过滤元件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于过滤元件堆垛的过滤元件，其具有支撑体(4)，至少一个能穿流的间隔保持件和覆盖间隔保持件的过滤膜。间隔保持件至少部分地由合成纤维的针织物构成，该针织物在一侧被由合成材料制成的膜覆盖，其与膜固定地连接，并构成形状配合地固定在支撑体(4)上的过滤材料(8)。
【专利说明】过滤元件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于过滤元件堆垛的过滤元件，其具有如权利要求1的前序部分 所述的特征。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中，特别是为了处理工业用水，优选使工业用水流过旋转的过滤元件、 特别是过滤板的堆垛，该堆垛通常设置在封闭的容器中，其中，待过滤的介质在容器内被输 送到过滤元件的外侧面上，而穿过过滤元件的滤液通常集中地通过轴或多个延伸穿过过滤 元件堆垛的通道排出。为此需要定期地清洗过滤元件，以防止需要不断地增加过滤元件。这 种清洗可以通过机械刮刀和/或反冲洗来完成。
[0003] 与如何对过滤元件进行清洗无关地，过滤元件在一定的使用寿命后也需要进行更 换，即过滤元件是一种消耗品。因此，一个基本的问题是需要尽可能廉价地生产过滤元件。 在此，专利文献EP 1807184 Bl提出了一种完全由合成材料制成的、特别廉价的过滤元件， 其中，利用编织物在两个过滤膜之间构成用于排放滤液的自由空间。但是，这种过滤元件尽 管制造成本低，但在实践中却用途有限，因为由于设计的原因，反冲洗只能通过相对较低的 压力进行，此外，由于这种过滤元件的自身稳定性较低，因此由这种过滤元件所构成的过滤 元件堆垛的转动也是有问题的。
[0004] 就此而言，例如由专利文献EP 2002874 Bl所提出的过滤盘是更适宜的，其中，膜 由陶瓷材料制成，并且两个膜通过位于它们之间的支撑体彼此连接，该支撑体同时使陶瓷 盘保持彼此间隔开，并提供用于穿流的空间。这种过滤元件尽管由于它们能够以较高的压 力进行反冲洗而具有较长的使用寿命，但是制造成本相对较高。
【发明内容】
[0005] 在此背景下，本发明的目的在于提供一种既能够廉价制造，又具有尽可能长的寿 命的过滤元件。
[0006] 本发明的目的通过一种具有如权利要求1所述特征的过滤元件来实现。本发明的 优选的实施方式由从属权利要求，下面的描述和附图给出。
[0007] 根据本发明的用于过滤元件堆垛的过滤元件具有支撑体和至少一个可穿 流的间隔保持件以及至少一个过滤膜，在此，间隔保持件至少部分地由合成纤维 (Kunststofffdden，含成材料纱线）的编织物或针织物构成，并且膜同样是由合成材料制 成。
[0008] 本发明的基本思想在于提出这样的过滤元件：其一方面可以成本低廉地制造，但 另一方面在使用寿命上不再具有前面所述的缺点。为此，根据本发明的过滤元件具有支撑 体，该支撑体使得整个过滤元件形状稳定，并特别是支承着至少一个可穿流的间隔保持件 和设置在间隔保持件上的、由合成材料制成的膜，从而使得能够以足够高的压力对过滤元 件进行反冲洗，并使过滤元件具有较高的自身稳定性，这一方面使得能够使用具有更大表 面的过滤元件，另一方面也可以使过滤元件与整个堆垛一起旋转。在此，优选所使用的支撑 体同样由合成材料制成，其中，支撑体和编织物或针织物之间以及编织物或针织物和膜之 间的连接优选分别材料配合地实现。
[0009] 在最简单的形式中，支撑体可以由任意形状的盘形件构成，例如一件式的过滤膜 在包围间隔保持件的情况下作为可穿流的例如一件式的中间层设置在支撑体上。在此，优 选通过粘贴使编织物或针织物与盘形件固定连接，并使过滤膜与构成间隔保持件的编织物 或针织物固定连接。优选盘形件是圆形的或成倒园的多边形。
[0010] 替代地，优选支撑体也可以骨架形地构成，并在其自由空间中填充由合成纤维制 成的编织物或针织物。这样例如可以得到辐条轮形式的支撑体，在此，将保持膜的间距的编 织物或针织物设置在位于轮辐之间的中间空间中并朝向轮辐的一侧或根据需要朝向两侧， 并利用合成材料膜覆盖。
[0011] 优选这种骨架形结构的支撑体由具有腹板（Stege)的周向环（umfdngHchen Ring)构成，优选腹板为径向向内指向的轮辐。但是替代地，腹板也可以彼此间隔开地平行 设置或成格子状地设置，在此，在该自由空间中填充合成纤维针织物。优选支撑体具有中心 凹部，该凹部具有形状配合件，用以直接或间接地、抗扭地设置在轴上，以便能够与穿插在 堆垛中的轴一起旋转。由轴施加的转矩传递到支承体，并从支撑体呈面状地传递到过滤元 件的其余部件上，在此，支撑体本身提供了过滤元件的自身稳定性。
[0012] 特别优选支撑体不直接与轴连接，而是配有内环，该内环一方面配置有形状配合 件，以直接或抗扭地设置在轴上，另一方面嵌接在支撑体的中心凹部中，支撑体与内环抗扭 地连接。在根据本发明的另一种优选的实施方式中，这样的内环由两个优选相同的封闭环 形部件构成，这些环形部件在包围部分过滤元件以及支撑体的情况下彼此连接。优选将这 种环形部件设计为合成材料注塑件，因此当它们具有相同的形状时，尤其能够低成本地制 造。在此将这些环形部件适当地设计为，使它们能够彼此夹紧固定，即，在初始力消失之后 能够形状配合地互相啮合并因此而彼此连接。
[0013] 优选这样的内环具有至少一个径向向内指向的支承面，用于在中心轴上的支承。 优选支承面以相等的角距离围绕轴设置，以沿轴的周向实现均匀分布的支承。在此，从轴到 过滤元件的转矩传递并不是必须沿这些支承面进行，优选这种转矩传递是在支承环的范围 内沿径向靠外地实现，以便通过这种方式能够以相同的材料厚度传递更大的力。在此，内环 不仅用于传递转动力，而且还被设计为有利于形成通道。为此，内环具有至少一个横向凹 部，该横向凹部构成用于排出滤液的通道的一部分。在此，将该横向凹部适宜地设计用于构 成通道的致密内腔，该内腔朝向过滤元件的内部开放，并且还用于在此实现转矩传递。在这 种情况下，优选将内环中的一个或多个横向凹部设置和设计用于，在过滤元件堆垛的彼此 相邻的过滤元件之间形成一个或多个用于排出滤液的通道。然后，这种优选设计相同的内 环在堆垛中，在中心轴和周围的具有间隔保持件和过滤膜的支撑体之间形成大致为管状的 构成体（Gebildet)，该构成体用于将过滤元件支承在轴上，在整个过滤元件堆垛中传递转 矩，以及排出滤液。在此，优选在通道范围内设置〇形环或其他的密封件，用于确保相邻过 滤元件的彼此相邻的内环形成可用于抽出滤液的密封通道。
[0014] -方面为了确保良好的穿流性，另一方面也为了能够充分地保持间距，优选编织 物或针织物由设置为搭环形式的（in Schlaufen angeordnete)合成纤维构成，它们优选与 膜和/或支撑体材料配合地连接。在此，特别优选这种材料配合通过构成膜的材料来实现， 这种材料相对于支撑体可以有利地实现平面、密封地连接，从而能够在反冲洗时不会在支 撑体和这些材料之间产生压力。
[0015] 对生产技术特别有利的是，构成间隔保持件的编织物或针织物可以与位于其上的 膜和用于实现与支撑体的连接的粘接层一起构成可卷绕的带，由此，这种带可以在被相应 地裁剪之后只在一侧或根据需要也可以在两侧粘接在支撑体上。在这样的设置中，可以通 过前述的内环实现对内的密封。而对外也需要进一步的密封，这种密封优选利用周向的密 封环来实现。也就是说，在一个或多个支撑体的外周上设置至少一个或根据需要设置多个 密封环，用于在该区域中实现径向密封。优选这种密封可以通过聚氨酯层来形成。
[0016] 构成间隔保持件和通道的编织物或针织物可以由不同的合成材料制成。但是，特 别优选通过由优选厚度为0. 1-0. 2_的尼龙或聚酯构成的单丝合成纤维制成，因为这种织 物一方面可以低成本地制造，另一方面还可以实现良好的穿流性并最终实现充分的间隔保 持功能。
[0017] 在本发明意义下，编织物也可以理解为编结物、钩织物或合成纤维的其他规则的 连接物，针织物是指合成纤维的各种不规则连接物。
[0018] 在本发明意义下，构成通道的编织物或针织物优选是3D间隔保持材料，其优选例 如在Raschel编织机上编织而成。在此将其设计为，在编织物的伸展方向上构成基本上连 续的通道，而在相对于该伸展方向的横向方向上构成局部断开的通道，在此，在顶面和底面 上形成适于与其他的层构成优选为材料配合的连接的、平的面，为此将该平面设计为，可 以给予位于下面的通道/自由空间充分的支承，并能够获得足够大的连接面。在这一方面 特别请参考专利文献EP 1807184 Bl第0045段，其中对这种编织物的构成做了详细说明。
[0019] 膜优选由PES和PVP或PVDF制成。在这一方面也请参考专利文献EP 1807184 B1， 其中给出了用于构成针织物和膜的适用材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 下面参照实施例对本发明做详细说明。其中：
[0021] 图1以非常简化的示意性透视图示出了由过滤元件组成的过滤元件堆垛，
[0022] 图2以透视图示出了根据本发明的过滤元件，
[0023] 图3以放大视图示出了图2中的细节部分III，
[0024] 图4以局部分解图示出了如图1所示的过滤元件堆垛，
[0025] 图5以分解图示出了过滤元件的结构，和
[0026] 图6示出了作为带的膜和编织物的构造。
【具体实施方式】
[0027] 如图1所示的由过滤元件3构成的过滤元件堆垛2是这样一种堆垛：其通常例如 使用在封闭的圆柱形容器中，待过滤的水被引入到该容器中，使得水围绕板堆垛2。在此，过 滤板堆垛2设置在中心轴1上，在大多数情况下可以通过外部驱动器使该中心轴旋转。在 这样的堆垛2中，滤液的排放通常是通过空心轴或如前所述地通过围绕轴1设置的通道19 来进行。过滤元件3基本上为圆盘形的形状，并具有由合成材料制成的稳定的支撑体4,该 支撑体具有环形圆盘的形状，在该环形圆盘的一面上设有三个从中心凹部6径向延伸至周 向边缘7的径向肋5。这些肋5设置在支撑体4的圆盘形部分的两侧上，并从中央凹部6延 伸至周向边缘7,但是该边缘沿堆垛的轴向方向看超出肋5,即相对于盘形部分高于肋5。周 向边缘7与肋5相连接构成用于收纳被相应地适当裁剪的过滤材料8的环形扇段的框架， 该框架的结构在图6c中示出。
[0028] 被制成为带的过滤材料8包括由合成纤维制成的、构成通道的编织物9或针织物， 该编织物在一侧与由合成材料构成的过滤膜10材料连接，即固定、无磨损、不松脱地连接， 并在另一侧具有同样与其固定练接的粘接层11，该粘接层用于与整体4的圆盘形部分实现 平且无裂缝的稳定粘接。也就是说，如图6c所示的过滤材料8被相应地切边成如图5所示 的环形扇段，然后将这些环形扇段嵌接在由肋5和边缘7构成的框架中，并通过粘接与支撑 体4的圆盘形部分固定、平面地连接。在此，编织物9用于使过滤膜10相对于支撑体4的 圆盘形部分保持足够间隔地设置，以便使流经膜10的液体能够以很小的阻力流过构成通 道的编织物9。
[0029] 支撑体4与过滤材料8的六个扇段相粘接，从而能够在两侧都获得过滤设置，其 中，膜10可以被从外向内穿流而过。替代地，为此也可以使支撑体只在一侧设有过滤材料。
[0030] 过滤材料8的厚度与边缘7的厚度相一致，也就是说被边缘7齐平地封闭。为了 实现密封，可以根据需要在边缘7和过滤材料8之间的区域中实行密封，例如通过在该区域 中注入聚氨酯来实现密封，以确保不会有液体渗入到过滤膜10和边缘7之间。这特别是对 于反冲洗是非常重要的：此时为了清洗过滤元件3而沿相反的方向，即从内向外的方向施 加压力和穿流。
[0031 ] 粘接在支撑体4上的过滤材料8构成自身稳定的、具有过滤材料的本体。为了能够 以期望的方式将该本体纳入到过滤元件堆垛2中，在此，过滤元件堆垛将轴1的旋转传递到 过滤元件2上，并具有适用于排放滤液的器件，以及使过滤元件3相互保持所要求的间距， 设置各个内环12,它们形状配合地固定在配有过滤材料8的支撑体4的凹部6中。
[0032] 各个内环12由两个相同的封闭环形部件13组成，这些环形部件分别具有超出凹 部6的法兰形边缘14。在边缘14上设有三个以120°分布的矩形突起部15,这些突起部的 高度被设定为，它们能够以期望的方式预先设定轴1上的相邻的过滤元件3的间隔。这些 突起部15径向向内地超出边缘14,并在那里构成夹紧连接，从而在两个环形部分13接合 时，在包围两侧配设有过滤材料8的支撑体4的情况下，使环形部分13的边缘14密封地贴 靠在过滤材料8上，并使所有的环形圆盘固定、无磨损、不可松脱地彼此连接。替代地，过滤 元件也可以由圆盘形的支撑体构成，该支撑体全面地（无肋）被过滤材料覆盖。
[0033] 内环12或者说两个彼此连接的环形部件13具有三个从边缘14向内指向的凸出 部16,它们的径向向内指向的表面17构成直接支承在轴1上的支承面。由此，支承面17根 据轴1的曲率局部为圆柱形地形成，特别是在图3中可以清楚地看到。
[0034] 在凸出部16的内部设有凹部18,该凹部被设计为径向向外打开，也就是在边缘14 下面的区域中被打通，从而使得流过过滤元件3中的过滤膜10的液体可以通过编织物9径 向向内到达凹部18。另外，凹部18被限定为管状的，因此，不仅过滤元件3的彼此连接的环 形部件13构成了平行于轴1延伸的通道19,而且过滤元件堆垛2的彼此邻接的内环12也 构成了平行于轴1延伸的通道19。为此，凹部18在环形部件13的一侧，确切地说在设置有 突出部15的一侧，与凹部18间隔开地设有半环形的突起部20,该突起部被设置和设计为， 使得并列放置于堆垛2中的过滤元件3的与半环形突起部20相邻的内环12分别形成圆形 的突起，在这些突起中可以分别引入O形环21，用以确保与通道部分相邻的内环12紧密地 彼此连接并形成通道19,通道19在过滤元件堆垛2的整个长度上延伸，其端部被引入到用 于排出滤液或者用于供应反冲洗液体的共有管道中。此外，半环形突起部20还与并排相邻 地设置在堆垛2中的过滤元件3的相邻的内环12形状配合地连接，从而可以在堆垛内部实 现转矩传递。这种从中心轴1到过滤元件堆垛的转矩传递通过联接件22进行，该联接件在 图1和图4中可见。这种设计的优点在于：可以使用具有圆形横截面的、成本较低的轴1 ; 可以简单地在轴1上推拉过滤元件3,并且相互之间只是形状配合地、抗扭地彼此连接。这 种相对于轴的抗扭的连接通过联接件22进行，其在安装进程结束时才被安装。
[0035] 附图标记列表
[0036] 1 轴
[0037] 2过滤元件堆垛
[0038] 3过滤元件
[0039] 4支撑体
[0040] 5 肋
[0041] 6 凹部
[0042] 7 边缘
[0043] 8过滤材料
[0044] 9编织物
[0045] 10过滤膜
[0046] 11粘接层
[0047] 12 内环
[0048] 13环形部件
[0049] 14法兰形边缘
[0050] 15突起部
[0051] 16凸出部
[0052] 17支承面
[0053] 18 凹部
[0054] 19 通道
[0055] 20半环形的突起部
[0056] 21 O 形环
[0057] 22联接件。
【权利要求】
1. 一种用于过滤元件堆垛的过滤元件，具有支撑体（4)，至少一个能穿流的间隔保持 件（9)和至少一个过滤膜（10)，其特征在于，所述间隔保持件至少部分地由合成纤维的编 织物或针织物（9)构成，并且所述膜（10)由合成材料制成。
2. 如权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述支撑体（4)由盘形件构成，所述过 滤膜（10)在包围所述间隔保持件的情况下作为能够穿流的中间层设置在该支撑体上。
3. 如权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述支撑体（4)骨架形地构成，并且在 自由空间中填充有合成纤维的编织物或针织物（9)。
4. 如权利要求3所述的过滤元件，其特征在于，所述支撑体⑷具有周向环（14)，该周 向环具有腹板，优选为径向向内指向的轮辐（5)。
5. 如前面任一项权利要求所述的过滤元件，其特征在于，所述支撑体（4)具有中心凹 部（6)，该中心凹部具有器件（12)，用于在轴⑴上的直接的或间接的、抗扭的设置。
6. 如前面任一项权利要求所述的过滤元件，其特征在于，设有内环（12)，其配置有形 状配合件，用以直接或间接地、抗扭地设置在轴（1)上。
7. 如权利要求6所述的过滤元件，其特征在于，所述内环（12)由两个优选相同的环形 部件（13)构成，所述环形部件在包围部分所述过滤元件（3)的情况下彼此连接。
8. 如权利要求6或7所述的过滤元件，其特征在于，所述内环（12)具有至少一个径向 向内指向的支承面（17)，用于在中心轴（1)上的支承。
9. 如前面任一项权利要求所述的过滤元件，其特征在于，所述内环（12)具有至少一个 通道，该通道将在膜（10)和支撑体（4)之间构成的内部空间与至少一个用于排放滤液的横 向凹部（18)连接起来。
10. 如权利要求9所述的过滤元件，其特征在于，位于所述内环（12)中的一个或多个横 向凹部（18)被设置和设计用于在过滤元件堆垛的彼此相邻的过滤元件（3)之间构成用于 排放滤液的一个或多个通道（19)。
11. 如前面任一项权利要求所述的过滤元件，其特征在于，所述编织物或针织物（9)具 有设置为搭环形式的合成纤维，所述合成纤维优选材料配合地与所述膜（10)和/或所述支 撑体⑷相连接。
12. 如前面任一项权利要求所述的过滤元件，其特征在于，一个或多个所述支撑体（4) 在它们的外周上优选通过密封环密封。
13. 如前面任一项权利要求所述的过滤元件，其特征在于，构成所述编织物或针织物 (9)的合成纤维由优选厚度为0. 1-0. 2_的尼龙和聚酯构成。
14. 如前面任一项权利要求所述的过滤元件，其特征在于，所述膜（10)由PES和PVP或 PVDF组成。
【文档编号】B01D69/10GK104519983SQ201380042160
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】本特·伽德格尔德, 延斯·克里斯蒂安·让桑 申请人:格兰富控股联合股份公司