DE19520504C2

DE19520504C2 - Microfilter für mit Feuchtigkeit und/oder Öl beladene Gase

Info

Publication number: DE19520504C2
Application number: DE1995120504
Authority: DE
Inventors: Guenter Pries
Original assignee: Zander Aufbereitungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Parker Hannifin Manufacturing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1995-06-03
Filing date: 1995-06-03
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2015-06-04
Also published as: DE19520504A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Microfilter für mit Flüssigkeit und/oder Öl beladene Gase, bestehend aus einem hohlzylindrischen Filterkörper mit einem innen- und einem außenseitigen, voll durchlässigen Stützmantel und stirnseitigen, mindestens eine Einlaßöffnung aufweisenden Kappen, bei dem der Filterkörper aus einem ein- oder mehrlagigen, microfeinen Filtermedium, insbesondere Vlies, Filz oder Papier besteht, mit einer innen- und einer außenseitigen Verkleidung aus Filtermaterial, dessen Porosität ein Vielfaches der Porosität des Filtermediums und dessen Dicke einen Bruchteil der Dicke des Filtermediums beträgt.

Microfilter dieser Art sind bekannt (Prospekt der Firma ZANDER "MICROFILTERS"; MFE 93/10). Bei diesen Microfiltern besteht das microfeine Filtermedium aus Vlies und ist zusammen mit der innen- und außenseitigen Verkleidung aus Filterstoff plissiert. Auf dem außenseitigen Stützmantel ist ein Mantel aus Schaumstoff aufgebracht. Ein solches Filter dient dazu, bei dem zu filternden Gas die Flüssigkeitsphase von der Gasphase zu trennen. Vom Filtermedium durchgelassene Feuchtigkeit und Ölpartikel werden von dem außenseitigen Schaumstoffmantel aufgefangen und zu größeren Tropfen vereinigt. Der Schaumstoffmantel hat die weitere Wirkung, daß vom Filtermedium abgeschiedene Partikel von ihm aufgefangen werden.

Ein solches Microfilter hat verschiedene Nachteile. Der Außenmantel aus Schaumstoff läßt sich bei seiner Herstellung, insbesondere beim Zuschneiden, nicht völlig frei von kleinen Partikeln halten. Diese Partikel können beim Filtern in das durchgelassene Gas gelangen. Aber auch die vom Schaumstoff zunächst zurückgehaltenen Partikel des Filtermediums können beim Dauereinsatz vom Schaumstoff wieder freigegeben werden. Hinzu kommt, daß die Herstellung eines solchen Filters mit innerem Filtermedium und äußerem Schaumstoffmantel vergleichsweise aufwendig ist. Nach dem gemeinsamen Plissiervorgang von dem ein- oder mehrlagigen microfeinen Filtermedium und dessen außenseitiger Verkleidung und der Bestückung mit den innen- und außenseitigen Stützmänteln bedarf es eines weiteren Arbeitsvorganges, um den vorgefertigten Mantel aus Schaumstoff überzuziehen.

Schließlich ist von Nachteil, daß sich aufgrund des inneren Filtermediums und des äußeren Schaumstoffes ein vergleichsweise hoher Differenzdruck ergibt. Hohe Differenzdrücke sind aber regelmäßig für die Filterqualität nachteilig.

Ferner sind ein- oder mehrlagige Trockenfilter bekannt (DE-GM 17 31 351), bei der jedes Filter aus einer Grobfilterkernlage aus kurzen Fasern in Längen nicht über 15 bis 20 mm und Decklagen aus längeren Fasern besteht, die durch Eintauchen und/oder Besprühen mit einem geeigneten Bindemittel das Trockenfilter formstabil machen. Das Trockenfilter kann wellenförmig verformt sein, als Topf ausgebildet sein oder als Stern. Ein solches Trockenfilter ist in erster Linie zur Abtrennung von Staub geeignet. Ob es auch zur Abtrennung der Flüssigkeitspfade eines mit Feuchtigkeit und/oder Öl beladenen Gases geeignet ist, ist höchst fraglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Microfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei hervorragender Filterqualität aufgrund seines anderen Aufbaus einfacher herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Microfilter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen dem Filtermedium und der außenseitigen Verkleidung eine Zwischenlage aus einem Filterstoff angeordnet ist, dessen Dicke einen Bruchteil der Dicke des Filtermediums beträgt und deren Porösität zwischen derjenigen des Filtermediums und derjenigen der außenseitigen Verkleidung liegt.

Das erfindungsgemäße Microfilter hat den Vorteil, daß es sich einfacher als die bekannten Filter herstellen läßt. Der Aufbau des Filterkörpers aus einem ein- oder mehrlagigen microfeinen Filtermedium, einer innen- und einer außenseitigen Verkleidung sowie der Zwischenlage läßt sich in einem Arbeitsgang durchführen, indem die Lagen übereinander gelegt und dann zugeschnitten und miteinander verbunden, insbesondere gemeinsam plissiert werden. Die Zwischenlage erfüllt die Funktion des sonst vorgesehenen äußeren Schaumstoffmantels, das heißt, daß diese Zwischenlage vom Filtermedium durchgelassene feinste Wasser- und/oder Ölpartikel zu größeren Tropfen vereinigt und an der Außenhaut des Filterkörpers abfließen läßt. Aufgrund des neuartigen Aufbaus des Filtermediums ergibt sich im Betrieb ein niedrigerer Differenzdruck als bei einem Filter mit einem außenseitigen Schaumstoffmantel. Dadurch wird die Reinheit des gefilterten Gases verbessert. Verstärkt wird der Effekt der höheren Reinheit bei der Filterung durch die plissierte Formgebung des Filtermediums. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß der gesamte Filterkörper durch den außenseitigen Stützmantel mechanisch geschützt ist und nicht wie bei bekannten Microfiltern eine am Filtrationsprozeß beteiligte Lage, nämlich der außenseitige Schaumstoff, ungeschützt ist. Die ausgewählten Filtermaterialien führen im Vergleich zu denen des bekannten Filters zu einer erheblichen Reduzierung der Verunreinigung der gefilterten Gase durch Partikel aus den Filtermaterialien. Auch besteht praktisch keine Gefahr mehr, daß die vor allem beim Zuschneiden entstehenden kleinen Partikel in das Filtermaterial gelangen, weil das Material selbst und die Zwischenlage im Vergleich zu einem Schaumstoff sich abfallfreier schneiden lassen.

Bevorzugte Ausführungen des Microfilters bestehen darin, daß die Zwischenlage als Spinnvlies ausgebildet ist. Die Porengröße der Zwischenlage liegt vorzugsweise zwischen 80 und 200 µm, und die Luftdurchlässigkeit zwischen 1.500 und 4.000 l/m² . s. Gute Ergebnisse wurden mit einer Dicke der Zwischenlage zwischen 0,20 bis 0,40 mm erzielt.

Als Filtermedium ist besonders ein Glasfaserpapier geeignet, dessen Luftdurchlässigkeit ein Vielfaches kleiner als die der Zwischenlage ist. Gute Ergebnisse hat man mit einer Luftdurchlässigkeit von 20 bis 25 l/m² . s erzielt. Seine Porengröße liegt vorzugsweise zwischen 10 und 15 µm, die Dicke des Filtermediums liegt bei 1 bis 2 mm, vorzugsweise bei 1,5 mm, wobei das Filtermedium aus zwei Lagen bestehen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel darstellt. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Microfilter im Axialschnitt,

Fig. 2 das Microfilter gemäß Fig. 1 im Querschnitt und

Fig. 3 das Microfilter gemäß Fig. 1 in einem Ausschnitt in vergrößerter Darstellung.

Das Microfilter besteht aus einem hohlzylindrischen, mehrlagigen Filterkörper 1 mit einem innenseitigen und einem außenseitigen Stützmantel 2, 3 und stirnseitigen Kappen 4, 5. Die Kappen 4, 5 weisen jeweils einen Kragen 6, 7 auf, der eine umlaufende ringförmige Nut aufweist, in der der Filterkörper 1 mit seinen Stützmänteln 2, 3 sitzt und mittels Kleber 8, 9, fixiert ist. Die Kappen 4, 5 weisen jeweils eine Einlaßöffnung 10, 11 für das zu filternde Gas auf, das entsprechend dem Pfeil 12 den Filterkörper 1 von innen nach außen durchströmt.

Die Stützmäntel 2, 3 sind als Gitter aus Metall ausgebildet und voll durchlässig. Sie haben eine glatte zylindrische Form. Zwischen diesen Stützmänteln 2, 3 sitzt der Filterkörper 1. Er ist, wie Fig. 2 zeigt, plissiert.

Der Filterkörper 1 weist innenseitig und außenseitig eine Verkleidung 13, 14 aus einem Filterstoff auf, der perforiert ist. Dazwischen befindet sich ein zweilagiges microfeines Filtermedium 15a, 15b aus Vlies. Zwischen diesem Filtermedium 15a, 15b und der äußeren Verkleidung 14 aus Filterstoff ist eine Zwischenlage 16 aus Filterstoff, und zwar aus einem perforationsfreien Vlies, angeordnet. Diese verschiedenen Lagen 13-16 können in einem einzigen Vorgang plissiert werden und erhalten dadurch ihren Zusammenhalt. Es versteht sich, daß im einfacheren Fall der Filterkörper auch nicht plissiert sein kann, dann aber dicker ausgebildet ist. Bevorzugt ist aber ein plissierter Filterkörper.

Die Spezifikation der einzelnen Lagen ist folgende:

Das Filtermedium 15a, 15b besteht aus einem Glasfaserpapier (95% Glasfaser und 5% Bindemittel aus Vinylacetat-Acrylat-Dispersion) mit einer Porengröße zwischen 10 und 15 µm, insbesondere 12 µm. Seine Luftdurchlässigkeit liegt bei 20 bis 25 l/m² . s, insbesondere bei 23 l/m² . s, und die Gesamtdicke der beiden Lagen 15a, 15b beträgt 1 bis 2 mm, insbesondere 1,5 mm. Der Anteil der Porenfläche zur gesamten Filterfläche liegt zwischen 85% und 95%, insbesondere bei 94%.

Das Material der Zwischenlage 16 ist ein Spinnvlies. Es besteht aus spunbonded Polypropylen und hat eine Dicke zwischen 0,2 und 0,4, insbesondere 0,35 mm. Die Porengröße liegt zwischen 80 und 200 µm, insbesondere bei 70 bis 90 µm. Die Luftdurchlässigkeit liegt zwischen 1.500 und 4.000 l/m . s, insbesondere bei 1600 l/m² . s. Der Anteil der Porenfläche zur gesamten Filterfläche liegt bei 80 bis 95%, insbesondere bei 90%.

Die innen- und außenseitige Verkleidung 13, 14 besteht aus einer Netzfolie aus Polypropylen, und die Größe der Perforation liegt zwischen 1,5 bis 2 mm und 0,5 bis 1 mm, insbesondere bei 1,7 . 0,8 mm. Der Anteil der perforierten Fläche zur gesamten Filterfläche liegt zwischen 40 und 60%, insbesondere 50%. Die Dicke des Materials liegt zwischen 0,15 und 0,35 mm, insbesondere bei 0,25 mm. Die Luftdurchlässigkeit beträgt ein Vielfaches der Luftdurchlässigkeit der Zwischenlage 16.

Claims

1. Microfilter für mit Feuchtigkeit und/oder Öl beladene Gase, bestehend aus einem hohlzylindrischen Filterkörper (1) mit einem innen- und einem außenseitigen, voll durchlässigen Stützmantel (2, 3) und stirnseitigen, mindestens eine Einlaßöffnung (10, 11) aufweisenden Kappen (4, 5), bei dem der Filterkörper (1) aus einem ein- oder mehrlagigen, microfeinen Filtermedium (15a, 15b), insbesondere Vlies, Filz oder Papier besteht, mit einer innen- und einer außenseitigen Verkleidung (13, 14) aus Filtermaterial, dessen Porosität ein Vielfaches der Porosität des Filtermediums und dessen Dicke einen Bruchteil der Dicke des Filtermediums (15a, 15b) beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Filtermedium (15a, 15b) und der außenseitigen Verkleidung (14) eine Zwischenlage (16) aus einem Filtermaterial angeordnet ist, dessen Dicke einen Bruchteil der Dicke des Filtermediums (15a, 15b) beträgt und deren Porosität zwischen derjenigen des Filtermediums (15a, 15b) und derjenigen der außenseitigen Verkleidung (14) liegt.

2. Microfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (16) als perforationsfreies Vlies ausgebildet ist.

3. Microfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße der Zwischenlage (16) zwischen 80 und 200 µm liegt.

4. Microfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlässigkeit der Zwischenlage (16) zwischen 1.500 und 4.000 l/m² . s liegt.

5. Microfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Zwischenlage (16) zwischen 0,20 und 0,40 mm liegt.

6. Microfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der flächenmäßige Anteil der perforierten Fläche der Zwischenlage (16) zur gesamten Filterfläche zwischen 80 und 95% liegt.

7. Microfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium (15a, 15b) als Glasfaserpapier ausgebildet ist.

8. Microfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße des Filtermediums (15a, 15b) zwischen 10 und 15 µm liegt.

9. Microfilter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums (15a, 15b) zwischen 20 und 25 l/m² . s liegt.

10. Microfilter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Filtermediums 15a, 15b zwischen 1 und 2 mm liegt.

11. Microfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der flächenmäßige Anteil der perforierten Fläche des Filtermediums zur gesamten Filterfläche zwischen 85 und 95% liegt.