DE3615484A1 - Gasfilterelement und verfahren zur leckfreien verbindung der taschenfilterraendern mit einem halterungsrahmen, vorzugsweise aus hartschaum - Google Patents

Description

Gasfilterelement und Verfahren zur leckfreien Verbindung der Taschenfilterrän­ dern mit einem Halterungsrahmen, vorzugsweise aus Hartschaum.

Die Erfindung betrifft ein Gasfilterelement, bestehend aus einer Mehrzahl von keilförmigen Filtertaschen die je gebildet sind aus an ihren drei Umfangsrändern miteinander verschweissten Faservliesfiltermatten, dessen restierende offenen Filtertaschenrändern möglichst leckfrei mit einem Halterungsrahmen aus Hart­ schaum verschaumt sind und wobei weiter im inneren Raum dieses Halterungs­ rahmens ein Versteifungsprofil mit eingeschaumt ist.

Derartige Filter werden für die Abscheidung von schwebefähigen Teilchen aus einem Luft- oder Gasstrom verwendet.

Es ist bekannt solche Filter in Stützgitterkonstruktionen von grossen Lüftungsan­ lagen einzusetzen und dabei ist es eine Voraussetzung dass die Verbindungen zwischen den Filtermatten die mit eingeschaumt werden in einem Halterungs­ rahmen absolut leckfrei ist. Leider ist der Produktionsabfall oft zu gross, auch darum weil bei der Verschaumung die Matrizzenteile zwar gut aufeinander passen, dagegen die freistehende Filtertasschen durch Öffnungen in der oberen Matrizze hindurchgeführt sind und manchmal durch diese erforderliche Konstruktion irgend­ ein Leck auftritt. Eine Reparatur ist dann ausgeschlossen und das ganze Produkt ist somit unverkaufbar geworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde jedenfalls eine ausgezeichnete leckfreie Verbindung zu bewerkstelligen in den Umfangsbereiche des Halterungsrahmens der in der Stützgitterkonstruktion gehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein in sich selbst geschlossenes Versteifungs- nebst Vorspan­ nungsprofil sich ununterbrochen über den Seiten aber auch rundum jede äussere Ecke des Halterungsrahmens fortsetzt zur Bildung eines spannungsaufnahmefähigen Versteifungsprofilrahmens zur Aufschliessung der diesbezüglichen Filtertaschenrän­ dern zwischen den radialgerichteten inneren Wandteile des Profils und den, in einer zur Vertikalebene hinsichtlich des Halterungsrahmens leicht geneigten hochstehenden Matrizzenteiles worüber die Filtertaschenöffnungen vor dem An­ fang des Schaumvorganges festgezogen werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung besteht das Versteifungsprofil aus einem rohr­ förmigen Hohlprofil, kann aber auch aus einem Massivprofil mit elastischen Eigen­ schaften bestehen.

Solche elastischen Eigenschaften sind auch in einer weiteren Ausgestaltung zu realisieren indem in einem rohrförmigen Profil einen Längsschnitt vorgesehen ist uns somit während des Vorspannens ein selbstfederndes Anliegen gegen die Taschenfilterrandteile ermöglicht wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung soll die Position des Längsschlittes des Verstei­ fungs- nebst Vorspannungsprofil im Halterungsrahmen derart sein dass der sich an der vom Filtertasche abgekehrte Seite des Halterungrahmen befindet.

Das Vorspannungsprofil erfüllt teilweise den Auftrag um die Taschenfilterränder die sich am Umfang des Halterungsrahmen befinden in einer etwa klemmrollarti­ gen Lage festzuhalten bevor die Matrizzenteile sich schliessen. Dies wird einer­ seits dadurch erreicht durchdass die Lage wegen dem fixierten Umfang des Vorspannungsprofils bereits gegeben ist, und ausserdem die Position des Vorspan­ nungsprofils in der Mitte des Halterungsrahmens mittels Stifte in den diesbezüg­ lichen Matrizzenteile vor dem Schaumvorgang festgelegt wird.

Abhängig davon ob die Tiefe der Filtertaschen gross ist und deshalb die Faser­ vliesstoffverbindung mit dem Halterungsrahmen und Querstege höher belastet wird, sind tütenähnliche Distanzelemente zur Aussteifung einer Filtertasche vorgesehen. Zur Aufhebung von den Nac hteilen die entstehen beim Zerreissen der Schweissnahten hat eine Tüte, selbst hergestellt aus dünnerem Faservliesstoff, nur zwei gegenüberstehenden Längsränder die nur in einer Schweissnaht mit dem Faservliesstoff an einer Wand des Taschenfilters verschweisst wird. Bei offenste­ henden Taschenfiltern befinden sich also zwischen den überstehenden Schweissnäh­ ten einer Tüte keine zusätzliche Verbindungsnähte die noch zusätzlich belastet werden bei einer hohen Luftstrom.

Ein grosser Lufstrom führt leicht dazu dass die Schweiss- oder sonstige Verbin­ dung zwischen dem Faservliesstoff der Tüte und der Filterwand eben an der Seite des Lufteinganges zu hoch belastet wird. Erfindungsgemäss wird dieser Nachteil aufgehoben indem der Verbindungsnaht zur Stelle nicht scharf endet sondern in einer Abrundung.

Sind weniger tiefe Filtertaschen erwünscht, z.B. wegen geringer Platzraum, so lohnt es sich oft nicht die tütenähnliche Distanzelemente zur Aussteifung anzu­ bringen. Erfindungsgemäss wird dann vorgesehen um die untiefe Filtertaschen je selbst in kleinere Teiltaschen aufzuteilen mittels einer ziemlich breiten Schweiss­ naht die nachher in seiner Längsrichtung durch einen Schnitt aufgeteilt wird. Obwohl der Luftstrom jedoch dieselbe Eingangsöffnung anspricht, behalten die geteilten Filtertaschen ihre richtige Öffnungsbreite und eigene Steifigkeit. Auch hier endet die Schweissnaht im Bereich des Halterungsrahmens nicht scharf, sondern mit einer Abrundung.

Die Herstellung eines erfindungsgemässen Gasfilterselements mittels eines Vor­ spannungsprofils führt dazu dass die bisher entstehenden Brüche bei Halterungs­ rahmen weitgehend vermieden werden und die auftretenden Belastungen durch die erfindungsgemässen Massnahmen sehr gut kompensiert werden wodurch fehlerhaf­ ten Taschenfilterwirkungen und frühzeitiger Auswechslung vermieden werden. Das erfindungsgemässe Gasfilterelement ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Gasfilterelements;

Fig. 2 einen teilweisen Durchschnitt im Übergangsbereich der Verbindung zwischen Taschenfilter und Halterungsrahmen mit eingeschaumten Vorspannungsprofil und mit einem teilweisen Durchschnitt der in Betracht kommenden Teile der Matrizze;

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Filtertasche mit zugehörenden Distanzelementen und Fig. 4 zeigt eine untiefe Filtertasche die in zwei kleineren Taschen unterteilt ist.

Das Gasfilterelement 1 in der Fig. 1 zeigt 5 ähnlichen Filtertaschen 2 die üblicherweise gebildet sind von Faservliesmatten 3 die miteinander über drei Seiten verschweisst sind. Der Schweissnaht 4 verleiht an den Filtertaschen 2 eine Biegesteifigkeit sodass die hinteren Taschenfilterenden nicht wegfallen wenn der Staubgewicht zu gross wird. Ein Halterungsrahmen 5 bildet die Verbindung zwischen benachbarten Filtertaschen 2 mittels Querstege 6 und der rechteckige Halterungsrahmen 5 enthält meistens ein Versteifungsprofil im Innere (hier nicht gezeichnet) damit es in einer grösseren Stützkonstruktion aufgenommen werden kann und genügend widerstandsfähig ist. Der Halterungsrahmen 5 wird während eines Schaumvorganges aus Hartschaum hergestellt und die diesbezüglichen Filter­ taschenrändern 7 werden gleichzeitig mit verschaumt wodurch eine effektive und leckfreie Verbindung nachgestrebt wird. Eine dafür angewandte Matrizze hat jedoch den Nachteil dass die Position des Filtertaschenrandes nicht gut kontrol­ lierbar ist wodurch oft einige Leckstellen entstehen während des Ausstossens des Halterungsrahmens aus der Matrizze, oder aber es entstehen schwache Stellen im Randbereich die erst später Anlass zum Lecken geben.

In der Fig. 2 ist eine beispielshafte Ausführung eines Halterungsrahmens 8 im Durchschnitt gegeben. Das Filterelement wovon die Faservliesmatte 9 bereits über den hochstehenden untersten Matrizzenteil 10 festgezogen ist, befindet sich während des Schaumvorganges in einer Position wobei die Filtertaschen aufrecht­ stehen und der Halterungsrahmen 8 darunter liegen, wie die Fig. 2 nur schema­ tisch zeigt. Die überstehenden Seitenwände 11 und 12 sind leicht convergierend ausgeführt um ein Ausnehmen des Halterungsrahmens 8 aus der Matrizze zu erleichteren. Die Matrizze hat einen unteren Teil 13 mit der Aussparung 11-13 für den Halterungsrahmen 8 und in dieser Aussparung befinden sich auf bestimmten Abstände hinausragende Stifte 14 die dazu dienen ein Versteifungsprofil 15 darin zu positionieren. Auch im obersten Teil 16 der Matrizze befindet sich eine Zahl Stifte 17 die dieselbe Funktion haben wie die der Stiften 14. Das Versteifungs profil 15 läuft über den ganzen Umfang des Halterungsrahmens 8, nicht aber in den Querstegen, und bei den rohrförmigen Querschnitt des Versteifungsprofils 15 sind die freie Enden fest mit einander verbunden. Also entsteht ein fester rech teckiger und endloser "Ring" der derart dimensioniert wird dass der Ring in der mit gestrichelten Linien in der Fig. 2 gezeigten Position mit seiner Innen­ wandseite 18 anliegt gegen der Aussenwandseite 19 der Faservliesmatte 9. So wird bereits vor dem Schliessen der Matrizze unter eine Art Vorspannung eine richtige Position erreicht zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen des Taschen­ filters die eben zum Erreichen einer leckfreien Verbindung genau und auf der richtigen Stelle in der Matrizze gehalten werden müssen. Dies wird ermöglicht unter Anwendung eines in sich selbst geschlossenes Element, wie der "Ring" des Versteifungsprofils 15 der so gleichzeitig eine Vorspannung ausübt und demzufolge die Faservliesmatte 9 festhält und an die Wand 12 der Matrizze druckt und somit dafür Sorge trägt dass eine leckfreie haltbare Verbindung zum Stande kommt. Der "Ring" ist etwa zu betrachten als eine Art Spannvorrichtung und es ist deshalb klar dass für dieselbe Funktion jedes Element angewandt werden kann dass im Prinzip genau so zu einer guten Verbindung führt. Das Hohlprofil 15 kann also leicht ersetzt werden von einem massiven Profil oder aber kann ein Hohlprofil oder ein Massivprofil aus biegsames Material benutzt werden das nach der Erhärtung des Hartschaumes zusätzlich als Versteifungsprofil funktioniert. Bei einem Hohlprofil wie bei einem rohrförmigen Profil 15 wäre es übrigens auch möglich einen Längsschnitt anzubringen um dadurch die erwünschten federnden Eigenschaften des Profils zu vergrössern im Zusammenhang mit der radialen Andruckkräften hinsichtlich der Faservliesmatte 9.

Die nachgestrebte leckfreie Verbindung mit gleichzeitiger Verschaumung unter Zwischenbefestigung der Ränder der Faservliesmatte ist sehr kritisch, einerseits wegen den vielen Öffnungen 20 in der Matrizze. Die erfindungsgemässe Lösung zeigt jedoch dass die bisherigen Probleme mit den Leckstellen weitmöglichst vermieden sind. In der gezeigten Ausführungsform sind die Querstege nicht versteift. Selbstverständlich bleibt diese Möglichkeit auch vorgesehen und kann man eventuel rechteckige endlose "Ringe" nebeneinander positionieren oder aber kann man ein Halterungsrahmen mit Querstege versehen sodass die Vorspannung auf ähnlicher Weise ausgenutzt wird zwischen den benachbarten Filtertaschenrän­ dern.

Fig. 3 zeigt nur eine Filtertasche 21 die leckfrei in einem Halterungsrahmen 22 von Hartschaum aufgenommen ist und das versehen ist mit einem Vorspannungs­ profil 23. Ein Quersteg 24, vorzugsweise ohne Vorspannungsprofil, verbindet die gegenüberstehenden Umfangsränder des Halterungsrahmens 22 mit einander. Die keilförmig nach hinten verlaufende Filtertasche 21 ist innenseitig versehen mit tütenähnliche Distanzelennente aus dünnem Vliesfasermaterial wovon die Längs­ ränder 25 und 26 in einer Schweissnaht 27 mit dem Vliesfaserstoff der Filterta­ schenwand mitverschweisst (oder verklebt) sind. Die gegenüberliegende Seite 28 der Tüte ist ebenso mit der Taschenfilterwand verschweisst und in dem Zwischen­ bereiche 29 befinden sich also keine Verbindungsnähten die sonst unter Luftstrom­ belastung leicht zerreissen können. Etwa im Bereiche des Halterungsrahmens 22 enden die Schweissnähte in einer Abrundung 30 wodurch Rissbildung der ge­ schweisste Verbindung weitmöglichst vermieden wird. Je nach bedarf ist die Breite einer Schweissnaht z.B. 5 mm, dagegen hat die anschliessende Abrundung einen mehrfachen Umfang, kann in der Breite 1,5 bis 2 cm sein. Die Form der "Abrundung" kann auch dreieckig sein wenn nur die scharfen Kanten daran fehlen. In der Fig. 4 ist bei gleicher Grösse und Ausführung des Halterungsrahmens 22 ein Taschenfilter dargestellt mit einer geringeren Einbautiefe. Über die Höhe der Taschenfilteröffnung sind zwei Einzeltaschenfilter 31 vorgesehen. Diese sind gebildet von zwei Faservliesstoffwände die an ihren Umfangsrändern 32 miteinan­ der zu keilförmigen Filtertaschen verschweisst sind. Statt einer Benutzung von Distanzelemente wie bei der Ausführung in der Fig. 3, wird die Versteifung der beiden Teilen erreicht durch eine Schweissnaht 33 die in einer Abrundung 34 endet. Nachträglich wird die Schweissnaht 33 bis in die Abrundung 34 durchge­ schnitten Die geschweissten Ränder 32 und 33 erteilen die Einzeltaschenfilter 31 sehr viel Steifigkeit und damit wird an den Belastungsansprüche bei diesem Filtertyp weitgehend entgegengekomnnen. Ausserdem ist zu beachten dass der Breite der Schweissnähte wie z.B. 32 und 33 selbst auch einen Faktor darstellt um weiteren Belastungsansprüche zu begegnen. Diese Breite kann über 10 mm betragen.

Claims (10)

1. Gasfilterelement, bestehend aus einer Mehrzahl von keilförmigen Filtertaschen die je gebildet sind aus an ihren drei Umfangsrändern miteinander verschweissten Faservliesstoffmatten dessen restierende offenen Filtertaschenrändern möglichst leckfrei und einheitlich mit einem Halterungsrahmen, der versehen ist mit Querstege zwischen den benachbarten Filtertaschen, aus Hartschaum verschaumt sind und sich weiter im Innere dieses Halterungsrahmens ein Versteifungsprofil befindet, dadurch gekennzeichnet, dass ein in sich selbst geschlossenes Verstei­ fungs- nebst Vorspannungsprofil sich ununterbrochen rundum jede äussere Um­ fangsecke des Halterungsrahmens fortsetzt zur Bildung eines spannungsaufnahme­ fähigen Versteifungsprofilrahmens zur Aufschliessung der diesbezüglichen Filter­ taschenrändern zwischen den radialgerichteten inneren Wandteile des Hohlprofils und den, in einer zur Vertikalebene hinsichtlich des Halterungsrahmens leicht geneigten hochstehenden Matrizzenteile worüber die Filtertaschenöffnungen vor dem Anfang des Schaumvorganges festgezogen werden.

2. Gasfilterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstei­ fungsprofil aus einem rohrförmigen Hohlprofil gebildet ist.

3. Gasfilterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstei­ fungsprofil aus einem Massivprofil besteht mit elastischen Eigenschaften.

4. Gasfilterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im rohr­ förmigen Profil einen Längsschnitt vorgesehen ist und somit während des Vorspan­ nens ein selbstfederndes Anliegen gegen den diesbezüglichen Taschenfilterrändern ermöglicht wird.

5. Gasfilterelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Längs­ schlitt des Versteifungs- nebst Vorspannungsprofil im Halterungsrahmen sich an der vom Filtertasche abgekehrten Seite des Halterungsrahmen befindet.

6. Gasfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannungsprofil sich mit den eingeklemmten Taschen­ filterrändern vor dem Schaumvorgang in einem Querschnitt etwa in einer klemm­ rollartigen Position befindet zwischen der geneigten untersten Matrizzenwand und der obersten Matrizzenteil der das Vorspannungsprofil nach unten druckt.

7. Gasfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass tütenähnliche Distanzelemente die als Aussteifung einer Filtertasche vorgesehen sind, beidseitig mit den gegenseitigen Taschenwände verklebt oder verschweisst sind, derart dass die beiden Längsränder der Tüte sich nur einseitig in einer Schweissnaht befinden.

8. Gasfilterelement nach Aspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweiss­ naht im Bereich der Einströmungsöffnung der Tüte in eine breitere Abrundung endet zum besseren Halten der Tütenrändern zur Stelle der Schweissnaht.

9. Gasfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Filtertasche die sich vom Halterungsrahmen erstreckt durch teilweise Trennung unterverteilt ist in mindestens zwei unterschiedliche Teilfiltertaschen und für die gegenseitige Teilung eine breite Schweissnaht vorgesehen wird die im Bereich des Halterungsrahmen verbreitet endet und diese Schweissnaht in seiner Längsrichtung durch einen Schnitt aufgeteilt ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Gasfilterelements nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein prefabriziertes Taschenfilter, vorzugsweise aus Faservliesstoff, mit seinen Umfangsrändern mittels eines um­ fangsgeschlossenes Vorspannungsprofils in einer Matrizze bei der Verschäumung fixiert wird, wobei zuerst die offenen Taschenfilterränder mit dem Vorspannungs­ profil in enger Berührung gebracht werden und weiter das Vorspannungsprofil mit diesen Rändern insgesamt durch Verschäumung zu einem Halterungsrahmen gebil­ det werden unter gleichzeitiger Bildung von Querstege die sich zwischen benach­ barten Taschenfilter befinden derart dass eine nahezu geradlinige integrale leckfreie Übergangsverbindung zwischen dem Faservliesstoff und dem Halterungs­ rahmen bzw. Querstege entsteht.