BE890312A

BE890312A - Hoogporeuze geplooide vezelplaat in het bijzonder voor filters

Info

Publication number: BE890312A
Application number: BE1/10315A
Authority: BE
Original assignee: Bekaert Sa Nv
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1982-03-11

Description

HOOGPOREUZE GEPLOOIDE VEZELPLAAT IN HET BIJZONDER VOOR FILTERS

De uitvinding betreft een geplooide vezelplaat met hoge porositeit die in het bijzonder als filtermedium kan toegepast worden.

Filtermedia in plaatvorm uit niet geweven vezelvliezen

en met een porositeit van meer dan 90 % zijn bekend. Deze vezelplaten kunnen bijv. gesinterde metaalvezelvliezen omvatten en

in zigzagvorm geplooid als filterelement aangebracht worden tussen twee cilindrische netwerken die concentrisch opgesteld

zijn zoals bijv. beschreven in de Duitse octrooiaanvrage 2.713.290.

Voor bepaalde filtratietoepassingen zoals bijv. het verwijderen van vaste stofdeeltjes uit gassen, coalescentie en ontmisten bestaat er evenwel een behoefte aan hoogporeuze filtermatten met een aanzienlijke dikte teneinde het scheidingsproces van de diverse fasen doeltreffend te laten verlopen. Er werd nu ondervonden dat deze dikke, min of meer stijve vezelstrukturen moeilijk op kontroleerbare wijze kunnen geplooid worden over een hoek kleiner dan 120[deg.] zonder de vezelstruktuur in de vouwzone ontoelaatbaar te schenden.

De uitvinding verschaft thans een geplooide hoogporeuze vezelplaat omvattende tenminste een vouwzone waar twee aldaar aan

een hoek o( vormen en waarbij de vezelstruktuur in deze vouwzone gaaf blijft. Deze verbetering wordt verkregen door de dikte en de porositeit van de vezelstruktuur in deze vouwzone kleiner te kiezen dan de helft van de dikte, resp. porositeit van de aangrenzende plaatdelen. Door deze maatregel verschaft men een gevoelig verstevigde vouwzone die enerzijds een soort skelet vormt dat bijdraagt tot de sterkte en vormvastheid van de plaat en anderzijds het plooien toelaat op een kontroleerbare wijze.

In een belangrijke uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de plaat vezelvliezen uit aan elkaar gesinterde metaalvezels. Voor bepaalde filtratietoepassingen zoals bijv. bij ontmisten, bij coalescentie of bij het afscheiden van vochtige of viskeuze stofdeeltjes uit gassen is het overigens soms aangewezen dat de vezels, in het bijzonder de metaalvezels, een enigszins ruw oppervlak bezitten teneinde het scheidingsrendement te verhogen.

Verdere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen thans toegelicht worden aan de hand van bijgaande figuren waarin een veel toegepaste uitvoeringsvorm is geïllustreerd.

Figuur 1 toont een dwarsdoorsnede van een zig-zag geplooide vezelplaat. Figuur 2 geeft een voorvervormingsstadium weer van een vlakke vezelplaat voor het achteraf zig-zag plooien. Figuur '3 stelt de aanwending van de vouwzone voor als hulpmiddel voor bevestiging van de vezelplaat. Figuur 4 is een perspektiefschets van een cylindrisch filterelement met zig-zag geplooide vezelplaat tussen steuncylinders.

De hoogporeuze vezelplaat 1 geschetst in figuur 1 heeft een zig-zag vorm met vlakke plaatsekties 2 die onderling verbonden zijn door dunne plaatsekties 3 (met verlaagde porositeit) in de dalen van de zig-zag golf resp. 4 in de toppen van de zig-zag golf. Deze sekties 3 en 4 in de respektievelijke vouwzones bezitten bij voorkeur een gekromd oppervlak 5 dat in het verlengde ligt van de

insluiten. Zodoende verkrijgt men vouwzones die een vlotte plooibewerking toelaten zonder de vezelstruktuur en dus de integriteit van de poreuze plaat in deze zones te schenden. De-uitvinding zal vooral voordelen bieden in de gevallen dat de plaatdikte in de vlakke sekties 2 relatief groot is, d.w.z. tenminste 1,5 mm bedraagt.

Teneinde de gewenste vouwzones in de vezelplaat 1 vast te leggen zal deze bij voorkeur aldaar volgens een lijn of strook door een persbewerking permanent samengedrukt worden teneinde de dikte van de plaat aldaar minstens te halveren en als gevolg daarvan de porositeit aldaar te verlagen. Indien men een zigzagvorm

indrukking afwisselend aan de onderkant, resp. bovenkant van de plaat aangebracht worden zoals getoond in figuur 2.

De vouwzones kunnen ook als bredere stroken ingedrukt worden en daarna dubbelgevouwen zoals geïllustreerd in figuur 3 waarbij ze dan als hulpmiddel fungeren voor bevestiging van de vezelplaat met bijv. klembeugels 6 of randmonturen.

De hoogporeuze geplooide vezelplaten volgens de uitvinding worden in het bijzonder als filterelement toegepast. Wanneer zo een filterel-ement opgebouwd is uit aan elkaar gesinterde metaalvezels zal de plaat bij voorkeur een metaalvezelvlies als

selijk geschonden zouden worden tijdens de persbewerking voor het indrukken van de vouwlijnen. Dergelijke filterelementen zijn bijzonder geschikt gebleken voor het scheiden van twee onderling onmengbare vloeistoffasen door coalescentie.

Het cylindrisch filterlement schematisch weergegeven

in figuur 4 betreft een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding en omvat twee concentrische vloeistof-doorlaatbare.steuncylinders 7, resp. 8 bijv. in de vorm van geperforeerde platen waartussen een in zig-zag geplooide vezelplaat 1 volgens de uitvinding is aangebracht. De opeenvolgende vouwlijnen 3, resp. 4 liggen daarbij aan tegen de binnenwand van de buitenste cylinder 7, resp. tegen de buitenwand van de binnenste cylinder 8.

Indien de filterelementen voor coalescentiedoeleinden worden aangewend zal de metaalvezeldiameter in bovengenoemde kernlaag in de vezelplaat bij voorkeur toenemen in de filtratie-

Een cylindrisch filterelement zoals geschetst in figuur 4 moet vanzelfsprekend aan zijn uiteinden met flenzen 10 afgesloten worden. Een van de flenzen zal daarbij een volle plaat zijn terwijl de andere een centrale opening zal omvatten waarop een doorgang voor het fluidum kan aangesloten worden : hetzij een inlaat voor het te filtreren fluidum wanneer de filtratierichting van binnen de cylinder naar buiten verloopt, hetzij een uitlaat voor het gefiltreerde fluidum in het omgekeerde geval. Deze afsluiting moet lekdicht zijn.

Volgens de uitvinding wordt een lekdichte verbinding met de_flens verkregen door als volgt te werk te gaan bij het assembleren van het filterelement. Men neemt een vezelplaat 1 met een grotere lengte in de richting van de vouwlijnen dan de axiale lengte van de steuncylinders 7 en 8. Zodoende zal de plaat 1 dus laterale randen 9 bezitten die aan beide uiteinden van de cylinders uitsteken. Vervolgens behandelt men deze uitstekende randstroken 9 teneinde de cohesie van de vezelstruktuur aldaar te verzwakken, bijv. door ze op veel plaatsen door te prikken of te kreuken. De vezelplaat wordt aansluitend geplooid in zig-zag vorm en tussen de steuncylinders 7 en 8 gebracht zodat de randen 9 aan beide uiteinden uitsteken. Bij het daarop-

worden de vezelstrukturen in de randstroken 9 zodanig gekompakteerd dat ze na het sinteren een luchtdichte pakkingaring vormen tussen eindflenzen en steuncylinderranden.

Voorbeeld

Een aantal metaalvezelvliezen zoals beschreven bijv. in het U.S.A.-octrooi 3.469.297 werden op elkaar gestapeld tot een totaal gewicht van 3000 g/m<2>. Onderaan en bovenaan in de stapel lag een vlies van 300 g/m<2> uit metaalvezels met een diameter

12 &#65533;m en daartussenin lagen vliezen waarin de metaalvezeldiameter

als beschermingslagen. De stapel werd door persen verdicht tot een dikte van nagenoeg 2,5 mm hetgeen de porositeit van de aldus verkregen mat bracht op nagenoeg 91 %. De aldus samengedrukte vezelplaat werd lichtjes gesinterd zodat de ruwheid van de metaalvezels grotendeels behouden bleef. Op onderlinge afstanden van nagenoeg 10 cm werden afwisselend onderaan en bovenaan de plaat diepere vouwlijnen 3 resp. 4 ingedrukt met een breedte van ongeveer

3 mm alwaar de dikte van de vezelmat tot 1 mm werd gereduceerd. De laterale randen 9 van de vezelplaat werden aanzienlijk ver-

vooraf ingeperste vouwlijnen en de twee uiterste vouwlijnen samen-gevoegd en samen gelast. Het aldus in stervorm verkregen cylindrisch filte&#65533;ement werd over de inwendige roestvrij stalen steuncylinder 8 met diameter 30 cm heengeschoven zodat langs weerszijden een rand 9 uitstak en hieroverheen werd dan de uitwendige roestvrij stalen steuncylinder 7 met diameter 50 cm geschoven. Tenslotte werden de eindflenzen 10 opgedrukt en het geheel aldus aan elkaar gesinterd op de gebruikelijke wijze.

Alhoewel de uitvinding beschreven werd aan de hand van haar toepassing in filterelementen wordt ze niet geacht daartoe beperkt te zijn. Toepassing als katalysatormat, electrode, schei-

absorberende mat is mogelijk.

Vanzelfsprekend zijn ook andere plooivormen dan het zig-zagvouwen toepasbaar. Balkvormige, prismatische, pyramidale of andere ruimtelijke filterstrukturen, die uit een vlakke plaat ontwikkelbaar zijn, kunnen ontworpen worden, bijv. voor filterzakken, door de vouwlijnen op de gepaste wijze aan te brengen in de opengewikkelde vezelplaat. In de vouwlijnen, die dan de ribben van de ruimtestruktuur vormen, kunnen dan desgewenst randmonturen aangebracht worden ter ondersteuning van het filterelement.

Claims

Conclusies :

1[deg.] een vezelplaat (1) gekozen wordt met grotere lengte

in de richting van de vouwlijnen dan de axiale lengte van de steuncylinders (7, 8) en

1. Geplooide poreuze vezelplaat (1) omvattende tenminste één

vouwzone waar de twee aldaar aan elkaar grenzende plaatdelen (2) een hoek c< vormen, met het kenmerk dat de plaatdikte, resp. porositeit in deze vouwzone kleiner is dan de helft van de dikte, resp. porositeit in haar aangrenzende delen, terwijl de porositeit in de vlakke delen tenminste 90 % bedraagt.

2[deg.] de laterale vezelplaatranden (9) die aan beide uiteinden

van de cylinders zullen uitsteken behandeld worden teneinde de cohesie van de vezelstruktuur aldaar te verzwakken

2. Plaat volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de verdunde

plaatsektie (3,4) in de vouwzone een gekromd oppervlak (5) bezit dat in het verlengde ligt van de aangrenzende plaat- <EMI ID=10.1>

3[deg.] de zig-zag geplooide vezelplaat (1) tussen de cylinders

(7, 8) wordt gebracht met uitstekende randen aan beide uiteinden van de cylinders en

3. Plaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat ze aan

elkaar gesinterde metaalvezels omvat.

4. Plaat volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk dat de

vezels een ruw oppervlak bezitten.

5. Plaat volgens een of ander van voorgaande conclusies, met

het kenmerk dat ze in zig-zag vorm geplooid is.

6. Plaat volgens een of ander van voorgaande conclusies, met het

kenmerk dat de plaatdikte in de vlakke delen tenminste 1,5 mm bedraagt.

7. Filterelement omvattende een plaat volgens een of ander van

voorgaande conclusies.

8. Filterelement volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de plaat

tenminste één metaalvezelvlies omvat als kernlaag waarin de

zijden bekleed is met een metaalvezelvlies waarin de vezeldiameter groter is dan 10 �m. 9. Filterlement volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk dat

ze twee concentrische vloeistof-doorlaatbare steuncylinders (7, 8) omvat met daartussen een zigzag geplooide plaat (1) waarbij opeenvolgende vouwlijnen (3, 4) aanliggen tegen de binnenwand van de buitenste cylinder resp. tegen de buitenwand van de binnenste cylinder (8).

10. Element volgens conclusie 8 of 9 voor het scheiden van twee

onderling onmengbare vloeistoffasen door coalescentie.

11. Coalescentie-element volgens conclusie 10, met het kenmerk

dat genoemde kernlaag een aantal metaalvezelvliezen omvat waarbij de metaalvezeldiameter toeneemt van de filterinlaatzijde naar de filteruitlaatzijde toe.

12. Coalescentie-element volgens conclusie 11, met het kenmerk

13. Werkwijze voor het bevestigen van eindflenzen op een filterelement volgens conclusie 9, met het kenmerk dat

4[deg.] de eindflenzen (10) op deze randen aangedrukt en aange-

sinterd worden waarbij de randen (9) samengedrukt worden tot lekdichte pakkingsringen. <EMI ID=13.1>