DE4321294A1 - Kerzenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kerzenfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung und ein Verfahren zur Entsorgung eines derartigen Kerzenfilters.

Kerzenfilter werden zum Filtrieren von verunreinigten Luftströmen oder von Flüssigkeiten verwendet. Aus der Praxis ist ein Kerzenfilter bekannt, der als Lack­ filterpatrone ausgebildet ist und zylindrische Form aufweist. In der Mitte der Lackfilterpatrone ist ein aus einem gelochten Blech durch Nieten gebildetes zylindrisches Stützrohr angeordnet. Konzentrisch um das Stützrohr ist ein als Filterbalg ausgebildetes Filter­ papier derart angeordnet, daß die Faltlinien in Achs­ richtung des Zylinders verlaufen. An dem Stützrohr sind beidendig koaxial kreisförmige Abdeckplatten aus Metallblech angebracht, deren äußerer Rand umgebördelt ist und die der dem Stützrohr abgewandten Faltlinien des Filterpapiers umgreifen. Die Abdeckplatten weisen in ihrer Mitte eine Öffnung auf, deren Rand ebenfalls umgebördelt und in das Stützrohr eingeführt ist. Zwischen den Umbördelungen ist ein Verklebeschaum eingelassen, der das Filterpapier mit der metallischen Abdeckplatte verklebt. Auf der dem Filterpapier ab­ gewandten Seite der Abdeckplatten ist jeweils noch eine manschettenartige Dichtung aus Polyurethan aufgeklebt, die den Austritt von Flüssigkeit beim Anschluß der Lackfilterpatrone verhindert. Die Herstellung eines derartigen Kerzenfilters ist aufwendig, da das Stützrohr erst durch Rundbiegen und Nieten eines Bleches hergestellt werden muß. Es ist ferner erforder­ lich, Filterpapier und Stützrohr mit den Abdeckplatten zu verkleben, wodurch es leicht zu Verwerfungen in dem Filtermedium kommt. Schließlich ist für die Verbindung der Polyurethanschaum-Dichtung mit der metallischen Abdeckplatte ein spezieller Kleber notwendig. Aufgrund gesetzlicher Auflagen ist die Entsorgung derartiger Kerzenfilter besonders problematisch. Wegen des großen Volumens der Kerzenfilter verursacht eine Deponielage­ rung kontaminierter Kerzenfilter hohe Kosten. Anderer­ seits läßt sich der Kerzenfilter nicht ohne weiteres verbrennen, weil nicht alle seine Komponenten bei den in Müllverbrennungsanlagen herrschenden Temperaturen verbrennen. Vor der Entsorgung des Kerzenfilters muß der Filterkuchen entfernt werden, was einen hohen Aufwand erfordert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kerzenfilter zu schaffen, der einfach herzustellen ist und kosten­ günstig entsorgt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kerzenfilters gemäß Anspruch 1 bzw. mit den Merkmalen des Verfahrens gemäß Anspruch 8 bzw. 9 gelöst.

Der erfindungsgemäße Kerzenfilter weist ein hohlzy­ lindrisches Stützrohr auf, das aus einem recyclefähigen bzw. einem wiederverwertbaren Kunststoff, vorzugsweise Polyethylen, naht los gebildet ist und mit dem die Abdeckplatten vorzugsweise durch Materialverschmelzung bleibend verbunden sind. Für die Wiederverwertung oder das schadstoffarme Verbrennen des Stützrohrs eignen sich bestimmte thermoplastische Kunststoffe, wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen, die zur Gruppe der nicht halogemisierten Polymerisate gehören. Das Stützrohr- Material kann nach dem Zerlegen des gebrauchten Kerzen­ filters z. B. granuliert und als Sekundärrohstoff in den Wertstoff-Kreislauf zurückgeführt werden. Wird Stütz­ rohr verbrannt, bilden sich Wasser und Kohlendioxid. Schädliche Gase und Dämpfe entstehen nicht.

Vorteilhafterweise sind die Abdeckplatten aus Poly­ urethan gebildet. Nach den geltenden Vorschriften kann Polyurethan im ausgehärteten Zustand in Hausmüllver­ brennungsanlagen oder Hausmülldeponien entsorgt werden. Eine teure Spezialmüllendlagerung entfällt.

An der dem Filtermedium abgewandten Fläche der Abdeck­ platte kann eine manschettenartige Dichtung aus Poly­ urethanschaum aufgeklebt sein. Es ist aber auch mög­ lich, den um die Öffnung der Abdeckplatte umlaufenden kreisförmigen Bereich nach außen hin gewölbt aus zu­ bilden bzw. ihm eine Balligkeit zu geben. Dadurch kann der Kerzenfilter als Filterpatrone direkt (ohne se­ parate Dichtungen) zwischen zwei Rohrleitungen einge­ setzt werden, wobei die Ansatzstücke der Leitungen zwischen der Öffnung und dem Scheitel des gewölbten Umlaufbereichs drückend anliegen und einen flüssig­ keits- oder gasdurchtrittsicheren Anschluß bilden.

Der Filterbalg kann aus mit Acrylharz verstärktem Papier (NC-Papier) bestehen. Ein solcher Filterbalg härtet bereits bei Raumtemperatur aus und verbrennt bei Temperaturen von ca. 800°C umweltfreundlich. Alterna­ tiv kann der Filterbalg auch mit Phenolharz verstärkt sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Kerzenfiltern benötigt wenige Verfahrensschritte und kann mit einfachen Hilfsmitteln durchgeführt werden. Der endlose Filterbalg wird an den Innen- oder an den Außenumfang eines Stützrohrs gleicher Länge angelegt. Die beiden Enden des von Filterbalg und Stützrohr gebildeten Körpers werden in Vergußformen angeordnet, die die negative Form der aufzubringenden Abdeckplatten aufweisen. Die Abdeckplatten können einander gleich ausgebildet sein. Filterbalg und Stützrohr werden in Bezug auf die jeweilige Vergußform positioniert und festgehalten. Die Vergußformen werden mit einem an Luft aushärtendem vergießbaren Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan, gefüllt. Nach Aushärtung in der Negativ­ form sind die Abdeckplatten mit Stützrohr und Falten­ balg fest verbunden. Eine separate Klebemasse zum Verkleben der Abdeckplatten auf Filterbalg und Stütz­ rohr ist nicht erforderlich.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es insbe­ sondere, Kerzenfilter mit den nach außen hin gewölbten umlaufenden Bereichen der Abdeckplatten herzustellen, so daß eine beim weiteren Verfahrens schritt auf­ zuklebende Dichtung nicht erforderlich ist. Bei gleich­ zeitigem Vergießen beider Abdeckplatten entsteht ein Kerzenfilter, der unabhängig von kleinen Toleranz­ schwankungen seiner Ausgangsbestandteile exakt dimensioniert ist. Die so hergestellte Filter­ patrone kann paßgenau eingesetzt werden.

Ferner ermöglicht der Kerzenfilter eine einfache Ent­ sorgung. Wenn der Kerzenfilter verschmutzt ist, werden die Abdeckplatten z. B. durch Sägen von Stützrohr und Abdeckplatte getrennt. Der Filterbalg kann dann von dem Stützrohr abgezogen werden. Der Filterkuchen kann von dem abgezogenen Filterbalg leicht entfernt werden, da dieser nicht mehr starr in Sternform gehalten ist. Der Innenbereich des Filterbalges ist im abgezogenen Zu­ stand besser zugänglich und erleichtert ein Gegen­ blasen. Das Filtermedium kann nach Entfernen des anhaftenden Filterkuchens im Hausmüll deponiert oder verbrannt werden. Das Stützrohr kann ggf. nach einer Reinigung im Ultraschallbad wiederverwertet werden, indem es zum Beispiel zu Granulat zerkleinert wird, daß zur Herstellung von neuen Stützrohren benutzt wird. Insgesamt ergibt sich eine deutliche Reduktion des Müllvolumens.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen als Lackfilter­ patrone ausgebildeten Kerzenfilter,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Lackfilterpatrone aus Fig. 1 entlang der Linie II-II,

Fig. 3 eine Lackfilterpatrone mit umlaufender balliger Wölbung der Abdeckplatte,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Abdeckplatte der Lack­ filterpatrone aus Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 3.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Lackfilterpatrone 10 dar­ gestellt, die im wesentlich zylindrische Form aufweist. Die Lackfilterpatrone 10 weist ein Innen-Stützrohr 12 auf, das aus Polyethylen gebildet ist und die Gestalt eines nahtlosen Gitterrohrs aufweist. Die an den Kreuzungen der das Gitter bildenden Stäbe gebildeten Gitterknoten sind zur Versteifung als räumliche Ver­ dickungen ausgebildet. Um den Außenmantel des In­ nenstützrohrs 12 herum ist ein in längs laufende Falten gelegtes, endloses Filterpapier 14 angeordnet, das das Stützrohr 12 sternförmig vollständig umgibt. Die Falt­ linien des Filterpapiers 14 verlaufen in Richtung des Stützrohrs 12 und liegen abwechselnd unmittelbar am Stützrohr 12 und am Umfang der Filterpatrone 10. Der aus dem Filterpapier 14 gebildete Filterbalg hat die gleiche Höhe wie das Stützrohr 12. Bei dem Filterpapier 14 handelt es sich um phenolharzfreies Papier, durch das Partikel größer als 10 µm nicht durchtreten können.

Die Lackfilterpatrone 10 ist an den beiden Enden mit einer Abdeckplatte 16 verschlossen, die aus Polyurethan besteht. In der Mitte hat die Platte 16 eine Öffnung 18, die zum Durchtritt eines zu filtrierenden bzw. eines filtrierten Mediums dient. Die Öffnung 18 hat einen geringfügig kleineren Durchmesser als der In­ nendurchmesser des Stützrohrs 12. Die Durchmesser­ differenz wird durch ein an einstückig mit der Ab­ deckplatte 16 ausgebildeten und von dieser ausgehenden Anschlußrand 20 gebildet. Das Stützrohr 12 ist mit den Abdeckplatten 16 durch Materialverschmelzung fest verbunden, wobei der Rand des Stützrohrs 12 in die Ab­ deckplatte 16 durch Umgießen eingebettet ist. Auch das Filterpapier 14 ist an jedem Ende mit dem Polyurethan der Abdeckplatte 16 umgossen. Dadurch werden die zwischen den Faltlinien des Filterbalgs verlaufenden Bahnen straff und gerade gehalten. Dies bewirkt eine gleichmäßigere Filtration, bei der die gesamte Filteroberfläche durchströmt wird, und dadurch eine Erhöhung der Standzeit. Die Filterpatrone 10 hält einem Berstdruck von mehr als 3 bar stand.

Auf den dem Stützrohr 12 abgewandten Flächen der Ab­ deckplatten 16 ist jeweils eine Polyurethan-Schaum- Dichtung 22 aufgeklebt, deren Öffnung 24 fast den gleichen Durchmesser aufweist wie die Öffnung 18 der Abdeckplatte 16. Die Dichtung 22 kann auf ein Drittel bis ein Viertel ihrer Dicke zusammengedrückt werden und eignet sich daher gut, um die Patrone dicht an an­ grenzende Rohrleitungen anzuschließen und um sie wieder herauszunehmen.

Der Kerzenfilter läßt sich zum Filtern von Lacken, Lösungsmitteln und dergl. einsetzen. Die Filterpatrone wird z. B. in einem Lösungsmittelbad zwischen zwei Ab­ flußleitungen eingespannt, wobei verunreinigtes Lösungsmittel radial durch den Filterbalg unter Abscheidung von Verunreinigungen in die Abflußleitungen gepumpt wird. Die Verunreinigungen setzen sich als Filterkuchen auf der Außenseite des Filterbalges 14 ab.

In den Fig. 3-5 ist eine andere Lackfilterpatrone 110 dargestellt, bei der der Filterbalg 14 konzentrisch im Innern eines Umfangsstützrohrs 12 angeordnet ist. Der Filterbalg besteht aus phenolharzfreiem Filterpapier. Die äußeren Faltlinien des Filterpapiers liegen an dem Stützrohr 12 an. Das Stützrohr 12 und das Filterpapier 14 sind beidendig von Abdeckplatten 16 begrenzt, die jeweils eine zentrale Öffnung 18 aufweisen. Die Ab­ deckplatten 16 bestehen aus einer an Luft ausgehärteten Polyurethanvergußmasse. Die Öffnung 18 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Filterpapiers 14. Die dem Stützrohr 12 abgewandte Außenfläche der Ab­ deckplatte ist als balliger Ring ausgebildet, d. h. die Stirnwand der Abdeckplatte 16 ist zwischen der Öffnung 18 und dem Rand 24 der Abdeckplatte 16 nach außen ge­ wölbt, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Scheitel 26 der Wölbung erhebt sich nur geringfügig (ca. 0,3 mm) über das Niveau von Öffnung 18 und Umfang 24. Zwischen Scheitel 26 und Öffnung 18 wird im eingebauten Zustand später das Endstück einer Zu- oder Abführleitung des zu filternden Mediums angesetzt, wobei die Filterpatrone zwischen zwei solchen Leitungen pressend gehalten ist. Das Polyurethan, aus dem die Abdeckplatten 16 bestehen, ist nachgiebig genug, um eine dichte Verbindung mit der angrenzenden Rohrleitung zu bilden. Das aus Kunststoff bestehende Stützrohr hat einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, so daß auf zusätzliche elastische Dichtungen 22, wie sie bei dem Ausführungs­ beispiel aus Fig. 1 benutzt werden, verzichtet werden kann.

Die beschriebenen Lackfilterpatronen 10,110 lassen sich leicht entsorgen. Die Abdeckplatten 16 werden von dem Stützrohr 12 und dem Filterpapier 14 abgetrennt, und können - ggf. nach Reinigung - im Hausmüll deponiert oder verbrannt werden. Das Stützrohr 12 wird aus der Filterpapierhülse herausgezogen. Das Filterpapier 14 kann, nachdem es von dem an ihm haftenden Filterkuchen gereinigt wurde, im Hausmüll verbrannt oder platz­ sparend zusammengelegt deponiert werden. Dieses Ver­ fahren zur Entsorgung ermöglicht eine weitgehende Auf­ trennung der Komponenten der Filterpatrone nach Mate­ rialien, und ermöglicht die spezifische Weiterbehand­ lung dieser Materialien.

Claims (9)

1. Kerzenfilter mit einem hohlzylindrischen Stützrohr (12) mit durchlässiger Umfangswand, an dessen beiden Enden Abdeckplatten (16) angebracht sind, von deren mindestens eine eine Öffnung (18) auf­ weist, und mit einem vom Stützrohr (12) abge­ stützten koaxial zu diesem angeordneten Filterbalg (14), der zwischen den Abdeckplatten (16) eingefaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr nahtlos aus einem recyclefähigen oder schadstoffarm verbrennbaren Kunststoff geformt ist.

2. Kerzenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stützrohr (12) eine Gitter­ struktur aufweist.

3. Kerzenfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abdeckplatten (16) aus Poly­ urethan gebildet sind.

4. Kerzenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß um die Öffnung (18) der Abdeckplatte (16) ein nach außen gewölbter Ring­ bereich ausgebildet ist.

5. Kerzenfilter nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ringbereich balligen Querschnitt hat.

6. Kerzenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Anschlußdichtung (22) aus Polyurethan vorgesehen ist, die auf der dem Stützrohr (12) abgewandten Seite der offenen Abdeckplatte (16) angeordnet ist.

7. Kerzenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Filterbalg (14) aus mit Acrylharz verstärktem Papier besteht.

8. Verfahren zur Herstellung von Kerzenfiltern (10, 110), welche zwischen zwei Abdeckplatten (16), einen Filterbalg (14) und ein hierzu koaxiales Stützrohr (12) aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) konzentrisches Anordnen des Filterbalgs (14) und des Stützrohrs (12),
• b) Anordnen der Enden des Filterbalgs (14) und des Stützrohrs (12) in Vergußformen, die die nega­ tive Form der Abdeckplatten (16) aufweisen,
• c) Füllen der Vergußformen mit einem aushärtenden vergießbaren Kunststoff, wobei die Enden von Stützrohr (12) und Filterbalg (14) in den Kunststoffesthaltend eingebettet werden.

9. Verfahren zur Entsorgung von Kerzenfiltern (10, 110) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekenn­ zeichnet durch folgende Schritte:

• a) Abtrennen der Abdeckplatten (16) von dem Stütz­ rohr (12) bei gleichzeitigem Durchtrennen des Filterbalgs (14),
• b) Abziehen des Filterbalgs (14) von dem Stützrohr (12)
• c) Reinigen des Filterbalgs (14) von einem Filter­ kuchen.