DE2141777A1

DE2141777A1 - Device for filtering gases

Info

Publication number: DE2141777A1
Application number: DE19712141777
Authority: DE
Inventors: Raoul Dipl.-Ing.; Bernhard Fritz; Zürich Lustgarten (Schweiz)
Original assignee: Luwa AG, Zürich (Schweiz)
Priority date: 1970-09-04
Filing date: 1971-08-20
Publication date: 1972-03-09
Also published as: FR2107185A5; CH528913A; GB1361447A

Description

DIPL.-IXG. C. STOEPEL· · DIPL.-ING. W= GOLMiITZGR · DIPL.-IXG. I?. W. MOLL ' 674 LANDAU/PFALZ · AM SCHÜTZENHOP DIPL.-IXG. C. STOEPEL · · DIPL.-ING. W = GOLMiITZGR DIPL.-IXG. I ?. W. MOLL '674 LANDAU / PALATINATE AM SCHÜTZENHOP

T¹BI,. 00311/3000 ,0O3Ö ■ TELEX 483333 d. \ *$ \ ξ / / T ¹ BI ,. 00311/3000, 0O3Ö ■ TELEX 483333 d. \ * $ \ ξ / /

. 19. Äug. 1971. 19th eye 1971

L u w a A G , ZürichL u w a A G, Zurich

(Schweiz)(Switzerland)

Einrichtung zum Filtrieren von GasenDevice for filtering gases

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Filtrieren von Gasen, welche Einrichtung ein Gehäuse aufweist, in dem.ein zickzackförnfig gefaltetes Filtermaterial durch Abstandshalter distanziert ist, die sich zwischen benachbarten Falten im wesentlichen mindestens in zwei Richtungen erstrecken und somit eine Fläche bilden? welche in Strömungsrichtung des Gases durch die Zick- zackfaljt-Unien begrenzt ist. .The invention relates to a device for filtering gases, which device has a housing in which a zigzagförnfig pleated filter material is distanced by spacers which extend between adjacent folds essentially in at least two directions and thus form a surface? which is limited in the direction of flow of the gas by the zigzag fold lines. .

Ss sind schon solche .Einrichtungen bekannt geworden, bei denen die Abstandshalter der erwähnten Art aus Aluminiumfolien aickzaclcförmig gefaltet und langer alsSuch facilities have already become known, in which the spacers of the type mentioned made of aluminum foils are folded in an aickzaclc shape and are longer than

die Faltentiefe des Filtermaterials ausgebildet sind. Das Filtermaterial ist an den beiden Seitenflächen des Gehäuses, welche parallel zu den Flächen der Abstandshalter liegen, angeklebt. An den beiden anderen Seitenflächen des Gehäuses sind Filtermaterial und Abstandshalter stirnseitig durch eine Vergussmasse mit dem Gehäuse verbunden.the depth of the folds of the filter material are formed. The filter material is on the two side surfaces of the housing, which are parallel to the surfaces of the spacers, glued on. On the other two The side surfaces of the housing are filter material and spacers on the face side by means of a potting compound connected to the housing.

fc Die Nachteile dieser Einrichtungen bestehen darin, dass die über das Filtermaterial vorstehenden Ab- -standshalter gegen mechanische Beschädigung sehr empfindlich sind und durch Berührung des Filtermaterials leicht Löcher durch die Abstandshalter in das Filtermaterial gedrückt werden. Im weiteren weisen diese Einrichtungen einen durch die Anordnung des Filtermaterials bedingten, relativ hohen Systemwiderstand auf. Ferner hat es sich gezeigt, dass sich die Abstandshalterflachen bei horizontalem Einbau der Einrichtung besonders bei höheren Temperaturen nach einiger Betriebszeit nach unten durchbiegen, wobei die Klebstellen zwischen Filtermaterial und Gehäuse reissen können, so dass der Filter unbrauchbar wird. Der Vorschlag, diese Filter nur derart einzubauen und zu transportieren, dass die Abstandshalterflachen senkrecht stehen, führt zu einer Einschränkung in deren Anwendung und zu erheblich grösseren Umtriebenfc The disadvantages of these facilities are that the spacers protruding over the filter material are very effective against mechanical damage are sensitive and can easily make holes through the spacers by touching the filter material the filter material are pressed. Furthermore, these facilities have a through the arrangement the relatively high system resistance caused by the filter material. It has also been shown that the spacer surfaces with horizontal installation the device bend downwards after some operating time, especially at higher temperatures, whereby the adhesive points between the filter material and the housing can tear, making the filter unusable will. The suggestion to install and transport these filters only in such a way that the spacer surfaces Standing vertically leads to a restriction in their use and to considerably larger activities

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beim Transport. Schliesslich gibt es heute noch keine Klebstoffe, welche bei Temperaturen über 250 Grad Celsius ihren Dienst noch erfüllen. Dadurch werden solche Filter für die Anwendung bei hohen Temperaturen ungeeignet.while transporting. After all, today there are still no adhesives that work at temperatures above 250 degrees Celsius can still do their job. This will make such filters available for use at unsuitable for high temperatures.

Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, bei Hochtemperaturfiltern das Filtermaterial allseJLts mit dem Gehäuse zu vergiessen. Das Eingiessen des blossen Filtermaterials ohne versteifende Elemente, wie es an Boden- und Deckfläche kaum anders möglich ist, bietet jedoch fabrikationstechnische Schwierigkeiten. Äusserdem sind allseits vergossene Filter relativ teuer.It has therefore already been proposed to use all the filter material in the case of high-temperature filters potted with the housing. The pouring of the mere filter material without stiffening elements, as it is hardly possible otherwise on the bottom and top surface, however, it presents manufacturing difficulties. In addition, filters that are cast on all sides are relatively expensive.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Filter zu schaffen, der einen geringen Systemwiderstand auf v/eist, der billiger herzustellen ist, der mechanisch robuster ist, der insbesondere auch für hohe Temperaturen über 250 Grad, Celsius verwendbar ist und der die Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet.The object on which the invention is based exists in creating a filter that has a low system resistance that is cheaper to manufacture is that is mechanically more robust, especially for high temperatures above 250 degrees Celsius can be used and which avoids the disadvantages of the known designs.

Die erfindungsgemässe Einrichtung zum Filtrieren von Gasen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter die Faltenlagen zumindest entlang den FaIt-The inventive device for filtering Gases is characterized in that the spacers cut the fold layers at least along the

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kanten berühren und abstützen, und dass zur Anpressung von Endteilen der Materialbahn an die -etwa parallel zu den Faltenlagen verlaufenden Gehäuse- ι innenflächen elastische Elemente vorgesehen sind.touching and supporting edges, and that for pressing from end parts of the material web to the housing, which runs approximately parallel to the fold layers inner surfaces elastic elements are provided.

Die erfindungsgemässe Lösung trägt der Tatsache Rechnung, dass die für höhere Betriebstemperaturen, z.B. 200 - 300 Grad Celsius, verwendbaren mattenartigen Filtermaterialien mit zunehmender Betriebszeit und Betriebstemperatur durch den Verlust an Bindemittel in sich zusammenfallen bzw. die Mattendicke abnimmt. Durch die Verwendung vorgespannter, elastischer oder federnder Elemente mit ausreichendem Federweg bei entsprechend flacher Federcharakteristik wird gewährleistet, dass die Dickenabnahme der Mattenlagen auch bei grosser Lagenanzahl kompensiert wird. Es kann somit eine einwandfreie Abdichtung zwischen Filterfläche und Gehäuse während der ganzen Lebensdauer der Filterzelle aufrechterhalten werden.The solution according to the invention supports the fact Calculation that the mat-like that can be used for higher operating temperatures, e.g. 200 - 300 degrees Celsius Filter materials with increasing operating time and operating temperature due to the loss Binders collapse or the mat thickness decreases. By using pre-tensioned, elastic or resilient elements with sufficient spring deflection with correspondingly flat spring characteristics this ensures that the decrease in thickness of the mat layers is compensated for even with a large number of layers. There can thus be a perfect seal between the filter surface and the housing during the entire service life the filter cell can be maintained.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Gegenstandes dargestellt. Es zeigen:Some exemplary embodiments of the subject matter according to the invention are shown in the drawing. Show it:

Fig. 1, eine perspektivische Ansicht einer Filterzelle, wobei zur besseren Klarheit der Zeichnung nur wenige Falten des Filtermaterials eingezeichnetFig. 1, a perspective view of a filter cell, for better clarity of the drawing only a few folds of the filter material shown

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sind. Die Anzahl der Falten, die in einem Gehäuse untergebracht sind, hat auf die Erfindung selbstverständlich keinen Einfluss; are. The number of folds in one Housing are housed, of course has no influence on the invention;

Fig. 2, einen Querschnitt entlang der Linie II-II . durch die Filterzelle der Fig. 1;Fig. 2, a cross section along the line II-II. through the filter cell of Figure 1;

Fig. 5, zwei Abstandshalter nach Fig. 2, welche einen Keil mit elastischem Zwischenelement bilden;5, two spacers according to FIG. 2, which have a wedge with an elastic intermediate element form;

Fig. 4, ein ersten Beispiel der Dichtung zwischen Filtermaterial und Gehäuse mit zu einer Rolle aufgewickeltem Filtermaterial;Fig. 4, a first example of the seal between filter material and housing with a role wound filter material;

Fig. 5, ein zweites Beispiel der Dichtung zwischen Filtermaterial und Gehäuse, ähnlich wie Fig. 3, jedoch mit einem In die Rolle eingelegten Stab;Fig. 5, a second example of the seal between filter material and housing, similar to Fig. 3, but with one inserted in the roll Rod;

Fig. 6, ein drittes Beispiel der Dichtung zwischen Filtermaterial und Gehäuse mit hin- und hergefaltetem Filtermaterial; undFig. 6, a third example of the seal between the filter material and the housing with a folded back and forth Filter material; and

Fig. 7, ein viertes Beispiel der Dichtung zwischen Filtermaterial und Gehäuse mit einer anderen Art von Abstandshaltern und einem separaten, in sich elastischen Element.Fig. 7, a fourth example of the seal between filter material and housing with a different type of spacers and a separate, inherently elastic element.

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In der Zeichnung ist mit 10 ein quaderförmiges Gehäuse eines Gasfilters bezeichnet, das an zwei gegenüberliegenden Seiten offen für den Luftdurchtritt ist. Das Filtermaterial 12 ist in mehreren Lagen zickzackförmig in Richtung des in Fig. 1 durch Pfeile dargestellten Luftdurchtritts gefaltet. Zwischen den Faltenlagen des Filtermaterials 12 sind Abstandshalter 14 eingelegt, welche die einzelnen Falten voneinander distanzieren und mindestens mit Teilen parallel zum Filtermaterial verlaufen, das sie längs einer Fläche berühren. Das Filtermaterial 12 und die. Abstandshalter 14 sind an ihren Stirnseiten mit den gegenüberliegenden Seitenwänden 13 und 15 des Gehäuses 10 durch eine Vergussmasse verbunden. In the drawing, 10 is a cuboid housing of a gas filter, which is connected to two opposite sides open for air passage is. The filter material 12 is in several layers zigzag in the direction of FIG. 1 through Arrows shown folded air passage. Between the pleated layers of the filter material 12 are Spacers 14 inserted, which distance the individual folds from one another and at least with Parts run parallel to the filter material that they touch along a surface. The filter material 12 and the. Spacers 14 are at their end faces with the opposite side walls 13 and 15 of the housing 10 are connected by a potting compound.

Zwischen Deckel 16 und Boden 18 des Gehäuses 10 ist * mindestens ein elastisches Element eingebaut, welches durch seine Vorspannung das Filtermaterial 12 dichtend gegen das Gehäuse 10 presst.At least one elastic element is installed between the cover 16 and the bottom 18 of the housing 10, which the filter material 12 presses sealingly against the housing 10 by its bias.

In einer bevorzugten Ausiührungsform ist das elastische Element Teil eines Abstandshalter 14, der eine in sich geschlossene Form bildet. In einer vorteilhaften Weiter bildung dieser Ausführungsform sind die Abstandshalter 14 keilförmig ausgebildet und aus grobmaschigem Gitter In a preferred embodiment, the elastic element is part of a spacer 14 which forms a self- contained shape. In an advantageous further development of this embodiment, the spacers 14 are wedge-shaped and made of a coarse-meshed grid

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hergestellt, das luftdurchlässig ist. Der grösste Abstand zweier Falten ist durch die bogenförmigen Teile 20 an der dicksten Stelle der keilförmigen Abstandshalter 14 gegeben.made that is air-permeable. The greatest distance between two folds is due to the arched ones Parts 20 at the thickest point of the wedge-shaped spacers 14 given.

Zwischen der Kante 24 und dem gegenüberliegenden, dicksten Teil 26 des keilförmigen Abstandshalters ist ein im wesentlichen bogenförmiges elastisches Element 22 (Fig. 3) angeordnet, v/elches die beiden Flächen 28 und 30 des keilförmigen Abstandshalters federnd gegeneinander abstützt.Between the edge 24 and the opposite, thickest part 26 of the wedge-shaped spacer a substantially arcuate elastic element 22 (Fig. 3) is arranged, v / which the two Surfaces 28 and 30 of the wedge-shaped spacer are resiliently supported against one another.

Die Kante 24 des keilförmigen Abstandshalters 14 ist aus einem glatten Materialstreifen gebildet„ welcher einen U~förmigen Querschnitt aufweist. Dadurch kann das Filtermaterial 12 an den Umbiegestellen nicht beschädigt werden. Die beiden Schenkel des "U" umfassen die beiden Seitenteile 28 und 30 des keilförmigen Abstandshalters 14. Vorzugsweise ist der glatte Materialstreifen ein Blech.The edge 24 of the wedge-shaped spacer 14 is formed from a smooth strip of material "which comprises a U ~ shaped cross section. As a result, the filter material 12 cannot be damaged at the bent points. The two legs of the "U" encompass the two side parts 28 and 30 of the wedge-shaped spacer 14. The smooth strip of material is preferably a sheet metal.

In den Fig. 4 bis 6 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Dichtung zwischen Gehäuse 10 und elastischem Element dargestellt.4 to 6 are different embodiments of the seal between housing 10 and elastic element shown.

In Fig. 4 ist das Filtermaterial 12 zwischen letztem Abstandshalter 14 und dem Deckel 16 oder Boden 18In FIG. 4, the filter material 12 is between the last spacer 14 and the cover 16 or base 18

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des Gehäuses 10 zu einer Rolle 41 zusammengerollt. Durch die Elastizität der beispielsweise hundert in einem Gehäuse eingebauten federnden Abstandshalter 14 entsteht ein erheblicher Federweg mit nur geringfügig ändernder Yorspannkraft, welche somit das zusammengerollte Filtermaterial dichtend gegen das Gehäuse gepresst hält, auch wenn die einzelnen Filtermateriallagen oder -schichten an Dicke verlieren, so fc dass sich die Abstandshalter ausdehnen.of the housing 10 rolled up to form a roll 41. Due to the elasticity of, for example, a hundred in a housing built-in resilient spacer 14 results in a considerable spring travel with only slightly changing tension force, which thus seals the rolled up filter material against the housing keeps pressed, even if the individual filter material layers or layers lose their thickness, so fc that the spacers expand.

Fig. 5 zeigt die Dichtungsart von Fig. A, jedoch mit einem zusätzlich in die Rolle eingelegten Stab 50.FIG. 5 shows the type of seal from FIG. A, but with a rod 50 additionally inserted into the roller.

In-Fig. 6 ist das Filtermaterial 12 zwischen letztem Abstandshalter 14 und Gehäuse 10 mehrfach hin und hergefaltet (61) und wird durch die Vorspannung der Abstandshalter 14 zusammengepresst und bildet so ebenfalls eine vorzügliche Dichtung. Selbstverständlich kann auch in die hin und hergefaltete Dichtung noch ein Stab eingelegt werden. In-Fig. 6 is the filter material 12 between the latter Spacer 14 and housing 10 folded back and forth several times (61) and is by the bias of the Spacers 14 are pressed together and thus also forms an excellent seal. Of course you can too another rod can be inserted into the seal that has been folded back and forth.

Fig. 7 zeigt eine andere Art von Abstandshalter 70, welche durch eine geeignete Formgebung _$ e»B_: -^ur^li sickzackförmige Faltung oder durch Rippenbilcamg, das Filtermaterial 71 im Abstand hält. Diese Abstandshalter 70 sind nicht oder nur in einem geringen Masse Fig. 7 shows another type of spacer 70 which by a suitable shaping _$ e _"B: - ^ for ^ li sick zag folding or by Rippenbilcamg, holds the filter material 71 in the distance. These spacers 70 are not or only to a small extent

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in sich selbst elastisch. Statt dessen ist zwischen dem Gehäuse 73 und dem benachbarten Abstandshalter 70 ein elastisches Element 74 eingelegt. Das elastische Element 74 kann beispielsweise durch zwei im Abstand · voneinander angeordnete Blechstreifen und dazwischen angeordneten, vorgespannten Druckfedern 75 bestehen. Das elastische Element 74 ist in das Filtermaterial so eingerollt, dass eine Ausdehnung der Druckfedern möglich ist.elastic in itself. Instead, there is between the housing 73 and the adjacent spacer 70 an elastic element 74 is inserted. The elastic element 74 can, for example, by two spaced apart sheet metal strips arranged from one another and prestressed compression springs 75 arranged therebetween exist. The elastic element 74 is rolled into the filter material so that an expansion of the compression springs is possible.

Die Ausbildung der elastischen Elemente, seien sie nun durch die Abstandshalter oder die Elemente 74 gebildet, ist für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Wesentlich ist, dass zwischen den entsprechenden Gehäuseteilen ein vorgespanntes elastisches Element vorhanden ist, das das Filtermaterial dichtend an das Gehäuse anpresst und das dank seiner flachen Federcharakteristik auch bei relativ starker Ausdehnung einen ausreichenden Anpressdruck aufrechterhält. Die Erfindung wurde an Hand einer Filterselle mit einem Gehäuse einer gewissen Tiefe erläutert; sie int selbstverständlich nicht auf solche Zellen beschränkt.The formation of the elastic elements, whether by the spacers or the elements 74 is of minor importance for the invention. It is essential that between the appropriate Housing parts a prestressed elastic element is present, which seals the filter material presses against the housing and that thanks to its flat spring characteristics even with relatively strong expansion maintains sufficient contact pressure. The invention was based on a filter cell explained with a case of a certain depth; of course, she does not intend on such cells limited.

Die erfindungsgemässe Einrichtung weist die folgenden Vorteile auf:The device according to the invention has the following Advantages on:

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Durch das elastische Anpressen des Filtermaterials 12 am Gehäuse 10 wird eine vorzügliche Dichtung in jeder Einbaulage während der ganzen Betriebsdauer des Filters gewährleistet. Dadurch ist man in der Wahl der Einbaulage des Filters völlig frei. Die bevorzugte Ausführungsform ist erstmals auch für hohe Temperaturen über 250 Grad Celsius Dauertemperatur geeignet. Der spezifische Luftwiderstand dieser Filter ist gering. Diese Filter weisen geringere Herstellungskosten auf, als andere
Hochtemperaturfilter und sind gegen mechanische Beschädigungen der Abstandshalter und des Filtermaterials in einem weit geringerem Mass empfindlich, als andere Filter für die gleichen Anforderungen. Die Anwendung
der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Hochtemperaturfilter beschränkt.The elastic pressing of the filter material 12 on the housing 10 ensures an excellent seal in every installation position during the entire service life of the filter. This means that you are completely free to choose the installation position of the filter. The preferred embodiment is for the first time also suitable for high temperatures above 250 degrees Celsius continuous temperature. The specific air resistance of these filters is low. These filters have a lower manufacturing cost than others
High-temperature filters and are less sensitive to mechanical damage to the spacers and the filter material than other filters for the same requirements. The application
the invention is of course not limited to high temperature filters.

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Claims

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Patent claims

l / device for filtering gases, with a Housing that contains a filter formed by several pleated layers of a filter material web as well as spacers arranged between the fold layers, characterized in that that the spacers touch and support the fold layers at least along the fold edges, and that in order to press end parts of the material web against those which run approximately parallel to the fold layers Housing inner surfaces elastic elements are provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that the elastic element by at least one Part of the spacer. (14) is formed.

3. Device according to claims and 2 _S characterized in that the spacers (14) consist of air-permeable material and run parallel to and in contact with the adjacent fold layers.

ο device according to claim 3 _S characterized j. that the spacers (14) consist of a coarse-meshed

Uaöl S / i Ιου

Lattices are formed and a self-contained

Have shape.

5. Device according to claim 3, characterized in that that the spacers (14) are wedge-shaped.

6. Device according to claims 2 and 4, characterized in that the elastic element between the two surfaces (28, 30) of the wedge-shaped spacers which run at an angle to one another is arranged.

7. Device according to claim 6, characterized in that the elastic element between the edge and the thickest point of the wedge-shaped spacers is arranged.

8. Device according to claim 5, characterized in that an elastic element at the thickest point and one is disposed between the former and the edge of the wedge.

9. Device according to claim 6, characterized in that the elastic element (22) by a resilient, curved part of the grid is formed.

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10. Device according to claim 1, characterized in that the elastic element (74) by an elongated, is formed transversely to the longitudinal direction elastic part.

11. Device according to claim 1, characterized in that between the elastic element and the Housing inner surface several layers of the folded or rolled material web were present are.

12. Device according to claim 11, characterized in that in the rolled or folded Material web a rod-shaped element is inserted.

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