Filter für die Reinigung von Gasen, speziell von Luft
Die Erfindung bezieht sich auf Filter für die Reinigung von Gasen, speziell von Luft. Die Filterschicht, die massgebend für den zu erzielenden Reinheitsgrad des zu filternden Mediums ist, wurde bisher aus verschiedenem Material hergestellt. Hauptsächlich sind neben Filtergeweben aus Metall oder Faserstoffen zu Filterzellen zusammengefasste Prallbleche oder Füllkörper, wie Raschig-Ringe, verwendet worden. Obschon mit den daraus gebildeten Filterschichten zufriedenstellende Filterergebnisse bzw. Reinigungseffekte erzielt wurden, ist man durch die immer grösser werdenden Ansprüche hinsichtlich des Reinigungseffektes dazu übergegangen, grössere Filteroberflächen durch noch dichtere Filterschichten zu schaffen.
Hierbei zeigte sich besonders bei der Luft- und Gasfilterung, dass diese Filter den durch Druckschwankungen verursachten Staubstössen wegen ihrer Dichtigkeit nicht gewachsen waren. Die Folge davon war, dass die Filter sehr schnell verstopften und in kürzesten Zeitabständen gereinigt werden mussten.
Ausserdem hat man aus Kunststoffasern gewebte Filtertücher verwendet. Diese konnten jedoch wie die Filtertücher aus Textilfasern den gestellten Anforderungen nicht gerecht werden, weil sie praktisch keinen Gewebequerschnitt aufwiesen und nur siebartig filterten. Eine günstigere Filterwirkung wurde mit dickwandigen Filtermatten aus Kunststoffasern erzielt.
Diese Matten sind bei einer grossen Staubspeicherfähigkeit nur sehr umständlich zu reinigen, und deshalb haben sich dickwandige Filtermatten in der Filtertechnik nicht grundsätzlich eingeführt.
Es wurde nun gefunden, dass die mit Filtermatten aus Kunststoffasern erzielte Filterwirkung bei der Feinstfilterung von insbesondere Luft oder Gasen sich steigern lässt, wenn die Filterschicht aus mehreren Kunststoffiltermatten besteht, die in Strömungsrichtung des Filtermediums hintereinander angeordnet sind. Abgesehen davon, dass die so gebildete Filterschicht sich bei der Reinigung zerlegen lässt, kann die Steigerung des Filtereffektes dadurch herbeigeführt werden, dass die Filterschicht in Zonen verschiedener Filterwirkungen aufgeteilt wird. Die verschiedenen Filterwirkungen innerhalb der Filterschicht können dadurch geschaffen werden, dass trockene und mit Benetzungsmitteln, z.
B. verdünntes Glyzerin mit keimtötenden Zusätzen wie Kupfervitriol, angefeuchtete Filtermatten hintereinander geschichtet werden, so dass elektrostatische und nachfolgende elektrostatisch indifferente Zonen entstehen, welch letztere die Verunreinigungen mittels ihrer Netzflüssigkeit binden. Vorzugsweise wird die elektrostatische Filterzone auf der Seite des einziehenden Luftstromes angeordnet und die indifferente Zone auf der gegen überliegenden Seite. Je nach der Anzahl der die Filterschicht bildenden Filtermatten kann die Anordnung derselben auch so getroffen werden, dass die in ihrer Filterwirkung unterschiedlichen Zonen abwechselnd aufeinanderfolgen. Ob bei der Filterung die eine oder andere Massnahme angewendet werden soll, richtet sich nach dem Filtermedium und der vom Filter zu fordernden Filterwirkung.
Mit der Kombination von trockenen und benetzten Filtermatten wird jedenfalls bei einer gleichzeitig grossen Staubspeicherfähigkeit eine durchgreifende Filterung und damit höherer Reinheitsgrad erreicht, als das bisher mit andern Filterschichten, insbesondere dickwandigen Kunststoffiltermatten, möglich war.
Es besteht die Möglichkeit, die hintereinander angeordneten Filtermatten zu einer Filterzelle gebräuchlicher Abmessung zusammenzufassen und aus mehreren solcher Filterzellen nach Art des Baukastensystems flächenmässig grössere Filterschichten aufzubauen, wozu mehrere Filterzellen aneinander montiert oder in einen Rahmen eingelegt werden. Auf diese Weise ist eine Filterschicht gleich welcher Grösse schnell zu erstellen, und die für die Filterschicht erforderlichen Teile können für den laufenden Bedarf sowohl vom Hersteller als auch vom Verbraucher ab Lager genommen werden. Für den Bau von Luftoder Gasfiltern ist damit eine weitgehende Rationalisierung gegeben.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke in Ausführungsbeispielen wiedergegeben, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Filtermatte,
Fig. 2 einen Schnitt durch dieselbe,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Filterzelle,
Fig. 4 einen Schnitt durch dieselbe,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine aus einzelnen Filterzellen zusammengebaute Filterschicht und
Fig. 6 eine Draufsicht auf montierte Filterzellen.
Die gemäss Fig. 1 in quadratischer Form gehaltene Filtermatte 1 besitzt beiderseitig das aus Kunststoffasern, z. B. Polyacrylnitrilfasern, bestehende Gewebe 2, 3, die durch eine Distanzfaser 4, ebenfalls aus Kunststoff, in einem Abstand voneinander zu einem Doppelgewebe vereinigt sind. Die gewebten Fasern sind entweder flach oder elipsenförmig im Querschnitt, so dass dem durch das Gewebe durchziehenden Luftstrom eine Fläche, sogenannte Prallfläche, entgegensteht, die grösser ist, als sie mit Rundfasern erzielt werden kann. Zweckmässig werden die Kunststoffasern derart verwebt, dass die Gewebe 2, 3 eine Kreuz- oder Waffel struktur aufweisen und die Fasern verhältnismässig dicht aneinanderliegen.
Mehrere dieser Filtermatten 1 werden hintereinander in einen mit Gitterstäben 5 versehenen Rahmen 6 eingelegt und in demselben mit einem ebenfalls Gitterstäbe aufweisenden Einlegerahmen 7 unter leichter Anpressung gehalten. Auf diese Weise entsteht eine Filterzelle, die infolge ihrer Mehrschichtigkeit in Zonen verschiedener Filterwirkung aufgeteilt werden kann, indem benetzte und trockene Filtermatten 1 in den Rahmen 6 eingelegt werden. Die trockenen Matten bilden dann eine elektrostatische und die benetzten Matten eine elektrostatisch indifferente Zone. Diese Zonen lassen sich innerhalb der Filterschicht beliebig verteilen. Vorzugsweise wird die elektrostatische Zone dem einziehenden Luftstrom voran angeordnet bzw. können die verschieden wirkenden Zonen abwechselnd aufeinanderfolgen.
Aus der beschriebenen Filterzelle 1 lassen sich grossflächige Filterschichten auf- bzw. zusammenbauen, indem die in Fig. 3 und 4 dargestellten Filterzellen zusammen mit Filterzellen gleicher Grösse und Bauart in einem Tragrahmen vereinigt und befestigt werden. Eine derart aufgebaute Filterschicht ist in Fig. 5 gezeigt, die aus einem Tragrahmen 8 mit Stegen 9, 10 und vier Filterzellen aufgebaut ist, von denen nur eine eingezeichnet ist. Die eingelegten Filterzellen 1, die für sich ein separates Bauteil darstellen, werden vom Tragrahmen 8 bzw. seinen Stegen 9, 10 getragen und gegen Herausfallen durch ein Einlegegitter oder durch Verriegelung bzw. Verankerung gesichert.
Anstelle eines Rahmens 8 kann die Befestigung der Filterzellen auch an Profileisenstangen erfolgen. In Fig. 6 sind die paarweise nebeneinanderstehenden Filterzellen an ihren äussern Randflächen an mit Mauerankern 11 versehenen Winkeleisen 12 und an ihren benachbarten bzw. gegenüberliegenden Randflächen an ein T-Eisen 13 durch Schrauben befestigt.
Bei der Reinigung der Filterzellen ist ein Lösen der Schrauben bzw. ein Herausnehmen der Filterzellen aus dem Rahmen 8 gemäss der Fig. 5 nicht erforderlich, da, nachdem der Einlegerahmen 7 aus den Filterzellen entfernt ist, sich die Filtermatten 1 aus den Filterzellen herausnehmen lassen. Eine Reinigung und eine Wiederinbetriebnahme der Filterschicht ist somit in kürzester Zeit möglich. Je nach der Grösse der Filterzellen, die in gebräuchlichen Abmessungen hergestellt sind, lassen sich flächenmässig beliebig grosse Filterschichten aufbauen. Es ist der flächenmässige Aufbau der Filterschicht aus einzelnen Filterzellen auch an der Einsetzstelle schnell möglich, da sowohl die Filterzellen als auch die für den Zusammenbau erforderlichen Teile eine lagermässige Aufbewahrung gestatten. Die beschriebene Filterschicht ist in einem nicht gezeichneten Filtergefäss untergebracht.
Filters for cleaning gases, especially air
The invention relates to filters for cleaning gases, especially air. The filter layer, which is decisive for the degree of purity to be achieved in the medium to be filtered, was previously made of different materials. In addition to filter fabrics made of metal or fiber materials, baffle plates or fillers such as Raschig rings combined to form filter cells have mainly been used. Although the filter layers formed therefrom achieved satisfactory filter results and cleaning effects, the increasing demands with regard to the cleaning effect have resulted in the creation of larger filter surfaces using even denser filter layers.
It was shown, especially with the air and gas filtering, that these filters could not cope with the dust shocks caused by pressure fluctuations because of their tightness. The consequence of this was that the filters clogged very quickly and had to be cleaned in the shortest possible time.
In addition, filter cloths made of synthetic fibers have been used. However, like the filter cloths made of textile fibers, these could not meet the requirements because they had practically no fabric cross-section and only filtered like a sieve. A more favorable filter effect was achieved with thick-walled filter mats made of synthetic fibers.
With a large dust holding capacity, these mats are very difficult to clean, and that is why thick-walled filter mats have not fundamentally been introduced into filter technology.
It has now been found that the filter effect achieved with filter mats made of plastic fibers in the ultra-fine filtering of air or gases in particular can be increased if the filter layer consists of several plastic filter mats which are arranged one behind the other in the flow direction of the filter medium. Apart from the fact that the filter layer formed in this way can be dismantled during cleaning, the increase in the filter effect can be brought about by dividing the filter layer into zones with different filter effects. The various filter effects within the filter layer can be created in that dry and wetting agents, e.g.
B. diluted glycerine with germicidal additives such as copper vitriol, moistened filter mats are layered one behind the other, so that electrostatic and subsequent electrostatically indifferent zones arise, which the latter bind the impurities by means of their network fluid. The electrostatic filter zone is preferably arranged on the side of the drawing in air flow and the indifferent zone on the opposite side. Depending on the number of filter mats forming the filter layer, they can also be arranged in such a way that the zones that differ in their filter effect alternately follow one another. Whether one or the other measure should be used for filtering depends on the filter medium and the filter effect to be required of the filter.
With the combination of dry and wetted filter mats, thorough filtering and thus a higher degree of purity is achieved with a simultaneous high dust storage capacity than was previously possible with other filter layers, in particular thick-walled plastic filter mats.
It is possible to combine the filter mats arranged one behind the other to form a filter cell of customary dimensions and to build up larger filter layers in terms of area from several such filter cells in the manner of the modular system, for which several filter cells are mounted on one another or placed in a frame. In this way, a filter layer of any size can be created quickly, and the parts required for the filter layer can be taken from stock by both the manufacturer and the consumer for current needs. This means that there is extensive rationalization for the construction of air or gas filters.
In the drawing, the idea of the invention is reproduced in exemplary embodiments, namely show:
1 shows a filter mat,
Fig. 2 is a section through the same,
3 shows a plan view of a filter cell,
4 shows a section through the same,
5 shows a plan view of a filter layer assembled from individual filter cells and
6 shows a plan view of assembled filter cells.
The filter mat 1, held in a square shape according to FIG. 1, has on both sides made of plastic fibers, e.g. B. polyacrylonitrile fibers, existing fabrics 2, 3, which are united by a spacer fiber 4, also made of plastic, at a distance from one another to form a double fabric. The woven fibers are either flat or elliptical in cross-section, so that the air flow through the fabric is opposed by an area, the so-called impact area, which is larger than can be achieved with round fibers. The synthetic fibers are expediently woven in such a way that the fabrics 2, 3 have a cross or waffle structure and the fibers lie relatively close to one another.
Several of these filter mats 1 are placed one behind the other in a frame 6 provided with grid bars 5 and held in the same with an insert frame 7 also having grid bars under slight pressure. In this way, a filter cell is created which, as a result of its multilayer structure, can be divided into zones with different filter effects by placing wet and dry filter mats 1 in the frame 6. The dry mats then form an electrostatic zone and the wetted mats an electrostatically indifferent zone. These zones can be distributed as desired within the filter layer. The electrostatic zone is preferably arranged in front of the air flow being drawn in, or the differently acting zones can alternately follow one another.
Large-area filter layers can be built up or assembled from the filter cell 1 described by combining and securing the filter cells shown in FIGS. 3 and 4 together with filter cells of the same size and type in a support frame. A filter layer constructed in this way is shown in FIG. 5, which is constructed from a support frame 8 with webs 9, 10 and four filter cells, only one of which is shown. The inserted filter cells 1, which in themselves represent a separate component, are carried by the support frame 8 or its webs 9, 10 and secured against falling out by an insert grid or by locking or anchoring.
Instead of a frame 8, the filter cells can also be attached to profile iron rods. In FIG. 6, the filter cells standing next to one another in pairs are fastened at their outer edge surfaces to angle irons 12 provided with wall anchors 11 and to a T-iron 13 on their adjacent or opposite edge surfaces by screws.
When cleaning the filter cells, it is not necessary to loosen the screws or remove the filter cells from the frame 8 according to FIG. 5, since after the insert frame 7 has been removed from the filter cells, the filter mats 1 can be removed from the filter cells. The filter layer can thus be cleaned and put back into operation in a very short time. Depending on the size of the filter cells, which are produced in customary dimensions, filter layers of any size can be built up in terms of area. The areal structure of the filter layer from individual filter cells is also quickly possible at the point of insertion, since both the filter cells and the parts required for assembly permit storage. The filter layer described is housed in a filter vessel, not shown.