DE19837504C2

DE19837504C2 - Filterelement

Info

Publication number: DE19837504C2
Application number: DE19837504A
Authority: DE
Inventors: Markus Fronhoefer; Hans Martinsteg
Original assignee: Krantz TKT GmbH
Current assignee: Krantz GmbH
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2018-08-20
Also published as: DE19837504A1

Abstract

Das Filterelement (1) ist dichtend an einem Filtergehäuse anlegbar und mit einem innerhalb eines Rahmens (2) angeordneten Faltenpack (4) aus zickzackförmig verlaufendem, flächigem Filtermaterial ausgestattet. Das Filterelement (1) ist durch Druckluftbeaufschlagung des Faltenpacks (4) von einer Reingasseite her abreinigbar. Um das Filterelement auch ohne eine schleifend anliegende Blasschiene mit einem Luftvolumenstrom abreinigen zu können, wird vorgeschlagen, daß der Reingasseite zugewandte Faltenrücken (8) des Faltenpacks (4) mit einem Gewebe (11) kraftschlüssig verbunden sind. Dabei verläuft das Gewebe (11) in einer durch Scheitelflächen (7) der Faltenrücken (8) definierten Ebene und weist ein Verhältnis von offenen zu abgedeckten Flächenanteilen auf, das größer ist als 70%.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, das dichtend in einem Filtergehäuse festlegbar ist, mit einem innerhalb eines Rahmens angeordneten Faltenpack aus zickzackförmig verlaufen dem, flächigem Filtermaterial, wobei das Filterelement durch Druckluftbeaufschlagung des Faltenpacks von der Reingasseite her abreinigbar ist und wobei der Reingasseite zugewandte Faltenrücken des Faltenpacks mit einem Gewebe kraftschlüssig verbunden sind, das in einer durch Scheitelflächen der Faltenrücken definierten Ebene verläuft.

Üblicherweise besteht eine Abreinigungseinrichtung aus einem Düsenrohr, welches mit Druckluft beaufschlagt auf der Reinluftseite in einem bestimmten Abstand planparallel zum Filterelement verfahren wird (Freistrahlsystem).

Der Abstand des Düsenrohres vom Filterelement bildet einen Kompromiß zwischen Abreini gungsdruck in der Filterfalte und Standzeit des Filtermaterials bzw. mechanisches Festigkeit gegenüber hohen Luftgeschwindigkeiten und hohen Abreinigungsdrücken. Als Nachteile des Systems treten dabei auf:

- Abreinigung im Offline-Betrieb (aufwendige Anlagentechnik)
- Kritische Stäube sind nur bei Einsatz von Precoatmaterialien abreinigbar (zusätzlicher Waste)
- Je höher die Druckdifferenz zwischen Roh- und Reinluftseite, desto geringer der Abreini gungseffekt (unwirtschaftlicher Anlagenbetrieb)
- Einsatz von Druckluft zur Abreinigung (Wirtschaftlichkeit)
- Anströmung der Filterelemente von unten nach oben (Platzbedarf)

Alle diese Nachteile soll die aus DE 196 01 978 C2 bekannte Systemtechnik kompensieren, die um Faktoren höhere Abreinigungsdrücke in den Filterfalten ermöglicht.

Bei dem bekannten Filterelement, das nur mit großem Kostenaufwand hergestellt werden kann, ist die Abströmseite des Faltenpacks zu diesem Zweck von einer gitterförmigen Schutzmaske überdeckt, die mit allen reinluftseitigen Faltenrücken des Faltenpacks dichtend verbunden ist. Die Schutzmaske ist dabei als Lochschlitzmaske ausgebildet, deren spaltförmige Öffnungen stets innerhalb der Faltenöffnungen zwischen zwei benachbarten Faltenrücken angeordnet sind.

Mit einer derartigen Ausgestaltung soll die Möglichkeit einer schonenden und dennoch gründlichen Abreinigung des Filterelements geschaffen werden. Zu diesem Zweck wird die freie Seite der Lochschlitzmaske von der Blasschiene überstrichen, die von einem Luftvolumenstrom gespeist wird. Die Blasschiene, die in ihrer Länge der Lochschlitzmaske angepaßt ist, weist eine umlaufende Dichtlippe auf und ist in ihrer Breite derart bemessen, daß die an gegenüberliegenden Längsseiten verlaufenden Dichtlippenabschnitte auf den Stegen beidseitig desselben Schlitzes bzw. einer Reihe von hintereinander angeordneten und durch Querstege voneinander getrennten Schlitzen positioniert sind. Durch eine derartige Ausgestaltung soll sichergestellt werden, daß bei Rückspülung der einzelnen Faltenöffnungen nacheinander bevorzugt jeweils immer nur diese Faltenöffnung mit einem Luftvolumenstrom beaufschlagt wird. Hierdurch kann der Luftvolumenstrom auf eine Faltenöffnung konzentriert werden, wodurch vergleichsweise sehr hohe Abreinigungsdrücke in den Reinluftfilterfalten möglich sein sollen.

Bei dem bekannten Filterelement ist es als nachteilig anzusehen, daß bei der Anbringung der Lochschlitzmaske auf den Faltenrücken des Faltenpacks eine genaue Ausrichtung sicherzustellen ist, um zu verhindern, daß Schlitze in der Lochschlitzmaske mit Flächenabschnitten der Faltenrücken korrespondieren, woraus hohe Herstellkosten resultieren.

Ferner unterliegen die Dichtlippen der Blasschiene aufgrund ihres schleifenden Kontakts auf der perforierten Lochschlitzmaske einem nicht unerheblichen Verschleiß. Durch den regelmäßig vorzunehmenden Austausch der Dichtlippen wird der Wartungsaufwand erhöht. Auch ergeben sich hierdurch äußerst unerwünschte Stillstandszeiten.

Die gattungsbildende DE 94 20 505 U1 offenbart ein Gasfilterpaket, das insbesondere zum Schutz vor unbeabsichtigtem Hineingreifen des Bedienungspersonals in den Faltenpack sowohl auf der Reinluftseite als auch auf der Rohgasseite mit einer blattförmigen Bahn aus einem gasdurchlässigen, feinmaschigen Material, zum Beispiel einem Faservlies, verstärkt ist. Die Bahn ist mit den Scheiteln des Faltenpacks durch örtliche Klebung verbunden. Außerdem befindet sich außerhalb der blattförmigen Bahn ein Gitter, das ebenfalls dazu dienen soll, einen mechanischen Schutz für das Filtermaterial zu schaffen. Die blattförmige Bahn aus Faservlies soll als Laminator wirken und dafür sorgen, daß das Reingas über den gesamten Austrittsquerschnitt im wesentlichen in gleiche Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit austritt.

Aufgrund der blattförmigen Bahn läßt sich das bekannte Gasfilterpaket nicht wirksam mit Hilfe eines Freistrahlsystems abreinigen, da die aus den Reinigungsdüsen austretende Druckluft das blattförmige Faservlies zerstören bzw. das Filtermaterial nur sehr indirekt erreichen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement vorzuschlagen, das auch ohne eine schleifend anliegende Blasschiene mit einem Luftvolumenstrom abreinigbar ist und das auch bei einer relativ großen Tiefe der Filtertaschen einer Abreinigung mit Hilfe von Frei strahlen Stand hält, ohne daß dabei der Faltenpack beschädigt wird.

Ausgehend von einem Filterelement der eingangs beschriebenen Art, wird diese Aufgabe er findungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gewebe ein Verhältnis von offenen zu abgedeckten Flächenanteilen größer 70% aufweist.

Das erfindungsgemäße Filterelement zeichnet sich durch eine enorme Festigkeit des Falten packs aus, da eine Relativbewegung der Faltenrücken zueinander aufgrund der großen Zugbe lastbarkeit des mit den Faltenrücken verbundenen Gewebes nicht mehr möglich ist. Zu einem den Faltenpack ansonsten ungemein belastenden "Faltenflattern", das bei der Beaufschlagung der Falten mit hochenergetischen Freistrahlen bei Filterelementen nach dem Stand der Tech nik auftritt und dort zu einer raschen Zerstörung des Faltenpacks führt, kommt es bei dem erfindungsgemäßen Filterelement nicht mehr. Aus diesem Grunde lassen sich selbst Falten packs mit relativ großer Faltentiefe mit der Freistrahlmethode sehr effektiv abreinigen.

Da das erfindungsgemäß verwendete Gewebe einen sehr großen freien Flächenanteil (< 70%) aufweist, ist eine besondere Orientierung des Gewebes in bezug auf die Faltenrücken nicht erforderlich. Vielmehr wird das Gewebe mit einer beliebigen Ausrichtung der darin enthalte nen Fäden auf den Faltenpack aufgebracht, wobei sogar diagonal zu den Faltenrücken verlau fende Fäden unproblematisch sind. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Filterelements ist aus diesem Grunde besonders einfach und kostengünstig.

Da es aufgrund der Anwendung des Freistrahl-Abreinigungsprinzips zu keinerlei mechanischem Kontakt zwischen der Abreinigungsvorrichtung und dem Faltenpack bzw. dem damit kraftschlüssig verbundenem Gewebe kommt, tritt ein Verschleiß an keinem der vorgenannten Bauteile auf. Die Standzeit der Filterelemente gemäß der Erfindung ist daher besonders groß.

Die Stabilität des Filterelements kann weiter gesteigert werden, wenn auch Stirnseiten von reingasseitigen Abstandshaltern in den Filterfalten mit dem Gewebe kraftschlüssig verbunden sind.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Gewebe mit dem Rahmen - insbesondere mit dessen der Reingasseite zugewandten Stirnseiten - kraftschlüssig verbunden ist. Hierdurch kann die Stabilität des Faltenpacks noch weiter erhöht werden, da nun auch eine Relativbewegung zwischen den Faltenrücken und dem Rahmen verhindert ist.

Vorteilhafterweise wird das Gewebe sowohl mit den Scheitelflächen der Faltenrücken, den Stirnseiten der Abstandshalter, als auch mit den Stirnseiten des Rahmens verklebt, da sich diese Verbindungsart besonders wirtschaftlich herstellen läßt.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Filterelements besteht darin, daß die Faltenrücken mit Raupen eines anhaftenden aushärtenden Klebstoffs oder Dichtstoffs versehen sind, auf deren Scheitelflächen das Gewebe verklebt ist.

Auf diese Weise kann das Gewebe in einer gemeinsamen Ebene positioniert werden, die randseitig durch die umlaufenden Stirnflächen des Rahmens und dazwischenliegend durch die Abstandshalter und die durch Klebstoffraupen erhöhten Faltenrücken definiert ist. Die Scheitelflächen der Faltenrücken liegen bei üblichen Filterelementen nämlich geringfügig tiefer, als die Stirnflächen des Rahmens, da eine zuverlässige Abdichtung des Faltenpacks zu den Seitenflächen des Rahmens im Bereich der Stirnflächen des Faltenpacks gewährleistet sein muß.

Die Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, daß das Gewebe aus Glasfasern, aus Kunststoffgarn oder Draht besteht. Hierbei handelt es sich um handelsüblich leicht verfügbare Gewebe. Als besonders geeignet hat sich in diesem Zusammenhang die Verwendung eines Netzmaterials aus Glasfasern oder ähnlichem erwiesen.

Im Sinne einer rationellen Herstellung des erfindungsgemäßen Filterelements ist es insbesondere bei aus Glasfasern bestehenden Geweben sinnvoll, diese nach dem Auflegen auf die zuvor mit Klebstoffraupen versehenen Faltenrücken mit einem flüssigen Klebstoff zu tränken.

Ferner wird noch vorgeschlagen, daß der Faltenpack im Bereich der Faltenrücken mit einem flüssigen Kunststoff getränkt wird. Hierdurch wird die Festigkeit dieser sensiblen Bereiche weiter erhöht.

Für gewisse Anwendungsfälle kann es schließlich noch sinnvoll sein, sowohl die Reingasseite als auch die Rohgasseite mit einem Gewebe zur Stabilisierung des Faltenpacks zu versehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert:

Ein in der Zeichnungsfigur dargestelltes Filterelement 1 besitzt einen beispielsweise aus Holz gefertigten und aus vier Rahmenelementen 2' und 2" zusammengesetzten Rahmen 2. Der Rahmen 2 ist an seinen der Rohgasseite zugewandten Stirnflächen mit einer umlaufenden Dichtung 3 versehen, mit der er an einer angepaßten Halteeinrichtung festlegbar ist, wodurch ein Vorbeiströmen von Rohgas verhindert wird.

Im Innern des Rahmens 2 befindet sich ein zickzackförmiger Faltenpack 4, der mit seinen beiden randseitig angeordneten Taschen 5 und 6 an die geschnitten dargestellten Rahmenelemente 2' angrenzt und sich in senkrechter Richtung hierzu jeweils bis zu den beiden anderen Rahmenelementen 2" erstreckt. An diesen Rahmenelementen 2" sind die Endabschnitte des Faltenpacks 4 in eine Dichtungs- und Klebemasse eingebettet, um zum einen eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Rahmenelement 2" herzustellen und zum anderen einen gasdichten Abschluß zu erzielen. Aus diesem Grund erstrecken sich Scheitelflächen 7 von Faltenrücken 8, welche der Reingasseite zugewandt sind, nicht bis ganz zu einer Stirnseite 9 der Rahmenelemente 2".

Zum Ausgleich dieser Höhendifferenz sind auf die Scheitelflächen 7 der Faltenrücken 8 sich in deren Längsrichtung erstreckende Raupen 10 eines Klebstoffs aufgebracht. Nach Aushärtung dieser Raupen 10 wird wiederum mit deren Scheitelflächen ein netzartiges Gewebe 11 aus Glasfasern verklebt, das aus Gründen einer rationellen Fertigung zuvor mit einem PU-Klebstoff getränkt wurde. Das Gewebe 11 befindet sich somit in einer Ebene mit den Scheitelflächen der Raupen 10 und den Stirnseiten 9 der Rahmenelemente 2' und 2". Zur Herstellung einer innigen Verbindung mit dem Rahmen 2 erstreckt sich das Gewebe bis über die Stirnseiten 9 der Rahmenelemente 2' und 2".

Das Faltenpack 4 ist sowohl im Bereich der rohgasseitigen als auch der reingasseitigen Faltenrücken 8 jeweils im Innern der Taschen 13 mit im Querschnitt runden Kantenschutzleisten 12 versehen und zusätzlich in diesen Bereichen mit einem flüssigen Kunststoff getränkt, um die Stabilität des Gewebes 11 weiter zu erhöhen. Im Innern jeder Tasche 13 befindet sich ein wellenförmiger Abstandshalter 14 aus einem Aluminiumblech, der ein Zusammendrücken der Taschen 13 im Zuge der Druckluftbeaufschlagung bei der Filterreinigung verhindern soll. Die Abstandshalter 14, von denen der Deutlichkeit halber nur vier in der Zeichnung dargestellt sind, besitzen eine derartige Dicke, daß die Summe der Dicken aller Abstandshalter 14, zuzüglich der Summe der Filterpapierdicke sämtlicher Taschen 13, nur geringfügig kleiner als der Abstand der gegenüberliegenden Rahmenelemente 2' ist. Auf diese Weise wird eine sehr gute Fixierung des Filtermaterials gewährleistet.

Zur Abreinigung des Filterelements 1 wird dieses von der mit dem Gewebe 11 versehenen Reingasseite her mit Druckluft in Form von Freistrahlen beaufschlagt. Diese treten aus einer Düsenleiste aus, die kontinuierlich entlang der Höhe des Filterelements 1 in einem Abstand zu diesem verfahren wird. Aufgrund des sehr großen freien Flächenanteils des Gewebes 11, der bei 70% bis 95% liegt, ist dessen Ausrichtung in bezug auf den Faltenpack 4 völlig unerheblich. Außerdem wird die Geschwindigkeit des Freistrahls durch das Gewebe 11 nur unwesentlich vermindert, so daß sich auch Taschen 13 mit einer vergleichsweise großen Tiefe sicher abreinigen lassen.

Claims

1. Filterelement (1), das dichtend in einem Filtergehäuse festlegbar ist, mit einem innerhalb eines Rahmens (2) angeordneten Faltenpack (4) aus zickzackförmig verlaufendem, flächigem Filtermaterial, wobei das Filterelement (1) durch Druckluftbeaufschlagung des Faltenpacks (4) von einer Reingasseite her abreinigbar ist und wobei der Reingasseite zugewandte Faltenrücken (8) des Faltenpacks (4) mit einem Gewebe (11) kraftschlüssig verbunden sind, das in einer durch Scheitelflächen (7) der Faltenrücken (8) definierten Ebene verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (11) ein Verhältnis von offenen zu abgedeckten Flächenanteilen größer 70% aufweist.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (11) mit Stirnseiten von reingasseitigen Abstandshaltern (14) kraftschlüssig verbunden ist.

3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (11) mit dem Rahmen (2) kraftschlüssig verbunden ist.

4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (11) mit den Faltenrücken (8), den Stirnseiten der Abstandshalter (14) und/oder Stirnseiten (9) des Rahmens (2) verklebt ist.

5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenrücken (8) mit Raupen (10) eines anhaftenden aushärtenden Klebstoffs oder Dichtstoffs versehen sind, auf deren Scheitelflächen das Gewebe (11) verklebt ist.

6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (11) aus Glasfasern, aus Kunststoffgarn und/oder Draht besteht.

7. Filterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Glasfasern bestehende Gewebe (11) mit einem flüssigen Klebstoff getränkt ist.

8. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenpack (4) im Bereich der Faltenrücken (8) mit einem flüssigen Kunststoff getränkt ist.

9. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Reingasseite als auch die Rohgasseite mit einem Gewebe (11) versehen ist.