DE3515641A1

DE3515641A1 - Partikel-luftfilteranordnung

Info

Publication number: DE3515641A1
Application number: DE19853515641
Authority: DE
Inventors: Mark W. E. Aurora N.Y. Ackley; Brian D. Lancaster N.Y. Szafranski
Original assignee: Figgie International Inc
Current assignee: Scott Technologies Inc
Priority date: 1984-04-30
Filing date: 1985-04-27
Publication date: 1985-10-31
Also published as: US4548626A; GB8510852D0; GB2157972A; GB2157972B; JPS60238118A

Description

Köln, den 25. April 1985 vA.

Anmelderin:

Figgie International Inc., 4420 Sherwin Road, Willoughby, Ohio 44094, U. S. A.

Mein Zeichen: F 79/11

Partikel-Luftfilteranordnung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Partikel-Luftfilteranordnungen und insbesondere auf Partikel-Luftfilteranordnungen mit hohem Wirkungsgrad von der in der US-PS 3 803 817 gezeigten Bauart, bei der der Widerstand gegenüber der Luftströmung auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Vorgeschichte der Erfindung

Verschiedene Bauarten von Atemgeräten sind heute in allgemeiner Anwendung. Diese verschiedenen Atemgeräte lassen sich in in sich selbst abgeschlossene und in solche mit Luftreinigung unterteilen. Ein in sich selbst abgeschlossenes Atemgerät weist seine eigene Luftversorgung auf. Da diese Vorrichtungen teuer und schwer sind und nur eine begrenzte Betriebszeit aufweisen, werden sie im allgemeinen nicht dort angewendet, wo Atemgeräte mit Luftreinigung verwendet werden könnten. Solche Atemgeräte mit Luftreinigung sind auf das Entfernen von Partikeln und/oder Gasen und Dämpfen ausgelegt. Ein Partikelfilter weist gewöhnlich ein Filtermedium auf, in dem die von der Luft mitgetragenen Partikel eingefangen werden. Beim Entwurf dieser Filter muß

- ar -

man sich mit der Lebensdauer des Filters, seinem Druckabfall und seiner Wirksamkeit befassen. Die Industrie hat bestimmte Vorschriften angenommen, wie zum Beispiel die von der National Institute for Occupational Safety and Health aufgestellten Vorschriften. Um von der NIOSH die Bestätigung zu erhalten, daß ein Partikel-Luftfilter einen hohen Wirkungsgrad aufweist, muß dieses 99,97 % der Partikel aus einer vorgegebenen Probe ausfiltern. Es sollte beachtet werden, daß über einem solchen Filter ein beträchtlicher Druckabfall stattfinden kann. Bei Filtern für Atemgeräte mit Luftreinigung sollte der Druckabfall auf ein Minimum herabgesetzt werden. Falls nämlich der Träger eines Atemgerätes zum Durchtritt der Gase durch das Filtermedium eine unangemessene Atemanstrengung ausüben muß, wird er schnell müde. Zum Erhalt der Bestätigung der Anerkennung von der NIOSH müssen ein solches Filter oder eine Filterkombination 85 Liter atmosphärischer Gase pro Minute bei minimalem Druckabfall durchlassen. Im Idealfall sollte der Druckabfall so niedrig wie möglich sein.

Eine Form des Filters wird in der US-PS 3 803 817 gezeigt. Diese Filterform wird in der Industrie ein radial gefaltetes Filter genannt. Solche radial gefalteten Filter können den hohen Anforderungen des National Institute for Occupational Safety and Health in bezug auf die Wirksamkeit von Partikel-Luftfiltern entsprechen. Es ist jedoch erwünscht, daß ihr Widerstand gegenüber einer Luftströmung abnimmt. Dies ist besonders dann wichtig, wenn ein solches Filter mit einem Filterbett aus einem Absorbens zusammengesetzt wird, da die beiden in Reihe arbeitenden Filter einen unannehmbar hohen Druckabfall aufweisen können.

Als allgemeine Regel gilt, daß der Druckabfall eine Funktion der Filterfläche ist. Das heißt, daß sich der Druckabfall mit Erhöhen der Filterfläche herabsetzen läßt. Bei einem radial gefalteten Filter würde dies so aussehen, daß sich die Fläche durch Erhöhen der Zahl der Faltungen erhöhen läßt. Hierfür gibt es eine praktische Grenze. Mit dem Ansteigen der Zahl der FaI-F 79/11

— JS —

tungen muß auch die in dem Filter vorgesehene Zentralöffnung notwendigerweise größer werden. Die maximale Zahl der Faltungen für einen bestimmten Filterdurchmesser zum Erzielen der größten Filterfläche kann nach der folgenden Formel bestimmt werden:

ⁿ 4t~*

Dabei ist d der Filterdurchmesser, t ist die Filterdicke und η ist gleich der Zahl der Faltungen. Es wurde jedoch gefunden, daß nach dieser Formel aufgebaute Filter nicht den niedrigst möglichen Widerstand gegenüber einer Luftströmung aufweisen. Es wird deshalb vermutet, daß bei einer Annäherung der Filterfläche an ihren maximalen Betrag die Filterfalten ausreichend dicht beieinanderliegen, so daß bei einer Luftbewegung über der Seite der Faltungen ein Reibungswiderstand gegenüber dieser Luftbewegung entsteht, so daß dadurch der für den Durchtritt der Luft durch das Filter erforderliche Druckabfall ansteigt.

Aufgaben und kurze Beschreibung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbil- ~ dung eines radial gefalteten Filters mit einem minimalen Luftströmungswider stand .

Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Partikel-Luftfilteranordnung mit hohem Wirkungsgrad, die gegenüber einer Luftströmung einen minimalen Widerstand aufweist, auszubilden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Ausbildung einer Filteranordnung mit einem ringförmigen Filterelement mit radialer Faltenlage mit einem minimalen Widerstand gegenüber einer Luftströmung, wobei das Filterelement mit den radialen Faltungen in einem neuartigen Kanister angeordnet ist, der ne-F 79/11

gative Eignungstests erleichtert.

Die vorstehenden Aufgaben und andere Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich im größeren Umfang aus einer Betrachtung der folgenden Einzelbeschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung erläutert sind.

Kurze Beschreibung der Figuren
In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer nach den

Grundlagen der Erfindung aufgebauten Partikel-Luftfilteranordnung mit hoher Wirksamkeit, wobei das Filter auf einer Seite der Gesichtsmaske einer Atemvorrichtung befestigt ist,

Fig. 2 eine Stirnansicht der in Fig. 1 gezeigten Filteranordnung, gesehen entlang der Linie 2 - 2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des anderen Endes der Filteranordnung, ge-— sehen im allgemeinen entlang der Linie 3 - 3 in Fig. 1,

Fig. 4 ein Schnitt durch die Filteranordnung entlang der Linie 4 - 4 in Fig. 3,

Fig. 5 eine vergrößerte Einzelansicht des in Fig. 4 angezeigten Abschnittes,

Fig. 6 und Fig. 7 je ein Schnitt im allgemeinen entlang der Linie 6-6 bzw. 7 - 7 in Fig. 4,

Fig. 8 die Darstellung einer anderen Ausführungsform der Filteranordnung, die sowohl Partikel als auch Gase und Dämpfe filtern kann, und
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— Ό —

Fig. 9 eine vergrößerte Einzelansicht eines Teiles der in Fig. 8 gezeigten Filteranordnung.

Einzelbeschreibung

Eine allgemein mit 10 bezeichnete Filteranordnung ist an einem allgemein mit 12 bezeichneten Atemgerät befestigt. Das Atemgerät 12 enthält die übliche Gesichtsmaske 14. Diese besteht vorzugsweise aus Gummi oder einem anderen geeigneten Material, das so verformt ist, daß es sich an die Kontur des Gesichtes des _ Verwenders anpaßt und mindestens dessen Nase und Mund einschließt. Die Maske 14 weist ein im wesentlichen starres Außengewindestück 16 auf. An diesem kann die Filteranordnung lösbar befestigt werden.

Die Filteranordnung besteht im wesentlichen aus vier Hauptteilen. Das erste dieser Teile ist ein allgemein mit 20 bezeichnetes Filterelement. Das FiltereJenent wird aus einem verhältnismäßig dünnen Filtermedium ausgebildet. Dies ist gefaltet und bildet dann eine Anzahl von in Umfangsrichtung auseinanderliegenden, radial verlaufenden Faltungen. Die Innenkanten der Faltungen sind unter Ausbildung einer Zentralöffnung miteinander verbunden. Die anderen Hauptteile der Filteranordnung sind die ^w allgemein bei 22 dargestellte Verschlußeinrichtung zum Verschließen der in dem Filterelement vorgesehenen Zentralöffnung, ein allgemein bei 24 dargestellter Filtermantel und ein allgemein bei 26 dargestellter und eine öffnung aufweisender Deckel, der mit dem Filtermantel zum Einschließen des Filterelementes in diesem zusammenwirkt.

Wie oben angegeben besteht das Filterelement aus einem verhältnismäßig dünnen Filtermedium 28. Hierbei handelt es sich zum Beispiel um das Filtermedium HB-5054 von Hollingsworth und Vose. Dies hat eine durchschnittlich gemessene Stärke von 0,0225 Zoll. Dieses Filtermedium ist in der angezeigten Weise gefaltet und bildet bei Anordnung in dem Gehäuse 24 mehrere radial verlau-F 79/11

fende Faltlinien aus. Die Innenkanten 30 des Filtermediums werden nach dem Falten unter Ausbildung der in dem Filterelement befindlichen Zentralöffnung 32 mit einem geeigneten Klebstoff 31 miteinander verbunden.

Die Verschlußeinrichtung 22, die gemäß der Darstellung die Form einer undurchlässigen Scheibe 34 aufweist, ist mit einem Ende 35 des über der Zentralöffnung befindlichen Filters verbunden.

Der Gehäusemantel weist eine allgemein kappenförmige Gestalt auf und enthält einen zylinderförmigen Abschnitt 36. Dieser liegt zwischen einer ersten und einer zweiten ringförmigen Stufe 38 bzw. 40, die axial auseinanderliegen. Zusätzlich weist das Gehäuse eine eine öffnung aufweisende Endfläche 42 auf. Diese weist eine ringförmige Rippe 44 auf,und in dieser ist eine zentrale Ausnehmung 46 angeordnet. Nur die zentrale Ausnehmung 46 weist öffnungen auf. Zu diesem Zweck und wie es aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind in dieser dreißig in gleichen Abständen ausexnanderliegende öffnungen 48 vorgesehen. Die Stirnseite 42 befindet sich in einem Abstand vom benachbarten Ende 35 des Filterelementes, der zur Bildung einer Luftkammer 50 zwischen der Stirnseite 42 und dem benachbarten Ende des Filters ausreicht, um damit eine gleichmäßige Verteilung der --—. über das Filterelement 20 einströmenden und mit den Pfeilen 52 bezeichneten Luft zu erreichen.

Der eine Öffnung aufweisende Deckel 26 ist ein integrales Kunststoffelement. Dies läßt sich auf zahlreiche Arten herstellen, zum Beispiel im Spritzguß. Der Deckel weist einen domförmigen Abschnitt 54 auf. An seiner Außenkante läuft er in einen ringförmigen Umfangswulst oder -schulter 56 aus, mit einer ersten und einer zweiten Fläche 58 bzw. 60, die sich axial gegenüberliegen. Die erste Fläche 58 der Schulter 56 ist an der zweiten Stufe des Gehäusemantels 24 angeordnet. Nach dem Zusammenbau der Teile berührt ein Endabschnitt 62 (Fig. 5) des Gehäuses die zweite Fläche der Wulst und sichert damit den Dekkel am Gehäusemantel. Der Deckel weist zusätzlich noch ein in-F 79/11

tegrales, rohrförmiges Anschlußstück 64 auf. Dieses ist einstückig mit dem domförmigen Abschnitt ausgebildet. Es weist weiter ein Innengewinde 66 auf. Dies erleichtert die Befestigung der Filteranordnung 10 auf dem Anschlußstück 16 der Gesichtsmaske. Zusätzlich sollte noch bemerkt werden, daß der Deckel Rippen 68 aufweist. Diese verlaufen von der Schulter 56 in Richtung auf die von dem Anschlußstück 64 gebildete öffnung.

Zum Zusammenbau der bis zu dieser Stelle beschriebenen Konstruk tion nach_dem die Innenkanten 30 der Faltungen zur Ausbildung der Zentralöffnung miteinander verbunden worden sind und nächst dem die Verschlußeinrichtung zum Blockieren des Luftdurchganges durch die Zentralöffnung an die Faltungen angeklebt oder auf an dere Weise mit diesen verbunden worden ist, wird das Filterelement dann in das Gehäuse eingesetzt. Zu diesem Zweck wird der zylinderförmige Abschnitt 36 das Gehäuses mit einem Klebstoff 31 besprüht, und das Filterelement wird dann in das Gehäuse fallengelassen, bis sein Ende 35 an der ersten Stufe 38 anschlägt. An diesem Punkt sollten die Faltungen gleichmäßig über das Filterelement verteilt sein. Nach dem richtigen Aushärten des Klebstoffes wird die Anordnung eingesehen, um sicherzustellen, daß keine Luft zwischen dem Filterelement und dem Gehäuse oder durch die Zentralöffnung eintreten kann. Für den Fall, daß die bis zu dieser Stelle beschriebene Anordnung der Durchsicht ^w genügt, wird der Deckel auf dem Gehäuse befestigt. Zu diesem Zweck wird eine Abdichtmasse 72 auf den radial nach außen überstehenden Abschnitt der zweiten Stufe aufgetragen,und der Umfangsrand 56 des Deckel 26 wird nach unten auf die zweite Stufe in innigen Kontakt mit der Abdichtmasse gedrückt,und der Endabschnitt 62 des Gehäuses wird dann mit einem geeigneten Bördelwerkzeug zur Auflage auf der zweiten Fläche 60 um den Wulst umgebördelt.

Bei der gerade beschriebenen Ausführungsform weist das Filterelement einen Durchmesser von 3,21 Zoll auf, und zwei Filterelemente dieser Konstruktion werden konventionell mit der Gesichtsmaske 14 eines Atemgerätes zusammengesetzt. Dabei wird F. 79/11

ein Filterelement auf je einer Seite der Mittelebene des Atemgerätes angeordnet. Je eins dieser Filter oder -anordnungen nimmt damit konventionell nur eine Hälfte der von dem Träger des Atemgerätes benötigten Luft auf. Eine etwas abweichende Anordnung ist in Fig. 8 dargestellt. Bei dieser Anordnung wird nur ein einziges Filter zusammen mit dem Atemgerät verwendet. Zum Aufrechterhalten eines annehmbaren Druckabfalles muß der Durchmesser des Filterelementes auf 4,65 Zoll vergrößert werden .

^ In den Figuren 8 und 9 wird ein kinnförmiges Gehäuse dargestellt, mit dem sowohl Partikel als auch Gase oder Dämpfe aus der einzuatmenden Luft entfernt werden können. Wegen des größeren Luftvolumens, das durch ein solches Gehäuse durchtreten muß, und da die Luft sowohl durch ein Partikelfilter 20 als auch zum Entfernen von Gasen und Dämpfen durch ein ein Absorptionsmittel enthaltendes Bett 76 durchtreten muß, werden die Anforderungen an den Luftstromwiderstand kritisch. Die Luft muß nämlich nicht nur durch das radial gefaltete Filterelement 20, sondern auch durch das aus dem Absorptionsmittel bestehende Bett 76 durchtreten. Bei diesem Absorptionsmittel kann es sich um Aktivkohle oder irgendein anderes Material handeln, das in bezug auf die in der Atmosphäre vorhandenen besonderen Dämpfe .·-""- und/oder Gase ausgewählt wurde. Das Absorptionsbett ist zwischen den beiden Lochplatten 78 und zusätzlich zwischen den beiden Rückhaltefiltern 80 eingeschlossen. Das Gehäuse unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Gehäuse nicht nur im Hinblick auf seine Abmessungen, sondern auch darin, daß es ein Einatemventil 82 aufweist, das mit einer Niet 84 an seinem Ort gehalten wird. Damit wird eine Ausatmung durch das Absorptionsmaterial verhindert. Eine neue Abdeckung 86 ist ebenfalls vorgesehen. Es sei jedoch noch darauf hingewiesen, daß der Deckel eine Ringnut aufweist. Ebenfalls sei darauf hingewiesen, daß ein Deckelabschnitt an dem Ende, das von der die öffnung aufweisenden Stirnseite 42 abgelegen ist, eingezogen und in der Nut abgedichtet ist, um damit die verschiedenen Teile zusammenzuhalten.
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/ft

Bei dci" Entwicklung der in den Figuren 1 hte 7 und auch in den Figuren 8 und 9 gezeigten Filter mußte die Minimierung des über dem Filterelement 20 abfallenden Druckes besonders beachtet werden. Theoretisch wird der minimale Druckabfall an der maximalen Filterfläche erwartet. Durch ausführliche Untersuchungen, für die die folgenden zehn Tabellen repräsentativ sind, wurde festgestellt, daß die zum Erzielen eines minimalen Luftstromwiderstandes erforderliche optimale Anzahl von Faltungen des radial gefalteten Filters unter derjenigen Anzahl liegt, die für eine maximierte Filterfaltungsfläche erforderlich ist.

TABELLE I

Filter mit 4,95 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 85 l/min Filterhöhe 0,5 Zoll

No.	50	Faltung	Faltung	Δ?
Faltung	60	Breite	Fläche	Zoll
N	70	cm	cm²	0,685
80	5,38	683	0,595
90	5,20	792	0,535
100	5,01	891	0,500
4,83	981	0,465
4,65	1063	0,450
4,47	1135

TABELLE II

Filter mit 4,95 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 85 l/min Filterhöhe 0,75 Zoll

No.	50	Faltung	Faltung	Δ ρ
Faltung	60	Breite	Fläche	Zoll
N	70	cm	cm²	0,415
80	5,38	1024	0,380
90	5,20	1188	0,330
100	5,01	1337	0,305
4,83	1473	0,320
4,65	1594	0,310
4,47	1702

BAD ORIGINAL

/73 - te -

TABELLE

III

Filter mit 3,125 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 42,5 l/min 0,87 Zoll hohe Faltungen

NO.	40	Faltung	Faltung	Δρ
Faltung	50	Breite	Fläche	Zoll
N	60	cm	cm²	0,368
70	3,24	573	0,328
80	3,06	676	0,323
90	2,88	763	0,340
100	2,70	834	0,390
	2,51	889	0,527
2,33	927	0,693
2,15	950
TABELLE	I V

Filter mit 3,125 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 42,5 l/min 1,10 Zoll hohe Faltungen

No.	40	Faltung	Faltung	Δρ
Faltung	50	Breite	Fläche	Zoll
N	60	cm	cm²	0,300
70	3,24	725	0,2.84
80	3,06	855	0,273
90	2,88	965	0,317
100	2,70	1054	0,395
2,51	1124	0,440
2,33	1173	0,751
2,15	1201

TABELLE

Filter mit 3,125 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 85 l/min 0,87 Zoll hohe Faltungen

No.	40	Faltung	Faltung	Ap
Faltung	50	Breite	Fläche	Zoll
N	60	cm	cm²	0,758
70	3,24	573	0,679
80	3,06	676	0,664
90	2,88	763	0,699
100	2,70	834	0,829
2,51	889	1,123
2,33	927	1,458
2,15	950

nt.

TABELLE

V I

Filter mit 3,125 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 85 l/min 1,10 Zoll hohe Faltungen

No.	40	Faltung	Faltung	ΔΡ
Faltung	50	Breite	Fläche	Zoll Wassersäule
N	60	cm	cm²	0,596
70	3,24	725	0,561
80	3,06	855	0,540
90	2,88	965	0,638
100	2,70	1054	0,800
2,51	1124	0,953
2,33	1173	1 ,510
2,15	1201

TABELLE VII

Filter mit 4,15 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 85 l/min 0,39 Zoll hohe Faltungen

No.	50	Faltung	Faltung	ΔΡ
Faltung	60	Breite	Fläche	Zoll Wassersäule
N	70	cm	cm²	1,19
80	4,6	456	1,11
90	4,4	525	0,95
100	4,2	585	0,98
4,0	632	0,92
3,9	688	0,86
3,9	770

TABELLE VIII

Filter mit 4,18 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 85 l/min 0,50 Zoll hohe Faltungen

No.	50	Faltung	Faltung	Δ^ρ
Faltung	60	Breite	Fläche	Zoll
N	70	cm	cm²	0,98
80	4,5	571	0,88
90	4,4	677	0,84
100	4,3	759	0,78
4,1	836	0,75
3,7	854	0,78
3,7	935

Zoll Wassersäule

TABELLE

I X

Filter mit 4,18 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 85 l/min 0,75 Zoll hohe Faltungen

NO.	50	Faltung	Faltung	Zoll Wassersäule
Faltung	60	Breite	Fläche	0,64
N	70	cm	cm²	0,56
80	4,5	866	0,51
90	4,4	999	0,51
100	4,2	1118	0,52
4,2	1270	0,44
3,8	1306
3,6	1384

TABELLE

Filter mit 4,18 Zoll Durchmesser Luftströmungsgeschwindigkeit 85 l/min 0,87 Zoll hohe Faltungen

No.	50	Faltung	Faltung	Zoll
Faltung	55	Breite	Fläche	0,496
N	60	cm	cm²	0,483
65	4,4	982	0,432
70	4,4	1080	0,437
75	4,3	1135	0,417
60	4,3	1230	0,412
80	4,2	1292	0,49
90	4,2	13981	0,47
100	4,2	1172	0,45
4,1	1464	0,48
3,7	1485
3,5	1549

Aus den durchgeführten Untersuchungen ergibt sich, daß sich die optimale Anzahl der Faltungen mindestens in dem Bereich der untersuchten Durchmesser bei den verwendeten Filtermedien und mit Filterfaltungshöhen im Bereich von 0,4 bis 1,1 Zoll mit der folgenden empirisch abgeleiteten Formel ausdrücken läßt:

5d

N = 14d +

Dabei bedeutet d den Durchmesser des Filterelementes in Zoll, und h bedeutet die Höhe der Faltung in Zoll. Falls diese Formel

damit auf ein Filterelement mit einem Durchmesser von 3,21 Zoll und einer Faltungshöhe von 1,0 Zoll angewendet wird, ist ersichtlich, daß die Zahl der Faltungen 61 betragen sollte. Falls die gleiche Formel ähnlich auf ein Filterelement mit einem Durchmesser von 4,625 Zoll und einer Faltungshöhe von 0,625 Zoll angewendet wird, ist zu erkennen, daß die Zahl der Faltungen 94 betragen sollte. Die Zahlen liegen jedoch weiter nahe, daß die Anzahl der Faltungen insbesondere bei Filtern mit großen Durchmessern um einen Betrag von bis zu annähernd 20 % des für N errechneten Wertes über oder unter der gewünschten Zahl liegen kann. Als allgemeine Regel gilt jedoch, daß eine niedri- _. gere Zahl gewählt wird, da dies die Kosten des Filtermaterials senkt, und auch weil dann bei der Montage weniger Aufmerksamkeit erforderlich ist. Bei der Montage eines Filterelementes mit einer großen Anzahl von Faltungen ist es äußerst wichtig, daß zwischen sämtlichen Faltungen ein verhältnismäßig gleich- * förmiger Abstand aufrecht erhalten wird. Bei den gegebenen Beispielen wird die Anzahl der Faltungen für das Filterelement mit dem Durchmesser von 3,21 Zoll 60 betragen,und die Anzahl der Faltungen für das Filterelement mit dem Durchmesser von 4,625 Zoll wird 80 betragen.

Nach einer Betrachtung der Konstruktion der oben beschriebenen Filteranordnungen muß nach deren Zusammenbau mit einem Atemgerät nach Leckstellen gesucht werden. Dies läßt sich mit einem negativen Eignungstest erreichen. Hierbei versucht der Träger des Atemgerätes einzuatmen, während er gleichzeitig den Filtereinlaß blockiert. Bei einer in dem System vorhandenen Leckstelle kann der Träger des Atemgerätes diese bei gleichzeitiger Blockierung der Luftströmung durch das Filter erkennen. Zum Erleichtern dieser negativen Eignungstests ist der ringförmige Rand 44 so bemessen, daß die meisten Menschen ihn mit ihren Händen abdecken können. Zu diesem Zweck müssen statistische Messungen sowohl der Breite als auch der Rückenlänge von Frauenhänden untersucht werden, und der Randdurchmesser wurde so ausgewählt, daß mindestens 97,5 % aller Frauen ihre Handfläche über den Rand legen können und damit den Eintritt von Luft F 79/11

durch das Filter wirksam blockieren und damit die Durchführung der negativen Eignungstests mit großer Einfachheit ermöglichen. Da Männerhände im allgemeinen größer als Frauenhände sind, kann dieser Test prozentual von noch mehr Männern durchgeführt werden.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen, bei denen die Regeln der vorliegenden Erfindung angewendet wurden, oben gezeigt und beschrieben wurden, leuchtet es ein, daß diese Erfindung nicht auf die oben gezeigten und beschriebenen besonderen Einzelheiten beschränkt ist, sondern daß sich in der Tat zahlreiche alternative Ausführungsformen in den breiteren Aspekten dieser Erfindung anwenden lassen. Zum Beispiel läßt sich ein Deckel mit einem axial verlaufenden zylinderförmigen Abschnitt mit annähernd dem gleichen Durchmesser wie der zylinderförmige Abschnitt eines GehäEemantels verwenden, wobei der zylinderförmige Abschnitt des Deckels ein absorbierendes Filter aufnimmt, und der zylinderförmige Abschnitt des Gehäusemantels ein radial gefaltetes Partikelfilter aufnimmt, und der Deckel und der Gehäusemantel unter Bildung eines Kombinationsfilters, das Gase, Dämpfe und Partikel ausfiltern kann, miteinander verbunden sind.

4t

- Leerseite

Claims

Patentansprüche

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Hochwirksame Partikel-Luftfilteranordnung mit einem niedrigen Luftströmungswiderstand, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

ein ringförmiges Filterelement mit einem

Durchmesser im Bereich von 3,0 bis 5,0 Zoll, wobei das Filterelement aus einem verhältnismäßig dünnen Filterelement unter Bildung einer Anzahl von in Umfangsrichtung auseinanderliegenden Faltungen gefaltet ist und die Faltlinien gegenüber der Achse des Filterelementes radial verlaufen und die Innenkanten der Faltungen zur Ausbildung einer Zentralöffnung miteinander verbunden sind und die Faltungen eine Höhe von 0,4 bis 1,1 Zoll aufweisen und die Anzahl N der Faltungen nach der folgenden Formel ausgewählt wird:

N = (14d +

■) - 20

wobei d den Durchmesser in Zoll und h die Höhe der Faltungen in Zoll bedeutet;

eine Verschlußeinrichtung zum Verschließen der Zentralöffnung;

einen Kanistermantel mit einer eine öffnung aufweisenden Stirnseite und einem allgemein zylinderförmigen Abschnitt, der das Filterelement aufnimmt, wobei die Außenkanten der Faltungen an der Innenwandfläche des zylin-

Λ.

derförmigen Abschnittes befestigt sind und

einen eine öffnung aufweisenden Deckel zum Umschließen des Filterelementes im Gehäusemantel.
2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium eine durchschnittlich gemessene Dicke von annähernd 0,0225 Zoll aufweist.
3. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement einen Durchmesser von 3,21 Zoll aufweist und die Anzahl der Faltungen 60 beträgt.
4. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement einen Durchmesser von 4,625 Zoll aufweist und die Anzahl der Faltungen 80 beträgt.
5. Filterelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel weiter eine ringförmige erste und eine ringförmige zweite Stufe aufweist, die axial auseinanderliegen, der allgemein zylinderförmige Abschnitt zwischen den Stufen angeordnet ist, ein Ende des Filterelementes an der ersten Stufe angeordnet ist und die die öffnung aufweisende Stirnseite unter Ausbildung einer Luftkammer in einem Abstand vom Filterelement angeordnet ist.
6. Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite eine ringförmige Rippe aufweist und eine zentrale Ausnehmung und nur die zentrale Ausnehmung mit öffnungen versehen ist.
7. Filteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Rippe die Breite und Rückenlänge einer Hand von mindestens 97,5 % der Frauen nicht übersteigt und damit die Durchführung eines negativen Eignungstests erleichtert.
8. Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der die öffnung aufweisende Deckel ein integrales Kunststoffelement mit einem Umfangswulst mit sich axial gegenüberliegenden ersten und zweiten Flächen ist und die erste Fläche des Wulstes neben der zweiten Stufe angeordnet ist und ein Endabschnitt eines Gehäuses die zweite Fläche des Wulstes berührt, um den Deckel am Gehäusemantel zu halten.
9. Filteranordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Filterbettes aus einem Absorptionsmantel zwischen dem die öffnung aufweisenden Deckel und der zweiten Stufe.