DE3413213A1 - Filterelement zum abscheiden von feststoffteilchen aus gasfoermigen oder fluessigen medien - Google Patents

Filterelement zum abscheiden von feststoffteilchen aus gasfoermigen oder fluessigen medien

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Description

  • T i t e 1 : Filterelement zum Abscheiden von Feststoff-
  • teilchen aus gasförmigen oder flüssigen Medien Die Erfindung bezieht sich auf ein Filterelement zum Abscheiden. von Feststoffteilchen aus gasförmigen oder flüssigen Medien nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE-OS 28 07 159 ist ein gesintertes Filterelement aus Kunststoff für atmosphärische Luft bekannt. Das Filterelement ist formstabil und kann entsprechend den Einsatzbedingungen mit einem darauf abgestimmten Uffnungsquerschnitt seiner filtrierenden Wände eine äußere, besonders angepaßte Filterform aufweisen.
  • Aus der GB-PS 746 380 ist ebenfalls ein formstabiler, elastischer und poröser Filter aus Kunststoff für atmosphärische Luft bekannt. Der Kunststoff besitzt eine gummiähnliche Eigenschaft.
  • Die beiden bekannten Filter sind im Gegenstrom-Verfahren zu reinigen. Mit zunehmender Nutzungsdauer nimmt jedoch der Filterwi derstand zu. Ursache ist, daß ein Teil der Stäube beim Ausblasen im "Windschatten" der Filterwände haften bleibt, bzw. sich im Filtermedium stark verspreizt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Filterelement vorzuschlagen, das einfach zu reinigen ist und nach der Reinigung wieder die volle Filterwirkung aufweist.
  • Die Lösung der Erfindung ist den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 zu entnehmen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Wesentlich für die Erfindung ist das gegenüber dem Stand der Technik andere Filterprinzip. Die bekannten Filterelemente nach dem Stand der Technik arbeiten nach dem Prizip der Tiefenfilteation, bei dem die gesamte Dicke - in Strömungsrich tung gesehen - der Filterwand filternd wirkt. Demgegenüber liegt nach der Erfindung das Prinzip der Oberflächenfiltration vor. Dadurch werden sowohl trockene als auch feuchte bzw. ölige Staubpartikel an der Filteroberfläche abgeschieden und sind durch Abblasen im Gegenstromverfahren oder oberflächiges Abwischen bzw. Abrütteln vollständig entfernbar. Das Abreinigen im Gegenstromverfahren wird begünstigt durch ein gewisses Aufblähen des Formkörpers durch den Gegenstrom. Die Filteroberfläche wird elastisch gestreckt bzw vergrößert. Dadurch kann der Gegenstrom die Feststoffteilchen, insbesondere die in Oberflächenporen eingenesteten Teilchen ohne, weiteres ablösen. Die Rißbildung am Formkörper und an der Schicht ist aufgrund der hochelastischen Werkstoffe und ihrer Verbindung sicher vermieden.
  • Das Filterelement ist aufgrund der sehr niedrigen Versprödungstemperatur der Schicht als auch des Formkörpers in einem Temperaturbereich von ca. - 700C bis + 85 0C einsatzfähig. Dadurch ist das Filterelement allgemein in der Filtrationstechnik für Luft und Flüssigkeiten anwendbar, wie Bergwerktechnik, Klimaanlagen, Verbrennungsmotoren , U1- und Wasserfilter u. a. Gebiete.
  • Die gegensätzlichen, mechanischen Beanspruchungen durch Walkarbeit des Formkörpers während der Arbeits- bzw. Filterphase und der Reinigungsphase führen zu keiner Materialermüdung bei Polyäthylen als Formkörperwerkstoff und bei Polytetrafluoräthylen als Schichtwerkstoff. Die vorgenannten Werkstoffe quellen bei einwirkenden Flüssigkeiten, wie Wasser, aufgrund ihrer Nichtbenetzbarkeit nicht auf. Polytetrafluoräthylen weist bezüglich Feststoffteilchen überhaupt keine Adhäsion auf, was die vollständige Reinigung des Filterelementes unterstützt.
  • Die mittlere Korngröße des Polytetrafluoräthylens von 3-6#m, das in bekannter Weise durch Kleben oder Schweißen bzw. Sintern auf das Polyäthylen aufgebracht ist, ermöglicht die Separation von Feinstäuben > 2 Mm. Der genannte Schichtwerkstoff verkleinert die Poren des Polyäthylen etwa um den Faktor 10.
  • Die Mischung aus nieder- und hochmolekularem Polyäthylen gewährleistet ein Filterelement hoher mechanischer Stabilität bzw. Druck- und Zugfestigkeit ohne Rißanfälligkeit.
  • Der hochmolekulare Anteil ist maßgebend für Rißfreiheit und Stabilität. Der niedermolekulare Anteil garantiert die hochfeste Verbindung der Körner untereinander, da die Körner des niedermolekularen Anteils bezüglich des Sintervorgangs schneller schmelzen als die Körner des hochmolekularen Anteils.
  • Eine relativ hohe Strömungsunter- bzw. Uberdruckbeanspruchung bei großen, etwa gleichbleibenden inneren Strömungsquerschnitten für die gefilterten Medien ist durch die Unterteilung des Filters in verformbare und abstützende Abschnitte gewährleistet.
  • Ein hoher Filter-Wirkungsgrad und eine ve#hältnismäßig große Filterfläche bei kleinem Filtergewicht liegt durch das balgförmige Filterelement vor. Die Balgform bleibt bei allen Beanspruc ungsarten stabil, so daß jeder Wandabschnitt am Filtervorgang teilnimmt. Die schadstoffseitigen Filterflächen legen sich auch bei hohem Unterdruck nicht aneinander.
  • Nachdem die Schicht die gesamten anströmseitigen Außenseiten des Filterelementes bedeckt, haben auch der Boden und strömungsrelevante-Teile des Sockels einen filterwirksamen Anteil.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 ein Filterelement, Fig. 2 einen Querschnitt II-II durch das Filterelement nach Fig. 1, Fig. 3 einen Ausschnitt III des Filterelementes nach Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt IV-IV nach Fig. 3, Fig. 5 einen gegenüber Fig. 3 abgewandelten Ausschnitt III1 des Filterelementes nach Fig. 2, Fig. 6, 7 stark vergrößert gezeichnete Details entsprechend der Einzelheit III nach Fig. 2.
  • Ein Filterelement 20 besteht aus einem Sockel 21 mit Befestigungsbohrungen 22 und einem balgförmigen Abschnitt 23.
  • Der Abschnitt 23 weist nach den Fig. 1 und 2 Rippen 24 Außenflächen 25-27, Wände 28, 29, einen Boden 30, elastische und abstützende bzw. starre Abschnitte 8, 9, Stege 10 und einen tannenbaumförmigen inneren Fließquerschnitt 15 bestehend aus einzelnen Kanälen 16, 17 auf. Die Kanäle 16, 17 münden in sockelseitige Hauptkanäle 18.
  • Die Wände 28, 29 und die Rippen 24 weisen etwa gleich dicke Querschnitte 12 auf.
  • Nach Fig. 3 sind Körner 1 aus Polyäthylen durch Sintern in den Bereichen 2 zu einem formstabilen Körper 3 miteinander verbunden.
  • Nach Fig. 4 sind die Bereiche 2 in der anderen Ansicht gemäß der Schnittführung IV-IV nach Fig. 3 ersichtlich. Somit liegt eine elastische Filterstruktur vor, die gegenüber mechanischen Beanspruchungen, wie Vibration, Rütteln, Beanspruchungen auf Druck, Scherung stabil ist.
  • Nach Fig. 5 sind Körner 1, 4 aus hochmolekularem und niedermolekularem Polyäthylen mit unterschiedlicher Korngröße durch Sintern entsprechend der Bereiche 2 miteinander verbunden. Eine Schicht 5 (Fig. 6) aus Polytetrafluoräthylen bedeckt die Oberfläche der am Filterelement außenliegenden Körner 1, 4. Die Schicht 5 erstreckt sich bei den, gegenüber den Körnern 4 größeren Körner 1 etwa von der Filteraußenfläche 6 bis über die Hälfte der Körneroberfläche hinaus, gemäß dem Ab-tand 35 nach Fig. 7.
  • Die Schicht 5 ist mit den Körnern 4 untrennbar verbunden.
  • Geeignete Verbindungen sind durch handelsübliche Kleber oder durch eine partielle Wärmebehandlung herstellbar.
  • Nach Fig. 7 sind die Poren 6 mit einer Weite von 30-50 pm des gesinterten Polyäthylen (Körner 1, 4) durch das Polytetrafluoräthylen (Schicht 5) etwa um den Faktor 10 auf ca.
  • 4-6 pm große Poren 7 verkleinert.
  • Neben der rechteckigen Form des filternden Abschnittes 23 kann dieser auch gebogen oder eckig ausgebildet sein. Damit ist das Filterelement in einfacher Weise an vorgegebene Raumverhältnisse anzupassen.
  • Das Filterelement ist nicht nur in den gängigen Temperaturbereichen einsetzbar, sondern auch für wasser-, säure-und laugenhaltige, auch ölige Luftströmungen geeignet und zum Trennen von Festoffen aus Flüssigkeiten.
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Claims (8)

  1. PATENTANSPROCHE 1. Filterelement zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere Staubpartikeln aus atmosphärischer Luft u.a., mittels eines luftdurchlässigen, formstabilen, porösen, schaumförmigen Formkörpers aus Kunststoff, Metall oder' Glas, dadurch gekennzeicnnet, daß der Formkörper (3) an seinen anströmseitigen Außenseiten (6) eine dünne, feinporige Schicht (5) aufweist.
  2. 2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) elastisch ist, eine sehr glatte, gleitfähige und nicht benetzbare Oberfläche aufweist und mit dem Formkörper (3) durch Kleben oder Sintern so fest verbunden ist, daß durch reversible Formänderungen des Formkörpers die feste Haftung der Schicht und ihre Konsistenz nicht beeinträchtigt wird.
  3. 3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) aus einem polymeren Fluorid, einem Plast oder keramischen Stoff besteht.
  4. 4. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) aus Polytetrafluoräthylen besteht.
  5. 5. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (3) eine poröse Struktur aus körnigem Polyäthylen aufweist, dessen Körner (1, 4) partiell durch Sintern (Bereiche 2) miteinander verbunden sind, und die Schicht (5) die außenliegenden Körner überdeckt
  6. 6. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (3) aus körnigem Polyäthylen mit einem Anteil von 20-50 Gew-% niedermolekularen und einem Anteil von 50-80 Gew-% hochmolekularen Polyäthylen besteht.
  7. 7. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (3) durch den Gegenstrom des Reinigungszyklus elastisch verformbare Abschnitte (8) und abstützende Abschnitte (9, 10) aufweist, die es dem Filterelement erlauben, sich etwas aufzublähen.
  8. 8. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (3) durch balgförmig ausgebildete Wände (28, 29) mit etwa gleich dicken Querschnitten (12) eine große Filterfläche und innere, rombenförmige bzw. tannenbaumförmige Fließquerschnitte (15) für die gereinigten Medien aufweist.
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