, only the cover ( 2 ) of the filter element is unscrewed and the filter cartridge together with the volume displacement body is removed and a new filter cartridge is inserted. In contrast to the prior art cited at the beginning, the advantage of the volume displacement body according to the invention is that no additional energy supplied from outside has to be used. In addition, the displaced filtrate is not contaminated with gas or liquid, such as when the filtrate is pressed out with foreign liquid or gas.

Claims

1. Filter element, in particular for liquids to be filtered under pressure, with a cylindrical filter cartridge, consisting of a base and cover part and a rigidly connected filter insert, through which the liquid to be filtered flows radially and with a volume displacement body in the interior of the filter cartridge , characterized in that the volume displacement body ( 9 ) as a whole is flexible and compressible and can be plugged into the interior ( 13 ) which is formed by the base ( 4 ) and cover part ( 5 ) and filter insert ( 12 ).

2. Filter element according to claim 1, characterized in that the volume displacement body ( 9 ) is a flexible, gas-filled bag ( 14 ).

3. Filter element according to claim 1, characterized in that the volume displacement body ( 9 ) is a bag ( 14 ) filled with flexible foam material.

4. Filter element according to claims 1-3, characterized in that the filter material of the filter insert ( 12 ) is a folded, wound or sintered medium consisting of polypropylene, polyethylene terephthalate, cotton, polyamide, glass fiber or steel.

5. Filter element according to claims 1-4, characterized in that the liquid to be filtered flows through the filter insert ( 12 ) from the outside inwards.