DE19540876A1 - Multi-layer separation units - Google Patents

Multi-layer separation units

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separation unit
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Abstract

In order to solve different separation or filtration problems, the prior art discloses separation elements whose separation units have very different constructions, including separation elements with multi-layer separation units. The solution according to the invention is characterized in that the separation units (17) according to the invention can be produced in a continuous process and can be adapted optimally to specific separation problems by a layer-by-layer construction which also contains separating means (24) which are not in strip form.

Description

Die Erfindung betrifft mehrschichtige Separationseinheiten und daraus hergestellte Separationselemente zur Behandlung von flüssigen oder gasförmigen Medien sowie ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Separationseinheiten.The invention relates to multi-layer separation units and separation elements made therefrom for treatment of liquid or gaseous media as well as a process for the production of multi-layer separation units.

Um unterschiedliche Separations- oder Filtrationsprobleme zu lösen sind im Stand der Technik Separationselemente mit unterschiedlichster Konstruktion und unterschiedlichstem Aufbau der Separationseinheiten bekannt. Darunter befinden sich auch Separationselemente mit mehrschichtigen Separationseinheiten.Different separation or filtration problems Separation elements are to be solved in the prior art different construction and different Structure of the separation units known. Below are separation elements with multilayer Separation units.

Ziel eines mehrschichtigen Aufbaus der Separationseinheit ist es zum einen, eine Abstufung in der mechanischen Abscheidung zu erzeugen, indem die Porengröße in der Separations- oder Filtereinheit von einer Seite zur anderen z. B. kontinuierlich zu- oder abnimmt, zum anderen sollen in bestimmten Regionen der Separations- oder Filtereinheit Zonen mit besonderen adsorptiven, absorptiven, katalytischen, ionenaustauschenden, chromatographisch oder chemisch wirksamen oder anderen spezifischen Eigenschaften gebildet werden.Aim of a multilayer structure of the separation unit it is, on the one hand, a gradation in mechanical To generate deposition by the pore size in the Separation or filter unit from side to side e.g. B. increases or decreases continuously, on the other hand in certain regions of the separation or filter unit Zones with special adsorptive, absorptive, catalytic, ion exchange, chromatographic or chemically active or other specific properties be formed.

Aus der DE 39 11 826 C2 ist z. B. eine Filterkerze bekannt, bei der das um ein Zentralrohr gewickelte Filtervlies über seine Länge in Wickelrichtung übergangslos aufeinanderfolgende Zonen mit kontinuierlich variierter Porengröße und/oder Adsorptionscharakteristik aufweist. Die gewickelte Filterkerze besitzt dadurch in radialer Richtung eine Filtereinheit mit unterschiedlichen Rückhaltecharakteristiken. Durch Variation der Rückhaltecharakteristiken bietet sich die Möglichkeit in einer Filtereinheit verschiedene Filtereigenschaften zu vereinen. Jedoch ist die Herstellung einer derartigen Filtereinheit aufwendig, da ein Filtervlies vorbereitet werden muß, das in Längsrichtung von seinem einen zu seinem anderen Ende sich kontinuierlich oder schrittweise ändernde Filtereigenschaften besitzt. Die Änderung der Filtereigenschaften muß so abgestimmt sein, daß sich nach dem Aufwickeln über die Breite des Filtervlieses das gewünschte Filterprofil in radialer Richtung einstellt. Hier muß nicht nur berücksichtigt werden, daß sich der Durchmesser des entstehenden Separationselements durch die beim Wickelvorgang hinzukommenden Lagen kontinuierlich ändert, sondern auch, daß der Durchmesser davon abhängig ist welchen Einfluß übereinanderliegende Wickellagen, z. B. durch Kompression, aufeinander ausüben.From DE 39 11 826 C2 z. B. known a filter candle, where the filter fleece wrapped around a central tube over its length is seamless in the winding direction  successive zones with continuously varied Has pore size and / or adsorption characteristics. The wound filter candle thus has a radial direction a filter unit with different Retention characteristics. By varying the Retention characteristics are possible in different filter properties to a filter unit unite. However, the manufacture is such The filter unit is expensive because a filter fleece is prepared in the longitudinal direction from his one to his other end is continuously or gradually changing Has filter properties. The change in Filter properties must be adjusted so that after the winding over the width of the filter fleece desired filter profile in the radial direction. It must not only be taken into account here that the Diameter of the resulting separation element through the layers continuously added during the winding process changes, but also that the diameter depends on it is the influence of superimposed winding layers, e.g. B. by compression, exercise on each other.

Insbesondere wenn eine Filterkerze mit sich in der Filtereinheit Schicht für Schicht ändernden Eigenschaften aufgebaut werden soll, sind die erforderlichen Filtervliese nur mit sehr großem Aufwand vorzufertigen. Denn in diesem Fall müssen homogene Abschnitte unmittelbar bei der Herstellung des Filtervlieses in einer Bahn oder durch Anstückeln mehrerer Abschnitte erzeugt werden, die immer genau einem Wickelumfang, der sich mit jeder Schicht ändert, entsprechen. Ändert sich der Durchmesser des Zentralrohres so muß ein anders aufgebautes Filtervlies erzeugt werden. Immer dann, wenn die Separations- oder Filtereinheiten solcher Wickelkerzen aus vielen unterschiedlichen Filtermaterialien aufgebaut werden sollen, deren Eigenschaften sich Schicht für Schicht ändern sollen, muß mit gestückelten Filtervliesen gearbeitet werden, so daß für unterschiedliche Durchmesser des Zentralrohres und in Abhängigkeit von der Lage der einzelnen Wicklung genau bestimmte Längen eingehalten werden müssen. Eine kontinuierliche Fertigung aus Einzelstreifen ist wirtschaftlich nicht möglich. Werden die Streifen miteinander verklebt oder verschweißt, geht zusätzlich ein erheblicher Teil an effektiver Filterfläche verloren.Especially if a filter candle is in the Filter unit layer by layer changing properties The required filter fleeces are to be built up prefabricated only with great effort. Because in this Homogeneous sections must be immediately in the case Production of the filter fleece in a web or through Pieces of multiple sections are always generated exactly one wrap circumference that fits with each layer changes, correspond. Does the diameter of the Central tube must have a differently constructed filter fleece be generated. Whenever the separation or Filter units of such candles from many different filter materials whose properties change layer by layer must work with piece of filter fleece  be so that for different diameters of Central tube and depending on the location of the individual winding exactly adhered to lengths Need to become. Continuous manufacturing Single strips are not economically possible. Will the Stripes glued or welded together, goes additionally a considerable part of the effective filter area lost.

Für die wirtschaftliche Fertigung der aus der DE 39 11 826 C2 bekannte Filterkerze mit mehrschichtiger Separations- bzw. Filtereinheit ist ferner problematisch, daß die Breite der Filterkerze die Breite der notwendigen Filtervliese bestimmt. Diese müssen mindestens so breit gefertigt werden oder auf diese Breite geschnitten werden. Insbesondere bei Kerzen aus verschiedenen Materialien ergeben sich hier häufig größere Mengen an Materialverschnitt, weil die Ausgangsvliese auf Produktionsmaschinen mit den unterschiedlichsten Fertigungsbreiten erzeugt werden.For the economical production of from DE 39 11 826 C2 known filter candle with multi-layer separation or Filter unit is also problematic in that the width the width of the necessary filter fleece certainly. These must be made at least as wide or cut to this width. Especially at Candles made of different materials arise here often larger amounts of material waste because the Home fleeces on production machines with the different manufacturing widths are generated.

Auch bei plissierten Filterkerzen ist die Filtereinheit in der Regel mehrschichtig aufgebaut. Die Mehrschichtigkeit, Drainage- und Schutzschichten eingeschlossen, wird dadurch erzeugt, daß mehrere Filterbahnen von individuellen Abrollstationen abgewickelt und kurz vor den Plissiermessern zusammengeführt werden. Dies setzt zum einen voraus, daß die einzelnen Schichten vorbereitet, d. h. auf gleiche Breite geschnitten sind, zum anderen ist die Zahl der übereinander und parallel einlaufenden Schichten aus räumlichen und Handhabungsgründen limitiert, weil jeweils eine Abrollstation nötig ist. Zusätzlich nimmt mit der Anzahl der einlaufenden Schichten die Gefahr des gegenseitigen Verlaufens zu, so daß meist kurz vor den Plissiermessern ein Egalisierungsschnitt durchgeführt werden muß, was einen erhöhten Verschnitt bedeutet. Even with pleated filter cartridges, the filter unit is in usually built up in multiple layers. The multilayer This includes drainage and protective layers produces multiple filter tracks of individual Unrolled and just before the Pleating knives are brought together. This sets in make sure that the individual layers are prepared, d. H. are cut to the same width, the other is the number of incoming and parallel Limited layers for spatial and handling reasons, because one unwind station is required. In addition takes with the number of incoming layers the risk of mutual course, so that usually shortly before the Pleating knives performed a leveling cut must be, which means an increased waste.  

Weiterhin lassen sich zwischen zwei Filterbahnen nur sehr schwer zusätzliche Filterhilfstoffe einbringen und die einzelnen Filterbahnen müssen so zugfest sein, daß sie sich ohne Abriß abrollen lassen. Letzteres ist bei sehr dünnen Filtervliesen, die z. B. nötig sind, um sehr feine Abstufungen in der Porengröße zu erzeugen, meist nicht gegeben.Furthermore, you can only very much between two filter tracks difficult to add additional filter aids and the individual filter sheets must be so tensile that they let it roll without tearing. The latter is very thin Filter fleece, the z. B. are necessary to very fine Generating gradations in the pore size, usually not given.

In der DE 44 01 116 A1 wird eine Filterkerze mit einer mehrschichtigen Separationseinheit offenbart, bei der die Separationseinheit dadurch gebildet wird, daß eine Trägermatte um ein perforiertes Stützrohr gewickelt wird und zwischen den einzelnen Windungen der Trägermatte eine Schicht aus pulverförmigen Filterhilfsmittel angeordnet ist. Sowohl das Filterhilfsmittel als auch die Trägermatte sind in sich homogen. Es ist also nicht mit jeder Schicht eine spezifisch andere Separationswirkung gegeben bzw. erzeugbar. Will man dies für die Trägermatte realisieren, so ergeben sich dieselben Nachteile, wie bei der in der DE 39 11 826 C2 beschriebenen Filterkerze. Will man, was häufig gewünscht bzw. notwendig ist, verschiedene Filterhilfsmittel einbringen, so muß der Wickelprozeß jeweils unterbrochen werden, um eine neue Vorrichtung für den Filterhilfsmitteleintrag zu installieren oder das Filterhilfsmittel auszutauschen. Noch umständlicher wäre es auf die voll ausgebreitete Trägermatte Abschnitt für Abschnitt das jeweils notwendige Filterhilfsmittel aufzubringen und dann die Trägermatte um den Kern zu wickeln. Hier ergeben sich nicht nur technologische Schwierigkeiten durch die nicht fixierten Filterhilfsmittel, sondern es ist auch kaum sicherzustellen, daß sich in einer Schicht lückenlos der gleiche Filterhilfsstoff befindet.DE 44 01 116 A1 describes a filter cartridge with a multilayer separation unit disclosed, in which the Separation unit is formed in that a Carrier mat is wrapped around a perforated support tube and one between the individual turns of the carrier mat Layer of powdered filter aid arranged is. Both the filter aid and the carrier mat are homogeneous in themselves. So it's not with every shift a specifically different separation effect or can be generated. If you want to do this for the carrier mat, so there are the same disadvantages as in the DE 39 11 826 C2 described filter candle. Do you want what often desired or necessary, various Introduce filter aids, so the winding process each be interrupted for a new device for to install the filter aid entry or the Exchange filter aids. It would be even more cumbersome on the fully spread out carrier mat section for Section the necessary filter aid and then the backing mat around the core wrap. This is not just a question of technology Difficulties due to the unfixed Filter aid, but it is also hardly to ensure that there is no gap in the shift same filter aid is located.

Generell gestaltet es sich also als sehr schwierig und aufwendig, naßgeschneiderte, mehrschichtige Separationseinheiten, mit oder ohne zusätzlichen Separationsmitteln, zwischen je zwei Separa­ tionsmittelbahnen, in einem kontinuierlichen Prozeß herzustellen. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Herstellung von Separationselementen nicht gleichzeitig mit der Herstellung der mehrschichtigen Separationseinheit erfolgt, sondern die mehrschichtige Separationseinheit z. B. in Form von Rollen- oder Bogenware, aus Flach- oder Flachschlauchmaterial, mit spezifischer Schichtenfolge als Ausgangsmaterial z. B. für Plissier-, Stanz- oder Wickelvorgänge benötigt wird. Andererseits wird es immer wichtiger für spezifische Separationsaufgaben auch Sepa­ rationseinheiten mit spezifischem Aufbau bereitzustellen.Generally, it turns out to be very difficult and elaborate, customized, multi-layered Separation units, with or without additional  Separation means, between two separa each tion medium webs, in a continuous process to manufacture. This is especially true if the Production of separation elements not at the same time the manufacture of the multi-layer separation unit takes place, but the multi-layer separation unit z. B. in the form of rolls or sheets, flat or Flat tube material, with a specific layer sequence as Starting material z. B. for pleating, punching or Winding processes is required. On the other hand, it always does also important for specific separation tasks rations units with a specific structure.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, mehrschichtige Separationseinheiten zu schaffen, die bei möglichst einfacher Herstellbarkeit sehr variabel an ein spezifisches Separationsproblem durch einen maßgeschneiderten Schichtenaufbau angepaßt werden können.The task is based on this state of the art of the invention in multilayer separation units create very easy to manufacture variable to a specific separation problem by a customized layer structure can be adapted.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine mehrschichtige Separationseinheit mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Verfahren zur Herstellung der mehrschichtigen Separationseinheit sowie vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Patentansprüchen 19 bis 31 angegeben.This task is solved by a multilayer Separation unit with the features according to claim 1. Advantageous refinements result from the Subclaims. A method of making the multilayer separation unit as well as advantageous Refinements of the method are in the Claims 19 to 31 specified.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich auch dadurch aus, daß sich die erfindungsgemäßen, durch einen spezifischen Schicht für Schicht Aufbau an ein spezifisches Separationsproblem anpaßbaren Separationseinheiten in einem einfachen Prozeß herstellen lassen. Durch die schraubenförmige Aufwicklung mehrerer Separationsmittelbahnen unterschiedlicher Natur, die in beliebiger Menge vorgefertigt werden können, erhält man jeweils individuelle Separationsschichten, die zwar mehrlagig sein können, in sich aber homogen sind. Zwischen diese Schichten aus Separationsmittelbahnen lassen sich problemlos andere Separationsmittel einbringen, ohne daß der Herstellprozeß unterbrochen werden muß.The solution according to the invention is also characterized by that the invention, by a specific Layer by layer construction to a specific one Separation problems adaptable separation units in one have a simple process made. Through the helical winding of several Separation center webs of different nature, which in any quantity can be prefabricated, you get each individual separation layers, although can be multilayered, but are homogeneous in themselves. Between  these layers of separating center webs can be easily introduce other separating agents without the manufacturing process must be interrupted.

Abfälle werden weitgehend vermieden, da im Verlauf des Herstellungsprozesses Separationselementrohlinge ohne Verlust von gewünschter Länge abgeschnitten werden oder Flachbahnen bzw. Flachschlauchbahnen verlustfrei aufgewickelt werden können. Aus vorgefertigten Separationsmittelbahnen beliebiger Breite und Art, lassen sich problemlos erfindungsgemäße, mehrschichtige Separa­ tionseinheiten im gewünschten Durchmesser bzw. gewünschter Bahnbreite in Schlauchform oder als Bahnware herstellen.Waste is largely avoided because in the course of the Manufacturing process separation element blanks without Loss of desired length can be cut off or Flat sheets or flat tube sheets are lossless can be wound up. From pre-made Separation center webs of any width and type, leave Multilayer Separa according to the invention without any problems tion units in the desired diameter or desired Produce web width in tubular form or as web goods.

Ein Filterelement mit schraubenlinienförmig aufgewickeltem Nadelfilzmaterial als Separationseinheit ist aus G 91 11 139.1 bekannt, jedoch handelt es sich hier um eine Filtereinheit aus nur einer Schicht, bei dem sich das Problem der Anpassung an spezielle Filtrationsprobleme nicht stellt und das zur Lösung derartiger Filtrations- bzw. Separationsprobleme auch nicht geeignet ist.A filter element with a helical winding Needle felt material as separation unit is out G 91 11 139.1 known, but this is a Filter unit from only one layer, in which the Problem of adaptation to special filtration problems does not provide and that to solve such filtration or Separation problems are also not suitable.

Bei den aus EP 0 335 571 A1 und DE 39 11 826 bekannten Filterkerzen wird das Filtermaterial von einer zylindrischen Schutzhülle umgeben, die aus einem Bandmaterial besteht, das entlang einer Schraubenlinie um das Filtermaterial gelegt wird.In those known from EP 0 335 571 A1 and DE 39 11 826 Filter cartridges are made of a filter material cylindrical protective cover, which consists of a Tape material is made up along a helix the filter material is placed.

In der DE 44 03 652 A1 wird weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Rohrmembranen beschrieben, bei dem der rohrförmige Träger auf dem die Membranschicht erzeugt wird aus zwei rohrförmigen Lagen besteht, die versetzt zueinander wendelförmig aufgewickelt und miteinander verschweißt sind.DE 44 03 652 A1 also describes a method for Manufacture of tubular membranes described, in which the tubular support on which the membrane layer is produced consists of two tubular layers that are offset wound helically to each other and to each other are welded.

Unter mehrschichtiger Separationseinheit wird in dieser Druckschrift definitionsgemäß die Summe der Separationsmittelschichten, einschließlich Schutzschichten (Schutz bei Verarbeitung und während des Einsatzes in einem Gerät) und Drainageschichten, verstanden, wobei bei erfindungsgemäßen Separationseinheiten, die Separationsmittelbahnen bzw. deren Ränder bei der Herstellung einer schlauchförmigen Separationseinheit, schraubenwickelartig angeordnet sind. Beim Flachdrücken oder Aufschneiden von schlauchförmigen Separationseinheiten ergibt sich eine diagonale Lage der Separationsmittelbahnen zueinander.Under multi-layer separation unit is in this Documentation by definition the sum of the Separation layers, including protective layers  (Protection during processing and during use in one Device) and drainage layers, understood, with separation units according to the invention, the Separation center webs or their edges at the Production of a tubular separation unit, are arranged like a screw wrap. When flattening or cutting open tubular separation units there is a diagonal position of the separation center webs to each other.

Wird der Herstellprozeß der Separationseinheit mit der Herstellung von Separationselementen gekoppelt ist, so entstehen beim erfindungsgemäßen Herstellverfahren in der Regel Separationselementrohlinge, d. h. Basiseinheiten, die allein oder zu mehreren oder mit anderen Basiseinheiten kombiniert zu den endgültigen Separationselementen weiterkonfektioniert werden.Is the manufacturing process of the separation unit with the Production of separation elements is coupled, so arise in the manufacturing process according to the invention in the Rule separation element blanks, d. H. Base units that alone or with several or with other base units combined to the final separation elements be further assembled.

Separationsmittel im Sinne der Erfindung werden im allgemeinen Sprachgebrauch als Filtermedien bezeichnet. Hier wird bevorzugt der Begriff Separationsmittel gebraucht, um zu unterstreichen, daß für dessen Wirkung nicht unbedingt eine Durchströmung nötig ist, sondern die Wechselwirkung auch bei einfachem Medienkontakt durch adsorptive, chemische, katalytische, kapillare (saugende) oder andere Mechanismen erfolgen kann.Separation agents in the sense of the invention are in Common language use referred to as filter media. The term separation agent is preferred here used to underline that for its effect a flow is not absolutely necessary, but the Interaction even with simple media contact adsorptive, chemical, catalytic, capillary (suction) or other mechanisms can take place.

Die Separationsmittel 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 Separationsmittel 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 separation means 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 yours Interaction with the medium to be treated (specific and non-specific adsorption, chromatography, catalysis, Ion exchange, capillary action, electrical action. . ) characterized. The separation means can both as a barrier as well as adsorber and reaction surface or  Reaction volume for certain ingredients of Gas mixtures, aerosols, liquid mixtures, solutions as well as colloidal and particulate suspensions.

Als Separationsmittel kommen fadenförmige, bandförmige, flächige oder flachschlauchförmige und hohlfaserförmige, oberflächenaktive und oder poröse Stoffe in Frage, an die, in denen oder zwischen denen z. B. adsorptiv, katalytisch, biokatalytisch, über ein Zetapotential oder durch Elektretcharakter wirkende Stoffe oder zum Ionenaustausch fähige funktionelle Gruppen oder Medien gebunden, fixiert oder eingelagert sein können sowie faserförmige, pulverförmige, granulare oder andere schüttgutartige Substanzen mit einer Separationswirkung.Thread-like, ribbon-like, flat or flat tubular and hollow fiber, surface-active and or porous substances in question, to which in or between which z. B. adsorptive, catalytic, biocatalytic, via a zeta potential or through Substances with an electret character or for ion exchange capable functional groups or media bound, fixed or can be stored as well as fibrous, powdery, granular or other bulk goods Substances with a separation effect.

Als Separationsschicht wird hier jede einzelne Lage eines Separationsmittels verstanden. Eine besondere Art der Schicht stellen Schichten aus wickelbaren, flächigen oder flachschlauchförmigen Separationsmitteln dar. Diese werden hier als Separationsmittelbahnen bezeichnet.Each individual layer becomes a separation layer here Separation means understood. A special kind of Layer represent layers of wrapable, flat or flat tube-shaped separation means. These are referred to here as separation center webs.

Flächige Separationsmittelbahnen können z. B. Kunststoff- oder Drahtgewebe, extrudierte oder anders hergestellte Gitternetze, Vliese, Papiere, Membranen oder Folien sein. Beispiele sind Glasfaserpapiere, Zellstoffpapiere, Papiere mit eingelagerten Aktivkohle- oder Kieselgurpartikeln, naß- oder trocken gelegte Vliese, Nadelfilze, genadelte Vliese, Krempelvliese, Kohlefaservliese, Spunbondvliese, Meltblownvliese, Splitfibervliese, Flashspunvliese, Schmelzklebervliese, gelochte oder geprägte Folien oder Membranen für die Mikro- und Ultrafiltration, für die Reverse Osmose und die Pervaporation.Flat separation center webs can e.g. B. plastic or Wire mesh, extruded or otherwise manufactured Grids, fleeces, papers, membranes or foils. Examples are glass fiber papers, cellulose papers, papers with embedded activated carbon or kieselguhr particles, wet or dry laid nonwovens, needle felts, needled nonwovens, Carded fleece, carbon fiber fleece, spunbond fleece, Meltblown fleece, split fiber fleece, flash spun fleece, Hot melt adhesive fleeces, perforated or embossed foils or Membranes for micro and ultrafiltration, for Reverse osmosis and pervaporation.

Die Separationsmittelbahnen können in vielfältiger Weise vorbehandelt sein. Beispiele für solche Behandlungen sind Kalandrieren, Rillieren, Oberflächenmodifizierungen, Beschichtungen, Imprägnierungen, Flämmen, Korona- und Plasmabehandlungen, Aufrauhen, Carbonisierung usw. An solche Separationsmittelbahnen können faserförmige, pulverförmige, granulare oder andere schüttgutartige Separationsmittel fixiert sein, die aber auch ohne Fixierung eine Separationsschicht bilden können. Beispiele für solche schüttgutartigen Separationsmittel sind Ionenaustauschermedien, Aktivkohlemedien, Adsorberharze, Wasser absorbierende Fasern, granulare Katalysatoren, Molekularsiebe, Chromatographiemedien, Trockenmedien, Materialien mit definiertem Zetapotential, Flockungsmedien, bakterizide Substanzen, Bakterien, Hefen, bioaktive Stoffe, elektrisch leitfähige Stoffe, über Magnetismus oder elektrische Felder wirkende Stoffe usw.The separation center webs can be used in many different ways be pretreated. Examples of such treatments are Calendering, creasing, surface modifications,  Coatings, impregnations, flames, corona and Plasma treatments, roughening, carbonization, etc. Fibrous, powdery, granular or other bulk goods Separation means must be fixed, but also without Fixation can form a separation layer. Examples of such bulk separation agents are ion exchange media, activated carbon media, Adsorber resins, water absorbing fibers, granular Catalysts, molecular sieves, chromatography media, Dry media, materials with defined zeta potential, Flocculation media, bactericidal substances, bacteria, yeast, bioactive substances, electrically conductive substances, about Magnetism or electric fields, etc.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Verfahrensbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:In the following the invention based on Embodiments and process examples below Described with reference to the accompanying drawings in which shows:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Fertigungslinie bei der die Fertigung erfindungsgemäßer Separationseinheiten ohne zusätzlichen Stützkern erfolgt,Takes place in the Fig. 1 is a schematic representation of a production line, the production according to the invention separation units without additional support core,

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Fertigungslinie bei der die Fertigung erfindungsgemäßer Separationseinheiten mit einem zusätzlichen Stützkern erfolgt, Fig at takes place. 2 is a schematic representation of a production line, the production according to the invention separation units with an additional support core,

Fig. 3A die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Separationselementes mit einer erfindungsgemäßen Separationseinheit, Fig. 3A is a perspective view of a separation element of the invention with an inventive separation unit,

Fig. 3B einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit, Fig. 3B shows a longitudinal section through a separation unit,

Fig. 3C einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäße Separationseinheit, Fig. 3C is a cross-sectional view of a separation unit according to the invention,

Fig. 4A und 4B perspektivische Ansichten von erfindungsgemäßen Separationselementen mit erfindungsgemäßen Separationseinheiten in verschiedenen Konfektio­ nierungsstufen,Nierungsstufen Fig. 4A and 4B are perspective views of the invention Separation elements according to the invention with separation units in various Konfektio,

Fig. 5A eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Separationselements in dem Separationselementrohlinge aus erfindungsgemäßen Separationseinheiten gebündelt sind, Fig. 5A is a perspective view of a separation element of the invention are bundled in the separation element blanks of the invention separation units,

Fig. 5B bis 5D Querschnitte durch weitere Bündelungsanordnungen für Separationselementrohlinge, FIG. 5B to 5D are cross sections through further bundling arrangements for separation element blanks,

Fig. 6A ein Separationselement gemäß Fig. 5A, bei denen eine Stirnseite der Separationselementrohlinge separat zugeschweißt wurde, Fig. 6A, a separation element according to Fig. 5A in which a front face of the separation element blanks were welded separately,

Fig. 6B eine schematische Darstellung, wie die Verschweißung und das Ablängen von Separationselementrohlingen miteinander verknüpft werden kann, Fig. 6B is a schematic representation of how the welding and the cutting of separation element blanks may be linked to each other,

Fig. 6C und 6D zwei weitere perspektivische Ansichten von Separationselementen, in denen Separationselementrohlinge gebündelt sind, Fig. 6C and 6D are perspective views of two further separation elements in which separation element blanks are bundled

Fig. 7A einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit gemäß Beispiel 2, Fig. 7A shows a cross section through a separation unit according to Example 2,

Fig. 7B einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit gemäß Beispiel 4, FIG. 7B is a cross section through a separation unit according to Example 4,

Fig. 7C einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit gemäß Beispiel 7 und Fig. 7C is a cross section through a separation unit according to Example 7 and

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit gemäß Beispiel 6. Fig. 8 is a longitudinal section through a separation unit according to Example 6.

Das für die Herstellung der erfindungsgemäßen Separationseinheiten verwendete Wickelverfahren wird bevorzugt in der Weise durchgeführt, daß für alle flächigen Separationsmittelbahnen die Wickelrichtung gleich ist, weil so kontinuierlich gefertigt werden kann. Es ist natürlich aber auch möglich für einzelne oder mehrere Schichten an Separationsmittelbahnen die Wickelrichtung umzukehren. Dies ist z. B. gewünscht, um die Stabilität des Wickels zu erhöhen oder bestimmte Lagen aus Drainagen so anzuordnen, daß sich Strukturen mit einem geringeren Filterwiderstand ergeben.That for the production of the invention Separation units used winding process preferably carried out in such a way that for all flat Separation center webs the winding direction is the same because can be manufactured continuously. It is natural but also possible for single or multiple layers Separation center webs to reverse the winding direction. This is z. B. desired to the stability of the winding increase or arrange certain layers of drainage so that there are structures with a lower filter resistance surrender.

Für das Wickelverfahren kann vom Prinzip her auf bekannte Spiralhülsen-Wickelmaschinen, wie sie z. B. bei der Herstellung von Toilettenpapierkernen oder Kernhülsen für die Papier- und Folienindustrie eingesetzt werden, zurückgegriffen werden, wenn diese für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend modifiziert werden.In principle, known methods can be used for the winding process Spiral sleeve winding machines, such as those used for. B. at the Manufacture of toilet paper cores or core sleeves for the paper and film industry are used, can be used if these for the invention Procedures are modified accordingly.

Eine solche Modifizierung ist z. B. das Arbeiten mit einer oder mehreren Andruck- bzw. Anpreßwalzen, die die Wicklungen verfestigen. Die Andruckwalzen können dabei angetrieben sein. Solche Andruckwalzen sind z. B. nötig, wenn sehr flauschige Separationsmittel komprimiert werden sollen oder wenn die Eigenfestigkeit einer flächigen Separationsmittelbahn nicht ausreicht, um die notwendige Festigkeit des Wickels über den Wickelzug zu erzeugen. Such a modification is e.g. B. working with a or more pressure or pressure rollers that the Solidify windings. The pressure rollers can be driven. Such pressure rollers are e.g. B. necessary when very fluffy separating agents are compressed should or if the inherent strength of a flat Separation center web is insufficient to provide the necessary To generate strength of the winding over the winding pull.  

Die flächigen Separationsmittelbahnen können aus den verschiedensten Materialien bestehen und können eine beliebige Breite haben. Bei teuren Materialien, wie Membranen, kommen selbst schmale Randstreifen, die normal als Abfall anfallen, als Wickelmaterial in Frage. Die Separationsmittelbahnen werden von einer Vorratsrolle abgerollt und an einer definierten Stelle unter einem frei wählbaren Winkel am Wickeldorn oder der an dieser Stelle bereits erzeugten Wicklung befestigt. Die gewünschte Reihenfolge an flächigen Separationsmittelbahnen wird dadurch erreicht, daß die Vorratsrollen in der vorgegebenen Reihenfolge in ein Vorratsgatter eingehängt und von dort die ablaufenden Bahnen nacheinander und übereinander auf einen Wickeldorn aufgewickelt werden.The flat separation center webs can be made from the different materials exist and can have any width. With expensive materials, such as Membranes, even narrow margins come out, which are normal incurred as waste, as wrapping material in question. The Separation center webs are made from a supply roll unrolled and free at a defined point under one selectable angle on the mandrel or at this point already generated winding attached. The desired Sequence on two-dimensional separation center webs achieved in that the supply rolls in the predetermined Order hung in a supply gate and from there the running tracks one after the other and one above the other a winding mandrel can be wound up.

Sollen in der Separationseinheit mehrere Lagen ein und derselben flächigen Separationsmittelbahn übereinander zu liegen kommen, so können diese nacheinander von verschiedenen Vorratsrollen ab und dann schraubenspiralig aufgewickelt werden oder es werden Vorratsrollen erzeugt, bei denen die gewünschte Anzahl an Lagen bereits übereinander gewickelt ist. Letzteres wird bevorzugt, wenn sehr viele dünne Lagen gleicher Qualität übereinander ge­ wickelt werden sollen.Should several layers be in and in the separation unit the same flat separation center web one above the other come, so these can be successively from different supply rolls and then screw spiral be wound up or supply rolls are produced, where the desired number of layers already is wound on top of each other. The latter is preferred if very many thin layers of the same quality stacked on top of each other should be wrapped.

Andererseits kann über den Einführungswinkel der Überlappungsgrad n für eine einzelne Separationsmittelbahn in Abhängigkeit von der Bahnbreite, der Dicke der Bahn und dem Durchmesser des Wickeldorns bzw. Wickelkerns beliebig gewählt werden. Ein Überlappungsgrad n von 1 entspricht einer bündigen Wicklung, ein Überlappungsgrad kleiner als 1 bedeutet, daß die Wickelbahnen auf Distanz liegen, ein Überlappungsgrad n größer als 1 gibt an wieviel Lagen derselben Separationsmittelschicht bei einem Querschnitt durch den, von dieser Separationsmittelschicht gebildeten, Wickelzylinder übereinanderliegen. n gleich 7,5 bedeutet dann z. B., daß im Querschnitt 6 Lagen mit vollem Umfang erkennbar sind und die innerste und die äußerste Lage zusammen die 1,5-fache Länge eines Umfangs haben. Die mathematischen Zusammenhänge für eine zylindrische Separationseinheit gibt die folgende Formel wieder:On the other hand, the insertion angle of Degree of overlap n for a single separation center web depending on the web width, the thickness of the web and the diameter of the mandrel or winding core as desired to get voted. A degree of overlap n of 1 corresponds a flush winding, a degree of overlap less than 1 means that the winding tracks are at a distance, a Degree of overlap n greater than 1 indicates how many layers same separation medium layer with a cross section by the layer formed by this separating agent layer The winding cylinders lie one above the other. n means 7.5 then z. B. that in cross section 6 layers with full extent  are recognizable and the innermost and outermost position together have 1.5 times the length of a circumference. The mathematical relationships for a cylindrical Separation unit represents the following formula:

n = B/2 * π * D * cosβ + (R-D)²/4 * D² - (R-D)/2 * Dn = B / 2 * π * D * cosβ + (RD) ² / 4 * D² - (RD) / 2 * D

Dabei ist n der Überlappungsgrad, B die Bahnbreite der Separationsmittelbahn, D die Dicke der Separationsmittelbahn, R der Radius des Kerns bzw. der Achse, auf den bzw. auf die aufgewickelt wird und β der Winkel zwischen Separationsmittelbahn und Wickelkern bzw. Wickelachse.N is the degree of overlap, B is the web width Separationsmittelbahn, D the thickness of the Separation center path, R the radius of the core or the Axis on or on which is wound up and β the Angle between the separation center web and the winding core or Winding axis.

Fadenförmige, bandförmige, hohlfaserförmige Separationsmittel bzw. andere Separationsmittel, die zusammenhängend auf- oder abwickelbar sind, werden wie die Separationsmittelbahnen als Einzel- oder Mehrfachlage in den Wickel eingebracht.Thread-like, band-like, hollow fiber-like Separation means or other separation means that are coherent or unwindable, are like that Separation center webs as single or multiple layers in introduced the wrap.

Über jeder einlaufenden, flächigen Separationsmittelbahn können, z. B. kurz vor dem Ort der Aufwicklung, Vorrichtungen installiert werden mit denen z. B. partikuläre, fasrige oder sprühfähige Separationsmittel und andere Hilfsstoffe eingebracht werden können, die zwischen je zwei Schichten aus flächigen Separationsmittelbahnen eine zusätzliche Separationsmittelschicht bilden. Über diese Vorrichtungen lassen sich z. B. auch Kleber, Imprägnierungen, Benetzungsmittel, körnige Abstandhalter, Farbstoffe usw. an der gewünschten Stelle in das Separationselement einbringen. Auch können die Separationsmittelbahnen vor der Aufwicklung z. B. zur Benetzung, Imprägnierung oder Beschichtung durch Tauch­ bäder oder Auftragswalzensysteme usw. geführt werden. Above every incoming, flat separation center web can, e.g. B. shortly before the place of winding up, Devices are installed with which, for. B. particulate, fibrous or sprayable separating agents and other auxiliaries can be introduced between two layers each of two-dimensional separating center webs form an additional separating agent layer. over these devices can e.g. B. also glue, Impregnations, wetting agents, granular spacers, Dyes etc. at the desired location in the Insert separation element. They can also Separation center webs before winding z. B. for Wetting, impregnation or coating by immersion baths or application roller systems etc. are performed.  

Wie oben beschrieben können angrenzende Ränder einer flächigen Separationsmittelbahn überlappend (n < 0), bündig (n = 0) oder auf Distanz (n < 0) zueinander liegen.As described above, adjacent edges can be one flat separation center web overlapping (n <0), flush (n = 0) or at a distance (n <0) to each other.

Überlappende Separationsmittelbahnen lassen sich durch Zusatzeinrichtungen in den Überlappungszonen miteinander verkleben, verschweißen oder andersartig leckdicht miteinander verbinden. Die aneinander stoßenden Ränder bündiger Separationsmittelbahnen können bei Bedarf durch geeignete Klebstoffe (z. B. Silikon- oder Hotmeltraupen) oder Verschweißung dicht miteinander verbunden werden.Overlapping separation center webs can be through Additional devices in the overlap zones with each other glue, weld or otherwise leakproof connect with each other. The abutting edges If necessary, flush separating center webs can pass through suitable adhesives (e.g. silicone or hot melt caterpillars) or welded together tightly.

Bei überlappender Wicklung werden die Überlappungszonen der einzelnen Separationsmittelbahnen bevorzugt so angeordnet, daß ein Wickelschlauch mit möglichst gleichmäßigem Durchmesser erzeugt wird.If the winding overlaps, the overlap zones become the individual separation center webs preferably arranged so that a winding tube with as even as possible Diameter is generated.

Der Wickeldorn ist bevorzugt zylindrisch, bzw. konisch (kegelstumpfartig), kann aber auch eine andere, z. B. im Querschnitt mehreckige oder ellipsenförmige Struktur haben.The winding mandrel is preferably cylindrical or conical (truncated cone), but can also be another, e.g. B. in Cross-section have polygonal or elliptical structure.

Die mehrschichtige Separationseinheit kann sowohl auf einem Stützkern, als auch ohne Stützkern auf dem Wickeldorn erzeugt werden. Der Kerndurchmesser bzw. Durchmesser des Wickeldorns ist bezogen auf das Verfahren frei wählbar.The multi-layer separation unit can be on one Support core, as well as without a support core on the winding mandrel be generated. The core diameter or diameter of the The mandrel can be freely selected based on the process.

Wird die Separationseinheit auf dem Stützkern erzeugt, so ist in der Regel mit der Fertigung der Separationseinheit gleichzeitig die Fertigung von Separationselementrohlingen gekoppelt.If the separation unit is generated on the support core, so is usually with the manufacture of the separation unit at the same time the production of separation element blanks coupled.

Um mechanisch stabile Separationselementrohlinge ohne Stützkern bzw. entsprechende Separationseinheiten zu erzeugen, können eine oder mehrere stabilere Schichten, z. B. aus Gewebe oder Netzgittern, während des Wickelvorgangs an der jeweils gewünschten Stelle bzw. Zone als Schichten in die Separationseinheit integriert werden. To mechanically stable separation element blanks without Support core or corresponding separation units can create one or more more stable layers, e.g. B. from tissue or mesh, during the Winding process at the desired location or zone can be integrated as layers in the separation unit.  

Bei Typen mit Stützkern kann dieser in kürzeren Stücken laufend der Wickelachse aus aneinandergeschweißten oder anders mit einander verbundenen Basiskernen zugeführt werden, wobei die Einzelstücke über komplementäre Rändelungen oder Aussparungen miteinander verzahnen oder über eine Zusatzvorrichtung miteinander verschweißt (z. B. Rotationsschweißen) werden.For types with a support core, this can be done in shorter pieces running along the winding axis from welded or otherwise supplied with interconnected base cores be, the individual pieces about complementary Interlocking knurls or recesses or welded together using an additional device (e.g. Rotational welding).

Eine weitere Variante ist es, den Stützkern ebenfalls durch den Wickelvorgang selbst schraubenspiralig zu erzeugen. Sind hierfür aus Stabilitätsgründen sehr dicke, unflexible Kunststoffgitter nötig, so kann die gesamte Vorratsrolle oder die abgewickelte Bahn mit entsprechenden Einrichtungen vor der Krümmungsbildung erwärmt werden. Bei schlauchförmigen Separationseinheiten mit sehr kleinem Innenradius kann der Kern durch flexiblere Netzgitter erzeugt werden, die z. B. durch ihre Struktur den Ablauf bzw. die Abführung des Filtrates in Achsenrichtung selbst dann noch erlaubt, wenn der gebildete Kern eine sehr kleine Innenöffnung hat.Another variant is to also pass through the support core to generate the winding process itself using a spiral screw. Are very thick, inflexible for stability reasons Plastic grid necessary, so the entire supply roll or the developed path with appropriate facilities be warmed before curving. At tubular separation units with very small The core can have an inner radius thanks to more flexible mesh grids are generated, the z. B. the structure of the process or the removal of the filtrate in the axial direction itself then allowed if the nucleus formed is a very small one Has inside opening.

Die Zahl und Art der Separationsmittelschichten einer erfindungsgemäßen Separationseinheit läßt sich individuell an die jeweilige Separationsaufgabe anpassen.The number and type of separation medium layers one separation unit according to the invention can be individually adapt to the respective separation task.

Die durch den Wickelvorgang gebildeten, mehrschichtigen Separationseinheiten oder Separationselementrohlinge können in der jeweils gewünschten Länge abgelängt werden, ohne daß der Fertigungsprozeß unterbrochen werden muß. Ebenso ist es möglich eine zylindrisch gebildete, mehrschichtige Separationseinheit nach der letzten Verfahrensstation flachzudrücken und als Flachschlauch für die Weiterverarbeitung aufzuwickeln bzw. die mehrschichtige, zylindrische Separationseinheit aufzuschneiden und die so erhaltene mehrschichtige, bahnförmige Separationseinheit für die Weiterverarbeitung aufzuwickeln. The multilayer formed by the winding process Separation units or separation element blanks can be cut to the desired length without the manufacturing process must be interrupted. It is the same possible a cylindrical, multilayered Separation unit after the last processing station flatten and as a flat hose for the Further processing or the multilayer, cut open cylindrical separation unit and so obtained multilayer, web-shaped separation unit for further processing.  

Über den einzelnen abgewickelten Separationsmittelbahnen oder beliebigen Regionen des gebildeten Schraubenwickels lassen sich weiterhin Vorrichtungen installieren mit denen sich die separationstechnischen Eigenschaften oder auch die verfahrenstechnischen Eigenschaften verändern lassen. Durch Erwärmen z. B. mit IR-Strahlen oder Einblasen von heißer Luft können Schmelzklebervliese oder Fasern mit Kern-Mantel-Charakteristik aktiviert und dadurch die Struktur des Separationselements durch Verbinden einzelner Lagen oder Fixierung von partikulären Separationsmitteln stabilisiert werden. Über Koronastrecken lassen sich z. B. in Feinstfaservliese aus Meltblown elektrische Ladungen einbringen, die diesen einen permanenten Elektretcharakter verleihen. Durch UV-Bestrahlung lassen sich z. B. eingesprühte hydrophilisierende, hydrophobierende, oleo­ phobierende und dergleichen Stoffe aktivieren, so daß die Oberfläche des besprühten Separationsmediums permanent modifiziert wird. Durch Berührung mit einem Ultraschallhorn ist es weiterhin möglich bestimmte flächige Separationsmittelbahnen zu verdichten oder partikuläre Stoffe besser in deren Matrix zu verteilen. Andere Vorrichtungen erlauben z. B. die thermische Verfestigung von Außenschichten, indem mehrere Schichten linienförmig mit­ einander verschweißt werden.Above the individual separated center webs or any regions of the screw wrap formed devices can still be installed with them the separation properties or the Process engineering properties can be changed. By heating z. B. with IR rays or blowing in hot air can be used with hot melt adhesive fleeces or fibers Core-shell characteristics activated and thereby the Structure of the separation element by connecting individual ones Layers or fixation of particulate separating agents be stabilized. About corona lines z. B. electric charges in fine-fiber fleece from meltblown bring this a permanent electret character to lend. By UV radiation z. B. sprayed in hydrophilizing, hydrophobic, oleo Activate phobizing and the like substances so that the Surface of the sprayed separation medium permanent is modified. By touching an ultrasonic horn it is still possible to use certain flat areas Separation center webs to compact or particulate Better to distribute substances in their matrix. Other Devices allow e.g. B. the thermal solidification of Outer layers by using several layers in a line are welded to each other.

Viele dieser Behandlungen lassen sich auch im Vorfeld am Rollenmaterial durchführen. Dies bedeutet aber meist einen zusätzlichen Arbeitsschritt. Zum anderen ist es häufig vorteilhaft die Behandlungen erst kurz vor oder kurz nach dem Einwickeln durchzuführen, um z. B. lagerungsbedingte Veränderungen zu vermeiden, bzw. der Wickelkrümmung angepaßte Zustände zu nutzen.Many of these treatments can also be scheduled in advance Carry out roll material. But this usually means one additional work step. Second, it is common Treatments are advantageous shortly before or shortly after perform the wrapping to e.g. B. storage-related Avoid changes or the winding curvature to use adapted states.

In Fig. 1 ist eine Fertigungslinie für die erfindungsgemäßen Separationseinheiten schematisch dargestellt. Dabei können die Separationsmittelbahnen (3) bis (10) von den nicht dargestellten Vorratsrollen dem Wickeldorn (2) bzw. dem sich aufbauenden Spiralwickel (16), der die Separationseinheit darstellt, zugeführt werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit überlappen sich die Separationsmittelbahnen (3) bis (10) nicht. Dies ist aber prinzipiell möglich. Dargestellt ist, daß die Separationsmittelbahnen (3) bis (10) unterschiedliche Breite haben können. Es ist nicht unbedingt nötig, daß alle Separationsmittelbahnen einlaufen. Natürlich lassen sich auch Fertigungslinien mit wesentlich mehr einlaufenden Separationsmittelbahnen realisieren. Nicht dargestellt ist weiterhin, daß die Separationsmittelbahnen bzw. die dazugehörigen Vorratsrollen gebremst werden können. Darf kein starker Zug auf eine Separationsmittelbahn ausgeübt werden, so ist auch ein Antrieb der Vorratsrollen für die Abwicklung möglich.In Fig. 1, a production line for the separation units according to the invention is shown schematically. The separating center webs ( 3 ) to ( 10 ) can be fed from the supply rolls (not shown) to the winding mandrel ( 2 ) or the spiral winding ( 16 ) which forms the separation unit. For reasons of clarity, the separating center webs ( 3 ) to ( 10 ) do not overlap. In principle, however, this is possible. It is shown that the separation center webs ( 3 ) to ( 10 ) can have different widths. It is not absolutely necessary that all separation medium webs run in. Of course, production lines can also be implemented with significantly more incoming separating center webs. Furthermore, it is not shown that the separating center webs or the associated supply rolls can be braked. If no strong pull is to be exerted on a separation center web, the supply rolls can also be driven for processing.

Der konisch geformte Wickeldorn (2) wird von dem Motor (1) in der angegebenen Drehrichtung angetrieben. Beim Produktionsstart wird zunächst die Separationsmittelschicht (3) um den Wickeldorn (2) gewickelt und etwa bis zur Separationsmittelschicht (7) vorgetrieben. Auf diese erste Schicht (3) wird dann die Separationsmittelbahn (4) gewickelt und mindestens so weit vorgetrieben, daß im nächsten Schritt die Separationsmittelbahn (6) in seiner vollen Breite auf diese aufgewickelt werden kann. In analoger Weise wird der Spiralwickel bzw. die Separationseinheit (16) Schicht für Schicht weiter aufgebaut und der Wickel mit allen Separationsmittelbahnen (3) bis (10) soweit vorangetrieben, daß er über die Andruckwalzen (14, 14′) hinausragt.The conical winding mandrel ( 2 ) is driven by the motor ( 1 ) in the specified direction of rotation. At the start of production, the separating agent layer ( 3 ) is first wrapped around the winding mandrel ( 2 ) and advanced approximately to the separating agent layer ( 7 ). The separation medium web ( 4 ) is then wound onto this first layer ( 3 ) and driven at least to the extent that in the next step the full width of the separation medium web ( 6 ) can be wound onto it. In an analogous manner, the spiral wrap or the separation unit ( 16 ) is built up layer by layer and the winder is advanced with all the separation medium webs ( 3 ) to ( 10 ) to such an extent that it projects beyond the pressure rollers ( 14 , 14 ').

Als nächstes werden, soweit sie für einen Separationseinheitstyp oder Separationselementrohlingstyp erforderlich sind, die Dosiereinrichtungen (12, 12′, 12′′) in Position gebracht und aktiviert. Dasselbe gilt für die Schweißstation (11) mit der die Ränder der Separationsmittelbahn (5) leckdicht miteinander verschweißt werden sowie für die Schweißstation (11′), die die Ränder der Separationsmittelbahn (10) und die darunter liegende Separationsmittelbahn (9) miteinander verschweißt. Diese Verschweißung mit einer unteren Lage dient bei manchen Separationselementrohlingen (17) der Außenverfestigung des Spiralwickels (16) bzw. der Separationseinheit, d. h. der Stabilität gegenüber z. B. Druckstößen vom Kern zum Außenradius, wie sie im Praxiseinsatz häufig vorkommen. Diese sog. Außenverfestigung erfolgt nach der Station mit den Anpreßwalzen (14, 14′), weil dann die Lage der Schraubenwickelschichten zueinander endgültig ist. Reicht diese Außenverfestigung nicht aus, so kann der Separationselementrohling (17) zusätzlich mit äußeren Schutzgliedern bzw. Schutzkäfigen versehen werden. Natürlich können Anpreßwalzen und Schweißstationen unter­ schiedlichster Natur auch an anderen Stellen einer Fertigungslinie installiert werden. Analoges gilt für Heizeinrichtungen (13, 13) die z. B. mit Heißluft oder IR-Strahlung arbeiten oder die Koronastrecke (15) mit der in Fig. 1 der Separationsmittelbahn (9) eine Elektretwirkung aufgeprägt werden kann.Next, if they are required for a separation unit type or separation element blank type, the metering devices ( 12 , 12 ', 12 '') are brought into position and activated. The same applies to the welding station ( 11 ) with which the edges of the separating central web ( 5 ) are welded to one another in a leak-tight manner and to the welding station ( 11 ') which welds the edges of the separating central web ( 10 ) and the underlying separating central web ( 9 ) to one another. This welding with a lower layer serves in some separation element blanks ( 17 ) for the external hardening of the spiral wrap ( 16 ) or the separation unit, ie the stability with respect to e.g. B. pressure surges from the core to the outer radius, as they often occur in practical use. This so-called external consolidation takes place after the station with the pressure rollers ( 14 , 14 '), because then the position of the screw winding layers to each other is final. If this external hardening is not sufficient, the separation element blank ( 17 ) can also be provided with outer protective members or protective cages. Of course, pressure rollers and welding stations of various types can also be installed at other points on a production line. The same applies to heating devices ( 13 , 13 ) z. B. work with hot air or IR radiation or the corona path ( 15 ) with which in Fig. 1 the separation center web ( 9 ) an electrical effect can be impressed.

In Fig. 2 ist eine Variante einer Fertigungslinie, bei der nur drei Separationsmittelbahnen (3) bis (5) übereinander gewickelt werden. Weiterhin wird die Separationsmittelbahn (3) nicht auf einen Wickeldorn (2) sondern auf einen vorgefertigten Stützkern (21) z. B. aus einem thermoplastischen Kunststoff wie Polypropylen aufgewickelt. Dieser Kern wird über den Motor (1) in der angegebenen Drehrichtung angetrieben. Der Wickelaufbau erfolgt in analoger Weise, wie bei Fig. 1 beschrieben. Damit die Produktion nicht permanent unterbrochen werden muß, wird der Drehkern (21) automatisch in bestimmten Zeitabständen um einen Basiskern (21′) verlängert. Die Stückelung erfolgt beispielsweise mittels einer Reibschweißeinheit (22), wobei durch stärkere Rotation des Basiskernes (21′) bei Berührung die Stirnseiten (20, 20′) kurzzeitig angeschmolzen werden und sich dann leckdicht miteinander verbinden. Damit die Reibungskräfte nicht zu groß werden sind die Stirnseiten (20, 20′) z. B. nach dem Nut/Feder-Prinzip gestaltet.In FIG. 2 is a variant of a production line can be wound about each other at which only three separation means tracks (3) to (5). Furthermore, the separation center web ( 3 ) is not on a winding mandrel ( 2 ) but on a prefabricated support core ( 21 ) z. B. wound from a thermoplastic such as polypropylene. This core is driven by the motor ( 1 ) in the specified direction of rotation. The winding structure is carried out in an analogous manner to that described in FIG. 1. So that the production does not have to be interrupted permanently, the rotating core ( 21 ) is automatically extended by a basic core ( 21 ') at certain intervals. The denomination is carried out, for example, by means of a friction welding unit ( 22 ), the end faces ( 20 , 20 ') being melted for a short time by stronger rotation of the base core ( 21 ') upon contact and then connecting to one another in a leak-tight manner. So that the frictional forces are not too large, the end faces ( 20 , 20 ') z. B. designed according to the tongue and groove principle.

In der Fertigungslinie gemäß Fig. 2 ist als weitere Variante ein Sprühstation (18) dargestellt. Hiermit lassen sich z. B. Separationsmittel oder Modifikationsmedien, die als Dispersion oder Lösung vorliegen, als Separationsschicht in den Wickel einbringen. Beispielsweise könnte es sich um Bakteriensuspension handeln, wenn ein Separationselement mit einer erfindungsgemäßen Separationseinheit (16) als Membranreaktor arbeiten soll. Mit der Sprühstation (18) lassen sich z. B. auch Dispersionskleber einsprühen oder es handelt sich um eine Hotmeltsprühstation, wobei die aufgesprühten Hotmeltraupen (23) z. B. durch die Heizeinrichtung (13) aktiviert werden können, wenn die betroffenen Wickelschichten ihre endgültige Form angenommen haben. Die Dosierstation (12) bringt eine weitere Separationsmittelschicht (24) auf die Separationsmittelbahn (4) auf. Diese kommt in direkten Kontakt zu den noch klebefähigen Hotmeltraupen (23), so daß das Separationsmittel (24) in gewisser Weise fixiert wird. Durch Aktivierung der Hotmeltraupen an der Heizstation (13) wird dieser Fixierungsprozeß noch einmal verstärkt.A spray station ( 18 ) is shown as a further variant in the production line according to FIG. 2. This allows z. B. Separation agents or modification media, which are present as a dispersion or solution, as a separation layer in the winding. For example, it could be a bacterial suspension if a separation element is to work with a separation unit ( 16 ) according to the invention as a membrane reactor. With the spray station ( 18 ) z. B. also spray dispersion glue or it is a hot melt spray station, the sprayed hot melt beads ( 23 ) z. B. can be activated by the heating device ( 13 ) when the affected winding layers have assumed their final shape. The dosing station ( 12 ) applies a further separating agent layer ( 24 ) to the separating agent sheet ( 4 ). This comes into direct contact with the still adhesive hot-melt beads ( 23 ), so that the separating means ( 24 ) is fixed in a certain way. By activating the hot melt caterpillars at the heating station ( 13 ) this fixing process is intensified again.

In Fig. 2 ist weiterhin eine Ablängeinrichtung (19) skizziert, mit der die Rohlinge (17) für z. B. ein Separationselement (25) von dem fertigen Spiralwickel bzw. Separationseinheit (16) abgeschnitten werden. Dieses Ablängen kann ohne Unterbrechung der Produktion erfolgen, weil die Ablängevorrichtung die Vorwärtsbewegung der schlauchförmigen Separationseinheit (16) mitmachen kann.In Fig. 2, a cutting device ( 19 ) is also outlined, with which the blanks ( 17 ) for z. B. a separation element ( 25 ) from the finished spiral winding or separation unit ( 16 ) can be cut off. This cutting can be carried out without interrupting production because the cutting device can follow the forward movement of the tubular separation unit ( 16 ).

Fig. 3A zeigt eine perspektivische Ansicht eines von einer erfindungsgemäßen Separationseinheit abgelängten Rohlings. Fig. 3A shows a perspective view of a cut to length by a separation unit according to the invention the blank.

Fig. 3B zeigt die entsprechende Separationseinheit (16) im Längsschnitt, Fig. 3C im Querschnitt. Fig. 3B shows the corresponding separation unit ( 16 ) in longitudinal section, Fig. 3C in cross section.

In Fig. 4A ist eine Variante eines, fertig konvektionierten Separationselementes (25) mit einer erfindungsgemäßen Separationseinheit (16) perspektivisch dargestellt, d. h. an die Wickelstirn (26) wurde eine geschlossene Endkappe (28) angeschweißt, während die Stirnseite (27) mit einem sog. Gehäuseadapter (29) versehen wurde. Vor dem Anschweißen an die die Kunststoffteile (28, 29) werden in vielen Fällen zunächst die Stirnseiten (26, 27) des Rohlings (17), ggf. unter Verwendung von zusätzlich geschmolzenem Polymer, abgedichtet, bzw. die Stirnseiten (26, 27) zu offenen Endkappen (30, 30′) geformt. Dies zeigt aFig. 4B.In Fig. 4A is a variant of a, ready konvektionierten separation element (25) is shown in perspective with an inventive separation unit (16), ie to the winding end (26), a closed end cap (28) welded while the front end (27) with a so-called Housing adapter ( 29 ) was provided. Before welding onto the plastic parts ( 28 , 29 ), in many cases the end faces ( 26 , 27 ) of the blank ( 17 ) are sealed, if necessary using additional molten polymer, or the end faces ( 26 , 27 ) formed into open end caps ( 30 , 30 '). This is shown in Fig. 4B.

Werden Separationselementrohlinge (17) mit sehr geringem Durchmesser erzeugt, so werden diese nicht wie in Fig. 4A dargestellt einzeln fertig konvektioniert, sondern mehrere dieser Rohlinge werden gebündelt und zu einem Separationselement zusammengefaßt. Eine perspektivische Ansicht für ein solches Separationselement (31) aus Einzelrohlingen zeigt Fig. 5A.If separation element blanks ( 17 ) with a very small diameter are produced, they are not individually convectioned as shown in FIG. 4A, but several of these blanks are bundled and combined to form a separation element. A perspective view of such a separation element (31) from individual blanks, FIG. 5A.

In der Fig. 5A sind sieben Separationselementrohlinge (17) zylindrisch gebündelt. Die Stirnseiten (27) sind in eine geschlossene Endkappe (28) eingegossen. Die Stirnseiten (26) können mit einem speziellen Adapter (29) versehen werden, der die Filtrate der Einzelrohlinge (17), die jeweils aus den Stirnseiten (26) austreten, sammelt, das Rohlingsbündel aber gegen die Unfiltratseite abdichtet. Andere beispielhafte Querschnitte durch Bündelanordnungen zeigen die Fig. 5B bis 5C. Bei der Bündelung wird immer versucht dichteste Packungen zu erzeugen, bzw. Konfigurationen, die, bei Parallelbetrieb mehrerer Separationselemente (31) in einem gemeinsamem Gehäuse, zwischen den Separationselemente möglichst wenig Totvolumen entstehen lassen. Ein Vorteil der Bündelkonfiguration ist, daß über den gemeinsamen Abflußadapter, die Zahl der notwendigen Abdichtungen minimiert wird. Welche Bündelungskonfiguration gewählt wird, hängt z. B. davon ab welchen Durchmesser die Separationselementrohlinge (17) haben und welcher Gesamtdurchmesser für ein Separationselement (31) erlaubt ist.In FIG. 5A, seven separation element blanks (17) are bundled cylindrical. The end faces ( 27 ) are cast into a closed end cap ( 28 ). The end faces ( 26 ) can be provided with a special adapter ( 29 ), which collects the filtrates of the individual blanks ( 17 ) that each emerge from the end faces ( 26 ), but seals the bundle of blanks against the unfiltrate side. Other exemplary cross sections through bundle arrangements are shown in FIGS. 5B to 5C. Bundling always tries to produce the densest packs, or configurations which, when several separation elements ( 31 ) are operated in parallel in a common housing, result in as little dead volume as possible between the separation elements. An advantage of the bundle configuration is that the number of seals required is minimized via the common drain adapter. Which bundling configuration is selected depends on e.g. B. from what diameter the separation element blanks ( 17 ) and what total diameter is allowed for a separation element ( 31 ).

Eine spezielle Variante der Abdichtung von Separationselementen (31) zeigt Fig. 6A. Dabei sind die Stirnseiten (26), in einen Adapter (29) eingegossen, während die Stirnseiten (27) jede für sich zugeschweißt ist. Diese Verschweißung kann bei Separations­ elementrohlingen (17) mit kleinem Durchmesser noch vor dem Ablängen, z. B. mittels Ultraschall erfolgen. Geschnitten wird direkt hinter der Schweißnaht, so daß Rohlinge (17) mit einer offenen Stirn (26) und einer geschlossenen Stirn (27) abgelängt werden (Fig. 6B), die dann zu dem Separationselement (31) weiterverarbeitet werden können.A special variant of the seal of separation elements (31) are presented in Fig. 6A. The end faces ( 26 ) are cast into an adapter ( 29 ), while the end faces ( 27 ) are each welded together. This welding can element blanks ( 17 ) with a small diameter before cutting to length, z. B. done by ultrasound. The cut is made directly behind the weld seam, so that blanks ( 17 ) with an open forehead ( 26 ) and a closed forehead ( 27 ) are cut to length ( FIG. 6B), which can then be further processed into the separation element ( 31 ).

In Fig. 6C ist eine weitere Bündelungsvariante für Separationselementrohlinge (17) dargestellt. Dabei liegen die Rohlinge (17) in Kontakt oder geringem Abstand zueinander in einer Ebene und bilden nach der Abdichtung (bis auf die Abflußkanäle) eine kammartiges, bzw. wenn beide Seiten der Rohlinge (17) eingegossen sind ein cassettenartiges Separationselement (33). Mehrere solcher Rohlingslagen können übereinander liegen. Ist die Verguß oder Dichtmasse (34) aus flexiblen Material, wie z. B. Polyurethan, dann kann ein solches Separationselement (33) wie in Fig. 6D gezeigt auch in gekrümmten Gehäusen betrieben werden.A further bundling variant for separation element blanks ( 17 ) is shown in FIG. 6C. The blanks ( 17 ) are in contact or at a short distance from each other in one plane and form a comb-like after the sealing (except for the drainage channels), or if both sides of the blanks ( 17 ) are cast in a cassette-like separation element ( 33 ). Several such blank layers can lie on top of each other. Is the potting or sealing compound ( 34 ) made of flexible material, such as. B. polyurethane, then such a separation element ( 33 ) as shown in Fig. 6D can also be operated in curved housings.

Prinzipiell lassen sich durch Bündelungen von erfindungsgemäßen Separationselementrohlingen (17) eine große Vielfalt an Elementkonfigurationen erzeugen, so daß die erfindungsgemäßen Separationselementrohlinge (17) nach entsprechender Bündelung und Adaption in einem Großteil der heute marktüblichen Gehäuse installiert und betrieben werden können.In principle, by bundling of the invention separation element blanks (17) a wide variety of element configurations produce, so that separation element blanks according to the invention (17) can be installed to corresponding bundling and adaptation in a large part of the market today housing and operated.

Die erfindungsgemäßen Separationseinheiten (16) lassen sich auch als Bahnware gewinnen, indem z. B. die gebildete erfindungsgemäße Separationseinheit (16) in dem für einen Überlappungsgrad n = 1 notwendigem Winkel eingeschnitten und die sich bildende Bahn aufgewickelt wird. Entscheidend für die resultierende Bahnbreite ist der Kerndurchmesser. Dieser wird bevorzugt sehr groß gewählt. Dadurch minimieren sich die krümmungsbedingten Versatzprobleme. Eine weitere Variante in dieser Hinsicht ist es, nicht auf einem im Querschnitt zylindrischen, sondern auf einem relativ flachen, ellipsenförmigen Dorn zu wickeln. Der dabei ge­ bildete Flachschlauch, kann dann später an den Kanten so aufgeschnitten werden, daß sich zwei Separationseinheitbahnen (16) ergeben.The separation units ( 16 ) according to the invention can also be obtained as web goods by z. B. the formed separation unit according to the invention ( 16 ) is cut at the angle necessary for a degree of overlap n = 1 and the web being formed is wound up. The core diameter is decisive for the resulting web width. This is preferably chosen to be very large. This minimizes the offset problems caused by the curvature. Another variant in this regard is to wind on a relatively flat, elliptical mandrel rather than on a cylindrical cross-section. The ge flat hose formed, can then be cut open at the edges so that there are two separation unit webs ( 16 ).

Will man erfindungsgemäße Separationseinheiten (16) als Flachschlauch aufwickeln, so muß sich die Aufwickelvorrichtung in gleicher Weise drehen, wie der Spiralwickel (16) selbst. Werden nur Schlauchstücke bestimmter Länge benötigt, so können diese in ähnlicher Weise wie Separationselementrohlinge (17) ohne Unter­ brechung des Produktionsprozesses abgelängt werden.If you want to wind up separation units according to the invention ( 16 ) as a flat tube, the winding device must rotate in the same way as the spiral wrap ( 16 ) itself. If only tube pieces of a certain length are required, they can be used in a similar manner to separation element blanks ( 17 ) without interruption of the production process.

Die bahnförmig aufgewickelten, erfindungsgemäßen Separationseinheiten (16) können z. B. einem Plissiervorgang zugeführt werden. Auch ist denkbar daß sie wiederum zu einem herkömmlichen Spiralwickel aufgewickelt werden. Andere Konfektionierungsformen sind rechtwinklige oder anders konfektionierte Filtermatten, Filtertaschen oder runde Filterstanzlinge.The web-shaped, inventive separation units ( 16 ) can, for. B. a pleating process. It is also conceivable that they are in turn wound up into a conventional spiral wrap. Other forms of assembly are rectangular or differently assembled filter mats, filter bags or round filter die cuts.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Separationseinheiten (16) ist auch, daß sich die für eine adsorptive Separation häufig notwendigen, relativ dicken Schichten ohne Schwierigkeiten erzeugen lassen und diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in zylindrischer Form als Separationselementrohlinge (17) anfallen, die ohne zusätzliche Bearbeitung der eigentlichen Separationseinheit (16) weiterkonfektioniert werden können. Dagegen ist z. B. die Konfektionierung von dicken flächigen Separationseinheiten mittels Plissiertechnik nur bis zu einer gewissen Dicke möglich.A significant advantage of the separation units ( 16 ) according to the invention is also that the relatively thick layers that are often necessary for adsorptive separation can be produced without difficulty and that they are obtained in cylindrical form as separation element blanks ( 17 ) by the method according to the invention, which are produced without additional processing of the actual separation unit ( 16 ) can be further assembled. In contrast, z. B. the assembly of thick flat separation units using pleating technology only possible up to a certain thickness.

Anhand von Beispielen für den Schichtenaufbau erfindungsgemäßer, mehrschichtiger Separationseinheiten (16) bzw. Separationselementrohlinge (17) und daraus erzeugter Separationselemente (25, 31, 33) soll exemplarisch verdeutlicht werden, welches Verbesserungspotential durch die erfindungsgemäßen Separa­ tionseinheiten gegeben ist und welche Anwendungsbreite damit erschlossen werden kann.Using examples of the layer structure of multilayer separation units ( 16 ) or separation element blanks ( 17 ) and separation elements ( 25 , 31 , 33 ) produced therefrom, it should be exemplified which improvement potential is provided by the separation units according to the invention and which range of applications can be developed with them can.

Die Ausführungen lassen sich auf viele Separationsprobleme in diversen Industriezweigen übertragen.The comments can be made on many separation problems transferred in various industries.

Beispiel 1example 1 Klärfilterelemente mit "Zwiebelfunktion"Clarifying filter elements with "onion function"

Für die Klärfiltration trüber Flüssigkeiten, deren Trübung durch dispergierte Partikel oder Fasern hervorgerufen wird reicht zur Klärung in der Regel eine reine Oberflächenfiltration. Als Filtermedium geeignet sind z. B. Meltblownvliese mit einer Porengröße (nach Coulter) von ca. 20 µm. Solche Meltblownvliese lassen sich bereits mit einem Flächengewicht von 20 g/m² zugstabil herstellen. In einer erfindungsgemäßen Separationseinheit (16) werden ca. 30 dieser Schichten übereinandergewickelt. Die angrenzenden Ränder eines Filterbandes (3) überlappen ca. 0,5 cm. Die Überlappungen werden nicht miteinander verschweißt. Gewickelt wird um einen Kern mit ca. 65 mm Durchmesser. Der Gesamtdurchmesser beträgt ca. 70 mm. Durch die hohe Anzahl an gleichen übereinanderliegenden Filterlagen ergibt sich ein Anfangsfilterwiderstand, der den optimalen Aufbau eines Filterkuchens erlaubt. Die Oberfläche solcher Filtereleinheiten kann mehrfach durch Rückspülen vom Filterkuchen befreit werden. Ist dieses nicht mehr aus­ reichend möglich, wird die äußerste verblockte Filterschicht abgetrennt bzw. abgeschält, was bei dieser erfindungsgemäßen Separationseinheit ohne Schwierigkeiten möglich ist. Ist der Effekt nicht ausreichend, so werden eine oder mehrere weitere Schichten entfernt. Auf diese Weise ist es möglich ein Separationselement bei gleichbleibender Abscheidequalität mehrfach zu verwenden.For clarification filtration of cloudy liquids, the turbidity of which is caused by dispersed particles or fibers, a pure surface filtration is usually sufficient for clarification. Suitable filter media are, for. B. meltblown nonwovens with a pore size (according to Coulter) of about 20 microns. Such meltblown nonwovens can be produced with a tensile strength of 20 g / m². In a separation unit ( 16 ) according to the invention, approximately 30 of these layers are wound one on top of the other. The adjacent edges of a filter belt ( 3 ) overlap by approx. 0.5 cm. The overlaps are not welded together. It is wound around a core with a diameter of approx. 65 mm. The total diameter is approx. 70 mm. The high number of identical filter layers lying on top of each other results in an initial filter resistance, which allows the optimal construction of a filter cake. The surface of such filter units can be freed of the filter cake several times by backwashing. If this is no longer possible from sufficient, the outermost blocked filter layer is separated or peeled off, which is possible without difficulty with this separation unit according to the invention. If the effect is not sufficient, one or more additional layers are removed. In this way it is possible to use a separation element several times with the same separation quality.

Prinzipiell erlauben die erfindungsgemäßen Separationseinheiten (16), die Schicht für Schicht aufgebaut sind, daß diese Schichten auch wieder Schicht für Schicht abgebaut werden können, es sei denn Schichten wurden im Rahmen der Fertigung miteinander verschweißt oder verklebt. Dieser Aspekt ist auch in Hinblick auf ein Recycling oder die Regeneration verbrauchter bzw. erschöpfter Separationselemente bzw. Separationsmittel von großem Interesse.In principle, the separation units ( 16 ) according to the invention, which are built up layer by layer, allow these layers to be broken down layer by layer again, unless layers were welded or glued to one another in the course of production. This aspect is also of great interest with regard to recycling or the regeneration of used or exhausted separation elements or separation means.

Beispiel 2Example 2 Pollen- und Geruchsfilter für KraftfahrzeugePollen and odor filters for motor vehicles

Moderne Kraftfahrzeuge werden heute mit Filtersystemen ausgerüstet, welche die Außenluft, die in die Fahrgastkabine gelangt, von Pollen und üblen Gerüchen reinigen. Als Partikelfilter kommen hier z. B. Meltblownvliese mit Elektreteigenschaften zum Einsatz. Zur Geruchsentfernung werden Aktivkohle oder spezifische, synthetische Adsorberharze verwendet. Bei der üblichen Verarbeitung in Plissiermaschinen ergeben sich in Anwesenheit von Aktivkohle- oder Adsorberharzschichten häufig Schwierigkeiten, da es vor allem an den Plissierkanten zu Beschädigungen kommt. Zusätzlich bereitet die Immobilisierung der Aktivkohle bzw. Adsorberharze technische Schwierigkeiten und ist somit sehr kostenintensiv.Modern motor vehicles are now using filter systems equipped, which the outside air, which in the Passenger cabin arrives from pollen and bad smells clean. As a particle filter come here, for. B. Meltblown nonwovens with electret properties are used. Activated carbon or specific, synthetic adsorber resins used. With the usual Processing in pleating machines result in Presence of activated carbon or adsorber resin layers often difficulties, as it is mainly in the Pleating edges come to damage. Additionally prepares  the immobilization of the activated carbon or adsorber resins technical difficulties and is therefore very expensive.

Im folgenden wird beschrieben, wie gemäß der vorliegenden Erfindung die Separationseinheit (16) eines geeigneten Separationselementes der oben genannten Art aufgebaut sein und wie sie hergestellt werden kann. Einen Querschnitt durch eine entsprechende Separationseinheit (16) zeigt Fig. 7A. Ausgehend von der Fig. 1 wird mit den Separationsmittelschichten (3) und (4) aus offenen, groben Netzgittern auf dem ca. 5 mm dicken Wickeldorn (2) der Kern des Separationselementrohlings (17) in line gebildet. Auf diesen "Kern" wird zunächst die Separationsmittelbahn (6) gewickelt, hierbei handelt es sich um ein dünnes Spunbond- oder Meltblownvlies, mit Poren die kleiner sind als die der Partikel, die als Adsorber eingebracht werden sollen. Diese Vliese haben weiterhin einen höheren Schmelzpunkt, als die nächste Separationsmittelbahn (7). Weiterhin werden die Ränder der Bahn (6) an der Schweißstation (11) leckdicht miteinander verschweißt. Die Separationsmittelbahn (7) ist ein dünnes Schmelzklebervlies, auf das bei der Dosierstation (12) eine homogene Schicht (24) an Adsorberpartikeln aufgebracht wird. Mittels der Heizstation (13) wird das Schmelzklebervlies (7) so aktiviert, daß die Adsorberteilchen zum größten Teil an diesem Vlies haften bleiben. Wird nur eine Schicht an Adsorberpartikeln (24) benötigt so bleiben die Stationen (12′, 12′′, 13′, 13′′) außer Betrieb und die Bahnen (8) und (9) laufen nicht mit ein. Werden zwei oder drei Adsorberschichten benötigt, so wiederholen sich die Vorgänge wie für die Bahn (7). Bevor das Meltblownvlies (10), das die Funktion des Partikelfilters übernimmt, als nächste Schicht aufgewickelt wird, wird es in einer Koronastrecke nochmals so elektrisch aufgeladen, daß es einen permanenten Elektretcharakter erhält. Die Ränder der Separationsmittelbahn (10) werden an der Station (11′) leckdicht miteinander verschweißt. Die Separationsmittelbahn (5) aus einem offenen Spunbondvlies dient als äußere Schutzschicht. Diese wird an der Station (11′′) durch Verschweißung verfestigt.The following describes how, according to the present invention, the separation unit ( 16 ) of a suitable separation element of the type mentioned above is constructed and how it can be produced. A cross section through a corresponding separation unit (16) is shown in FIG. 7A. Starting from FIG. 1, the core of the separation element blank ( 17 ) is formed in line with the separating agent layers ( 3 ) and ( 4 ) made of open, coarse mesh grids on the approximately 5 mm thick winding mandrel ( 2 ). The separation center web ( 6 ) is first wound onto this "core", this is a thin spunbond or meltblown fleece with pores that are smaller than those of the particles that are to be introduced as adsorbers. These nonwovens also have a higher melting point than the next separation center web ( 7 ). Furthermore, the edges of the web ( 6 ) are welded to one another in a leak-tight manner at the welding station ( 11 ). The separating medium web ( 7 ) is a thin hot-melt adhesive fleece onto which a homogeneous layer ( 24 ) of adsorber particles is applied at the metering station ( 12 ). The hot-melt adhesive fleece ( 7 ) is activated by means of the heating station ( 13 ) in such a way that the adsorber particles largely adhere to this fleece. If only one layer of adsorber particles ( 24 ) is required, the stations ( 12 ', 12 '', 13 ', 13 '') remain out of operation and the webs ( 8 ) and ( 9 ) do not run in. If two or three adsorbent layers are required, the processes are repeated as for the web ( 7 ). Before the meltblown fleece ( 10 ), which takes over the function of the particle filter, is wound up as the next layer, it is electrically charged again in a corona section so that it acquires a permanent electret character. The edges of the separation center web ( 10 ) are welded together at the station ( 11 ') in a leak-tight manner. The separation center web ( 5 ) made of an open spunbond fleece serves as an outer protective layer. This is solidified at the station ( 11 '') by welding.

Beim Einwickeln von nur einer Adsorberteilchenschicht (24) ergibt sich für den Separationselementrohling (17) bzw. für die zylindrisch geformte Separationseinheit (16) ein Durchmesser von ca. 15 mm. Bei einer Länge von 250 mm beträgt die Oberfläche dann ca. 117 cm². Bündelt man 7 solcher Einheiten gemäß Fig. 5A, so beträgt die Gesamtoberfläche 824 cm², bei einem Durchmesser von 45 mm für das Separationselement (31). Bei Bündelung gemäß Fig. 5D ergeben 19 Einheiten eine Fläche von 0,22 m² bei einem Durchmesser von 75 mm. Bei einer zweischichtigen Anordnung gemäß Fig. 6C, ergäbe sich für ein Separationselement (33) mit den Maßen 250 * 250 * 35 mm³ eine Filteroberfläche von 0,375 m².When only one adsorber particle layer ( 24 ) is wrapped, the diameter of the separation element blank ( 17 ) or the cylindrical-shaped separation unit ( 16 ) is approximately 15 mm. With a length of 250 mm, the surface is then approx. 117 cm². If one bundles 7 such units according to FIG. 5A, the total surface area is 824 cm 2, with a diameter of 45 mm for the separation element ( 31 ). When bundling according to FIG. 5D, 19 units result in an area of 0.22 m 2 with a diameter of 75 mm. With a two-layer arrangement according to FIG. 6C, a filter surface of 0.375 m 2 would result for a separation element ( 33 ) with the dimensions 250 * 250 * 35 mm³.

Wenn eine Geruchsbelästigung nicht vorliegt, kann man im selben Gehäuse auch Filter ohne Geruchsentferner betreiben. Umgekehrt sind auch Geruchsfilter ohne zusätzlichen Partikelfilter denkbar.If there is no odor, you can in the operate filter without odor remover in the same housing. Conversely, odor filters are also without additional ones Particle filter conceivable.

Siehe auch Beispiel 4.See also example 4.

Beispiel 3Example 3 Filterelement für die Entkalkung kleiner WassermengenFilter element for descaling small amounts of water

Erhitzt man Wasser über 65°C so fällt je nach Härtegrad Kesselstein bzw. Calciumcarbonat aus. Diese sog. temporäre Härte des Wassers führt nicht nur zu Kalkablagerungen, sondern beeinflußt z. B. auch den Geschmack von Heißgetränken wie Tee usw. Eine Verfahren Wasser zu enthärten, ist die Behandlung mit Kationenaustauschern. Dies ist z. B. in jeder Spülmaschine Stand der Technik. Hier wird jedoch in der Regel das Wasser zunächst enthärtet und dann erhitzt. Für diverse andere Anwendungen erscheint es aber wirtschaftlich sinnvoller zu sein, zuerst aus dem erhitzen Wasser, die sich bildenden Kalkablagerungen über einen relativ groben Filter abzuscheiden und nur die Resthärte mittels Ionenaustauscher zu entfernen. Eine erfindungsgemäße Separationseinheit (16) bzw. ein Separationselementrohling (17) entspricht dem von Beispiel 2, jedoch wird als partikuläre Schicht (24) ein Kationenaustauscher eingebracht und die Meltblownschicht (10) besitzt eine Porengröße (nach Coulter) um 40 µm. Ein solches Filterelement hat sich im Versuch z. B. in einem System bewährt, bei dem das Wasser für die Scheiben­ wischerwaschanlage eines Kraftfahrzeuges durch Wärmeaustausch über den Kühlkreislauf erhitzt wird. Da hier deutlich Temperaturen über 65°C erreicht werden, kam es zunächst durch Kalkablagerung immer wieder zur Verstopfung der Sprühdüsen. Mit dem Separationselement, daß die erfindungsgemäße Separationseinheit (16) enthielt und welches nach der Wärmetauscherspirale installiert war, traten keine Verstopfungen der Scheibenwischerdüsen mehr auf.If water is heated above 65 ° C, depending on the degree of hardness, scale or calcium carbonate will precipitate. This so-called temporary hardness of the water not only leads to limescale deposits, but also influences e.g. B. also the taste of hot drinks such as tea etc. One method of softening water is the treatment with cation exchangers. This is e.g. B. in each dishwasher prior art. Here, however, the water is usually first softened and then heated. For various other applications, however, it seems to make more economic sense to first separate the lime deposits that form from the heated water using a relatively coarse filter and only to remove the residual hardness using an ion exchanger. A separation unit ( 16 ) or a separation element blank ( 17 ) according to the invention corresponds to that of Example 2, but a cation exchanger is introduced as a particulate layer ( 24 ) and the meltblown layer ( 10 ) has a pore size (according to Coulter) of around 40 μm. Such a filter element has z. B. proven in a system in which the water for the windshield wiper washer of a motor vehicle is heated by heat exchange via the cooling circuit. Since temperatures above 65 ° C are clearly reached, the spray nozzles were always blocked by limescale. With the separation element that contained the separation unit ( 16 ) according to the invention and which was installed after the heat exchanger spiral, the windscreen wiper nozzles were no longer blocked.

Siehe auch Beispiel 4.See also example 4.

Beispiel 4Example 4 Separationseinheiten mit unterschiedlich wirkenden SeparationsmittelnSeparation units with differently acting separation agents

Eine gängige Methode zur Klärung von Flüssigkeiten wie Bier, Wein und anderen biotechnologisch hergestellten Medien ist z. B. die Behandlung mit Kieselgur. In Analogie zu Beispiel 2 oder 3 lassen sich Separationseinheiten (16) realisieren, die mehrere partikuläre Separationsschichten, z. B. in Form von unterschiedlich feinen Kieselguren enthalten. Fig. 7B zeigt einen Querschnitt durch eine solche zylindrische Separationseinheit (16). Dabei wird der Stützkern (21) von einem Spunbondvlies (3) umhüllt, daß als Stützvlies wirkt. Die Separationsmittelbahn (4) ist ein kalandriertes Meltblownvlies, daß auch Hefen absolut zurückhält. Die Separationsmittelbahn (7) ist ein Spunbondvlies, auf dem ein relativ dickes, grobes Netzgitter (6) liegt. Diese beiden Schichten wurden vorher zusammen auf einer Rolle aufgerollt. Auf diese Doppelschicht wird eine Schicht feine Gur (24) mittels einer Dosierstation aufgebracht, wobei die Gur die Hohl­ räume des groben Gitters (6) füllt. Es folgt eine weiter Doppelschicht aus einem Spunbondvlies (7′) und einem groben Gitter (6′) auf die eine grobe Gur (24′) aufgebracht wird. Die äußerste Schicht (5) bildet wiederum ein Spunbondvlies oder ein grobes Meltblownvlies.A common method for clarifying liquids such as beer, wine and other biotechnologically produced media is e.g. B. treatment with diatomaceous earth. In analogy to Example 2 or 3, separation units ( 16 ) can be realized which have several particulate separation layers, e.g. B. in the form of differently fine diatomaceous earths. FIG. 7B shows a cross section through such a cylindrical separation unit (16). The support core ( 21 ) is covered by a spunbond fleece ( 3 ) that acts as a support fleece. The separation center web ( 4 ) is a calendered meltblown fleece that also holds yeast absolutely. The separating center web ( 7 ) is a spunbond fleece on which a relatively thick, coarse mesh grid ( 6 ) lies. These two layers were previously rolled up on a roll. A layer of fine Gur ( 24 ) is applied to this double layer by means of a dosing station, the Gur filling the cavities of the coarse grid ( 6 ). There follows a further double layer of a spunbond fleece ( 7 ') and a coarse grid ( 6 ') onto which a coarse belt ( 24 ') is applied. The outermost layer ( 5 ) in turn forms a spunbond fleece or a coarse meltblown fleece.

In analoger Weise könnte anstatt der feinen Gur (24) z. B. PVPP zur Eiweißstabilisierung als Separationsmittel eingebracht werden oder bei der Herstellung der Separationseinheit (16) zunächst eine PVPP Schicht gebildet werden und dann erst die gestuften Kieselgurschichten.In an analogous manner, instead of the fine belt ( 24 ), e.g. B. PVPP for protein stabilization can be introduced as a separating agent or a PVPP layer is first formed in the manufacture of the separation unit ( 16 ) and only then the stepped diatomaceous earth layers.

Für andere Anwendungen bietet sich z. B. der abwechselnde Einbau von einem anionischen und kationischen Ionenaustauscher (Entionisierung von Wasser) oder eine Kombination von Trockenmitteln mit Katalysatoren (Entgiftung und Trocknung von Luft) an. Auch ist es denkbar, daß in den einzelnen Zwischenschichten unter­ schiedliche Mikroorganismen immobilisiert sind, die z. B. eine Denitrifikation von entsprechend belasteten Wässern bewirken können. Für die Behandlung kolloidbelasteter Flüssigkeiten oder von Flüssigkeiten, die entpyrogenisiert werden sollen, ist es in analoger Weise möglich Separationsmittel oder Separationsmittelbahnen mit positivem und oder negativem Zetapotential in eine erfindungsgemäße Separationseinheit (16) einzubauen.For other applications z. B. the alternating installation of an anionic and cationic ion exchanger (deionization of water) or a combination of desiccants with catalysts (detoxification and drying of air). It is also conceivable that different microorganisms are immobilized in the individual intermediate layers, the z. B. can cause a denitrification of appropriately contaminated water. For the treatment of colloid-contaminated liquids or liquids that are to be de-pyrogenized, it is possible in an analogous manner to install separating agents or separating agent sheets with positive and or negative zeta potential in a separating unit ( 16 ) according to the invention.

Beispiel 5Example 5 Filterelemente mit einer Separationseinheit, die eine sehr feine Abstufung im Abscheidegrad vom Außenumfang zum Stützkern hin hatFilter elements with a separation unit, which is a very fine gradation in the degree of separation from the outer circumference to the support core

Stand der Technik sind z. B. Filterkerzen mit ca. 62 mm Durchmesser und einer Dicke der Separationseinheit (16) von ca. 12 mm. Die Separationseinheit (16) besteht dabei aus ca. 60-80 Lagen von vorgefertigten Meltblownvliesen mit Flächenmassen zwischen 30 und 50 g/m². Um eine gestufte Filtration zu bewerkstelligen, d. h. von grob nach fein zu filtrieren, werden in solche Filterelementen Vliese mit verschiedenem Abscheidegrad aneinandergestückelt und diese spiralförmig aufgewickelt. Dabei beschränkt man sich aus wirtschaftlichen Gründen bei der Abstufung in der Regel auf fünf Filtermedien pro Filterelementtyp, da bereits hier alle 1,5 bis 2 Laufmeter eine Stückelung erforderlich ist. Wollte man eine Schicht für Schicht Abstufung erreichen, so müßte man am Kern alle 13 cm, günstigsten Falls aber alle 20 cm stückeln. Insgesamt müßte pro Kerze ca. 60 bis 80 mal gestückelt werden. Für die erfindungsgemäßen Separationseinheiten (16) ist es bei einem kontinuierlichem Fertigungsprozeß möglich, Schicht für Schicht eine Abstufung zu realisieren. Geht man von Vorratsrollen aus, in denen acht Schichten bereits in der richtigen Abstufung übereinander gerollt wurden und sorgt man dafür, daß der Einlaufwinkel einen randschlüssigen Wickel erlaubt, so ist dies gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens mit acht bis zehn Vorratsrollen realisierbar. Es ist aber auch möglich mit sehr schmalen Vorratsrollen mit geringer Überlappung zu arbeiten. Bei einer Breite von z. B. 100 mm benötigen dann 80 verschiedene Vorratsrollen, die eine Abstufung über 80 Stufen erlauben, eine Breite des Vorratsgatters von nur ca. 10 m. State of the art are e.g. B. filter candles with a diameter of approx. 62 mm and a thickness of the separation unit ( 16 ) of approx. 12 mm. The separation unit ( 16 ) consists of approx. 60-80 layers of prefabricated meltblown nonwovens with mass per unit area between 30 and 50 g / m². In order to achieve a staged filtration, ie to filter from coarse to fine, nonwovens with different degrees of separation are pieced together in such filter elements and wound up in a spiral. For economic reasons, the gradation is usually limited to five filter media per filter element type, since a denomination is required every 1.5 to 2 running meters. If you wanted to achieve a layer-by-layer gradation, you would have to chop the core every 13 cm, but at best every 20 cm. A total of about 60 to 80 pieces would have to be cut per candle. For the separation units ( 16 ) according to the invention, it is possible to achieve a gradation layer by layer in a continuous production process. If one starts from supply rolls, in which eight layers have already been rolled over one another in the correct gradation, and if one ensures that the entry angle permits an edge-closing winding, then this can be achieved with eight to ten supply rolls according to the inventive method. But it is also possible to work with very narrow supply rolls with little overlap. With a width of z. B. 100 mm then require 80 different supply rolls, which allow gradation over 80 steps, a width of the supply gate of only about 10 m.

Beispiel 6Example 6 Separationseinheiten mit Bypasswegen von Schicht zu SchichtSeparation units with bypass paths from Layer to layer

Bei Wickelfilterkerzen, die durch einfaches, spiraliges Aufeinanderwickeln von Separationsmittelbahnen erzeugt werden (vergleiche Beispiel 5) ist es für manche Anwendungen ein Nachteil, daß das Filterelement verworfen werden muß, wenn nur eine Schicht der Separationseinheit verblockt ist. Eine erfindungsgemäße Separationseinheit (16) behebt diesen Nachteil dadurch, daß alle oder einzelne Separationsmittelbahnen aus z. B. zwei Schichten bestehen, wobei eine dieser Schichten so grob ist, daß auch eine seitliche Passage des zu behandelnden Fluids möglich ist. Werden solche Doppelschichten erfindungsgemäß überlappend gewickelt, so ergibt sich an jeder Überlappungsstelle, die Möglichkeit des Querbypasses, wenn über einer Separationsfläche ein Differenzdruck auftritt, der größer ist, als der für den Bypassweg. Die prinzipiellen Verhältnisse gibt Fig. 8 schematisch wieder. Dargestellt sind eine einlagige innere Separationsmittelbahn (3) und ebenfalls einlagige äußere Separationsmittelbahn (5). Da­ zwischen liegen die Doppelschichten (4), (6) und (7) mit den Querdrainagen (4′′), (6′′) und (7′′). Sind alle Schichten unbelastet, so strömt das zu behandelnde Medium vor allem in Analogie zur Linie (35). Nimmt die Verblockung der Separationsmittelschicht (7′) zu, so wird ein Teil des Unfiltrates analogen Wegen wie dem Bypassweg (36) folgen. Verblockt auch die Separationsmittelbahn (6′), so werden auch Wege wie der Bypassweg (37) immer wahrscheinlicher.In the case of wound filter cartridges which are produced by simply winding spiral separating webs onto one another (compare Example 5), it is a disadvantage for some applications that the filter element must be discarded if only one layer of the separation unit is blocked. A separation unit ( 16 ) according to the invention remedies this disadvantage in that all or individual separating medium webs made of e.g. B. consist of two layers, one of these layers is so coarse that a lateral passage of the fluid to be treated is possible. If such double layers are wound overlapping according to the invention, there is the possibility of transverse bypass at each overlap point if a differential pressure that is greater than that for the bypass path occurs over a separation surface. The basic conditions are Fig. 8 schematically. A single-layer inner separating agent sheet ( 3 ) and also single-layer outer separating agent sheet ( 5 ) are shown. Since there are the double layers ( 4 ), ( 6 ) and ( 7 ) with the transverse drainage ( 4 ''), ( 6 '') and ( 7 ''). If all layers are unloaded, the medium to be treated flows primarily in analogy to line ( 35 ). If the blocking of the separation medium layer ( 7 ') increases, part of the unfiltrate will follow analogous paths such as the bypass path ( 36 ). Also blocks the separation center path ( 6 '), so paths like the bypass path ( 37 ) are becoming more and more likely.

Beispiel 7Example 7 Separationseinheit mit immobilisierten HefenSeparation unit with immobilized yeast

Für die Flaschengärung von Sekt ist es heute ein Ziel, die Hefe, welche die zweite Gärung bewirkt nicht einfach in die Flasche zu geben, da sie nach dem Absterben in umständlicher Weise durch Schütteln zunächst am Flaschenhals gesammelt werden und schließlich eingefroren als Pfropfen aus dieser wieder entfernt werden muß. In einer erfindungsgemäßen Separationseinheit (16) bzw. einem Separationselementrohling (17) ist die Hefe immobilisiert. Die Stirnflächen (26, 27) des Separationselementrohlings (17) sind wie in Abb. 4B leckdicht verschweißt. Der Querschnitt der Separationseinheit (16) ist in Fig. 7C dargestellt. Den Innenkern bildet ein stabiles Gitternetz (3). Darüber ist eine hydrophobe Membran (4), z. B. aus PTFE oder PVDF mit einer Porengröße um 1 µm oder kleiner gewickelt, deren Seitenränder miteinander verklebt oder verschweißt sind. Diese Membran (4) wird von einer Spunbondschicht (6) geschützt. Als nächstes wird eine Doppelschicht (7, 8) aus einem Spunbondvlies (8) und einem daraufliegenden groben Gitternetz (7) gewickelt, wobei über eine Dosierstation in die Hohlräume des Gitternetzes (7) die für die zweite Gärung notwendige Trockenhefe (22) als Separationsmittel eingebracht wird. Die äußere Schicht (5) ist eine hydrophile Membran mit einer Porengröße um 1 µm oder kleiner. Auch hier sind die Seitenränder dicht miteinander verbunden. Zur zweiten Gärung wird eine solche Separationseinheit (8), bei der wie in Fig. 4B die Stirnseiten (26, 27) verschlossen sind, z. B. mit einem Distanzstück verbunden und durch den Flaschenhals in die für die zweite Gärung vorbereitete Sektflasche eingeführt. Das Distanzstück sorgt durch seine Konstruktion dafür, daß dieses Separationselement in der Flasche unabhängig von deren Lage fixiert ist und das nach Beendigung der neunmonatigen Flaschengärung, nach Entfernen des Kronkorkenverschlusses, das Separationselement samt abgestorbener Hefe leicht entfernt werden kann. Beim Gärprozeß strömen innerhalb der 9 Monate Gärzeit die gesamten vergärbare Substanzen, auf Grund von Konzentrationsunterschieden oder Bewegungen der Flasche, irgend einmal durch die hydrophile Membran (5). Das Stoffwechselprodukt Alkohol gelangt durch die hydrophile Membran (5) wieder in den Flaschenraum, während das Stoffwechselprodukt Kohlendioxid über die hydrophobe Membran (4) in Flaschenraum gelangt. Die Hefen sind zu groß, um die Membranen zu passieren und verbleiben auch nach dem Absterben in der Separationseinheit (16). Das Gitternetz (7) schließlich sorgt dafür, daß die Hefen gleichmäßig über die Flächen der Membranfilter (5) und (4) verteilt bleiben und günstige Wachstumsbedingungen haben.For the bottle fermentation of sparkling wine, it is a goal today not to simply put the yeast, which causes the second fermentation, into the bottle, since after it has died off, it is cumbersome to collect it by shaking it at the neck of the bottle and then freezing it as a plug must be removed. The yeast is immobilized in a separation unit ( 16 ) according to the invention or a separation element blank ( 17 ). The end faces ( 26 , 27 ) of the separation element blank ( 17 ) are welded leak-tight as in Fig. 4B. The cross section of the separation unit ( 16 ) is shown in Fig. 7C. A stable grid ( 3 ) forms the inner core. A hydrophobic membrane ( 4 ), e.g. B. made of PTFE or PVDF with a pore size of 1 µm or smaller, the side edges are glued or welded together. This membrane ( 4 ) is protected by a spunbond layer ( 6 ). Next, a double layer ( 7 , 8 ) of a spunbond fleece ( 8 ) and a coarse grid ( 7 ) lying thereon is wound, the drying yeast ( 22 ) required for the second fermentation being used as a separating agent in the cavities of the grid ( 7 ) is introduced. The outer layer ( 5 ) is a hydrophilic membrane with a pore size of 1 µm or smaller. Here, too, the side edges are tightly connected. For the second fermentation, such a separation unit ( 8 ), in which the end faces ( 26 , 27 ) are closed, as in FIG . B. connected to a spacer and inserted through the bottle neck into the sparkling wine bottle prepared for the second fermentation. The construction of the spacer ensures that this separation element is fixed in the bottle regardless of its position and that after the nine-month bottle fermentation has ended, after the crown cap has been removed, the separation element including dead yeast can be easily removed. During the fermentation process, all of the fermentable substances flow through the hydrophilic membrane ( 5 ) at some point due to differences in concentration or movements of the bottle. The metabolic product alcohol gets back into the bottle compartment through the hydrophilic membrane ( 5 ), while the metabolic product carbon dioxide enters the bottle compartment via the hydrophobic membrane ( 4 ). The yeasts are too large to pass through the membranes and remain in the separation unit ( 16 ) even after they have died. Finally, the grid ( 7 ) ensures that the yeasts remain evenly distributed over the surfaces of the membrane filters ( 5 ) and ( 4 ) and have favorable growth conditions.

Beispiel 8Example 8 Asymmetrische Separationseinheit aus MeltblownvliesenAsymmetrical separation unit Meltblown fleeces

Für plissierte Filterkerzen für die Feinfiltration ist es z. B. üblich mehrere Meltblownvliese übereinander zu plissieren, um Filtereinheiten mit einem asymmetrischen Porencharakter zu erzeugen. Limitierend für die Erzeugung solcher asymmetrischen Separationseinheiten ist zum einen die Anzahl der möglichen Abrollstationen, zum anderen die aus vielen Einzelschichten resultierende Dicke der gebildeten Filtereinheit, wobei zu berücksichtigen ist, daß aus Stabilitätsgründen eine für den Plissierprozeß geeignete Filterschicht in der Regel mindesten 15 g/m² Flächengewicht haben muß. Erfindungsgemäße Filterschichten erlauben eine Schicht für Schicht Abstufung mit Schichten die nur bis zu 2 g/m² Flächenmasse haben.It is for pleated filter cartridges for fine filtration e.g. B. usual several meltblown nonwovens on top of each other pleated to filter units with an asymmetrical To produce pore character. Limiting for the generation is such asymmetrical separation units the number of possible unwind stations, on the other hand the thickness of the resulting from many individual layers formed filter unit, taking into account that for stability reasons one for the pleating process suitable filter layer usually at least 15 g / m² Basis weight. Filter layers according to the invention allow a layer by layer gradation with layers which only have a mass of up to 2 g / m².

Nach Herstellung einer im Querschnitt ellipsenförmigen Separationseinheit (16) mit der gewünschten vielschichtigen Asymmetrie, wird der Separationsmittelschlauch (16) z. B. zunächst als Flachschlauch aufgewickelt und dieser dann in Bahnen geschnitten oder er wird in line geschnitten und die gebildete Bahnware sofort aufgewickelt. Ggf. kann vor einer Weiterverarbeitung, z. B. durch Plissieren, ein Kalandrierschritt erfolgen, um eine noch feinere, asymmetrische Porenstruktur zu erzeugen.After producing a cross-sectionally elliptical separation unit ( 16 ) with the desired multilayer asymmetry, the separation agent tube ( 16 ) is z. B. first wound as a flat tube and this is then cut into webs or it is cut in line and the web material formed is immediately wound up. Possibly. can before further processing, e.g. B. by pleating, a calendering step to produce an even finer, asymmetrical pore structure.

Claims (31)

1. Mehrschichtige Separationseinheit für die Separation von flüssigen oder gasförmigen Medien aus mindestens zwei Separationsmittelbahnen, die jeweils von einer Vorratsrolle abwickelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Separationsmittelbahn (3-10) durch eine schraubenförmige Anordnung mit einem Überlappungsgrad (n) von mindestens 1, d. h. einer bündigen oder sich überlappenden Anordnung von aneinandergrenzenden Seitenrändern einer Separationsmittelbahn, für sich eine individuelle, homogene Separationsmittelschicht bildet.1. Multi-layer separation unit for the separation of liquid or gaseous media from at least two separating medium webs, each of which can be unwound from a supply roll, characterized in that each separating medium web ( 3-10 ) by a helical arrangement with a degree of overlap (n) of at least 1, that is, a flush or overlapping arrangement of adjoining side edges of a separating center web, forming an individual, homogeneous separating agent layer. 2. Separationseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angrenzenden oder überlappenden Seitenränder der Separationsmittelbahnen (3-10) der einzelnen Schichten die gleiche Laufrichtung haben.2. Separation unit according to claim 1, characterized in that the adjacent or overlapping side edges of the separating center webs ( 3-10 ) of the individual layers have the same running direction. 3. Separationseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der schraubenförmig angeordneten Separationsmittelbahnschichten, durch einen Überlappungsgrad (n) von größer 1 der Seitenränder der Separationsmittelbahn, mehr als einlagig ist. 3. Separation unit according to claim 1 or 2, characterized characterized in that at least one of the helical arranged separation center web layers, by a degree of overlap (n) greater than 1 Side edges of the separation center web, more than is single layer.   4. Separationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese durch Verkleben oder Verschweißen von sich überlappenden Seitenrändern, zumindest einer Separationsmittelbahn, zumindest eine Separationsmittelschicht enthält, die keinen Bypass für ein zu separierendes Medium erlaubt.4. Separation unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that this by gluing or Welding of overlapping side edges, at least one separation center web, at least one Contains separation layer that does not bypass for a medium to be separated allowed. 5. Separationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich mindestens eine Schicht aus nicht bahnförmigen Separationsmitteln oder bahnförmigen Separationsmitteln mit sich nicht berührenden Seitenrändern, also mit einem Überlappungsgrad (n) kleiner als 1, enthält, die die Separation unterstützt.5. Separation unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that they additionally at least a layer of non-sheet separation means or web-shaped separation means with itself touching side edges, i.e. with a Degree of overlap (s) less than 1, which contains the Separation supported. 6. Separationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Separationseinheit schlauchförmig ausgebildet ist.6. Separation unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the separation unit is tubular. 7. Separationseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch zylindrisch ist.7. Separation unit according to claim 6, characterized characterized in that the hose is cylindrical. 8. Separationseinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Separationseinheitsschlauches an einen Stützkern (21) angrenzt.8. Separation unit according to claim 6 or 7, characterized in that the inside of the separation unit hose is adjacent to a support core ( 21 ). 9. Separationseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkern (21) ebenfalls durch schraubenförmiges Aufwickeln einer bahnförmigen Lage gebildet ist.9. Separation unit according to claim 8, characterized in that the support core ( 21 ) is also formed by helically winding a sheet-like layer. 10. Separationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Separationseinheit ein Flachmaterial ist, das durch Aufschneiden eines Separationseinheitschlauches erzeugt wird.10. Separation unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the separation unit Flat material is made by cutting open a Separation unit hose is generated. 11. Separationseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterial nachbehandelt wird.11. Separation unit according to claim 10, characterized characterized in that the flat material is treated becomes. 12. Separationseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung ein Kalandriervorgang ist.12. Separation unit according to claim 11, characterized characterized that the aftertreatment a Calendering process. 13. Separationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Separationseinheit aktivierbare Separationsschichten enthält.13. Separation unit according to one of claims 1 to 12, characterized in that the separation unit contains separable layers that can be activated. 14. Separationseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die aktivierbaren Separationsschichten Klebeeigenschaften haben.14. Separation unit according to claim 13, characterized characterized in that the activatable Separation layers have adhesive properties. 15. Separationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Separationseinheit Separationsschichten enthält, die zur Versteifung der Separationseinheit dienen. 15. Separation unit according to one of claims 1 to 14, characterized in that the separation unit Contains separation layers that are used to stiffen the Serve separation unit.   16. Separationseinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Separationsmittelschicht Mikroorganismen enthält.16. Separation unit according to one of claims 4 to 15, characterized in that at least one Separation layer contains microorganisms. 17. Separationselemente, dadurch gekennzeichnet, daß sie Separationseinheiten nach Anspruch 1 bis 16 enthalten.17. Separation elements, characterized in that they Separation units according to claim 1 to 16 included. 18. Separationselemente gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehr als einem zylindrische Separationselementrohling bestehen.18. Separation elements according to claim 17, characterized characterized in that it consists of more than one cylindrical Separation element blank exist. 19. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Separationseinheit bei dem zumindest zwei vorgefertigte Separationsmittelbahnen von jeweils einer Vorratsrolle abgewickelt werden und aufeinander folgend über einem Wickeldorn schraubenförmig aufgewickelt werden.19. Method of making a multilayer Separation unit in the at least two prefabricated Separation center webs of one supply roll each be handled and successively over one Winding mandrel can be wound helically. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Aufwicklung für beide Separationsmittelbahnen gleichzeitig bei gleicher Wickelrichtung erfolgt.20. The method according to claim 19, characterized in that the helical winding for both Separation center webs at the same time Direction of winding takes place. 21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß nicht bahnförmige und nicht abrollbare Separationsmittel auf mindestens eine einlaufende Separationsmittelbahn zu Bildung zusätzlicher Separationsmittelschichten der Separationseinheit aufgetragen werden.21. The method according to claim 19 or 20, characterized characterized that not web-shaped and not unrollable separation means on at least one incoming separation center web for formation additional layers of separating agent Separation unit can be applied. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer oder mehrerer über einer oder mehreren einlaufenden Separationsmittelbahnen angeordneter Vorrichtungen vor dem Einlauf in den Schraubenwickel eine Bahnbehandlung oder Bahnbeschichtung erfolgt.22. The method according to any one of claims 19 to 21, characterized characterized in that with the help of one or more  one or more incoming Separation center tracks of arranged devices the entry into the screw winding a web treatment or web coating. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer oder mehrerer über geeigneten Stellen der sich bildenden bzw. gebildeten schlauchförmigen Separationseinheit installierten Vorrichtungen eine Nachbehandlung des Schraubenwickels erfolgt.23. The method according to any one of claims 19 to 22, characterized characterized in that with the help of one or more suitable places of the forming or formed tubular separation unit installed Devices post-treatment of the screw wrap he follows. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Nachbehandlungsvorrichtung ein Verschweißen überlappender Seitenränder einer Separationsmittelbahn erfolgt.24. The method according to claim 23, characterized in that with the help of an aftertreatment device Welding overlapping side edges of one Separation center path takes place. 25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Nachbehandlungsvorrichtung eine Andruckwalze (14, 14′) zur Wickelverfestigung ist.25. The method according to claim 23, characterized in that at least one aftertreatment device is a pressure roller ( 14 , 14 ') for winding consolidation. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Separationseinheit auf einem ein Stützkern (21) als Wickeldorn erfolgt, der bei der Separationseinheit verbleibt.26. The method according to any one of claims 19 to 25, characterized in that the formation of the separation unit takes place on a support core ( 21 ) as a winding mandrel, which remains with the separation unit. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Separationseinheit verbleibende Stützkern (21) durch Anstückeln von vorgefertigten Kernsegmenten (21, 21′) erzeugt wird. 27. The method according to claim 26, characterized in that the support core ( 21 ) remaining in the separation unit is produced by attaching prefabricated core segments ( 21 , 21 '). 28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Separationseinheit verbleibende Stützkern (21) aus einer oder mehreren geeigneten vorgefertigten Separationsmittelbahnen als Schraubenspirale erzeugt wird.28. The method according to claim 26, characterized in that the support core ( 21 ) remaining in the separation unit is produced from one or more suitable prefabricated separating center webs as a screw spiral. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildete schlauchförmige Separationseinheit als Flachschlauch aufgewickelt wird.29. The method according to any one of claims 19 to 26, characterized characterized in that the tubular formed Separation unit is wound up as a flat tube. 30. Verfahren nach Anspruch 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildete schlauchförmige Separationseinheit hinter einer entsprechenden Schneideeinrichtung als Flachbahn aufgewickelt wird.30. The method according to claim 19 to 26, characterized characterized in that the tubular formed Separation unit behind a corresponding one Cutting device is wound up as a flat web. 31. Verfahren nach Anspruch 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildete schlauchförmige Separationseinheit segmentartig als Separationselementrohling abgelängt wird.31. The method according to claim 19 to 28, characterized characterized in that the tubular formed Separation unit as a segment Separation element blank is cut to length.
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