[发明专利]用于过滤单元的过滤元件

说明书

本发明涉及一种用于过滤流体的过滤单元(30)的过滤元件(1)，其中为了相对于流体可渗透，所述过滤元件(1)由至少一个结构体(6、7)和支撑体(5)组成，并且具有大量网眼/孔(17)。所述结构体(6、7)和所述支撑体(5)各自借助于3D打印工艺生产，其中所述结构体(6、7)具有重复的三维互连晶格结构(15)，并且所述支撑体(5)具有单元结构(10)。所述晶格结构(15)的所述网眼/孔(17)由内部交联且刚性连接的杆元件(16)形成。由所述过滤元件(1)解决的问题是使用3D打印工艺提供具有良好过滤效果和良好深负载能力的新的最佳和鲁棒的过滤结构。本发明用于过滤技术模块化单元/机器单元或电机中的流体。

技术领域

本发明涉及一种用于过滤流体的过滤单元的过滤元件。

背景技术

过滤元件用在用于从液体中过滤出固体颗粒的对应过滤单元中，所述过滤元件具有带有用于颗粒过滤的过滤材料的过滤体。这些过滤材料具有由合适材料制成的过滤结构。例如，使用由机织织物和/或纤维素材料制成的过滤结构，由于材料原因，其过滤性能有限，并且只能在有限的程度上制成复杂的形状。这种类型的过滤元件具有预定且不可改变的过滤特性，这仅允许在有限的程度上优化待过滤的流体。

从DE 43 44 805 C2已知一种用于吸附过滤的过滤材料，所述过滤材料具有由颗粒组成的过滤结构，所述过滤结构由复合纤维的纤维三维框架形成。除了结构部件之外，这些复合纤维还具有熔点比结构部件低大约20℃的第一部件，使得在对应的热处理的情况下，第一部件可以熔化，并因此交叉或接触的结构部件可以彼此连接。

从DE 20 2017 104 240 U1已知用于过滤熔融金属的陶瓷过滤元件。过滤元件具有用于过滤熔融金属的3D打印的均匀平坦结构体和3D打印的均匀支撑体，所述支撑体以封闭的方式周向包围结构体并因此实际上形成用于保持结构体的保持架。

纤维三维框架由各种尺寸特别是不同的纤维厚度的结构纤维组成，所述结构纤维都具有前面提到的另一个第一部件的性质，并且通过提到的热处理彼此连接。因此，复合纤维的纤维三维框架由不同尺寸的结构纤维组成，这些纤维或多或少地相对于彼此自由排列并连接，但不具有任何均匀的重复结构。这里，较厚的结构纤维对过滤结构起一种支撑效应，其中较薄的结构纤维具有实际重要的过滤功能。在这种情况下，较厚和较薄的结构纤维可能由相同的材料组成。为了生产这种过滤结构，较细的结构纤维例如通过水刺缠结或空气缠结被分散到由较粗的结构纤维制成的框架中。可替代地，较细的机织织物可以由热塑性结构纤维形成，以便随后将机织织物与更粗的结构纤维结合，以实现过滤器的稳定性。

此外，由连接的结构纤维产生空腔，用于实现吸附效应的功能颗粒被捕获在所述空腔中，并且所述空腔本身由热塑性复合纤维和第二低熔点部件形成。因此，在结构纤维的热连接过程中，由于不同熔化的部件，在空腔中不仅产生结构纤维的不规则和自由连接，而且还产生功能沉积物。类似于长链分子，类似于无机织织物，以这种方式生产非常粗糙的纤维框架。为了实现特定效应，结构纤维可以由卷曲纤维组成，其可以以类似于前述方法进行加工。这种纤维结构可以具有较高的密度，但也具有较高的内部可移动性，并因此影响框架的可变形性。在热处理过程中产生的功能性颗粒可以例如由活性炭组成，其中也可以产生并嵌入其他功能性颗粒，例如像二氧化硅、沸石粘土、氧化铝等。

WO 2015/069619 A1描述了一种打印具有嵌入式脉管系统的组织构建体的方法。这里，借助于3D打印方法生产的组织构建体包括一个或多个组织图案，其中每个组织图案包括一种或多种预定单元类型的多个单元。血管通道的网络穿透一个或其他组织图案，其中这些通道可以被引入到在那里使用的细丝中，即使在打印的生产方法过程中亦是如此。

单元外基质成分至少部分地包围一个或多个组织图案和血管通道网络。在这里使用的3D打印方法中，关于材料，可以使用相同的以及不同的细丝，其中当使用特殊喷嘴时，可以在3D打印过程中混合这些细丝。另外，这里可以添加填充材料，诸如硬化剂、粘合剂等。在某种程度上，特定的填充材料已经作为均匀的混合物或者作为细丝内的持续可用的混合物被引入并存储。

发明内容