DE2154962B2 - Filtereinheit - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinheit für Stäube, bestehend aus einer zweiteiligen Kassette,
deren eines unteres Teil! eine Einlaßöffnung zum Einführen des zu filternden Mediums und deren Oberteil
eine Auslaßöffnung aufweist, mit einem in der Kassette zwischen den Kassettenteilen an seinem Umfang
eingespannten Filtereinsatz, dessen Wandung der Form des von dem unteren Kassettenteil gebildeten
Hohlraums angepaßt ist und der aus einem Rahmen und in dem Rahmen gehaltertem, von porösen
Abdeckscheiben gestütztem Filtermaterial besteht und eine der Einlaßöffnung des unteren Kassettenteils
gegenüberliegende Einlaßöffnung aufweist.
Eine solche Filtereinheit ist bekannt aus der USA.-Patentschrift 2 931 507, bei welcher der Filtereinsatz lediglich an seinem Umfang zwischen den Kassettenteilen frei schwingend aufgehängt ist, die umgebende Kassette also an keiner weiteren Stelle
Eine solche Filtereinheit ist bekannt aus der USA.-Patentschrift 2 931 507, bei welcher der Filtereinsatz lediglich an seinem Umfang zwischen den Kassettenteilen frei schwingend aufgehängt ist, die umgebende Kassette also an keiner weiteren Stelle
ίο berührt. Das Filtermedium selbst stellt einen au;gedehnten
Bereich dar, der von zw:i porösen Abdeckscheiben festgehalten ist, dabei ist die Anordnung
des Filtereinsatzes jedoch so getroffen, daß die Abdeckscheiben bei Einsatz In die Kassette nur von
dem Filtereinsatzrahmen über Vorsprünge gehalten werden. Eine solche bekannte Filtereinheit ist für
eine Feinstmessung des Luft-Staubgehaltes wenig geeignet, da solche mit Genauigkeiten bis zu 0,1 Milligramm
arbeitenden und den Staubgehalt durch Wie-
=0 gen feststellende Messungen nur dann erfolgreich
durchgeführt werden können, wenn das Filtermedium selbst in seinem Gewicht einheitlich bestimmbar
ist und auch nicht beispielsweise durch Gewichtsveränderung auf den Feuchtigkeitsgehalt der Luft
»5 reagiert. Das relativ umfangreiche, dreidimensionale
Filtermedium bei der bekannten Fiitereinheit dürfte solche Forderungen nicht erfüllen, auch sind keine
Vorkehrungen getroffen, um ein Herausfallen des angesammelten Staubs auch dann zu verhindern,
wenn der das zu filternde Medium bewegende Druckunterschied aufhört.
Weitere Anordnungen zum Filtern von verschiedenen Medien, darunter auch Luft, j.önnen noch entnommen
werden der deutschen Auslegeschrift 1 107 427, der britischen Patentschrift 939 897 und
der deutschen Offenl-gungsschrift 1810 914, offengelegt
am 21.8.69. Die deutsche Auslegeschrift 1107 427 zeigt lediglich eine zweiteilige Kassette,
zwischen deren aufeinander ausgedehnten Rändern eine Filterscheibe eingepaßt ist. Bei der britischen
Patentschrift 939 897 ist ein rundes Filter, welches aus einem umfassenden Rahmen, der eigentlichen
Filtermembran und einer versteifenden Trägerlage besteht, in einem sich bei einwirkendem Unterdruck
selbsttätig öffnenden Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse selbst kann jedoch nicht als eine einen FiltereinsatzumschließendeKassettezurBildungeinerFilter-
einheit angesehen werden. Die Filtereinheit der deutschen Offenlegungsschrift 1 810 914 besteht aus einer
Staubsammelplatte, die in einen diese an ihren Rändern umfassenden Halterahmen eingelegt ist, über
diesen Halterahmen ist dann noch eine Deckplatte in verschiedenen Lagen verschiebbar und umfaßt den
Halterahmen an ihren äußeren Teilen flanschartig.
Schließlich kann der deutschen Patentschrift 828 317 noch ein größeres röhrenförmiges Filter in
Verbindung mit einem Zyklonvorabscheider entnommen werden, wobei das Filter aus einem zwischen
Flanschen eines Gehäuses eingespannten Trommelfilter besteht.
Ausgehend von den bekannten Filtereinheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine äußerst
genau arbeitende Filtereinheit für Stäube zu schaffen, die in der Lage ist, die aus der Luft ausgefilterten
Staubpartikeln bis zur Wiegung einwandfrei festzuhalten und die auf Grund ihrer Konstruktion in der
Lage ist, Fehlmessungen zu verhindern.
In diesem Zusammenhang ist bekannt, etwa zur
In diesem Zusammenhang ist bekannt, etwa zur
Bestimmung des Staubgehaltes und zur Entnahme In den Zeichnungen ist ein kassettenähnliches
von Staubproben ein System vorzusehen, welches aus Gehäuse dargestellt, das aus zwei halbschplenförmi-
einer batteriebetriebenen Pumpe, einem Zyklonvor- gen, den oberen Kassettenteil 2 und den unteren Kas-
abscheider und aus einer Filtereinheit besteht. Die settenteil 1 bildenden Teilen besteht, die miteinander
Pumpe zieht die Stäube und sonstigen Verunreini- 5 in abdichtender Weise verbunden sind, jedoch leicht
gungen enthaltende Luft nacheinander zunächst getrennt werden können. Vorzugsweise bestehen die
durch den Zyklonvorabscheider und dann die Filter- beiden Kassettenteile 1 und 2 aus gegossenem od-.r
einheit. Dabei werden größere Staubpartikeln in dem gespritztem Kunststoff. Der eine, obere Kassetten-
Zyklonvorabscheider abgetrennt, während sich die teil 2 ist mit einer hervorstehenden, kreisförmigen
atembaren Partikeln in dem Filter der Filiereinbeh io Rippe 3 ausgestattet, die bündig in den anderen Kas-
festsetzen. Diese Filtereinheit, auf die sich die vorlie- settenteil 1 zur Bildung einer Abdichtung eingesetzt
gende Erfindung bezieht, wird vor Einsetzen in das wird; zu diesem Zweck ist der andere untere Kasset-
System sorgfältig gewogen und nach einer angemes- tenteil 1 an seiner offenen Seite mit einer der Rippe 3
senen Untersuchungszeit wieder entnommen und er- gegenüberliegenden, inneren, ringförmigen Schulter 4
neut gewogen. Die Gewichtsunterschiede entsprechen 15 versehen.
dem von dem Filter aufgenommenen Staubgehalt, Die beiden Kassettenteile können von einem
auf Grund dessen sich dann der Staubgehalt pro Ku- Band 6 zusammengehalten werden, das beide Teile
bikmeter Luft bestimmen läßt. Hierbei sind gesetz- umgibt und auf die Kassettenteile aufgeschrumpft
liehe Bestimmungen zu beachten, die es erforderlich oder sonstwie aufgebracht ist. Dieses Band dient
machen, daß das Gewicht der entnehmbaren Filter- 20 gleichzeitig als zusätzliche Fi.htung. Hält jedoch in
einheit 5 g nicht übersteigt und daß die Filtsreinheit diesem Fall das Band die beide ι Kassettenteile der
vom Hersteller mit einer Genauigkeit ν >n ± 0,1 Mii- Kassette dicht und fest genug aneinander und bildet
ligramm vorgewogen werden muß. Die Filtereinheit so eine ausreichende Dichtung, dann ist es nicht notdarf
nicht aus hygroskopischem Material bestehen, wendig, daß die Rippe 3 mit dem gegenüberliegenden
damit ihr Gewicht nicht von dem Feuchtigkeitsgehalt 25 Kassettenteil ebenfalls noch eine Dichtung ausbildet,
der Luft oder der Proben beeinflußt wird. Diesen Der abgewandte Wandbereich des unteren Kassetten-Anforderungen
wird die Erfindung gerecht, indem teils ist mit einer zentralen Einlaßöffnung 7 versehen,
sie die weiter vorn genannte Aufgabe, ausgehend von während die Rückwand des oberen Kassettenteils mit
der bekannten Filtereinheit für Stäube dadurch löst, einer zentralen Auslaßöffnung 8 versehen ist. Indem
daß der von dem unteren Kassettenteil gebildete 30 man beiden Öffnungen eine unterschiedliche Größe
Hohlraum sowie der darin aufgenommene Filteiein- verleiht, oder indem man die Außenwände der Öffsatz
kegels'.umpfförmig ausgebildet sind, daß der nungen mit unterschiedlichen größeren Durchmes-Rand
des Filtereinsatzrahmens über den Rand der sern versieht, begegnet man der Gefahr einer Vervom
Rahmen gehaltenen Filterscheibe und der zu- wechslung, die auftreten könnte, wenn man die falgeordneten
porösen Abdeckscheibe umgebördelt ist 35 sehen Anschlüsse mit der Pumpe und dem Zyklonenoder
daß Filter- und Abdeckscheibe durch Kleben vorabscheider einer Staubprobenausrüstung' verbin-
oder Hitzeeinwirkung abdichtend mit dem Umfang det.
des Filtereinsatzrahmens verbunden sind, daß der im inneren der Kassette ist entnehmbar ein Filter-Rand
de. Einlaßöffnung des Filtereinsatzes nach der einsatz angeordnet, der aus drei Einzelelementen geInnenseite
des Filtereinsatzes hin ausgewölbt ist. um 40 bildet ist. Eines dieser Einzelelemente besteht aus
ein Herausfallen von in dem Einsatz gesammelten einem flachen, schalenförmigen Filtereinsatzrahmen
Staub zu vermeiden, und daß der aufgewölbte Rand- 10, der vorzugsweise aus Aluminiumfolie hergestellt
bereich der Einlaßöffnung des Filtereinsatzes auf jst>
aber auch aus einem hoebdichten, nichthygroskof;inem
entsprechend vorspringenden Randbereich dei pischen, steifen Kunststoff sehr dünner Wandung beEinlaßöffnung
des unteren Kass^ttenteils aufliegt. 45 stehen kann. Der Filtereinsatzrahmen 10 weist eine
Eei einer solchen Filtereinheit ist vorteilhaft, daß zentrale Einlaßöffnung 11 in seinem Basisteil auf
sie leicht und sicher zu handhaben ist und daß auch und ist mit einer ringförmigen inneren Schulter 12
der Filtereinsatz so von den beiden Kassettcntcilen über den äußeren Umfang versehen. Zur Vereinfagehalten
und gleichzeitig auch dessen einzelne Be- chung seiner Herstellung und zur Reduzierung des
standteile wieder gehalten werden, daß sich eine ein- 50 verwendeten Materials ist der Filtcreinsatzrahmen in
heitliche Struktur von Kassette und Filtereinsatz er- einer konischen Bauweise ausgeführt. Der Einlaß begibt,
in welchem die gesammelten Staubpartikeln mit fmdat sich an der Spitze bzw. am Basisteil des flahöchster
Genauigkeit festgehalten und gewogen wer- dien Filtereirsatzrahmens und ist von einer nach inden
können. nen gebogenen Kante 13 umgeben. Gtgen die äußere
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge- 55 Schulter dec Filtereinsatzrahmens ist das zweite EIegenstand
der Unteransprüche und in diesen niederge- ment des Filtereinsatzes gelagert, welches aus einer
legt. dünnen Filteimembran 14 in Form einer Scheibe beim folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise steht. Das dritte Element des Filtereinsatzes stellt
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand cine hochporöse Abdeckscheibe 15 der gleichen
der Figuren im einzelnen näher erläutert. Es zeigt 60 Größe wie die Filterscheibe 14 dar und bedeckt und
F i g. 1 die Filtereinheit in perspektivischer Sicht, erfaßt die Außenseite der Filterscheibe 14. Diese bei-Fig.
2 einen Längsschnitt entlang der Linie IT-TT den Scheiben verden von einem sie hintergreifenden,
der Fig. 1, wieder nach innm gewölbten Rand 16 des Filtcrcin-Fig.
3 eine Aufsicht auf den Filtereinsatz, der in Satzrahmens 10 festgehalten, wobei der Flansch 16
dem unteren Kassettenteil eingesetzt ist, 6.5 einstückig mit dem Filtereinsatzrahmen 10 ausgebil-F
i g. 4 teilweise im Schnitt eine Darstellung der det ist und den Rand der ibdcckschcibc überlappt,
zerlegten Filtereinheif, während so daß die Kanten der beicien Scheiben zwischen der
Fi g. 5 eine vergröberte Tcildarstellung zeigt. Schulter 12 und dem Rnnrl in rl»-* Piii^;«-^-,,-^
mens 10 eingeklemmt sind (s. die Dctaiklarstellung der F i g. 5). Die Abdeckscheibe ist aus nichthygroskopischem
Material hergestellt, äußerst leichtgewichtig, fest und dauerhaft. Die Seriennummer des Filtereinsatzes
kann auf dieser Scheibe eingepreßt oder gedruckt sein. Schließlich ist es auch möglich, auf den
Rand 16 zu verzichten, wenn die Randkanten der beiden Scheiben mit dem flachen Filtereinsatzrahmen
10 verklebt oder durch Wärmeeinfluß aufgeschmolzen und abgedichtet sind.
Der Filtereinsatz wird in die Kassette eingeführt, indem man ihn in den unteren Kassettenteil 1 einlegt.
Dieser Kassettenteil weist die gleiche Form wie der Filtereinsatzrahmen 10 auf und stellt den Teil dar,
der mit der Schulter 4 ausgestattet ist. Der untere Kassettenteil I und der Filtereinsatzrahmen erfassen
einander bündig an der Innenseite der Einlaßöffnung. Nachdem der Filtereinsatz in den unteren Kassettenteil
1 der Kassette eingelegt worden ist, wird der obere Kassettenteil 2 aufgesetzt. Dabei erfaßt die
Rippe 3 den Rand des Filtereinsatzes und preßt Rand, Filtereinsatzschulter 12 sowie die Ränder dei
beiden Scheiben fest zusammen zwischen der Rippe 3 und der Schulter 4 der Kassette. AnschlieP'cnd wird
das Schrumpfband 6 aufgesetzt, welches den Filtereinsatz der Kassette festhält und diese zusammenhält.
Luft, die in die Einlaßöffnung der Kassette eintritt, strömt somit durch den Filtereinsatz und tritt an der
Auslaßöffnung 8 wieder aus. Dabei verhindern zueinander im Abstand angeordnete, bogenförmige Vorsprünge
18 am oberen Kassettenteil 2, daß die Abdeckscheibe gegen die obere Wand gezogen wird und
auf diese Weise den Auslaß abschließt. In der Luft enthaltene Staubpartikeln werden von dem Filter in
dem Filtereinsatz festgehalten. Nach einem vorgegebenen Zcitabliiuf wird die Kassette geöffnet und der
Filtereinsatz entnommen. Die Entnahme kann dadurch erleichtert werden, daß man den Rand des flachen
Filtereinsatzrahmens mit einer einstückigen Lasche 19 versieht (s. Fig. 3), die von einer Zange oder
Pinzette erfaßt: werden kann, so daß der Filtereinsatz aus dem konischen unteren Kassettenteil 1 herausgezogen
werden kann. Staubpartikeln, die in den Filtereinsatz gelangt sind, jedoch der Filterscheibe nicht
anhängen, verbleiben dabei im Inneren des Filtereinsatzes, da die Kante 13 um die Einlaßöffnung dazu
beiträgt, ein Herausfallen derselben zu verhindern; auf diese Weine wird ein Verlust an Staub während
der Entnahme und der nachfolgenden Verfahrensschritte vermieden.
Einsätze 2(1 dichten dabei die Einlaß- und die Auslaßöffnung;en der Kassette ab, bis sie zur Verwendung
eingesetzt wird. Diese Einsätze können spä-
ao ter wieder verwendet werden, wenn die Filtereinheit aus der übrigen Probenausrüstung entnommen wird,
um die Staubprobe zu schützen, bis der Filtereinsatz aus der Kassette entnommen und gewogen wird.
Der beschriebene Filtereinsatz besteht aus nichthygroskopischem
Material und weist ein sehr geringes Tara-Gewicht, verglichen mit dem Gewicht der
StaubproLi, auf. Die Filterscheibe ist von dem Filtereinsatzrahmen
und der Abdeckscheibe geschützt, auch tritt kein Verlust an Filterscheibenmaterial auf
Grund Anklebens und Festhaftens an der Kassette auf, wenn der Filtereinsatz entnommen wird. Der
Filtereinsatz kann leicht eingesetzt und aus der Kassette entnommen werden, die ein robustes Schutzgehäuse
bildet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
': Γ Γ
Claims (4)
1. Filtereinheit tür Siäube, bestehend aus einer
zweiteiligen Kassette, deren eines unteres Teil eine Einlaßöffnung zum Einführen des zu filternden
Mediums und deren Oberteil eine Auslaßöffnung aufweist, mit einem in der Kassette zwischen
den Kassettenteilen an seinem Umfang eingespannten Filtereinsatz, dessen Wandung der
Form des von dem unteren Kassettenteil gebildeten Hohlraums angepaßt ist und der aus einem
Rahmen und in dem Rahmen gehaltertem, von porösen Abdeckscheiben gestütztem Filtermaterial
besteht und eine der Einlaßöffnung des unteren Kussettenteils gegenüberliegende Einlaßöffnung
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem unteren Kassettenteil (1)
gebildete Hohlraum sowie der darin aufgenommene Filtereinsatz kegelstumpfförmig ausgebildet
sind, daß der Ranu: (16) des Filtereinsatzrahmens (10) über den Rand der vom Rahmen gehaltenen
Filterscheibe (14) und der zugeordneten porösen Abdeckscheibe (IS) umgebördelt ist oder daß
Filter- und Abdeckscheibe durch Kleben oder Hitzeeinwirkung abdichtend mit dem Umfang des
Filtereinsatzrahmens (10) verbunden sind, daß der Rand (13) der Einlaßöffnung (11) des Filtereinsatzes
nach der Innenseite des Filtereinsatzes hin aufgewölbt ist, um ein Herausfallen von in
dem Einsatz gesammelten Staub zu vermeiden,
und daß der aufgewölbte Randbereich (13) der Einlaßöffnung des Filtereinsatzes -uf einem entsprechend
vorspringenden Rundber ich der Einlaßöffnung des unteren Kassettenteils aufliegt.
2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um die Auslaßöffnung (8) der
Kassette Vorsprünge (18) angeordnet sind, die sich in den von der Abdeckscheibe (15) und dem
oberen Kassettenteil (2) gebildeten Raum crstrekken und die Abdeckscheibe (15) zur Wandung
des oberen Kassettenteils im Abstand halten.
3. Filtereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verbindungslinie
der beiden die Kassette bildenden oberen und unteren Kassettenteile (2 bzw. 1) ein abnehmbares,
über den Umfang laufendes und die Kassettenteile zusammenhaltendes Abdichtband (6)
vorgesehen ist.
4. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (16)
des Filtereinsatzrahmens (10) zur leichten Entnahme des Filtereinsatzes eine nach innen vorspringende
Lasche (19) aufweist.
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