WO1997027926A2 - Coilable separation elements and suitable housing with coiling drive - Google Patents

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WO1997027926A2
WO1997027926A2 PCT/EP1997/000398 EP9700398W WO9727926A2 WO 1997027926 A2 WO1997027926 A2 WO 1997027926A2 EP 9700398 W EP9700398 W EP 9700398W WO 9727926 A2 WO9727926 A2 WO 9727926A2
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Abstract

The invention concerns improved coilable separation elements (10), an appropriate coiling process as well as an appropriate housing (3) with toothed gearing (14, 14', 15, 6). The coiling process ensures that during coiling no harmful tension is exerted on the separation tube (17) of the separation element (10). Together with optimised technical separation features, the separation element (10) is stabilized for the coiling process additionally due to the fact that the separation tube (17) is pre-formed already in a curved shape and/or the axial loops are effected in a very stable manner.

Description

Beschreibung description
Umwickelbare Separationselemente und dafür geeignete Gehäuse mit UmwickelgetriebeWrapped separation elements and suitable housings with a wrapping gear
ie Erfindung betrifft z. B. zur Regeneration desThe invention relates, for. B. for the regeneration of
Separationsmediums (7, 7') umwickelbare SeparationselementeSeparation medium (7, 7 ') wrapped separation elements
(10) für die Behandlung flüssiger oder gasförmiger Medien, die schlauchförmige Separationsmedien (7, 7') enthalten, die oberflächenaktiv und/oder poröse sind sowie Gehäuse (3) mit spezifischen Einrichtungen in denen diese Separationselemente(10) for the treatment of liquid or gaseous media which contain tubular separation media (7, 7 '), which are surface-active and / or porous, and housings (3) with specific devices in which these separation elements
(10) betrieben werden können.(10) can be operated.
Solche Separations- oder Filterelemente (10) werden z. B. in der europäischen Patentanmeldung EP 0626192 der Anmelderin, in der DE 1 301 797, der FR 2 218 126 und der DE-OS 23 24 229 offenbart.Such separation or filter elements (10) z. B. in the European patent application EP 0626192 of the applicant, in DE 1 301 797, FR 2 218 126 and DE-OS 23 24 229 discloses.
Separationsmedien (7, 7') im Sinne der Erfindung werden im allgemeinen Sprachgebrauch als Filtermedien bezeichnet. In dieser Druckschrift wird bevorzugt der Begriff Separationsmedien gebraucht, um zu unterstreichen, daß für deren Wirkung nicht unbedingt eine Durchströmung nötig ist, sondern die Wechselwirkung auch bei einfachem Medienkontakt durch adsorptive, chemische, katalytisehe, kapillare (saugende) oder andere Mechanismen erfolgen kann.Separation media (7, 7 ') in the sense of the invention are generally referred to as filter media. In this publication, the term separation media is preferably used to underline that a flow is not absolutely necessary for its effect, but the interaction can also take place with simple media contact through adsorptive, chemical, catalytic, capillary (suction) or other mechanisms.
Die erfindungsgemäßen, umwickelbaren Separationselemente (10) , bestehen hauptsächlich aus Separationseinheiten (18) , die das Separationsmedien oder die Separationsmedien (7, 7', ..) enthalten. Die Separationsmedien (7, 7') werden bezüglich ihrer Porengröße bzw. Trenngrenzeigenschaften (Grob-, Fein-, Mikro-, Ultrafiltration und Reverse Osmose), ihres Trennmechanismus (Sieb- , Tiefenfiltration, Adsorptive Filtration, Pervaporation, Dampfpermeation, Gastrennung ..) und ihrer Wechselwirkung mit dem zu behandelnden Medium (spezifische und unspezifische Adsorption, Chromatographie, Katalyse, Ionenaustausch, Kapillarwirkung, Elektretwirkung ..) charakterisiert. Die Separationsmedien (7,7') können also sowohl als Barriere als auch Adsorber und Reaktionsfläche bzw. Reaktionsvolumen für bestimmte Inhaltsstoffe von Gasgemischen, Aerosolen, Flüssigkeitsgemischen, Lösungen sowie kolloidalen und partikulären Suspensionen, wirken.The windable separation elements (10) according to the invention mainly consist of separation units (18) which contain the separation media or the separation media (7, 7 ', ..). The separation media (7, 7 ') are based on their pore size or separation limit properties (coarse, fine, micro, ultrafiltration and reverse osmosis), their separation mechanism (sieve, depth filtration, adsorptive Filtration, pervaporation, vapor permeation, gas separation ..) and their interaction with the medium to be treated (specific and non-specific adsorption, chromatography, catalysis, ion exchange, capillary action, electrical action ..). The separation media (7, 7 ') can thus act both as a barrier and as an adsorber and reaction area or reaction volume for certain constituents of gas mixtures, aerosols, liquid mixtures, solutions and colloidal and particulate suspensions.
Bei einer für die vorliegende Anmeldung relevanten Variante besteht das Separationselement (10) z. B. aus einer schlauchförmigen Separationseinheit (18) mitIn a variant relevant to the present application, the separation element (10) consists, for. B. from a tubular separation unit (18)
Achsenanbindungen (13, 13') zu den Achsen (4, 4'), wenn diese Achsen (4, 41) nicht zum Separationselement (18) gehören oder aus einer schlauchförmigen Separationseinheit (18) deren Enden fest mit den Achsen (4, 4') verbunden sind. Die Achsen (4, 4') sind Drehachsen, die gleichzeitig Mediumabflußachsen oder Mediumzufuhrachsen für das zu behandelnde Medium sein können.Axis connections (13, 13 ') to the axes (4, 4') if these axes (4, 4 1 ) do not belong to the separation element (18) or from a tubular separation unit (18) whose ends are fixed to the axes (4, 4 ') are connected. The axes (4, 4 ') are axes of rotation which can simultaneously be medium discharge axes or medium supply axes for the medium to be treated.
Die Achsen (4, 4") können also sowohl zum Gehäuse (3), als auch zum Separationselement (10) gehören. Die Verbindung der Achsen (4, 4') zum Gehäuse (3) erfolgt über eine Achsenanbindung (13, 13'), die gewährleistet, daß die Achsen in beiden Drehrichtungen angetrieben werden können.The axes (4, 4 ") can thus belong both to the housing (3) and to the separation element (10). The axes (4, 4 ') are connected to the housing (3) via an axis connection (13, 13' ), which ensures that the axes can be driven in both directions.
Während der Separation befindet in der Regel der größte Teil der Separationseinheit (18) bzw. des SeparationsschlaucheεThe majority of the separation unit (18) or the separation hose is usually located during the separation
(17) als Wickel (1) auf einer Achse (4). Um z. B. eine Regeneration durchzuführen, kann dieser Wickel (1), ggf. unter Vereinzelung von Schichten der Separationseinheiten(17) as a winding (1) on an axis (4). To z. B. to carry out a regeneration, this winding (1), optionally with the separation of layers of the separation units
(18), auf die andere Achse (4') umgewickelt und ggf. wieder zurückgewickelt werden. Die umwickelbare Separationseinheit(18), can be rewound onto the other axis (4 ') and, if necessary, rewound again. The wrappable separation unit
(18) besteht aus einem flachen Separationsschlauch (17) mit Seitenrandabdichtungen (16, 16'), der aus dem Separationsmedium (7) durch Verkleben oder Verschweißen der Seitenränder gebildet wird. Dieser Separationsschlauch (17) enthält im Inneren eine Innendrainage (9) . Auf der Außenseite des Separationsschlauches können sich eine oder zwei Außendrainagen (8, 8') befinden. Alle Komponenten zusammen ergeben die Separationseinheit (18) .(18) consists of a flat separation tube (17) Side edge seals (16, 16 '), which is formed from the separation medium (7) by gluing or welding the side edges. This separation hose (17) contains an internal drainage (9) inside. One or two external drainage pipes (8, 8 ') can be located on the outside of the separation hose. All components together make up the separation unit (18).
Bei der Kaltsterilisation von Bier ist das Separationsmedium (7,7') z.B. ein Mikrofilter und die Regenerationseinheit (2) , mit der beim Umwickelvorgang die Reinigung der Filteroberfläche erfolgt, ein Ultraschallrohrresonator. In Produktionsanlagen befinden sich in einem Filtergehäuse (3) meist mehrere Separationselemente (10) , wobei Anordnungen bevorzugt werden, die es erlauben, daß eine Regenerationseinheit (2) mit mehreren Separationselementen (10) wechselwirken kann. Zur Regeneration wird das Bier ausgeschoben und das Gehäuse (3) mit warmen Wasser gefüllt. Anschließend wird jedes Separationselement (10) einzeln oder mehrere oder alle gemeinsam über Antriebe am Gehäuseboden, welche die Achsen (4) oder (4') in Bewegung setzen, so umgewickelt, daß jeder Teilabschnitt eines Filterschlauches (17) frei von Wasser umspült wird und direkt mit den Ultraschallrohrresonatoren (4) wechselwirken kann.During cold sterilization of beer, the separation medium (7,7 ') is e.g. a microfilter and the regeneration unit (2) with which the filter surface is cleaned during the wrapping process, an ultrasonic tube resonator. In production plants, there are usually several separation elements (10) in a filter housing (3), arrangements being preferred which allow a regeneration unit (2) to interact with several separation elements (10). For regeneration, the beer is pushed out and the housing (3) filled with warm water. Then each separation element (10) individually or several or all together over drives on the housing base, which set the axes (4) or (4 ') in motion, so that each section of a filter hose (17) is washed free of water and can interact directly with the ultrasonic tube resonators (4).
In der Praxis hat sich nun ergeben, daß die Konstruktion des Separationselementes (10) und dessen Antrieb über die Drehachsen (4, 4') verbessert werden müssen.In practice, it has now emerged that the construction of the separation element (10) and its drive via the axes of rotation (4, 4 ') must be improved.
So stellt sich das Problem, daß man möglichst viel Filterfläche in einem Separationselement (10) unterbringen muß. Die Filterfläche ist proportional zur Länge des Separationsschlauches (17) . Lange Drainagewege im Separationsschlauch (17) bedeuten aber nicht nur einen erhöhten Druckverlust, sondern haben auch zur Folge, daß mit zunehmender Separationsschlauchlänge durch den krümmungsbedingten Längenversatz zwischen Innen- und Außenseite einer aufgewickelten Separationseinheit (18) der UmwiekelVorgang immer schwieriger wird. Dickere Innendrainagen (9) , die dem Druckverlust entgegenwirken könnten, bewirken andererseits, daß bei einem gegebenem Wickeldurchmesser wesentlich weniger Filterfläche untergebracht werden kann, ohne daß die Wickelproblematik entscheidend entschärft wird, da besonders dicke Inendrainagen (9) den Umwicklevorgang nachhaltig behindern.The problem thus arises that as much filter surface as possible has to be accommodated in a separation element (10). The filter area is proportional to the length of the separation hose (17). Long drainage paths in the separation hose (17) not only mean an increased pressure loss, but also have the consequence that with increasing separation hose length due to the curvature-related length offset between the inside and outside of a wound separation unit (18), the wrapping process is becoming increasingly difficult. Thicker inner drainages (9), which could counteract the pressure loss, on the other hand have the effect that, given a winding diameter, considerably less filter area can be accommodated without the winding problem being decisively mitigated, since particularly thick inner drainages (9) permanently impede the wrapping process.
Dicke Separationseinheiten (18) sowie große Schlauchlängen (17) haben zur Folge, daß sich beim Umwickeln ein erheblicher Längenversatz der Schichten zueinander ergibt, der zu Faltenbildungen und Spannungen führt, die das Separationselement (10) schädigen bzw. zerstören können. Das gleiche tritt auf, wenn beim Umwickeln ein starke Zugkraft auf den Separationsschlauch (17) bzw. auf die Achsenanbindungen (13, 13') oder die Abwickelachse (4, 4') wirkt. Insbesondere die Achsenanbindungen (13, 13') werden dann stark belastet und können abreißen oder das Aneinanderscheuern von Außendrainagen (8, 8') führt zu Verhakungen bzw. zur Zerstörung des Separationselementeε (10) . Die Reibungskräfte werden dabei häufig so hoch, daß die Motorleistung für die Achsenantriebe nicht mehr ausreicht und die Motoren wegen Überlastung ausfallen.Thick separation units (18) and long hose lengths (17) result in a considerable length offset of the layers from one another when wrapping, which leads to folds and tensions which can damage or destroy the separation element (10). The same occurs if a strong tensile force acts on the separation tube (17) or on the axle connections (13, 13 ') or the unwinding axle (4, 4') during the wrapping. In particular, the axis connections (13, 13 ') are then heavily loaded and can tear off or the abrasion of external drainages (8, 8') leads to snagging or destruction of the separation element (10). The frictional forces are often so high that the motor power for the axis drives is no longer sufficient and the motors fail due to overload.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die Konstruktion der Separationselemente (10) so weiter zu gestalten, daß sie, bei einer optimal nutzbaren Filterfläche, mehrfach problemlos und ohne geschädigt zu werden, von einer Wickelachse (4, 4') auf die andere (4, 4") gewickelt werden können sowie ein geeignetes Umwickelverfahren bzw. Antriebsprinzip für die Achsen (4, 4') der Separationselemente der oben beschriebenen Art zu entwickeln. Diese Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1, 3 und 6 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. Je nach anwendungsbedingter Gestaltung der Separationseinheit (18) stellt jede der erfinderischen Lösungen für sich eine praktikable bzw. ausreichende Problemlösung dar. Besonders von Vorteil ist aber die Kombination von erfindungsgemäßen Lösungen.The invention is therefore based on the object of further designing the construction of the separation elements (10) in such a way that, with an optimally usable filter surface, they easily pass from one winding axis (4, 4 ') to the other (4 , 4 ") can be wound and to develop a suitable winding method or drive principle for the axes (4, 4 ') of the separation elements of the type described above. These objects are achieved according to the present invention by the features specified in the characterizing parts of claims 1, 3 and 6. Advantageous training and further education are specified in the respective subclaims. Depending on the application-related design of the separation unit (18), each of the solutions according to the invention represents a practicable or adequate solution to the problem. However, the combination of solutions according to the invention is particularly advantageous.
Demgemäß besteht der Gedanke der Erfindung darin, daß der Separationsschlauch (17) nicht ein eben auslegbarer, sondern in den Seitenrandabdichtungen (16, 16') ein gekrümmter Schlauch (17) ist, dessen Innen- und Außenseite unterschiedliche Längen haben und oder daß die Enden des Separationsschlauches (17) zu kompakten Achsenschlaufen (28, 28') geformt sind, in welche die Wickelachsen (4, 4') integriert sind oder in welche die Wickelachsen (4, 4') eingeführt werden können und oder daß beim Umwicklen der Separationseinheit (18) von einer Wickelachse (4, 4') zur anderen (4, 4') die aufwickelnde Achse (4, 4') keinen starken Zug auf die abwickelnde Achse (4, 4') bzw. die Achsenanbindungen (13, 13') und die Separationseinheit (18) ausübt. Ein solcher Antrieb läßt sich über ein Zahnradgetriebe realisieren.Accordingly, the idea of the invention is that the separation hose (17) is not a plane, but in the side edge seals (16, 16 ') is a curved hose (17), the inside and outside of which have different lengths and or that the ends of the separation tube (17) are formed into compact axis loops (28, 28 ') into which the winding axes (4, 4') are integrated or into which the winding axes (4, 4 ') can be inserted and or that when the separation unit is wrapped around (18) from one winding axis (4, 4 ') to another (4, 4') the winding axis (4, 4 ') does not exert a strong pull on the unwinding axis (4, 4') or the axis connections (13, 13 ') and the separation unit (18) exercises. Such a drive can be implemented via a gear transmission.
An Hand von Abbildungen werden die Prinzipien der Erfindung näher erläutert und spezielle Ausführungsformen der Separationselemente (10) und der damit korrespondierender Gehäuse (3) skizziert.The principles of the invention are explained in more detail with the aid of illustrations and special embodiments of the separation elements (10) and the corresponding housing (3) are outlined.
Dabei zeigenShow
Figur l und 2 Querschnitte durch die Separationseinheit (18) eines Separationselementes (10) ,Figure 1 and 2 cross sections through the separation unit (18) a separation element (10),
Figur 3 einen Längsschnitt durch ein Separationsgehäuse (3) mit einer Regenerationseinheit (2) in dem ein erfindungsgemäßes Separationselement (10) installiert ist,FIG. 3 shows a longitudinal section through a separation housing (3) with a regeneration unit (2) in which a separation element (10) according to the invention is installed,
Figur 4 einen Querschnitt durch eine Seitenrandabdichtung (16) eines in Spiralform gefertigten Separation- schlauches (17) , dieFIG. 4 shows a cross section through a side edge seal (16) of a separation hose (17) made in spiral form, the
Figuren 5 bis 7 Querschnitte durch Achsenanbindungen (13,13') und Achsenschlaufen (28, 28'),FIGS. 5 to 7 cross sections through axis connections (13, 13 ') and axis loops (28, 28'),
Figur 8 eine bevorzugte Anordnung von drei Separationsele- menten (10) und die dazugehörige Anordnung eines erfindungsgemäßen Zahnradgetriebes und dieFigure 8 shows a preferred arrangement of three separation elements (10) and the associated arrangement of a gear transmission according to the invention and the
Figuren 9A und 9B eine bevorzugte Anordnung von sechsFigures 9A and 9B show a preferred arrangement of six
Separationselementen (10) mit dem dazugehörigen Zahnradgetriebe.Separation elements (10) with the associated gear transmission.
In Figur 1 ist der Querschnitt einer Separationseinheit (18) dargestellt. Die Schlauchform wird dadurch erreicht, daß die offenen Kanten des Separationsmediums (7, 7') über zwei Seitenrandabdichtungen (16, 16') aus einem flexiblen Dicht oder Klebstoff, wie Silikon oder Polyurethan, durch direktes Verschweißen oder durch Verschweißen mit Schmelzkleberfolien oder Schmelzklebervliesen miteinander verbunden sind. Die Separationseinheit (18) besteht aus dem Separationsschlauch (17) mit der Innendrainage (9) und der Außendrainage (8) .The cross section of a separation unit (18) is shown in FIG. The shape of the tube is achieved in that the open edges of the separation medium (7, 7 ') via two side edge seals (16, 16') made of a flexible seal or adhesive, such as silicone or polyurethane, by direct welding or by welding with hot-melt adhesive films or hot-melt adhesive fleeces to one another are connected. The separation unit (18) consists of the separation hose (17) with the inner drainage (9) and the outer drainage (8).
Das Separationsmedium (7, 7'), kann aus einer oder mehreren Schichten bestehen, die z. B. unterschiedliche Abscheidequalität haben oder es handelt sich z. B. um ein Separationsmedium (7, 7') das zur Stabilisierung von einem Vlies unterstützt wird oder in das ein Stützvlies integriert ist. Die beiden Seiten des Separationsschlauches (17) können auch aus unterschiedlichen Separationsmedien (7, 7') bestehen, beispielsweise aus einem hydrophoben und einem hydrophilen Mikrofilter oder Filtern mit verschiedenen Porengrößen.The separation medium (7, 7 ') can consist of one or more layers, which, for. B. have different separation quality or it is z. B. a separation medium (7, 7 ') to stabilize one Fleece is supported or in which a support fleece is integrated. The two sides of the separation tube (17) can also consist of different separation media (7, 7 '), for example a hydrophobic and a hydrophilic microfilter or filters with different pore sizes.
Als Innendrainagen (9) geeignet sind z.B. wenig kompaktierbare, aber dennoch möglichst offene Gewebe, Netzgitter, Vliese oder dergleichen mit Strukturen, die den Ablauf des Filtrates im Strömumgskanal (11) in Richtung Wickel- bzw. Abflußachsen (4, 4') erleichtern, d. h. den Druckverlust beim Filtratablauf möglichst gering halten. Die Innendrainage (9) muß diese Eigenschaften auch beibehalten, wenn sich z. B. der Filtrationsdruck mit zunehmender Verblockung deε Separationsmediumε (7, 7') erhöht.Suitable inner drains (9) are e.g. fabrics, mesh grids, nonwovens or the like which are not very compact but are as open as possible, with structures which facilitate the drainage of the filtrate in the flow channel (11) in the direction of the winding or drainage axes (4, 4 '), d. H. keep the pressure loss at the filtrate drain as low as possible. The inner drainage (9) must also maintain these properties if z. B. the filtration pressure increases with increasing blocking of the separation medium (7, 7 ').
Die Außendrainage (8) bewirkt, daß daε zu behandelnde Medium über die Stirnεeite (5) in den Wickel (1) eindringen und mit der gesamten Fläche des Separationsmediums (7, 7') in Kontakt kommen kann. Für die Außendrainage (8) eignen sich analoge Materialien wie für die Innendrainage (9) , diese muß aber in der Regel nicht immer so stabil ausgeführt sein, weil die Druckbelastung geringer ist.The external drainage (8) has the effect that the medium to be treated can penetrate into the winding (1) via the end face (5) and come into contact with the entire surface of the separation medium (7, 7 '). Materials suitable for the external drainage (8) are the same as for the internal drainage (9), but as a rule this does not always have to be so stable because the pressure load is lower.
Figur 2 zeigt den Querschnitt durch eine Separationseinheit (18) mit zwei Außendrainagen (8, 8'), die etwas dünner sind, als die Außendrainage (8) in Figur 1. Eine solche Anordnung hat unter anderem den Vorteil, daß das Separationsmedium (7, 7') auf beiden Seiten des Separationsschlauches (17) besser vor einer mechanischen Beschädigung geschützt ist.FIG. 2 shows the cross section through a separation unit (18) with two outer drainages (8, 8 ') which are somewhat thinner than the outer drainage (8) in FIG. 1. Such an arrangement has the advantage, among other things, that the separation medium (7 , 7 ') on both sides of the separation hose (17) is better protected against mechanical damage.
Die Dicke der gesamten Separationseinheit (18) ist ausschlaggebend dafür, wieviel Filterfläche bei einem gegebenen Wickeldurchmesser im Wickel untergebracht werdenThe thickness of the entire separation unit (18) is decisive for how much filter area can be accommodated in the winding for a given winding diameter
ERSATZBLAπ(REGEL26) kann. Die Dicken der Drainagen (8, 9) andererseits sind ausschlaggebend für die effektive Nutzung der gesamten Filterfläche, bei möglichst geringem Widerstand für die Medienströmung. Weiterhin wächst der Filtratabflußwiderstand mit der Länge des Separationsschlauches (17) . Bei einer konstruktiven Lösung für ein optimiertes Wickelverhalten müssen solche filtertechnischen Aspekte berücksichtigt werden.REPLACEMENT BLAπ (RULE 26) can. The thicknesses of the drainages (8, 9), on the other hand, are decisive for the effective use of the entire filter area, with the lowest possible resistance for the media flow. Furthermore, the filtrate discharge resistance increases with the length of the separation hose (17). In the case of a constructive solution for an optimized winding behavior, such filter-technical aspects have to be considered.
Fig. 3 ist der Längsschnitt durch ein Gehäuse (3) , das mit einem gewickelten Separationselement (10) und einer Regenerationseinheiten (2) bestückt ist. Der größte Anteil der Separationseinheit (18) befindet sich im abgebildeten Zustand als Wickel (1) auf der Achse (4) . Sie ist über die Achsenanbindungen (13, 13') mit den Achsen (4, 4') verbunden. Die Achsen (4, 4') können zum Gehäuse (3) oder zum Separationselement (10) gehören. Die Umlenkachsen (20) sorgen dafür, daß eine optimale Wechselwirkung zwischen der Regenerationseinheit (2) und der Separationseinheit (18) möglich ist.Fig. 3 is a longitudinal section through a housing (3) which is equipped with a wound separation element (10) and a regeneration units (2). The largest part of the separation unit (18) is in the illustrated state as a winding (1) on the axis (4). It is connected to the axes (4, 4 ') via the axis connections (13, 13'). The axes (4, 4 ') can belong to the housing (3) or to the separation element (10). The deflection axes (20) ensure that an optimal interaction between the regeneration unit (2) and the separation unit (18) is possible.
Hat die Achse (4) z.B. einen Durchmesser von 40 mm, ist die Breite der Separationseinheit (18) 500 mm und die Dicke 4 mm, so ergibt sich im Ausgangszustand für den Wickel (1) bei 14 Umwicklungen ein Durchmesser von 152 mm. Ist je die Hälfte der Fläche auf beiden Achsen (4, 4") aufgewickelt, so ist der Durchmesser der Wickel (1) und (1') jeweils 111 mm. Sind beide Seiten des Separationsschlauches (17) aktiv, so ergibt sich für 14 Umwicklungen eine Fläche von 4,2 m2 und eine mittlere Länge von 4,2 m für die Schlauchlänge. Bei einer Dicke der Separationseinheit (18) von 8 mm und einem vorgegebenen Wickeldurchmesser von 152 mm würden nur 7 Umwicklungen der Achse (4) möglich sein. Dies entspricht einer Länge von 2,1 m und somit nur der halben Filterfläche mit 2,1 m2 gegenüber einer Separationseinheit (18) mit der Dicke von 4 mm.If, for example, the axis (4) has a diameter of 40 mm, the width of the separation unit (18) is 500 mm and the thickness is 4 mm, in the initial state for the winding (1) with 14 wraps there is a diameter of 152 mm. If half of the surface is wound on both axes (4, 4 "), the diameter of the coils (1) and (1 ') is 111 mm each. If both sides of the separation hose (17) are active, the result is 14 Wrapping an area of 4.2 m2 and an average length of 4.2 m for the hose length With a thickness of the separation unit (18) of 8 mm and a given winding diameter of 152 mm, only 7 wraps of the axis (4) would be possible This corresponds to a length of 2.1 m and thus only half the filter area with 2.1 m2 compared to a separation unit (18) with the thickness of 4 mm.
Die Achsen (4) und (4') können manuell oder mit einem automatischen Antrieb kontinuierlich oder schrittweise in beide Richtungen bewegt werden. Dabei ergeben sich aber eine Reihe von Problemen, die über die Konstruktion des Separationselementes (10) und das Wickelverfahren gelöst werden müssen.The axes (4) and (4 ') can be moved manually or with an automatic drive continuously or stepwise in both directions. There are, however, a number of problems which have to be solved via the construction of the separation element (10) and the winding process.
Betrachtet man zur Vereinfachung die Schnittfläche durch eine spiralig aufgewickelte Separationseinheit (18) wie sie im Wickel (1) vorliegt (vergleiche Fig. 4) nicht als Spirale, sondern als ineinandergeschachtelte konzentrische Rohrquerschnitte, wobei die Rohre die Dicke d mm haben, so ist unabhängig vom Radius der innere Kreisbogen immer um 2 * TI * d Millimeter kürzer als der äußere Kreisbogen. Dieser Längenversatz ist also bei gegebener Dicke d für jede Wicklung gleich groß, er wirkt sich aber bei jeder Wicklung anders aus, weil deren Umfang von innen nach außen wächst. Je kleiner der Umfang einer Wicklung ist, um so größer ist der prozentuale Anteil des Versatzlänge. Natürlich ist es ein Ansatzpunkt, mit möglichst dicken Achsen (4, 4') zu arbeiten. Dies bedeutet aber, daß man bei gegebenem Außendurchmesser eines Wickels (1) erheblich an Separationsfläche verliert.If, for simplification, the cut surface is viewed through a spirally wound separation unit (18) as it is present in the winding (1) (compare FIG. 4) not as a spiral, but as nested concentric pipe cross sections, the pipes having the thickness d mm, is independent the radius of the inner circular arc is always 2 * TI * d millimeters shorter than the outer circular arc. This length offset is therefore the same size for each winding for a given thickness d, but it has a different effect for each winding because its circumference grows outwards. The smaller the circumference of a winding, the greater the percentage of the offset length. It is of course a starting point to work with axles (4, 4 ') that are as thick as possible. However, this means that, given the outer diameter of a winding (1), there is a considerable loss of separation area.
Wickelt man einen flach gefertigten Separationsεchlauch (17) , d.h. einen Separationsschlauch (17) mit dem Querschnitt gemäß Figur 1 oder 2, bei dem alle Komponenten der Separationseinheit (18) gleich lang sind, um eine Achse (4) , so ergeben sich pro Wicklung sehr viele Falten, wobei die Faltenbildung und die damit verbundenen Spannung bei den inneren Wicklungen, wesentliche größer ist, als bei den äußeren Wicklungen, da hier der durch die Krümmung gegebene Längenversatz auf einem geringeren Wickelumfang untergebracht werden muß.If a flat-made separation hose (17), ie a separation hose (17) with the cross section according to FIG. 1 or 2, in which all components of the separation unit (18) are of equal length, is wound around an axis (4), this results in one winding very many folds, whereby the formation of folds and the tension associated therewith is much greater for the inner windings than for the outer windings, since here the one given by the curvature Length offset must be accommodated on a smaller wrap circumference.
Figur 3 entspricht einer Anordnung während der Separation. Zur Regeneration soll der Wickel (1) z. B. durch Drehen der Achse (4'), bezogen auf den Durchmesser, abgebaut werden, während sich der Wickel (l1) auf der Achse (4') aufbauen soll. Hierbei ergibt sich zum einen das Problem, daß sich die oben beschriebene Längenversatzproblematik genau umkehrt, d. h. die großen Wickelradien mit wenig Falten werden zu kleinen Wickleradien mit vielen Falten. Bei diesem Vorgang sind Beschädigungen deε Separationsεchlaucheε (17) vorprogrammiert . Inεbeεondere die notwendigerweiεe sehr stabilen Innendrainagen (9) , die eine Faltenbildung kaum zulassen, bewirken starke Spannungen, die zu Defekten führen. Durch Drehen der Achse (4') treten aber noch zusätzliche Probleme auf. Zum einen besteht die Gefahr, das der Zug auf die Achsenanbindung (13') so stark wird, daß sie abreißt oder beschädigt wird, zum anderen passiert es, daß die Wicklungen des Wickels (1) durch den Zug von der Achse (41) nicht von der Achse (4) abgewickelt werden, sondern daß die Wicklungen im Wickel (1) übereinandergleiten und der Wickel (1) in sich stark verfestigt wird (Bandageneffekt) . Durch diese Verspannung wird es noch schwieriger die oben beschriebenen Längenversatzeffekte in den Griff zu bekommen und es wächst die Wahrscheinlichkeit, daß sich z. B. die Außendrainagen (8, 8') verhaken und abreißen oder das Separationsmedium (7, 7') beschädigen.Figure 3 corresponds to an arrangement during the separation. For regeneration, the winding (1) z. B. by rotating the axis (4 '), based on the diameter, while the coil (l 1 ) is to build up on the axis (4'). On the one hand, this results in the problem that the length offset problem described above is reversed exactly, ie the large winding radii with few folds become small winding radii with many folds. Damage to the separation hose (17) is preprogrammed during this process. In particular, the necessarily very stable inner drainage (9), which hardly allow wrinkles to form, cause strong tensions that lead to defects. Rotating the axis (4 ') causes additional problems. On the one hand there is a risk that the train on the axle connection (13 ') will become so strong that it will tear off or be damaged, on the other hand it happens that the windings of the winding (1) are pulled by the axle (4 1 ) not be unwound from the axis (4), but that the windings in the winding (1) slide over each other and the winding (1) is strongly consolidated (bandage effect). This tension makes it even more difficult to get a grip on the length offset effects described above and the probability increases that z. B. hook and tear off the external drainage (8, 8 ') or damage the separation medium (7, 7').
Erfindungsgemäß wird diese Gesamtproblematik wie folgt durch konstruktive Maßnahmen und Verfahrensmaßnahmen so weit gelöst, daß ein praxisgerechter Einsatz von umwickelbaren Separationselementen (10) der oben definierten Art möglich wird. Je nach anwendungsbedingter Gestaltung der Separationseinheit (18) stellen die im folgenden erläuterten erfinderischen Lösungen jede für sich eine praktikable bzw. ausreichende Problemlösung dar. Besonders von Vorteil ist aber eine Kombination der erfindungsgemäßen Lösungen.According to the invention, this overall problem is solved as follows by means of constructive measures and procedural measures so that a practical use of windable separation elements (10) of the type defined above is possible. Depending on the application-related design of the separation unit (18), those explained below inventive solutions each represent a practicable or adequate solution to the problem. However, a combination of the solutions according to the invention is particularly advantageous.
Eine erste erfindungsgemäße Maßnahme zur Lösung der gestellten Aufgabe ist, daß der Separationsschlauch (17) in gekrümmter Form gefertigt wird. Vorzugsweise entsprechen die Krümmungsradien, wie in Figur 4 schematisch dargestellt, denen in einem Vollwickel (1) . Ein solcher Separationsschlauch (17) läßt sich ohne Knick nicht flach auslegen, weil die Länge deε Separationε mediumε (7, 7') auf der Innenεeite der Krümmung kürzer ist, als auf der Außenseite. Für das obige Beispiel mit 14 Wickeln einer Separationseinheit (18) von 4 mm Dicke in einem Wickel (4) bedeutet dies, daß das Separationsmedium (7, 7') und die Außendrainage (8, 8') auf der Innenseite der Krümmung um ca. 350 mm kürzer sind, als auf der Außenseite der Krümmung. Durch die vorgegebene Krümmung ist es möglich zumindest auf der Achse (4) einen kompakten Ausgangswickel (1) zu erzeugen. Zusammen mit der später beschriebenen Maßnahme ergibt sich weiterhin ein schonenderer Umwickelvorgang. Weiterhin sorgt beim Umwickelvorgang die Krümmung des vorgeformten Separationsschlauch (17) bei Anordnungen, wie sie in Figur 7 und 8 dargestellt, sind für einen optimalen Abstand zwischen der Reinigungseinheit (2) und dem Separationsmedium (7, 7»).A first measure according to the invention to solve the problem is that the separation tube (17) is made in a curved shape. As shown schematically in FIG. 4, the radii of curvature preferably correspond to those in a full winding (1). Such a separation tube (17) cannot be laid out flat without a kink, because the length of the separation medium (7, 7 ') is shorter on the inside of the curvature than on the outside. For the above example with 14 coils of a separation unit (18) of 4 mm thickness in one coil (4), this means that the separation medium (7, 7 ') and the external drainage (8, 8') on the inside of the curvature by approx .350 mm are shorter than on the outside of the curve. The given curvature makes it possible to produce a compact output winding (1) at least on the axis (4). Together with the measure described later, there is still a gentler wrapping process. Furthermore, during the wrapping process, the curvature of the preformed separation tube (17) in arrangements as shown in FIGS. 7 and 8 ensures an optimal distance between the cleaning unit (2) and the separation medium (7, 7 » ).
Eine zweite erfindungsgemäße Maßnahme zur Lösung der gestellten Aufgabe ist, daß die Anbindung zu den Drehachsen (4, 4'), durch die Ausbildung von bevorzugt zylindrischen Achsenschlaufen (28, 28') an den Enden des Separationsschlauches(17) , sehr stabil ausgeführt wird, so daß es hier beim Auftreten von Zugkräften während eines Umwickelvorganges zu keinen Abrissen bzw. Beschädigungen kommt.A second measure according to the invention to solve the problem is that the connection to the axes of rotation (4, 4 ') is made very stable by the formation of preferably cylindrical axis loops (28, 28') at the ends of the separation hose (17) , so that there is no tearing or damage when tensile forces occur during a wrapping process.
ERSATZBLATT(REGEL28) Die in Figur 3 dargestellte Verbindungen zwischen den Enden des Separationsschlauches (17) und den Achsenanbindungen (13, 13') verdeutlichen, daß zum einen beim Umwickeln starke Zugkräfte auf diese Verbindungen wirken, zum anderen erschweren die überstehenden Achsenanschlüsse (13, 13') eine konzentrische Wicklung. Weiterhin besteht die Gefahr deε Abknickens deε Separationsschlauches (17) .REPLACEMENT SHEET (RULE 28) The connections shown in Figure 3 between the ends of the separation hose (17) and the axle connections (13, 13 ') illustrate that on the one hand strong tensile forces act on these connections when wrapping, on the other hand, the protruding axle connections (13, 13') complicate one concentric winding. There is also the risk of the separation hose (17) kinking.
Figur 5 zeigt eine weitere Variante der Anbindung des Separationsschlauches (17) an die Drehachsen (4, 4') . Die Anbindung der Separationsmedienschichten (7, 7") erfolgt hier direkt an der Achsendurchbrechung (21, 21') der Drehachse (4, 4') über die Separationsmedien (7, 7') unter Ausbildung der Achsenanbindungszonen (22, 22') . Diese Variante erlaubt eher eine konzentrische AufWicklung, die Knickgefahr und die hohe Zugbelastung bestehen jedoch weiterhin.Figure 5 shows a further variant of the connection of the separation hose (17) to the axes of rotation (4, 4 '). The separation media layers (7, 7 ") are connected here directly to the axis opening (21, 21 ') of the axis of rotation (4, 4') via the separation media (7, 7 '), forming the axis connection zones (22, 22'). This variant allows more concentric winding, but the risk of kinking and the high tensile load still exist.
Figur 6 zeigt eine weitere Variante im Stand der Technik. Dabei werden die Innendrainage (9, 9', 9') des Separationsschlauches (17) gekürzt und die Separationsmedien (7, 7") mit den dazugehörigen Außendrainagen (8, 8') getrennt um die Drehachse (4, 4'), die mehrere Durchbrechungen (21, 21') aufweist, geführt und an der Verbindungszone (23, 23') miteinander verbunden. Die Stabilität dieser Achsenanbindung leidet zum einen darunter, daß der Zug direkt auf die meist sehr empfindlichen Separationsmedien (7, 7') wirkt, zum anderen werden beim Umwickelvorgang die Verbindungszone (23, 23") und die Knickzone (24, 24') besonders stark belastet.Figure 6 shows a further variant in the prior art. The inner drainage (9, 9 ', 9') of the separation hose (17) is shortened and the separation media (7, 7 ") with the associated outer drainage (8, 8 ') are separated around the axis of rotation (4, 4') has several openings (21, 21 '), guided and connected to one another at the connection zone (23, 23'). The stability of this axis connection suffers on the one hand from the fact that the train acts directly on the usually very sensitive separation media (7, 7 ') , on the other hand, the connection zone (23, 23 ") and the kink zone (24, 24 ') are particularly heavily loaded during the wrapping process.
In den Figuren 7A und 7B ist ein Querschnitt durch eine er findungsgemäße Achsenanbindung dargestellt. Dabei ist bei Figur 7A der Schnitt in der Mitte des Separationschlauches (17) erfolgt während in Abbildung 7B der Schnitt durch eine Seitenrandabdichtung (16,16') gezeigt ist. Auε Figur 7A ist ersichtlich, daß es hier keine direkte Verbindung zwischen der mehrfach durchbrochenen ( 21, 21') Drehachse (4, 4') gibt, sondern daß das eingedrehte Ende des Separationsschlauches (17) selbst eine Achsenschlaufe (28, 28') bildet, die durch die Querdichtungszone (25, 25'), welche sich quer über die gesamte Schlauchbreite erstreckt, in der Form gehalten wird. Die Querdichtungszone (25, 25') sorgt weiterhin für die strikte Trennung zwiεchen dem Fluidraum außerhalb und innerhalb der Achsenschlaufe (28, 28"), so daß z. B. ein im Separationsschlauch (17) gesammeltes Filtrat ohne Vermischung mit dem Unfiltrat über die Schlauchöffnung (29, 29') der Drehachse (4, 4') zugeführt werden kann.FIGS. 7A and 7B show a cross section through an axis connection according to the invention. In FIG. 7A, the cut is made in the middle of the separation tube (17), while in FIG. 7B the cut is shown through a side edge seal (16, 16 '). 7A is It can be seen that there is no direct connection here between the multi-perforated (21, 21 ') axis of rotation (4, 4'), but that the screwed-in end of the separation hose (17) itself forms an axis loop (28, 28 ') through the transverse sealing zone (25, 25 '), which extends across the entire hose width, is held in the mold. The transverse sealing zone (25, 25 ') furthermore ensures the strict separation between the fluid space outside and inside the axis loop (28, 28 "), so that, for example, a filtrate collected in the separation hose (17) passes through the without mixing with the unfiltrate Hose opening (29, 29 ') of the axis of rotation (4, 4') can be supplied.
Die Querdichtzone (25,25') wird durch Verkleben, direktes Verschweißen oder Verschweißen mittels Schmelzkleberfolien oder -vliesen erzeugt. Aus Sicherheitsgründen können auch zwei oder mehrere Querdichtzonen (25, 25') hintereinander angeordnet sein.The transverse sealing zone (25, 25 ') is produced by gluing, direct welding or welding using hot-melt adhesive films or nonwovens. For safety reasons, two or more transverse sealing zones (25, 25 ') can also be arranged one behind the other.
Damit eine verbesεerte Verteilung des Filtrates über die durchbrochene (21, 21') Drehachse (4, 4') gegeben ist, kann es dabei von Vorteil sein zumindest einen Teil des Separationsmediums (7') und der Außendrainage (8') im Inneren der Achsenschlaufe (28, 28') zu entfernen. Dies geschieht vorteilhaft vor dem Eindrehen der Enden des Separationsschlauches (17) .So that there is an improved distribution of the filtrate over the perforated (21, 21 ') axis of rotation (4, 4'), it can be advantageous to use at least some of the separation medium (7 ') and the external drainage (8') inside the Remove the axis loop (28, 28 '). This is advantageously done before screwing in the ends of the separation hose (17).
Der Schnitt durch die Seitenrandabdichtung (16, 16') des Separationschlauches (17) bzw. einer Achsenschlaufe (28, 28') ist in Figur 7B dargestellt. Aus dieser Zeichnung ist ersichtlich, daß die ineinander gewundenen Seitenrandabdichtungen (16, 16') im Inneren der Achsenschlaufe (28, 28') an der Berührungszone (innen) (26, 26') leckdicht miteinander vebunden sind, damit kein Filtrat nach außen austreten kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Seitenrandabdichtungen (16, 16') auch entlang der äußeren Berührungszone (27, 27') außerhalb der Achsenschlaufe (28, 28') fest miteinander verbunden. Dies hat den Vorteil, daß bei UmwiekelVorgängen auftretende Zugkräfte nie auf die Querdichtungszone (25, 25") selbst wirken können.The section through the side edge seal (16, 16 ') of the separation hose (17) or an axis loop (28, 28') is shown in FIG. 7B. From this drawing it can be seen that the intertwined side edge seals (16, 16 ') inside the axis loop (28, 28') at the contact zone (inside) (26, 26 ') are leak-tightly connected to one another so that no filtrate can escape to the outside. In a preferred embodiment, the side edge seals (16, 16 ') are also firmly connected to one another along the outer contact zone (27, 27') outside the axis loop (28, 28 '). This has the advantage that tensile forces occurring during Umwiekel processes can never act on the transverse sealing zone (25, 25 ") itself.
Gehören die Achsen (4, 4") zum Separationselement, so wird die Abdichtzone (30, 30') zwischen der Achsenεchlaufe (28, 28') und der Drehachse (4, 4') so gestaltet, daß leckdicht und rutschfest Verbindung entsteht. Analog wird verfahren, wenn die Drehachsen (4, 4') Bestandteil des Gehäuses (3) sind, über welche die z. B. zylindrischen Achsenεchlaufen (28, 28") beim Einsetzen des Separationselements (10) gestülpt werden. Die Verbindung der Achsenεchlaufen (28, 28') zu den Drehachsen (4, 4') muß vor allem deshalb rutschfest bzw. lagestabil sein, damit es nicht zu Überdrehungen kommt, wenn der Separationsschlauch (17) die gleiche Anzahl an Umdrehungen hin und zurückgewickelt wird.If the axes (4, 4 ") belong to the separation element, the sealing zone (30, 30 ') between the axis loop (28, 28') and the axis of rotation (4, 4 ') is designed in such a way that a leak-proof and non-slip connection is created. The procedure is analogous if the axes of rotation (4, 4 ') are part of the housing (3), over which the, for example, cylindrical axis loops (28, 28 ") are placed when the separation element (10) is inserted. The connection of the axis loops (28, 28 ') to the axes of rotation (4, 4') must therefore be non-slip or positionally stable, so that there is no over-rotation when the separation hose (17) winds the same number of turns back and forth becomes.
Eine dritte erfindungsgemäße Maßnahme ist es, das Wickelverfahren beim Umwickeln so zu gestalten, daß die Achse (4, 4"), auf die aufgewickelt werden soll, keinen Zug auf den Wickel (1', 1) oder die Achsenanbindungen (13, 13') oder die Achse (4', 4) ausübt. Dies bedeutet, daß beide Achsen (4, 4') angetrieben werden müssen und deren Geschwindigkeiten so angepaßt werden müssen, daß immer mehr abgewickelter Separationsschlauch (17) zur Verfügung steht, wie für die AufWicklung nötig ist.A third measure according to the invention is to design the winding process during winding so that the axis (4, 4 ") on which the winding is to take place does not have any tension on the winding (1 ', 1) or the axis connections (13, 13') ) or the axle (4 ', 4), which means that both axles (4, 4') have to be driven and their speeds have to be adapted so that more and more unwound separation hose (17) is available as for the Winding is necessary.
In der DE-OS 23 34 229 wird ein Verfahren beschrieben, das auf den ersten Blick eine Umwicklung zuläßt, bei der kein Zug auf den Wickel (1, 1') oder die Achsenanbindung (13, 13') ausgeübt wird. Das Verfahren funktioniert nur, wenn der Antriebsgurt die gleiche Dicke hat, wie der Filtergurt und auch dann sind Spann Vorrichtungen zum Längenausgleich erforderlich. Beides wird in der Druckschrift nicht beschrieben. Weiterhin hat das Verfahren und die beschriebenen Vorrichtungen zum Ziel, daß sich beide Drehachsen (4, 4') mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen, damit sich bei unterschiedlichem Durchmesεer der Filtergurtwickel gleiche Umfangsgeschwindigkeiten ergeben. Der Filtergurt soll offensichtlich immer straff gehalten werden. Dies widerspricht der Forderung, daß beim Umrollen der erfindungsgemäßen Separationselemente (10) vorteilhaft immer mehr Separationsεchlauch (17) zur Verfügung εteht, wie für die Aufwicklung nötig iεt.DE-OS 23 34 229 describes a method which, at first glance, permits wrapping in which no tension is exerted on the winding (1, 1 ') or the axle connection (13, 13'). The procedure only works if the Drive belt has the same thickness as the filter belt and even then tensioning devices for length compensation are required. Neither is described in the publication. Furthermore, the method and the described devices have the aim that both axes of rotation (4, 4 ') move at different speeds, so that the same circumferential speeds result with different diameters of the filter belt reels. The filter belt should obviously always be kept taut. This contradicts the requirement that, when the separation elements (10) according to the invention are rewound, more and more separation tubes (17) are advantageously available, as is necessary for the winding.
Dies ist ohne großen Aufwand möglich, wenn sich z.B. beide Achsen (4, 4') mit gleicher Geschwindigkeit drehen. Dadurch, daß z. B. von dem großen Außenwickel (1) abgewickelt und auf die nahezu leere Achse (4') aufgewickelt wird, ist dieser Vorschub dann immer gegeben. Diese Art des Umwickelns ist auch günstig für die notwendige Umkehrung der Krümmungsverhältnisse in dem sich bildenden Wickel (1') . Durch den großen Vorschub und die oben beschriebene gekrümmte Form des Ausgangswickels (1) bildet sich auf der Aufwickelachse (IM nicht sofort eine enge, sondern eine große bzw. lockere Wicklung, die erst im Laufe des Umwickelvorgangs im Radius enger wird und schließlich bei der letzten Umdrehung in sich fest gezogen wird. Bei einem bevorzugten Wickelvorgang wird dieses Festziehen dadurch vermieden, daß z. B. 0,25 bis 2 Restwickel auf der Abwickelachse (4) verbleiben. Ist ein Festziehen für den Separationεvorgang unbedingt nötig, so wird der Umwiekelvorgang insbesondere bei spiralig gefertigten Wickeln (1) (Maßnahme 1, Figur 4) so gestaltet, daß hin und zurück gewickelt wird. Der Wickel (1) hat dann für die Separation die optimale Kompaktheit. Ein erfindungsgemäßer Antrieb der beiden Achsen (4, 4') ist möglich, wenn diese Drehachsen (4, 4M über Zahnräder (14, 14', 15) miteinander verbunden sind.This is possible without great effort if, for example, both axes (4, 4 ') rotate at the same speed. The fact that z. B. from the large outer winding (1) and wound on the almost empty axis (4 '), this feed is always given. This type of wrapping is also favorable for the necessary reversal of the curvature in the winding (1 ') that is being formed. Due to the large feed and the curved shape of the initial winding (1) described above, a winding is not formed on the winding axis (IM) immediately, but rather a large or loose winding, which becomes narrower in the radius only during the winding process and finally at the last one In a preferred winding process, this tightening is avoided by, for example, leaving 0.25 to 2 remaining rolls on the unwinding axis 4. If tightening is absolutely necessary for the separation process, the wrapping process becomes particularly important in the case of spirally produced windings (1) (measure 1, FIG. 4), such that the windings are wound back and forth, the windings (1) then have the optimum compactness for the separation. The two axes (4, 4 ') can be driven according to the invention if these axes of rotation (4, 4M) are connected to one another via gearwheels (14, 14', 15).
Bevorzugt werden die Achsenzahnräder (14, 14') eines Separationselementes (10) über ein Zwischenzahnrad (15) verbunden, daε dafür sorgt, daß beide Achsen (4, 4') in der gleichen Richtung drehen. Bei einer Uberkreuzwicklung würden die Probleme deε Längenversatzes und der Änderung der Krümmungsverhältnisse zusätzlich verschärft. Die beiden Achsenzahnräder (14, 14') haben dabei bevorzugt den gleichen Durchmesser und die gleiche Zahnzahl. So wird sichergestellt, daß es zu keinen Abrissen bzw. Überdrehungen oder nicht aufgewickelten Schlauchflächen kommt.The axis gears (14, 14 ') of a separation element (10) are preferably connected via an intermediate gear (15), which ensures that both axes (4, 4') rotate in the same direction. In the case of a crossover winding, the problems of the length offset and the change in the curvature ratios would be exacerbated. The two axis gears (14, 14 ') preferably have the same diameter and the same number of teeth. This ensures that there are no tears or over-revolutions or uncoiled hose surfaces.
Eine bevorzugte Anordnungen von drei Separationselementen (18) und einer Regenerationseinheit (2) sowie das dazugehörige Zahnradgetriebe ist in Figur 8 dargestellt. Zur Vereinfachung erfolgt die Darstellung der Zahnräder (14, 14', 15) , als sich berührende Kreisscheiben. Die Regenerationseinheit (2), die z.B. einA preferred arrangement of three separation elements (18) and a regeneration unit (2) and the associated gearwheel gear is shown in FIG. To simplify matters, the gears (14, 14 ', 15) are shown as circular disks in contact. The regeneration unit (2), which e.g. on
Ultraschallrohrresonator ist, wirkt während deε Umwickeins gleichzeitig auf beide Seiten der Separationseinheit (18) aller drei Separationselemente (10) , die als Doppelwickel (1, 1') dargestellt sind. Durch die ÜbergangsZahnräder (15) drehen sich alle Achsen (4, 4') in der gleichen Richtung. Über einen Antrieb bzw. ein Antriebszahnrad (6) werden alle Achsen (4, 4') gleichzeitig und gleichmäßig bewegt.Ultrasonic tube resonator acts simultaneously on both sides of the separation unit (18) of all three separation elements (10), which are shown as a double winding (1, 1 '), during the wrapping. Due to the transition gears (15), all axes (4, 4 ') rotate in the same direction. All axes (4, 4 ') are moved simultaneously and evenly via a drive or a drive gearwheel (6).
Eine weitere vorteilhaft Anordnung der Einzelwickel (1, 1') von sechs Separationselmenten (10) ist in Figur 9 A dargestellt. Je zwei Doppelwickeln (1, l*) wechselwirken mit einer Regenerationseinheit (2) . Durch die gegenläufige Lage der Separationselemente (10) kann das Totvolumen bzw. die Größe des Gehäuses (3) reduziert werden. Figur 9 B zeigt schematisch das dazugehörige Zahnradgetriebe. Beim inneren Zahnradkranz greifen die Achsenzahnräder (14, 14') direkt ineinander und bewerkstelligen so die Gegenläufigkeit der Achsen (4, 4') benachbarter Separationselemente (10), während die beiden Achsen (4, 4') bzw. die beiden Achsenzahnräder (14, 14M eines Separationselementes (10) über ein Zwischenzahnrad (15) verbunden sind und somit in der gleichen Richtung drehen. Die Zahl der Wickelelemente bzw. Separationselemente (10) und AntriebsZahnräder (14, 14', 15) sowie die Gehäusegröße lasεen εich ohne Änderung deε Grundprinzips leicht an die erforderlichen Separationsleistung anpassen. A further advantageous arrangement of the individual windings (1, 1 ') of six separation elements (10) is shown in FIG. 9A. Two double wraps (1, 1 *) each interact with a regeneration unit (2). Due to the opposite position of the separation elements (10), the dead volume or Size of the housing (3) can be reduced. Figure 9B shows schematically the associated gear transmission. In the inner gear rim, the axle gears (14, 14 ') mesh directly with one another and thus bring about the opposite movement of the axles (4, 4') of adjacent separation elements (10), while the two axles (4, 4 ') or the two axle gears (14 , 14M of a separation element (10) are connected via an intermediate gear wheel (15) and thus rotate in the same direction The number of winding elements or separation elements (10) and drive gear wheels (14, 14 ', 15) and the housing size can be changed without change easily adapt the basic principle to the required separation performance.
Bezugs zeichenl iεt eReference character line
1, 1 t Wickel1, 1 t winding
2 Reinigungεeinheit2 cleaning unit
3 Gehäuse3 housing
4, 4 Wickelachsen4, 4 winding axes
5 Wickelstirnseite5 winding face
6 Antriebszahnrad6 drive gear
7, 7 1 1 Separationsmedium7, 7 1 1 separation medium
8, 8l* Außendrainagen8, 8l * external drainage
9 Innendrainagen9 internal drains
10 Separationselement10 separation element
11 Abflußkanal11 drainage channel
13, 13' Achsenanbindungen13, 13 'axle connections
14, 14' Achεenzahnrad14, 14 'axis gear
15 Zwiεchenzahnrad15 intermediate gear
16, 16' Seitenrandabdichtung16, 16 'side edge seal
17 Separationεεchlauch17 separation hose
18 Separationseinheit18 separation unit
20 Umlenkachsen20 deflection axes
21, 21' Achsendurchbrechung21, 21 'axis opening
22, 22' Achsenanbindungszone22, 22 'axis connection zone
23, 23' Verbindungszone23, 23 'connection zone
24, 24' Knickzone24, 24 'kink zone
25, 25' Querdichtungszone25, 25 'transverse sealing zone
26, 26' Berührungszone innen26, 26 'contact zone inside
27, 27' Berührungszone außen27, 27 'contact zone outside
28, 28* Achsenschlaufe28, 28 * axis loop
29, 29' Schlauchöffnung29, 29 'hose opening
30, 30' Abdichtzone zur Drehachse 30, 30 'sealing zone to the axis of rotation

Claims

Patentansprüche Claims
1. Separationselemente (10) zur1. Separation elements (10)
Behandlung flüssiger und gasförmiger Medien, deren Separationseinheit (18) alε Schlauch (17) ausgebildet ist, der an zwei Drehachsen (4, 4M fixiert und zumindest auf einer dieser Achsen (4, 4M aufgewickelt ist und zur Rege¬ neration oder zu einem anderen Zweck von einer auf die andere Achse (4, 4') umgewickelt werden kann, dadurch gekennzeichnet,Treatment of liquid and gaseous media, the separation unit (18) of which is designed as a hose (17), which is fixed to two axes of rotation (4, 4M and wound on at least one of these axes (4, 4M) and for regeneration or for another purpose can be wound from one to the other axis (4, 4 '), characterized in that
daß der Seperationsεchlauch (17) ohne Knick nicht flach auslegbar ist, sondern ein mit Krümmungen vorgefertigter Schlauch (17) ist, der auf der Schlauchinnenseite eine kürzere Länge hat, als auf der Schlauchaußenseite.that the Seperationsεchlauch (17) can not be designed flat without kink, but is a prefabricated with curvature hose (17), which has a shorter length on the inside of the hose than on the outside of the hose.
2. Separationεelement gemäß Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die vorgefertigten Krümmungen deε Schlaucheε (17) denen entεprechen, welche die einzelnen Windungen haben, wenn der Separationsschlauch (17) voll auf einer Achse (4, 4M aufgewickelt ist.2. Separation element according to claim 1, characterized in that the prefabricated curvatures of the hose (17) correspond to those which have the individual turns when the separation hose (17) is fully wound on an axis (4, 4M).
Separationselemente (10) mit zwei Drehachsen (4, 4') zur Behandlung flüssiger und gasförmiger Medien, deren Separationseinheit (18) als Schlauch (17) ausgebildet ist, der an zwei Drehachsen (4, 4') fixiert und zumindest auf einer dieser Achsen (4, 4M aufgewickelt ist und zur Rege¬ neration oder zu einem anderen Zweck von einer auf die andere Achse (4, 4M umgewickelt werden kann, dadurch gekennzeichnet,Separation elements (10) with two axes of rotation (4, 4 ') for the treatment of liquid and gaseous media, the separation unit (18) of which is designed as a hose (17) which is fixed on two axes of rotation (4, 4') and at least on one of these axes (4, 4M is wound up and can be rewound from one to the other axis (4, 4M for regeneration or for another purpose, characterized in that
daß die Fixierung an eine oder beide Drehachsen (4, 4M über, aus den Enden des Separationsschlauches (17) gebil¬ dete, Achsenschlaufen (28, 28') mit einem beliebigen Querschnitt erfolgt, die jeweils mindestens über eine Querdichtungszone (25, 25'), welche sich über die gesamte Breite des Separationsschlauches (17) erstreckt und welche für eine strikte Trennung der Fluidräume in und außerhalb der Achsenschlaufe (28, 28') sorgt, in der gewünschten Form gehalten werden.that the fixation to one or both axes of rotation (4, 4M via, formed from the ends of the separation hose (17), axis loops (28, 28 ') with any Cross-section takes place, in each case at least via a transverse sealing zone (25, 25 '), which extends over the entire width of the separation hose (17) and which ensures a strict separation of the fluid spaces in and outside the axis loop (28, 28') the desired shape.
Separationselemente (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der inneren Öffnung der AbdichtzoneSeparation elements (10) according to claim 3, characterized in that the cross section of the inner opening of the sealing zone
(30, 30') zur Achse (4, 4') kreisförmig ist.(30, 30 ') to the axis (4, 4') is circular.
Separationselemente (10) gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ausbildung einer festen Verbindung zwischen den angrenzenden Seitenrandabdichtungen (16, 16') in der äußeren Berührungszone (26, 26') jede Zugbelastung der Querdichtungszone (25, 25') vermieden wird.Separation elements (10) according to claim 3 or 4, characterized in that by forming a firm connection between the adjacent side edge seals (16, 16 ') in the outer contact zone (26, 26') any tensile load on the transverse seal zone (25, 25 ') is avoided becomes.
Umwickelverfahren für Separationselemente (10) mit zwei Drehachsen (4, 4') bei dem die aufwickelnde Achse (4, 4M über den Separationsschlauch (17) keinen Zug auf die abwickelnde Achse (4', 4) ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drehachsen (4, 4') des Separationselementε (10) in die gleiche Richtung drehen und εich beide Drehachsen (4, 4') mit der gleichen Geschwindigkeit drehen.Wrapping method for separation elements (10) with two axes of rotation (4, 4 ') in which the winding axis (4, 4M does not exert any tension on the unwinding axis (4', 4) via the separation hose (17), characterized in that both axes of rotation (4, 4 ') of the separation element (10) rotate in the same direction and εich both axes of rotation (4, 4') rotate at the same speed.
7. Umwickelverfahren für Separationselement (10), gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abwickeln mindestens eine viertel Umdrehung des Separationsschlau ches (17) auf der Achse (4, 4'), von der abgewickelt wird, verbleibt.7. Wrapping method for separation element (10), according to claim 6, characterized in that during unwinding at least a quarter turn of the separation hose (17) on the axis (4, 4 ') from which is unwound, remains.
8. Umwickelverfahren für Separationselemente (10), gemäß einem der Anεprüche 6 biε 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Wickelvorgang hin und zurück gewickelt wird8. Wrapping method for separation elements (10), according to one of claims 6 to 7, characterized in that there is a winding process back and forth
Gehäuεe (1) für Separationselemente (10) mit zwei Dreh¬ achsen (4, 4'), dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (4, 4') des Separationselementes (10) über Zahnräder (14, 14', 15, 6) angetrieben werden.Housing (1) for separation elements (10) with two axes of rotation (4, 4 '), characterized in that the axes of rotation (4, 4') of the separation element (10) via gearwheels (14, 14 ', 15, 6) are driven.
10.Gehäuse (1) für Separationselemente (10), gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsenzahnräder (14, 14') an den Drehachsen (4,4") über ein Zwischenzahnrad (15) gekoppelt sind und somit in die gleiche Richtung drehen.10. Housing (1) for separation elements (10), according to claim 9, characterized in that the axle gears (14, 14 ') on the axes of rotation (4,4 ") are coupled via an intermediate gear (15) and thus in the same Turn direction.
11.Gehäuse (1) für Separationselemente (10) , gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (14, 14') an den Drehachsen (4,4') gleich dimensioniert sind und sich somit die Achsen (4, 4M mit der gleichen Geschwindigkeit drehen.11. Housing (1) for separation elements (10), according to claim 9 or 10, characterized in that the gears (14, 14 ') on the axes of rotation (4,4') are dimensioned the same and thus the axes (4, Rotate 4M at the same speed.
12.Gehäuse (1) für Separationselemente (10) mit zwei Drehachsen (4, 4'), dadurch gekennzeichnet, daß bei Gehäusen (1) mit mehreren Separationselementen (10) je ein Zahnrad (14, 14') einer Achεe (4, 4M eineε Separationselementes (10) in je ein Zahnrad (14, 14') von einem oder mehreren Nachbarelementen (10) eingreift oder mit diesem über je ein Zwischenzahnrad (15) verbunden ist, so daß über einen Antrieb und ein Antriebszahnrad (6) gleichzeitig mehrere Separationselemente (10) umgewickelt werden können. 12.Housing (1) for separation elements (10) with two axes of rotation (4, 4 '), characterized in that in the case of housings (1) with a plurality of separation elements (10), one gear wheel (14, 14') each of an axis (4, 4M a separation element (10) engages in one gear wheel (14, 14 ') of one or more neighboring elements (10) or is connected to the latter via an intermediate gear wheel (15), so that several separation elements (10) can be wrapped simultaneously via a drive and a drive gear (6).
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