BE1018939A3

BE1018939A3 - FILTER.

Info

Publication number: BE1018939A3
Application number: BE2009/0592A
Authority: BE
Inventors: Wolf Isabelle Denise M De; Maarten Steven F Moens
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-11-08

Abstract

Filter die is voorzien van een behuizing (1) waarin zich een filterpatroon (4) met filtermateriaal (9) bevindt dat een holle ruimte (7) definieert waar doorheen een te filteren gas kan worden geleid, daardoor gekenmerkt dat de doorlaatbaarheid van minstens een gedeelte van het filtermateriaal (9) varieert in de lengterichting (x-x') van het filterpatroon (4).Filter provided with a housing (1) in which there is a filter cartridge (4) with filter material (9) which defines a hollow space (7) through which a gas to be filtered can be led, characterized in that the permeability of at least a part of the filter material (9) varies in the longitudinal direction (x-x ') of the filter cartridge (4).

Description

Filter.Filter.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een filter.The present invention relates to a filter.

Meer speciaal heeft de uitvinding betrekking op een filter voor het filtreren van samengeperst gas of een samengeperst mengsel van gassen zoals perslucht, waarbij deze filter bijvoorbeeld is uitgevoerd in de vorm van een coalescentiefilter of een stoffilter.More specifically, the invention relates to a filter for filtering compressed gas or a compressed mixture of gases such as compressed air, wherein this filter is, for example, designed in the form of a coalescing filter or a dust filter.

Het is bekend dat bijvoorbeeld perslucht die door een compressor wordt geleverd, kleine oliedruppeltjes kan bevatten die, bij afwezigheid van een passende filter, zichtbaar worden in de vorm van oliemist die de perslucht verontreinigt, hetgeen voor bepaalde toepassingen ongewenst is.It is known that, for example, compressed air supplied by a compressor may contain small oil droplets which, in the absence of a suitable filter, become visible in the form of oil mist contaminating the compressed air, which is undesirable for certain applications.

Teneinde hieraan een oplossing te bieden is het bekend perslucht doorheen een vloeistofafscheider te leiden, waarbij zulke vloeistofafscheider doorgaans is uitgerust met een fijnafscheider om de kleine oliedruppeltjes uit de gasstroom te verwijderen.In order to provide a solution to this, it is known to pass compressed air through a liquid separator, such liquid separator generally being equipped with a fine separator to remove the small oil droplets from the gas stream.

Zulke fi jnafscheider kan de vorm aannemen van een coalescentiefilter.Such a filter separator can take the form of a coalescing filter.

In zulke coalescentiefilter wordt het verontreinigde gas doorheen het coalescentiemateriaal van een filterpatroon geleid, zodanig dat de oliedruppeltjes zich samenvoegen of, met andere woorden, coalesceren tot grotere druppels die zich onder invloed van de zwaartekracht naar de bodem van de fijnafscheider bewegen, vanwaar zij als vloeibare olie kunnen worden afgevoerd.In such a coalescing filter, the contaminated gas is passed through the coalescing material of a filter cartridge such that the oil droplets merge or, in other words, coalescence into larger droplets which move to the bottom of the fine separator under the influence of gravity, from which they move as liquid. oil can be drained.

Volgens de klassieke opbouw van zulke coalescentiefilters, vertoont het filterpatroon nagenoeg een buisvorm die een inwendige ruimte begrenst en die aan één longitudinaal uiteinde wordt afgesloten door een eindwand, en die aan haar andere longitudinale uiteinde aansluit op een inlaat voor een te zuiveren gas.According to the classical structure of such coalescing filters, the filter cartridge has substantially a tubular shape that defines an internal space and is closed at one longitudinal end by an end wall, and which connects at its other longitudinal end to an inlet for a gas to be purified.

Het verontreinigde gas treedt langs de voornoemde inlaat de voornoemde inwendige ruimte binnen en stroomt vervolgens doorheen het filtermateriaal, waardoor op de hierboven beschreven wijze een filtering van de gasstroom plaatsvindt door afvoer van de kleine oliedruppeltjes.The contaminated gas enters the above-mentioned internal space along the above-mentioned inlet and then flows through the filter material, whereby filtering of the gas stream takes place in the manner described above by discharging the small oil droplets.

Een mogelijk nadeel van de bekende coalescentiefilters is dat een relatief groot gedeelte van de te filtreren gasstroom zich doorheen het gedeelte van het filtermateriaal begeeft dat zich het dichtst bij de voornoemde inlaat bevindt, terwijl een kleiner gedeelte van het te zuiveren gas zich doorheen het coalescentiemateriaal begeeft dat zich dichter bij het afgesloten uiteinde van het filterpatroon bevindt.A possible drawback of the known coalescing filters is that a relatively large part of the gas stream to be filtered passes through the part of the filter material that is closest to the above-mentioned inlet, while a smaller part of the gas to be purified passes through the coalescing material which is closer to the sealed end of the filter cartridge.

Een gevolg hiervan is dat de performantie van zulke bekende coalescentiefilters niet optimaal is, aangezien de stromingssnelheden van het gas doorheen het filtermateriaal, nabij de voornoemde inlaat, groot zijn en doordat er minder vrije ruimte beschikbaar is in het filtermateriaal doordat er verzadiging optreedt.A consequence of this is that the performance of such known coalescing filters is not optimal, since the flow velocities of the gas through the filter material, near the aforementioned inlet, are large and because less free space is available in the filter material due to saturation.

Daarenboven kunnen oliedruppeltjes die zich aan de buitenzijde van het voornoemd filterpatroon in het coalescentiemateriaal bevinden, terug worden opgenomen in de gasstroom. Dit fenomeen is algemeen bekend onder de benaming "re-entrainment".In addition, oil droplets located on the outside of the aforementioned filter cartridge in the coalescing material can be returned to the gas stream. This phenomenon is generally known under the name "re-entrainment".

Teneinde zulke re-entrainment van oliepartikels te trachten vermijden, zijn coalescentiefilters op de markt die zijn voorzien van een zogeheten "anti re-entrainment barrier” in de vorm van een extra materiaal laag die rond het filterpatroon is aangebracht.In order to try to avoid such re-entrainment of oil particles, coalescence filters are available on the market which are provided with a so-called "anti-re-brain barrier" in the form of an additional material layer that is arranged around the filter cartridge.

Tevens kent men reeds filters waarvan het filtermateriaal waar het gas doorheen wordt geleid, een dichtheidsgradiënt vertoont doordat de dichtheid van het filtermateriaal . toeneemt of afneemt in de richting loodrecht op de lengterichting van het filterpatroon, of met andere woorden, loodrecht op de wand van het filterpatroon.Filters are also known from which the filter material through which the gas is conducted shows a density gradient because the density of the filter material. increases or decreases in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the filter cartridge, or in other words, perpendicular to the wall of the filter cartridge.

Met de lengterichting van het filterpatroon wordt hierbij de richting bedoeld waarin de holle ruimte, die wordt omgeven door het filtermateriaal, zich uitstrekt.The longitudinal direction of the filter cartridge is herein understood to mean the direction in which the hollow space, which is surrounded by the filter material, extends.

Concreet betekent dit, in het geval van een cilindrisch filterpatroon, dat de dichtheid van het filtermateriaal wijzigt volgens de.radiale richting van het filterpatroon.Specifically, this means, in the case of a cylindrical filter cartridge, that the density of the filter material changes according to the radial direction of the filter cartridge.

Met de term "dichtheidsgradiënt" wordt hier de toename of afname van de dichtheid van het filtermateriaal bedoeld, over een bepaalde afstand in dit filtermateriaal.By the term "density gradient" is meant here the increase or decrease of the density of the filter material over a certain distance in this filter material.

Een nadeel van deze bestaande ontwerpen is dat, in het geval van een verticale opstelling van de filter met een oplopende dichtheid naar de holle inwendige ruimte toe, de afzetting van oliedruppels op de filter zich vooral aan de binnenkant rond de holle ruimte zal voordoen, zodat de doorstroming van het gas over de gehele lengte van het filterpatroon bemoeilijkt wordt door de hoge dichtheid en de reeds opgehoopte oliedruppels.A drawback of these existing designs is that, in the case of a vertical arrangement of the filter with an increasing density towards the hollow interior, the deposition of oil droplets on the filter will occur mainly on the inside around the hollow space, so that the flow of gas over the entire length of the filter cartridge is hampered by the high density and the already accumulated oil droplets.

Een ander nadeel van de bestaande ontwerpen is dat op elke hoogte rond de holle ruimte de radiaal gerichte dichtheidsgradiënt in het filtermateriaal dezelfde is. Dit is nadelig in de nabijheid van de inlaat, aangezien hier het grootste debiet gas doorheen het filtermateriaal stroomt, zodat de kans op het opnieuw opnemen van oliedeeltjes in de gasstroom aanzienlijk groter is in de nabijheid van de inlaat, en er dus meer kans is dat daar oliepartikels in de finale afgeleverde gasstroom terechtkomen.Another drawback of the existing designs is that at any height around the cavity, the radially directed density gradient in the filter material is the same. This is disadvantageous in the vicinity of the inlet, since the largest flow of gas flows through the filter material here, so that the chance of re-uptake of oil particles in the gas stream is considerably greater in the vicinity of the inlet, and therefore there is a greater chance that oil particles end up in the final gas flow.

Nog een nadeel van het bestaande ontwerp van fijnafscheider is dat het afvoeren van vloeibare olie aan de onderkant van het filterpatroon moeilijk is. Door de relatief grote dichtheid aan de onderkant van zulke klassieke filterpatronen, vormt zich onderaan het filterpatroon immers doorgaans een relatief grote "wet band" of met andere woorden een olieverzadigde zone die ondermeer door capillaire effecten uit kan breiden naar boven toe.Another drawback of the existing fine separator design is that it is difficult to drain liquid oil at the bottom of the filter cartridge. Because of the relatively high density at the bottom of such traditional filter cartridges, a relatively large "wet band" or, in other words, an oil-saturated zone generally forms at the bottom of the filter cartridge which, inter alia, can expand upwards through capillary effects.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meer van de voornoemde nadelen een oplossing te bieden.The present invention has for its object to provide a solution to one or more of the aforementioned disadvantages.

Tot dit doel betreft de uitvinding een filter die voorzien is van een behuizing waarin zich een f ilterpatroon met filtermateriaal bevindt dat een holle ruimte definieert waar een te filteren gas doorheen kan worden geleid, waarbij de doorlaatbaarheid van minstens een gedeelte van het filtermateriaal varieert in de lengterichting van het filterpatroon.For this purpose the invention relates to a filter which is provided with a housing in which a filter cartridge with filter material is located which defines a cavity through which a gas to be filtered can be passed, wherein the permeability of at least a part of the filter material varies in the lengthwise direction of the filter cartridge.

Met de lengterichting van het f ilterpatroon wordt hier de richting bedoeld waarin de voornoemde holle ruimte zich uitstrekt. Concreet betekent dit, in het geval van bijvoorbeeld een cilindrisch filterpatroon dat verticaal wordt opgesteld, dat de doorlaatbaarheid van het filtermateriaal wijzigt volgens de verticale richting van het filterpatroon.The length direction of the filter cartridge is here understood to mean the direction in which the aforementioned hollow space extends. Specifically, this means, in the case of, for example, a cylindrical filter cartridge that is arranged vertically, that the permeability of the filter material changes according to the vertical direction of the filter cartridge.

Met de term "doorlaatbaarheid" wordt hier de mate bedoeld waarin het filtermateriaal gas doorlaat. De doorlaatbaarheid kan aldus wijzigen door het laten variëren van de dichtheid van het f iltermateriaal, of door het wijzigen van de hoeveelheid filtermateriaal, waarbij de dichtheid eventueel constant kan blijven.The term "permeability" is here understood to mean the extent to which the filter material allows gas to pass. The permeability can thus change by varying the density of the filter material, or by changing the amount of filter material, whereby the density can optionally remain constant.

Een voordeel van een filter volgens de uitvinding is dat, tijdens het gebruik van zulke filter waarbij te zuiveren gas wordt aangevoerd langs een inlaat die aansluit op één uiteinde van het voornoemde filterpatroon, de doorlaatbaarheid van het filtermateriaal kan toenemen, naarmate de afstand tot de voornoemde inlaat toeneemt, wat als gevolg heeft dat de gasstroom in het filterpatroon beter wordt verdeeld over de volledige lengte van het filterpatroon.An advantage of a filter according to the invention is that, during the use of such a filter in which gas to be purified is supplied along an inlet which connects to one end of the aforementioned filter cartridge, the permeability of the filter material can increase as the distance to the aforementioned inlet increases, with the result that the gas flow in the filter cartridge is better distributed over the full length of the filter cartridge.

Inderdaad, het te zuiveren gas zal immers minder gemakkelijk de kortste weg doorheen het filtermateriaal dicht bij deze inlaat afleggen naar een uitgang van de filter door de lagere doorlaatbaarheid op deze plaats.Indeed, the gas to be purified will, after all, be less likely to travel the shortest route through the filter material close to this inlet to an outlet of the filter due to the lower permeability at this location.

Volgens een bijzonder aspect van de uitvinding is de filter volgens de uitvinding uitgevoerd in de vorm van een coalescentief ilteir. In dit geval zal er zich minder re-entrainment voordoen van grote druppels in de nabijheid van de voornoemde inlaat dan dat dit het geval is bij klassieke coalescentiefilters, aangezien de efficiëntie van de barrière die wordt gevormd door het filtermateriaal in de nabijheid van de inlaat groot is en het gasdebiet dat op deze plaats het filtermateriaal doorstroomt klein is.According to a special aspect of the invention, the filter according to the invention is designed in the form of a coalescing ilteir. In this case, there will be less re-entrainment of large drops in the vicinity of the aforementioned inlet than is the case with traditional coalescing filters, since the efficiency of the barrier formed by the filter material in the vicinity of the inlet is large and the gas flow that flows through the filter material at this location is small.

Een derde belangrijk voordeel van een filter volgens de uitvinding is dat het afvoeren van bijvoorbeeld vloeibare olie aan de onderzijde van het filterpatroon bij een verticale opstelling van de filter met de inlaat bovenaan, gemakkelijker is dan bij klassieke uitvoeringen, omwille van de grotere doorlaatbaarheid van het filtermateriaal aan deze onderzijde van het filterpatroon.A third important advantage of a filter according to the invention is that the removal of, for example, liquid oil on the underside of the filter cartridge with a vertical arrangement of the filter with the inlet at the top, is easier than with conventional embodiments, because of the greater permeability of the filter. filter material on this underside of the filter cartridge.

Met het doel de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een filter volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een bestaande filter weergeeft; figuur 2 een andere uitvoeringsvorm van een bestaande filter weergeeft; figuur 3 schematisch en in perspectief een filter volgens de uitvinding weergeeft; de figuren 4 en 5 schematisch doorsneden weergeven van filtervarianten volgens de uitvinding.For the purpose of better demonstrating the features of the invention, a few preferred embodiments of a filter according to the invention are described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows diagrammatically and in perspective a displays existing filter; Figure 2 represents another embodiment of an existing filter; figure 3 schematically and in perspective represents a filter according to the invention; figures 4 and 5 schematically show cross-sections of filter variants according to the invention.

De in figuur 1 voorgestelde rechtopstaande filter bestaat uit een behuizing 1, die voorzien is van een gasinlaat 2 en een gasuitlaat 3.The upright filter shown in Figure 1 consists of a housing 1, which is provided with a gas inlet 2 and a gas outlet 3.

Voor de duidelijkheid van de figuur is een gedeelte van de behuizing 1 weggesneden.For the sake of clarity of the figure, a part of the housing 1 has been cut away.

In de behuizing 1 is een filterpatroon 4 aangebracht, dat in dit geval cilindrisch is uitgevoerd en dat onderaan is afgesloten door een eindwand 5 en bovenaan wordt afgedekt door een af dekplaat 6 met een centrale opening. via deze opening staat de voornoemde gasinlaat 2 in verbinding met een ruimte 7 die wordt begrensd door het filterpatroon 4, de eindwand 5 en de afdekplaat 6.Arranged in the housing 1 is a filter cartridge 4, which in this case is cylindrical and which is closed at the bottom by an end wall 5 and covered at the top by a cover plate 6 with a central opening. through this opening, the aforementioned gas inlet 2 communicates with a space 7 which is bounded by the filter cartridge 4, the end wall 5 and the cover plate 6.

De buitendiameter van het filterpatroon 4 is kleiner dan de binnendiameter van de behuizing 1, zodat tussen het filterpatroon 4 en de behuizing 1 een ruimte bestaat die in verbinding staat met de voornoemde gasuitlaat 3.The outer diameter of the filter cartridge 4 is smaller than the inner diameter of the housing 1, so that there is a space between the filter cartridge 4 and the housing 1 that communicates with the aforementioned gas outlet 3.

Het filterpatroon 4 is in dit geval bevestigd aan de behuizing door middel van een bout 8, die zich uitstrekt volgens de lengterichting X-X' van het filterpatroon 4 of met andere woorden volgens de lengterichting X-X' waarin de holle ruimte 7 zich uitstrekt.The filter cartridge 4 is in this case attached to the housing by means of a bolt 8 which extends in the longitudinal direction X-X 'of the filter cartridge 4 or in other words in the longitudinal direction X-X' in which the hollow space 7 extends.

In het geval van de reeds bekende filter volgens figuur 1, vertoont het filtermateriaal 9 waaruit het filterpatroon 4 in hoofdzaak is opgebouwd, welk filtermateriaal 9 bijvoorbeeld kan bestaan uit koolstofvezels, glasvezels, polylmeervezels of dergelijke, een dichtheid die varieert volgens een richting loodrecht op de voornoemde lengterichting X-X' of dus volgens een richting dwars op de wand 10 van het filterpatroon 4, of nog met andere woorden volgens de radiale richting van het filterpatroon 4.In the case of the already known filter according to figure 1, the filter material 9 from which the filter cartridge 4 is essentially composed, which filter material 9 may consist of, for example, carbon fibers, glass fibers, polymer fibers or the like, has a density that varies in a direction perpendicular to the said longitudinal direction XX 'or thus according to a direction transverse to the wall 10 of the filter cartridge 4, or in other words according to the radial direction of the filter cartridge 4.

Op de figuren wordt een hogere dichtheid van het filtermateriaal 9 weergegeven door een hogere (donkerdere) grijswaarde in de weergegeven doorsneden van het filterpatroon 4, terwijl een lagere dichtheid van het filtermateriaal 9 wordt aangeduid met lagere (lichtere) grij swaarden.In the figures, a higher density of the filter material 9 is represented by a higher (darker) gray value in the shown cross-sections of the filter cartridge 4, while a lower density of the filter material 9 is indicated by lower (lighter) gray values.

In het specifieke geval van figuur 1 verloopt de dichtheidsgradiënt van lage dichtheid naar hoge dichtheid in de richting dwars op de wand van het filterpatroon, van de wand 10 van het filtermateriaal 9 naar de holle ruimte 7 toe.In the specific case of Figure 1, the density gradient extends from low density to high density in the direction transverse to the wall of the filter cartridge, from the wall 10 of the filter material 9 to the hollow space 7.

De werking van de bekende filter 1 is eenvoudig en als volgt.The operation of the known filter 1 is simple and as follows.

Zoals in figuur 1 is weergegeven aan de hand van de pijlen P, komt het te filteren gas met daarin oliedruppeltjes via de gasinlaat 2 aan, bijvoorbeeld vanaf een compressor of vanaf een andere vloeistofafscheider.As shown in Figure 1 with reference to the arrows P, the gas to be filtered with oil droplets therein arrives via the gas inlet 2, for example from a compressor or from another liquid separator.

Vervolgens stroomt dit te filteren gas, via de holle ruimte 7 van het filterpatroon 4, doorheen het filtermateriaal 9.This gas to be filtered then flows, via the hollow space 7 of the filter cartridge 4, through the filter material 9.

Na doorgang van het gas doorheen het filtermateriaal 9 van het f ilterpatroon 4, stroomt het gezuiverde gas via de ruimte tussen de wand 10 van het f ilterpatroon 4 en de behuizing 1 naar de gasuitlaat 3.After passage of the gas through the filter material 9 of the filter cartridge 4, the purified gas flows via the space between the wall 10 of the filter cartridge 4 and the housing 1 to the gas outlet 3.

In de holle ruimte 7 is de inkomende gasstroom P daarbij hoofdzakelijk gericht volgens de genoemde lengterichting x-X' .The incoming gas stream P in the hollow space 7 is then mainly directed in accordance with the said longitudinal direction x-X '.

Bij de doorgang, van het gas doorheen het filtermateriaal 9 worden de oliedruppeltjes op bekende wijze gecoalesceerd en vloeien naar de onderzijde van het filterpatroon vanwaar de olie wordt af gevoerd, zodat het gas, bij het verlaten van de filter, grotendeels gezuiverd is van de oorspronkelijk aanwezige olie.At the passage of the gas through the filter material 9, the oil droplets are coalesced in a known manner and flow to the underside of the filter cartridge from which the oil is discharged, so that, upon leaving the filter, the gas is largely purified from the original oil present.

In het specifieke geval van figuur 2 verloopt de dichtheidsgradiënt in dezelfde richting als in figuur 1, namelijk loodrecht op de lengterichting X-X', doch, in omgekeerde zin, aangezien in dit geval de dichtheid van het filtermateriaal 9 toeneemt volgens de radiale richting van het filterpatroon 4, vanaf de inwendige ruimte 7 naar de wand 10 van het filterpatroon 4 toe.In the specific case of Fig. 2, the density gradient runs in the same direction as in Fig. 1, namely perpendicular to the longitudinal direction X-X ', but, in the reverse sense, since in this case the density of the filter material 9 increases in the radial direction of the filter cartridge 4, from the inner space 7 to the wall 10 of the filter cartridge 4.

De in figuur 3 weergegeven filter volgens de uitvinding verschilt van de bekende filters volgens figuren 1 en 2 in het feit dat, in dit geval, de doorlaatbaarheid van minstens een gedeelte van het filtermateriaal 9 varieert in functie van de lengterichting X-X', en dit bij voorkeur toenemend van een lage doorlaatbaarheid naar een hoge doorlaatbaarheid in de lengterichting X-X', meer specifiek in de richting van de hoofdstroming P van het te filteren gas in de holle ruimte 7.The filter according to the invention shown in Figure 3 differs from the known filters according to Figures 1 and 2 in that, in this case, the permeability of at least a part of the filter material 9 varies as a function of the longitudinal direction X-X ', and this preferably increasing from a low permeability to a high permeability in the longitudinal direction X-X ', more specifically in the direction of the main flow P of the gas to be filtered in the cavity 7.

Het voorgaande wordt in dit geval gerealiseerd doordat de dichtheid van het filtermateriaal 9 afneemt naarmate de afstand tot de gasinlaat 2 groter wordt.The foregoing is realized in this case in that the density of the filter material 9 decreases as the distance to the gas inlet 2 increases.

Een voordeel van dit ontwerp is dat de gasstroom P beter naar de lagere regionen van het filterpatroon 4 kan doorstromen waar de doorlaatbaarheid groter is, terwijl het risico op meeslepen van de reeds gecoalesceerde deeltjes, of zogenaamde "re-entrainement", nu verminderd is.An advantage of this design is that the gas stream P can better flow to the lower regions of the filter cartridge 4 where the permeability is greater, while the risk of entrainment of the already coalesced particles, or so-called "re-entrainement", is now reduced.

De snelheid van de radiale gasstroom P is, in dwarse richting doorheen het filtermateriaal 9, bovenaan kleiner, hetgeen het risico op meeslepen van de druppels beperkt.The velocity of the radial gas stream P is, in the transverse direction, through the filter material 9, lower at the top, which limits the risk of the droplets being entrained.

Het vrijkomen van meegesleepte gecoalesceerde oliedruppels naar de gasuitlaat 3 van de filter wordt hierdoor beperkt.The release of entrained coalesced oil droplets to the gas outlet 3 of the filter is hereby limited.

De begrippen "bovenaan" en "onderaan" zijn hier steeds gebruikt in het licht van figuren 1 tot 5, doch het spreekt voor zich dat het filterpatroon 4, volgens de uitvinding, niet noodzakelijk volledig verticaal dient te worden opgesteld. Wel dient de doorlaatbaarheid van het filtermateriaal 9 volgens deze uitvinding steeds variërend te zijn in de lengterichting X-X' van het filterpatroon 4.The terms "top" and "bottom" are always used here in the light of Figures 1 to 5, but it goes without saying that the filter cartridge 4, according to the invention, does not necessarily have to be arranged completely vertically. However, the permeability of the filter material 9 according to the present invention must always vary in the longitudinal direction X-X 'of the filter cartridge 4.

Niettegenstaande het feit dat de figuren 1 tot 3 een cilindervormig filterpatroon 4 tonen, is de uitvinding niet beperkt tot een filterpatroon 4 met zulke vorm, doch, kan in doorsnede gezien, de vorm van dit filterpatroon 4 afwijken van een cirkelvorm. Bovendien kan de wand 10 volgens de lengterichting van het filterpatroon 4 een conische of andere vorm hebben, bijvoorbeeld zoals weergegeven in de figuren 4 en 5.Notwithstanding the fact that Figures 1 to 3 show a cylindrical filter cartridge 4, the invention is not limited to a filter cartridge 4 with such a shape, but, seen in cross-section, the shape of this filter cartridge 4 may deviate from a circular shape. Moreover, the wall 10 can have a conical or other shape along the longitudinal direction of the filter cartridge 4, for example as shown in Figures 4 and 5.

De doorlaatbaarheidsgradiënt in het filtermateriaal 9 kan op meerdere wijzen bekomen worden.The permeability gradient in the filter material 9 can be obtained in several ways.

Volgens een eerste variant maakt men, zoals weergegeven in figuur 3, gebruik van een filtermateriaal 9 dat op zichzelf reeds een gradiënt van de doorlaatbaarheid heeft, waarbij dit materiaal in de gepaste oriëntatie aangebracht wordt in het filterpatroon 4, zodat een doorlaatbaarheidsgradiënt volgens de lengterichting van het filterpatroon 4 gevormd wordt en wel zodanig dat de doorlaatbaarheid toeneemt volgens de stromingsrichting van het binnenkomende, te zuiveren gas.According to a first variant, as shown in Figure 3, use is made of a filter material 9 which in itself already has a permeability gradient, wherein this material is arranged in the appropriate orientation in the filter cartridge 4, so that a permeability gradient along the longitudinal direction of the filter cartridge 4 is formed in such a way that the permeability increases according to the flow direction of the incoming gas to be purified.

Volgens een tweede variant van een filter volgens de uitvinding, kan tevens gebruik worden gemaakt van meerdere lagen van filtermateriaal 9 met verschillende dichtheid, waarbij de lagen met hoogste dichtheid bovenaan het filterpatroon 4 worden geplaatst, en de lagen met een lagere dichtheid daaronder zodat de doorlaatbaarheid toeneemt in de lengterichting van het filterpatroon 4.According to a second variant of a filter according to the invention, use can also be made of several layers of filter material 9 of different density, the layers having the highest density being placed at the top of the filter cartridge 4, and the layers having a lower density below them so that the permeability increases in the longitudinal direction of the filter cartridge 4.

Volgens nog een andere uitvoeringsvorm van een filter volgens de uitvinding, kan gebruik worden gemaakt van rond elkaar aangebrachte lagen filtermateriaal, waarbij het aantal lagen stelselmatig verminderd wordt in de lengterichting van het filterpatroon 4. Bovenaan het filterpatroon 4, of met andere woorden aan de zijde van de gasinlaat 2, worden dus meerdere rond elkaar aangebrachte lagen filtermateriaal 9 voorzien, terwijl onderaan het filterpatroon 4 minder rond elkaar aangebrachte lagen filtermateriaal 9 worden voorzien.According to yet another embodiment of a filter according to the invention, use can be made of layers of filter material arranged around each other, the number of layers being systematically reduced in the longitudinal direction of the filter cartridge 4. At the top of the filter cartridge 4, or in other words on the side from the gas inlet 2, a plurality of layers of filter material 9 are arranged around each other, while at the bottom of the filter cartridge 4 fewer layers of filter material 9 are arranged around each other.

De dichtheid van elke laag kan hierbij gelijk zijn, zoals in het specifieke geval van figuur 4, doch, het is tevens mogelijk dat de verschillende lagen worden vervaardigd uit materialen met. verschillende dichtheid, zoals in het specifieke geval van figuur 5.The density of each layer can be equal here, as in the specific case of Figure 4, but it is also possible that the different layers are manufactured from materials with. different density, as in the specific case of Figure 5.

Het is duidelijk dat op deze wijze eveneens een wijziging van de doorlaatbaarheid van het filtermateriaal 9 volgens de lengterichting van het filterpatroon 4 wordt verkregen.It is clear that in this way a change in the permeability of the filter material 9 according to the longitudinal direction of the filter cartridge 4 is also obtained.

Alhoewel in figuur 3 een constante doorlaatbaarheidsgradiënt is weergegeven over de volledige lengte van het filterpatroon 4, kunnen ook andere, eventueel niet constante gradiënten in de lengterichting gebruikt worden, al dan niet gecombineerd met ook een dichtheidsgradiënt in de dwarsrichting. Hierbij kan niet alleen de grootte van de doorlaatbaarheidsgradiënt wijzigen, op al dan niet continue wijze, volgens de lengte van het filterpatroon 4, doch, kan tevens het teken van de doorlaatbaarheidsgradiënt wijzigen van positief naar negatief en/of omgekeerd. Hetzelfde geldt trouwens tevens voor een eventuele wijziging van de doorlaatbaarheid van minstens een gedeelte van het filtermateriaal volgens de radiale richting of, met andere woorden, volgens een richting loodrecht op de lengterichting van het filterpatroon 4, waarbij de doorlaatbaarheid kan wijzigen op continue wijze en/of stapsgewijze, en kan tevens het teken van de gradiënt van de doorlaatbaarheid wijzigen van positief naar negatief en/of omgekeerd.Although a constant permeability gradient over the full length of the filter cartridge 4 is shown in Figure 3, other, possibly non-constant, gradients in the longitudinal direction can also be used, whether or not combined with also a density gradient in the transverse direction. Hereby not only the size of the permeability gradient can change, in a continuous or non-continuous manner, according to the length of the filter cartridge 4, but, also the sign of the permeability gradient can change from positive to negative and / or vice versa. The same also applies for a possible change in the permeability of at least a part of the filter material in the radial direction or, in other words, in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the filter cartridge 4, wherein the permeability can change in a continuous manner and / or stepwise, and may also change the sign of the permeability gradient from positive to negative and / or vice versa.

Tevens is het volgens de uitvinding niet noodzakelijk dat de wijziging van de doorlaatbaarheid over de volledige lengte van het filterpatroon 4 wordt verwezenlijkt, doch, kan tevens slechts een gedeelte van het filtermateriaal 9 als dusdanig worden uitgevoerd.Moreover, according to the invention, it is not necessary for the modification of the permeability over the full length of the filter cartridge 4 to be realized, but only a portion of the filter material 9 can be designed as such.

De uitvinding is niet beperkt tot de uitvoering van de filter als coalsecentiefilter, aangezien de filter volgens de uitvinding tevens bijvoorbeeld een stoffilter kan vormen waarbij minstens het voordeel van de geoptimaliseerde stroming doorheen het filtermateriaal 9 behouden blijft.The invention is not limited to the design of the filter as a coalescence filter, since the filter according to the invention can also, for example, form a dust filter in which at least the advantage of the optimized flow through the filter material 9 is retained.

Onder de bewoording "filtermateriaal" dient hier elk type van materiaal te worden verstaan dat een filtering van gas toelaat, zoals een coalescentiemateriaal, een beschermlaag van bijvoorbeeld synthetische polymeervezels die al dan niet thermisch gebonden zijn, een zogenaamde ” reen tra i runen t barrier", bijvoorbeeld in de vorm van een materiaal met een open celstructuur, of dergelijke.The term "filter material" is to be understood here to mean any type of material that permits filtering of gas, such as a coalescing material, a protective layer of, for example, synthetic polymer fibers that are thermally bonded or not, a so-called "reen tra barrier run" , for example in the form of a material with an open cell structure, or the like.

In de hiervoor beschreven voorbeelden stroomt het te zuiveren gas steeds doorheen het filtermateriaal 9 vanaf de inwendige holle ruimte 7 naar de gasuitlaat 3, doch, het is volgens de uitvinding niet uitgesloten om de stromingszin van het gas om te keren, zodanig dat de gasuitlaat 3 fungeert als inlaat voor het te zuiveren gas, terwijl de gasinlaat 2 dan dienst doet als uitlaatopening. Zulke toepassing is bijvoorbeeld bijzonder interessant in het geval de filter dienst doet als stoffilter, teneinde te verhinderen dat het filterpatroon 4 verstopt zou geraken door vaste stofdeeltjes die in of tegen het filtermateriaal klitten.In the examples described above, the gas to be purified always flows through the filter material 9 from the inner cavity 7 to the gas outlet 3, but, according to the invention, it is not excluded to reverse the flow of the gas such that the gas outlet 3 acts as an inlet for the gas to be purified, while the gas inlet 2 then serves as an outlet opening. Such use is for instance particularly interesting if the filter serves as a dust filter, in order to prevent the filter cartridge 4 from becoming clogged by solid particles that stick in or against the filter material.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren 3 tot 5 weergegeven uitvoeringsvormen, doch, een filter volgens de uitvinding en een filterpatroon daarin toegepast, kan in velerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the embodiments described by way of example and shown in Figs. 3 to 5, but, a filter according to the invention and a filter cartridge used therein can be realized in many shapes and dimensions, without departing from the scope of the invention to enter.

Claims

A filter provided with a housing (1) in which there is a filter cartridge (4) with filter material (9) defining a cavity (7) through which a gas to be filtered can be passed, characterized in that the permeability of at least a portion of the filter material (9) varies in the longitudinal direction (X-X ') of the filter cartridge (4).

Filter according to claim 1, characterized in that this filter is designed in the form of a coalescing filter.

Filter according to claim 1, characterized in that this filter is in the form of a dust filter.

The filter according to claim 1, characterized in that at least a portion of the filter material (9) has a permeability that increases in the direction of the main flow of the gas to be filtered through the aforementioned cavity (7).

Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the varying permeability of at least a portion of the filter material (9) is obtained by varying the density of the filter material (9) in the longitudinal direction (X-X ') of the filter cartridge (4).

Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the varying permeability of at least a portion of the filter material (9) is obtained by using successive layers of filter material (9) with different densities, the density varying in the longitudinal direction (X -X ') of the filter cartridge (4).

Filter according to one of the preceding claims, characterized in that a permeability gradient of at least a portion of the filter material (9) is obtained by the number of layers as a function of the longitudinal direction (X-X ') of the filter cartridge (4) filter material (9).

Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the wall (10) of the filter cartridge (4) runs conically in the longitudinal direction (X-X ') of the filter cartridge (4).

Filter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the filter cartridge (4) has a cylindrical shape in its longitudinal direction (X-X ').

A filter according to any one of the preceding claims, characterized in that the filter cartridge (4) is closed at one end by an end wall (5) and is covered at the other end by a cover plate (6) with an opening which communicates with a gas inlet (2) or a gas outlet of the filter. *

A filter according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a portion of the filter material (9) has a permeability gradient along the longitudinal direction of the filter cartridge (4), said permeability gradient varying along the length of the filter cartridge (4).

A filter according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a portion of the filter material has a permeability that changes according to the transverse direction of the filter cartridge (4).

Filter cartridge that can be used in a filter according to one of the preceding claims, characterized in that the permeability of at least a portion of the filter material (9) varies in the longitudinal direction (X-X ') of the filter cartridge (4).