DE102018009430A1

DE102018009430A1 - Filter device for separating liquid aerosols from a gas stream

Info

Publication number: DE102018009430A1
Application number: DE102018009430.9A
Authority: DE
Inventors: Dennis Alexander Koch
Original assignee: Kaweha Absaugtechnik GmbH
Current assignee: Kaweha Absaugtechnik GmbH
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-12-01
Also published as: DE102018009430B4

Abstract

Filtervorrichtung zur Abscheidung von Flüssigaerosolen aus einem Gasstrom miteiner sackartigen, eine Austrittsöffnung (7) aufweisenden Filtertasche (4), die eine für den Fluidstrom durchlässige Filterwand (6) mit einer Tascheninnenseite (32) und einer Taschenaußenseite (30) aufweist,einem Rahmen (24), der gasdicht mit einem Umfangsrand der Austrittsöffnung (7) verbunden ist,einer die Filtertasche (4) umschließenden und an den Rahmen (24) gasdicht anschließenden Eintrittskammer (8) undeiner an den Rahmen (24) und die Austrittsöffnung (7) gasdicht anschließenden Austrittskammer (10),wobei die Taschenaußenseite (30) eine Eintrittsfläche und die Austrittsöffnung (7) eine Austrittsfläche für den Gasstrom in die und aus der Filtertasche (4) bilden.Filter device for separating liquid aerosols from a gas stream with a bag-like filter pocket (4) having an outlet opening (7), which has a filter wall (6) permeable to the fluid flow with a pocket inside (32) and a pocket outside (30), a frame (24 ), which is connected gas-tight to a peripheral edge of the outlet opening (7), an inlet chamber (8) enclosing the filter bag (4) and gas-tightly adjoining the frame (24), and one gas-tightly adjoining the frame (24) and the outlet opening (7) Outlet chamber (10), the outside of the pocket (30) forming an inlet surface and the outlet opening (7) forming an outlet surface for the gas flow into and out of the filter pocket (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur Abscheidung von Flüssigaerosolen aus einem Gasstrom.The invention relates to a filter device for separating liquid aerosols from a gas stream.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Filtervorrichtungen zum Filtern von Aerosolen aus Gasströmen bekannt, etwa gemäß DE 10 2011122158 A1 .Various filter devices for filtering aerosols from gas streams are known from the prior art, for example according to DE 10 201112158 A1 .

Nachteilig an diesen Filtervorrichtungen ist, dass sie relativ wartungsanfällig sind. Insbesondere verstopfen die herausgefilterte Aerosole häufig die Filter, da sie nicht schnell genug oder überhaupt nicht von den Filtern/ Membranen wegtransportiert werden können. Entsprechend weisen die Filteranlagen bereits nach kurzer Nutzungsdauer starke Wirkungsgradverluste auf.A disadvantage of these filter devices is that they are relatively maintenance-prone. In particular, the filtered aerosols often clog the filters because they cannot be transported away from the filters / membranes quickly enough or not at all. Correspondingly, the filter systems already show high efficiency losses after a short period of use.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art described above.

Dazu wird erfindungsgemäß eine Filtervorrichtung zur Abscheidung von Flüssigaerosolen aus einem Gasstrom mit einer sackartigen, eine Austrittsöffnung aufweisenden Filtertasche vorgeschlagen, die eine für den Fluidstrom durchlässige Filterwand mit einer Tascheninnenseite und einer Taschenaußenseite aufweist, einem Rahmen, der gasdicht mit einem Umfangsrand der Austrittsöffnung verbunden ist, einer die Filtertasche umschließenden und an den Rahmen gasdicht anschließenden Eintrittskammer und einer an den Rahmen und die Austrittsöffnung gasdicht anschließenden Austrittskammer, wobei die Taschenaußenseiten eine Eintrittsfläche und die Austrittsöffnung eine Austrittsfläche für den Gasstrom in die und aus der Filtertasche bilden.For this purpose, according to the invention, a filter device for separating liquid aerosols from a gas stream is proposed with a sack-like filter bag which has an outlet opening and has a filter wall which is permeable to the fluid flow and has an inside and outside of the bag, a frame which is connected in a gastight manner to a peripheral edge of the outlet opening, an inlet chamber enclosing the filter bag and adjoining the frame in a gas-tight manner and an outlet chamber adjoining the frame and the outlet opening in a gas-tight manner, the outer sides of the bag forming an inlet surface and the outlet opening forming an outlet surface for the gas flow into and out of the filter bag.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Gasstrom, bevorzugt ein Luftstrom, effizient, kostengünstig, gründlich und wartungsarm von flüssigen oder tröpfchenförmigen Aerosolen befreit werden. Bevorzugtes Anwendungsgebiet einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung sind Anlagen und Maschinen in der verarbeitenden Industrie, insbesondere zur spanenden Bearbeitung. Entsprechend wird die Filtervorrichtung bevorzugt dazu verwendet, suspendierte Flüssigkeiten wie Schneid- oder Schmieröle und/oder Kühlflüssigkeiten aus der Luft zu filtern. Dazu kann die Luft aus der Umgebung der Maschine oder einem abgeschlossenen Maschinenraum, wo die Aerosolbelastung besonders hoch ist, abgesaugt werden und gelangt so in die Eintrittskammer der Filtervorrichtung. Der Gasstrom kann durch die Filterwand der Filtertasche gesaugt werden, dazu kann die Austrittskammer einen Unterdruck gegenüber der Eintrittskammer aufweisen. Entsprechend kann eine Filterwand oder mehrere Filterwände die Eintrittskammer vollständig von der Austrittskammer trennen. Beim Durchqueren der Filterwand können die in dem Gasstrom suspendierten Aerosole die Filterwand benetzen, so dass sich feine Aerosole zu immer größeren Flüssigkeitstropfen agglomerieren, an der Filtertasche herablaufen und an einer Abtropfkante abtropfen können.With the device according to the invention, a gas stream, preferably an air stream, can be freed from liquid or droplet-shaped aerosols efficiently, inexpensively, thoroughly and with little maintenance. A preferred area of application for a filter device according to the invention is in plants and machines in the processing industry, in particular for machining. Accordingly, the filter device is preferably used to filter suspended liquids such as cutting or lubricating oils and / or cooling liquids from the air. For this purpose, the air can be extracted from the surroundings of the machine or from a closed machine room, where the aerosol load is particularly high, and thus reaches the inlet chamber of the filter device. The gas stream can be sucked through the filter wall of the filter bag, for this purpose the outlet chamber can have a negative pressure in relation to the inlet chamber. Accordingly, one or more filter walls can completely separate the inlet chamber from the outlet chamber. When traversing the filter wall, the aerosols suspended in the gas stream can wet the filter wall, so that fine aerosols agglomerate into ever larger liquid drops, run down the filter bag and can drip off at a drip edge.

Die Filterwand kann geschichtete Kunststofffasern umfassen, bspw. Polyesterfasern, oder Glasmikrofasern, bspw. als Glasmikrofaserpapier mit Fasern aus Borosilikatglas, bevorzugt ohne Bindemittel.The filter wall can comprise layered plastic fibers, for example polyester fibers, or glass microfibers, for example as glass microfiber paper with fibers made of borosilicate glass, preferably without binders.

Die Filterwand der Filtertasche kann eine konstante, einheitliche Dichte aufweisen. Alternativ kann die Filterwand eine erste Dichte an der Taschenaußenseite und eine zweite Dichte an der Tascheninnenseite, die größer als die erste Dichte ist, aufweisen.The filter wall of the filter bag can have a constant, uniform density. Alternatively, the filter wall can have a first density on the outside of the pocket and a second density on the inside of the pocket, which is greater than the first density.

Die Filterwand kann eben, zylindrisch oder konisch sein und in sich flach oder mit ziehharmonikaartigen Falten versehen sein.The filter wall can be flat, cylindrical or conical and can be flat or have accordion-like folds.

Eine zur Tascheninnenseite zunehmende Filterdichte begünstigt eine sukzessive Abscheidung der Aerosoltröpfchen aus dem Gasstrom.A filter density that increases towards the inside of the pocket favors a gradual separation of the aerosol droplets from the gas stream.

Dabei kann die Dichte der Filterwand in einer Dickenrichtung von der Taschenaußenseite zur Tascheninnenseite kontinuierlich oder in diskreten Stufen ansteigen. Die Dichte der Filterwand kann an der Tascheninnenseite in einem Bereich von 20 bis 80kg/m³, insbesondere 30 bis 40 oder 50 kg/m³ liegen. Die Dichte an der Taschenaußenseite kann in einem Bereich von 10 bis 40 kg/m³, insbesondere 15 bis 30 kg/m3 liegen. Der Gradient der Dichtezunahme von der Taschenaußenseite zur Tascheninnenseite kann linear oder exponentiell verlaufen. Nimmt die Dichte in diskreten Stufen zu, weist die Filterwand über ihre Dicke bevorzugt mindestens 2, 3, 4 oder 5 Stufen auf.The density of the filter wall can increase continuously or in discrete steps in a thickness direction from the outside of the bag to the inside of the bag. The density of the filter wall on the inside of the pocket can be in a range from 20 to 80 kg / m ³ , in particular 30 to 40 or 50 kg / m ³ . The density on the outside of the pocket can be in a range from 10 to 40 kg / m ³ , in particular 15 to 30 kg / m3. The gradient of the increase in density from the outside of the pocket to the inside of the pocket can be linear or exponential. If the density increases in discrete steps, the filter wall preferably has at least 2, 3, 4 or 5 steps over its thickness.

Die Filterwand kann an jeder Stelle vertikal oder, in einer von dem Rahmen weg weisenden Richtung, unter einem vorgegebenen Winkel abwärts geneigt sein, um ein sicheres und schnelles Ablaufen und Abtropfen der absorbierten Flüssigkeit von einer Filtertasche zu gewährleisten. Besonders bevorzugt weist die Filtertasche im Wesentlichen eine vertikal nach unten gerichtete Erstreckungsrichtung von dem Rahmen auf. So kann vermieden werden, dass die aus dem Gasstrom abgeschiedene Flüssigkeit sich in Mulden oder auf horizontalen Plateaus ansammeln kann. Die Filterwand kann an jeder Stelle unter einem Winkel von maximal 5°, 10°, 20°, 30°, 45°, 60°, 70°, 80° oder 89° zur Vertikalen angeordnet sein.The filter wall can be inclined vertically at any point or, in a direction pointing away from the frame, inclined downwards at a predetermined angle in order to ensure that the absorbed liquid runs off and drips safely and quickly from a filter bag. Particularly preferably, the filter bag essentially has a vertically downward direction of extension from the frame. This prevents the liquid separated from the gas flow from collecting in troughs or on horizontal plateaus. The filter wall can be arranged at any point at a maximum angle of 5 °, 10 °, 20 °, 30 °, 45 °, 60 °, 70 °, 80 ° or 89 ° to the vertical.

Die Filtertasche kann sich in einer insbesondere orthogonal zu der Austrittsfläche verlaufenden und von dem Rahmen wegweisenden Erstreckungsrichtung verjüngen. Dabei kann die Filtertasche eine Abtropfkante aufweisen, die ein Abtropfen der Flüssigkeitstropfen weiter begünstigt. Bevorzugt ist die Filtertasche im Querschnitt rund oder V-förmig ausgebildet. Eine V-förmige Filtertasche kann aus zwei Filterwänden bestehen, die an ihren unteren Enden miteinander verbunden sind und eine Abtropfkante bilden können. An Stirnseiten der Filtertasche, an einem vorderen und am hinteren Ende der Filtertasche, in einer Längsrichtung gesehen, können die Filterwände unmittelbar miteinander verbunden sein, oder es können Stirnwände zum Verbinden der beiden Filterwände vorgesehen sein. An oberen Enden können die Filterwände einer Filtertasche jeweils entlang der Längsrichtung der Filtertasche mit jeweils einer Filterwand einer benachbarten Filtertasche verbunden sein. Alternativ kann die Filtertasche patronenartig, insbesondere mit einer zylindrischen oder konischen Filterwand ausgebildet sein.The filter bag can be in a particularly orthogonal to the exit surface and facing away from the frame Taper the direction of extension. The filter bag can have a drip edge, which further promotes dripping of the liquid drops. The filter bag is preferably round or V-shaped in cross section. A V-shaped filter bag can consist of two filter walls which are connected to one another at their lower ends and can form a drip edge. On the end faces of the filter bag, at a front and at the rear end of the filter bag, seen in a longitudinal direction, the filter walls can be connected directly to one another, or end walls can be provided for connecting the two filter walls. At the upper ends, the filter walls of a filter bag can each be connected to a filter wall of an adjacent filter bag along the longitudinal direction of the filter bag. Alternatively, the filter bag can be cartridge-like, in particular with a cylindrical or conical filter wall.

Es können mehrere Filtertaschen entlang der parallel zu der Austrittsfläche angeordneten Längsrichtung parallel zueinander angeordnet sein.A plurality of filter bags can be arranged parallel to one another along the longitudinal direction arranged parallel to the outlet surface.

Ferner kann der Rahmen einer Filtertasche durch starre Profile ausgebildet sein. Dabei können zwei aneinandergrenzende Filterwände zweier Filtertaschen ein gemeinsames starres Profil als Teil des jeweiligen Rahmens aufweisen. Die Profile, sowie die übrigen Abschnitte des Rahmens, können aus Kunststoff, Aluminium, Stahl oder einem anderen festen Material bestehen. Die Filtertaschen können durch Klemm-, Niet-, Schraub- oder Klebeverbindungen mit dem Profil verbunden sein. Dazu kann das Profil die das Ende der Filterwand oder Enden der beiden Filterwände der beiden unterschiedlichen Filtertaschen U-förmig von mindestens drei Seiten umschließen.Furthermore, the frame of a filter bag can be formed by rigid profiles. Two adjacent filter walls of two filter bags can have a common rigid profile as part of the respective frame. The profiles, as well as the other sections of the frame, can be made of plastic, aluminum, steel or another solid material. The filter bags can be connected to the profile by means of clamp, rivet, screw or adhesive connections. For this purpose, the profile can enclose the end of the filter wall or ends of the two filter walls of the two different filter pockets in a U-shape on at least three sides.

Bevorzugt ist/sind die Filtertasche(n) im Bereich der Austrittsöffnung(en) mit einem Kunststoffrahmen vergossen, um eine optimale Dichtigkeit zu erzielen. In dem Kunststoffrahmen kann ein Metallprofil als Verstärkung eingegossen sein.The filter bag (s) is / are preferably encapsulated in the area of the outlet opening (s) with a plastic frame in order to achieve optimum tightness. A metal profile can be cast into the plastic frame as reinforcement.

Die jeweils gemeinsam genutzten Profile zweier benachbarter Filtertaschen können entlang der Längsrichtung der Filtertaschen verlaufen. Dazu können die Profile in einem gemeinsamen Außenrahmen angeordnet sein, der mehrere Filtertaschen umschließt und die einzelnen Profile voneinander beabstandet trägt. Der Rahmen einer Filtertasche kann entsprechend aus zwei Abschnitten des Außenrahmens orthogonal zu der Längsrichtung und zwei Profilen entlang der Längsrichtung bestehen.The profiles of two adjacent filter bags that are shared in each case can run along the longitudinal direction of the filter bags. For this purpose, the profiles can be arranged in a common outer frame which surrounds a plurality of filter bags and carries the individual profiles at a distance from one another. The frame of a filter bag can accordingly consist of two sections of the outer frame orthogonal to the longitudinal direction and two profiles along the longitudinal direction.

Das Verhältnis aus der Länge der Filtertasche in Längsrichtung zu der Breite der Filtertaschen orthogonal zu der Längsrichtung an ihrer jeweils breitesten Stelle kann in einem Bereich von 1 bis 20, bevorzugt bis 10 liegen.The ratio of the length of the filter bag in the longitudinal direction to the width of the filter bags orthogonal to the longitudinal direction at their widest point in each case can be in a range from 1 to 20, preferably to 10.

Weiterhin kann ein Auffangbehälter für herausgefiltertes und von den Filtertaschen herabtropfendes Aerosol vorgesehen sein. Ein solcher Auffangbehälter ist unterhalb der Filtertaschen angeordnet und lässt sich von außen einfach aus der Filtervorrichtung entfernen, um diesen zu entleeren. Alternativ kann der Auffangbehälter über einen Ablauf entleerbar sein. Der Ablauf kann bspw. über ein Ventil zu öffnen oder zu schließen sein. Sind mehrere in Strömungsrichtung des Gases gesehen in Reihe angeordnete Filterstufen vorgesehen, können ein gemeinsamer Auffangbehälter oder jeweils separate Auffangbehälter für die unterschiedlichen Filterstufen vorgesehen sein.Furthermore, a collecting container for aerosol filtered out and dripping from the filter pockets can be provided. Such a collecting container is arranged below the filter pockets and can be easily removed from the outside of the filter device in order to empty it. Alternatively, the collecting container can be emptied via a drain. The drain can be opened or closed, for example, via a valve. If a plurality of filter stages arranged in series in the direction of flow of the gas are provided, a common collecting container or separate collecting containers can be provided for the different filter stages.

Es kann eine vorgeschaltete Filterstufe mit einer Filter- oder Abscheidekassette, bspw. mit einem Filtermaterial aus Edelstahlgeflecht oder -gestrick, gewebten oder vliesartigen Edelstahlfasern, vorgesehen sein, wobei sich die vorgeschaltete Filterstufe stromauf an die Eintrittskammer anschließt. In diesem Fall strömt der Gasstrom zuerst durch die vorgeschaltete Filterstufe, bevor er durch die Filtertaschen strömt. In der vorgeschalteten Filterstufe kann die Aerosolbeladung des Gasstroms bereits reduziert werden. Damit kann einem Verstopfen oder einer Überlastung der Filtertaschen vorgebeugt werden. Auch evtl. im Gasstrom transportierte Festkörper, z.B. Späne und Stäube, können in einer vorgeschalteten Filterstufe herausgefiltert werden. Das Filtermaterial können geschichtete ein- oder mehrfädrige, bevorzugt doppelfädrige Edelstahlfasern, insbesondere ein Fasergestrick, mit einem Fadendurchmesser von 0,05 bis 0,5 mm, insbesondere 0,1 bis 0,3 mm, etwa 0,14 mm, und einer Dichte von 100 bis 500 kg/m³, insbesondere 200 bis 300 kg/m3, bspw. 240 oder 250 kg/m3 sein.An upstream filter stage with a filter or separating cassette, for example with a filter material made of stainless steel mesh or knitted fabric, woven or non-woven stainless steel fibers, can be provided, the upstream filter stage connecting upstream to the inlet chamber. In this case, the gas flow first flows through the upstream filter stage before it flows through the filter pockets. The aerosol loading of the gas stream can already be reduced in the upstream filter stage. This can prevent the filter bags from becoming clogged or overloaded. Any solids that may be transported in the gas flow, such as chips and dusts, can also be filtered out in an upstream filter stage. The filter material can be layered single or multi-strand, preferably double-strand stainless steel fibers, in particular a knitted fiber, with a thread diameter of 0.05 to 0.5 mm, in particular 0.1 to 0.3 mm, approximately 0.14 mm, and a density of 100 to 500 kg / m ³ , in particular 200 to 300 kg / m3, for example 240 or 250 kg / m3.

Außerdem kann eine nachgeschaltete Filterstufe mit einem Feinfilter vorgesehen sein. Diese kann sich unmittelbar an den Rahmen oder an die Austrittskammer stromab anschließen. In der Austrittskammer, die sich somit entweder unmittelbar an die Austrittsöffnung oder an den Rahmen anschließen kann, oder an die nachgeschaltete Filterstufe, kann der Gasstrom aus mehreren Filtertaschen wieder zusammengeführt werden, bevor er in den Feinfilter eintritt. Über den Feinfilter können sehr feine Aerosoltropfen oder Partikel herausgefiltert werden, bevor der Gasstrom an die Umgebungsluft zurückgeführt wird. Der Feinfilter kann eine Filterfläche von 0,1 bis 30 m² aufweisen und kann ein Glasfaservlies oder Glasfaserpapier (Mikroglasfaserpapier) enthalten, insbesondere ein einlagiges und hydrophob oberflächenbehandeltes Glasfaservlies oder -papier, das eben oder ziehharmonikaartig gefaltet sein kann und in einen Rahmen eingesetzt sein kann. In dem Rahmen kann das Filtermaterial mit einer Dichtungsmasse oder Vergussmasse vergossen und abgedichtet sein. Der Rahmen kann rechteckig, quadratisch oder pyramidenförmig sein.In addition, a downstream filter stage with a fine filter can be provided. This can connect directly to the frame or to the outlet chamber downstream. In the outlet chamber, which can either be directly connected to the outlet opening or to the frame, or to the downstream filter stage, the gas flow from several filter bags can be brought together again before it enters the fine filter. Very fine aerosol drops or particles can be filtered out via the fine filter before the gas flow is returned to the ambient air. The fine filter can have a filter area of 0.1 to 30 m ² and can contain a glass fiber fleece or glass fiber paper (micro glass fiber paper), in particular a single-layer and hydrophobically surface-treated glass fiber fleece or paper, which can be folded flat or accordion-like and can be inserted into a frame . In the frame, the filter material can be sealed with a sealing compound or potting compound be sealed. The frame can be rectangular, square or pyramid-shaped.

Eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung kann als integraler Teil einer Fertigungsmaschine zur spanenden Bearbeitung von Bauteilen eingesetzt werden oder mittels Schläuchen oder Rohren an eine solche Fertigungsmaschine angeschlossen werden. A filter device according to the invention can be used as an integral part of a production machine for the machining of components or can be connected to such a production machine by means of hoses or pipes.

Bevorzugt kann die Filtervorrichtung als mobile Filteranlage ausgeführt werden, die mit Schläuchen an eine Fertigungsmaschine angeschlossen werden kann. In einem solchen Fall kann die Filtervorrichtung auch über einen Verschiebemechanismus, z.B. Rollen oder Räder verfügen. Bei einer stationären Ausführungsform der Filtervorrichtung kann es hingegen vorteilhaft sein, die Filtervorrichtung mit Rohren an die Fertigungsmaschine anzuschließen oder sie in diese zu integrieren.The filter device can preferably be designed as a mobile filter system, which can be connected to a production machine with hoses. In such a case, the filter device can also be operated via a sliding mechanism, e.g. Castors or wheels. In the case of a stationary embodiment of the filter device, on the other hand, it can be advantageous to connect the filter device to the production machine with pipes or to integrate them into the latter.

Vorzugsweise weist die Filtervorrichtung zwischen einer und 20, insbesondere zwischen 5 und 10 Filtertaschen auf. Bevorzugt sind ein oder mehrere Filtermodule gebildet, die jeweils 4 oder 8 Filtertaschen umfassen. Alle Filtertaschen des Moduls oder der Module können im Bereich ihrer Austrittsöffnungen in einen gemeinsamen Rahmen eingegossen sein.The filter device preferably has between one and 20, in particular between 5 and 10 filter bags. One or more filter modules are preferably formed, each of which comprises 4 or 8 filter pockets. All filter bags of the module or modules can be cast into a common frame in the area of their outlet openings.

Der Winkel zwischen den beiden Filterwänden einer V-förmigen ausgebildeten Filtertasche kann kleiner als 45°, insbesondere kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20° oder 10° sein und bspw. 5°, 10°, 15°, 20° oder 30° betragen.The angle between the two filter walls of a V-shaped filter bag can be less than 45 °, in particular less than 30 °, in particular less than 20 ° or 10 ° and, for example, 5 °, 10 °, 15 °, 20 ° or 30 ° be.

Eine Filterfläche einer Filtertasche, d.h. eine Oberfläche der oder aller Filterwände einer Filtertasche, kann zwischen 0,25 m² und 5 m², bevorzugt zwischen 0,1 m² und 0,5 m² betragen, bzw. 0,3, 0,4, 0,5, 0,6 oder 0,7 m².A filter area of a filter bag, ie a surface of the or all filter walls of a filter bag, can be between 0.25 m ² and 5 m ² , preferably between 0.1 m ² and 0.5 m ² , or 0.3, 0, 4, 0.5, 0.6 or 0.7 m ² .

Die Höhe einer Filtertasche beträgt bevorzugt zwischen 100 mm und 1000 mm, bspw. 300, 500 oder 700 mm. Die Breite der Filtertasche beträgt bevorzugt 200 mm bis 800 mm, weiter bevorzugt 300 mm bis 600 mm.The height of a filter bag is preferably between 100 mm and 1000 mm, for example 300, 500 or 700 mm. The width of the filter bag is preferably 200 mm to 800 mm, more preferably 300 mm to 600 mm.

Eine Saugeinrichtung, bspw. ein Ventilator, der Filtervorrichtung kann stromab der Austrittskammer angeordnet sein, um den Gasstrom durch die Filtervorrichtung strömen zu lassen. Die Saugeinrichtung kann zu Förderung eines Gasstroms, insbesondere Luftstroms im Bereich von 200 bis 100.000 m³/h ausgebildet sein.A suction device, for example a fan, of the filter device can be arranged downstream of the outlet chamber in order to allow the gas flow to flow through the filter device. The suction device can be designed to convey a gas flow, in particular an air flow in the range from 200 to 100,000 m ³ / h.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung anhand von Figuren näher erläutert.

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung,
2 zeigt eine Anordnung mehrerer Filtertaschen an einem Rahmen,
3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Rahmens, und
4 zeigt ein zwei Filtertaschen verbindendes Profil.

Exemplary embodiments of a filter device according to the invention are explained in more detail below with reference to figures.

1 schematically shows a filter device according to the invention,
2nd shows an arrangement of several filter bags on a frame,
3rd shows a perspective view of the frame, and
4th shows a profile connecting two filter bags.

Eine beispielhafte erfindungsgemäße Filtervorrichtung 2 umfasst in einem Gehäuse 14 mehrere parallel zueinander angeordnete Filtertaschen 4, wie in 1 dargestellt. Dabei weist jede Filtertasche 4 zumindest eine Filterwand 6 auf. In der dargestellten Ausführungsform weist jede Filtertasche 4 zwei V-förmig angeordnete Filterwände 6 auf, die an einem unteren Ende der Filtertasche 4 an einer Kante 4a zusammenlaufen und dort miteinander verbunden sind. Die Filtertaschen 4 bilden an ihren oberen Enden eine Austrittsöffnung 7, an der die Filterwände 6 enden und endseitig gasdicht mit einem Rahmen 24 verbunden sind. Eine Eintrittskammer 8 schließt unterhalb bzw. stromauf gasdicht an den Rahmen 24 an. Oberhalb des Rahmens 24 schließt sich eine Austrittskammer 10 gasdicht an den Rahmen 24 an.An exemplary filter device according to the invention 2nd includes in one housing 14 several filter bags arranged parallel to each other 4th , as in 1 shown. Each filter bag shows 4th at least one filter wall 6 on. In the illustrated embodiment, each filter bag has 4th two V-shaped filter walls 6 on that at a lower end of the filter bag 4th on one edge 4a converge and are connected there. The filter bags 4th form an outlet opening at their upper ends 7 on which the filter walls 6 ends and ends gas-tight with a frame 24th are connected. An entry chamber 8th closes gas-tight to the frame below or upstream 24th at. Above the frame 24th an outlet chamber closes 10th gas-tight on the frame 24th at.

Jede Filtertasche oder Filterwand 6 besitzt einen oberen Randabschnitt, der entlang eines Umfanges der Austrittsöffnung verläuft und diese bildet und mit dem Rahmen 24 gasdicht verbunden ist. Die Filtertasche oder Filterwand 6 kann im Bereich dieses Randabschnitts mit dem Rahmen 24 aus Kunststoffmaterial vergossen sein. Der Randabschnitt wird hierzu in eine Form eingelegt, die die Kontur des Rahmens 24 besitzt, und mit Kunststoff vergossen, wobei gleichzeitig der Rahmen hergestellt und eine gasdichte Verbindung und mechanische Fixierung der Filtertasche mit und an dem Rahmen erfolgt.Any filter bag or filter wall 6 has an upper edge portion which runs along a circumference of the outlet opening and forms this and with the frame 24th is connected gas-tight. The filter bag or filter wall 6 can be in the area of this edge section with the frame 24th be cast from plastic material. For this purpose, the edge section is inserted into a shape that corresponds to the contour of the frame 24th owns, and potted with plastic, at the same time producing the frame and a gas-tight connection and mechanical fixing of the filter bag with and on the frame.

Unterhalb der Filtertaschen 4 ist ein Auffangbehälter 12 angeordnet. Der Auffangbehälter 12 dient dazu, von den Filtertaschen 4 herabtropfende Flüssigkeitstropfen aufzufangen. Bevorzugt weist der Auffangbehälter 12 weiterhin einen Ablauf auf (hier nicht dargestellt), bevorzugt an seiner tiefsten Stelle, mit dem die aufgefangene Flüssigkeit abgelassen werden kann. Alternativ kann der Auffangbehälter 12 aus dem Gehäuse 14 der Filtervorrichtung 2 herausgezogen werden, um ihn zu entleeren. In der dargestellten Ausführungsform ist in dem Gehäuse 14 weiterhin eine vorgeschaltete Filterstufe 15 mit einer Filterkassette 16 angeordnet, an die sich ein Anschlusselement 17 anschließt. An das Anschlusselement 17 kann z.B. eine Luftleitung angeschlossen werden, über die Luft aus einem Absaugraum oder -bereich zu der Filtervorrichtung 2 geführt wird. Die Luftleitung kann z.B. ein Rohr oder ein Schlauch sein. Die Filtervorrichtung 2 kann aber auch direkt in einer Anlage integriert sein, die einen Raum umfasst, dessen Luft gereinigt werden muss. Entsprechend kann das Anschlusselement 17 auch direkt an einen Raum grenzen, dessen Luft zu filtern ist.Below the filter pockets 4th is a collecting container 12 arranged. The collecting container 12 serves from the filter bags 4th to catch dripping drops of liquid. The collecting container preferably has 12 still a drain (not shown here), preferably at its lowest point, with which the collected liquid can be drained. Alternatively, the collecting container 12 out of the housing 14 the filter device 2nd be pulled out to empty it. In the illustrated embodiment is in the housing 14 still an upstream filter stage 15 with a filter cartridge 16 arranged to which there is a connection element 17th connects. On the connection element 17th For example, an air line can be connected via which air from a suction space or area to the filter device 2nd to be led. The air line can be, for example, a pipe or a hose. The filter device 2nd can also be integrated directly into a system that includes a room, whose air needs to be cleaned. Accordingly, the connection element 17th also border directly on a room whose air is to be filtered.

In der gezeigten Ausführungsform ist weiterhin eine nachgeschaltete Filterstufe 18 vorgesehen, die stromab an den Rahmen 24 (oder stromab an die Austrittskammer 10) anschließend angeordnet ist. Stromab der Austrittskammer 10 ist eine Saugeinrichtung in Form eines Ventilators 20 angeordnet. Die nachgeschaltete Filterstufe 18 umfasst einen Feinfilter und wird von einer Halterung 22 in dem Gehäuse 14 gehalten.In the embodiment shown there is also a downstream filter stage 18th provided the downstream of the frame 24th (or downstream of the exit chamber 10th ) is then arranged. Downstream of the outlet chamber 10th is a suction device in the form of a fan 20th arranged. The downstream filter stage 18th includes a fine filter and is held by a bracket 22 in the housing 14 held.

Im Betrieb wird mittels des Ventilators 20 ein Luftstrom angesaugt, der durch das Anschlusselement 17 in die Filtervorrichtung 2 eintritt. Daran anschließend ist ein Homogenisierungsabschnitt 25 angeordnet. In dem Homogenisierungsabschnitt 25 wird der Luftstrom gleichmäßig über den Strömungsquerschnitt verteilt, sodass die vorgelagerte Filterstufe 15 mit der Filterkassette 16 gleichmäßig durchströmt wird. Die Filterkassette 16 kann mit groben Fasern gefüllt sein, bspw. mit gewebten oder vliesförmigen Metallfasern, an denen erste Aerosoltropfen und ggf. auch feste Partikel herausgefiltert werden. Die absorbierte Flüssigkeit kann von den Fasern in den Auffangbehälter 12 tropfen. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform, in der ein gemeinsamer Auffangbehälter 12 für die vorgeschaltete Filterstufe 15 und die Filtertaschen 4 vorgesehen ist, können mehrere, separate Auffangbehälter für die Filtertasche 4 und die Filterstufe 15 vorgesehen sein.The fan is used for operation 20th an air stream is drawn in through the connector 17th into the filter device 2nd entry. This is followed by a homogenization section 25th arranged. In the homogenization section 25th the air flow is distributed evenly over the flow cross-section, so that the upstream filter stage 15 with the filter cassette 16 is evenly flowed through. The filter cartridge 16 can be filled with coarse fibers, for example with woven or non-woven metal fibers, on which the first aerosol drops and possibly also solid particles are filtered out. The absorbed liquid can pass from the fibers into the collection container 12 drops. As an alternative to the illustrated embodiment, in which a common collecting container 12 for the upstream filter stage 15 and the filter bags 4th is provided, several separate collection containers for the filter bag 4th and the filter stage 15 be provided.

Nach dem Durchqueren der vorgeschalteten Filterstufe 15 strömt der Luftstrom in die Eintrittskammer 8, in der die Filtertaschen 4 hängen. Die Filtertaschen 4 werden vom Luftstrom von außen nach innen durchströmt. Die Filterwände 6 der Filtertaschen 4 sind aus einem Fasermaterial gebildet, das von den mit dem Luftstrom transportierten Aerosolen benetzt wird. Die Fasern an der Innenseite der Filterwände 6 sind dichter angeordnet als an der Außenseite. Tröpfchen agglomerieren zu größeren Tropfen, fließen entlang der Filterwand 6 nach unten und tropfen spätestens an der unteren Kante der Filtertasche 4 in den Auffangbehälter 12 ab.After crossing the upstream filter stage 15 the airflow flows into the inlet chamber 8th in which the filter bags 4th hang. The filter bags 4th are flowed through from outside to inside by the air flow. The filter walls 6 the filter bags 4th are made of a fiber material that is wetted by the aerosols transported by the air stream. The fibers on the inside of the filter walls 6 are arranged closer together than on the outside. Droplets agglomerate into larger drops and flow along the filter wall 6 down and drip on the bottom edge of the filter bag at the latest 4th in the collecting container 12 from.

Im dargestellten Fall weisen die Filtertaschen 4 einen V-förmigen Querschnitt auf. Dabei bildet die Spitze des V das unterste Ende der Filtertasche 4. Die Filterwände 6 der Filtertaschen 4 weisen also entlang ihrer gesamten Erstreckung nach unten. So können die Flüssigkeitstropfen ungehindert nach unten ablaufen, und das untere Ende des V bildet eine Abtropfkante. Die oberen Enden der Filtertaschen 4 sind in dem Rahmen 24 gehalten. Dabei werden jeweils zwei Filterwände 6 zweier benachbarter Filtertaschen 4 mittels des Rahmens 24 miteinander verbunden. Ferner schließen der Rahmen und die Filtertaschen die Eintrittskammer 8 so von der Austrittskammer 10 ab, so dass der Luftstrom nur durch die Filtertaschen 4 strömen kann.In the case shown, the filter bags have 4th a V-shaped cross section. The tip of the V forms the bottom end of the filter bag 4th . The filter walls 6 the filter bags 4th point down along their entire extent. This allows the liquid drops to run down freely and the lower end of the V forms a drip edge. The top ends of the filter bags 4th are in the frame 24th held. Two filter walls each 6 two adjacent filter bags 4th by means of the frame 24th connected with each other. Furthermore, the frame and the filter pockets close the entry chamber 8th so from the exit chamber 10th so that the airflow only through the filter bags 4th can flow.

In der Austrittskammer 10 vereinigt sich der Luftstrom aus den unterschiedlichen Filtertaschen 4 und strömt anschließend durch den Feinfilter 18. Der Feinfilter 18 kann über eine oder mehrere Filterwände verfügen, mittels derer feine Aerosole aus dem Luftstrom gefiltert werden, so dass eine gewünschte bzw. vorgeschriebene Luftqualität erreicht wird. Anschließend passiert der Luftstrom den Ventilator 20 und wird an die Umgebung oder einen vorbestimmten Raum abgegeben.In the exit chamber 10th the airflow from the different filter bags combines 4th and then flows through the fine filter 18th . The fine filter 18th can have one or more filter walls, by means of which fine aerosols are filtered out of the air flow, so that a desired or prescribed air quality is achieved. Then the airflow passes the fan 20th and is released to the environment or a predetermined space.

In 2 ist die Aufhängung der Filtertaschen 4 im Detail dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform hängen die Filtertaschen 4 in einem Rahmen 24 in Richtung der Erstreckungsrichtung E. Die Erstreckungsrichtung E weist bevorzugt vertikal nach unten. Alternativ kann die Erstreckungsrichtung E in einem Winkel zur Vertikalen verlaufen, der bis nahezu 90° betragen kann, sofern sichergestellt ist, dass jede Filterwand noch ein Gefälle aufweist.In 2nd is the suspension of the filter bags 4th presented in detail. In the illustrated embodiment, the filter bags hang 4th in a frame 24th in the direction of the extension E . The direction of extension E preferably points vertically downwards. Alternatively, the direction of extension E run at an angle to the vertical that can be up to almost 90 °, provided that it is ensured that each filter wall still has a slope.

In der perspektivischen Darstellung des Rahmens 24 in 3 ist erkennbar, dass jeweils zwei Wände 6 zweier Filtertaschen 4 von einem gemeinsamen Profil 26 gehalten werden. Die Profile 26 verlaufen entlang einer Längsrichtung L der Filtervorrichtung 2. Eine beispielhafte Querschnittsdarstellung eines solchen Profils 26 ist in 4 dargestellt. Die Profile 26 bilden zusammen mit einem Außenrahmen 28 den Rahmen 24. Dabei sind die Profile 26 äquidistant zueinander in dem Außenrahmen 28 befestigt. Die jeweils äußeren Filterwände 6 der äußersten Filtertaschen 4 sind an ihrer Oberseite direkt mit dem Außenrahmen 28 verbunden.In the perspective view of the frame 24th in 3rd is recognizable that two walls each 6 two filter bags 4th from a common profile 26 being held. The profiles 26 run along a longitudinal direction L the filter device 2nd . An exemplary cross-sectional representation of such a profile 26 is in 4th shown. The profiles 26 form together with an outer frame 28 the frame 24th . Here are the profiles 26 equidistant from each other in the outer frame 28 attached. The outer filter walls 6 the outermost filter bags 4th are directly on top with the outer frame 28 connected.

Die Profile 26 umgreifen bevorzugt die Enden 34 zweiter Filtertaschen 4 mit einem U-förmigen Profil und drücken diese z.B. über die Klemmwirkung des Profils, Klebung, Klemmelemente oder Schraub- oder Nietverbindungen zusammen. Alternativ ist ein Kunststoffrahmen mit dem Filtermaterial vergossen. Damit sind die Enden 34 der Filtertaschen 4 dicht miteinander verbunden, so dass der Luftstrom über die Taschenaußenseiten 30 der Filtertaschen 4 durch die Filterwände 6 zur Tascheninnenseite 32 strömt. Die Tascheninnenseite 32 weist die höchste Filterfeinheit und die Taschenaußenseite 30 die niedrigste Filterfeinheit auf. Dazwischen kann sich die Dichte entlang der Dicke D der Wand 6 kontinuierlich oder diskret in Stufen ändern, bspw. mittels mehrere Filterschichten, die aufeinander folgen oder aufeinander laminiert sind und jeweils eine bestimmte Filterfeinheit besitzen.The profiles 26 preferably grasp the ends 34 second filter bags 4th with a U-shaped profile and press them together, for example via the clamping effect of the profile, adhesive, clamping elements or screw or rivet connections. Alternatively, a plastic frame is potted with the filter material. So that's the end 34 the filter bags 4th tightly connected to each other so that the airflow over the outside of the bag 30th the filter bags 4th through the filter walls 6 to the inside of the bag 32 flows. The inside of the bag 32 has the highest filter fineness and the outside of the pocket 30th the lowest filter fineness. In between, the density can vary along the thickness D the Wall 6 change continuously or discreetly in stages, for example by means of several filter layers that follow one another or are laminated to one another and each have a specific filter fineness.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Filterwand bzw. -wände der Filtertasche(n) aus einem Filtermaterial bestehen, das zur Abscheidung von flüssigen Aerosolpartikeln bestimmt und geeignet ist.It is within the scope of the invention that the filter wall or walls of the filter bag (s) a filter material that is intended and suitable for the separation of liquid aerosol particles.

BezugszeichenlisteReference symbol list

22nd: FiltervorrichtungFilter device
44th: FiltertascheFilter bag
4a4a: KanteEdge
66: FilterwandFilter wall
77: AustrittsöffnungOutlet opening
88th: EintrittskammerEntry chamber
1010th: AustrittskammerExit chamber
1212: AuffangbehälterCollecting container
1414: Gehäusecasing
1515: vorgeschaltete Filterstufeupstream filter stage
1616: FilterkassetteFilter cassette
1717th: AnschlusselementConnecting element
1818th: nachgeschaltete Filterstufedownstream filter stage
2020th: Ventilator, SaugeinrichtungFan, suction device
2222: Halterungbracket
2424th: Rahmenframe
2525th: HomogenisierungsabschnittHomogenization section
2626: Profilprofile
2828: AußenrahmenOuter frame
3030th: TaschenaußenseiteOutside of the pocket
3232: TascheninnenseitePocket inside
3434: Ende der Filtertasche End of the filter bag
EE: ErstreckungsrichtungExtension direction
LL: LängsrichtungLongitudinal direction
DD: Dickethickness

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102011122158 A1 [0002]

Claims

Filter device for the separation of liquid aerosols from a gas stream a sack-like filter pocket (4) having an outlet opening (7), which has a filter wall (6) which is permeable to the fluid flow and has a pocket inside (32) and a pocket outside (30), a frame (24) which is connected in a gastight manner to a peripheral edge of the outlet opening (7), an inlet chamber (8) which surrounds the filter bag (4) and adjoins the frame (24) in a gas-tight manner an outlet chamber (10) adjoining the frame (24) and the outlet opening (7) in a gas-tight manner, the outside of the pocket (30) forming an inlet surface and the outlet opening (7) forming an outlet surface for the gas flow into and out of the filter pocket (4).

Filter device after Claim 1 , characterized in that the filter wall (6) of the filter bag (4) has a constant, uniform density or a first density on the outside of the bag (30) and a second density on the inside of the bag (32) which is greater than the first density .

Filter device after Claim 1 or 2nd , characterized in that the density of the filter wall (6) rises continuously or in individual steps over the thickness D of the filter wall (6) from the outside of the pocket (30) to the inside of the pocket (32).

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter wall (6) at each point is inclined vertically or, in a direction pointing away from the frame (24), downwards at a predetermined angle.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter bag (4) tapers in an extension direction (E) pointing away from the frame (24).

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of filter pockets (4) are arranged parallel to one another along a longitudinal direction (L) arranged parallel to the outlet surface.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the or each filter bag (4) is cast in the area of the outlet opening (7) with the frame (24), the frame (24) being formed from a plastic material and cast-in reinforcing elements made of metal or may contain plastic.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized by a collecting container (12) for liquid aerosol filtered out and dripping from the filter pockets (4).

Filter device according to one of the preceding claims, characterized by an upstream filter stage (15) which adjoins the inlet chamber (8) upstream.

Filter device according to one of the preceding claims, characterized by a downstream filter stage (18) with a fine filter, the downstream filter stage (18) connecting downstream of the outlet chamber (10) or downstream of the outlet opening (7).

Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that a suction device (20) is arranged downstream of the outlet chamber (10) in order to cause the gas flow to flow through the filter device.