DE4128062C2 - Gefältelter, mit Faltenabstandshalterungen versehener flexibler Filterwerkstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gefältelten, mit Faltenabstandshalterungen versehenen Filterwerkstoff mit den im Ober­ begriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE-AS 21 38 412 ist ein ähnlicher Filterwerkstoff be­ kannt, der in einem Schwebstoff-Filter zur Luft- und Gasrei­ nigung dient. Zur gleichmäßigen Faltenbeabstandung sind dort Abstandsstreifen beidseitig des Filterwerkstoffs aus haftfähigem Material in einer Höhe, die dem halben Faltenab­ stand entspricht, in einer wäßrigen, pastenförmigen Kon­ sistenz besitzenden Kunstharz-Dispersion aufgebracht und zu steifen Stegen ohne Trennungslinie zusammengeschmolzen, so daß ein in sich starres, unlösbar auf genau definiertem Ab­ stand der Falten gehaltenes Filterpack entsteht. Nachteilig hieran ist, daß - abgesehen von der aufwendigen Herstellung - ein derart starrer Filterwerkstoff nur noch für den jeweils vorbestimmten Zweck verwendbar ist, da er nach der Herstel­ lung nicht mehr an andere Verwendungszwecke, z. B. durch Ver­ änderung der Faltenteilung, angepaßt werden kann. Außerdem ist er wegen der über die volle Höhe der Falten durch die beid­ seitigen Abstandsstreifen gleichmäßig eng voneinander beab­ standeten, fest gefügten Falten nur schwer von den herausge­ filterten Schwebstoffteilchen, die die schmalen Zwischenräume zwischen den Falten schnell zusetzen, abzureinigen, so daß die Abreinigung in kurzen Zeitabständen erfolgen müßte, wenn sie etwas bewirken soll. Dies wiederum wirkt sich ungünstig auf die Betriebskosten eines mit einem solchen Filterwerk­ stoff ausgerüsteten Filters aus. Darüberhinaus hat ein sol­ cher Filterwerkstoff ein ungünstiges Druckverlustverhalten, da der Druckverlust mit der Höhe der Falten des Filterwerk­ stoffs zunimmt.

Aus der DE-AS 22 27 378 ist bekannt, zur Beabstandung der radial nach außen abstehenden Falten eines zu einem Zylinder geformten Faltenfilterelements einen flexibel verformbaren und der Zylinderform des Faltenfilterelements anpaßbaren Trä­ ger mit Durchtrittsöffnungen für ein zu filterndes Medium und mit von der Trägeraußenseite nach außen abstehenden Rei­ hen von Fingern zu verwenden, die in die Falten des Falten­ filterelements eingreifen und diese gespreizt halten. Nach­ teilig ist hier, daß die Faltenteilung nicht nachträglich veränderbar, sondern durch den Fingerträger fest vorgegeben ist. Im übrigen müßten für verschiedene Filterelement-Durch­ messer entsprechende Fingerträger bereitgehalten werden.

Aus DE-PS 11 21 438 ist es ferner bekannt, bei einem Filter­ werkstoff nach der eingangs abgehandelten DE-AS 21 38 412 die fest über die gesamte Länge des zu fältelnden Bahnenmateri­ als streifenförmig aufgebrachten Faltenabstandshalterungen gegebenenfalls auch nur auf einer Seite des Bahnenmaterials vorzusehen.

Von einer Filterbahnmaterial nach dem zuletzt genannten Do­ kument ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, einen gefältelten, mit Faltenabstandshalterungen versehenen, flexiblen Filter­ werkstoff, insbesondere zur Gasreinigung, zu schaffen, bei dem die Faltenabstandshalterungen einerseits bei der Montage dieses Filterwerkstoffs auf einem sowohl ebenen als auch zylindrischen Stützkörper unterschiedlichen Durchmessers zur Herstellung eines entsprechenden Faltenfilterelements zu sehr gleichmäßigen Faltenabständen führen und gleichzeitig zur Beabstandung der Faltenflächen auf der vorgesehenen Reinseite des Filterwerkstoffs dienen und andererseits beim Betrieb eines Filters mit einem solchen Faltenfilterelement sowohl zu einer Leistungssteigerung durch geringeren Druckverlust als auch zu einer Standzeitverlängerung durch verbesserte Abrei­ nigung führen.

Die Erfindung löst dieses Problem mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Dadurch, daß die Faltenabstandshalterungen aus einem eigen­ ständig dauerhaft fältelbaren, flexiblen Werkstoff bestehen, können sie vorteilhaft unabhängig vom Filterwerkstoff und seiner durch Faltenform, Faltenhöhe und Faltenteilung gepräg­ ten Faltung unmittelbar selbst in eine der Faltung des Fil­ terwerkstoffs zwar nach Faltenform und Faltenteilung, nicht aber gleichzeitig auch unbedingt der Faltenhöhe entsprechen­ den Faltung gebracht werden. Mit dieser Unabhängigkeit der Faltenhöhe der gefältelten Faltenabstandshalterungen von der des gefältelten Filterwerkstoffs, die somit also gerade auch niedriger ausgebildet werden kann, ist eine wesentliche Vor­ aussetzung für die Herstellung von Faltenfilterelementen, insbesondere zur Gasreinigung, in verschiedenen Bauausführun­ gen für unterschiedliche Anforderungen aus nur einem, auf eine einzige Art und Weise gefältelten Filterwerkstoff er­ füllt, da dieses variable Ausgestaltungsmerkmal der Falten­ abstandshalterungen mit dazu beiträgt, die Faltenausgestal­ tung und damit eine Faltentaschenbildung sowie die Faltentei­ lung dieses einen Filterwerkstoffs an die unterschiedlichen Anforderungen bei der Konfektionierung der Stützkörper mit dem gefältelten Filterwerkstoff flexibel anzupassen.

Dadurch, daß die mit einer niedrigeren Faltenhöhe als der ge­ fältelte Filterwerkstoff gefältelten Faltenabstandshalterun­ gen mit diesem auf dessen vorgesehener Reinseite an den ge­ meinsamen Kontaktflächen dauerhaft verbunden sind, erfährt der Filterwerkstoff an diesen Verbindungsflächen eine erheb­ liche Materialverstärkung, die zu einer Aussteifung der Filterwerkstoff-Falten in diesen Bereichen, also von den Faltenfüßen bis zur Scheitelhöhe der Faltenabstandshalterun­ gen, führt. Diese Aussteifung wiederum, deren Ausmaß bzgl. der gesamten Filterwerkstoff-Faltentiefe noch durch die Abstände der parallel zueinander angeordneten Faltenabstands­ halterungen voneinander dahingehend beeinflußbar ist, daß sie sich durch engere Abstände erhöhen läßt, verstärkt den jedem gefältelten, flexiblen Filterwerkstoff, wie z. B. Kunstfaser­ vlies oder Cellulosepapier, innewohnenden Federeffekt, der z. B. einer Fältelungsänderung, wie z. B. durch eine Falten­ teilungsänderung, einen Widerstand entgegensetzt. Somit ist hier die Fältelung durch die Aussteifung besonders gegen Änderungen stabil, was sich andererseits auch in sehr gleich­ mäßigen Faltenabständen des gefältelten Filterwerkstoffs äußert und was für eine hohe Filtrations-Leistungsfähigkeit von besonderer Bedeutung ist. Hervorzuheben ist, daß die sehr gleichmaßigen Faltenabstände durch eine Aussteifung erzielt werden die nicht die gesamte Fläche der Filterwerkstoff-Falten erfaßt, sondern den Bereich vom Scheitel der Falten­ abstandshalterungen bis zum Scheitel der Filterwerkstoff-Fakten ausspart, so daß die Falten in diesem Bereich ihre, z. B. für eine gute Abreinigung erforderliche, Elastizität beibehalten.

Dadurch, daß die Faltenabstandshalterungen auf der vorgesehe­ nen Reinseite des gefältelten Filterwerkstoffs mit diesem dauerhaft verbunden sind und sich nicht bis in dessen Falten­ scheitel erstrecken, erfahren die Schenkel der Filterwerk­ stoff-Falten auf der vorgesehenen Reinseite eine wichtige Flächenabstützung, die wegen des engen Bogens des U-förmigen Krümmungsverlaufs des Scheitels der Faltenabstandshalterungen besonders stabil ist und deswegen unter allen Druckbeauf­ schlagungen der Schenkel-Rohseiten wenigstens die doppelte Materialstärke der Faltenabstandshalterungen als Schenkel­ flächenabstand garantiert. Dies erhöht ebenfalls die Filtra­ tions-Leistungsfähigkeit des gefältelten Filterwerkstoffs, weil sonst mögliche Druckverluste im Filterkreislauf auf diese Weise vermieden werden können, ja es werden dadurch sehr hohe Filterwerkstoff-Falten möglich, ohne daß dies die Betriebssicherheit eines entsprechenden Faltenfilterelements gefährden würde.

Dadurch, daß die Faltenabstandshalterungen dauerhaft mit dem gefältelten Filterwerkstoff verbunden sind und einen einheit­ lich hohen, besonders stabilen Scheitel haben, bleiben die sehr gleichmäßigen Abstände der Filterwerkstoff-Falten auch dann erhalten, wenn der gefältelte Filterwerkstoff quer zur Längserstreckung seiner Falten auseinandergezogen wird, da die hierbei auftretenden Zugkräfte über die Faltenab­ standshalterungen in den Filterwerkstoff eingeleitet werden können, ohne diesen zu beschädigen, und dieser wiederum sie an die nächste, mit ihm verbundene Faltenabstandshalterung weiterleiten kann.

Daneben führt die Aussteifung der Filterwerkstoff-Falten unterhalb der Scheitelhöhe der Faltenabstandshalterungen zur Ausbildung einer Art Drehachse in Höhe diesem Scheitel ent­ lang der gesamten Faltentiefe, um die die ausgesteiften unte­ ren Faltenbereiche wegen der Flexibilität des Filterwerk­ stoffs und der Faltenabstandshalterungen in den unverbundenen oberen Faltenbereichen bzw. Scheitelbereichen der Faltenab­ standshalterungen beim Auseinanderziehen des Filterwerkstoffs quer zur Längserstreckung seiner Falten seitwärts in Zug­ richtung gleichmäßig im Sinne eines Auslenkens nachgeben können. Dies führt zu einer spärischen Verformung der Filter­ werkstoff-Faltenflächen unterhalb dieser Drehachse, wegen der stabilen Scheitel der Faltenabstandshalterungen jedoch nicht im Bereich oberhalb dieser Drehachse, wodurch rohseitig im Querschnitt in etwa V-förmig zu den Faltenfüßen hin sich ver­ jüngende Filtertaschen ausbilden, welche für bestimmte Fil­ trationszwecke optimale Öffnungsmaße zur erleichterten voll­ ständigen Staubausreinigung annehmen können, wenn die hierfür jeweils notwendigen Zugkräfte bei der Anordnung des Filter­ werkstoffs auf einem Stützkörper aufgebracht werden
Insbesondere können durch diese Folge der dauerhaften Verbin­ dung von Filterwerkstoff und Faltenabstandshalterungen mit einem derartigen Filterwerkstoff durch dessen mehr oder weni­ ger starkes Auseinanderziehen bei seiner Montage auf einem insbesondere auch zylindrischen Stützkörper die im Hinblick auf Faltenteilung und Filtertaschenausbildung unterschied­ lichsten Faltenfilterelemente für entsprechende Anwendungs­ zwecke, auch bei gleicher Bauart, hergestellt werden.

Die vorteilhafte Filtertaschenausbildung beim Auseinander­ ziehen des gefältelten, mit Faltenabstandshalterungen verse­ henen Filterwerkstoffs auf der Falten-Rohseite hat auch einen günstigen Effekt auf der Falten-Reinseite: hier erweitern sich die Falten progressiv zu den Faltenfüßen hin, was einem Druckverlust bei sehr hohen Falten entgegenwirkt.

Dadurch, daß die Faltenabstandshalterungen in Streifenform quer zur Längserstreckung der Falten des gefältelten Filter­ werkstoffs an diesen in Abständen voneinander und parallel zueinander angeordnet sind, sind sie in unterschiedlichen Ausgestaltungen verwendbar, zusätzlich zu der Möglichkeit, sie in unterschiedlichen Werkstoffen auszuführen, wodurch auch noch auf das Ausmaß ihrer aussteifenden Wirkung auf die Falten des Filterwerkstoffs Einfluß genommen werden kann.

Vorzugsweise bestehen die Faltenabstandshalterungen wegen eines einheitlichen Materialverhaltens aus demselben Material wie der Filterwerkstoff, was auch fertigungsmäßig günstig ist.

Vorzugsweise werden die Faltenabstandshalterungen mit dem ge­ fältelten Filterwerkstoff verklebt, was in bezug auf übliche Filterwerkstoffe wie Kunstfaservlies oder Cellulosepapier eine besonders geeignete und bewährte, einfach handzuhabende, preiswerte Verbindungstechnik ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben.

Bei dem in der Zeichnung im Querschnitt dargestellten Gegen­ stand handelt es sich um ein sogenanntes sterngefaltetes Filterelement mit gleichmäßiger Faltenverteilung und Ab­ standshalterungen.

Das sterngefaltete Filterelement 1 besteht aus einem zylin­ drischen Lochblechmantel-Stützkörper 2, um den der gefältelte Filterwerkstoff 3 mit sternförmig, d. h. radial nach außen ab­ stehenden Falten 4 angeordnet ist. In den Falten 4, d. h. auf der Reinseite des Filterwerkstoffs 3, ist eine - streifenför­ mige - , wie der Filterwerkstoff 3 ursprünglich gefältelte Faltenabstandshalterung 5 eingelegt und an den gemeinsamen Kontaktflächen mit dem Filterwerkstoff 3 mit diesem verklebt. Dadurch und weil die Höhe des Scheitels 6 der Faltenabstands­ halterung 5 weniger als die Hälfte der Höhe der Falten 4 be­ trägt, verlaufen die Schenkel 7 der Falten 4 vom Scheitel der Falten 4 bis zum Scheitel 6 der Faltenabstandshalterung 5 nahezu parallel zueinander und erfahren die Schenkelflächen der Falten 4 durch die enge, U-förmige Krümmung des Scheitels 6 der Faltenabstandshalterung 5 eine stabile Flächenabstüt­ zung, die zu einem sehr gleichmäßigen Abstand der Falten 4 voneinander führt.

Durch die Anordnung des gefältelten, mit Faltenabstandshalte­ rungen wie 5 versehenen Filterwerkstoffs 3 um den zylindri­ schen Lochblechmantel-Stützkörper 2 und der hierbei erfolgten geringfügigen Auseinanderziehung des Filterwerkstoffs 3 quer zur Längserstreckung seiner Falten 4 sind auf seiner Rohseite im Querschnitt in etwa V-förmig zu den Füßen 8 der Falten 4 hin sich verjüngende Filtertaschen 9 entstanden, die in den Falten 4, d. h. auf der Reinseite des Filterwerkstoffs 3, zu einer entsprechenden progressiven Erweiterung zu deren Füßen 8 hin führen.

Claims (3)

1. Gefältelter, mit Faltenabstandshalterungen versehener, flexibler bahnenförmiger Filterwerkstoff, insbesondere zur Gasreinigung, wobei die Faltenabstandshalterungen in Streifenform auf der vorgesehenen Reinseite des Fil­ terwerkstoffs quer zur Längserstreckung der Falten des Filterwerkstoffs an diesen in Abständen voneinander und parallel zueinander in einer dem Filterwerkstoff ent­ sprechenden Fältelung angeordnet und über ihre gesamte Faltenhöhe dauerhaft mit dem Filterwerkstoff verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenabstandshalterungen (5) aus einem eigen­ ständig dauerhaft fältelbaren, flexiblen Werkstoff be­ stehen und gegenüber dem Filterwerkstoff (3) eine nied­ rigere Faltenhöhe aufweisen.

2. Filterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenabstandshalterungen (5) aus demselben Material bestehen wie der Filterwerkstoff (3).

3. Filterwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterwerkstoff (3) an den gemeinsamen Kontaktflächen mit den Faltenabstandshalterungen (5) mit diesen verklebt ist.