DE3413213C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Filterelement zum Abschei
den von Feststoffteilchen aus gasförmigen oder flüssigen Me
dien 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 Öffnungsquerschnitt seiner fil
trierenden Wände eine äußere, besonders angepaßte Filterform
aufweisen.
Aus der GB-PS 7 46 380 ist ebenfalls ein formstabiler, ela
stischer und poröser Filter aus Kunststoff für atmosphäri
sche Luft bekannt. Der Kunststoff besitzt eine gummiähnli
che Eigenschaft.
Die beiden bekannten Filter sind im Gegenstrom-Verfahren zu
reinigen. Mit zunehmender Nutzungsdauer nimmt jedoch der Fil
terwiderstand zu. Ursache ist, daß ein Teil der Stäube beim
Ausblasen im "Windschatten" der Filterwände haften bleibt,
bzw. sich im Filtermedium stark verspreizt.
Es ist ferner ein gattungsgemäßes Filterelement bekannt, das
aus einem Formkörper und einer darauf angebrachten
Vorfilterschicht besteht. Die Vorfilterschicht dient hierbei der
Entlastung der eigentlichen Filterschicht. Die Filtration
erfolgt in der Tiefe der beiden Schichten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Filterelement
vorzuschlagen, das einfach zu reinigen ist und nach der Rei
nigung wieder die volle Filterwirkung aufweist.
Die Lösung der Erfindung ist den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 1 zu entnehmen.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen an
gegeben.
Wesentlich für die Erfindung ist das angewandte
Filterprinzip der Oberflächenfiltration.
Es wirkt also nicht wie bei der Tie
fenfiltration die gesamte Dicke - in Strömungsrich
tung gesehen - der Filterwand filternd.
Vielmehr werden bei der beim Gegenstand der Erfindung benutzten Oberflächenfiltra
tion sowohl trockene als auch feuchte
bzw. ölige Staubpartikel an der Filteroberfläche abgeschie
den und sind durch Abblasen im Gegenstromverfahren oder
oberflächiges Abwischen bzw. Abrütteln vollständig entfern
bar. Das Abreinigen im Gegenstromverfahren wird begünstigt
durch ein gewisses Aufblähen des Formkörpers durch den Ge
genstrom. Die Filteroberfläche wird elastisch gestreckt bzw.
vergrößert. Dadurch kann der Gegenstrom die Feststoffteil
chen, insbesondere die in Oberflächenporen eingenesteten
Teilchen ohne weiteres ablösen. Die Rißbildung am Formkör
per und an der Schicht ist aufgrund der hochelastischen
Werkstoffe und ihrer Verbindung sicher vermieden.
Die gegensätzlichen, mechanischen Beanspruchungen durch Walk
arbeit des Formkörpers während der Arbeits- bzw. Filterphase
und der Reinigungsphase führen zu keiner Materialermüdung
bei Polyäthylen als Formkörperwerkstoff und bei Polytetra
fluoräthylen als Schichtwerkstoff. Die vorgenannten Werkstof
fe quellen bei einwirkenden Flüssigkeiten, wie Wasser, auf
grund ihrer Nichtbenetzbarkeit nicht auf. Polytetrafluorä
thylen weist bezüglich Feststoffteilchen überhaupt keine
Adhäsion auf, was die vollständige Reinigung des Filterele
mentes unterstützt.
Die mittlere Korngröße des Polytetrafluoräthylens von 3-6 µm,
das in bekannter Weise durch Kleben oder Schweißen bzw. Sin
tern auf das Polyäthylen aufgebracht ist, ermöglicht die Se
paration von Feinstäuben 2 µm. Der genannte Schichtwerkstoff
verkleinert die Poren des Polyäthylen etwa um den Faktor 10.
Die Mischung aus nieder- und hochmolekularem Polyäthylen ge
währleistet 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 hoch
feste Verbindung der Körper untereinander, da die Körner
des niedermolekularen Anteils bezüglich des Sintervorgangs
schneller schmelzen als die Körner des hochmolekularen An
teils.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein Filterkörper, bei dem das Filterelement verwirklicht ist,
Fig. 2 einen Querschnitt II-II durch den Filterkörper
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 entspre
chend der Einzelheit III nach Fig. 2.
Ein Filterkörper 20 besteht aus einem Sockel 21 mit Befe
stigungsbohrungen 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, elasti
sche 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 mechani
schen Beanspruchungen, wie Vibration, Rütteln, Beanspruchun
gen auf Druck, Scherung stabil ist.
Nach Fig. 5 sind Körner 1, 4 aus hochmolekularem und nieder
molekularem Polyäthylen mit unterschiedlicher Korngröße
durch Sintern entsprechend der Bereiche 2 miteinander verbun
den. Eine Schicht 5 (Fig. 6) aus Polytetrafluoräthylen be
deckt die Oberfläche der am Filterelement außenliegenden Kör
ner 1, 4. Die Schicht 5 erstreckt sich bei den, gegenüber
den Körnern 4 größeren Körnern 1 etwa von der Filteraußenflä
che 6 bis über die Hälfte der Körneroberfläche hinaus, gemäß
dem Abstand 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 µm
des gesinterten Polyäthylen (Körner 1, 4) durch das Polyte
trafluoräthylen (Schicht 5) etwa um den Faktor 10 auf ca.
4-6 µm große Poren 7 verkleinert.
Neben der rechteckigen Form des filternden Abschnittes 23
kann dieser auch gebogen oder eckig ausgebildet sein. Da
mit ist das Filterelement in einfacher Weise an vorgege
bene Raumverhältnisse anzupassen.
Claims (4)
1. Filterelement zum Abscheiden von Feststoffteilchen
aus gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere
Staubpartikeln aus atmosphärischer Luft,
bestehend aus einem formstabilen und größere
Poren aufweisenden, gas- bzw. flüssigkeitsdurch
lässigen Formkörper aus körnigem Polyäthylen,
dessen Körner partiell durch Sintern miteinander
verbunden sind, und einer mit dem Formkörper
an seiner der Anströmung des Mediums zuge
wandten Außenseite verbundenen dünnen,
feinporigen Schicht,
dadurch gekennzeichnet, daß die dünne,
feinporige, aus Körnern hergestellte Schicht
so mit dem Formkörper verbunden ist, daß
dessen größere Poren durch die durch Kleben
oder Sintern aufgebrachten Körner auf
um etwa den Faktor 10 kleinere Poren
verkleinert werden.
2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht (5) aus Polytetrafluoräthylen besteht.
3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Formkörper (3) eine grobe, poröse Struktur aus
körnigem Polyäthylen aufweist, dessen Körner (1, 4)
partiell durch Sintern (Bereiche 2) miteinander verbun
den sind, und die Schicht (5) die außenliegenden Körner
überdeckt.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Formkörper (3) aus 20-50 Gew.-%
niedermolekularem und einem Anteil von 50-80 Gew.-%
hochmolekularem Polyäthylen besteht.
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