DE102015010967A1

DE102015010967A1 - Filterelement zur Reinigung eines Luftstroms

Info

Publication number: DE102015010967A1
Application number: DE102015010967.7A
Authority: DE
Inventors: Maik Sieh; Thorsten Schmitt; Georg Hirsch; Heiko Manstein
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Ein Filterelement, umfassend einen Strömungskanal (1), durch den ein Gas in einer Strömungsrichtung (4) führbar ist, wobei der Strömungskanal (1) einen Einlass (2) und einen Auslass (3) aufweist und wobei der Strömungskanal (1) mindestens eine sich entlang der Strömungsrichtung (4) erstreckende Kanalwand (5a, 5b, 5c, 5d) aufweist, ist im Hinblick auf die Aufgabe, ein stabiles und leicht regenerierbares Filterelement anzugeben, mit welchem ein Luftstrom von magnetischen oder magnetisierbaren Teilen mit hoher Effektivität befreit werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Magnet (6) vorgesehen ist, an welchem das Gas derart vorbeiführbar ist, dass aus diesem magnetische oder magnetisierbare Teile abgeschieden werden.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Filterelemente dieser Art sind bereits bekannt und weisen als Filtermedium häufig Vliesstoff oder Papier auf.
Aus der DE 198 52 142 A1 ist es bekannt, Magnetkräfte zu nutzen, um Teile aus schütt- oder fließfähigem Gut abzuscheiden.
Das schüttfähige Gut kann vorzugsweise über Trichter oder Förderbänder mit relativ langsamer Geschwindigkeit transportiert werden.
Aufgrund der geringen Transportgeschwindigkeit können magnetische oder magnetisierbare Teile mit relativ hoher Effektivität abgeschieden werden.
Vor diesem Hintergrund besteht ein Bedarf nach einem Filterelement, mit dem magnetische oder magnetisierbare Teile von einem relativ schnell strömenden Medium getrennt werden können.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein stabiles und leicht regenerierbares Filterelement anzugeben, mit welchem ein Luftstrom von magnetischen oder magnetisierbaren Teilen mit hoher Effektivität befreit werden kann.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist überraschend erkannt worden, dass auch magnetische oder magnetisierbare Teile, die sich relativ schnell bewegen, mit Magneten abgeschieden werden können. Konkret ist erkannt worden, dass Teile, die in einem Luftstrom mitgeführt werden, in einem Strömungskanal durch Magnetkräfte abgeschieden werden können.
Hierzu umfasst ein Filterelement einen Strömungskanal, durch den ein Gas in einer Strömungsrichtung führbar ist, wobei der Strömungskanal einen Einlass und einen Auslass aufweist und wobei der Strömungskanal mindestens eine sich entlang der Strömungsrichtung erstreckende Kanalwand aufweist. Es ist mindestens ein erster Magnet vorgesehen, an welchem das Gas derart vorbeiführbar ist, dass aus diesem magnetische oder magnetisierbare Teile abgeschieden werden. Je nach Luftdurchsatz kann ein Filterelement mehrere Strömungskanäle aufweisen.
Erfindungsgemäß wird ein in der Luftfiltration neuer Abscheidemechanismus genutzt. Es werden anstelle von Papier- oder Vliesstoffen magnetische Kräfte in einem Filterelement genutzt. So kann eine sehr hohe Effizienz bei äußerst niedrigem Durchströmungswiderstand realisiert werden. Des Weiteren sind eine hohe Staubspeicherkapazität und lange Standzeiten gegeben. Überdies weist das Filterelement eine hohe mechanische Festigkeit auf und ist leicht regenerierbar.
Insoweit ist ein stabiles und leicht regenerierbares Filterelement angegeben, mit welchem ein Luftstrom von magnetischen oder magnetisierbaren Teilen mit hoher Effektivität befreit werden kann.
Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
Zusätzlich zum ersten Magneten könnte ein zweiter Magnet vorgesehen sein. Ein zweiter Magnet erzeugt innerhalb des Strömungskanals ein zu dessen Längsachse symmetrisches Magnetfeld.
Zusätzlich zum ersten Magneten könnten mehrere weitere Magnete vorgesehen sein. Hierdurch können unterschiedlich große Partikel an unterschiedlichen Stellen abgeschieden werden.
Dem ersten Magneten oder einem weiteren Magneten könnte bzw. könnten ein zweiter Magnet oder weitere Magnete derart gegenüberliegen, dass deren gleichnamigen oder ungleichnamigen Pole einander zugewandt sind. Bei beiden Polanordnungen werden Teile oder Partikel auf beide Seiten des Strömungskanals geleitet und können auf den Boden des Strömungskanals hinabfallen. Bei der ersten Polanordnung entsteht ein stärkeres Magnetfeld.
Mindestens ein Magnet könnte auf der Außenseite der Kanalwand oder an der Innenseite der Kanalwand angeordnet sein. Hierdurch ist der Magnet leicht montierbar und auswechselbar.
Der Strömungskanal könnte konisch verlaufen. Hierdurch kann die Abscheideeffizienz entlang der Strömungsrichtung gesteigert werden.
Der Strömungskanal könnte aus permanentmagnetischem Material gefertigt sein. Hierdurch können die Magneten im Gehäuse des Filterelements integriert sein, ohne dass außen am Gehäuse weitere Magnete vorgesehen sind.
Es könnten mehrere Strömungskanäle vorgesehen sein. Hierdurch kann eine größere Durchströmungsfläche zur Verfügung gestellt werden. Die Strömungskanäle können nebeneinander und parallel zueinander angeordnet sein.
Eine Anordnung könnte ein Filterelement der hier beschriebenen Art und ein Filter mit einem porösen Filtermedium umfassen. Hierdurch ist eine Kombination aus klassischer Filterung und magnetischer Filterung realisierbar.
Ein Filterelement der hier beschriebenen Art könnte zur Abscheidung von magnetischen oder magnetisierbaren Teilen aus einem Gasstrom, bevorzugt aus einem Luftstrom, verwendet werden. Vorteilhaft können Anströmgeschwindigkeiten von etwa 2,54 m/s realisiert werden.
Das Filterelement könnte konkret zur Abscheidung metallischer Partikel, die in Arbeits- oder Produktionsprozessen entstehen, verwendet werden. In das Filterelement werden hierbei luftgetragene metallische Partikel geführt. Solche metallischen Partikel können in dem hier beschriebenen Filterelement abgeschiedenen werden.
Metallischer Rauch entsteht insbesondere beim Schweißen, Löten, Laserschneiden, Flammspritzen, Plasmaschneiden, Schleifen oder in Gießereien.
Insoweit ist eine Abscheidung von luftgetragenen Partikeln, die bei der Metallverarbeitung entstehen, mit einem vorzugsweise permanentmagnetischen Filterelement ermöglicht.
Das Filterelement könnte als selektiver Vorfilter verwendet werden, wobei das Filterelement vor einem Filter angeordnet wird, welcher ein poröses Filtermedium aufweist. So können magnetische oder metallische Partikel aus einem Volumenstrom ausgesondert werden, so dass der nachfolgende Filter mit diesen nicht mehr beaufschlagt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigt die einzige
Fig. ein Filterelement mit einem Strömungskanal, an dessen Kanalwänden permanentmagnetische Magnete angeordnet sind, deren gleichnamige Pole einander zugewandt sind und sich gegenüberliegen.
Ausführung der Erfindung
Die einzige Fig. zeigt ein Filterelement, umfassend einen Strömungskanal 1, durch den ein Gas in einer Strömungsrichtung 4 führbar ist, wobei der Strömungskanal 1 einen Einlass 2 und einen Auslass 3 aufweist und wobei der Strömungskanal 1 mindestens eine sich entlang der Strömungsrichtung 4 erstreckende Kanalwand 5a aufweist.
Es ist mindestens ein erster Magnet 6 vorgesehen, an welchem das Gas derart vorbeiführbar ist, dass aus diesem magnetische oder magnetisierbare Teile abgeschieden werden.
Zusätzlich zum ersten Magneten 6 ist ein zweiter Magnet 7 vorgesehen. Dem ersten Magneten 6 liegt der zweite Magnet 7 derart gegenüber, dass deren gleichnamigen Pole einander zugewandt sind.
Beide Magnete 6, 7 sind jeweils auf der Außenseite einer Kanalwand 5a, 5b angeordnet. Der Strömungskanal 1 weist vier orthogonal zueinander orientierte Kanalwände 5a, 5b, 5c, 5d auf. Der Strömungskanal 1 ist hier im Querschnitt quadratisch. Andere Geometrien sind denkbar.
Die Magnete 6, 7 sind permanentmagnetisch. Ihre Nordpole sind einander zugewandt. Die magnetischen Feldlinien sind dargestellt.
In den Einlass 2 wird ein Rohgasstrom, bevorzugt Rohluft, eingeleitet. Innerhalb des Strömungskanals 1 werden metallische Teile zu den Magneten 6, 7 abgelenkt und dadurch aus der Rohluft abgeschieden. Reinluft verlässt dann den Strömungskanal 1 über den Auslass 3.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19852142 A1 [0003]

Claims

Filterelement, umfassend einen Strömungskanal (1), durch den ein Gas in einer Strömungsrichtung (4) führbar ist, wobei der Strömungskanal (1) einen Einlass (2) und einen Auslass (3) aufweist und wobei der Strömungskanal (1) mindestens eine sich entlang der Strömungsrichtung (4) erstreckende Kanalwand (5a, 5b, 5c, 5d) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Magnet (6) vorgesehen ist, an welchem das Gas derart vorbeiführbar ist, dass aus diesem magnetische oder magnetisierbare Teile abgeschieden werden.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum ersten Magneten (6) ein zweiter Magnet (7) vorgesehen ist.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum ersten Magneten (6) mehrere weitere Magnete vorgesehen sind.
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Magneten (6) oder einem weiteren Magneten ein zweiter Magnet (7) oder weitere Magnete derart gegenüberliegt bzw. gegenüberliegen, dass deren gleichnamigen oder ungleichnamigen Pole einander zugewandt sind.
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Magnet (6, 7) auf der Außenseite der Kanalwand (5a, 5b) oder an der Innenseite der Kanalwand (5a, 5b) angeordnet ist.
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (1) konisch verläuft.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (1) aus permanentmagnetischem Material gefertigt ist.
Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strömungskanäle (1) vorgesehen sind.
Anordnung, umfassend ein Filterelement nach einem der voranstehenden Ansprüche und ein Filter mit einem porösen Filtermedium.
Verwendung eines Filterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Abscheidung von magnetischen oder magnetisierbaren Teilen aus einem Gasstrom, bevorzugt aus einem Luftstrom.
Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Gasstrom oder Luftstrom metallische Partikel abgeschieden werden, die in Arbeits- oder Produktionsprozessen entstehen.
Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement als selektiver Vorfilter verwendet wird, wobei das Filterelement vor einem Filter angeordnet wird, welcher ein poröses Filtermedium aufweist.