DE2324575A1

DE2324575A1 - Filter, insbesondere fuer in luft, gas od.dgl. medien befindliche aerosole

Info

Publication number: DE2324575A1
Application number: DE2324575A
Authority: DE
Inventors: Donald Richard Foltz
Original assignee: Hankison Corp
Current assignee: Hankison Corp
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1973-05-16
Publication date: 1974-01-03
Also published as: JPS5414779B2; AU5491273A; IT985160B; GB1437004A; DE2324575B2; FR2184932B1; US3802160A; DE2324575C3; CA997682A; FR2184932A1; JPS4956253A

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. Kenig ■ Dipl.-lng. K. Bergen

Patentanwälte ■ 4000 Düsseldorf 30 · Gecilienallee 76 · Telefon -435732

15. Mai 1973 28 584 B .

Hankison Corporation, College & Pike, Canonsburg. Pennsylvania 15317 (V.St.A.)

"Filter, insbesondere für in Luft, Gas od.dgl_o Medien

befindliche Aerosole"

Die Erfindung bezieht sich auf Filter für feinverteilte Partikel, insbesondere auf ein Filter, mit dem in Luftoder Gasströmen od.dgl, befindliche Aerosole koalesziert und entfernt werden können.

In der nachfolgenden Beschreibung ist das der Erfindung zugrundeliegende Filter in erster Linie in Verbindung mit der Entfernung von Wasser- und/oder olaerosolen aus einem durch ein Filter strömenden Luftstrom beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß das Filter auch für das Entfernen anderer Arten von Aerosolen aus anderen, durch ein Filter strömenden Gasmedien benutzt werden kann.

Für diese Zwecke entwickelte herkömmliche Filter weisen verschiedene Nachteile auf. So ist beispielsweise eine große Anzahl von Bauteilen erforderlich, wodurch sich die Herstellung schwierig gestaltet; weitere Nachteile bestehen in unwirksamer oder unvollständiger Filterung, kurzem Filtrationszyklus, häufigem Wechsel des Filtermediums sowie hohen Differenzdrücken. Ferner wird bei einer großen Anzahl von bekannten Filtern ein fester oder mechanischer Druck des Filtermaterials innerhalb einer komplizierten Stützeinrichtung ausgenutzt, was eine Verringerung des volumetrisehen Durchflusses zur

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Folge hat und sich nachteilig auf die EinsatzStabilität des Filtermaterials auswirkt.

Im Gegensatz dazu ermöglicht das Filtern nach der Erfindung in unerwarteter Weise eine schnelle, wirksame und ständige Entfernung der Aerosole aus einem Gasstrom, wie beispielsweise Luft. Das Filter nach der Erfindung besitzt ein einziges Stützteil, um die Konstruktion zu vereinfachen und Differenzdrücke am Filter ζμ verringern» Es wird eine neuartige Anordnung eines Filtermediums verwendet, das zur Stabilisierung keinen Anfangsdruck zwischen steifen Stützteilen erfordert. Das Filter ist mit einer inneren Schicht aus flexiblem, durchlöchertem Material versehen, das einen leichten Druck auf das Filtermedium ausübte Dieser geringe aber gleichmäßige Druck dient der Stabilisierung und garantiert eine bauliche Einheit des Filtermediums unter sich verändernden Einsatzbedingungen, wie Veränderungen in der Aerosolsättigung und der Luftströmung. Das Filtermedium wird somit sanft zwischen der inneren flexiblen Schicht und dem Stützteil gehalten und besitzt eine große Porenziffer, wodurch eine Milderung der Differenzdrücke erreicht wird. Somit kommt man bei unterschiedlichsten Arbeitsbedingungen zu einem stabilen, in der Tiefe wirkenden Filtermedium_β

Die bloße Befestigung oder Sandwich-Anordnung des Filtermediums zwischen einem Paar verhältnismäßig steifer Stützteile, wie das die bisherige Praxis war, und das anfängliche mechanische Unterdrucksetzen des Filtermediums gewährleisten nicht, daß dies auch während des Einsatzes so bleibt. Änderungen im Druckabfall, in der Durchflußmenge oder der Flüssigkeitsbelastung können die Stabilität und die ursprünglich eingestellte relative Lage des Filtermediums verändern, woraus sich ein Abfall des Gesamtwirkungsgrades des Filters ergibt. In der vorliegen-

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den Erfindung sind daher Vorkehrungen getroffen worden, um eine Basis für die AbmessungsStabilität und die bauliche Einfügung des Filtermediums für die gesamte Lebensdauer des Filters zu gewährleisten« Dies wird durch die bereits genannte innere flexible Schicht erreicht, welche durch den an ihr erzeugten, sehr kleinen Differenzdruck gezwungen wird, einen leichten aber gleichmäßigen Druck auf das Filtermedium auszuüben. Ein solcher Druckangriff reicht aus, um jegliche Schlaffheit im Filtermedium und jeden Zwischenraum darin auszufüllen. Darüber hinaus wirkt die innere Schicht als ein Vorfilter für das eigentliche Filtermedium.

Vorzugsweise ist eine zweite, auf der Außenseite des gelochten Stützteils angreifende flexible Schicht vorgesehen. Die sich in dem Filtermedium bildenden koaleszierenden Flüssigkeitsteilchen strömen durch das Stützteil in die äußere flexible Schicht, von wo sie durch Schwerkraft von der Filtereinheit abströmen. Die äußere Schicht ist vorzugsweise nicht absorbierend, um den Ablauf zu erleichtern. Die äußere flexible Schicht bildet eine sehr große Angriffsfläche für den Luft- oder Gasstrom, wodurch verhindert wird, daß die koaleszierte Flüssigkeit in den gefilterten Gasstrom wieder eintritt. Das Filtermaterial ist vorzugsweise gleichmäßig an dem Stützteil des Filters angelegt, so daß die Tiefe des FiltermaterJaLs gleich und frei von Zwischenräumen ist. Hieraus folgt, daß ein Umströmen einer oder mehrerer Schichten oder Teile des Filtermediums und Wiedereintreten des oder der koaleszierten Materialien verhindert wird.

Filter gehören natürlich zum bekannten Stand der Technik, wie sich das im einzelnen aus den nachfolgend aufgeführten US-Patenten ergibt.

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Aus der US-PS 3 460 680 ist es bekannt, ein Filtermaterial zu benutzen, das zwisohen zwei steifen Stützteilen mechanisch zusammengedrückt wird. Dort wird aber kein Hinweis gegeben, das Filtermedium dadurch zu stabilisieren, daß es zwischen einer porösen Schicht eines flexiblen Materials, wie beispielsweise eines offenzelligen Schaums, und einem einfachen steifen Stützteil zusammengedrückt wird,¹ Darüber hinaus wird auch die Benutzung einer inneren und äußeren flexiblen Schicht nicht vorgeschlagen.

Die US-Patente 945 632, 1 693 741, 2 555 070, 3 026 609, 3 016 345, 3 434 599 und 3 060 119 enthalten verschiedene Arten von Filtern, "die mehr oder weniger steife innere und äußere Stützteile erfordern. Keine dieser Druckschriften enthält die oben genannte Stabilisier-Anordnung gemäß der Erfindung, noch wird dort eine Anzahl flexibler Schichten eines porösen Materials benutzte

In den US-Patenten 3 186 551, 3 455 459, 3 016 984, 3 415 041, 3 423 909, 2 537 897, 1 898 027 und 830 286 · wird vorgeschlagen, Eiltermaterialien zu benutzen, die zwi- " sehen zwei mehr oder weniger steifen Stützteilen angeordnet sind₀ Keine dieser Patente, auch nicht die US-Patente 3 123 456, 3 290 870, 3 527 027, 3 0.34 981 enthalten die Mittel zum Stabilisieren des Filtermediums oder andere Merkmale nach der Erfindung_β

Um die bei den bekannten Filtern vorhandenen Nachteile zu vermeiden, ist die Erfindung im einzelnen gekennzeichnet durch ein gelochtes, verhältnismäßig steifes Stützteil, eine sich im wesentlichen gleich weit erstreckende und daran anliegende Filterschicht und eine sich im wesentlichen entsprechend der letzteren erstreckende und auf der dem Stützteil abgewandten Seitenfläche der Filterschicht anliegende Schicht aus flexiblem, winzige Löcher aufweisendem Material, die. zumindest während des Ein-

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satzes des Filters untergeringer aber gleichmäßiger Druckeinwirkung auf die Filterschicht gehalten wird.

Vorzugsweise wird das flexible Material von einem offenzelligen Schaumstoff gebildet»

Das erfindungsgemäße Filter ist vorzugsweise mit einer zweiten, auf der der ersten Schicht abgewandten Seite des Stützteils anliegenden flexiblen porigen Schicht versehen,

Vorzugsweise besitzen das Stützteil, das Filtermaterial und die flexible Schicht spielfrei ineinandergesteckte zylindrische Form, wobei die zylindrische Filterschicht zur Erzeugung der Druckanlage normalerweise einen Innendurchmesser besitzt, der kleiner als der Außendurchmesser der flexiblen Schicht ist.

Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Herstellen bzw. Zusammenbau eines Filters mit einem verhältnismäßig steifen Stützteil und einem diesem zugeordneten flexiblen porigen Teil, Das Verfahren besteht darin, daß ein Streifen aus Filtermaterial mit einem geringeren Durchmesser als der Außendurchmesser des flexiblen Teils auf einen Dorn od.dgl. gewickelt und diese Filterschicht-Wicklungen in das Stützteil eingesetzt werden, worauf das flexible Teil zum Einsetzen in die Wicklungen leicht zusammengedrückt wird, so daß das flexible Element auf das Filtermaterial einen gleichmäßigen Druck ausübt, wodurch das Filtermaterial zwischen dem Stützteil und der flexiblen Schicht gehalten und somit während des Einsatzes des Filters die Abmessungen beeinflussende Veränderungen vermieden werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung

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mit der Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch das Filter nach der Erfindung; und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.

Eine die Erfindung enthaltende Filtereinheit 10 ist als eine vorzugsweise in ein Filtergehäuse 12 einsetzbare Patrone dargestellt. Die Filtereinheit 10 besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel eine zylindrische Form, obgleich auch andere Formen möglich sind«, Die Filterein— heit 10 besitzt ein Paar Verschlußplatten 14, 16, die durch ein relativ steifes, mit Öffnungen versehenes Stützteil 18 voneinander getrennt sind und damit durch eine Spannschraube 20 in Anlage gehalten werden. Die Spannschraube 20 erstreckt sich durch das Innere der Filtereinheit 10 und besitzt ein mit Gewinde versehenes Endteil 22, das in einen Zapfen 24 des Gehäuses 12 einschraubbar ist.

Bei einer derart montierten Filtereinheit ist die in Fig. 1 oben liegende Verschlußplatte 14 dicht an einem Anschlag 26 des Filtergehäuses 12 gehalten, indem zwischen der Verschlußplatte 14 und dem Anschlag 26 ein Dichtring 28 liegt. Eintretende Luft oder einströmendes Gas folgen den Pfeilen 30 und 56 durch das Innere des Filtergehäuses entlang einer Anzahl von Öffnungen 32 in der oberen Verschlußplatte 14.

Vom Inneren 48 der Filtereinheit 10 strömt die eintretende Luft gemäß der Pfeile 34 durch eine innere Schicht 36 aus flexiblem porigem Material, das beispielsweise von einem offenzelligen Schaummaterial gebildet ist. Dann strömt die Luft durch eine oder mehrere Schichten 38 eines filternden, koaleszierenden Mediums und durch das obenge-

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nannte Stützteil 18, welches zu diesem Zweck perforiert ist. Wahlweise kann eine weitere äußere Schicht 40 aus. flexiblem, porigem Material, welches ebenfalls aus einem offenzelligen Schaummaterial bestehen kann, auf der Außenfläche des Stützteils 18 angeordnet sein. Somit strömt die austretende Luft oder das Gas von dem Ringraum 42 zwischen der Filtereinheit 10 und dem Filtergehäuse 12 zu der Auslaßöffnung 44, (Pfeil 46) mit der der Ringraum 42 in Verbindung steht.

Nachdem die eintretende Luft das Innere 48 der Filtereinheit 10 erreicht hat, wird Aerosole enthaltende Luft oder Gas infolge der undurchlässigen Verschlußplatten 14, 16 in eine gleichmäßige radiale Strömung gebracht. Eine gleichmäßige Verteilung der eintretenden Luft oder des Gases auf das koaleszierende Medium 38 wird durch die innere porige Schicht 36 gewährleistet. Vorzugsweise besteht die innere Schicht aus einem flexiblen hochporigen offenzelligen Schaumstoff. Eine große Anzahl von Schaum-Kunststoffen können hierfür benutzt werden, beispielsweise Polyurethan-Schaum, der ungefähr 40 Poren pro laufenden Zentimeter und einen durchschnittlichen Durchmesser seiner Zellen von ungefähr 150 Mikron aufweist. Ein flexibles, offenzelliges Schaummaterial dieser Beschaffenheit dient in ausgezeichneter Weise als Luftverteiler zur Filterschicht 38 und ebenso auch als Vorfilter für feste, grobe, Partikel, die in der eintretenden Luft enthalten sein könnten.

Von besonderer Wichtigkeit ist, daß die innere Schicht 36 während des Einsatzes der Filtereinheit 10 nach außen auf die sie umgebende Schicht 38 einen leichten aber gleichmäßigen Druck ausübt. Dieser gleichmäßig nach außen wirkende Druck ergibt sich aufgrund der an der Schicht

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auftretenden geringen Druckdifferenz,die infolge des sehr geringen Widerstandes gegenüber der Luftströmung an dieser Schicht entsteht. Dieser strömungsinduzierte Druck kann gemäß dieser Erfindung unterstützt oder ersetzt werden, indem eine bestimmte Länge, eines verhältnismäßig dünnen Filtermaterials ein oder mehrmals um einen geeigneten Dorn (nicht dargestellt) od.dgl. gewickelt wird. Diese Wicklungen werden hinreichend stramm gemacht, so daß ein ständiger Kontakt zwischen benachbarten Wicklungen erreicht wird. Die koaleszierenden Wicklungen 38, die einen kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der inneren flexiblen Schicht 36 aufweisen, werden dann fest in das Stützteil 18 eingesetzt, indem die Außenflächender Wicklungen 38 an der Innenfläche des Stützteils 18 eng anliegen. Nach dem Einsetzen-kann dann der Dorn entfernt werden. Danach wird die innere Schicht 36 zum Einsetzen in die Wicklungen 38 leicht zusammengedrückt, so daß danach die innere Schicht 36 einen leichten aber gleichmäßigen Außendruck gegen die Filterschicht 38 ausübt. Auf diese Weise wird das koaleszierende Filtermedium zwischeii dem Stützteil 18 und der flexiblen Schicht 36 gehalten. Die innere Schicht 36 bildet dadurch eine die Dimension stabilisierende Komponente für die Filterschicht 38, die sich ihrerseits an dem steifen Teil 18 abstützt. Diese bauliche Integrität der Filterschicht 38 wird auch bei sich ändernden Bedingungen der Flüssigkeitssättigung, der Luftströmung und anderer Betriebsparameter aufrechterhalten.

Der Außenumfang des koaleszierenden Mediums wird durch das Stützteil 18 abgestützt und gehalten, das im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls eine zylindrische oder rohrförmige Gestalt aufweist. Wie bereits erwähnt, ist das Stützteil 18 perforiert oder in anderer Weise mit winzigen Löchern versehen. Zum Beispiel kann das

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Stützteil 18 mit einer Reihe von Löchern 50 versehen sein, die einen Durchmesser χ aufweisen und in einer dreieckförmigen Lage mit einem Abstand 2 χ angeordnet sind. Es versteht -sich, daß auch andere Lochgrößen und andere Teilungen in Abhängigkeit von der Anwendung der Erfindung benutzt werden können. Darüber hinaus können die Löcher auch in einer anderen Weise, beispielsweise auf einem Quadratnetz angeordnet sein. Schließlich können die Löcher unrund sein und auch willkürlich auf der Oberfläche des Stützteils angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Löcher 50 einen Durchmesser von ca. 2,5 nun und eine Dreieckteilung von ca, 5

Die Kombination der äußeren Begrenzung durch das Stützteil 18 mit dem geringen aber gleichförmigen Druck durch die innere Schicht 36 bewirkt eine Sandwich-Anordnung des Filtermediums 38, so daß dieses bei sich ändernden Einsatzbedingungen stabil bleibt und eine gute Tiefenfilterung aufweist. Im Gegensatz dazu wird bei den herkömmlichen, ebenfalls in Sandwich-Anordnung erfolgenden Befestigungen der Filterschichten zwischen zwei verhältnismäßig steifen Stützteilen und anfängliches Unterdrucksetzen der Filterschicht keineswegs sichergestellt, daß dieser Zustand auch während des Einsatzes des Filters erhalten bleibt.'

In der Filtereinheit 10 gemäß der Erfindung bleibt während ihres gesamten Einsatzes die Filterschicht 38 stabil und baulich unverändert. Der durch die innere Schicht 36 erzeugte geringe Druck wird während des Einsatzes des Filters 10 ständig ausgeübt. Er resultiert daraus, daß der Außenflächendruck der Schicht 36 geringer als der Innenflächendruck ist, wodurch die Schicht 36 gezwungen wird, radial nach außen gegen die sie umgebende Filterschicht 38 zu expandieren. Diese Druckdifferenz an der inneren Schicht 36 wird durch Reibungsenergieverluste

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der durch die Schicht strömenden Luft oder des Gases erzeugt.

Das vorgeschriebene Einsetzen der inneren Schicht 36 in die Filterschicht 38 kann selbst schon den gewünschten geringen gleichmäßigen Druck auf die Filterschicht erzeugen, und zwar infolge der flexiblen Ausbildung der Schicht 36, wenn diese beim Einsetzen zusammengedrückt wird«, Die gewickelte Filterschicht 38 wird wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, so eingesetzt, daß das äußere Ende 37 an einer inneren Längsnaht 39 des Stützteils 18 anliegt, um eine weitere Ausrichtung und Stabilisierung der Filterschicht 38 zu erreichen. Diese Anlage verhindert eine Bewegung des außenliegenden Teils auf die Längsnaht 39 zu. Eine Bewegung von der Längsnaht 39 fort, wird durch die Wicklungsrichtung der gewickelten Filterschicht 38 verhindert. Vorzugsweise erstreckt sich das Filtermaterial 38 im wesentlichen gleich dem Stützteil 18 und die innere Schicht 36 im wesentlichen gleich den benachbarten Flächen der Filterschicht 38.·

Während der fortschreitenden Filterung vergrößert sich der Druckabfall an der Filtereinheit 10 infolge von eingeschlossenen Partikeln und/oder einer Flüssigkeitebelastung. Der herrschende, etwas höhere Druckabfall zwingt die Schicht 36 stärker auf die Filterschicht 38 zu drücken. Eine Erhöhung in der Luftströmung bewirkt einen ähnlichen Effekt.■ In einer solchen Anordnung dient die Schicht 36 einer selbsttätigen Einstellung, die auf Änderungen in der Luftströmung, in der Flüssigkeitsbelastung und im Arbeitsdruck anspricht. Hieraus ergibt sich, daß die Filtereinheit 10 sich selbst ständig ausgleicht, um die gewünsohte Filtercharakteristik über die gesamte Lebensdauer der Filtereinheit 1fr aufrechtzuerhalten. Somit ist die erfindungsgemäße Filtereinheit 10 im Gegensatz zu

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bekannten Ausführungen in überraschender Weise dazu in der Lage, auf unterschiedliche Arbeitsbedingungen anzusprechen, um bei solchen veränderten Arbeitsbedingungen selbsttätig in der Weise zu reagieren, daß im wesentlichen ein konstanter Filterwirkungsgrad gewährleistet wird.^ Demgemäß werden Dimensionsabweichungen und daraus resultierende Porenänderungen und Unterbrechungen, die bei herkömmlichen Filtereinheiten auftreten, in überraschender Weise vermieden, ebenso wie eine Luftkanalisierung und Abfall des Filter-Gesamtwirkungsgrades.

Es versteht sich, daß Änderungen des Filtermediums durchführbar sind. In der Filtereinheit 10 kann daher ohne weiteres die Filterschicht 38 in einer Anzahl von Schichten eines geeigneten Filterstreifens gewickelt werden. Solches Filtermaterial ist auf dem Markt erhältlich.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier solcher Schichten oder Wicklungen verwendet. Es versteht sich aber, daß je in Abhängigkeit von der Anwendung eine unterschiedliche Anzahl benutzt werden kann. Ebenso kann die Dicke der einzelnen Wicklungen 52 verändert werden. In der dargestellten Anordnung der Erfindung kann das gewickelte Filterband eine Dicke zwischen 0,65 nun und 0,35 mm aufweisen, vorzugsweise ungefähr 0,4 mm.' Die gesamte Tiefe oder Dicke der Filterschicht 38 kann zwischen ca, 2,5 mm und ungefähr 1,25 mm schwanken, vorzugsweise ca. 1,7 mm betragen.

Wie jedoch bereits oben erwähnt, können sich die Anzahl der Filterschichten und die Gesamtdicke der Filterschicht 38 in Abhängigkeit von dem gewünschten Filterwirkungsgrad und den Arbeitsparametern bei einer bestimmten Anwendung ändern.

Die Filterschicht 38 kann beispielsweise aus einer Mischung

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von Feinglasfasern in einem Kunstharzbindemittel bestehen, um dem Filtermedium trockene und nasse Festigkeitseigenschaften zu geben und um eine Bewegung der Fasern zu vermeiden. Faser-Dichte, -Durchmesser (namentlich im Bereich von 0,5 bis 0,75 Mikron) und die Tiefe werden so gewählt, daß die Aerosole infolge direkten Abfangens, Trägheitsaufpralls und Diffusion einer optimalen Koaleszenz ausgesetzt werden.· Die einzelnen Fasern des Filtermediums 38 können räumlich derart angeordnet und verteilt werden, daß sich eine sehr hohe Porenziffer ergibt. Um zusätzlich eine Faserbewegung zu vermeiden, wird durch das Kunstharzbindemittel die Faserbiegung begrenzt. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel der" Erfindung sind der Faserdurchmesser, das Lückenverhältnis, die Tiefe des Faserbettes und die Faserzusammensetzung derart gewählt, daß das Entfernen von Öl-Aerosolen mit einem mittleren Durchmesser von 0,01 Mikron bei hoher Betriebsleistung durchgeführt werden kann. Wo "größere" Aerosole toleriert werden, kann eine geringere Tiefe, d.h. eine geringere Anzahl an Wicklungen des Filtermediums 38 verwendet werden. Bei optimalen Filterbedingungen hinsichtlich der Gaszusammensetzung, der Temperatur, des Druckes, der Geschwindigkeit, der Feuchtigkeit, der Eigenschaften der flüssigen Partikel und der Konzentration besonderer Substanzen beträgt der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Filtereinheit nahezu 100%.

Infolge der Verwendung der oben erwähnten Mikrofasern braucht die Gesamtdicke der Filterschicht 38 nur ungefähr drei- oder viermal so dick zu sein wie das Stützteil 18, das im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Metall hergestellt ist.^! Das bedeutet, daß eine Tiefenfilterung oder Koaleszierung der eintretenden Aerosole mit einem kompakten Gerät und einer geringen Anzahl von Bauteilen erreicht wird.

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Die äußere Schicht 40 aus Schaummaterial kann die gleiche Zusammensetzung und gleiche Charakteristik wie die innere Schicht 36 aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel "besteht die äußere Schicht 40 aus einer flexiblen Hülse aus Schaummaterial, welches über das Stützteil 18 gestülpt ist. Die koaleszierenden Flüsägkeitsteile, die sich in der Filterschicht 38 bilden, werden durch das Stützteil 18 in die äußere Schicht 40 gedrückt, von der sie infolge der Schwerkraft zum Boden der Filtereinheit 10 ablaufen. Obgleich die äußere Schicht 40 zellenförmig ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn sie aus einem nicht absorbierenden Polyurethanmaterial besteht, um den Durchtritt der koaleszierten Flüssigkeit zu erleichtern. Vorzugsweise steht die äußere Schicht 40 zumindest an der unteren Verschlußplatte 16 der Filtereinheit 10 etwas über, wie das bei 54 gezeigt ist, um ein Abtropfen der koaleszierten Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitstropfen vom- unteren Ende der äußeren Schicht 40 zu erleichtern.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann die äußere Schicht 40 die doppelte Dicke wie die innere Schicht 36 aufweisen, um einmal den Überhang an der Stelle 54 zu erreichen und um zum anderen das Wiedereintreten der gesammelten Aerosolflüssigkeit zu verhindern. Der vergrößerte Außendurchmesser der äußeren Schaumschicht 40 reduziert ferner die lokale Flüssigkeitsablaufgeschwindigkeit und die Möglichkeit eines Wiedereintritts.

Da die äußere Schaumschicht 40 am unteren Ende der Filtereinheit gesättigt wird, drückt zusätzliche, von den oberen Teilen der äußeren Schicht 40 ablaufende Flüssigkeit derart auf die an der Stelle 54 gesammelte Flüssigkeit, daß letztere in der dargestellten Weise abtropft. Flüssigkeit, die aus dem durch das Filtergehäuse 12 gemäß den Pfeilen 46 und 56 strömende Gas- und Luftstrom koalesziert worden ist, kann in einem Auffangbehälter 58 am Boden des

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Filtergehäuses 12 gesammelt werden, wo sie periodisch durch ein Ablaufventil 60 abgezogen wird. Die äußere Schaumschicht 40, die-stark zellenförmig ausgebildetist, stellt eine große Angriffsfläche für den Luftstrom (Pfeil 34) dar und verhindert bzw. verringert den Wiedereintritt der koaleszierten Flüssigkeit in den gefilterten Luftstrom.

Die verschiedenen Bauteile der Filtereinheit, d.h. die flexible innere Schicht 36, das Filtermedium 38, das gelochte Stützteil 18 und die flexible äußere Schicht 40 können mit der oberen und unteren Verschlußplatte 14 und 16 dicht verbunden sein. Letztere können aus einem geeigneten Metall oder Kunststoff bestehen. Als Abdichtungsmaterialien zur Gewährleistung eines luftdichten Abschlusses und zum Verhindern einer By-pass-Strömung an den verschiedenen Filterbauteilen eignen sich Epoxy-Kunstharz, Silikongummi und verschiedene andere, nicht poröse Dichtungsmittel.

Das beschriebene neue und wirksame Aerosol-Koaleszierungs-Filter kann auf weiten Gebieten der Filtertechnik angewandt werden, da seine Größe, Gestalt und die Anordnung der einzelnen Bauteile ohne weiteres geändert werden können. Zum Beispiel können die verschiedenen Schichten der Filtereinheit in einer planaren Lage angeordnet sein.

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Claims

Hankison Corporation; College & Pike, Canonsburg. Pennsylvania 15317 (V.St.A.) Patentansprüche;

1. Filter, insbesondere für in Luft, Gas od.dgl. Medien befindliche Aerosole, gekennzeichnet durch ein gelochtes, verhältnismäßig steifes Stützteil (18), eine sich im wesentlichen entsprechend erstreckende und daran anliegende Filterschicht (38) und eine sich im wesentlichen gleich letzterer erstreckende und auf der dem Stützteil (18) angewandten Seitenfläche der Filterschicht (38) anliegende Schicht (36) aus flexiblem, winzige Löcher aufweisendem Material, die zumindest während des Einsatzes des Filters unter geringer, aber gleichmäßiger Druckeinwirkung auf die Filterschicht (38) gehalten wird.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das flexible Material aus offenzelligem Schaumstoff besteht.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zweite, auf der der ersten Schicht (36) abgewandten Seite des Stützteils (18) anliegende flexible, winzige Löcher aufweisende Schicht (40).

4. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß sich die zweite Schicht (40) im wesentlichen entsprechend dem Stützteil (18) erstreckt und aus einem offenzelligen Schaumstoff besteht.

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5. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Stützteil (18), die Filterschicht (38) und die flexible Schicht als an jedem Ende offene Zylinder ausgebildet sind, und daß die offenen Enden durch Verschlußplatten (14, 16) abgeschlossen sind.

6„ Filter nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine die Verschlußplatten (14, 16) abdichtende und die Enden des Stützteils (18), des Filtermaterials (38) und der flexiblen Schicht (36) imprägnierende Dichtungsmasseβ

7· Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daßiias Stützteil (18), das Filtermaterial (38) und die flexible Schicht (36) spielfrei ineinandergesteckte zylindrische Formen besitzen, wobei die zylindrische Filterschicht (38) zum Erzeugen der Druckeinwirkung im Normalzustand einen Innendurchmesser besitzt, der kleiner als der Außendurchmesser der flexiblen Schicht (36) ist.

8, Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß das Stützteil (18), die Filterschicht (38), die flexible Schicht (36) und die Verschlußplatten (14, 16) innerhalb eines Filtergehäuses (12) liegen, und daß sich durch die Verschlußplatten (14, 16) eine die Filtereinheit (10) zusammenhaltende Spannschraube (20) erstreckt, die mit einem Gewinde aufweisenden Ende in einen Zapfen (24) des Gehäuses (12) eingreift,

9. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite, an der Außenseite des Stützteils.(18) anliegende flexible Schicht (40) zum leichteren Abtropfen

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des Filtrats seitlich über die Verschlußplatten (14, 16) vorsteht.

10. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite flexible Schicht (40) die doppelte Dicke der ersten flexiblen Schicht (36) aufweist.

11. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke des Filtermaterials (38) der drei- bis vierfachen Dicke des Stützteils (18) entspricht.

12. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Stützteil (18) und die flexible Schicht (36) ineinandergesteckte Zylinder darstellen, und daß die Filterschicht (38) aus kontinuierlich um die flexible Schicht (36) gewickelten Streifen (52) besteht.

13· Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Stützteil (18) eine innere Längsnaht (39) aufweist, daß ein äußeres Ende des Filtermaterials (38) gegen die Längsnaht (39) anliegt, und daß ferner das Filtermaterial in einer Richtung aufgewickelt ist, so daß eine Bewegung in der von der Längsnaht (39) fortweisenden Richtung ausgeschlossen ist.

14. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß

das Filtermaterial (38) Feinglas-Fasern in einem Kunstharz-Bindemittel enthält und eine Tiefe von ungefähr 2,5 bis 1,3 mm aufweist.

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15» Filter nach Anspruch 14, dadurch gekenn

zeichnet , daß die Dicke der Filterschicht (38) ungefähr 1,7 mm beträgt,

16,' Filter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Filtermaterial aus mehreren Schichten bzw. Wicklungen (52) besteht, die jeweils eine Dicke von ungefähr 0,65 "bis 0,35 mm aufweisen.

17· Verfahren zum Herstellen bzw_e Zusammenbau eines Filters mit einem verhältnismäßig steifen gelochten Stützteil und einem diesem zugeordneten, flexiblen gelochten Teil, dadurch gekennzeichnet , daß

ein Streifen aus Filtermaterial mit einem geringeren Durchmesser als der Außendurchmesser des flexiblen Teils auf einen. Dorn od.dgl. gewickelt und diese Wicklungen in das Stützteil eingesetzt werden, worauf das flexible Teil zum Einsetzen in die Wicklungen leicht zusammengedrückt wird, so daß das flexible Teil auf das Filtermaterial einen gleichmäßigen Druck ausübt, wodurch das Filtermaterial zwischen dem Stützteil und der flexiblen Schicht gehalten und somit während des Einsatzes des Filters eine durch Abmessungen bedingte Instabilität vermieden wird,,

18, Verfahren nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet ,*. daß das Filtermaterial mehrmals um den Dorn od.dgl. gewickelt wird.

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