DE202005012047U1

DE202005012047U1 - Verbundfiltermedium

Info

Publication number: DE202005012047U1
Application number: DE202005012047U
Authority: DE
Original assignee: Gore Enterprise Holdings Inc
Current assignee: Gore Enterprise Holdings Inc
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2015-08-02

Abstract

Verbundfiltermedium zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluidstrom, umfassend:
a) eine Membranfiltrationsschicht, welche eine poröse Polymermembran umfasst, wobei die Membranfiltrationsschicht bezogen auf die Fluidströmungsrichtung eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite hat; und
b) wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht, welche Fasern umfasst, wobei die Fasern eine elektrostatische Ladung haben, wobei die wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND
Die Entfernung von Partikeln aus einem Gasstrom ist seit langer Zeit Praxis in einer Vielzahl von industriellen Gebieten. Herkömmliche Einrichtungen zum Filtern von Partikeln und dergleichen aus Gasströmen umfassen Filtertüten, Filterröhren, Filterplatten und Filtereinsätze, sind hierauf aber nicht beschränkt. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird hier der Begriff „Filterelement" verwendet, um diese Arten von Filtrationseinrichtungen insgesamt zu bezeichnen.
Eine Auswahl des Typs eines zu verwendenden Filtermediums basiert typischerweise auf dem Fluidstrom, mit welchem das Filterelement in Kontakt kommt, den Betriebsbedingungen des Systems und dem Typ von zu filternden Partikeln.
Die Strömung von Fluiden, ob flüssig oder gasförmig, erzeugt eine Druckdifferenz oder einen Druckabfall durch das Element. Vorzugsweise ist die Druckdifferenz für eine gegebene Fluidströmungsrate so klein wie möglich, um die Energie zu minimieren, welche benötigt wird, um das Fluid zu filtern. Im Laufe der Zeit kann sich der Druckabfall jedoch erhöhen, wenn sich gefilterte Partikel auf dem Filterelement ansammeln. Wenn die Grenzen einer akzeptablen Druckdifferenz oder Strömungsratenreduktion erreicht werden, wird das Filterelement entweder ersetzt oder gereinigt.
Ein Filtermedium kann allgemein entweder als ein Tiefenfiltrationsmedium oder ein Oberflächenfiltrationsmedium charakterisiert werden. Partikel tendieren dazu, ein wenig einzudringen und sich innerhalb eines Tiefenfiltrationsmediums zu sammeln. Im Unterschied dazu sammelt sich die Mehrzahl von Partikeln auf der Oberfläche von einem Oberflächenfiltrationsmedium.
Es sind viele Materialien bekannt, welche als Tiefenfiltrationsmedium nützlich sind, umfassend Spunbond- oder Meltblown-Gewebe, Filze und Stoffe, welche aus einer Vielzahl von Materialien gefertigt sind, umfassend Polyester, Polypropylene, Aramide, Zellulose, Gläser und Fluorpolymere. Bekannte Meltblown-Filtermedien zeigen eine hohe Effizienz und einen geringen Druckabfall. Meltblown-Filtermedien haben auch eine hohe Staubkapazität. Jedoch leiden Meltblown-Filtermedien an relativ geringen Wassereintrittsdrücken, was sie für ein Betreiben im Freien in einigen Umgebungen ungeeignet macht.
Ein Aufbringen einer statischen elektrischen Ladung auf ein Tiefenfiltrationsmedium, wie zum Beispiel ein Meltblown-Medium, verbessert seine Filtrationseffizienz. Elektrostatische Filtermaterialien, oder Elektrete, haben elektrostatisch verbesserte Fasern, welche eine Filterleistung durch Anziehen von Partikeln an die Fasern und Festhalten verbessern. Elektrostatische Filter beruhen auf geladenen Partikeln, um eine Aufnahmeeffizienz für einen gegebenen Druckabfall durch den Filter dramatisch zu verbessern. Ein Druckabfall erhöht sich in einem elektrostatischen Filter auch grundsätzlich mit einer geringeren Rate als bei einem mechanischen Filter von ähnlicher Effizienz.
Ein elektrostatisches Medium kann eine Effizienz während einer Verwendung verlieren, insbesondere wenn es in einer Umgebung verwendet wird, in welcher das Filterelement Feuchtigkeit oder öligen Partikeln ausgesetzt ist. Viele der Partikel und Fremdstoffe, mit welchen elektrostatische Filter in Kontakt kommen, interferieren mit ihrem Filtervermögen. Zum Beispiel tendieren flüssige Aerosole, insbesondere ölige Aerosole, dazu, zu bewirken, dass Elektretfilter ihre elektrostatisch verbesserte Filtereffizienz zu verlieren.
Um diese Effekte zu reduzieren, kann der Anteil von vliesartigem Polymergewebe in dem Elektretfilter durch Hinzufügen von Gewebeschichten erhöht werden, oder durch Erhöhen der Dicke des Elektretfiltergewebes. Das zusätzliche Gewebe erhöht jedoch den Druckabfall durch den Elektretfilter und fügt Gewicht und Masse hinzu.
Oberflächenfilter, wie zum Beispiel Membranen, haben bei bestimmten Anwendungen einen steigenden Zuspruch, insbesondere bei Umgebungen im Freien, oder solchen, bei denen das zu filternde Fluid flüssige Aerosole oder strenge Chemikalien enthält. Bei anderen Anwendungen ist ein Membranfiltermedium nützlich, weil es eine konstantere Filtrationseffizienz hat als ein Tiefenfiltrationsmedium. Membranen haben eine stabile Filtrationseffizienz, weil anders als bei Tiefenfiltrationsmedien, die Effizienz eines Membranfilters nicht von dem Aufbau eines Kuchens aus Staubpartikeln abhängig ist.
Polytetrafluorethylen (PTFE) hat in vielen Bereichen eine Nützlichkeit gezeigt, wie zum Beispiel strengen chemischen Umgebungen, in welchen normalerweise viele konventionelle Metalle und Polymermaterialien degenerieren. Eine wesentliche Entwicklung im Bereich Partikelfiltration wurde erreicht, als gereckte PTFE-Membranfiltrationsmedien (ePTFE) als Oberflächenlaminate in konventionelle Filterelemente eingebracht wurden. Beispiele für solche Filtrationsmedien werden im US-Patent Nr. 4,878,930 und im US-Patent Nr. 5,207,812 gelehrt, welche Filtereinsätze zum Entfernen von Staubpartikeln aus einem Strom von sich bewegendem Gas oder Luft betreffen. Membranen, welche aus ePTFE gebildet sind, sind vorteilhaft wasserdicht. Jedoch können Membranen verglichen mit Tiefenfiltrationsmedien einen relativ hohen Druckabfall ausbilden und haben eine relativ geringe Staubkapazität. Dementsprechend benötigen in einigen Anwendungen Filterelemente, welche Membranen verwenden, ein häufiges Ersetzen oder Reinigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verbundfiltermedium zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluid. Insbesondere bietet die Erfindung einen erneuerbaren Verbundfilter.
In einem Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein erneuerbares Verbundfiltermedium zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluidstrom, umfassend eine Membranfiltrationsschicht, welche eine poröse Polymermembran mit einer bezogen auf die Fluidströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite umfasst; eine erste Tiefenfiltrationsmediumschicht mit einer bezogen auf die Fluidströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite, wobei die erste Tiefenfiltrationsmediumschicht an der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist; und wenigstens eine zusätzliche Tiefenfiltrationsmediumschicht, welche an der stromaufwärtigen Seite der ersten Tiefenfiltrationsmediumschicht entfernbar angebracht ist. In diesem Aspekt kann die erste Tiefenfiltrationsmediumschicht an der Membranfiltrationsschicht entfernbar angebracht sein. Vorzugsweise umfasst das erneuerbare Verbundfiltermedium eine Stützschicht. Besonders bevorzugt ist die Stützschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet.
In einem Aspekt umfasst die bevorzugte Membranfiltrationsschicht ePTFE. In einem anderen Aspekt hat die bevorzugte Membranfiltrationsschicht eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 3 Frazier, besonders bevorzugt von wenigstens 15 Frazier und am meisten bevorzugt von wenigstens ungefähr 80 Frazier.
In einem anderen Aspekt ist die bevorzugte Tiefenfiltrationsmediumschicht ein vliesartiges faseriges Polymergewebe, wobei die Fasern eine elektrostatische Ladung haben. Vorzugsweise hat die Tiefenfiltrationsmediumschicht eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 30 Frazier, besonders bevorzugt von wenigstens etwa 100 Frazier und am meisten bevorzugt von wenigstens ungefähr 200 Frazier.
In einem weitern Aspekt bietet die Erfindung ein Verbundfiltermedium zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluidstrom, umfassend eine Membranfiltrationsschicht, welche ein poröse Polymermembran umfasst, wobei die Membranfiltrationsschicht bezogen auf die Fluidströmungsrichtung eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite hat; und wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht, welche Fasern mit einer elektrostatischen Aufladung umfasst, wobei die Tiefenfiltrationsmediumschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist.
In noch einem weiteren Aspekt ist die Erfindung ein erneuerbarer Verbundfilter zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluidstrom, umfassend eine Membranfiltrationsschicht, welche eine poröse Polymermembran mit einer bezogen auf die Fluidströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite umfasst; eine Stützschicht mit einer bezogen auf die Fluidströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite und einer stro mabwärtigen Seite, wobei die Stützschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist; eine erste Tiefenfiltrationsmediumschicht mit einer bezogen auf die Fluidströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite, wobei die erste Tiefenfiltrationsmediumschicht an stromaufwärtigen Seite der Stützschicht angeordnet ist; und wenigstens eine zusätzliche Tiefenfiltrationsmediumschicht, welche an der stromaufwärtigen Seite der ersten Tiefenfiltrationsmediumschicht entfernbar angebracht ist. In diesem Aspekt kann die erste Tiefenfiltrationsmediumschicht an der Stützschicht entfernbar angebracht sein.
In noch einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung einen erneuerbaren Verbundfilter zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluidstrom, wobei der erneuerbare Verbundfilter einen Filterrahmen umfasst; ein gefaltetes Laminat umfasst, welches eine ePTFE-Membran und eine Stützschicht umfasst, wobei das Laminat bezogen auf die Fluidströmungsrichtung eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite hat, wobei das Laminat innerhalb des Rahmens angeordnet ist und eine Luftpermeabilität von ungefähr 3 Frazier bis ungefähr 15 Frazier und eine Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 90 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat; und wenigstens ein gefaltetes elektrostatisch geladenes Meltblown-Filtermedium mit einer Luftpermeabilität von ungefähr 30 Frazier bis ungefähr 150 Frazier und einer Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 50 für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer umfasst, wobei das wenigstens eine gefaltete elektrostatisch geladene Meltblown-Filtermedium auf der stromaufwärtigen Seite der Membran angeordnet ist, so dass die Scheitel punkte der Membran und des Meltblown-Filters ausgerichtet sind, wobei die Meltblown-Filtermediumschicht des weiteren Perforationen neben dem Rahmen umfasst, und wobei das Meltblown-Filtermedium durch Ziehen an den Perforationen von dem Rahmen entfernbar ist.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht eines Aspekts des erneuerbaren Verbundfiltermediums;
2 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Aspekts des erneuerbaren Verbundfiltermediums;
3 ist eine Querschnittsansicht noch eines weiteren Aspekts des erneuerbaren Verbundfiltermediums;
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Filtrationsmediums, welches einen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert;
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Filters, welcher einen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert;
6 ist ein Graph, welcher die verbesserte Leistung des Verbundfiltermediums gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gegenüber Membranfiltern zeigt;
7 ist ein Graph, welcher eine Wiederherstellung einer Permeabilität des neuen Filtermediums zeigt, nachdem das Filtermedium durch Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Tiefenfiltrationsmediumschicht erneuert wurde;
8 ist ein Graph, welcher eine Wiederherstellung einer Permeabilität des neuen Filtermediums zeigt, nachdem das Filtermedium durch Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Tiefenfiltrationsmediumschicht erneuert wurde.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet einer Filtration von Fluiden und insbesondere ein Verbundfiltermedium. In einem Aspekt ist das Verbundfiltermedium gemäß der vorliegenden Erfindung erneuerbar durch Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Schicht des mehrschichtigen Filtermediums.
Das Verbundfiltermedium der vorliegenden Erfindung stellt wenigstens zwei Filtrationsschichten bereit: eine Membranfiltrationsschicht und wenigstens eine Tiefenfiltrationsschicht. Die Membranfiltrationsschicht umfasst eine poröse Polymermembran. Bezüglich der Fluidströmungsrichtung ist wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet. Optional kann das Verbundfiltermedium eine Stützschicht umfassen. Die Stützschicht kann bezüglich der Fluidströmung durch den Filter entweder auf der stromauf wärtigen Seite oder der stromabwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht sein. Optional kann die Stützschicht an die Membran laminiert sein.
In einem Aspekt ist der Verbundfilter der vorliegenden Erfindung erneuerbar. Wie hier verwendet ist ein Filtermedium „erneuerbar", wenn das Filtermedium nach einer Verwendung in der Lage ist, wenigstens 85 % seiner anfänglichen Permeabilität wiederherzustellen, während eine akzeptable Filtrationseffizienz erhalten bleibt. In diesem Aspekt ist der Verbundfilter durch Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Schicht des Tiefenfiltrationsmediums nach einer Verwendung erneuerbar.
Das Verbundfiltermedium umfasst wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht, wie zum Beispiel ein Meltblown- oder Spunbond-Gewebe, umfassend Polypropylen oder Polyethylen, vliesartigen Polyesterstoff, Glasfaser, Mikroglasfaser, Zellulose, und Polytetrafluorethylen. Vorzugsweise umfasst der Verbundfilter wenigstens ein Meltblown-Polymerfasergewebe.
Meltblown-Gewebe werden durch Mitführen von Meltspun-Fasern in konvergenten Strömungen aus erhitzter Luft hergestellt, um extrem feine Filamente zu erzeugen. Eine Meltblown-Verarbeitung bildet kontinuierliche Fasern im Sub-Denier-Bereich mit Fasern von sehr kleinem Durchmesser, welche typischerweise weniger als 10 μm sind.
Die Meltblown-Polymerfasergewebeschicht(en) kann/können aus einer Vielzahl von Polymermaterialien gefertigt werden, umfassend Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat und Po lyethylen. Polypropylen ist unter den besonders bevorzugten Polymermaterialien. Typischerweise haben die Polymerfasern, welche das Gewebe bilden, einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 0,5 μm bis ungefähr 10 μm. Vorzugsweise ist der Faserdurchmesser ungefähr 1 μm bis ungefähr 5 μm.
Die Dicke der Tiefenfiltrationsmediumschichten ist unkritisch. Falls das Tiefenfiltrationsmedium z.B. ein Meltblown-Gewebe ist, kann die Dicke von ungefähr 0,25 mm bis ungefähr 3 mm reichen. Größere Dicken resultieren in einer höheren Staubkapazität. Jedoch können übermäßig dicke Tiefenfiltrationsmediumschichten die Gesamtzahl von Schichten einschränken, die in dem Verbundfiltermedium verwendet werden können.
Die Auswahl des Basisgewichts des Tiefenfiltrationsmediums liegt ebenso innerhalb der Fähigkeiten eines Fachmanns. Das Gewicht eines Meltblown-Polymerfasergewebes kann z.B. in dem Bereich von ungefähr 1 g/m² bis ungefähr 100 g/m² liegen, vorzugsweise ist das Basisgewicht des Meltblown-Fasergewebes ungefähr 10 g/m² bis ungefähr 50 g/m²
In einem Aspekt umfasst das Tiefenfiltrationsmedium wenigsten eine Elektretfiltermediumschicht, welche eine hochgradig effiziente Schicht mit einer elektrostatischen Ladung umfasst. Eine elektrische Ladung wird auf faserige Meltblown-Gewebe aufgebracht, um ihre Filtrationsleistung unter Verwendung einer Vielzahl von bekannten Techniken zu verbessern.
Z.B. wird ein geeignetes Gewebe in geeigneter Weise kalt geladen (cold charged), indem das Gewebe nacheinander einer Folge von elektrischen Feldern ausgesetzt wird, so dass benachbarte elektrische Felder im Bezug zueinander im wesentlichen entgegengesetzte Polaritäten haben, in der Weise, wie es im US-Patent Nr. 5,401,446 von Tsai et al. gelehrt wird. Wie darin beschrieben wird, wird eine Seite des Gewebes anfänglich einer positiven Ladung ausgesetzt, während die andere Seite des Gewebes anfänglich einer negativen Ladung ausgesetzt wird. Dann wird die erste Seite des Gewebes einer negativen Ladung ausgesetzt und die andere Seite des Gewebes wird einer positiven Ladung ausgesetzt. Elektretfiltermaterialien können jedoch auch durch eine Vielzahl von anderen bekannten Techniken angefertigt werden.
Das Tiefenfiltrationsmedium kann auch Zusätze umfassen, um eine Filterleistung zu verbessern, und kann auch niedrige Niveaus von extrahierbaren Kohlenwasserstoffen haben, um eine Leistung zu verbessern. Die Fasern können bestimmte schmelzverarbeitbare Fluorkohlenwasserstoffe umfassen, z. B. fluorchemische Oxazolidinone und Piperazine und Verbindungen von Oligomeren, welche perfluorierte Reste umfassen. Die Verwendung solcher Zusätze kann für die Leistung eines elektrisch geladenen Gewebefilters besonders vorteilhaft sein.
Eine Vielzahl von Techniken sind nützlich, um ein Entfernen einer Tiefenfiltrationsmediumschicht in einem erneuerbaren Verbundfiltermedium zu erleichtern. Eine entfernbare Schicht kann perforiert sein, um zu ermöglichen, dass sie von den verbleibenden Schichten abgezogen wird. Vorzugs weise sind die Perforationen in einem Muster um den Umfang des Filtermediums. Alternativ kann die Schicht mit einer stumpfen Klinge im Crush-Cut-Verfahren geschnitten werden. Beim Schneiden im Crush-Cut-Verfahren mit einer stumpfen Klinge wird eine stumpfe Klinge durch die Schicht getrieben, so dass das Fasergewebe getrennt wird. Die Verwendung einer stumpfen Klinge fördert jedoch eine Verflechtung der geschnittenen Fasern. Die verflechteten Fasern helfen, die Schicht in Position zu halten, aber das Filtermedium kann leicht an der Schnittlinie getrennt werden, um die Filterschicht zu entfernen. Bei einem weiteren Entfernungsverfahren wird eine erste Tiefenfiltermediumschicht mit einem zweiten Filter nur an einem Umfang der Schichten verbunden, wobei zum Entfernen der Schicht der unbefestigte Abschnitt der ersten Filterschicht von dem verbundenen Umfang abgezogen wird. Bei noch einer weiteren Technik umfasst der Filterrahmen eine scharfe Kante oder eine „Schneidkante" an dem Umfang des Filterrahmens. Jede Tiefenfiltrationsmediumschicht wird entfernt, indem sie gegen die Schneidkante gezogen wird. Jede der oben beschriebenen Techniken kann alleine oder in Kombination mit anderen Techniken verwendet werden, welche beschrieben oder im Stand der Technik bekannt sind.
Auf der stromabwärtigen Seite der Tiefenfiltrationsmediumschicht ist eine mikroporöse Polymermembranfiltrationsschicht. Die mikroporöse Polymermembran ist bestimmt, Partikel aufzufangen, welche durch die Tiefenfiltrationsschichten hindurch gelangen. Mikroporöse Polymermembranen haben eine Zuverlässigkeit und Sicherheit beim Entfernen von Partikeln und Organismen aus Fluidströmen gezeigt. Membranen werden üblicher weise durch ihren polymeren Aufbau, ihre Luftpermeabilität, ihren Wassereintrittsdruck und ihre Filtrationseffizienzen charakterisiert.
Eine Vielzahl von mikroporösen Polymermembranen kann in Abhängigkeit von den Anforderungen der Anwendung als die Membranfiltrationsschicht verwendet werden. Die Membranfiltrationsschicht kann aus den folgenden beispielhaften Materialien gebildet sein: Nitrozellulose, Triacetylzellulose, Polymid, Polycarbonat, Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluorethylen, Polysulfon, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenfluorid, Acrylat-Copolymer.
Die Membranfiltrationsschicht ist vorzugsweise aus einem hydrophoben Material gebildet, welches in der Lage ist, ein Durchtreten von Flüssigkeiten zu verhindern. Die Membranfiltrationsschicht muss in der Lage sein, dem aufgebrachten Differentialdruck durch das Filtermedium standzuhalten, ohne dass Flüssigkeit durch sie hindurch tritt. Die bevorzugte Membran hat einen Wassereintrittsdruck von 0,2 Bar bis 1,5 Bar und eine durchschnittliche Luftpermeabilität von ungefähr 7 Frazier bis ungefähr 100 Frazier, und besonders bevorzugt eine durchschnittliche Luftpermeabilität von ungefähr 10 Frazier bis ungefähr 40 Frazier.
Die Membranfiltrationsschicht ist vorzugsweise ein mikroporöses Fluorpolymer, wie z. B. ePTFE, fluoriertes Ethylenpropylen (FEP), Perfluoralkoxypolymer (PFA), Polypropylen (PU), Polyethylen (PE) oder Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (uhmwPE).
Am meisten bevorzugt umfasst die Membranfiltrationsschicht ePTFE. Geeignete ePTFE-Membranen werden in US 5,814,405 beschrieben. Die darin beschriebenen Membranen haben eine gute Filtrationseffizienz, hohe Luftströmung und Berstfestigkeit. Verfahren zum Anfertigen geeigneter ePTFE-Membranen sind darin vollständig beschrieben und werden hier als Referenz eingeführt. Diese ePTFE-Membranen sind von W.L. Gore & Associates, Inc., Newark, Delaware erhältlich. ePTFE-Membranen, welche durch andere Einrichtungen hergestellt sind, können jedoch ebenfalls verwendet werden.
Die Membranfiltrationsschicht kann optional ein Füllmaterial umfassen, um bestimmte Filtereigenschaften des Filters zu verbessern. Geeignete Füllmaterialien, wie z.B. Ruß oder andere leitende Füllmaterialien, katalytische Partikel, geräucherte Kieselerde, galertartige Kieselerde, oder absorbierende Materialien, wie z.B. aktivierter Kohlenstoff, oder keramische Füllmaterialien, wie z.B. aktiviertes Aluminiumoxyd und TiO₂, und Verfahren zum Reparieren von gefüllten Membranen, welche in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind in US 5,814,405 vollständig beschrieben.
Eine Stützschicht kann bereitgestellt werden, um die Filtrationsschichten in einer richtigen Ausrichtung zu der Fluidströmung zu halten. Ein bevorzugtes Stützmaterial muss steif genug sein, um die Membran und entfernbare Schichten zu stützen, aber weich und biegsam genug, um eine Beschädigung der Membran zu vermeiden. Die Stützschicht kann vliesartige oder gewebte Stoffe umfassen. Andere Beispiele geeigneter Stützschichtmaterialien können gewebtes und vliesartiges Polyester, Polypropylen, Polyethy len, Glasfaser, Mikroglasfaser und Polytetrafluorethylen umfassen, sind hierauf aber nicht beschränkt. In einer gefalteten Ausrichtung sollte das Material Luftströmungskanäle in den Falten bereitstellen, während die Falten voneinander beabstandet gehalten werden (d.h. Verhindern, dass die Falten kollabieren). Materialien, wie z.B. Spunbond-Vliestoffe sind zur Verwendung in dieser Anmeldung besonders geeignet.
Die Stützschicht kann auf der stromaufwärtigen Seite oder der stromabwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet sein. Optional kann ein Stützmaterial auf die Membranfiltrationsschicht laminiert sein, um eine Basisschicht zu bilden. In diesem Aspekt stellt die Basisschicht vorteilhaft sowohl eine Stützung der darüberliegenden Meltblown-Mediumschicht bereit und wirkt auch als abschließende Filtrationsfläche.
Die 1 bis 3 zeigen Querschnitte von verschiedenen Aspekten des Verbundfiltermediums 10. Die Tiefenfiltrationsmediumschichten 18 sind auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht 20 angeordnet. Perforationen 28 erlauben, dass die Tiefenfiltrationsmediumschicht entfernt wird.
In 2 ist ein Filtrationsmedium 10 gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die gezeigte Stützschicht 22 ist auf der stromabwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht 20 angeordnet. Optional ist die Stützschicht 22 an die Membranfiltrationsschicht 20 laminiert. 3 zeigt noch einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, in welchem eine Stützschicht 22 auf der stromaufwärtigen Seite der Membran angeordnet ist und an diese laminiert sein kann. Die Tiefenfiltrationsmediumschichten 18 sind auf der stromaufwärtigen Seite der Stützschicht 22 angeordnet.
In 4 kann man besser sehen, dass das Filtrationsmedium 10 vorzugsweise auf sich selbst in einer gefalteten Weise gefaltet ist, um eine bessere strukturelle Integrität zu bieten und den einer Filtration ausgesetzten Oberflächenbereich signifikant zu erhöhen. Das Medium ist gefaltet, so dass die Scheitelpunkte 26 der Falten ausgerichtet sind.
5 illustriert den neuen Filter mit einem Filtrationsmedium 10, welches innerhalb eines Rahmens 14 angebracht ist. Die Ausmaße des Rahmens 14 sind anwendungsspezifisch und sollten ausgestaltet sein, um eine dichte Passung innerhalb eines Kanals bereitzustellen, der das zu filternde Fluid transportiert. Der Rahmen kann aus jedem Material sein, wie z.B. Metallen, umfassend Aluminium oder galvanisierten Stahl oder ein strukturelles Polymer. Vorzugsweise ist der Rahmen aus eloxiertem Aluminium gebildet. Optional kann der Rahmen eine Schneidkante 30 in der Nähe des Filtermediums umfassen, um ein Entfernen der Schichten zu vereinfachen. Das Filtermedium 10 sollte in dem Rahmen 14 angebracht sein, um eine luftdichte Passung zwischen dem Filtrationsmedium 10 und dem Rahmen 14 herzustellen und das Durchsickern von ungefilterter Luft um das Filtrationsmedium 10 herum zu verhindern. Idealerweise ist das Filtrationsmedium an dem Rahmen 14 unter Verwendung einer Vergussmaterial 24 angebracht, wie zum Beispiel Polyurethan, Epoxid, Silicon, heißschmelzendem Klebstoff oder Plastisol. Um eine dichte Abdichtung zu erhalten, sollte die Ver gussmaterial 24 ausgewählt oder behandelt sein, um in das Filtermedium 10 vorzunetzen, um eine kontinuierliche Abdichtung sicherzustellen.
In einem Aspekt ist das erneuerbare Verbundfiltrationsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung durch Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Filtrationsschicht erneuerbar. Wenn der erneuerbare Filter in die Strömung eines Fluids gebracht wird, welches zu entfernende Partikel enthält, gibt es einen initialen Druckabfall durch das Filtermedium. Wenn eine Filtration stattfindet, werden sich Partikel auf dem Filtrationsmedium sammeln, in erster Linie innerhalb der am weitesten stromaufwärtigen Tiefenfiltrationsmediumschicht. Indem sich solche Partikel sammeln erhöht sich der Druckabfall durch das Filtermedium. Wenn der Druckabfall für die Anwendung inakzeptable ist, wird das Filtrationsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung durch Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Tiefenfiltrationsmediumschicht erneuert, um die darunterliegende saubere Filtrationsschicht freizulegen, welche entweder eine weitere Tiefenfiltrationsmediumschicht, die Membranfiltrationsschicht oder die Stützschicht ist. Beim Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Schicht wird der Druckabfall durch das Filtermedium geringer oder gleich ungefähr 120 des anfänglichen Druckabfalls durch das Filtermedium sein.
TESTVERFAHREN
Permeabilität
Luftpermeabilität kann gemäß eines Frazierzahl-Testverfahrens ermittelt werden. Bei diesem Verfahren wird eine Luftpermeabilität durch Einklemmen einer Testprobe in eine abgedichtet-angeflanschte Vorrichtung gemessen, welche einen runden Abschnitt von ungefähr 2,75 Zoll im Durchmesser und 6 Quadratzoll an Fläche für eine Luftströmungsmessung bereitstellt. Die stromaufwärtige Seite der Probenvorrichtung ist an einen Durchflussmesser mit einer Quelle getrockneter, komprimierter Luft in Reihe geschaltet. Die stromabwärtige Seite der Probenvorrichtung ist zur Atmosphäre hin offen. Ein Testen wird durchgeführt durch Aufbringen eines Luftdrucks von 0,5 Zoll Wasser auf der stromaufwärtigen Seite der Probe und Aufzeichnen der Strömungsrate der Luft, welche durch den Reihen-Durchflussmesser (ein Kugelschwimmer-Rotameter) hindurch tritt. Die Probe wird vor einem Testen bei 21°C und 65% relativer Luftfeuchtigkeit für wenigstens 4 aufbereitet. Ergebnisse werden in Form von Frazier-Zahlen aufgezeichnet, welche eine Einheit von Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß der Probe bei 0,5 Zoll Wasserdruck haben.
Staubkapazität
Eine Staubkapazität kann gemäß dem folgenden Verfahren ermittelt werden. Eine 3%-ige wässerige Natriumchloridlösung wird unter Verwendung eines Zerstäubers mit konstantem Ausstoß (TSI Modell 3096/Shoreview, MN) zerstäubt. Die Partikel werden durch Erwärmen bei 80°C getrocknet und dann mit sauberer, trockner Luft verdünnt. Die Verteilung der Partikelgröße wird durch eine aerodynamische Partikelgrößeneinrichtung (z. B. TSI Modell 3320; Shoreview, MN) gemessen. Der geometrische mittlere Partikeldurchmesser und die Standardabweichung werden ermittelt.
Die Filtertestprobe, 44,4 mm im Durchmesser, wird vor einem Testen gewogen und in einem Filterhalter platziert. Die Anströmgeschwindigkeit ist auf 53 mm/s eingestellt. Der Druckabfall durch den Filter wird durch einen Druckwandler (z. B., Heise Modell PM 10; Stratford, CT) kontinuierlich überwacht. Der Filter wird mit dem Natriumchloridaerosol geladen bis der abschließende Druckabfall durch das Filtermediums 750 Pa erreicht. Die Testprobe wird nach dem Test wieder gewogen, um die Massenladung zu ermitteln. Die Staubladekapazität ist die Differenz zwischen der abschließenden und der anfänglichen Masse der Testprobe.
Filtrationseffizienz
Die Partikelaufnahmeeffizienz wird durch einen automatisierten Effizienztester (z. B. Modell 8160, erhältlich von TSI, Inc., St. Paul, Minnesota) gemessen. Der Test wird bei Umgebungsraumtemperatur (70°F) und relativen Feuchtigkeitsverhältnissen (40%) betrieben. Ein Dioctylphthalat-Lösung (DOP) wird zerstäubt, um ein Aerosol zu bilden, welches Partikel von 0,03 – 0,5 μm im Durchmesser umfasst. Die Filterprobe wird dem Aerosol bei einer Luftströmungsgeschwindigkeit von 5,3 cm/s ausgesetzt. Zwei Kondensationskern-Partikelzähler messen simultan die Partikelkonzentration auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Testprobe. Die Partikelaufnahmeeffizienz wird als der Prozentsatz der auf der stromaufwärtigen Seite durch den Filter gesammelten Partikel aufgezeichnet.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Ein mikroporöses ePTFE-Membranlaminat, welches von W.L. Gore & Associates, Inc. (Newark, DE) erhältlich ist, illustriert die Ladekapazität des Membranfilters. Die ePTFE-Membran hat eine Luftpermeabilität im Bereich von 18 bis 29 Frazier, eine Kugel-Berstfestigkeit größer als 0,2 Bar, ein Gewicht von ungefähr 5g/m². Die ePTFE-Membran ist an ein Polyester-Spunbond-Stützmaterial (erhältlich von Toray, Japan) mit einem Basisgewicht von 270 g/m², einer Luftpermeabilität zwischen 28 und 32 Frazier und einer Mullen-Berstfestigkeit größer als 14 Bar gebunden. Die Membran wird an das Stützmaterial bei einer Temperatur zwischen 180°C und 350°C mit einem Druck zwischen 0,1 und 7 Bar gebunden. Das resultierende ePTFE-Laminat hat eine Luftpermeabilität zwischen 5 und 8 Frazier. Der Filter ist mit Natriumchloridaerosol gemäß der vorher beschriebenen Testprozedur geladen, bis ein Druckabfall von 750 Pa erreicht wird. Die Staubladekurve für das Laminat ist in 6 gezeigt. Die Gesamtstaubladekapazität ist 14 mg.
BEISPIEL 1
Eine Schicht aus einem 10 g/m² Meltblown-Medium (DelPore 6001-10P, erhältlich von DelStar, Inc., Middletown, DE) ist auf der stromaufwärtigen Seite des ePTFE-Membranlaminats des Vergleichsbeispiels 1 angeordnet, um ein Verbundmedium zu bilden. Das Meltblown-Medium ist aus einer 10 g/m² Polypropylen-Meltblown-Schicht und einem 10 g/m² Polyester- Spunbond-Baumwollstoff gefertigt. Die mittlere Porengröße ist ungefähr 15 μm und die Mediumdicke ist ungefähr 0,2 mm. Die Luftpermeabilität der Tiefenfiltrationsschicht ist ungefähr 130 Frazier. Das Medium ist elektrisch geladen, um eine Partikelaufnahmeeffizienz zu erhöhen. Der Filter wird mit einem Natriumchloridaerosol gemäß der bereits beschriebenen Testprozedur geladen, bis ein Druckabfall von 750 Pa erreicht wird. Die Ladekurve ist in 6 dargestellt.
BEISPIEL 2
Eine Tiefenfiltrationsmediumschicht von 30 g/m² Meltblown-Medium (DelPore 6001-30P erhältlich von DelStar, Inc., Middletown, DE) ist auf der stromaufwärtigen Seite des mikroporösen ePTFE-Laminats des Vergleichsbeispiels 1 angeordnet, um ein Verbundmedium zu bilden. Das Meltblown-Medium ist aus einer 30 g/m² Polypropylenfaserschicht und einem 10 g/m² Polyester-Spunbond-Baumwollstoff gefertigt. Die Polypropylenfasern haben Durchmesser von 1 bis 5 μm. Die mittlere Porengröße ist ungefähr 15 mm und die Mediumdicke ist ungefähr 0,56 mm. Die Luftpermeabilität des Meltblown ist ungefähr 37 Frazier. Das Medium ist elektrisch geladen, um eine Partikelaufnahmeeffizienz zu erhöhen. Zwei Schichten dieses Meltblown-Mediums sind auf der stromaufwärtigen Seite des mikroporösen ePTFE-Laminats angeordnet. Der Filter wird mit Natriumchloridaerosol wie vorher beschrieben geladen, bis ein Druckabfall von 750 Pa erreicht wird. Die Resultate sind in 6 dargestellt.
BEISPIEL 3
Zwei Schichten aus dem 10 g/m² Meltblown-Medium, welches in Beispiel 1 verwendet wird, wurden auf der stromaufwärtigen Seite der Membranschicht des Vergleichsbeispiels 1 angeordnet. Der Filter wurde mit Natriumchloridaerosol wie oben beschrieben geladen. Beim Erreichen des abschließenden Druckabfalls wird die obere Meltblown-Schicht entfernt und gewogen, um die Staubaufnahmekapazität der ersten Schicht zu ermitteln. Das Beladen wird für die zweite Meltblown-Schicht wiederholt. Schließlich wird mikroporöses ePTFE-Laminat mit Staubpartikeln beladen.
Die Staubladekurven sind in 7 gezeigt. Die Staubhaltekapazitäten für die erste und zweite Meltblown-Schicht und die ePTFE-Schicht sind jeweils 26, 23 und 13 mg. Deshalb ist die Gesamtkapazität 62 mg. Tabelle 1 zeigt die anfängliche Filtrationseffizienz für Partikel einer Größe von 0,1 μm sowie die Filtrationseffizienzen nach jeder Erneuerung.
In Bezug auf 7 und Tabelle 1 ist zu sehen, dass der Filter durch Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Schicht erneuert wird. 7 zeigt den Druckabfall und Tabelle 1 zeigt die Filtrationseffizienz nach einem Entfernen, wobei die Permeabilität des Verbundfiltermediums ohne einen signifikanten Verlust an Filtrationseffizienz wiederhergestellt wird. Dementsprechend ist die Staubaufnahmekapazität des erneuerten Verbundfilters über 400 % eines einzelnen ePTFE-Laminats des Vergleichbeispiels 1.
Tabelle 1
BEISPIEL 4
Zwei Schichten des 30 g/m² Meltblown-Mediums, welches in Beispiel 2 verwendet wird, wurden auf der stromaufwärtigen Seite der Membranschicht des Vergleichbeispiels 1 angeordnet. Der Filter wurde mit Natriumchloridaerosol geladen, bis der abschließende Druckabfall erreicht wurde. Die obere Meltblown-Schicht wird entfernt und gewogen, um die Staubaufnahmekapazität der ersten Schicht zu ermitteln. Das Beladen wird für die zweite Meltblown-Schicht wiederholt. Schließlich wird das mikroporöse ePTFE-Laminat beladen.
Die Staubladekurven sind in 8 gezeigt. Die Staubaufnahmekapazitäten für die erste und zweite Meltblown-Schicht und die ePTFE-Schicht sind jeweils 29, 29 und 14 mg. Die kombinierte Staubaufnahmekapazität ist 72 mg. Tabelle 2 zeigt die anfängliche Filtrationseffizienz für Partikel einer Größe von 0,1 μm sowie die Filtrationseffizienzen nach jeder Erneuerung.
Mit Bezug auf 8 und Tabelle 2 ist zu sehen, dass der Filter durch Entfernen der am weitesten stromaufwärtigen Schicht erneuert wird. 8 zeigt den Druckabfall und Tabelle 2 zeigt die Filtrationseffizienz nach einem Entfernen, wobei die Permeabilität des Verbundfiltermediums ohne signifikanten Verlust an Filtrationseffizienz wiederhergestellt wird. Dem entsprechend ist die kombinierte Staubaufnahmekapazität des Filters gemäß dem Beispiel 4 verglichen mit dem ePTFE-Laminat des Vergleichbeispiels 1 über 500 %.
Tabelle 2
Während spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier illustriert und beschrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche Illustrationen und Beschreibungen beschränkt. Es ist offensichtlich, dass Veränderungen und Modifikationen integriert und als Teil der vorliegenden Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden können.

Claims

Verbundfiltermedium zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluidstrom, umfassend: a) eine Membranfiltrationsschicht, welche eine poröse Polymermembran umfasst, wobei die Membranfiltrationsschicht bezogen auf die Fluidströmungsrichtung eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite hat; und b) wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht, welche Fasern umfasst, wobei die Fasern eine elektrostatische Ladung haben, wobei die wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist.
Verbundfiltermedium nach Anspruch 1, bei dem die Membranfiltrationsschicht ePTFE umfasst.
Verbundfiltermedium nach Anspruch 2, des weiteren umfassend eine Stützschicht, welche auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist.
Verbundfiltermedium nach Anspruch 3, bei dem die Stützschicht an die Membranfiltrationsschicht laminiert ist.
Verbundfiltermedium nach Anspruch 2, bei dem die wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht ein vliesartiges, faseriges Polymergewebe umfasst.
Verbundfiltermedium nach Anspruch 2, bei dem die Membranfiltrationsschicht des weiteren ein Füllmaterial umfasst, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Kohlenstoff, Ruß, aktiviertem Kohlenstoff, TiO₂, Platin, gallertartiger Kieselerde und geräucherter Kieselerde besteht.
Erneuerbares Verbundfiltermedium zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluidstrom, umfassend: a) eine Membranfiltrationsschicht, welche eine poröse Polymermembran umfasst, wobei die Membranfiltrationsschicht bezogen auf die Fluidströmungsrichtung eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite hat; und b) eine erste Tiefenfiltrationsmediumschicht mit einer bezogen auf die Fluidströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite, wobei die erste Tiefenfiltrationsmediumschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist; und c) wenigstens eine zusätzliche Tiefenfiltrationsmediumschicht, welche an der stromauswärtigen Seite der ersten Tiefenfiltrationsmediumschicht entfernbar angebracht ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die erste Tiefenfiltrationsmediumschicht an der Membranfiltrationsschicht entfernbar angebracht ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die Membranfiltrationsschicht ePTFE umfasst.
Erneuerbarer Verbundfilter nach Anspruch 7, des weiteren umfassend eine Stützschicht, welche auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist.
Erneuerbarer Verbundfilter nach Anspruch 10, bei dem die Stützschicht an die Membranfiltrationsschicht laminiert ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die Tiefenfiltrationsmediumschichten vliesartige faserige Polymergewebe umfassen.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 12, wobei die vliesartigen faserigen Polymergewebe des weiteren geladene Fasern umfassen.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die Membranfiltrationsschicht des weiteren ein Füllmaterial umfasst, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Kohlenstoff, Ruß, akti viertem Kohlenstoff, TiO₂, Platin, gallertartiger Kieselerde und geräucherter Kieselerde besteht.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, des weiteren umfassend wenigstens zwei zusätzliche Tiefenfiltrationsmediumschichten, welche an der stromaufwärtigen Seite der ersten Tiefenfiltrationsmediumschicht entfernbar angebracht sind.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, des weiteren umfassend wenigstens drei zusätzliche Tiefenfiltrationsmediumschichten, welche an der stromaufwärtigen Seite der ersten Tiefenfiltrationsmediumschicht entfernbar angebracht sind.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, des weiteren umfassend wenigstens vier zusätzliche Tiefenfiltrationsmediumschichten, welche an der stromaufwärtigen Seite der ersten Tiefenfiltrationsmediumschicht entfernbar angebracht sind.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht des weiteren ein Muster von Perforationen umfasst, wobei die wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht durch Ziehen an den Perforationen entfernbar ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht des weiteren einen ersten Abschnitt, welcher zu dem Umfang der wenigstens einen Tiefenfiltrati onsmediumschicht benachbarte ist, und einen zweiten Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt mit einer relativ höheren Stärke als der zweite Abschnitt mit dem Filtermedium verbunden ist, wobei das wenigstens eine Tiefenfiltrationsmedium durch Fortziehen des zweiten Abschnitts der wenigstens einen Tiefenfiltrationsmediumschicht von dem ersten verbundenen Abschnitt entfernbar ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht in Crush-Cut-Verfahren geschnitten ist, wobei das wenigstens eine Tiefenfiltrationsmedium durch Ziehen an dem Schnitt entfernbar ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 7 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 15 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 80 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem jede der Tiefenfiltrationsmediumschichten eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 30 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem jede der Tiefenfiltrationsmediumschichten eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 100 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem jede der Tiefenfiltrationsmediumschichten eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 200 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Luftpermeabilität von ungefähr 10 Frazier bis ungefähr 40 Frazier und eine Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens ungefähr 50 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat, und wobei die wenigstens eine entfernbare Filterschicht eine Luftpermeabilität von ungefähr 30 bis ungefähr 200 Frazier hat und eine Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 50 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 27, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 75 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat und wobei die wenigstens eine entfernbare Filterschicht eine Luftpermeabilität von ungefähr 60 bis ungefähr 150 Frazier und eine Partikelfiltrationseffi zienz von wenigstens 85 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem die Membranfiltrationsschicht und die Tiefenfiltrationsmediumschichten gefaltet sind, so dass die Scheitelpunkte der Membranfiltrationsschicht und der Tiefenfiltrationsmediumschichten ausgerichtet sind.
Erneuerbares Filtermedium nach Anspruch 7, bei dem das Filtermedium als gefaltete Platte geformt ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem zwei Kanten des Filtermediums verbunden sind, um ein zylinderförmiges Filtermedium zu bilden.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem das Filtermedium als ein gefalteter Zylinder gebildet ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium zur Entfernung von Partikeln aus einem Fluidstrom umfassend: a) eine Membranfiltrationsschicht, welche eine poröse Polymermembran umfasst, wobei die Membranfiltrationsschicht bezogen auf die Fluidströmungsrichtung eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite hat; b) eine Stützschicht mit einer bezogen auf die Fluidströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite, wobei die Stützschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Membranfiltrationsschicht angeordnet ist, c) eine erste Tiefenfiltrationsmediumschicht mit einer bezogen auf die Fluidströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite, wobei die erste Tiefenfiltrationsmediumschicht auf der stromaufwärtigen Seite der Stützschicht angeordnet ist; und d) wenigstens eine zusätzliche Tiefenfiltrationsmediumschicht, welche auf der stromaufwärtigen Seite der ersten Tiefenfiltrationsmediumschicht entfernbar angebracht ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem die Membranschicht des weiteren ePTFE umfasst.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem die erste Tiefenfiltrationsmediumschicht an der Stützschicht entfernbar angebracht ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem die Stützschicht an die Membranfiltrationsschicht laminiert ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht im Crush-Cut-Verfahren geschnitten ist, wobei die wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht durch Ziehen an dem Schnitt entfernbar ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 7 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 15 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 80 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem jede der Tiefenfiltrationsmediumschichten eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 30 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem jede der Tiefenfiltrationsmediumschichten eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 100 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem jede der Tiefenfiltrationsmediumschichten eine Permeabilität von wenigstens ungefähr 200 Frazier hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Luftpermeabilität von ungefähr 10 Fra zier bis ungefähr 40 Frazier und eine Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens ungefähr 50 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat und wobei die wenigstens eine entfernbare Filterschicht eine Luftpermeabilität von ungefähr 30 bis ungefähr 200 Frazier und eine Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 50 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 44, bei dem die Membranfiltrationsschicht eine Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 75 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat und wobei die wenigstens eine entfernbare Filterschicht eine Luftpermeabilität von ungefähr 60 bis ungefähr 150 Frazier und eine Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 85 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer hat.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem die Membranfiltrationsschicht und die Tiefenfiltrationsmediumschichten gefaltet sind, so dass die Scheitelpunkte der Membranfiltrationsschicht und der Tiefenfiltrationsmediumschichten ausgerichtet sind.
Erneuerbares Filtermedium nach Anspruch 33, bei dem das Filtermedium als eine gefaltete Platte gebildet ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem zwei Kanten des Filtermediums verbunden sind, um ein zylinderförmiges Filtermedium zu bilden.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 33, bei dem das Filtermedium als ein gefalteter Zylinder gebildet ist.
Erneuerbarer Verbundfilter zur Entfernung von Partikeln aus einem Fluidstrom, umfassend: a) einen Rahmen; und b) ein erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, wobei das Verbundfiltermaterial in dem Rahmen mit einer Vergussmasse abgedichtet ist.
Erneuerbarer Verbundfilter nach Anspruch 50, bei dem das Verbundmaterial aus der Gruppe aus Silicon, Polyurethan, Epoxid, Kunststoffklebstoffen und Plastisol ausgewählt ist.
Erneuerbarer Verbundfilter nach Anspruch 50, bei dem der Filterrahmen des weiteren eine Schneidkante benachbart zu dem Umfang des Filtermediums umfasst, wobei die wenigstens eine Tiefenfiltrationsmediumschicht durch Ziehen der Schicht von dem Rahmen an der Schneidkante entfernbar ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, bei dem das erneuerbare Verbundfiltermedium vor einer Verwendung einen anfänglichen Druckabfall durch das Filtermedium und eine anfängliche Filtrationseffizienz hat, wobei das Filtermedium nach einer Verwendung durch Entfernen einer Tiefenfiltrationsmediumschicht erneuerbar ist, so dass der Druckabfall durch das Verbundfiltermedium beim Entfernen geringer oder gleich ungefähr dem anfänglichen Druckabfall über dem Filtermedium ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 53, bei dem die Filtrationseffizienz nach einer Entfernung der Tiefenfiltrationsmediumschicht ungefähr gleich der anfänglichen Filtrationseffizienz ist.
Erneuerbares Verbundfiltermedium nach Anspruch 7, wobei das erneuerbare Verbundfiltermedium vor einer Verwendung eine anfängliche Permeabilität und eine anfängliche Filtrationseffizienz hat, wobei das Filtermedium nach einer Verwendung durch Entfernen einer Tiefenfiltrationsmediumschicht erneuerbar ist, so dass die Permeabilität des Verbundfiltermediums beim Entfernen größer oder gleich 80 % der anfänglichen Permeabilität ist.
Erneuerbarer Filter nach Anspruch 55, bei dem die Filtrationseffizienz nach Entfernung der Tiefenfiltrationsmediumschicht größer als ungefähr 85 % der anfänglichen Filtrationseffizienz ist.
Erneuerbarer Verbundfilter zum Entfernen von Partikeln aus einem Fluidstrom, wobei der erneuerbare Verbundfilter umfasst: a) einen Filterrahmen; b) ein gefaltetes Laminat, welches eine ePTFE-Membran und eine Stützschicht umfasst, wobei das Laminat bezogen auf die Fluidströmungsrichtung eine stromaufwärtige Seite und eine stromab wärtige Seite hat, wobei das Laminat innerhalb des Rahmens angeordnet ist und eine Luftpermeabilität von ungefähr 3 Frazier bis ungefähr 15 Frazier und einer Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 90 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikromter besitzt; c) wenigstens ein gefaltetes, elektrostatisch geladenes Meltblown-Filtermedium mit einer Luftpermeabilität von ungefähr 30 Frazier bis ungefähr 150 Frazier und einer Partikelfiltrationseffizienz von wenigstens 50 % für Partikel einer Größe von 0,3 Mikrometer, wobei das wenigstens eine gefaltete, elektrostatisch geladene Meltblown-Filtermedium auf der stromaufwärtigen Seite der Membran angeordnet ist, so dass die Scheitelpunkte der Membran und des Meltblown-Filters ausgerichtet sind, wobei die Meltblown-Filtermediumschicht des weiteren Perforationen in der Nähe des Rahmens umfasst; und wobei das Meltblown-Filtermedium durch Ziehen an den Perforationen aus dem Rahmen entfernbar ist.