由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构构成的陶瓷

申请号 CN201180054062.5 申请日 2011-10-31 公开(公告)号 CN103313954B 公开(公告)日 2016-03-30
申请人 阿特克创新有限责任公司; 发明人 P.博尔杜安;
摘要 示出且说明了一种陶瓷,其可由至少两个外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构(1,2)作为 覆盖 层 和至少一个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构(3,4)作为用于外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构(1,2)的间隔 垫片 和 中间层 的复合来获得。根据本 发明 设置成,内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构(3,4)在复合物中在上侧和/或在下侧整面地与至少一个另外的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构(1,2)相连接并且内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构(3,4)具有大量面凹口(5,6)。
权利要求

1.一种陶瓷,其能够由外部的初陶瓷的至少两个纸结构和/或纸板结构(1, 2)作为覆盖层与内部的初陶瓷的至少一个纸结构和/或纸板结构(3, 4)作为用于外部的初陶瓷的所述纸结构和/或纸板结构(1, 2)的间隔垫片中间层的复合来获得,其特征在于,内部的初陶瓷的所述纸结构和/或纸板结构(3, 4)在复合物中在上侧和/或在下侧整面地与外部的初陶瓷的至少一个纸结构和/或纸板结构(1, 2)并且/或者与内部的初陶瓷的至少一个另外的纸结构和/或纸板结构(3, 4)相连接,并且内部的初陶瓷的所述纸结构和/或纸板结构(3, 4)具有大量面凹口(5, 6)。
2.根据权利要求1所述的陶瓷,其特征在于,所述复合物具有整面地相互连接的内部的初陶瓷的至少两个纸结构和/或纸板结构(3, 4)。
3.根据权利要求2所述的陶瓷,其特征在于,所述复合物的内部的初陶瓷的第一纸结构和/或纸板结构(3)的面凹口(5)与所述复合物的内部的初陶瓷的邻接的第二纸结构和/或纸板结构(4)的面凹口(6)互补地来构造,使得在带有内部的初陶瓷的两个邻接的纸结构和/或纸板结构(3, 4)的所述复合物中所述面凹口在内部的初陶瓷的邻接的纸结构和/或纸板结构中局部相叠地布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷,其特征在于,所述面凹口(5, 6)导引流动地相互连接。
5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的陶瓷,其特征在于,初陶瓷的所述纸结构和/或纸板结构(1-4)的厚度在0.1至2.0mm之间。
6.根据前述权利要求1-3中任一项所述的陶瓷,其特征在于,所述面凹口(5, 6)有规律地分布并且/或者所述面凹口(5, 6)是圆形的、椭圆形的或者多边形的。
7.根据前述权利要求1-3中任一项所述的陶瓷,其特征在于,所述复合物的内部的初陶瓷的第一纸结构和/或纸板结构(3, 4)的面凹口(5, 6)具有相同的轮廓并且/或者所述复合物的内部的初陶瓷的第一纸结构和/或纸板结构(3)的面凹口(5)和所述复合物的内部的初陶瓷的第二纸结构和/或纸板结构(4)的面凹口(6)具有相同的轮廓。
8.根据前述权利要求1-3中任一项所述的陶瓷,其特征在于,所述复合物的内部的初陶瓷的第一纸结构和/或纸板结构(3)的面凹口(5)小于所述复合物的内部的初陶瓷的邻接的第二纸结构和/或纸板结构(4)的面凹口(6),其中,内部的初陶瓷的所述第一纸结构和/或纸板结构的大量面凹口与内部的初陶瓷的所述第二纸结构和/或纸板结构的至少一个面凹口导引流动地相连接。
9.根据权利要求4所述的陶瓷,其特征在于,所述复合物的内部的初陶瓷的第一纸结构和/或纸板结构(3)的面凹口(5)与所述复合物的内部的初陶瓷的邻接的第二纸结构和/或纸板结构(4)的面凹口(6)在所述陶瓷中形成相互连接的流动导引通道。
10.根据权利要求5所述的陶瓷,其特征在于,所述纸结构和/或纸板结构(1-4)的厚度在0.4至0.6mm之间。
11.根据权利要求5所述的陶瓷,其特征在于,内部的初陶瓷的所述纸结构和/或纸板结构(3, 4)的厚度相应于外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构(1, 2)的厚度。
12.一种带有根据前述权利要求1至11中任一项所述的陶瓷的轻质构件。
13.一种带有根据前述权利要求1至11中任一项所述的陶瓷的过滤器
14.一种带有至少一个陶瓷过滤体(105)作为过滤元件的过滤器(106),其中,所述陶瓷过滤体(105)能够通过平面的初陶瓷的纸层和/或纸板层(102-104)的多层的复合物(101)的陶瓷化获得,其特征在于,所述复合物(101)具有至少一个分离层组件(107),其带有由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的至少一个分离层(102)和作为用于所述分离层(102)的间隔垫片的由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的与所述分离层(102)相连接的至少一个夹层(103, 104),其中,所述分离层(102)在所述复合物(101)陶瓷化时形成隔离层(109)而至少一个所述夹层(103, 104)形成中间层(110)和在所述陶瓷过滤体(105)中的穿流区,其中,所述分离层(102)在平侧上封闭而所述夹层(103, 104)具有大量面凹口(111, 112)并且与所述分离层(102)在上侧或者在下侧整面地相连接。
15.根据权利要求14所述的过滤器,其特征在于,所述复合物(101)具有大量并排而置的分离层组件(107),其中,每个分离层组件(107)相应具有至少两个分离层(102)和在所述分离层(102)之间的至少一个夹层(103, 104),并且其中,相邻的分离层组件(107)经由作为用于所述分离层组件(107)的间隔垫片的布置在所述分离层组件(107)之间的至少一个另外的夹层(104)相连接。
16.根据权利要求14或15所述的过滤器,其特征在于,所述陶瓷过滤体(105)的相邻的中间层(110, 113)通过隔离层(109)彼此分离。
17.根据权利要求14或15所述的过滤器,其特征在于,在所述复合物(101)的至少两个分离层(102)之间设置有相互连接的至少两个夹层(103, 104)。
18.根据权利要求14或15所述的过滤器,其特征在于,所述陶瓷过滤体(105)具有在轴向上延伸的收集通道(116)并且隔离层(109)和中间层(110, 113)在所述收集通道(116)的周缘上分布地布置。
19.根据权利要求18所述的过滤器,其特征在于,所述收集通道(116)与至少一个中间层(113)导引流动地相连接。
20.根据权利要求18所述的过滤器,其特征在于,所述复合物(101)具有由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的管体(118),其中,所述分离层(102)和所述夹层(103, 104)在所述管体(118)的周缘上分布地布置并且固定在所述管体(118)处。
21.根据权利要求18所述的过滤器,其特征在于,所述复合物(101)具有管形的生坯,其中,所述分离层(102)和所述夹层(103, 104)在所述生坯的周缘上分布地布置并且固定在所述生坯处。
22.根据权利要求18所述的过滤器,其特征在于,所述分离层(102)和所述夹层(103,
104)在所述复合物(101)中围绕空腔(120)布置,其中,所述空腔(120)由所述分离层(102)和所述夹层(103, 104)来限制。
23.根据权利要求16所述的过滤器,其特征在于,所述陶瓷过滤体(105)的相邻的中间层(110, 113)能够以交叉流通流。
24.根据权利要求17所述的过滤器,其特征在于,相互连接的所述夹层(103, 104)具有彼此互补地构造的且局部重叠的面凹口(111, 112)以在所述分离层(102)之间形成至少一个流动通道。
25.根据权利要求18所述的过滤器,其特征在于,隔离层(109)和中间层(110, 113)螺旋形地围绕所述收集通道(116)卷绕地布置。
26.根据权利要求22所述的过滤器,其特征在于,所述分离层(102)和所述夹层(103,
104)螺旋形地围绕所述空腔(120)卷绕。
27.根据权利要求14或15所述的过滤器,其特征在于,所述陶瓷过滤体(105)能够通过螺旋形卷绕的平面的初陶瓷的多个纸层和/或纸板层(102, 103, 104)的复合物(101)的陶瓷化获得。

说明书全文

由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构构成的陶瓷

技术领域

[0001] 本发明涉及一种由初陶瓷的(praekeramisch)纸结构和/或纸板结构(Pappstruktur)构成的陶瓷,其尤其构造用于应用为陶瓷的过滤材料,其可由至少两个外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构作为覆盖层与至少一个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构作为和用于外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的间隔垫片(Abstandshalter)和中间层(Zwischenschicht)的复合来获得。

背景技术

[0002] 多孔的陶瓷在技术上被用于大量的应用,例如作为隔热结构、助燃剂、多孔燃烧室基底(Porenbrennersubstrat)以及阻燃结构。
[0003] 为了制造薄壁的结构陶瓷可使用纸结构和/或纸板结构作为成型工具。在此从现有技术中已知将纸结构和/或纸板结构浸入由金属的或陶瓷的粉末构成的泥浆中,由此实现外部的涂覆。相应浸入的纸板或纸接下来经由化或热解烧结被转化成陶瓷成形体(Keramikformkoerper),这下面被称为“陶瓷化”。在该方法实施中已得到带有比较小的重量的耐高温的、小室状的陶瓷。通过层压(Laminieren)例如可将多层初陶瓷的纸结构和/或纸板结构实现成板并且通过将波纹层与平面的初陶瓷的纸或纸板相连接可实现能承载的波纹纸板结构。在热处理和烧结之后由此产生纯陶瓷的构件。与相同厚度的状陶瓷(例如由氧化构成)相比,由此实现显著的重量节省。
[0004] 从文件WO 2007/042105 A1中已知一种用于制造陶瓷的方法,其中,将纤维材料和填料混合并且加工成初陶瓷的纸或纸板。接下来使如此制造的纸或所制造的纸板暴露于热解和/或烧结过程。可如此获得的陶瓷以之前描绘的纸或者纸板结构的形式构造为复合陶瓷。填料可从化物、氮化物、氧化物、化物和/或沸石中选取。可使用金属(如、非铁金属,如、镍、铬、)以及其合金(如青铜黄铜或者不锈)作为填料。尤其也可使用Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、TiO2、B4C、TiC、TiB2和/或其混合物和/或玻璃(如铝酸盐)作为填料。另外从文件WO 2007/042105 A1中已知使用由初陶瓷的纸结构或者纸板结构构成的陶瓷用于气体分离或液体过滤。这样的陶瓷的薄膜应用于微过滤、超过滤和纳米过滤。这里追求平的、大面积的过滤结构,其不能借助于保守的方法(例如挤出)实现。使用所谈论的陶瓷结构的优点在于,大面积的、薄的陶瓷基底可制造并且由此可通过纸技术方法在多层系统中来实现。陶瓷基底的厚度在此在纸的情况下小于500μm、然而在纸板结构的情况下直至50mm。
[0005] 从文件WO 2007/113219 A1和从文件WO 2005/049524 A1中已知另外的用于由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构制造陶瓷的方法。
[0006] 所参考的文件WO 2007/042105 A1、WO 2007/113219 A1和WO 2005/049524 A1的所有技术特征应属于本发明的教导。前述文件应完整地被包括到本发明的公开中。这尤其涉及已知的用于制造陶瓷的方法以及用于制造陶瓷的原料。
[0007] 然而对于可通过初陶瓷的多个纸结构和/或纸板结构的复合物的热转化而获得并且例如可具有波纹纸板结构或者类似的轻质结构的陶瓷不利的是,在由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构构成的各个陶瓷化的层之间的连接不确保持久的结合(Zusammenhalt)并且陶瓷具有不足的机械强度。如果例如使用由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构获得的带有波纹纸板结构的陶瓷用于过滤流体,在过滤器反洗时会非常容易引起陶瓷部分的剥落。当过滤腐蚀性的介质时,剥落的危险尤其提高。还在其他应用范围中(例如在使用由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构构成的陶瓷的轻质结构和轻质构件中),由于不均匀的负荷分布会容易引起陶瓷部分的剥落,这可不利地作用于陶瓷的使用寿命并且/或者损害陶瓷的功能性。

发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种开头所提及的类型的陶瓷,其以改善的机械强度和较小的重量而突出。
[0009] 前述目的由此来实现,即用于制造根据本发明的陶瓷的由初陶瓷的纸和/或纸板构成的复合物具有至少一个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构,其在上侧和/或在下侧整面地与至少一个另外的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构相连接并且具有大量横向于平侧(Flachseite)贯穿该结构的面凹口(Flaechenausnehmung)或穿孔或穿通的开口,其在内部的纸结构和/或纸板结构中形成空腔或空室。在凹口的区域中内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构不与另外的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构相连接。外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构作为覆盖层优选地具有封闭的平侧或表面。内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构可与至少一个外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构和/或与至少一个另外的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构相连接。优选地,内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构在两个平侧上相应与外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构相连接。原则上可能通过本身从现有技术中已知的纸接合技术将复合物的纸结构和/或纸板结构(配合和/或形状配合地)相互连接,尤其通过层压。
[0010] 通过在相互连接的邻接的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构之间整面的复合来保证根据本发明的陶瓷的高强度。在符合规定的使用中陶瓷部分剥落或脱落(Absprengung)的危险因此相对从现有技术中已知的陶瓷显著减小。为了保证根据本发明的陶瓷的高机械强度,可能在热处理转化成陶瓷期间以一重量加载复合物。在此即使在高温和与此相联系的材料软化(由于根据本发明所设置的在内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构与外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构之间整面的复合)的情况下也确保复合物的高形状保持性。根据本发明的陶瓷尤其适合于用作陶瓷过滤材料,其中,即使在过滤腐蚀性介质时和/或在过滤器反洗时也可在较高程度上排除陶瓷结构的损坏。根据本发明的陶瓷另一优选的应用范围在轻质结构材料的领域,其中,带有根据本发明的陶瓷的轻质构件具有高机械强度。通过根据本发明所设置的在内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构中的面凹口同时保证根据本发明的陶瓷的较小的重量。面凹口的尺寸和/或分布在此选择成使得内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的封闭的区域足够大,以便在与外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构整面连接的情况下保证复合物的和因此还有可通过热处理由该复合物获得的根据本发明的陶瓷的足够高的机械强度。
[0011] 概念“初陶瓷的纸结构和/或纸板结构”涉及可热地“陶瓷化”或转化以获得陶瓷结构的任何纸结构和/或纸板结构。由纸结构和/或纸板结构或纸层和/或纸板层构成的复合物为了制造根据本发明的陶瓷例如可被浸入由金属的或陶瓷的粉末构成的泥浆中或从外涂覆。接下来,如上面所说明的那样经由氧化或热解和烧结将复合物转化成陶瓷。此外例如也可能的是,初陶瓷的纸结构和/或纸板结构可由纤维材料和填料的混合而获得。此外例如可能由纤维材料和填料的混合来获得初陶瓷的纸层和/或纸板层。
[0012] 为了制造根据本发明的陶瓷,可将优选地平的或平面地构造的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构作为复合物的外部的和/或内部的层相互连接。在热处理或转化成陶瓷材料之前可使复合物成形,其中,为了该目的可使用本身从现有技术中已知的纸或纸板成型技术,以便必要时制造薄壁的、复杂成形的结构陶瓷。例如可能的是,在热处理之前使复合物起皱或成波纹。
[0013] 在一优选的实施形式中,通过复合物(其在两个外部的纸结构和/或纸板结构之间具有至少两个大致整面地相互连接的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构)的热转变来获得根据本发明的陶瓷。通过所使用的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的厚度和/或数量可鉴于一定的使用情况根据需要来调节在复合物的外部的覆盖层之间的间距和由此根据本发明的陶瓷的厚度。应理解的是,根据本发明的陶瓷结构也可由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的复合物获得,其中,该复合物由大量层组件形成,其相应带有至少两个外部的覆盖层和作为用于外部的覆盖层的间隔垫片的至少一个内部的中间层。前述类型的两个相邻的层组件那么可经由至少一个另外的中间层彼此分离和相互连接。
[0014] 在本发明的另一优选的实施形式中,在复合物的内部的初陶瓷的第一纸结构和/或纸板结构中的面凹口与在复合物的内部的初陶瓷的邻接的第二纸结构和/或纸板结构中的面凹口可互补地来构造,其中,面凹口可在邻接的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构中局部相叠地布置或者仅局部重叠。通过这两个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的仅局部重叠的或相叠的面凹口来保证,在邻接的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构之间提供足够大的连接面,以确保复合物的高强度和由此根据本发明的陶瓷的高强度。
[0015] 面凹口可导引流动地相互连接。原则上例如可能的是,复合物在两个覆盖层之间具有仅仅一个带有面凹口的在两个覆盖层之间的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构,其中,面凹口相互连接并且在陶瓷中形成至少一个大致在一流动平面中延伸的流动导引通道。然而优选地设置有至少两个直接地或非间接地相互连接的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构,其中,通过在内部的初陶瓷的第一纸结构和/或纸板结构中的面凹口和通过在内部的初陶瓷的邻接的第二纸结构和/或纸板结构中的面凹口来形成在陶瓷的外部的覆盖层之间通过陶瓷化相互连接的流动导引通道。在内部的初陶瓷的第一纸结构和/或纸板结构中的面凹口和在内部的初陶瓷的邻接的第二纸结构和/或纸板结构中的面凹口在此处于不同的高度级上。从这样的复合物获得的陶瓷因此在外部的优选地封闭的陶瓷层之间的区域中具有布置在不同的流动平面上的且待引回到内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的面凹口上的相互连接的腔,其中,在流动阻力较小的情况下经由这些腔陶瓷可能穿流。优选地,这些腔形成连续的在根据本发明的陶瓷的整个长度和/或宽度上延伸的流动导引通道,其中,进一步优选地,在陶瓷的纵向上和在横向上并且大致平行于陶瓷的平侧的流体导出可以是可能的。
[0016] 通过面凹口的尺寸可影响在陶瓷流过时的流动阻力。然而就此而言应考虑的是,随着面凹口的尺寸增加,供纸结构和/或纸板结构的相互连接所使用的(总)连接面积减少。按照对根据本发明的陶瓷的机械强度的要求,因此应限制在纸结构和/或纸板结构中的面凹口的尺寸。优选地,纸结构和/或纸板结构或纸层和/或纸板层的面凹口关于纸结构和/或纸板结构或纸层和/或纸板层的基础面积的份额在10至90%之间、优选地在20%与80%之间。前述范围包括所有整数的中间值,即使这未详细说明。
[0017] 在复合物的生坯状态(Grünzustand)中、即在烧结过程之前的初陶瓷的纸层和/或纸板层的厚度可为至少80μm、优选地在100至2000μm之间、进一步优选地在300至600μm之间,其中,特别优选地,内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构和外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构可具有相同的厚度。前述厚度优选地涉及在生坯状态中、即在转化成陶瓷之前的平面的初陶瓷的纸层和/或纸板层或纸结构和/或纸板结构。由于纸结构和/或纸板结构的较小的厚度可制造轻的陶瓷,其同时具有高强度。优选地使用具有相同厚度的纸结构和/或纸板结构用于制造复合物。这导致在制造根据本发明的陶瓷时较小的方法技术成本。
[0018] 在内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构中的面凹口可有规律地分布地布置。优选地,面凹口构造成圆形、椭圆形或者多边形。也可设置有构造为长孔的或蜂窝形、三形、梯形或者四角形的凹口。在此,复合物的至少一个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的面凹口可轮廓相同。但是原则上也可能的是,在一纸结构和/或纸板结构中的面凹口轮廓不同。为了简单起见,复合物的第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的面凹口和第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的面凹口也可轮廓相同地来构造。为了确保面凹口的部分重叠,在复合物的第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构中的面凹口例如可相对于在复合物的邻接的第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构中的面凹口旋转90°来布置。在复合物具有多于两个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的情况下,可设置有面凹口的相应交替的取向。优选地设置成,具有轮廓相同的面凹口的纸层和/或纸板层形成复合物。各个层可相对于彼此旋转和/或相对于彼此偏移90°地布置,以便提供相互连接的纸层和/或纸板层的面凹口的部分重叠。在纸层和/或纸板层中的面凹口在此优选地可通过冲压纸层和/或纸板层获得。在纸层和/或纸板层中的面凹口占纸层和/或纸板层的总基础面积的份额可为大约20至80%、优选地大约30%至70%。
[0019] 在本发明的一备选的实施形式中也可设置成,第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的所取出的区域的总面积和/或各个面凹口小于邻接的第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的所取出的区域的总面积和/或各个面凹口。在此,第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的大量面凹口与第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的单个面凹口或多个面凹口可导引流动地连接。与作为覆盖层的两个外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构复合的作为中间层或者间隔垫片的至少两个邻接的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的凹口的前述的布置和构造特征在于在纸结构和/或纸板结构之间足够大的连接面积和因此在流动阻力较小时持久的结合。
[0020] 本发明此外涉及一种带有至少一个陶瓷过滤体作为过滤元件的过滤器,其中,陶瓷过滤体可通过平的初陶瓷的纸层和/或纸板层的多层复合物的陶瓷化获得。
[0021] 本发明的目的是提供一种开头所提及的类型的过滤器,其以改善的机械强度和以较小的重量突出并且可以以简单的方式在成本较小的情况下制造。
[0022] 前述目的根据本发明对于带有权利要求11的前序部分特征的过滤器由此来实现,即复合物具有至少一个分离层组件,其带有由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的至少一个分离层(Trennlage)和作为用于分离层的间隔垫片的由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的与分离层相连接的至少一个夹层(Zwischenlage),其中,分离层在复合物陶瓷化时形成隔离层(Trennschicht)而该至少一个夹层形成中间层和在陶瓷过滤体中的穿流区(Durchstroemungszone),其中,分离层在平侧上封闭而夹层具有大量面凹口并且与分离层在上侧或者在下侧整面地相连接。该复合物优选地可具有至少一个分离层组件,其带有由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的至少两个分离层和作为用于分离层的间隔垫片的布置在分离层之间的由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的至少一个夹层,其中,分离层在复合物陶瓷化时形成隔离层而该至少一个夹层形成中间层和在陶瓷过滤体中在两个隔离层之间的穿流区,其中,分离层在平侧上封闭而夹层具有大量面凹口并且在复合物中在上侧或者在下侧与至少一个邻接的初陶瓷的纸层和/或纸板层整面地相连接。在之前所说明的复合物中的分离层组件的结构在复合物陶瓷化时被构造为在陶瓷过滤体中的双隔离层组件,其中,并排而置的隔离层使能够过滤液态的、气态的或者蒸汽状的介质。
[0023] 原则上也可能的是,为了制造过滤器利用所谓的“遗失的芯”来处理。该复合物那么具有至少一个分离层组件,其带有由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的至少一个分离层。分离层可在可通过复合物的陶瓷化获得的陶瓷过滤体的外侧上、优选地在其渗透侧上与作为间隔垫片的由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的夹层相连接。在复合物陶瓷化时,夹层在过滤侧上构造中间层和用于渗透流的穿流区。在另一外侧、优选地供给侧上,分离层可在复合物中与不能陶瓷化的纸材料和/或纸板材料和/或不能陶瓷化的纤维素织物(Zellstoffgewebe)或纤维素材料相连接,其在复合物陶瓷化时燃烧,使得例如在两个相邻的分离层之间形成空腔,其在穿流时引起仅较小的流动阻力。在渗透侧或过滤侧上,而带有孔结构等的中间层可通过由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的夹层的陶瓷化来形成。
[0024] 通过在邻接的初陶瓷的纸层和/或纸板层之间关于平侧整面的复合,在根据本发明的过滤器中保证陶瓷成形体的高强度。陶瓷部分剥落或脱落的危险在符合规定地使用时因此相对从现有技术中已知的例如带有波纹纸板结构的陶瓷过滤器显著减小。即使在过滤腐蚀性介质时和/或在过滤器反洗时也可以很大程度上排除陶瓷成形体的损坏。
[0025] 优选地,夹层在复合物中在两个平侧上相应整面地与另外的初陶瓷的纸层和/或纸板层相连接,这例如可通过层压实现。原则上在此可能将复合物的纸层和/或纸板层在烧结过程之前通过本身从现有技术中已知的纸接合技术(力配合和/或形状配合地)相互连接。
[0026] 通过在(多个)夹层中的面凹口或穿孔,可提供相互连接的空室或空腔,其在邻接的初陶瓷的纸层和/或纸板层之间形成通道并且在陶瓷化时作为穿流区或流体通道保留在邻接的(隔离)层之间的中间层中并且使陶瓷过滤体优选地能够指向中间层的平侧的方向上穿流。经由在至少一个中间层中的穿流区,能够在流动阻力较小的情况下在供给侧运输待过滤的介质至一个或多个隔离层或者在渗透侧从(多个)隔离层运走渗透流。在供给侧,穿流区也可通过复合物的遗失的芯来提供,如上面所说明的那样。通过中间层的根据本发明所设置的面凹口同时实现陶瓷过滤体的较小重量。面凹口优选地通过切分(Schneidplotten)或者通过平的纸层和/或纸板层的冲压在其连接之前来获得。
[0027] 为了保证陶瓷过滤体的高机械强度,可能在用于转化成陶瓷的热处理期间以一重量加载复合物。由于根据本发明所设置的在初陶瓷的纸层和/或纸板层之间整面的复合,即使在高温和和与此相联系的材料软化的情况下也确保复合物的高形状保持性。
[0028] 概念“初陶瓷的纸材料和/或纸板材料”涉及任何能够如上面所说明的那样被转化成陶瓷结构的纸结构和/或纸板结构。
[0029] 纸材料和/或纸板材料尤其在相应的成型之后可被涂覆有可陶瓷化的材料,以便首先将平滑层或平衡层(Ausgleichsschicht)施加到纸材料和/或纸板材料上。接下来进行第一烧结过程,在其中纸材料和/或纸板材料燃烧并且产生陶瓷的支撑体,其接下来重新以可陶瓷化的材料来涂覆。然后接下来是再次的烧结过程。通过多重涂覆和烧结以该途经可针对性地调节或规定隔离层的非常小的孔径。为了达到隔离层较小的孔尺寸,也可仅在供给侧上设置分离层或可由此获得的支撑体的多重涂覆和烧结。
[0030] 优选地,平的或平面地构造的初陶瓷的纸层和/或纸板层可被相互连接并且形成复合物的外层(分离层)和/或内层(夹层)。复合物那么可在热处理之前或者在陶瓷化之前通过烧结来成形,其中,为了该目的可使用本身从现有技术中已知的纸或纸板成型技术,以制造例如薄壁的、复杂地成形的结构陶瓷。尤其可能的是,这些层在热处理之前被螺旋形地卷绕并且复合物在层的卷绕的螺旋状态中被陶瓷化。
[0031] 经由在夹层中的面凹口或开口的尺寸可影响在流过陶瓷过滤体的中间层时的流动阻力。然而就此而言应考虑,随着面凹口的面积增加,保留的供邻接的纸层和/或纸板层的整面的连接使用的表面积减小。根据对陶瓷过滤体的机械强度的要求因此可确定面凹口的尺寸。
[0032] 例如平的初陶瓷的纸层和/或纸板层在复合物的生坯状态中、也就是说在烧结过程之前的厚度可为至少80μm、优选地在300至400μm。在生坯状态中的(平的)纸层和/或纸板层的最大纸厚或厚度优选地可在1.0mm至1.5mm之间。从现有技术中然而也已知纸机器,其首先分离地制造两个或者更多个层并且然后在机器内接合(层叠(gautschen)),使得以相应的厚度(其可对应于在生坯状态中纸材料和/或纸板材料的层的厚度的多倍)形成由多个层组成的幅。在烧结过程中的收缩原则上可在20至30%。根据所使用的材料,在烧结过程中的收缩也可在10至40%之间。
[0033] 为了制造复合物可使用具有相同厚度的纸层和/或纸板层。这有助于根据本发明的过滤器的低制造成本。优选地,形成分离层的初陶瓷的纸材料和/或纸板材料和形成夹层的初陶瓷的纸材料和/或纸板材料然而具有不同的厚度。分离层由此应尽可能地薄,以便确保在穿过隔离层时较小的流动阻力。夹层相应地可构造得更厚,以便提供带有较小流动阻力的足够大的穿流区。这尤其适用于在隔离层的供给侧上的中间层和穿流区。
[0034] 在夹层中的面凹口可有规律地在基面上分布地布置。优选地,面凹口可构造成圆形、椭圆形或者多边形。也可设置有构造为长孔的或蜂窝形、三角形、梯形或者四角形的凹口。优选地,在一夹层中的所有面凹口轮廓相同。在夹层中的面凹口占夹层的总基础面积的份额可为大约20至80%、优选地大约30至70%。
[0035] 在本发明的一优选的实施形式中设置成,用于制造陶瓷过滤体的复合物具有大量并排而置的分离层组件(相应由至少两个分离层和在这两个分离层之间的至少一个夹层形成),其经由作为用于分离层组件的间隔垫片的布置在分离层组件之间的至少一个另外的由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的夹层相连接。如上面已说明的那样,也可设置成,通过两个分离层和在这两个分离层之间的至少一个夹层来形成分离层组件,其中,两个相邻的分离层组件通过不可陶瓷化的纸材料和/或纸板材料、也就是说在烧结过程中燃烧的材料相连接。两个分离层组件因此可通过遗失的芯相互连接。在两个分离层组件之间那么在烧结过程中在陶瓷过滤体中产生空腔,其优选地可设置用于供给输入管路(Feedzuleitung)。
[0036] 由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的夹层可具有大量面凹口并且在上侧和/或在下侧整面地与邻接的初陶瓷的纸层和/或纸板层相连接。该夹层那么在复合物陶瓷化时形成陶瓷过滤体的中间层、例如用于从相邻的隔离层导出渗透物的排层(Drainageschicht)。
[0037] 经由第一中间层可将待过滤的介质输送给相邻的隔离层而经由第二中间层可导出穿过隔离层的渗透流。就此而言可能且优选地设置成,第一和第二中间层在过滤时在不同的、优选地彼此间旋转90°布置的流动方向上被流过,使得交叉流过滤是可能的。
[0038] 在中间层中一定的流动方向可通过初陶瓷的夹层的结构来预设,其在复合物陶瓷化时形成中间层。概念初陶瓷的纸层和/或纸板层的“结构”在本发明的意义中可涉及在纸层和/或纸板层中的面凹口的一定的数量、几何结构、尺寸和分布以及取向。
[0039] 在复合物的至少两个分离层之间优选地设置有至少两个平面地相互连接的夹层,从而获得带有外部的分离层和内部的夹层的至少四层的分离层组件。优选地,不间接地或直接地相互连接的夹层具有彼此互补地构造的且仅局部地重叠的面凹口或开口。由此一方面可实现陶瓷过滤体的高强度。通过复合物中的较大数量的夹层和/或通过使用带有较大厚度的夹层,陶瓷过滤体的强度可根据需要进一步提升。通过相互连接的夹层的重叠的面凹口在分离层之间来形成相互连接的空腔或空位和通道,其在复合物陶瓷化时保留并且在陶瓷过滤体中实现在过滤器的由夹层形成的中间层之内、优选地在中间层的平侧的方向上的流体运输。根据重叠的面凹口的数量、几何结构、尺寸和分布以及取向可改变在中间层中的流体通道的尺寸和数量并且由此影响流动阻力以及强迫一定的流动方向。
[0040] 为了保证,相互连接的相同夹层的面凹口仅局部地重叠,相邻的夹层可例如彼此间旋转90°来取向。然而优选地设置成,相互连接的夹层不同地来构造。例如可设置成,第一夹层的面凹口小于邻接的第二夹层的面凹口和/或具有不同于其的几何结构。连接的夹层在此可具有相同的或者不同的厚度。
[0041] 优选地,陶瓷过滤体具有在中心纵轴线的区域中延伸的用于渗透物或者用于待过滤的介质的收集通道(Sammelkanal),其中,隔离层和中间层可在收集通道的周缘上分布地布置、优选地螺旋形地围绕收集通道布置。为了使能够从隔离层导出渗透物或者将介质输送至隔离层,收集通道与至少一个中间层导引流动地相连接。优选地,陶瓷过滤体交替地具有第一和第二中间层,其中,第一中间层与收集通道导引流动地相连接而第二中间层与收集通道不处于流体连接中。由此可保证过滤器的分离目的并且排除渗透物和待过滤的流体或保留物(Retentat)的混合。
[0042] 复合物具有由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的管体,其中,分离层和夹层在管体的周缘上分布地布置并且固定在管体处。在复合物陶瓷化时,管体在陶瓷过滤体中构造管形的区域,其限制用于渗透流或者待过滤的流体或保留物流的收集通道。为了能够经由收集通道从隔离层导出渗透物或者能够将流体输送给隔离层,需要的是,至少一个中间层与收集通道导引流动地相连接。对此可设置成,由在连接的夹层中的面凹口或开口形成的空腔、空位和通道经由管体中的开口与管体的内部相连接。
[0043] 一旦管体和与管体相连接的分离层和夹层由相同的初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成,复合物在热处理和陶瓷化时在所有区域中具有可比的收缩特性。在收缩过程中出现的应力因此较小,这有助于陶瓷过滤体的高强度。
[0044] 在本发明的一备选的实施形式中可设置成,复合物具有管形的生坯(Grünkörper),其中,分离层和夹层在生坯的周缘上分布地布置并且固定在生坯处。对此可设置成,由在连接的夹层中的面凹口或开口所形成的空腔、空位和通道经由生坯中的开口与生坯的内部相连接。生坯和分离层以及夹层共同被烧结。由于不同的收缩特性,在此纸层和/或纸板层在生坯处的固定特别重要。
[0045] 最后也可能的是,分离层和夹层在复合物中围绕柱状的空腔螺旋形地来布置。初陶瓷的纸层和/或纸板层例如可在陶瓷化之前围绕棒等被卷绕,使得在拉出棒之后得到中间的柱状的空腔,其在复合物陶瓷化之后形成收集通道。为了密封,在收集通道的端部处可设置有塞子等并且插入收集通道中且密封。这里也可设置成,在复合物中由连接的夹层的面凹口或开口所形成的空腔、空位和通道与空腔的内部相连接,以便在陶瓷过滤体中实现经由中间层和收集通道的液体运输。
[0046] 从文件EP 1 464 379 A1和文件DE 397 31 430 T2中已知螺旋形卷绕的薄膜过滤器(螺旋卷模块(Spiralwickelmodul)),其具有套筒式的双重过滤薄膜,其以正方形或矩形来构造并且具有内部的间隙(例如网眼间隙(Maschenzwischenraum))用于在薄膜的内部中构造通道。薄膜围绕杆卷绕并且固定在杆处。已知的螺旋形卷绕的薄膜过滤器的制造是复杂的且成本集中的。
[0047] 为了实现开头所提及的目的,因此提出一种带有陶瓷过滤体作为过滤元件的过滤器,其中,陶瓷过滤体可通过多个螺旋形卷绕的平面的初陶瓷的纸层和/或纸板层的复合物的陶瓷化获得。优选地,陶瓷过滤体可通过上面所说明的类型的复合物的陶瓷化获得并且/或者具有上面所说明的陶瓷过滤体的特征。根据本发明,首次使用纸结构和/或纸板结构作为成型工具用于构造带有螺旋形布置的隔离层和中间层的陶瓷过滤体,这允许根据本发明的过滤器的简单的且成本有利的制造。
[0048] 本发明的前述方面和特征以及本发明的接下来根据附图所说明的方面和特征可彼此独立地、以任意的组合、但是也相应与本发明的独立权利要求的前序部分特征相关联地来实现,即使这未详细说明。这里每个所说明的特征和方面对于发明本身都重要。尤其本发明允许根据权利要求1和必要时所有或各个回引于其的对于根据权利要求11的根据本发明的过滤器的从属权利要求和所有或各个接下来的从属权利要求设置根据本发明的陶瓷的特征,即使这未详细说明。

附图说明

[0049] 本发明的另外的优点、特征、特性和方面根据附图从优选的实施形式的接下来的说明中得出。其中:
[0050] 图1显示两个外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构和两个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构的示意性的图示,其接合成复合物设置用于制造根据本发明的由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构构成的陶瓷,其中,内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构具有面凹口或穿通的开口,
[0051] 图2至图9显示相对于图1中的在内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构中的面凹口的布置、构造或设计备选的可能性,
[0052] 图10显示用于通过复合物陶瓷化制造陶瓷过滤体的带有多个初陶瓷的纸层和/或纸板层的复合物的示意性的图示,
[0053] 图11以斜地从侧面的透视性的视图显示根据本发明的带有陶瓷过滤体的过滤器的示意性的图示,其中,陶瓷过滤体可通过多个螺旋形卷绕的平面的初陶瓷的纸层和/或纸板层的复合物的陶瓷化获得,
[0054] 图12显示对带有中间的管体和多个在管体的周缘上分布地布置的分离层和夹层的复合物的示意性的俯视图以及分离层和夹层的卷绕形式,
[0055] 图13显示对初陶瓷的纸层和/或纸板层的复合物的多个分离层和夹层的示意性的俯视图(其中,分离层和夹层限制柱形的空腔)以及分离层和夹层的卷绕形式,[0056] 图14显示带有两个由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的外部的分离层和作为用于分离层的间隔垫片的布置在分离层之间的由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的两个夹层的复合物的示意性的图示,其中,内部的夹层具有部分重叠的面凹口,以及[0057] 图15至图22相对于在图14中的夹层中的面凹口的布置、构造或设计备选的可能性。

具体实施方式

[0058] 图1显示带有两个外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1、2且带有两个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4的组件,其中,初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1-4尤其通过层压和/或粘贴接合成复合物。在复合物中,这两个外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1、2形成外部的覆盖层而这两个内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4形成用于外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1、2的间隔垫片或中间层。由可通过初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1-4的接合获得的复合物,可通过纸结构和/或纸板结构的热转化以本身从现有技术中已知的方式来制造陶瓷。
[0059] 根据图1,纸结构和/或纸板结构1-4平面地或平地来构造,这使纸结构和/或纸板结构1-4面形地相互连接变得容易并且确保复合物和因此可由此获得的陶瓷的高强度。可能的是,复合物在纸结构和/或纸板结构1-4连接之后经受这样的成型方法,以获得陶瓷的一定的以复合结构描绘的形状。
[0060] 如另外从图1中得出,内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4具有大量面凹口5、6,其根据图1有规律地布置并且具有相同的尺寸和形状。通过面凹口5、6一方面实现可由纸结构和/或纸板结构1-4获得的复合物和因此可获得的陶瓷的较小的重量。内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3的面凹口5和内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构4的面凹口6彼此旋转90°来取向或者定向。在初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1-4连接时,使内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4的未取出的(整面的)区域相互并且与外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4粘接,从而实现复合物和因此可由该复合物获得的陶瓷的高强度。内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4的数量可任意地来选择,以便达到在外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1、2之间的一定间距和因此复合物的一定厚度。在图1中示出的类型的相互连接的纸层或纸板层的多个组件也可被相互连接,优选地经由至少一个另外的内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4。另外,所谈论的类型的组件也可具有多个外部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1、2,其直接相互连接。
[0061] 如从图2至图8中得出,在第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3中的面凹口5和在相邻的第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构4中的面凹口6互补地来构造并且在图1中的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1-4的复合物中局部相叠地布置。通过重叠的面凹口5、6在可由复合物获得的陶瓷中形成相互连接的流动导引通道。优选地,在此如此使得陶瓷指向至少两个空间方向Y1、Y2的穿流是可能的。第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3的面凹口5根据图2和图3在流动方向Y1上延伸,而邻接的第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构4的面凹口6横向于此在流动方向Y2上延伸。面凹口5在此经由横向于此延伸的面凹口6相互连接并且反过来。
[0062] 如另外从图2至图8中得出,内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4的面凹口5、6有规律地分布地布置。根据图2、图3和图6,凹口5、6伸长并且构造成椭圆形。根据图7,面凹口5、6构造为长孔。根据图4,面凹口5、6也可以是圆形的。根据图5和8,面凹口5、6也可构造成矩形、三角形或者六角形或蜂窝形。应理解的是,面凹口5、6原则上也可具有其它多边形的形状。
[0063] 带有交替布置的第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3的三角形的面凹口5和第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构4的矩形的面凹口6的在图5中所示的实施形式以及带有蜂窝形的面凹口5、6的在图8中所示的实施形式在相穿流开口应更大的情况下特征在于在初陶瓷的纸结构和/或纸板结构1-4之间的比较小的总连接面积。
[0064] 此外,内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4的所有面凹口5、6优选地轮廓相同。在图2和图3中所示的实施形式中,第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3的面凹口5和第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构4的面凹口6轮廓相同。相同的适用于在图7中示出的实施形式。
[0065] 如从图4、图5、图6和图8中得出,相互连接的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4的面凹口5、6也可轮廓不同,尤其具有不同的尺寸。例如在图4和图8中示出的实施形式中设置成,第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3的面凹口5在形状相同的情况下小于邻接的第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构4的面凹口6。在此,第一内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3的大量面凹口5可与第二内部的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构4的更大的面凹口6导引流动地连接。
[0066] 根据在图6和图7中示出的实施形式,可由复合物获得的陶瓷的穿流也仅在流动方向Y1上是可能的。根据图6,这样的流动线路经由第一初陶瓷的纸层和/或纸板层3的大量面凹口5来实现,其在流动方向Y1上延伸并且在第二初陶瓷的纸层和/或纸板层4的横向于此布置的面凹口6之上相互接触。根据图7,所有面凹口5、6在流动方向Y1上延伸,其中,不可能横向于流动方向Y1越过,因为面凹口6横向于流动方向Y1不导引流动地相互连接。
[0067] 图9显示了一优选的实施形式,其中,两个内部的相互连接的初陶瓷的纸结构和/或纸板结构3、4的面凹口5、6轮廓相同。纸结构和/或纸板结构3、4具有蜂窝式、格栅式或者网式的结构,其带有在连接部位8处会聚的接片7。六角形的面凹口5、6由相互连接的接片7限制。连接的纸结构和/或纸板结构3、4可彼此间偏移或者旋转地来布置。优选地,纸结构和/或纸板结构3、4如此互相偏移地布置,使得第一内部的纸结构和/或纸板结构3的连接部位8布置在布置在其之下的第二内部的纸结构和/或纸板结构4的六角形的面凹口6上方。由此确保在穿流可由纸结构和/或纸板结构3、4获得的陶瓷时非常小的流动阻力。
[0068] 图10示意性地显示带有多个初陶瓷的纸层和/或纸板层102至104的复合物101的结构,其中,通过复合物101的陶瓷化可获得在图11中示出的过滤器106的陶瓷过滤体105。复合物101具有多个分离层组件107,其中,每个分离层组件107由两个分离层102和作为用于外部的分离层102的间隔垫片的布置在外部的分离层102之间的当前两个夹层
103形成。在陶瓷过滤体105中,分离层102在复合物101陶瓷化时形成隔离层109而在两个分离层102之间的夹层103相应形成共同的中间层110(间隔层)和在两个相邻的隔离层109之间的穿流区。
[0069] 如另外从图10中得出,复合物101具有大量并排的分离层组件107,其经由作为用于分离层组件107的间隔垫片的布置在分离层组件107之间的两个另外的夹层104相互连接。另外的夹层104在陶瓷化时在陶瓷过滤体105中形成另外的中间层103(排水层)。
[0070] 应理解的是,复合物101也可具有多于两个在两个相邻的分离层102之间的夹层103、104和/或多个直接相互连接的分离层102。直接相互连接的夹层103、104可相同或者也可不同地来构造或构成并且/或者具有相同或不同厚度。
[0071] 在示出的实施形式中设置成,分离层102具有封闭的表面而夹层103、104相应具有大量面凹口111、112或开口,其中,夹层103、104在复合物101中在上侧和/或在下侧与至少一个邻接的分离层102和/或邻接的夹层103、104整面地相连接。由此得到可通过复合物101的陶瓷化获得的陶瓷过滤体105的高强度。
[0072] 两个相互连接的夹层103、104优选地具有彼此互补地构造的且局部重叠的面凹口111、112以在两个分离层102之间形成连接的空腔、空位和通道。在陶瓷化时保留这些空腔、空位和通道并且提供在陶瓷过滤体105的中间层110、113中的穿流区。与图11相联系地下面还将详细地就此进行研究。
[0073] 尤其可设置成,一方面分离层组件107的夹层103而另一方面在两个分离层组件107之间的夹层104具有不同数量、几何结构、尺寸和分布以及取向的面凹口111、112和/或不同的厚度。也可能的是,在分离层组件107的两个分离层102之间的夹层103的数量与在两个相邻的分离层组件107之间的夹层104的数量不一样大。
[0074] 在图11中示出带有陶瓷过滤体105作为过滤元件的过滤器101,其中,陶瓷过滤体105例如可通过在图10中所说明的类型的复合物101的陶瓷化获得。陶瓷过滤体105具有多个隔离层109,其经由中间层110和另外的中间层113彼此分离。隔离层109和中间层
110、113螺旋形地围绕收集通道116布置。
[0075] 两个相邻的中间层110、113相应通过隔离层109彼此分离并且优选地能够以交叉流穿流。待过滤的液体114在端侧处进入陶瓷过滤体105中并且在轴向上流过中间层110。中间层110用作间隔层并且负责流体114在隔离层109的内表面处的有效的溢流(Überströmung)以及最佳的涡流。由此减少在隔离层109处的覆盖层形成。由于压降,渗透流115通过邻接到中间层110处的隔离层109渗透到另外的中间层113中,其作为排水层负责将渗透流115导引至收集通道116并且经由收集通道116流出。中间层113对此导引流动地与收集通道116相连接。
[0076] 中间层110也可通过一复合物获得,它在分离层102的相应的供给侧上具有遗失的芯,其由不可陶瓷化的纸材料和/或纸板材料或者纤维素织物或纤维素材料(其在复合物陶瓷化时燃烧)构成,使得中间层110构造为在相邻的隔离层109之间的空腔。由此可确保在穿流过滤器时非常小的压力损失。
[0077] 陶瓷过滤体105的周缘面优选地封闭地来构造,使得在此不可实现渗透物的流出。这可通过陶瓷过滤体105的侧面的相应的涂覆来实现。在另一端侧上,残留物流117从陶瓷过滤体105中流出。
[0078] 在图12中示出带有管体118的复合物101,其同样由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料制成。在陶瓷化时,管体118构造陶瓷过滤体105的管形的区域,其限制陶瓷过滤体105的收集通道116。分离层102和夹层103、104螺旋形地围绕管体118卷绕并且与管体
118一起被陶瓷化,从而获得带有螺旋形地延伸的隔离层109和中间层110、113的陶瓷过滤体105。
[0079] 分离层102和夹层103、104在复合物101中在管体118的周缘上星形分布地布置并且固定在管体118处。夹层104在管体118的开口119的区域中与其相连接,其中,在夹层104中的空腔、空位和通道经由开口119与管体118的内腔处于敞开的连接中。经由由夹层104形成的中间层113(排水层)和陶瓷过滤体105的收集通道116由此实现渗透物输出或流体输入。
[0080] 在图13中示出复合物101的另一实施形式,其中,分离层102和夹层103、104在复合物101中星形地围绕柱形的空腔120来布置。空腔129可通过分离层102和夹层103、104螺旋形地卷绕到棒上来形成,该棒在陶瓷化之前被从复合物101中拉出。分离层102和夹层103、104在彼此相面对的端部处在侧面相互连接,从而提供大致封闭的空腔120。在此,在陶瓷过滤体105的在复合物101陶瓷化时由夹层104所形成的中间层113与由空腔
120所形成的收集通道116之间的流体交换也是可能的。
[0081] 图14显示带有两个由初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的外部的分离层102且带有两个由相同的初陶瓷的纸材料和/或纸板材料构成的内部的夹层103、104的组件,其中,初陶瓷的纸层和/或纸板层尤其通过粘贴被接合成复合物。在复合物中,这两个内部的夹层103、104形成用于外部的分离层102的间隔垫片。由可通过分离层102与夹层103、104的接合而获得的复合物,可通过纸结构和/或纸板结构的热转化以本身从现有技术中已知的方式来制造陶瓷。
[0082] 根据图14,分离层102和夹层103、104平面地或者平地来构造,这使纸结构和/或纸板结构面形地相互连接(尤其通过层压)变得容易并且确保复合物和因此可由复合物获得的陶瓷成形体的高强度。可能的是,复合物在纸结构和/或纸板结构的连接之后而在陶瓷化之前经受这样的成型方法,以获得陶瓷的一定的以复合结构描绘的形状。
[0083] 如另外从图14中得出,夹层103、104具有大量面凹口111、112,其根据图10有规律地布置并且可具有相同的尺寸和形状。通过面凹口111、112一方面实现可由纸结构和/或纸板结构获得的复合物和因此可获得的陶瓷的较小的重量。第一上部的夹层103、104的面凹口111和第二下部的夹层103、104的面凹口112彼此旋转90°地布置。夹层103、104的保留的表面被相互并且与外部的分离层102粘合,从而实现复合物和因此可由复合物获得的陶瓷的高强度。内部的夹层103、104的数量可任意选择,以实现在外部的分离层102之间的一定的间距和因此复合物101的一定的厚度和稳定性
[0084] 如从图15至图22中得出,在第一夹层103、104中的面凹口111和在连接的第二夹层103、104中的面凹口112互补地来构造并且在复合物101中局部相叠地布置。通过重叠的面凹口111、112在连接的夹层103、104中形成相互连接的空腔、空位和通道,其在复合物101陶瓷化时保留。优选地在此如此使得可由此获得的陶瓷结构的穿流在至少两个空间方向Y1、Y2上是可能的。
[0085] 第一夹层103、104的面凹口111根据图15和图16在流动方向Y1上延伸,而邻接的第二夹层103、104的面凹口112横向于此在流动方向Y2上延伸。面凹口111在此经由横向于此延伸的面凹口112相互连接并且反过来。由此在过滤陶瓷中在两个流动方向Y1、Y2上提供流动通道。
[0086] 如另外从图15至图22中得出,夹层103、104的面凹口111、112可有规律地分布地来布置。根据图15、图16和图19,面凹口111、112伸长且构造成椭圆形。根据图20,面凹口111、112构造为长孔。根据图17,面凹口111、112也可以是圆形的。根据图18和21,面凹口5、6也可构造成矩形、三角形或者六边形或蜂窝形。
[0087] 带有交替地布置的第一夹层103、104的三角形的面凹口111和第二夹层103、104的矩形的面凹口112的在图18中所示的实施形式以及带有六角形的或者蜂窝形的面凹口111、112的在图21和图22中所示的实施形式在连接的夹层103、104中的空腔和开口相应更大的情况下特征在于在夹层103、104与分离层102之间比较小的总连接面积。
[0088] 此外,夹层103、104的面凹口优选地轮廓相同。在图14和图15中示出的实施形式中面凹口111、112轮廓相同。相同的适用于在图20和图22中示出的实施形式。
[0089] 如从图17、图18、图19和图21中得出,这两个夹层103、104的面凹口111、112也可轮廓不同、尤其具有不同的尺寸。例如在图17和图21中示出的实施形式中设置成,第一夹层103、104的面凹口111在形状相同的情况下小于邻接的第二夹层103、104的面凹口112。在此,大量面凹口111相应可与更大的面凹口112相连接。
[0090] 根据在图19和图20中示出的实施形式,由于面凹口111、112的一定的取向,中间层110、113的穿流在陶瓷过滤体105中也可仅在流动方向Y1上是可能的。根据图19,这从布置在流动方向Y1上的面凹口111和横向于此布置的面凹口112中得出。面凹口112相应仅连接并排的面凹口111的一部分,使得横向于流动方向Y1的流动线路仅在相互连接的夹层103、104的较小的区域上是可能的。根据图20,所有面凹口111、112在流动方向Y1上延伸,其中,流体横向于流动方向Y1从一面凹口111越过到相邻的面凹口111中是不可能的。
[0091] 图22显示了一优选的实施形式,其中,两个夹层103、104的面凹口111、112轮廓相同。夹层103、104具有蜂窝状或者网状的结构,其带有接片121,其连接部位122形成面凹口111、112的角点。相互连接的层103、104可彼此偏移或者旋转地来布置。优选地,层103、104如此互相偏移或旋转地来布置,使得上部的第一夹层103、104的至少一些连接部位122布置在布置在其之下的第二夹层103、104的面凹口112或开口上方。由此确保在穿流中间层110、113时非常小的流动阻力。
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