Filterkörper zum Abscheiden feinster Schwebeteilchen, insbesondere aus Gasen, und Verfahren zu seiner Herstellung
Es ist bekannt, für die Feinststaubfilterung, das heisst also für das Abscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen, unter anderem Kunststoffilterkörper zu verwenden. Diese porösen Kunststoffilterkörper werden nach verschiedenen Verfahren hergestellt. Die Eignung dieser Kunststoffilterkörper gerade für den Zweck der Feinststaubabscheidung liegt neben der Feinporigkeit besonders darin, dass Kunststoffe die Eigenschaft haben, sich durch vorbeistreichende Gase elektrostatisch aufzuladen. Die elektrostatische Aufladung verhindert, dass die Schwebeteilchen in die Poren eindringen und das Filter zusetzen. Der abgeschiedene Staub lagert nur lose auf der Oberfläche und kann zum Zwecke der Reinigung der Filter abgeklopft werden.
Insoweit eignen sich die Kunststoffilter gut für den gedachten Zweck; sie haben aber den Nachteil, dass sie keine erhöhten Temperaturen aushalten und höchstens bei Gastemperaturen bis zu 1000 C brauchbar sind.
Es ist ferner bekannt, sowohl für die Trockenals auch Nassfilterung porös gesinterte Metalifilter- körper zu verwenden. Sie für die Zwecke der Feinststaubfilterung einzusetzen, scheiterte bisher daran, dass sich Metallfilterkörper nicht elektrostatisch aufladen und infolgedessen selbst bei Verwendung feinstporös gesinterter Filterkörper die Schwebeteilchen in die Poren eindringen. Das Filter ist daher durch Klopfen nicht zu reinigen. Anderseits wäre es aber von gro ssem Vorteil, wenn Metallfilterkörper für die Feinststaubfilterung eingesetzt werden könnten, weil solche Körper, beispielsweise Bronzefilterkörper, Temperaturen bis etwa 5000 C ohne Schaden und ohne nennenswerte Oxydation aushalten.
Von Schwebeteilchen zu reinigende Gase haben aber im Höchstfalle Temperaturen von 400 bis 500" C, so dass solche Filterkörper zur Reinigung heisser Gase eingesetzt werden könnten, ohne dass es erforderlich wäre, wie bei Verwendung von Kunststoffiltern, die zu reinigenden Gase durch Zusatz von Kaltluft oder durch andere umständliche Mittel auf eine tragbare Temperatur von unter 100" C abzukühlen.
Überraschenderweise ist nun festgestellt worden, dass porösgesinterte Metallfilterkörper in einfacher Weise in einen Zustand versetzt werden können, in welchem es für die feinen Schwebeteilchen nicht möglich ist, in die Poren einzudringen. Dabei wird die Durchlässigkeit für das zu reinigende Medium nicht nennenswert verringert, das heisst der Druckverlust, der beim Durchströmen des Filterkörpers eintritt, wird nicht nennenswert vergrössert. Es ist hierzu gemäss der Erfindung nur notwendig, die bekanntermassen verhältnismässig rauhe Oberfläche porös gesinterter Metallkörper auf der der Filtereintrittsseite zuzukehrenden Seite zu glätten. Das abgeschiedene Gut bleibt praktisch auf dieser glatten Oberfläche des Filterkörpers sitzen und kann zum Zwecke der Reinigung des Filters durch einfaches Klopfen leicht entfernt werden.
Beim Glätten verkleinert sich gleichzeitig teilweise die Porenweite in den äussersten Oberflächenschichten in gewissem Umfange, so dass selbst Feinstschwebeteilchen in Gasen oder Flüssigkeiten beim Filtern zurückgehalten werden, ohne die Filterkanäle zu verstopfen.
Die glatte Oberfläche wird vorzugsweise erzielt durch ein Schmirgeln unter leichtem Druck, das heisst einem Druck, wie er beispielsweise von Hand ausgeübt werden kann. Es wird daher vorgeschlagen, an sich bekannte, porös gesinterte Metailfilterkörper mit einer vorzugsweise durch Schmirgeln unter leichtem Druck erzielten glatten Oberfläche an der Filtereintrittsseite zu versehen und diese Filterkörper alsdann einzusetzen für die Feinststaubfilterung. Obwohl sich diese Filterkörper auch beim Reinigen von Gasen elektrostatisch nicht aufladen, dringen die Schwebeteilchen in die Poren nicht ein, sondern setzen sich aussen auf der glatten Oberfläche ab, so dass der Filterkörper durch Klopfen gereinigt werden kann.
Solche Filterkörper sind aber nicht nur geeignet für das Abscheiden feinster Schwebeteilchen aus Gasen, sondern auch aus Flüssigkeiten.
Zum Glätten der Filterkörper, die in den meisten Fällen in der Form von Filterkerzen, das heisst also in der Form von Körpern mit zylindrischer Oberfläche, verwendet werden, wird beispielsweise vorgeschlagen, ein gerundetes Eisen mit einem dem Filterkörper angepassten Krümmungsradius zu verwenden und in die Rundung ein Schmirgelpapier einzukleben.
Auf den zum axialen Umlauf, beispielsweise in eine Drehbank eingespannten zylindrischen Filterkörper, wird dieses Werkzeug mit leichtem Druck angelegt, während der Körper umläuft. Es genügt ein Druck, wie er von Hand ausgeübt werden kann.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die porös gesinterten Filterkörper an der Oberfläche mit einer äusserst dünnen und porösen Metallschicht zu versehen, die durch Aufspritzen mit üblichen Metallspritzpistolen hergestellt und anschliessend geglättet wird. Vorzugsweise wird die aufzuspritzende Schicht aus dem gleichen Metall oder der gleichen Metallegierung erzeugt, aus der der Filterkörper besteht. Unter Anwendung dieser Massnahme ist es sogar möglich, Filterkörper, also beispielsweise Filterkerzen, aus sehr grobem Pulver und daher mit grosser Durchlässigkeit zu verwenden, die zudem die Eigenschaft haben, den Staub an - der Oberfläche abzuweisen, so dass die Teilchen nicht eindringen und das Filter durch Abklopfen gereinigt werden kann.
Sowohl das blosse Glätten der Oberfläche durch Schmirgeln als auch das Aufsprühen einer dünnen Metallschicht und anschliessende Glätten, beeinträchtigt die Durchlässigkeit der Filter nicht nennenswert.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Filterkörpers eine Filterkerze im Axialschnitt dargestellt. Der poröse gesinterte Metallkörper 1 ist an der Fläche, die auf der Eintrittsseite des Filters liegt, mit einer Glättung versehen, die bei 2 angedeutet ist. Diese Gättung ist durch Schmirgeln unter leichtem Druck erzeugt worden, beispielsweise mit Hilfe eines Formkörpers, mit einem dem zylindrischen Filterkörper angepassten Krümmungsradius und in die Rundung eingeklebtem Schmirgelpapier.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Form beschränkt. Es ist vielmehr auch jede andere Formgebung möglich.
Als zweckmässiges Metall zur Herstellung des Filterkörpers hat sich Bronze oder Messing erwiesen.
Filter body for separating the finest suspended particles, in particular from gases, and process for its production
It is known to use plastic filter bodies, among other things, for filtering fine dust, that is to say for separating suspended particles from gases. These porous plastic filter bodies are manufactured using various processes. The suitability of these plastic filter bodies for the purpose of fine dust separation lies, in addition to their fine pores, in the fact that plastics have the property of being electrostatically charged by gases passing by. The electrostatic charge prevents the suspended particles from penetrating the pores and clogging the filter. The separated dust is only loosely deposited on the surface and can be knocked off to clean the filter.
In this respect, the plastic filters are well suited for the intended purpose; However, they have the disadvantage that they cannot withstand elevated temperatures and can only be used at gas temperatures up to 1000 C.
It is also known to use porous sintered metal filter bodies for both dry and wet filtering. Using them for the purpose of filtering fine dust has so far failed because metal filter bodies do not become electrostatically charged and, as a result, even when using extremely fine-pored sintered filter bodies, the suspended particles penetrate the pores. The filter cannot be cleaned by tapping it. On the other hand, it would be of great advantage if metal filter bodies could be used for filtering fine dust, because such bodies, for example bronze filter bodies, can withstand temperatures of up to about 5000 C without damage and without significant oxidation.
However, gases to be cleaned of suspended particles have a maximum temperature of 400 to 500 ° C, so that such filter bodies could be used for cleaning hot gases without the need, as when using plastic filters, the gases to be cleaned by adding cold air or cool to an acceptable temperature of below 100 "C by other cumbersome means.
Surprisingly, it has now been found that porous sintered metal filter bodies can be put in a simple manner in a state in which it is not possible for the fine suspended particles to penetrate the pores. The permeability for the medium to be cleaned is not significantly reduced, that is, the pressure loss that occurs when flowing through the filter body is not significantly increased. For this purpose, according to the invention, it is only necessary to smooth the known, relatively rough surface of porous sintered metal bodies on the side facing the filter inlet side. The separated material remains practically on this smooth surface of the filter body and can be easily removed for the purpose of cleaning the filter by simply tapping.
When smoothing, the pore size in the outermost surface layers is partially reduced to a certain extent, so that even the finest suspended particles in gases or liquids are retained during the filtering process without clogging the filter channels.
The smooth surface is preferably achieved by sanding with light pressure, that is to say a pressure such as can be exerted by hand, for example. It is therefore proposed to provide known, porous sintered metal filter bodies with a smooth surface on the filter inlet side, preferably achieved by sanding under light pressure, and then to use these filter bodies for filtering fine dust. Although these filter bodies do not become electrostatically charged even when cleaning gases, the suspended particles do not penetrate the pores, but are deposited on the outside of the smooth surface, so that the filter body can be cleaned by tapping.
Such filter bodies are not only suitable for separating the finest suspended particles from gases, but also from liquids.
To smooth the filter body, which in most cases are in the form of filter candles, that is to say in the form of bodies with a cylindrical surface, it is proposed, for example, to use a rounded iron with a radius of curvature adapted to the filter body and to round it to glue an emery paper.
This tool is applied with slight pressure to the cylindrical filter body, which is clamped for axial rotation, for example in a lathe, while the body rotates. All that is needed is a pressure that can be applied by hand.
Another possibility is to provide the surface of the porous sintered filter body with an extremely thin and porous metal layer, which is produced by spraying with conventional metal spray guns and then smoothed. The layer to be sprayed on is preferably produced from the same metal or the same metal alloy from which the filter body is made. Using this measure, it is even possible to use filter bodies, for example filter candles, made of very coarse powder and therefore with high permeability, which also have the property of repelling the dust on the surface so that the particles do not penetrate and the filter can be cleaned by tapping.
Neither the mere smoothing of the surface by sanding nor the spraying on of a thin metal layer and subsequent smoothing does not significantly affect the permeability of the filter.
In the drawing, a filter candle is shown in axial section as an exemplary embodiment of the filter body according to the invention. The porous sintered metal body 1 is provided with a smoothing, which is indicated at 2, on the surface which lies on the inlet side of the filter. This smoothing has been created by sanding under light pressure, for example with the aid of a shaped body with a radius of curvature adapted to the cylindrical filter body and sandpaper glued into the curve.
The invention is of course not limited to the form shown in the drawing. Rather, any other shape is also possible.
Bronze or brass has proven to be a suitable metal for producing the filter body.