DE3425027A1

DE3425027A1 - Fluorharz-filter

Info

Publication number: DE3425027A1
Application number: DE19843425027
Authority: DE
Inventors: Akihiko Osaka Isomura; Hiroshi Mano; Fumio Matsuyama; Kazuichi Tomita
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1985-01-17
Also published as: US4539113A

Description

Fluorharz-Filter

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter, der eine ausgezeichnete Korrosions- und Wärmebeständigkeit (eine Widerstandsfähigkeit gegen eine durch Erwärmung verursachte Beschädigung) hat, wobei alle Komponenten aus Fluorharz hergestellt sind.

Verschiedenartige Filter zum Antrennen von Teilchen aus einer Flüssigkeit oder einem Gas mit hoher Präzision sind verfügbar. Präzisionsfilter jedoch, die gleichzeitig eine hohe Korrosions- und Wärmebeständigkeit haben, sind praktisch nicht verfügbar. Die meisten üblichen Filter, bei denen eine Filterschicht (Membrane) aus Fluorharz vorgesehen ist, verwenden Materialien mit geringer Korrosionswiderstandsfähigkeit und Wärmebeständigkeit für alle anderen Komponenten der Filter. Die Eigenschaften dieser Materialien beschränken daher die Anwendung der Filter. Ferner verwenden nahezu alle üblichen Filter Gummidichtungen bzw. Gummieinlagen als Dichtungselemente, die nachteilig dahingehend sind, daß sie eine geringe Korrosionsbeständigkeit haben. Zusätzlich ist bei den üblichen Filtern die Fläche der Filterschicht pro Volumeneinheit klein und daher ist es häufig schwierig, eine große Filterrate bzw. Filtrationsgeschwindigkeit zu erreichen.

Die Erfindung zielt darauf ab, einen Präzisionsfilter zu schaffen, der aus Fluorharz in seiner Gesamtheit besteht, und bei dem die zuvor angegebenen Schwierigkeiten in Zusammenhang mit einem üblichen Filter nicht auftreten, wobei der Filter sowohl eine hohe Korrosionsbeständigkeit als auch eine hohe Wärmebeständigkeit hat.

Der Filter nach der Erfindung verwendet eine PTFE-poröse Schicht, die als Präzisionsfilterschicht ausgezeichnet ist, und einen Fluorharz-Träger. Alle Komponenten sind aus Fluorharz hergestellt. Der Filter hat somit gute Eigenschaften zum Abführen von Teilchen aus Fluiden und ermöglicht eine große Filterrate bzw. eine hohe Filtergeschwindigkeit. Ferner hat der Filter eine ausgezeichnete Korrosions- und Wärmebeständigkeit. Der Filter kann daher zum Filtern von nahezu allen Fluiden verwendet werden und mit ihm können effektiv korrosive Fluide oder Hochtemperaturfluide bearbeitet werden, die bisher schwie^rig zu filtrieren waren.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Figur 1A eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer rohrförmigen Filterschicht, die aus einem dünnen flächenhaften, po-3Q rösen PTFE-Folienmaterial hergestellt ist,

Figur 1B eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer rohrförmigen Filterschicht, die aus einer rohrähnlichen, porösen PTFE-Folie hergestellt ist,

Figur 2A

Figur 2B

Fiaur 2C

eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines gesinterten porösen Rohrs bzw. Hohlzylinders/ der durch Formung und Sintern von PTFE-Teilchen hergestellt ist,

eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines porösen Fluorharzrohrs bzw. -hohlzylinders,

eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines rohrförmigen Trägers, den man dadurch erhält, daß ein poröser Fluorharzhohlzylinder mit einem Fluorharz-Netz umschlossen ist,

Figur

eine Schnittansicht von Beispielen eines Filters,

Figur

eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Tragplatte im Filter,

Figur 5A eine perspektivische Ansicht eines Verbindungsteils ,

Figur 5B eine perspektivische Ansicht einer Kombination von Verbindungsteil und rohrförmigen^ Träger,

Fiaur 5C

eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung einer rohrförmigen PTFE-Filterschicht, die haftend aufaebracht ist,

Fiaur

eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines Beispiels einer Methode zur Abdichtung,

Figur 7 eine Schnittansicht eines Beispiels eines Filters mit einem Entlüftungsventil,

Figur 8 eine Vertikalschnittansicht des Beispiels

eines Filters nach der Erfindung,

Figur 9 eine vergrößerte Schnittansicht von wesentlichen Bauteilen des Filters in Figur 8,

Figur 10 eine Querschnittsansicht längs der Linie III-III in Figur 9,

Figur 11 eine Ansicht der wesentlichen Teile des Filters von Figur 8 in auseinandergezoge

ner Darstellung, und

Figur 12 eine Schnittansicht einer Nutdichtung beim Filter in Figur 8.

Die Erfindung wird anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Eine rohrförmige Filterschicht aus Polytetrafluoräthylen (nachstehend abgekürzt mit "PTFE" bezeichnet), die an einem Ende geschlossen ist und die in entsprechend geeigneter Weise bei der Erfindung Anwendung findet, erhält man dadurch, daß ein Rohr bzw. ein Hohlzylinder gebildet wird, der an einem Ende mit einem dünnen Flächenmaterial oder einer porösen rohrahnliehen PTFE-Folie verschlossen ist. Derartige Hohlzylinder, die gegebenenfalls einen Durchmesser im allgemeinen in einem Bereich von 0,01 bis 100μπι haben können, werden entsprechend dem jeweils gegebenen Anwendungsgebiet gewählt. Einen geeigneten Hohlzylinder kann man dadurch

erhalten, indem man einen Hohlzylinder, der an einem Ende mit einer flächenähnlichen oder rohrähnlichen, porösen PTFE-Folie verschlossen ist, herstellt, die gemäß der Zieh-Sinter-Methode hergestellt ist. Bei der Herstellung einer porösen PTGE-Folie gemäß der Zieh-Sinter-Methode kann eine Verfahrensweise angewandt werden, die in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 13560/1967 beschrieben ist. Eine spezielle Eigenheit der porösen PTFE-Folie, die gemäß dieser Verfahrensweise hergestellt ist, ist in der Tatsache zu sehen, daß man eine MikroStruktur erhält, die Fasern und Knoten bzw. Schleifen enthält, die mit Hilfe der Fasern miteinander verbunden sind. Ferner hat die porose PTFE-Folie eine hohe mechanische Festigkeit und einen kleinen sowie gleichmäßigen Porendurchmesser. Ferner kann eine poröse PTFE-Folie mit großer Porosität nach dieser Verfahrensweise hergestellt werden, die eine große Filterrate bzw. eine hohe Filtrationsgeschwindigkeit pro Flächeneinheit hat. Daher ist die poröse PTFE-Folie als eine Filterfolie oder eine Filterschicht sehr geeignet.

Ein Rohr- bzw. Hohlzylinder, der wie in Figur 1A gezeigt, an einem Ende geschlossen ist, kann dadurch geformt werden, daß das poröse PTFE-Flächenmaterial haftend aufgebracht wird. Zur haftenden Anbringung des porösen PTFE-Flächenmaterials, wie dies zuvor angegeben ist, wird das Flächenmaterial zweigefaltet und dann unter Druck wenigstens auf den Schmelzpunkt (etwa 327⁰C) von PTFE erwärmt. Die haftende Bindung des Flächenmaterials kann auch dadurch erreicht werden, daß das Flächenmaterial zweigefaltet wird, eine Fluorharz-Folie oder ein Fluorharz-Pulver zwischen die beiden Teile des so gefalteten Flächenmaterials eingebracht wird und

das FläGhenmaterial unter Druck wenigstens auf den Schmelzpunkt des Fluorharzes erwärmt wird, so daß der Fluorharz in die Poren in der porösen PTFE-Folie fließt Beispiele von Fluorharzen, die hierzu verwendet werden können, sind Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), Tetrafluoräthylen-Perfluoralkylvinyläther-Copolymer (PFA), Tetrafluoräthylen-Äthylen-Copolymer (ETFE), Polychlortrifluoräthylen (PCTFE), PoIyvinylidenfluorid (PVdF), Polyvinylfluorid (PVF) und Chlortrifluoräthylen-A'thylen-Copolymer (ECTFE). Wenn speziell gefordert wird, daß das Fluorharz eine hohe Wärme- und Korrosionsbestandigkext hat, sollte FEP oder PFA verwendet werden.

Nach der Erfindung werden zwei poröse PTFE-Folien mit unterschiedlichen Porendurchmessern aufeinandergelegt. Dies wird deshalb gemacht, um zu ermöglichen, daß die poröse PTFE-Folie mit großem Porendurchmesser als ein Vorfilter dient, um zu verhindern, daß die Poren verstopft werden, und um einen Filter zu haben, der so ausreichend widerstandsfähig ist, daß er den zu erwartenden maximalen Gegendrücken standhalten kann. Vorzugs weise wird eine Kombination aus einer porösen PTFE-Folie mit einem Porendurchmesser von 0,01 bis 100um und einer porösen PTFE-Folie mit einem Porendurchmesser von 0,1 bis 500μτη verwendet.

Ein gesinterter, poröser Hohlzylinder, der durch Formen und Sintern von PTFE-Teilchen hergestellt ist, ist als ein rohrförmiger-Träger aus Fluorharz geeignet. Irr. allgemeinen werden gesinterte poröse Hohlzylinder mit Porendurchmessern von 0,1 μπι bis 1 mm verwendet. Ein gesinterter poröser Hohlzylinder, der einen größeren Porendurchmesser als die Filterschicht hat, sollte jedoch verwendet werden, um den Filterwiderstand wirksam

herabzusetzen. Diese gesinterte poröse Hohlzylinder ist insbesondere als ein rohrförmiger Träger zweckmäßig, da er eine leichte Permeation ermöglicht und nur eine geringe Verformung hat.

Ein entsprechendes Beispiel eines rohrförmigen Trägers aus Fluorharz ist ein Laminat, das eine erste Schicht, die aus einem netzähnlichen Formteil oder einem aufgetrennten Gewebe bzw. einem Vliesstoff aus Fluorharz besteht, und eine zweite Schicht enthält, die aus einem porösen Fluorharz-Hohlzylinder besteht. Das netzähnliche Formteil oder das aufgetrennte Gewebe bzw. der Vliesstoff aus Fluorharz wird verwendet, um die effektive Fläche der Filterschicht zu vergrößern. Um den Filterwiderstand herabzusetzen, ist es wesentlich, daß das netzähnliche Formteil oder das aufgetrennte Gewebe einen größeren Porendurchmesser als die Filterschicht hat. Das netzähnliche Fluorharz-Formteil kann ein Netz sein, das man durch Formen von schmelzflüssigem Fluorharz erhält, oder es kann ein Gewebe aus Fluorharz sein. Der poröse Fluorharz-Hohlzylinder hat im allgemeinen eine Struktur, die wie in Figur 2B gezeigt Durchgangsöffnungen mit einem Durchmesser von etwa 0,5 bis 10 mm aufweist, die in einem Fluorharz-Hohlzylinder ausgebildet sind. Die Durchgangsöffnungen sind im allgemeinen kreisförmig, obgleich sie auch eine andere Formgestaltung besitzen können. Das netzähnliche Fluorharz-Formteil oder das aufgetrennte Gewebe wird entweder über die äußere oder die innere Fläche des porösen Fluorharz-Hohlzylinders gelegt. Bei einem Filter der Außendruckbauart, bei dem die Richtung des Fluidstromes von der Außenseite zur Innenseite des Hohlzylinders weist, wird das netzähnliche Formteil aus Fluorharz oder das aufgetrennte Gewebe über die äußere Fläche des porösen

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Fluorharz-Hohlzylinders gelegt, wie dies in Figur 2C gezeigt ist. Bei einem Filter der Innendruckbauart, bei dem die Richtung des Fluidstromes von der Innenseite zur Außenseite weist, wird das netzähnliche Fluorharz-Formteil oder das aufgetrennte Gewebe über die innere Fläche des porösen Fluorharz-Hohlzylinders gelegt, Beispiele eines Fluorharzes, der zur Formung des rohrförmigen Trägers geeignet ist, sind PTFE, FEP, PFA, ETFE, PCTFE, PVdF, PVF und ECTFE. Von diesen Materialien sind PTFE, FEP oder PFA bei jenen Anwendungsfällen geeignet, bei denen der rohrförmige Träger eine hohe Wärme- und Korrosionsbeständigkeit haben muß.

Die an einem Ende geschlossene rohrförmige PTFE-Filterfolie wird über den rohrförmigen Fluorharz-Träger gelegt oder in diesen eingeführt. Auch bei diesem Anwendungsfall, wenn es sich um einen Außendruck-Filter handelt, bei dem das Fluid in die Innenseite des Hohlzylinders durch die Wand fließt, wird die rohrförmige PTFE-Filterfolie auf die Außenseite des rohrförmigen Fluorharz-Trägers gelegt. Bei einem 'innendruckfilter, bei dem das Fluid durch die Wand aus dem Hohlzylinder strömt, wird die rohrförmige PTFE-Filterfolie in den rohrförmigen Fluorharz-Träger eingeführt.

Die rohrförmige PTFE-Filterfolie kann zuvor an einem Ende geschlossen sein oder ein Ende der rohrförmigen PTFE-Filterfolie kann mit dem rohrförmigen FluorharzgQ Träger verschlossen werden, um an einem Ende.einen Abschluß zu erhalten. Die Kombination aus der rohrförmigen " PTFE-Filterfolie und dem rohrförmigen Fluorharz-Träger bildet ein rohrförmiges Filterelement nach der Erfindung.

Ein oder mehrere rohrförmige Filterelemente sind in einem Fluorhai ^--Behälter anqoordnet. Beispiele für Fluor-

harze für den Behälter sind die gleichen wie jene für den rohrförmigen Träger. Beispiele für die Anordnung der rohrförmigen Filterelemente sind in den Figuren 3A und 3B gezeigt. Der Fluorharz-Behälter besteht aus einem äußeren Behälter 5 und 6 und einer Tragplatte 7. Wie in Figur 3A gezeigt, sind ein Einlaß und ein Auslaß für das Fluid auf derselben Seite des Behälters vorgesehen. Bei dem Beispiel in Figur 3B sind der Einlaß und der Auslaß an gegenüberliegenden Seiten des Behälters vorgesehen. Die rohrförmigen Filterelemente 8 haben offene Enden, die dicht mit einer Tragplatte 7 fest verbunden sind. Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 3A und 3B wird eine Leitung 9 als Einlaß und eine Leitung 10 als Auslaß verwendet, wenn das Fluid in die rohrförmigen Filterelemente 8 durch die Wandungen zur Filtration strömt. Wenn das Fluid aus den rohrförmigen Elementen 8 durch die Wandungen zur Filtration strömt, wird die Leitung 9 als Auslaß und die Leitung 10 als Einlaß verwendet.

Ein typisches Beispiel einer Tragplatte 8 ist eine Scheibe, die entsprechend Figur 4 Durchgangsöffnungen hat. Die rohrförmigen Filterelemente können dicht schliessend fest mit der Tragplatte unter Verwendung eines sich verjüngenden Gewindes oder einer Wärmeverschmelzung oder beiden verbunden werden. Es sollte noch erwähnt werden, daß die Wärmeverschmelzung das Aufbringen eines Druckes mit Hilfe einer Spannvorrichtung enthält, die auf eine höhere Temperatur als den Schmelzpunkt des Harzes erwärmt wird, ferner das Erwärmen mittels hochfrequenter Induktionsenergie und die Verwendung von Ultraschallwellen umfaßt. Alternativ können die rohrförmigen Filterelemente über Verbindungsteile aus Fluorharz fest mit der Tragplatte verbunden werden. Beispiele geeigneter Ver-

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bindungsteile sind in den Figuren 5A, 5B und 5C gezeigt. Ein erstes Beispiel eines Verbindungsteil ist in Figur 5A gezeigt und eine Kombination von Verbindungsteil und rohrförmigen! Träger ist in Figur 5B gezeigt. Figur 5C zeigt eine rohrförmige PTFE-Filterfolie 13, die in einem Bereich 12 an den rohrförmigen Träger angepaßt und haftend mit diesem verbunden ist.

Das offene Ende jeder rohrförmigen Filterfolie oder jeder rohrförmigen Filterschicht ist dicht schließend fest mit dem rohrförmigen Träger oder dem Verbindungsteil durch Wärmeverschmelzen oder durch Einführen in einen festen, mit Gewinde versehenen Teil, verbunden.

Das geschlossene Ende jedes rohrförmigen Filterelements ist durch den Boden des Behälters (s. Figur 3A) oder durch eine entsprechende Tragplatte (Figur 3B) fixiert. Die Tragplatte kann dicht schließend mit dem äußeren Behälter mittels einer thermischen Haftung oder einer Gewindeverbindung oder Fluorharz-O-Ringen verbunden sein. Ferner kann eine zusammenarbeitende Konstruktion entsprechend Figur 6 verwendet werden, so daß eine Druckkraft von beiden Seiten aufgebracht wird, wobei eine solche Ausführungsweise äußerst zweckmäßig ist. Der Fluorharz-Behälter kann auf geeignete Weise komprimiert werden, nachdem er in einen metallischen oder aus Harz bestehenden Behälter mit Flanschen eingebracht ist. Eine solche Auslegung ist dahingehend zweckmäßig, daß hierdurch der der Festigkeit standzuhaltende Druck vergrössert wird. Hierbei wird auch die Korrosionsbeständigkeit nicht herabgesetzt, da nur der Fluorharz-Behälter in Kontakt mit dem Fluid ist.

Beispiele für Fluide, die mit dem Filter nach der Erfindunq gefiltert werden können, sind Wasser, organische Lösungsmittel, verschiedene Lösungen und verschie-

dene Gase. Wenn Wasser, Lösungen oder Flüssigkeiten, wie einige organische Lösungsmittel, die eine relativ hohe Oberflächenspannung haben, gefiltert werden, sollte ein Öffnungsteil mit einem Entlüftungsventil für den Behälter vorgesehen sein. Das Entlüftungsventil kann aus einem porösen Fluorharz-Material hergestellt sein, so daß das Durchleiten der Flüssigkeit verhindert wird und das Durchleiten von Gas ermöglicht wird. Unter übliehen Filtrationsbedingungen kann daher eine zu filtrierende Flüssigkeit nicht durch das Entlüftungsventil gehen.

Das vorstehend angegebene poröse Fluorharz-Material ist zur Herstellung des Entlüftungsventils äußerst vorteilhaft. Der Porendurchmesser des porösen Fluorharz-Materials sollte entsprechend der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und dem Filtrationsdruck gewählt werden, die ihrerseits durch die Art und die Temperatur der zu filtrierenden Flüssigkeit bestimmt sind. Bei der Abnahme der Flüssigkeits-Oberflächenspannung und der Zunahme des Filtrationsdruckes ist es notwendig, daß der Porendurchmesser des porösen Fluorharz-Materials kleiner gewählt wird. Das beste Beispiel für poröses Fluorharz-Material ist ebenfalls PTFE. Im allgemeinen kann das Entlüftungsventil an dem Behälter durch haftendes Anbringen oder durch mechanisches dichtes Verschliessen seines Umfangsteils an dem Öffnungsteil des Filters angebracht werden.

Bei einem Anwendungsbeispiel, bei dem die poröse PTFE-Struktur in Form eines Flächenmaterials mit einer Dicke von 0,1 mm vorlag und Wasser bei einer Temperatur gefiltert wurde, hat man die folgenden Resultate erhalten:

wenn die poröse Struktur einen mittleren Porendurchmes-

ser von Ι,Ομπι hatte, wurde die Durchleitung des Wassers unter einem Druck von bis zu 1,07 bar (1,1 kg/cm²) verhindert. Wenn die poröse Struktur einen mittleren Porendurchmesser von 0,45um hatte, wurde der Wasserdurchgang unter einem Druck von bis zu 2,45 bar (2,5 kg/cm²) blokkiert. Wenn die poröse Struktur einen mittleren Porendurchmesser von 0,22μΐη hatte, wurde der Wasserdurchgang verhindert. In jedem Fall war eine ausgezeichnete Gaspermeabilität vorhanden.

Das Entlüftungsventil ist mit wenigstens einer Öffnung des Filters versehen. Im allgemeinen ist das Entlüftungsventil an dem oberen Teil der Flüssigkeitseinlaßseite des Filters vorgesehen. Jedoch kann es gegebenenfalls auch auf der Flüssigkeitsauslaßseite vorgesehen sein. Figur 7 zeigt ein Beispiel eines Filters, bei dem das Entlüftungsventil am oberen Teil der Flüssigkeitseinlaßseite vorgesehen ist. Das offene Ende des Entlüftungsventils kann offengehalten werden oder kann mit einer entsprechenden Leitung verbunden sein.

Wenn mit dem Filter nach Figur 7 eine Filtration durchgeführt wird, werden mit der Flüssigkeit durch den Flüssigkeitseinlaß kommende Blasen von dem Filter durch das Entlüftungsventil abgeführt und oberhalb der Filterelemente verbleiben keine Blasen. Daher wird die Filtrationsgeschwindigkeit bzw. die Filtrationsrate nicht herabgesetzt. Zusätzlich werden keine Blasen in die gefilterte Flüssigkeit eingemischt. Hieraus ist ersichtlich, da5 der Filter nach der Erfindung ein ausgezeichnetes Filtrationsvermögen hat.

Wenn der Filter entlüftet wird, dient das Entlüftungsventil als ein Luftansaugeinlaß und die angesaugte Luft

wird durch das Entlüftungsventil gefiltert, woraus resultiert, daß keine Fremdstoffe in den Filter und die Flüssigkeit gelangen können. Ferner dient zur Beginn der Filtration das Entlüftungsventil als ein Luftaustragsauslaß, so daß die Filtration gleichförmig durchgeführt werden kann.

Der Filter mit dem Entlüftungsventil ist auch bei dem

IC Fall äußerst effektiv, bei dem die Filterelemente flüssigkeitsabstoßend sind. Wenn beispielsweise die Filterelemente aus einem Fluorharz hergestellt sind und einen kleinen Porendurchmesser haben sowie Wasser gefiltert werden soll, so wird im allgemeinen eine Flüssigkeit mit einer kleinen Oberfläche verwendet, um die Filterelemente zu benetzen und diese wird dann durch Wasser zur Ausführung der Filtration ersetzt. Wenn jedoch hierbei Blasen in das Wasser eingemischt werden, können die Filterelemente durch die Blasen sich lokal austrocknen und werden somit wiederum wasserabstoßend. Als Folge hiervon vermindert sich die wirksame Fläche der Filterelemente und die Filtrationsgeschwindigkeit wird herabgesetzt. Diese Schwierigkeit kann dadurch vermieden werden, daß man den Filter nach der Erfindung verwendet, da Gase durch das Entlüftungsventil ausgetragen werden.

Wenn der Filter entleert wird, neigen die Filterelemente zum Trocknen. Daher kann bei einer anschließenden Filtration die vorhergehende Filtrationsgeschwindigkeit nicht erreicht werden. Bei dem Filter nach der Erfindung jedoch wird Luft über das Entlüftungsventil angesaugt oder aus dem Filter ausgetragen, wenn der Filter entleert wird oder Flüssigkeit in den Filter wiederum eingeleitet wird. Daher trocknen die Filterelemente nicht und die Filtrationsgeschwindigkeit wird nicht herabgesetzt

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Nachstehend werden weitere Beispiele eines Filters nach der Erfindung näher erläutert.

Der Grundaufbau eines Filters nach der Erfindung ist in Figur 8 gezeigt. Der Filter enthält einen Behälter 21, der an einem Ende offen ist. Mehrere rohrförmige Filterelemente 22 sind im Behälter 21 untergebracht. Eine Abdeckkonstruktion 23 ist so beschaffen, daß sie die rohrförmigen Filterelemente 22 hält und den Behälter 21 abdeckt. Der Behälter 21, die rohrförmigen Filterelemente 22 und die Abdeckkonstruktion 2 3 bestehen aus Fluorharz. Ein äußeres Gehäuse 2 4 ist vorgesehen, in das der Behälter 21, die rohrförmigen Filterelemente und die Abdeckkonstruktion in einem komprimierten Zustand eingesetzt sind.

Das Fluid strömt in den Behälter 21 über einen Einlaß 25 in der Abdeckkonstruktion 2 3 und es wird gefiltert, während dem es in die rohrförmigen Filterelemente 22 über deren Wandungen gelangt. Das so gefilterte Fluid wird über einen Auslaß 26 ausgetragen.

Im allgemeinen beeinflußt bei einem Filter die Dichtung der miteinander verbundenen Teile oder der geschlossenen Teile in den Fluidströmungsdurchgängen das Filterverhalten wesentlich. Bei dem vorstehend angegebenen Präzisionsfilter müssen daher auch gasdichte oder wasserdichte Verbindungseinrichtungen oder Dichtungseinrichtungen für die Verbindung der rohrförmigen Filterelemente 22 und den Auslaß 26 und für das Verschließen des Behälters 21 mit der Abdeckkonstruktion verwendet werden. Da jedoch ein Fluorharz, wie Tetrafluoräthylenharz, zur Bildung der Abdeckkonstruktion 23 und weiterer Bauteile verwendet wird, die ständig durch Kompression ver-

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formt sind, ist es bei der Bildung der Verbindungen für die Durchgänge der Abdeckkonstruktion 2 3 notwendig, eine solche Konstruktion vorzusehen, die die Verformung der Abdeckkonstruktion 23 verhindert.

Beim Filter nach der Erfindung ist der die rohrförmigen Filterelemente aufnehmende Behälter mit der Abdeckkonstruktion verschlossen und eine Verbindungsnut ist in der Abdeckkonstruktion ausgebildet, um eine Verbindung von einem der Einlasse und Auslässe der rohrförmigen Filterelemente herzustellen. Die Verbindungsnut ist C-förmig, so daß in der Abdeckkonstruktion nur eine geringfügige Materialreduzierung vorhanden ist. Somit werden Umstände vermieden, die die Verformung der Abdeckkonstruktion verstärken können.

Nach Figur 9 enthält die Abdeckkonstruktion 23, die zur Abdeckung des Behälters verwendet wird, eine Tragplatte 27, mit der mehrere rohrförmige Filterelemente 22 fest verbunden sind, und eine Befestigungsplatte 28, die sich auf der äußeren Fläche der Tragplatte 27 befindet. Die Tragplatte 27 und die Befestigungsplatte 28 haben die Form von Scheiben aus Fluorharz. Die Durchmesser der Scheiben sind gleich dem Außendurchmesser des Behälters 21. Eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 29 ist in der Tragplatte 27 in ihrem Mittelbereich und um diesen Mittelbereich ausgebildet. Die oberen Enden des rohrförmigen Filterelements 22 sind mit den so gebildeten Durch-

3Q gangsöffnungen 29 verbunden.

Abdichteinrichtungen sind an den Umfangsteilen der zusammenarbeitenden Flächen der Tragplatte 27 und des Behälters 21 sowie auch an den Umfangsteilen der zusammenarbeitenden Flächen der Tragplatte 27 und der Befestigungs-

platte 28 vorgesehen, so daß diese Flächen gasdicht und wasserdicht abgeschlossen sind. Jede Dichteinrichtung enthält eine Dichtung 32, die durch Einfügen eines O-Ringes 31 in einen Fluorharz-Ring 30 gebildet wird, der im Querschnitt U-förmig ist und ferner ist eine Nutdichtung 33 vorgesehen, die innenseitig zu der Dichtung 32 angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht eine verbesserte Dichtwirkung. Die Nutdichtung 33 hat eine V-förmige Nut 34, die in eine der zusammenarbeitenden Flächen eingeschnitten ist, und einen V-förmigen Vorsprung 35. Der Winkel desselben ist größer als jener der V-förmigen Nut 34, so daß der V-förmige Vorsprung gegen die V-förmige Nut an beiden Seiten zur Abdichtung anliegt.

Die Abdichtkonstruktion 23 hat eine Einlaßleitung 36, die durch die Befestigungsplatte 28 und die Tragplatte 27 geht, um mit der Innenseite des Behälters in Verbindung zu sehen. Eine Auslaßleitung 37 ist mit der Befestigungsplatte 28 verbunden. Die Verbindungsnut 38 zur Verbindung der Auslaßleitung 37 mit den rohrförmigen Filterelementen 22 ist in der damit zusammenarbeitenden Fläche der Befestigungsplatte 28 ausgebildet, die auf die entsprechende Gegenfläche der Tragplatte 27 gelegt ist.

Die Verbindungsnut 38, die in den Figuren 10 und 11 gezeigt ist, besteht aus einem bogenförmigen Abschnitt 38a, zwischen dessen beiden Enden sich die Einlaßleitung 36 erstreckt, und einem geraden Abschnitt 38b, der eine Verbindung des bogenförmigen Abschnitts 38a mit dem rohrförmigen Filterelement herstellt. Der gerade Abschnitt 38b ist am Mittelteil derart vorgesehen, daß der gebogene Abschnitt 38a in Verbindung mit allen rohr-

förmigen Filterelementen 22 steht/ wenn die Befestigungs platte 28 auf die Tragplatte 27 gelegt ist. Das in den Behälter 21 über den Einlaß 25 eingeleitete Fluid wird daher gefiltert, wobei es in die rohrförmigen Filterelemente 22 durch deren Wandungen geht. Das so gefilterte Fluid wird an der Verbindungsnut 3 8 gesammelt und dann über den Auslaß 28 aus dem Filter ausgetragen.

Claims

Patentansprüche
Filter, gekennzeichnet durch:

einen Fluorharzbehälter (5, 21), der einen Fluideinlaß (9, 25) und einen Fluidauslaß (10, 26) hat, und

ein rohrformiges Filterelement (8, 22),das in dem Fluorharzbehälter (5, 21) angeordnet ist, wobei das rohrförmige Filterelement (8, 22) eine rohrförmige Polytetrafluoräthylenfilterschicht (13) aufweist, die an einem Ende geschlossen ist und über einen rohrförmigen Fluorharzträger gelegt oder in diesen eingeführt ist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Polytetrafluoräthylenfilterschicht (13) einen Porendurchmesser von 0,01 bis 100μΐη hat.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Polytetrafluoräthylenfilterschicht (13) eine Mikrostruktur hat, die Fasern und Knoten enthält, die über die Fasern miteinander verbunden sind.
4. Filter nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze ichnet, daß die rohrförmige Polytetrafluoräthylenfilterschicht (13) zwei Arten von porösen Polytetrafluoräthylenschichten mit unterschiedlichen Porendurchmessern aufweist, die aufeinandergelegt sind.
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Arten von porösen Polytetrafluoräthylenschichten einen Porendurchmesser von 0,01 bis ΙΟΟμπι und die andere einen Porendurchmesser von 0,1 bis 500|im hat.
6. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Fluoräthylenträger einen gesinterten porösen Hohlzylinder aufweist, den man durch Formen und Sintern von PoIytetrafluoräthylenteilchen erhält.
7. Filter nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ze ichnet, daß der gesinterte poröse Hohlzylinder einen Porendurchmesser von 0,1 μΐη bis 1 mm ^hat·
8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Fluorharzträger ein Laminat aufweist, das eine erste Schicht enthält, die wenigstens ein netzähnliches Fluorharzformteil und/oder ein aufgetrenntes Gewebe aufweist, das einen größeren Porendurchmesser als die Filterschicht hat, und das eine zweite Schicht enthält, die einen porösen Fluorharzhohlzylinder aufweist, wobei die erste Schicht auf der Seite der Filterschicht angeordnet ist.
9. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Fluorharz- träger an einem Ende geschlossen ist.
10. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein offenes Ende der rohrförmigen Polytetrafluoräthylenfilterschicht (13) haftend mit dem rohrförmigen Fluorharzträger verbunden ist.
11. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorharzbehälter (5, 21) wenigstens eine Öffnung zusätzlich zum Fluideinlaß (9, 25) und zum Fluidauslaß (10, 26) hat, und daß ferner ein Entlüftungsventil (20) vorgesehen ist, wobei das Entlüftungsventil aus einem porösen Fluorharzmaterial hergestellt ist, um einen Fluiddurchgang zu verhindern und einen Gasdurchgang zu gestatten, und daß das Entlüftungsventil (20) in der Öffnung (21) vorgesehen ist.
12. Filter nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß das poröse Fluorharzmaterial

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ein poröses Tetrafluoräthylenmaterial ist, das eine Mikrostruktur hat, die Fasern und Knoten bzw. Schleifen enthält, die über die Fasern miteinander verbunden sind.
13. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Fluorharzmaterial ein aufgetrenntes bzw. nicht gewebtes Polytetrafluoräthylengewebe aufweist.
14. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (20) an einer Flüssigkeitseinlaßseite des Behälters (5, 5 21) vorgesehen ist.
15. Filter, gekennzeichnet durch:

einen Fluorharzbehälter (21),

eine Mehrzahl von rohrförmigen Filterelementen (22), die jeweils eine rohrförmige Polytetrafluoräthylenfilterschicht (13) aufweisen, die an einem Ende geschlossen ist und über einen rohrförmigen Fluorharzträger gelegt oder in diesen eingeführt ist, und

eine Abdeckkonstruktion (23), die den Behälter (21) dicht abschließt, wobei die Abdeckkonstruktion einen Flüssigkeitseinlaß (25) und einen Flüssigkeitsauslaß

(26) hat, wobei die rohrförmigen Filterelemente (22) mit der Abdeckkonstruktion (23) verbunden sind und wobei eine Verbindungsnut (38) in der Abdeckkonstruktion (23) ausgebildet ist, die eine Verbindung der rohrförmigen Filterelemente (22) mit einem der Flüssigkeitsein- und -auslasse (25, 26) herstellt und die in Form eines Bogens ausgelegt ist.
16. Filter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkonstruktion (23) eine Tragplatte (27) , mit der die rohrförmigen Filterelemente (22) verbunden sind, und die die Abdeckung (23) dicht schließend mit dem Behälter (21) verbindet, und eine Befestigungsplatte (28) aufweist, die dicht schließend mit dem Behälter (21) verbunden ist und außerhalb der Tragplatte (27) angeordnet ist, und daß die Verbindungsnut (38) mit einer Fläche der Befestigungsplatte (28) ausgebildet ist, die der Tragplatte (27) benachbart liegt.