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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung nach dem Anspruch
1.
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Bei
Luftverschmutzung unterscheidet man zwischen körnigen und gasförmigen Schadstoffen, zu
deren Vermeidung es drei verschiedene Verfahren gibt. Das erste
Verfahren ist das herkömmliche,
bei dem man einen Schornstein verlängert oder die Fabrik aus einem
Bereich mit hoher Bevölkerungsdichte in
ein bevölkerungsärmeres Gebiet
verlegt. Hierbei wird lediglich das Problem der Luftverschmutzung
im Gebiet rund um die Fabrik gelöst,
da die Gesamtmenge der Schadstoffe unverändert in die Atmosphäre abgegeben
wird. Insbesondere das Gas SO2 wird üblicherweise
noch in Tausende von Kilometern entfernt liegenden Gebieten freigesetzt
und bewirkt den Niederschlag sauren Regens. Das zweite Verfahren
besteht darin, eine Filtereinrichtung vorzuschalten, bevor Gas aus
einer Verschmutzungsquelle abgegeben wird, so dass ein Teil der
Schadstoffe entfernt wird, bevor das Gas an die Umgebung abgegeben
wird. Die Konzentration der ausgestoßenen Schadstoffe soll dem
gesetzlichen Standard entsprechen, um den Qualitätsstandard der Luft in der
Atmosphäre
nicht zu beeinflussen; manchmal können die entfernten Schadstoffe
für andere
Anwendungen recycelt werden. Das dritte Verfahren ist das effektivste,
nämlich
das Verfahren und den Herstellungsprozess so zu verändern, dass
die Erzeugung der die Luft verschmutzenden Schadstoffe verhindert
wird oder dass deren Konzentration auf einen Prozentsatz abgesenkt
wird, der es unnötig
macht, sie vor der Abgabe noch zu bearbeiten; hierbei muss jedoch
die Höhe
der Produktionskosten bedacht werden.
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Aufgrund
der Tatsache, dass sowohl die Produktionskosten als auch die Effizienz
beim Entfernen der Schadstoffe in Betracht gezogen werden müssen, entscheiden
sich Fachleute häufig
für das
zweite Verfahren; hierbei werden Einrichtungen für Granulate und Gase unterschieden.
Beim Entfernen von Granulaten nutzt man eine oder mehre der folgenden Funktionen:
Schwerkraft, Trägheit,
Zentrifugalkraft, Diffusion, Filterung, akustische Wellen oder statische elektrische
Kraft; sie trennen und sammeln Partikel im Gas, geben sie ab oder
führen
sie der Wiederverwertung zu. Ein herkömmlicher, als Filterbeutel
ausgebildeter Staubfilter zum Beispiel isoliert hauptsächlich Staubpartikel
etc. außerhalb
des Filterelements, nachdem das verunreinigte Gas das auf dem Staubfilter
angeordnete Filterelement passiert hat, und man erhält reinere
Luft. Übliche
Staubfilterbeutel sind je nach Art des Staubfilters langgestreckt
oder zylindrisch geformt, vgl. z. B.
DE 870 194 341 und
DE 772 052 341 .
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Es
gibt zwei Arten herkömmlicher
Staubfilterbeutel, nämlich
einen festen und einen weichen Typ. Feste Beutel werden aus gasdurchlässigem Formschaum
hergestellt, wobei der Beutel von seiner Struktur her steif und
abriebfest ist und durch Abspritzen gereinigt werden kann, weshalb
er langlebig ist und eine gute Filterwirkung hat, aber sehr teuer
ist. Weiche Filterbeutel sind dagegen billiger, da das verwendete
Filterelement lediglich aus Papier oder einem gasdurchlässigen Gewebe
besteht; bei der Herstellung von Filterbeuteln wird Papier oder
Vliesstoff verwendet, um einen langgestreckten oder einen normalen
Zylinder herzustellen, der über
einen Träger
geschoben wird; beim Einsatz passiert verschmutzte Luft den Zylinder,
um Partikel und Staub auszusieben. Ein solcher Filter hat jedoch
eine feste Filterfläche
und seine Filterwirkung und Lebensdauer sind extrem beschränkt; daher
werden üblicherweise die
Filterelemente so hergestellt, dass sie um einen Träger gefaltet
sind und ihn umschließen,
um die Oberfläche
der Filterelemente zu vergrößern.
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Herkömmliche
Filterbeutel haben jedoch immer noch die folgenden Nachteile:
- 1. Bei herkömmlichen
Filtern kann die Filteroberfläche
durch Falten vergrößert werden,
das Papier ist jedoch dünner
und nicht so abriebfest; und wenn sie in der Praxis mit starken
Saugventilatoren und Absorptionsgeräten verbunden sind, treten
während
des Saugens und der Absorption Abrieb und Beschädigungen auf, wodurch sich
die Lebensdauer der Filterelemente verkürzt.
- 2. Nach dem Falten weisen die Filterelemente gefaltete Winkel
auf, wobei die gefalteten Bereiche Rippen und Vertiefungen bilden,
die nicht auseinander zu falten sind und dadurch tote Winkel bilden,
in denen sich Staub und Partikel ansammeln, die durch Abklopfen
schlecht zu entfernen sind. Die Filterelemente können dadurch verstopft werden
und weiterhin kann der unablässige
Abrieb durch Staub und Partikel gegen die toten Winkel beim An-
und Absaugen der Luft Beschädigungen beschleunigen.
Beides hat eine Beeinträchtigung der
Lebensdauer der Filterelemente zur Folge.
- 3. Im allgemeinen ist die Verschleißfestigkeit von Vliesstoffen
besser als diejenige von Papier, aber Vliesstoffe sind weicher und
dicker und können nachdem
Falten keine feste Form einnehmen und sie haben sogar nach dem Falten
noch zu viel Spielraum, weshalb aus Vlies hergestellte herkömmliche
Filterbeutel lediglich in zylindrische Form gebracht werden können, anstatt
in eine Mehrzahl von Falten gelegt zu werden. Hierdurch ist ihr
Filterbereich zu klein und sie müssen
oft gewechselt werden. Wenn dies vermieden werden soll, muss man
den Staubfilter vergrößern, um den
erforderlichen Filterbereich des Filterbeutels zu gewährleisten.
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In
Anbetracht der oben beschriebenen Nachteile herkömmlicher Filterbeutel für Staubfilter
ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Filterbeutel
anzugeben, dessen Filterbereich zur Verbesserung der Filterwirkung
vergrößert ist,
wobei Abrieb vermieden und die Lebensdauer verlängert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die in dem Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Um
das oben genannte Ziel zu erreichen, umfasst die verbesserte Filtervorrichtung
der vorliegenden Erfindung hauptsächlich ein Filterelement mit einer
Mehrzahl von Falten, die einen Träger bedecken, der durch eine
Mehrzahl von Stäben
gebildet ist, auf denen eine Mehrzahl von Verstrebungen angeordnet
ist, um das Filterelement zu halten, wobei an den beiden Enden des
Trägers
jeweils ein Formelement befestigt ist und jeweils eine obere bzw.
eine untere Abdeckung zum Fixieren und Abdichten vorhanden ist.
Die obere Abdeckung weist eine Luftaustrittsöffnung auf, die an einen externen
Luftabzug angeschlossen ist. Hierbei sind alle Verstrebungen gezahnt
ausgebildet und weisen an ihrer Außenseite eine Mehrzahl gleich
beabstandeter, gezahnter Spitzen und entsprechender Vertiefungen
auf, an deren Innenseite sich eine sie verbindende Basis befindet. Die
Spitzen weisen an ihrer Oberseite jeweils einen Klemmschlitz zum
Einführen
eines Stabes auf, so dass die Verstrebungen jeweils in einem Kreis
angeordnet sind, der durch die Stäbe des Gestells gebildet ist.
Das Filterelement ist aus einem luftdurchlässigen Tuch mit einer Reihe
von Falten gebildet, wobei die Mehrzahl von inneren gefalteten Bereichen
in ihrer Anordnung den Vertiefungen der Verstrebungen entspricht,
an denen sie befestigt sind, während
die Mehrzahl der äußeren Faltbereiche
durch die Stäbe gestützt wird.
Daher bilden nach dem Zusammenbau die durch Falten des Filterelements
gebildeten Faltbereiche keine toten Winkel.
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Hierdurch
wird beim Ansaugen von Luft der darin befindliche Staub durch das
Filterelement gefiltert, so dass Staub oder Pulver außerhalb
eines Filterbeutels isoliert werden, woraufhin die gereinigte Luft
durch die obere Abdeckung abgesaugt werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung hat daher die folgenden Vorteile:
- 1. Die vorliegende Erfindung weist einen Träger mit einer Mehrzahl von
Verstrebungen auf, wobei auf dem Träger ein aus Vliesstoff bestehendes
Filterelement befestigt ist, wodurch der Vliesstoff, der lediglich
eine Zylinderform bilden kann, nun faltbar sein kann, um den Filterbereich
und die Lebenserwartung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung
zu erhöhen.
- 2. Die Abriebfestigkeit des Vliesstoffs der vorliegenden Erfindung
kann ebenso die Lebenserwartung stark erhöhen, und außerdem werden die Faltwinkel
des Filterelements gleichmäßiger und glatt,
so dass die gefalteten Bereiche keine toten Winkel bilden und sich
weder Staub noch Partikel in diesen gefalteten Bereichen festsetzen
kann, so dass die Nachteile herkömmlicher,
aus Papier mit einer Mehrzahl von Falten hergestellter Filterbeutel
eliminiert werden, die nicht abriebfest sind und durch Staub und
Partikel leicht beschädigt werden
können
oder einreißen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der detaillierten Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Explosionsansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Verstrebung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3a einen
schematischen Schnitt durch die Linie a/a von 3;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines flachen, tonnenförmigen Filterbeutels gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4a einen
Schnitt-Teilansicht durch den Filterbeutel von 4;
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5 eine
Aufsicht auf einen Teil eines bogenförmig ausgebildeten Sockels
der Verstrebung der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
Aufsicht auf einen Teil eines gerade ausgebildeten Sockels der Verstrebung
der vorliegenden Erfindung.
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Im
Folgenden wird zunächst
auf die 1–3 Bezug
genommen, die eine Ausführungsform
eines verbesserten Aufbaus einer Filterbeutelkombination 8 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen. Diese Filterbeutelkombination 8 umfasst
hauptsächlich
ein mit einer Mehrzahl von Falten ausgebildetes Filterelement 2,
welches ein Träger 1 bedeckt,
der durch eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Stäben 11 gebildet
ist und eine Mehrzahl von Verstrebungen 3 aufweist, die
das Filterelement 2 halten, wobei die beiden Enden des
Gestells 1 jeweils in einem Formelement 4, 5 befestigt
sind und jeweils eine obere und eine untere Abdeckung 6, 7 zum
Fixieren und Abdichten aufweisen. Die obere Abdeckung 6 hat
eine Luftaustrittsöffnung 61,
die an einen externen Luftabzug angeschlossen ist.
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Gemäß 2 sind
die Verstrebungen 3 alle gezahnt ausgebildet und weisen
an ihrer Außenseite eine
Mehrzahl gleich beabstandeter Spitzen 31 und entsprechender
Vertiefungen 32 auf, an deren Innenseite sich eine sie
verbindende Basis 33 befindet. Die Vertiefungen 32 haben
jeweils ein Loch 321; die Spitzen 31 weisen an
ihrer Oberseite jeweils einen Klemmschlitz 311 auf, in
den ein Stab 11 eingeführt wird,
so dass die Verstrebungen 3 quer angeordnet sein können und
mit den Stäbe 11 des
Trägers 1 verbunden
sind.
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Das
Filterelement 2 ist aus einem (luft-)durchlässigen Tuch
(Vliesstoff) mit einer Reihe von Falten gebildet, da Vliesstoff
für das
Filterelement 2 am besten ist; wenn das Filterelement 2 gefaltet
wird, entspricht die Mehrzahl der inneren Faltbereiche 21 in
ihrer Position den Vertiefungen 32 der Verstrebungen 3 und
ist an ihnen befestigt, oder sie können über die auf den Vertiefungen 32 ausgebildeten
Löcher 321 mit
Nieten 9 befestigt sein, und die Mehrzahl der auf dem Filterelement 2 ausgebildeten äußeren Faltbereiche 22 werden
durch die Stäbe 11 gehalten.
Nach dem Zusammenbau kann daher das aus dem Vliesstoff hergestellte
Filterelement 2 in einer Mehrzahl von Bereichen gefaltet
werden, um den Filterbereich des Filterelements 2 zu vergrößern, wobei
trotzdem das Falten des Filterelements 2 die Faltbereiche
nicht zu toten Winkeln macht.
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Bei
einem zylindrisch geformten Staubfänger zum Beispiel greifen die
Stäbe 11 zunächst aufeinander
folgend in die Klemmschlitze 311 auf den Vertiefungen 32 der
Verstrebungen 3; durch die beabstandete Anordnung der Verstrebungen 3 in
vertikaler Richtung sind die Stäbe 11 so
verstrebt, dass sie am zylindrischen Träger 1 bilden; dann
wird aus dem aus Vliesstoff hergestellten Filterelement 2 ein
gezahnter Zylinder hergestellt und in dem Träger 1 platziert, so dass
die auf dem Filterelement 2 ausgebildeten Faltbereiche 21 in
ihrer Position den Vertiefungen 32 der Verstrebungen 3 entsprechen
und auf den auf den Verstrebungen 3 angeordneten Löchern 321 über Nieten 9 befestigt
sind. Die inneren Faltbereiche 21 sind geöffnet und
bilden keine toten Winkel in Bezug auf das Filtern. Die auf dem Filterelement 2 ausgebildeten äußeren Faltbereiche 22 werden
durch die Stäbe 11 gehalten.
Schließlich
werden die beiden Enden des Trägers 1 mit
zwei Formelementen 4, 5, die jeweils eine gezahnte
Aufnahmeöffnung
aufweisen und jeweils am oberen und am unteren Ende des Trägers 1 angeordnet
sind, mit dem Filterelement 2 befestigt. Die beiden Enden
des gezahnt ausgebildeten, gefalteten Filterelements 2 greifen
in zwei Formelemente 4, 5 ein; schließlich wird
der Träger 1 mit der
oberen und der unteren Abdeckung 6, 7 abgedeckt,
um den zylinderförmigen
Filterbeutel 8 zu bilden. Die obere Abdeckung 6 weist
eine Luftaustrittsöffnung 61 auf,
die an einen externen Luftabzug angeschlossen wird.
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Daher
wird der Filterbeutel 8 durch Falten eines Gewebes in eine
Mehrzahl von Abschnitten hergestellt, wodurch die Filterwirkung
und die Abriebfestigkeit besser sein können als diejenige von herkömmlichen,
aus Papier hergestellten Filterbeuteln. Wenn die obere Abdeckung 6 mit
einem externen Luftabzug verbunden und aktiviert wird, bildet der
Filterbeutel 8 einen abgedichteten Raum, wobei die verunreinigte
Luft, die Staub oder Partikel enthält, außerhalb des aus Vlies hergestellten
Filterbeutels isoliert wird. Dann kann die saubere Luft durch die Luftaustrittsöffnung 61 der
oberen Abdeckung 6 abgesaugt werden.
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Die
Form des Filterbeutels 8 kann je nach Form des Staubfilters
variiert werden (vgl. 4 und 4a), wobei
der hier gezeigte Filterbeutel 81 ein flacher, fassartiger
Filterbeutel ist, der ebenfalls in eine Mehrzahl von Falten gefaltet
werden kann, ohne dass tote Winkel bezüglich des Filterns entstehen.
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Gemäß 5 und 6 können die
Verstrebungen 3 auch einstückig ausgebildet sein. Wenn eine
Zylinderform benötigt
wird, kann die Verstrebung in Form einer Sonne (vgl. 2)
ausgebildet sein. Wenn ein flacher, fassförmiger Staubbeutel benötigt wird,
kann die Verstrebung als langgestreckter Streifen (vgl. 4a)
ausgebildet sein. Weiterhin kann jede Verstrebung 3 geformt
werden, indem man eine Mehrzahl von Elementen 34 in Reihe
miteinander verbindet, wobei jedes Element 34 drei Spitzen 341 aufweist
sowie zwei Vertiefungen, wobei jede der Spitzen 341 „A”-förmig ausgebildet
ist. Ein Sockel 342 der Elemente 34 hat an seinen
beiden Längsenden
zwei Kanten 344, 345 mit jeweils einem Loch 343,
wobei der Sockel 342 bogenförmig oder gerade gemäß der Form
des Filterbeutels 8 ausgebildet ist. Die beiden miteinander
verbundenen Kanten 344, 345 bilden die Dicke des
Sockels 342, wenn sie aufeinander gepackt werden, wobei
die Länge
jeder Verstrebung 3 beim Zusammenbau je nach Größe des Staubfilters
angepasst werden kann.