過濾元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于過濾元件堆垛的過濾元件，其具有支撐體(4)，至少一個能穿流的間隔保持件和覆蓋間隔保持件的過濾膜。間隔保持件至少部分地由合成纖維的針織物構成，該針織物在一側被由合成材料制成的膜覆蓋，其與膜固定地連接，并構成形狀配合地固定在支撐體(4)上的過濾材料(8)。
【專利說明】過濾元件

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于過濾元件堆垛的過濾元件，其具有如權利要求1的前序部分 所述的特征。

【背景技術】
[0002] 在現(xiàn)有技術中，特別是為了處理工業(yè)用水，優(yōu)選使工業(yè)用水流過旋轉的過濾元件、 特別是過濾板的堆垛，該堆垛通常設置在封閉的容器中，其中，待過濾的介質在容器內被輸 送到過濾元件的外側面上，而穿過過濾元件的濾液通常集中地通過軸或多個延伸穿過過濾 元件堆垛的通道排出。為此需要定期地清洗過濾元件，以防止需要不斷地增加過濾元件。這 種清洗可以通過機械刮刀和/或反沖洗來完成。
[0003] 與如何對過濾元件進行清洗無關地，過濾元件在一定的使用壽命后也需要進行更 換，即過濾元件是一種消耗品。因此，一個基本的問題是需要盡可能廉價地生產過濾元件。 在此，專利文獻EP 1807184 Bl提出了一種完全由合成材料制成的、特別廉價的過濾元件， 其中，利用編織物在兩個過濾膜之間構成用于排放濾液的自由空間。但是，這種過濾元件盡 管制造成本低，但在實踐中卻用途有限，因為由于設計的原因，反沖洗只能通過相對較低的 壓力進行，此外，由于這種過濾元件的自身穩(wěn)定性較低，因此由這種過濾元件所構成的過濾 元件堆垛的轉動也是有問題的。
[0004] 就此而言，例如由專利文獻EP 2002874 Bl所提出的過濾盤是更適宜的，其中，膜 由陶瓷材料制成，并且兩個膜通過位于它們之間的支撐體彼此連接，該支撐體同時使陶瓷 盤保持彼此間隔開，并提供用于穿流的空間。這種過濾元件盡管由于它們能夠以較高的壓 力進行反沖洗而具有較長的使用壽命，但是制造成本相對較高。


【發(fā)明內容】

[0005] 在此背景下，本發(fā)明的目的在于提供一種既能夠廉價制造，又具有盡可能長的壽 命的過濾元件。
[0006] 本發(fā)明的目的通過一種具有如權利要求1所述特征的過濾元件來實現(xiàn)。本發(fā)明的 優(yōu)選的實施方式由從屬權利要求，下面的描述和附圖給出。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的用于過濾元件堆垛的過濾元件具有支撐體和至少一個可穿 流的間隔保持件以及至少一個過濾膜，在此，間隔保持件至少部分地由合成纖維 (Kunststofffdden，含成材料紗線）的編織物或針織物構成，并且膜同樣是由合成材料制 成。
[0008] 本發(fā)明的基本思想在于提出這樣的過濾元件：其一方面可以成本低廉地制造，但 另一方面在使用壽命上不再具有前面所述的缺點。為此，根據(jù)本發(fā)明的過濾元件具有支撐 體，該支撐體使得整個過濾元件形狀穩(wěn)定，并特別是支承著至少一個可穿流的間隔保持件 和設置在間隔保持件上的、由合成材料制成的膜，從而使得能夠以足夠高的壓力對過濾元 件進行反沖洗，并使過濾元件具有較高的自身穩(wěn)定性，這一方面使得能夠使用具有更大表 面的過濾元件，另一方面也可以使過濾元件與整個堆垛一起旋轉。在此，優(yōu)選所使用的支撐 體同樣由合成材料制成，其中，支撐體和編織物或針織物之間以及編織物或針織物和膜之 間的連接優(yōu)選分別材料配合地實現(xiàn)。
[0009] 在最簡單的形式中，支撐體可以由任意形狀的盤形件構成，例如一件式的過濾膜 在包圍間隔保持件的情況下作為可穿流的例如一件式的中間層設置在支撐體上。在此，優(yōu) 選通過粘貼使編織物或針織物與盤形件固定連接，并使過濾膜與構成間隔保持件的編織物 或針織物固定連接。優(yōu)選盤形件是圓形的或成倒園的多邊形。
[0010] 替代地，優(yōu)選支撐體也可以骨架形地構成，并在其自由空間中填充由合成纖維制 成的編織物或針織物。這樣例如可以得到輻條輪形式的支撐體，在此，將保持膜的間距的編 織物或針織物設置在位于輪輻之間的中間空間中并朝向輪輻的一側或根據(jù)需要朝向兩側， 并利用合成材料膜覆蓋。
[0011] 優(yōu)選這種骨架形結構的支撐體由具有腹板（Stege)的周向環(huán)（umfdngHchen Ring)構成，優(yōu)選腹板為徑向向內指向的輪輻。但是替代地，腹板也可以彼此間隔開地平行 設置或成格子狀地設置，在此，在該自由空間中填充合成纖維針織物。優(yōu)選支撐體具有中心 凹部，該凹部具有形狀配合件，用以直接或間接地、抗扭地設置在軸上，以便能夠與穿插在 堆垛中的軸一起旋轉。由軸施加的轉矩傳遞到支承體，并從支撐體呈面狀地傳遞到過濾元 件的其余部件上，在此，支撐體本身提供了過濾元件的自身穩(wěn)定性。
[0012] 特別優(yōu)選支撐體不直接與軸連接，而是配有內環(huán)，該內環(huán)一方面配置有形狀配合 件，以直接或抗扭地設置在軸上，另一方面嵌接在支撐體的中心凹部中，支撐體與內環(huán)抗扭 地連接。在根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實施方式中，這樣的內環(huán)由兩個優(yōu)選相同的封閉環(huán) 形部件構成，這些環(huán)形部件在包圍部分過濾元件以及支撐體的情況下彼此連接。優(yōu)選將這 種環(huán)形部件設計為合成材料注塑件，因此當它們具有相同的形狀時，尤其能夠低成本地制 造。在此將這些環(huán)形部件適當?shù)卦O計為，使它們能夠彼此夾緊固定，即，在初始力消失之后 能夠形狀配合地互相嚙合并因此而彼此連接。
[0013] 優(yōu)選這樣的內環(huán)具有至少一個徑向向內指向的支承面，用于在中心軸上的支承。 優(yōu)選支承面以相等的角距離圍繞軸設置，以沿軸的周向實現(xiàn)均勻分布的支承。在此，從軸到 過濾元件的轉矩傳遞并不是必須沿這些支承面進行，優(yōu)選這種轉矩傳遞是在支承環(huán)的范圍 內沿徑向靠外地實現(xiàn)，以便通過這種方式能夠以相同的材料厚度傳遞更大的力。在此，內環(huán) 不僅用于傳遞轉動力，而且還被設計為有利于形成通道。為此，內環(huán)具有至少一個橫向凹 部，該橫向凹部構成用于排出濾液的通道的一部分。在此，將該橫向凹部適宜地設計用于構 成通道的致密內腔，該內腔朝向過濾元件的內部開放，并且還用于在此實現(xiàn)轉矩傳遞。在這 種情況下，優(yōu)選將內環(huán)中的一個或多個橫向凹部設置和設計用于，在過濾元件堆垛的彼此 相鄰的過濾元件之間形成一個或多個用于排出濾液的通道。然后，這種優(yōu)選設計相同的內 環(huán)在堆垛中，在中心軸和周圍的具有間隔保持件和過濾膜的支撐體之間形成大致為管狀的 構成體（Gebildet)，該構成體用于將過濾元件支承在軸上，在整個過濾元件堆垛中傳遞轉 矩，以及排出濾液。在此，優(yōu)選在通道范圍內設置〇形環(huán)或其他的密封件，用于確保相鄰過 濾元件的彼此相鄰的內環(huán)形成可用于抽出濾液的密封通道。
[0014] -方面為了確保良好的穿流性，另一方面也為了能夠充分地保持間距，優(yōu)選編織 物或針織物由設置為搭環(huán)形式的（in Schlaufen angeordnete)合成纖維構成，它們優(yōu)選與 膜和/或支撐體材料配合地連接。在此，特別優(yōu)選這種材料配合通過構成膜的材料來實現(xiàn)， 這種材料相對于支撐體可以有利地實現(xiàn)平面、密封地連接，從而能夠在反沖洗時不會在支 撐體和這些材料之間產生壓力。
[0015] 對生產技術特別有利的是，構成間隔保持件的編織物或針織物可以與位于其上的 膜和用于實現(xiàn)與支撐體的連接的粘接層一起構成可卷繞的帶，由此，這種帶可以在被相應 地裁剪之后只在一側或根據(jù)需要也可以在兩側粘接在支撐體上。在這樣的設置中，可以通 過前述的內環(huán)實現(xiàn)對內的密封。而對外也需要進一步的密封，這種密封優(yōu)選利用周向的密 封環(huán)來實現(xiàn)。也就是說，在一個或多個支撐體的外周上設置至少一個或根據(jù)需要設置多個 密封環(huán)，用于在該區(qū)域中實現(xiàn)徑向密封。優(yōu)選這種密封可以通過聚氨酯層來形成。
[0016] 構成間隔保持件和通道的編織物或針織物可以由不同的合成材料制成。但是，特 別優(yōu)選通過由優(yōu)選厚度為0. 1-0. 2_的尼龍或聚酯構成的單絲合成纖維制成，因為這種織 物一方面可以低成本地制造，另一方面還可以實現(xiàn)良好的穿流性并最終實現(xiàn)充分的間隔保 持功能。
[0017] 在本發(fā)明意義下，編織物也可以理解為編結物、鉤織物或合成纖維的其他規(guī)則的 連接物，針織物是指合成纖維的各種不規(guī)則連接物。
[0018] 在本發(fā)明意義下，構成通道的編織物或針織物優(yōu)選是3D間隔保持材料，其優(yōu)選例 如在Raschel編織機上編織而成。在此將其設計為，在編織物的伸展方向上構成基本上連 續(xù)的通道，而在相對于該伸展方向的橫向方向上構成局部斷開的通道，在此，在頂面和底面 上形成適于與其他的層構成優(yōu)選為材料配合的連接的、平的面，為此將該平面設計為，可 以給予位于下面的通道/自由空間充分的支承，并能夠獲得足夠大的連接面。在這一方面 特別請參考專利文獻EP 1807184 Bl第0045段，其中對這種編織物的構成做了詳細說明。
[0019] 膜優(yōu)選由PES和PVP或PVDF制成。在這一方面也請參考專利文獻EP 1807184 B1， 其中給出了用于構成針織物和膜的適用材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 下面參照實施例對本發(fā)明做詳細說明。其中：
[0021] 圖1以非常簡化的示意性透視圖示出了由過濾元件組成的過濾元件堆垛，
[0022] 圖2以透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的過濾元件，
[0023] 圖3以放大視圖示出了圖2中的細節(jié)部分III，
[0024] 圖4以局部分解圖示出了如圖1所示的過濾元件堆垛，
[0025] 圖5以分解圖示出了過濾元件的結構，和
[0026] 圖6示出了作為帶的膜和編織物的構造。

【具體實施方式】
[0027] 如圖1所示的由過濾元件3構成的過濾元件堆垛2是這樣一種堆垛：其通常例如 使用在封閉的圓柱形容器中，待過濾的水被引入到該容器中，使得水圍繞板堆垛2。在此，過 濾板堆垛2設置在中心軸1上，在大多數(shù)情況下可以通過外部驅動器使該中心軸旋轉。在 這樣的堆垛2中，濾液的排放通常是通過空心軸或如前所述地通過圍繞軸1設置的通道19 來進行。過濾元件3基本上為圓盤形的形狀，并具有由合成材料制成的穩(wěn)定的支撐體4,該 支撐體具有環(huán)形圓盤的形狀，在該環(huán)形圓盤的一面上設有三個從中心凹部6徑向延伸至周 向邊緣7的徑向肋5。這些肋5設置在支撐體4的圓盤形部分的兩側上，并從中央凹部6延 伸至周向邊緣7,但是該邊緣沿堆垛的軸向方向看超出肋5,即相對于盤形部分高于肋5。周 向邊緣7與肋5相連接構成用于收納被相應地適當裁剪的過濾材料8的環(huán)形扇段的框架， 該框架的結構在圖6c中示出。
[0028] 被制成為帶的過濾材料8包括由合成纖維制成的、構成通道的編織物9或針織物， 該編織物在一側與由合成材料構成的過濾膜10材料連接，即固定、無磨損、不松脫地連接， 并在另一側具有同樣與其固定練接的粘接層11，該粘接層用于與整體4的圓盤形部分實現(xiàn) 平且無裂縫的穩(wěn)定粘接。也就是說，如圖6c所示的過濾材料8被相應地切邊成如圖5所示 的環(huán)形扇段，然后將這些環(huán)形扇段嵌接在由肋5和邊緣7構成的框架中，并通過粘接與支撐 體4的圓盤形部分固定、平面地連接。在此，編織物9用于使過濾膜10相對于支撐體4的 圓盤形部分保持足夠間隔地設置，以便使流經膜10的液體能夠以很小的阻力流過構成通 道的編織物9。
[0029] 支撐體4與過濾材料8的六個扇段相粘接，從而能夠在兩側都獲得過濾設置，其 中，膜10可以被從外向內穿流而過。替代地，為此也可以使支撐體只在一側設有過濾材料。
[0030] 過濾材料8的厚度與邊緣7的厚度相一致，也就是說被邊緣7齊平地封閉。為了 實現(xiàn)密封，可以根據(jù)需要在邊緣7和過濾材料8之間的區(qū)域中實行密封，例如通過在該區(qū)域 中注入聚氨酯來實現(xiàn)密封，以確保不會有液體滲入到過濾膜10和邊緣7之間。這特別是對 于反沖洗是非常重要的：此時為了清洗過濾元件3而沿相反的方向，即從內向外的方向施 加壓力和穿流。
[0031 ] 粘接在支撐體4上的過濾材料8構成自身穩(wěn)定的、具有過濾材料的本體。為了能夠 以期望的方式將該本體納入到過濾元件堆垛2中，在此，過濾元件堆垛將軸1的旋轉傳遞到 過濾元件2上，并具有適用于排放濾液的器件，以及使過濾元件3相互保持所要求的間距， 設置各個內環(huán)12,它們形狀配合地固定在配有過濾材料8的支撐體4的凹部6中。
[0032] 各個內環(huán)12由兩個相同的封閉環(huán)形部件13組成，這些環(huán)形部件分別具有超出凹 部6的法蘭形邊緣14。在邊緣14上設有三個以120°分布的矩形突起部15,這些突起部的 高度被設定為，它們能夠以期望的方式預先設定軸1上的相鄰的過濾元件3的間隔。這些 突起部15徑向向內地超出邊緣14,并在那里構成夾緊連接，從而在兩個環(huán)形部分13接合 時，在包圍兩側配設有過濾材料8的支撐體4的情況下，使環(huán)形部分13的邊緣14密封地貼 靠在過濾材料8上，并使所有的環(huán)形圓盤固定、無磨損、不可松脫地彼此連接。替代地，過濾 元件也可以由圓盤形的支撐體構成，該支撐體全面地（無肋）被過濾材料覆蓋。
[0033] 內環(huán)12或者說兩個彼此連接的環(huán)形部件13具有三個從邊緣14向內指向的凸出 部16,它們的徑向向內指向的表面17構成直接支承在軸1上的支承面。由此，支承面17根 據(jù)軸1的曲率局部為圓柱形地形成，特別是在圖3中可以清楚地看到。
[0034] 在凸出部16的內部設有凹部18,該凹部被設計為徑向向外打開，也就是在邊緣14 下面的區(qū)域中被打通，從而使得流過過濾元件3中的過濾膜10的液體可以通過編織物9徑 向向內到達凹部18。另外，凹部18被限定為管狀的，因此，不僅過濾元件3的彼此連接的環(huán) 形部件13構成了平行于軸1延伸的通道19,而且過濾元件堆垛2的彼此鄰接的內環(huán)12也 構成了平行于軸1延伸的通道19。為此，凹部18在環(huán)形部件13的一側，確切地說在設置有 突出部15的一側，與凹部18間隔開地設有半環(huán)形的突起部20,該突起部被設置和設計為， 使得并列放置于堆垛2中的過濾元件3的與半環(huán)形突起部20相鄰的內環(huán)12分別形成圓形 的突起，在這些突起中可以分別引入O形環(huán)21，用以確保與通道部分相鄰的內環(huán)12緊密地 彼此連接并形成通道19,通道19在過濾元件堆垛2的整個長度上延伸，其端部被引入到用 于排出濾液或者用于供應反沖洗液體的共有管道中。此外，半環(huán)形突起部20還與并排相鄰 地設置在堆垛2中的過濾元件3的相鄰的內環(huán)12形狀配合地連接，從而可以在堆垛內部實 現(xiàn)轉矩傳遞。這種從中心軸1到過濾元件堆垛的轉矩傳遞通過聯(lián)接件22進行，該聯(lián)接件在 圖1和圖4中可見。這種設計的優(yōu)點在于：可以使用具有圓形橫截面的、成本較低的軸1 ; 可以簡單地在軸1上推拉過濾元件3,并且相互之間只是形狀配合地、抗扭地彼此連接。這 種相對于軸的抗扭的連接通過聯(lián)接件22進行，其在安裝進程結束時才被安裝。
[0035] 附圖標記列表
[0036] 1 軸
[0037] 2過濾元件堆垛
[0038] 3過濾元件
[0039] 4支撐體
[0040] 5 肋
[0041] 6 凹部
[0042] 7 邊緣
[0043] 8過濾材料
[0044] 9編織物
[0045] 10過濾膜
[0046] 11粘接層
[0047] 12 內環(huán)
[0048] 13環(huán)形部件
[0049] 14法蘭形邊緣
[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半環(huán)形的突起部
[0056] 21 O 形環(huán)
[0057] 22聯(lián)接件。
【權利要求】
1. 一種用于過濾元件堆垛的過濾元件，具有支撐體（4)，至少一個能穿流的間隔保持 件（9)和至少一個過濾膜（10)，其特征在于，所述間隔保持件至少部分地由合成纖維的編 織物或針織物（9)構成，并且所述膜（10)由合成材料制成。
2. 如權利要求1所述的過濾元件，其特征在于，所述支撐體（4)由盤形件構成，所述過 濾膜（10)在包圍所述間隔保持件的情況下作為能夠穿流的中間層設置在該支撐體上。
3. 如權利要求1所述的過濾元件，其特征在于，所述支撐體（4)骨架形地構成，并且在 自由空間中填充有合成纖維的編織物或針織物（9)。
4. 如權利要求3所述的過濾元件，其特征在于，所述支撐體⑷具有周向環(huán)（14)，該周 向環(huán)具有腹板，優(yōu)選為徑向向內指向的輪輻（5)。
5. 如前面任一項權利要求所述的過濾元件，其特征在于，所述支撐體（4)具有中心凹 部（6)，該中心凹部具有器件（12)，用于在軸⑴上的直接的或間接的、抗扭的設置。
6. 如前面任一項權利要求所述的過濾元件，其特征在于，設有內環(huán)（12)，其配置有形 狀配合件，用以直接或間接地、抗扭地設置在軸（1)上。
7. 如權利要求6所述的過濾元件，其特征在于，所述內環(huán)（12)由兩個優(yōu)選相同的環(huán)形 部件（13)構成，所述環(huán)形部件在包圍部分所述過濾元件（3)的情況下彼此連接。
8. 如權利要求6或7所述的過濾元件，其特征在于，所述內環(huán)（12)具有至少一個徑向 向內指向的支承面（17)，用于在中心軸（1)上的支承。
9. 如前面任一項權利要求所述的過濾元件，其特征在于，所述內環(huán)（12)具有至少一個 通道，該通道將在膜（10)和支撐體（4)之間構成的內部空間與至少一個用于排放濾液的橫 向凹部（18)連接起來。
10. 如權利要求9所述的過濾元件，其特征在于，位于所述內環(huán)（12)中的一個或多個橫 向凹部（18)被設置和設計用于在過濾元件堆垛的彼此相鄰的過濾元件（3)之間構成用于 排放濾液的一個或多個通道（19)。
11. 如前面任一項權利要求所述的過濾元件，其特征在于，所述編織物或針織物（9)具 有設置為搭環(huán)形式的合成纖維，所述合成纖維優(yōu)選材料配合地與所述膜（10)和/或所述支 撐體⑷相連接。
12. 如前面任一項權利要求所述的過濾元件，其特征在于，一個或多個所述支撐體（4) 在它們的外周上優(yōu)選通過密封環(huán)密封。
13. 如前面任一項權利要求所述的過濾元件，其特征在于，構成所述編織物或針織物 (9)的合成纖維由優(yōu)選厚度為0. 1-0. 2_的尼龍和聚酯構成。
14. 如前面任一項權利要求所述的過濾元件，其特征在于，所述膜（10)由PES和PVP或 PVDF組成。
【文檔編號】B01D69/10GK104519983SQ201380042160
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權日:2012年8月8日
【發(fā)明者】本特·伽德格爾德, 延斯·克里斯蒂安·讓桑 申請人:格蘭富控股聯(lián)合股份公司