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Dokumentenidentifikation DE69122459T3 13.01.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000470485
Titel Filter
Anmelder Pall Corp., Glen Cove, N.Y., US
Erfinder Miller, John, D., Ithaca New York 14850, US;
Williamson, Kenneth M., Lafayette New York 13084, US;
Swiezbin, Joseph R., Glen Head New York 11545, US
Vertreter HOEGER, STELLRECHT & PARTNER Patentanwälte, 70182 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69122459
Vertragsstaaten DE, FR, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 30.07.1991
EP-Aktenzeichen 911127819
EP-Offenlegungsdatum 12.02.1992
EP date of grant 02.10.1996
EPO date of publication of amended patent 14.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.01.2005
IPC-Hauptklasse B01D 29/11
IPC-Nebenklasse B01D 29/21   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Filter, insbesondere ein gewelltes Filter für die Entfernung einer oder mehrerer Substanzen aus einer Flüssigkeit, die durch das Filter fließt. Sie betrifft weiterhin ein Filter, das eine hohe Schmutzkapazität und einen erhöhten Widerstand gegen Ermüdung aufweist.

In Filtersystemen, in denen wiederholte oder zyklische Fluktuationen der Durchflußmenge durch das Filter auftreten, kann das Versagen des Filters durch Ermüden ein Problem darstellen. Dies tritt insbesondere bei Systemen mit breiten Flußveränderungen, d.h. von 0 bis zum vollen Durchfluß und zurück zu 0, auf, wie dies in Filtersystemen für Pumpen des Kolbentyps der Fall ist, wie sie in Fließkraftsystemen verwendet werden. Die Fließzyklen verursachen übereinstimmende Zyklen in den unterschiedlichen Drücken im Filter, die typischerweise in einer "Atmungs-Typ"-Durchbiegung in dem gefalteten Medium des Filters resultieren. Wenn das gefaltete Medium aus einer Filterschicht und einer Träger- und Drainageschicht zusammengesetzt ist, kann bei der Biegung des gefalteten Mediums die Träger- und Drainageschicht an der Filterschicht hin und her reiben. Da die Träger- und Drainageschicht typischerweise rauher ist als die Filterschicht, kann dieses Reiben Schwachpunkte hervorrufen, die im Betrieb reißen können. Diese Art von Fehler ist als Ermüdungsfehler bekannt.

Ein weiteres Problem konventioneller Filter kann darin liegen, daß sie eine geringe Schmutzkapazität aufweisen, wenn der Flüssigkeitsstrom durch das Filterelement ungleichmäßig ist. Beispielsweise kann mehr Flüssigkeit durch den oberen Teil des Filterelements fließen als durch den unteren Teil. Als Folge dessen wird mehr Schmutz im oberen Teil des Filterelements abgesetzt als im unteren Teil. Diese ungleiche Beladung des Filterelements kann die Schmutzkapazität des Filterelements verringern. Je geringer die Schmutzkapazität des Filterelements ist, desto öfter ist es notwendig, das Filter auszuwechseln, was in erhöhten Material- und Arbeitskosten resultiert.

In der US-A-3106794 ist ein Filterelement beschrieben, das eine Mehrzahl von Kuppen aufweist. Um den Umfang dieser Kuppen ist ein perforiertes Teil, allgemein bekannt als eine Körperumhüllung, angeordnet. Die perforierte Umhüllung ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen. Die US-A-4089783 beschreibt eine Anordnung mit mehrschichtigem Filtermaterial. Die Anordnung weist ein Filtermedium auf. Das Filtermedium wird auf jeder Seite durch mindestens eine Lage gebundener synthetischer Fasern und eine Lage eines Metallgeflechts gestützt. Die EP-A-0347188 beschreibt eine Filteranordnung, die eine poröse Filterschicht, eine poröse Trägerschicht und verschiedene Polymerwülste in parallelen Streifen aufweist. Die Filteranordnung ist gewellt, um Kuppen zu bilden, die im allgemeinen rechtwinklig zu den Polymerwülsten verlaufen. Die EP-A-0083789 beschreibt ein gewelltes Filterelement mit einem externen schraubenförmigen Trägerband. Das Band ist ein verstärkter schmaler Streifen, der schraubenförmig um das Filterelement gewickelt ist, um Drehung und Verschiebung zu vermeiden und die Fließfläche nicht zu verringern. Alle in diesen Druckschriften beschriebenen Filterelemente haben eine geringe Schmutzkapazität, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Daher sieht die Erfindung ein Filter vor, das ein gefaltetes Filterelement aufweist mit längs sich erstreckenden Falten, die Kuppen aufweisen, und eine Umhüllung, die schraubenförmig um das Filterelement gewickelt ist und an den Kuppen der Falten anliegt und Öffnungen für die Vergrößerung der Schmutzkapazität des Filterelements besitzt, wobei die Gesamtfläche der Öffnungen kleiner ist als ungefähr die Hälfte der gesamten Oberfläche, die durch die Kuppen der Falten definiert ist.

Die Erfindung sieht weiterhin ein Filterelement vor, das ein gefaltetes Composite aufweist mit einer Filterschicht, einer Träger- und Drainageschicht und mit Mitteln, die zwischen der Filterschicht und der Träger- und Drainageschicht angeordnet sind, um dem Abrieb der Filterschicht durch die Träger- und Drainageschicht zu widerstehen.

Die Erfindung sieht ferner ein Filterelement vor, das ein gefaltetes Composite aufweist, mit einer ersten und einer zweiten extrudierten polymeren Geflechtschicht und einer Filterschicht, die zwischen diesen angeordnet ist.

Die Erfindung sieht weiterhin ein Filterelement vor, das ein gefaltetes Composite aufweist, das eine extrudierte polymere Geflechtschicht und eine Filterschicht und eine Umhüllung aufweist, die schraubenförmig um das gefaltete Composite gewickelt ist.

Filter und Filterelemente, die mit der vorliegenden Erfindung versehen sind, sind sehr zuverlässig und haben einen erhöhten Widerstand gegen Ermüdungsversagen, eine vergrößerte Schmutzkapazität und eine verlängerte Lebenszeit. Durch das Umhüllen der Falten mit einer Hülle ist die Bewegung der Falten verringert und der Abrieb des Filtermediums ist minimiert. Zusätzlich erzeugt die Umhüllung eine gleichmäßigere Flußverteilung über die Länge des Filters. Als Folge dessen wird der Schmutz gleichmäßiger auf dem Filterelement verteilt, was die wirksame Lebenszeit des Filters verlängert. Die Umhüllung hilft außerdem dem Filter, radial nach außen gerichteten Kräften zu widerstehen, und kann verhindern, daß sich das Filterelement nach außen beult. Durch das Vorsehen eines gegen Abrieb resistenten Mediums zwischen der Filterschicht und der Träger- und Drainageschicht wird die Träger- und Drainageschicht am Abrieb der Filterschicht gehindert, wodurch sonst ein Schwachpunkt in der Filterschicht entsteht. Als Folge dessen entstehen weniger Ermüdungsversagen. Durch den Einfluß einer oder mehrerer extrudierter polymerer Geflechtschichten in dem Composite können die Filterelemente leicht hergestellt und gewellt werden und sind hochwirksam.

1 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Anordnung eines Filterelements, das mit einem Umhüllungsteil versehen ist.

2 ist ein Querschnitt eines Sektors der Anordnung nach 1.

3 ist eine perspektivische Ansicht eines Filterelements vor der Faltung.

4 ist eine Ansicht eines Teils des Filterelements der 3 nach der Faltung, wie sie von der Abströmseite des Elements zu sehen ist.

5 ist eine Querschnittsansicht der Filterelements der 4 längs der Linie V – V der 4.

6 ist eine Ansicht einer anderen Anordnung eines Filters, wobei das Umhüllungsteil teilweise entfernt ist.

7 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausbildung eines Filters.

8 ist eine Ansicht einer weiteren Ausbildungsform eines Filters.

Eine Anzahl bevorzugter Ausführungsformen eines Filters soll im folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Anordnung, die mit einem schraubenförmigen Umhüllungsteil versehen ist, und 2 zeigt eine Querschnittansicht eines Sektors der Anordnung nach 1. Wie in 1 dargestellt, hat das Filter 10 dieser Anordnung ein hohles gefaltetes Filterelement 20 mit longitudinalen Falten. Ein hohler, fester röhrenförmiger Kern 11 kann innerhalb des hohlen Zentrums des Filterelements 20 angeordnet sein, um dem Filterelement 20 genügend Festigkeit zu geben, um den nach innen gerichteten Kräften zu widerstehen, die auf das Filterelement 20 einwirken. Der Kern 11 kann aus jedem genügend starken Material hergestellt sein, das kompatibel mit der zu filternden Flüssigkeit ist. Beispielsweise kann der dargestellte Kern 11 aus einem perforierten Metall, alternativ jedoch auch aus polymerem Material hergestellt sein.

Eine Abdeckkappe 12 und eine offene Endkappe 13 können auf die beiden Enden des Filterelements 20 aufgesetzt sein, um die Flüssigkeit durch das Filterelement 20 zu leiten. Alternativ können beide Endkappen offen sein oder Verbindungsstücke aufweisen, um eine Anzahl von Filterelementen miteinander zu verbinden. Die Endkappen 12 und 13 können aus jedem geeigneten undurchlässigen Material, wie metallischem oder polymerem Material, hergestellt sein, das kompatibel mit der zu filternden Flüssigkeit ist. Die Endkappen 12 und 13 können auf den Enden des Filterelements 20 durch jedes geeignete Mittel einschließlich eines Bindemittels wie z.B. eines Klebstoffs oder eines Einbettmittels befestigt werden.

Alternativ können die Endkappen 12 und 13 durch Verschmelzen an den Enden des Filterelements 20 befestigt werden oder mit diesen verbunden werden durch Verkittung oder Schallschweißung. Die Enden des hohlen Kerns 11 können an den beiden Endkappen 12 und 13 durch entsprechende Mittel befestigt werden.

Das Filterelement 20 selbst kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Filterelement eine aufstromseitige Träger- und Drainageschicht, eine Filterschicht und eine abstromseitige Träger- und Drainageschicht aufweisen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch gefunden, daß der Widerstand eines Filterelements gegen Ermüdung erheblich vergrößert werden kann durch das Vorsehen einer Dämpfungsschicht zwischen der Filterschicht und einer oder beiden Träger- und Drainageschichten.

2 zeigt ein Beispiel eines solchen Filterelements 20. Es hat eine mehrschichtig aufgebaute Konstruktion mit einer aufstromseitigen Träger- und Drainageschicht 21, einer Dämpfungsschicht 22, einer Filterschicht 23 und einer abstromseitigen Träger- und Drainageschicht 24. Das beispielhaft in 2 dargestellte Filterelement weist außerdem polymere Wülste 25 auf, die auf der Abströmoberfläche der abstromseitigen Träger- und Drainageschicht 24 angeordnet sind.

Die Träger- und Drainageschichten sind vorzugsweise sehr offen und erlauben der Flüssigkeit, seitlich zu fließen und sich über die Oberfläche der Filterschicht gleichmäßig zu verteilen. Daher haben die Träger- und Drainageschichten einen sehr geringen Fließwiderstand an den Kanten. Die Träger- und Drainageschichten verhindern auch, daß die gefalteten Oberflächen der Filterschicht 23 in Berührung miteinander kommen, wodurch die effektive Oberfläche der Filterschicht 23 verringert würde. Die Träger- und Drainageschichten bringen auf diese Weise ein positives Abstandhalten zwischen benachbarten Falten der Filterschicht mit sich.

Jedes geeignete gewobene oder non-woven Material, das eine gute Porosität aufweist, kann für die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht 21 wie auch für die abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 verwendet werden. Weiterhin kann jede Schicht hergestellt werden aus einer oder mehreren Naturfasern, polymeren Materialien und Glas. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht 21 ein extrudiertes polymeres Geflecht. Das Geflecht kann hergestellt werden aus jedem polymeren Material, einschließlich Polyester, Polypropylen oder Polyamid, wie Nylon, das geeignet ist für die zu filternde Flüssigkeit und für die anwendbaren Filtrationsparameter wie Temperatur. Beispielsweise kann für die Filtration von heißem Wasser Polypropylen gegenüber Nylon vorteilhaft sein. Die Dicke des Geflechts liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,25 mm (0,010 inch) bis ungefähr 0,64 mm (0,025 inch), aber sie kann auch geringer als 0,25 mm (0,010 inch) oder größer als 0,64 mm (0,025 inch) sein. Die Anzahl der Fäden pro cm (inch) liegt vorzugsweise im Bereich von 4 (10) bis ungefähr 12 (30) in jeder linearen Dimension, aber sie kann auch kleiner als 4 (10) oder größer als 12 (30) sein. Beispielsweise kann das Geflecht bis zu 32 (80) oder mehr Fäden pro cm (inch) in jeder linearen Dimension haben. Das Geflecht ist vorzugsweise so weich wie möglich, um den Abrieb zwischen ihm und der darunter liegenden Schicht zu verringern. Extrudiertes polymeres Gewebe ist allgemein zu bevorzugen gegenüber anderen Träger- und Drainagematerialien einschließlich gewobenen und non-woven faserförmigen Geweben und Polymergeflechten, da es so weich ist und typischerweise während der Herstellung und der Faltung des Filterelements nicht schrumpft. Ein extrudiertes polymeres Gewebe, das bei der Firma Nalle Corporation erhältlich ist, ist besonders weich. Es hat beispielsweise keine signifikanten Unregelmäßigkeiten wie Knoten an den Kreuzungsstellen der Fäden des Gewebes, die sonst die Filterschicht abreiben könnten. Ein Nylongewebe, das von der Firma Nalle Corporation unter der Warenbezeichnung NIF020S 13 × 13 erhältlich ist, wobei 020 die Dicke in Tausendsteln inch und 13 × 13 die Anzahl der Fäden pro linearem inch in der x- und y-Richtung bedeutet, ist besonders zu bevorzugen. Ein anderes Beispiel eines geeigneten Materials für die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht ist ein nylonumhülltes non-woven Polyestermaterial, das von der BASF in Williamsburg, Virginia, unter der Warenbezeichnung Colback 50 vertrieben wird. Jedoch ist ein extrudiertes Gewebe von Nalle dem Colback 50 vorzuziehen, da es weniger Abrieb zeigt, woraus eine beträchtlich höhere Schmutzkapazität resultiert.

Ein Hauptzweck der Dämpfungsschicht 22 ist es, Abrieb zwischen der Träger- und Drainageschicht und der Filterschicht zu vermeiden. Die Träger- und Drainageschicht hat typischerweise gute Drainage-Eigenschaften, da sie aus relativ starken Fasern oder Filamenten hergestellt ist. Infolgedessen hat sie eine rauhere Oberfläche als die Filterschicht. Wenn solch ein Material lamellenartig direkt auf die Filterschicht 23 aufgebracht wird, tritt signifikanter Abrieb der Filterschicht 23 auf, wenn das Filterelement 20 einer Biegung unterworfen wird, beispielsweise durch Druckzyklen, und die Träger- und Drainageschicht wiederholt an der Filterschicht reibt. Wenn jedoch eine Dämpfungsschicht 22, die weicher ist als die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht, zwischen der Träger- und Drainageschicht und der Filterschicht 23 angeordnet ist, kann der Abrieb der Filterschicht 23 erheblich reduziert werden, was in einem Ansteigen der wirksamen Lebenszeit der Filterschicht des Filterelements 20 resultiert.

Die Dämpfungsschicht 22 wird vorzugsweise aus einem dünnen, sehr porösen Material gebildet. Beispielsweise hat die Dämpfungsschicht vorzugsweise eine Dicke von weniger als 100 &mgr;m. Sie ist ebenfalls vorzugsweise aus einem Material gebildet, das als weich oder als weich und zäh bezeichnet werden kann. Beispielsweise kann es ein nicht abreibendes, non-woven Material mit einer hohen Festigkeit sein. Ein bevorzugtes Material für die Dämpfungsschicht 22 ist ein feucht angelegtes non-woven Polyestermaterial, das von der Hirose Corporation unter der Handelsbezeichnung O5TH08 vertrieben wird. Andere bevorzugte Materialien schließen ein non-woven Nylonmaterial, das von der Fiberweb North America Inc. unter der Handelsbezeichnung Cerex erhältlich ist, und ein non-woven Polyestermaterial , das von der Firma Reemay Corporation unter der Handelsbezeichnung Reemay, beispielsweise als Reemay 2006 oder Reemay 2250, erhältlich ist, ein. Von diesen Materialien sind die Materialien von Hirose und Reemay die am meisten bevorzugten. Jedoch kann jedes andere geeignete gewobene oder non-woven Material, das weicher (abriebsfester) als die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht 21 ist, verwendet werden.

Die Filterschicht 23 kann in Übereinstimmung mit verschiedenen Faktoren ausgewählt werden, einschließlich der Art der Flüssigkeit, die zu filtern ist, der Art und Größe der Verunreinigungen in der Flüssigkeit und des zu akzeptierenden Druckabfalls durch das Filterelement 20. Die Filterschicht 23 kann jedes geeignete Filtermedium sein, beispielsweise kann das Filtermedium hergestellt sein als eine Membran oder eine gewobene oder non-woven poröse Lage und kann aus natürlichem oder synthetischem Polymer oder Glas hergestellt sein. So kann das Filtermedium eine non-woven Lage umfassen, welche prinzipiell Zellulosefasern enthält oder im wesentlichen aus Glasfasern mit einem Harzbinder besteht. Weiterhin kann das Filtermedium jede geeignete Porenstruktur haben, einschließlich einer abgestuften Porenstruktur, und jede gewünschte bestimmte Porengröße. Die bestimmte Porengröße für die Filterschicht 23 ist vorzugsweise kleiner als die bestimmte Porengröße der aufstromseitigen und abstromseitigen Träger- und Drainageschichten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Filterschicht 23 eine geeignete Auswahl aus acrylgebundenem Glasfasermedium mit einem integralen Substrat, das zusätzliche Festigkeit verleiht. Bevorzugte Medien, einschließlich einer Familie poröser Filtermedien mit verschiedenen Bindeharzen, sind von der Firma Pall Corporation unter den Handelsnamen Ultipor und Pallflex erhältlich.

Die abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 hat typischerweise eine größere mechanische Festigkeit als die Filterschicht 23 und dient daher dazu, die empfindlichere Filterschicht 23 vor dem Zerreißen oder der Deformation während der Faltung oder dem Gebrauch zu schützen. Ein Beispiel eines geeigneten Materials für die Verwendung als abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 ist ein Papier, das von der Dexter Company unter der Handelsbezeichnung T-244 erhältlich ist.

Wie in 2 dargestellt, kann das Filterelement 20 polymere Wülste 25 aufweisen, die auf der abstromseitigen Oberfläche der abstromseitigen Träger- und Drainageschicht 24 auf jeder der Falten 26 des Filterelements 20 gebildet sind. In jeder Falte 26 liegen die Wülste 25 aneinander an und dienen als Abstandshalter, um Fließkanäle 27 in der Falte 26 zu bilden und einen geeigneten Flüssigkeitsfluß durch die Falte 26 sicherzustellen. Es ist auch möglich, polymere Wülste auf der Anstromseite der Filterschicht 23 wie auf der Abstromseite vorzusehen.

Die polymeren Wülste 25 können aus einer Vielzahl von Materialien, einschließlich vieler thermoplastischer oder gehärteter Materialien, hergestellt sein. So können die polymeren Wülste 25 aus einem Material umfassend ein Polyester, Polyamid oder Polyolefinharz hergestellt sein. Weiterhin können die polymeren Wülste 25 in parallelen Streifen längs der abstromseitigen Oberfläche der abstromseitigen Träger- und Drainageschicht 24 in jeder geeigneten Weise angeordnet sein. Beispielsweise können die polymeren Wülste 25 aus einer heißen Schmelze von Klebstoff gebildet werden, die kontinuierlich aus einem mit vielen in gleichem Abstand angeordneten Öffnungen versehenen Verteilkopf auf die abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 austritt, die sich unter dem Verteilkopf bewegt, vorzugsweise bei konstanter Geschwindigkeit, wodurch verschiedene kontinuierliche parallele Wülste hergestellt werden.

Die heiße Klebstoffschmelze kann auf die abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 aufgebracht werden, entweder bevor oder nachdem das Filterelement 20 zu einer Einheit geformt worden ist.

Gemäß einer Modifikation dieses Verfahrens kann die heiße Klebstoffschmelze intermittierend aus dem Verteilkopf oder aus einem in ungleichmäßigem Abstand mit Öffnungen versehenen Verteilkopf angebracht werden zur Herstellung verschiedener diskontinuierlicher paralleler Wülste oder verschiedener in ungleichem Abstand angeordneter paralleler Wülste. Gemäß anderen Alternativen kann ein granulares Polymermaterial aufgebracht werden durch Auspressen aus einem mit vielen Öffnungen versehenen Auspreßkopf; Plasistol-Polyurethan kann verwendet werden aus einem Verteiler mit vielen Öffnungen und dann gehärtet werden mit einer auf der Linie liegenden Heizvorrichtung; oder ein auf einem Lösungsmittel basierender Klebstoff oder ein Einbettmittel kann aus einem Verteiler mit vielen Öffnungen aufgebracht und das Lösungsmittel dann durch eine Heizungs-/Ventilationsvorrichtung entfernt werden.

Wenn es auf einer Träger- und Drainageschicht 24 aufgebracht ist, hat das Wulstmaterial vorzugsweise eine Oberflächenspannung, die hoch genug ist, um eine übermäßige Befeuchtung der Träger- und Drainageschicht 24 zu vermeiden oder durch die Träger- und Drainageschicht 24 durchzutreten, die aber nicht so hoch ist, daß sie die Adhäsion zwischen den Wülsten 25 und der Träger- und Drainageschicht 24 verhindert. Dies minimiert die Beschränkung des Flusses durch das beispielhafte Filterelement, da die Oberfläche der Träger- und Drainageschicht 24, die in Berührung mit den Wülsten 25 steht, effektiv blockiert ist. Der Kontaktwinkel zwischen den Wülsten 25 und der abstromseitigen Träger- und Drainageschicht 24, gemessen nach der Sessile-Methode, kann vorzugsweise im Bereich von ungefähr 100° bis 120° liegen.

Verschiedene Querschnittsformen der Wülste 25 sind geeignet. Die am meisten bevorzugte Form hat einen nadelartigen Querschnitt. Diese Form minimiert die Berührungsfläche zwischen der Wulst 25 und der Träger- und Drainageschicht 24. Diese Form ist jedoch bei vernünftigen Produktionsraten schwierig herzustellen. Für eine Produktion in großem Umfang wird im allgemeinen ein kreisförmiger Querschnitt bevorzugt. Andere geeignete Formen schließen dreieckige, rautenförmige, quadratische oder rechtwinklige Querschnitte ein.

Die Form jeder Wulst 25 und der Abstand zwischen den Wülsten 25 kann variieren. Die Größe der Wülste 25 wird bestimmt durch die Größe der Öffnungen im Verteilkopf, die relative Geschwindigkeit zwischen dem Verteilkopf und der abstromseitigen Träger- und Drainageschicht 24 und der Viskosität des Wulstmaterials. Für manche Anwendungen kann der Durchmesser der Wülste vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,5 mm (ungefähr 4 bis ungefähr 20 mils) liegen. Der Abstand zwischen den Wülsten 25 ist vorzugsweise so gewählt, daß die Deformation durch Dehnung, d.h. die Biegung des gefalteten Aufbaus, die beiden folgenden Bedingungen erfüllt: (1) die elastische Grenze des Filtermediums, das die Filterschicht 23 umfaßt, d.h. die maximale Einheit der Dehnung, unter der das Filtermedium nicht in seine Originalform zurückkehrt, wird nicht überschritten und (2) die Biegung des Composites während des normalen Betriebs läßt den Fließwiderstand in den Fließkanälen 27 nicht über 10 % anwachsen. Für viele Anwendungen ist der Abstand zwischen gleichmäßig angeordneten Wülsten 25 vorzugsweise so, daß ungefähr 2 bis 8 Wülste pro cm (ungefähr 5 bis 20 Wülste pro inch) oder vorzugsweise ungefähr 3 bis ungefähr 6 Wülste pro cm (ungefähr 8 bis ungefähr 15 Wülste pro inch) auf die abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 aufgebracht werden.

Sobald die Wülste 25 auf die abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 aufgebracht sind, werden die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht 21, die Dämpfungsschicht 22, die Filterschicht 23 und die abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 mit den Wülsten 25 in eine Vorrichtung zur Faltenbildung (Faltvorrichtung) beispielsweise vom Typ Chandler "grab and fold" oder vom Typ "can actuated blade" von Rabovsky eingeführt. Die verschiedenen Schichten des Filterelements können zu einem Composite geformt werden, bevor sie in die Faltvorrichtung eingeführt werden, oder Schichten einschließlich der abstromseitigen Träger- und Drainageschicht 24 mit den Wülsten 25 können einzeln in den Korrugator eingeführt werden, der dann das Composite zur selben Zeit bildet wie die Falten 26 in der Filteranordnung 10. Es ist typischerweise vorzuziehen, das extrudierte Polymergewebe vorzuerhitzen, bevor dieses in die Faltvorrichtung eintritt, so daß es sich gut anpaßt, nachdem das Composite gefaltet wurde.

3 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines zusammengebauten Filterelements 20 vor der Faltung. 4 ist eine Ansicht eines Teils des Filterelements 20 nach der Faltung. 5 ist ein Querschnitt längs der Linie V–V der 4 eines Teils des gefalteten Filterelements 20. Wie in den 4 und 5 dargestellt, erstreckt sich jede Falte 26 allgemein rechtwinklig zu den Wülsten 25 und weist ein offenes Ende 26a, ein eingebuchtetes Ende 26b und erste und zweite gegenüberliegende Seiten 26c und 26d auf. Die Teile aller Wülste 25, die sich längs der entgegengesetzten Seiten 26c, 26d jeder Falte 26 erstrecken, liegen aneinander an und bilden Fließkanäle 27 in jeder Falte 26 zwischen benachbarten Wülsten 25 und den entgegengesetzten Seiten 26c, 26d. Weil die abstromseitige Träger- und Drainageschicht 24 und die Wülste 25 vorzugsweise auf der abstromseitigen Oberfläche der Filterschicht 23 angeordnet sind, um dem Druckabfall durch das Filter 10 während des normalen Betriebs zu widerstehen, sind die Fließkanäle 27 vorzugsweise Drainagekanäle.

Sorgfalt sollte angewandt werden bei der Ausrichtung der Träger- und Drainageschicht 24 in der Faltvorrichtung, um sicherzustellen, daß die Wülste 25 in den Falten 26 einander gegenüberliegen, so daß entgegengesetzte Teile der Wülste 25 einander berühren. Wenn die Wülste 25 aus einer heißen Klebstoffschmelze gebildet sind, können erhitzte Platten verwendet werden, um die Wülste 25 aneinander zu heften. Wülste, die aus anderen Materialtypen bestehen, können einen Überzug aus Klebstoff oder eine Erweichung durch ein Lösungsmittel für diesen Zweck erforderlich machen. Nachdem das Filterelement 20 gefaltet worden ist, kann es wünschenswert sein, die zusammengehefteten Wülste 25 in einen starken Konvektionsofen einzubringen. Es kann außerdem wünschenswert sein, alle Bindemittel im Filtermedium der Filterschicht 23 zur gleichen Zeit zu härten, wenn die Wülste 25 aufgesetzt werden. Alternativ können die Wülste 25 aufgesetzt werden und das Filtermedium kann gehärtet werden in einem Tunnelofen während eines kontinuierlichen Herstellungsverfahrens. Natürlich sollte das Aufbringen der Wülste 25 und das Härten des Filtermediums bei Temperaturen durchgeführt werden, die die anderen Bestandteile des Filters nicht verschlechtern. Außerdem sollten alle gehärteten Komponenten des Filterelements kompatibel mit der zu filternden Flüssigkeit sein.

Beim Falten des Filterelements 20 und Aufsetzen der Wülste 25 ist jede Wulst 25 in der Falte 26 vorzugsweise mit sich selbst über den ganzen Abstand von dem ausgebuchteten Ende 26b bis zum offenen Ende 26a der Falte 26 in Berührung. Weiterhin ist der Radius an dem ausgebuchteten Ende 26b der Falte 26 vorzugsweise so klein wie möglich und vorzugsweise im wesentlichen Null, um den Widerstand gegen Ermüdungsfehler, die aus der Biegung des Filterelements 20 während der pulsierenden Fließbedingungen herrühren können, zu maximieren. Die Wülste 25 dürfen jedoch nicht überkomprimiert sein, da Überkompression ein starkes Verschließen des Filterelements 20 hervorrufen würde und die Querschnittsfläche des Fließkanals 27 reduzieren würde. Wenn daher das Filterelement 20 gefaltet wird, kann es wünschenswert sein, das Filterelement 20 in einer federgeladenen Befestigung zu sichern mit positiven Begrenzungen am Ende, um eine Überkompression und eine leichte Rückkurve zu vermeiden, um den minimalen Radius an dem ausgebuchteten Ende 26b der Falte 26 sicherzustellen.

Durch die Berührung der entgegengesetzten Teile jeder Wulst 25 bleiben die Fließkanäle 27 in jeder Falte 26 relativ offen, auch wenn das Filter 10 zur Filtrierung eines pulsierenden Stroms mit unterschiedlichen Drücken verwendet wird. Daher hat das Filterelement einen größeren Widerstand gegen Fließermüdung und sichert daher einen zuverlässigen Betrieb und eine größere Lebenszeit als viele konventionelle Filter.

Alternativ kann die abstromseitige Träger- und Drainageschicht ein extrudiertes polymeres Geflecht aufweisen, wie dies in Bezug auf die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht beschrieben worden ist. Beispielsweise kann die abstromseitige Träger- und Drainageschicht ein extrudiertes Geflecht sein, das von der Nalle Corporation erhältlich ist, beispielsweise ein extrudiertes Nylongeflecht, erhältlich unter der Warenbezeichnung NIF020S 13 × 13.

Wenn das extrudierte Geflecht genügend weich ist, kann es vorteilhaft sein, keine Dämpfungsschicht zwischen der Filterschicht und der extrudierten abstromseitigen Geflechtschicht einzuschließen. Alternativ kann eine Dämpfungsschicht zwischen die Filterschicht und die abstromseitige Geflechtschicht eingelegt sein. Die Charakteristika der Dämpfungsschicht zwischen der Filterschicht und dem abstromseitigen Geflecht sind sehr ähnlich denen der Dämpfungsschicht zwischen der Filterschicht und dem aufstromseitigen Geflecht.

Jedoch hat auch die abstromseitige Dämpfungsschicht vorzugsweise genügend Festigkeit, um den Kräften standzuhalten, die mit dem Druckabfall durch die Filterschicht verbunden sind. Die bevorzugten Materialien für die aufstromseitige Dämpfungsschicht sind ebenfalls die bevorzugten Materialien für die abstromseitige Dämpfungsschicht.

Eine Anzahl bevorzugter Beispiele für gefaltete Composite-Filterelemente ist nachstehend angeführt. Element A aufstromseitige Träger-/ Drainageschicht Nalle extrudiertes Geflecht (NIF.013-13-13) Dämpfungsschicht Hirose feuchtgelegtes non-woven Polyester (05TH08) Filterschicht Pall Ultipor Medium (geeignete Qualität) abstromseitige Träger-/ Drainageschicht Dexter Company T-244 Polymere Wulst-Abstandshalter Heißgeschmolzener Klebstoff
Element B aufstromseitige Träger-/ Drainageschicht Nalle extrudiertes Geflecht (NIF020S 13×13) Dämpfungsschicht Reemay 2006 non-woven Polyester Filterschicht Pall Ultipor Medium (geeignete Qualität) abstromseitige Träger-/ Drainageschicht Cerex Nylon non-woven (geeignete Qualität) Polymere Wulst-Abstandshalter Nalle extrudiertes Geflecht (NIF020S 13×13)
Element C aufstromseitige Träger-/ Drainageschicht Nalle extrudiertes Geflecht (NIF.013-13-13) Dämpfungsschicht Cerex Nylon non-woven (.4 oz/sq. yard) Filterschicht Pall Ultipor Medium (geeignete Qualität) abstromseitige Träger-/ Drainageschicht Dexter Company T-244 Polymere Wulst-Abstandshalter Heißgeschmolzener Klebstoff
Element D aufstromseitige Träger-/ Drainageschicht Colback 50 Dämpfungsschicht Hirose feuchtgelegtes non-woven Polyester (05TH08) Filterschicht Pall Ultipor Medium (geeignete Qualität) abstromseitige Träger-/ Drainageschicht Dexter Company T-244 Polymere Wulst-Abstandshalter Heißgeschmolzener Klebstoff
Element E aufstromseitige Träger-/ Drainageschicht Colback 50 Dämpfungsschicht Cerex Nylon non-woven (.4 oz/sq. yard) Filterschicht Pall Ultipor Medium (geeignete Qualität) abstromseitige Träger-/ Drainageschicht Dexter Company T-244 Polymere Wulst-Abstandshalter Heißgeschmolzener Klebstoff

Von diesen 5 Beispielen sind die Elemente A und B die am meisten bevorzugten, insbesondere da das Nalle-Geflecht eine größere Schmutzkapazität als Colback 50 aufweist.

Einer der wesentlichen Beschränkungsfaktoren der Lebenszeit eines Filters ist die Schmutzkapazität des Filterelements des Filters. Wenn das Filterelement mit Schmutz beladen worden ist, ist es üblicherweise notwendig, das Filter zu ersetzen. Häufiges Ersetzen eines Filters ist unwirtschaftlich, sowohl wegen der Kosten des Filters als auch der Kosten der Arbeit, die für das Ersetzen erforderlich ist.

Die Erfinder haben festgestellt, daß, wenn ein gefaltetes Filterelement durch eine schraubenförmige Umhüllung ummantelt ist, welche Öffnungen aufweist, die Schmutzkapazität des Filterelements erheblich vergrößert werden kann, verglichen mit der eines nicht umhüllten gefalteten Filterelements oder vergleichen mit einem Filterelement, das vollständig von einer Umhüllung umgeben ist.

Es kann verschiedene Gründe geben, warum die Schmutzkapazität vergrößert wird. Die Umhüllung kann helfen, den Abstand zwischen benachbarten Falten des Filterelements aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann in einem sauberen, nichtummantelten Filter die Fließkraft des Strömungswiderstandes auf den Scheitelpunkten der Kuppen ein Einklemmen benachbarter Kuppen hervorrufen. Dies reduziert die effektive Oberfläche und daher die wirksame Lebenszeit des Filters. Dadurch, daß das Filter mit einer Umhüllung umgeben ist, die in Berührung mit den Kuppen des gefalteten Filterelements steht, werden benachbarte Falten daran gehindert, benachbarte Falten einzuklemmen. Durch das Vorsehen einer Umhüllung in Kombination mit den Abstandshaltern aus polymeren Wülsten werden die Falten noch zusätzlich zurückgehalten. Daher ist die effektive Oberfläche des Filters maximiert und die wirksame Lebenszeit ist erheblich verlängert.

Eine Umhüllung behindert außerdem die Bewegung der Falten des Filterelements, wenn sie zyklischen Druckschwankungen ausgesetzt werden. Als Ergebnis dessen wird Abrieb, der durch die Bewegung von Falten hervorgerufen wird, verringert und die Lebenszeit des Filterelements wird weiter verlängert.

Zusätzlich kann die Umhüllung eine gleichmäßigere Strömungsverteilung über die Länge des Filters bewirken. In einem nichtumhüllten Filter kann der Fluß durch das Filterelement ungleich sein. Beispielsweise, wenn ein Filterelement in einem Gehäuse angeordnet ist, kann der Fluß durch das Filterelement in dem Bereich am größten sein, der dem Einlaß des Filtergehäuses am nächsten ist. Ungleicher Fluß bewirkt, daß der Schmutz ungleich auf dem Filterelement verteilt wird, und die ungleiche Verteilung kann die wirksame Lebenszeit des Filters verringern. Dadurch, daß das Filter mit Umhüllungen versehen wird, die Öffnungen aufweisen, kann der Fluß gleichmäßiger längs des Filterelements verteilt werden, was die wirksame Lebenszeit des Filters verlängert.

Die Ergebnisse, die durch eine Umhüllung erhalten werden, sind markant, beispielsweise ist zu erwarten, daß ein Filterelement, das von einer Umhüllung umgeben ist, eine Schmutzkapazität aufweist, die ungefähr 10 % bis 20 % höher ist als die Schmutzkapazität eines ähnlichen, nichtumhüllten Filterelements.

Die Umhüllung hilft außerdem dem Filterelement, radial nach außen gerichteten Kräften zu widerstehen, und kann verhindern, daß das Filterelement während der Druckfluktuationen, denen es durch eine negative Druckdifferenz zeitweilig unterworfen wird, nach außen schwillt.

1 zeigt ein Beispiel der Anwendung einer Umhüllung bei einem Filter. Bei der Anordnung nach 1 ist das Filter 10 mit einer Umhüllung 30 ausgestattet, die um das Filterelement 20 gewickelt ist und die Öffnungen für den Durchtritt von Flüssigkeit aufweist. Bei dieser Anordnung ist die Umhüllung 30 ein mit parallelen Kanten versehener Streifen 31 eines flexiblen Materials, das in einer Vielzahl von Windungen schraubenförmig um das Filterelement 20 gewickelt ist. Die schraubenförmigen Windungen haben eine Steigung, die größer ist als die Breite des Streifens 31, so daß die Öffnungen in der Umhüllung einen schraubenförmigen Spalt 32 zwischen benachbarten Windungen darstellen. Der schraubenförmige Streifen 31 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, das kompatibel mit der zu filternden Flüssigkeit ist. Da ein großer Teil der zu filternden Flüssigkeit das Filterelement durch die Öffnungen in der Umhüllung erreicht, braucht die Umhüllung nicht durchlässig für die Flüssigkeit zu sein, obwohl gemäß einer bevorzugten Ausführungsform diese durchlässig ist. Für viele Anwendungen ist ein poröses, polymeres, non-woven Material geeignet, das von der Reemay Corporation unter der Handelsbezeichnung Reemay erhältlich ist. Lamellen des Reemay-Materials können ebenfalls verwendet werden. Beispiele anderer geeigneter Materialien sind ölbehandeltes Papier und Mylar-Film. Das Material kann ausgewählt werden in Übereinstimmung mit der Rückflußfestigkeit des Filterelements.

Der schraubenförmige Streifen 31 kann auf der äußeren Fläche des Filterelements 20 durch alle geeigneten Mittel befestigt werden. Ein Mittel der Befestigung des schraubenförmigen Steifens 31 auf dem Filterelement 20 ist durch ein Bindemittel, beispielsweise einen heißen geschmolzenen Klebstoff, der auf den Streifen 31 aufgetragen wird, wenn dieser um das Filterelement 20 gewickelt wird. Das Bindemittel 33 kann auf den Streifen 31 in Form eines kontinuierlichen oder unterbrochenen Randes in Form einer Schraube um das Filterelement 20 parallel zu den Kanten des Streifens aufgegeben werden.

Alternativ kann der Streifen 31 durch Schmelzen mit dem Filterelement 20 verbunden werden durch ein heißes Rad, das abwärts des Filters läuft, während sich das Filter dreht.

Die Öffnungen der Umhüllung sind vorzugsweise gleichmäßig längs des Filterelements 20 verteilt, obgleich auch eine nichtgleichmäßige Verteilung eingesetzt werden kann. Um zu verhindern, daß die Umhüllung beladen werden kann, sollte die Größe der Öffnungen groß genug sein, um den Durchtritt praktisch aller Partikel die in der zu filternden Flüssigkeit enthalten sind, zu ermöglichen. Weiterhin ist die Gesamtfläche der Öffnungen im allgemeinen geringer als 50 % der gesamten Hüllfläche, die durch die Kuppen der Falten definiert wird, d.h. des Zylinders, der die Kuppen der Falten des dargestellten Filterelements umgrenzt. Besonders bevorzugt ist die Gesamtfläche der Öffnungen im Bereich von ungefähr 6 % bis 30 % der gesamten Hüllfläche, die durch die Kuppen der Falten definiert wird. Beispielsweise hat das Filterelement bei einer Ausführungsform einen äußeren Durchmesser von 11,4 cm (4,5 inch) und eine Länge von 22,25 cm (8,75 inch), der schraubenförmige Streifen 31 hat eine Breite von 3,8 cm (1,5 inch) und der schraubenförmige Spalt 32 zwischen benachbarten Windungen hat eine Breite von 6,35 mm (0,25 inch).

Das Filter 10 der 1 kann in jeder geeigneten Weise hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Composite-Filterelement 20, das eine axiale Standardlänge von typischerweise 1,07 m (42 inches) aufweist, hergestellt werden durch Verwendung einer Faltvorrichtung im wesentlichen in derselben Weise, wie dies vorstehend beschrieben worden ist. Der Kern 11 wird dann in das Filterelement 20 eingesetzt und die Anordnung wird auf einen Dorn montiert. Während das Filterelement auf dem Dorn gedreht wird, wird der schraubenförmige Streifen 31 um das Filterelement gewickelt in der Weise, daß ein Spalt 32 der gewünschten Größe zwischen den Wicklungen verbleibt. Während der Streifen 31 um das Filterelement 20 gewickelt wird, wird ein heißer Schmelzklebestoff 33 entweder auf die innere Fläche des Streifens 31, die äußere Fläche des Filterelements 20 oder auf beides aufgegeben, um den Streifen 31 auf dem Filterelement 20 zu fixieren. Alternativ kann ein heißes Rad längs der Kanten des Streifens gedreht werden, um den Streifen mit den Kuppen der Falten zu verschmelzen. Das umhüllte Filterelement 20 wird dann auf eine geeignete Länge abgeschnitten und die Endkappen 12 und 13 werden auf die Enden des Filterelements und des schraubenförmigen Streifens 31 aufgesetzt. Die Flansche der Endkappen 12 und 13 überdecken die Enden des schraubenförmigen Streifens 31 und verhindern dessen Aufwickeln.

6 zeigt eine andere Ausführungsform. Diese Ausführungsform hat eine Umhüllung 40 in Form eines schraubenförmigen Streifens 41, der Öffnungen in Form von Perforationen 44 aufweist, die in den Streifen 41 selbst eingeformt sind. Diese Perforationen 44 dienen derselben Funktion wie der schraubenförmige Spalt 32 der Ausführungsform nach 1 und erhöhen die Schmutzkapazität des Filterelements 20. Die Perforationen 44 sind vorzugsweise in den schraubenförmigen Streifen 41 eingeformt, bevor dieser um das Filterelement 20 gewickelt wird, da das Einbringen der Perforationen 44 in den Streifen 41 nach dem Umwickeln das Filterelement 20 beschädigen könnte. Die benachbarten Windungen des perforierten schraubenförmigen Streifens 41 können voneinander durch einen schraubenförmigen Spalt getrennt sein, wie in der Ausführungsform nach 1, so daß die Öffnungen aus Perforationen und einem schraubenförmigen Spalt bestehen. Die Umhüllung 40 kann jedoch eine größere Festigkeit aufweisen, wenn die Ränder benachbarter Windungen sich teilweise überlappen, wie dies in 6 dargestellt ist. Der schraubenförmige Streifen 41 hat einen ersten Rand 42 und einen zweiten Rand 43. Der erste Rand 42 kann direkt auf dem Filterelement 20 mit einem Bindemittel 45 befestigt sein, während der zweite Rand 42 überlappen kann und mit dem ersten Rand 43 der benachbarten Windung des Streifens 41 verbunden werden kann. Die Struktur dieser Ausführungsform ist ansonsten im wesentlichen dieselbe wie die Ausführungsform nach 1.

Die Ausführungsformen nach den 1 und 6 benötigen nur einen einzigen schraubenförmigen Streifen zur Bildung der Umhüllung. Die 7 zeigt eine andere Ausführungsform, die von der Ausführungsform nach 1 dadurch abweicht, daß sie eine Umhüllung 60 aufweist, die aus zwei Streifen 61 und 62 besteht, die schraubenförmig parallel um das Filterelement 20 gewickelt sind, wobei jeder Streifen eine Mehrzahl von Windungen bildet. Die Streifen sind durch schraubenförmige Spalte 63 getrennt, die die Öffnungen 61 bilden. Der Aufbau dieser Ausführungsform ist ansonsten derselbe wie der der Ausführungsform nach 1. Es gibt keine Begrenzung der Anzahl der Streifen, die die schraubenförmige Umhüllung bilden können.

8 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einer Umhüllung 70 in Form eines Streifens 71 eines Geflechts, das schraubenförmig um das Filterelement gewickelt ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Öffnungen in der Umhüllung 70 durch die Maschenöffnungen 72 gebildet. Die Größe der Maschen hängt ab von den Eigenschaften der zu filternden Flüssigkeit, der Flußrate und anderen Faktoren, aber ein Geflecht mit einer Maschengröße von ungefähr 12 Feinheitsnummern/cm (30 Feinheitsnummern/inch) ist im allgemeinen zufriedenstellend. Das Material, das für das Maschengeflecht verwendet wird, hängt von der Art der zu behandelnden Flüssigkeit ab. Beispiele für geeignete Webetypen sind gewirkte Socken oder polymere Gewebe. Ein polymeres Gewebe hat den Vorteil, daß es direkt mit dem Filterelement 20 durch Schmelzverbindung verbunden werden kann, ohne ein Bindemittel zu benötigen. Die Struktur dieser Ausführungsform ist ansonsten dieselbe wie die der Ausführungsform nach 1.

In den exemplarischen Ausführungsformen ist das Filterelement vorgesehen für die Verwendung mit radialem Flüssigkeitsstrom von außen nach innen. Wenn jedoch die Lage der aufstromseitigen und abstromseitigen Träger- und Drainageschichten 21 und 24, der Dämpfungsschicht 22 und der polymeren Wülste 25 in Bezug auf die Filterschicht 23 gewechselt werden, kann das Filterelement verwendet werden für einen Radialfluß von innen nach außen. In einem Filterelement für einen Radialfluß von innen nach außen würde die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht sich längs der inneren Fläche der Filterschicht 23 erstrecken (der Fläche, die am nächsten dem radialen Zentrum des Filters liegt), die Dämpfungsschicht würde zwischen der aufstromseitigen Träger- und Drainageschicht und der Filterschicht angeordnet sein und die abstromseitige Träger- und Drainageschicht würde sich längs der äußeren Oberfläche der Filterschicht 23 erstrecken, wobei die polymeren Wülste eher an der äußeren Oberfläche der abstromseitigen Träger- und Drainageschicht anhaften als an der inneren Fläche.


Anspruch[de]
  1. Filter mit einem Faltenfilterelement, das sich in Längsrichtung erstreckende Falten mit Kuppen aufweist, und mit einer Umhüllung, die um das Filterelement verläuft und an den Kuppen der Falten anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung einen oder mehrere Materialstreifen umfaßt, die schraubenförmig um das Filterelement gewickelt sind, und daß die gesamte Fläche der Öffnungen in den Streifen und/oder zwischen diesen weniger als etwa die Hälfte der Gesamtfläche der gesamten rohrförmigen Hüllfläche beträgt, die von den Kuppen der Falten definiert wird.
  2. Filter nach Anspruch 1, bei dem die Umhüllung einen Materialstreifen umfaßt, der schraubenförmig das Filterelement in einer Mehrzahl von Windungen umhüllt, und die Öffnungen einen schraubenförmigen Spalt zwischen benachbarten Windungen umfassen.
  3. Filter nach Anspruch 1, bei dem die Öffnungen Löcher umfassen, die in den Materialstreifen eingeformt sind.
  4. Filter nach Anspruch 3, bei dem der Streifen in einer Mehrzahl von Windungen um das Filter gewickelt ist und die Ränder benachbarter Windungen einander überlappen.
  5. Filter nach Anspruch 3, bei dem der Streifen in einer Mehrzahl von Windungen um das Filter gewickelt ist und die Öffnungen außerdem einen schraubenförmigen Spalt zwischen benachbarten Windungen umfassen.
  6. Filter nach Anspruch 1, bei dem die Umhüllung eine Mehrzahl von Materialstreifen umfaßt, die um das Filterelement gewickelt sind, und bei dem die Öffnungen schraubenförmige Spalte zwischen benachbarten Streifen umfassen.
  7. Filter nach Anspruch 1, bei dem die Umhüllung ein Geflecht umfaßt, das schraubenförmig um das Filterelement gewickelt ist.
  8. Filter nach Anspruch 1, bei dem die Umhüllung ein poröses Material umfaßt.
  9. Filter nach Anspruch 1, bei dem die Fläche der Öffnungen in der Umhüllung im Bereich von 6% bis 30% der Gesamtfläche der gesamten rohrförmigen Hüllfläche liegt, die von den Kuppen der Falten definiert wird.
  10. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Filterelement ein Composite umfaßt, welches eine Filterschicht, eine Träger- und Drainageschicht auf der Anströmseite der Filterschicht und polymere wulstförmige Abstandhalter auf der abstromseitigen Oberfläche der Falten umfaßt.
  11. Filter nach Anspruch 10, zusätzlich umfassend eine Dämpfungsschicht, die zwischen der aufstromseitigen Träger- und Drainageschicht und der Filterschicht angeordnet ist und die ein Material umfaßt, das weicher ist als die aufstromseitige Träger- und Drainageschicht.
  12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Filterelement ein gefaltetes Composite umfaßt mit einer Filterschicht, einer Träger- und Drainageschicht und mit Mitteln, die zwischen der Filterschicht und der Träger- und Drainageschicht angeordnet sind, um dem Abrieb zwischen der Filterschicht und der Träger- und Drainageschicht entgegenzuwirken.
  13. Filter nach Anspruch 12, bei dem das Mittel zum Entgegenwirken von Abrieb eine Dämpfungsschicht umfaßt, die aus einem Material besteht, das weicher als die Träger- und Drainageschicht ist.
  14. Filter nach Anspruch 13, bei dem die Dämpfungsschicht ein weiches, poröses, non-woven Material umfaßt.
  15. Filter nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das Material ein Nylon oder einen Polyester umfaßt.
  16. Filter nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem das Material ein nonwoven Polyestermaterial umfaßt, das von der Hirose Corporation unter der Bezeichnung 05TH08 erhältlich ist.
  17. Filter nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem das Material ein nonwoven Polyestermaterial umfaßt, das von der Reemay Corporation erhältlich ist.
  18. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Filterelement ein gefaltetes Composite umfaßt mit ersten und zweiten extrudierten Geflechtschichten und einer Filterschicht, die zwischen diesen angeordnet ist.
  19. Filter nach Anspruch 18, bei dem das gefaltete Composite weiterhin eine erste Dämpfungsschicht umfaßt, die zwischen der ersten Geflechtschicht und der Filterschicht angeordnet ist.
  20. Filter nach Anspruch 19, bei dem das gefaltete Composite weiterhin eine zweite Dämpfungsschicht umfaßt, die zwischen der zweiten Geflechtschicht und der Filterschicht angeordnet ist.
  21. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Filterelement ein gefaltetes Composite umfaßt, das eine extrudierte polymere Geflechtschicht und eine Filterschicht aufweist.
  22. Filter nach Anspruch 21, bei dem die Filterschicht eine Anströmseite aufweist und die Geflechtschicht auf der Anströmseite der Filterschicht angeordnet ist.
  23. Filter nach Anspruch 21, bei dem die Filterschicht eine Abströmseite aufweist und die Geflechtschicht auf der Abströmseite der Filterschicht angeordnet ist.
  24. Filter nach Anspruch 21, 22 oder 23, bei dem das gefaltete Composite außerdem eine Dämpfungsschicht zwischen der Geflechtschicht und der Filterschicht umfaßt.
  25. Filter nach einem der Ansprüche 18 bis 24, bei dem jede Geflechtschicht eine Dicke im Bereich von 0,25 bis 0,64 mm (0,010 bis 0,025 inch) aufweist.
  26. Filter nach einem der Ansprüche 18 bis 25, bei dem für jede Geflechtschicht die Anzahl der Fasern in der x- und y-Richtung im Bereich von 4 bis 12 pro cm (10 bis 30 pro inch) liegt.
  27. Filter nach einem der Ansprüche 18 bis 26, bei dem jede polymere Geflechtschicht Polyester, Polypropylen oder Polyamid umfaßt.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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