DE7424655U - Staubfilter, insbesondere zur Verwendung als Beutelfilter für Staubsauger - Google Patents

Description

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Γ^ΡΔΙ PQ £ I ΔMPP 33 Braunschweig 495 Minden/Westf.

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5. Juni 1974

PVG Papierverarbeitungs-Gesellschaft mbH & Co. KG

4905 S ρ e η q e

Griesenbruchstr. 35

Staubfilter, insbesondere zur Verwendung als Beutelfilter für Staubsauger.

Die Erfindung betrifft einen Staubfilter, der als Beutel-, Schlauch- oder Flächenfilter vornehmlich in Verbindung mit

' haustechnipchen Geräten, wie z.B. Staubsauger, Be- und Entlüfter, Luftumwälzer etc., eingesetzt wird.

Bei der Filterentstaubung durchströmt der staubhaltige Gasstrom das den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten in der Form angepaßte Filtermaterial., Dabei sollen in dem Gasstrom enthaltene kleine Feststoffpartikelchen durch das Filtermaterial abgeschieden werden. Bekannte Staubfilter mit gutem Staubrückhaltevermögen neigen jedoch leicht dazu, frühzeitig

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zu verstopfen. Diese Verstopfungsneigung ist insbesonder bei Staubsaugerbeuteln höchst unerwünscht, da sie dazu führt, daß erst zum Teil gefüllte Filterbeutel als unbrauchbar entfernt werden müssen. |

Um die Verstopfungsneigung von Staubfiltern zu verringern, \

ist vorgeschlagen worden, Staubfilter mehrlagig auszuführen, \ d.h. einen Vorfilter und einen Nachfilter zu verwenden. Jeder Filter kann dann im Gegensatz zu einem einlagigen Staubfilter mit einer größeren Luftdurchlässigkeit ausgestattet ■

sein, so daß bei einem insgesamt gleich guten Staubrückhalte- i vermögen die Verstopfungsneigung der einzelnen Lagenfilter ver- : ringert ist. Mehrlagenfilter bestehen in der Regel aus einem leichten Faservlies als Vorfilter und Papier oder Textilgewebe als Nachfilter.

Diese bekannten Mehrlagenfilter sind jedoch in praxi nur schwer zu den gewünschten vielfältigen Formen der Beutel-, Schlauch- oder Flächenfilter insbesondere bei haustechnischen Geräten zu verarbeiten. Die einzelnen Lagen des Filters müssen als Bahnmaterial aneinandergefügt, gegen Verschieben gesichert und entsprechend der gewünschten Form geschnitten werden. Danach erfolgt ggf. das Verkleben des Materials zu gewünschten Beuteln oder Schläuchen, ein Arbeitsvorgang, der aufgrund der Mehrlagigkeit des Materials relativ aufwendig und kostenintensiv ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Staubfilter zu schaffen, dessen Verstopfungsneigung weitgehend gemindert ist und der zugleich wesentlich einfacher zu verarbeiten ist als der bekannte Mehrlagenfilter.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst:, daß der Staubfilter aus einem Trägermaterial hoher Luftdurchlässigkeit besteht und die angeströmte Oberfläche des Trägerma-

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terials mit elastischen Fasern beschichtet ist.

Zunächst sei hervorgehoben, daß die Verarbeitung des erfindungsgemäßen Staubfilters einfach und kostengünstig ist, da dieser verarbeitungstechnisch dem normalen einlagigen Filtermaterial gleicht.

Ein einlagiger Staubfilter gemäß der Erfindung besteht aus zwei Schichten, wobei die eine Schicht eine so hohe Luftdurchlässigkeit besitzt, daß sie im wesentlichen nur Trägerfunktion für die zweite Schicht besitzt und nicht mehr als eigentlicher Filter angesprochen werden kann. Die Filterfunktion wird bei dem erfindungsgemäßen Staubfilter im wesentlichen von den elastischen Fasern übernommen, die auf die angeströmte Oberfläche des Trägermaterials aufgebracht sind.

Die überraschend geringe Verstopfungsneigv,ng des erfindungsgemäßen Staubfilters bei gutem Staubrückhaltevermögen wird durch die Elastizität der Be^chichtungsfasern erzielt. Es ist bekannt, daß die Abscheidung von Stäuben aus Gasströmen in der Regel nicht durch die Siebwirkung eines Filters erreicht wird, da im allgemeinen die Maschenweite oder Porosität eines Filters im Vergleich zur abgeschiedenen Staubgröße viel zu groß ist. Die Abscheidung der Feststoffpartikelchen erfolgt vielmehr aufgrund von Massenträgheitskräften. Umströmt ein staubbeladener Gasstrom eine im allgemeinen zylindrische Faser, so können die Staubteilchen infolge ihrer Trägheit die Umlenkung nicht mitmachen. Sie prallen cuf die angeströmte Zylinderfläche und bleiben dabei daran haften. Je kleiner die Durchmesser der Fasern und je größer die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, um so besser ist der Staubabscheidegrad. Allerdings steigt bei den bekannten Staubfiltern mit zu-

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nehmender Abscheideleistung auch die Verstopfungsgefahr des Filters erheblich an.

Bei dem erfindungsgemäßen Staubfilter ist dies nicht der Fall. Zwar wird bei vergleichbarer Strömungsgeschwindigkeit des Gases und bei vergleichbarer Stärke der angeströmten Fasern eine gleich gute Staubabscheidung erzielt, doch besitzen die erfindungsgemäßen Fasern aufgrund ihrer Elastizität eine überraschend gute Selbstreinigungswirkung. Diese besteht darin, daß die elastischen Fasern bei den insbesondere in haustechnischen Geräten vorherrschenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten in Strömungsrichtung zusammengedrückt werden, so daß die während des Betriebes des Staubfilters auf den Fasern abgelagerten Staubpartikelchen, die sich relativ schnell zu einer zusammenhängenden Staubschicht verbinden und die Verstopfungsneigung verursachen, nach dem Abschalten des Gerätes durch die elastisch sich aufrichtenden Fasern teilweise wieder abgestreift und die zusammenhängende Staubschicht aufgebrochen wird. Auf diese Weise ist ein erfindungsgemäßer Staubfilter zum wiederholten Einsatz befähigt und es lassen sich z.B. bei Staubsaugerbeuteln normalen Volumens Einssatzzeiten ohne Verstopfung des Staubfilters erzielen, die eine vollständige Staubfüllung des Beutels bzw. die volle Ausnutzung dessen Fassungsvermögens zulassen.

Ein optimaler Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Staubfilters wird dann erreicht, wenn die Elastizität der auf das Trägermaterial aufgebrachten Faserschicht im wesentlichen in Strömungsrichtung gegeben ist. Diese Hauptrichtung der Elastizität läßt sich z.B. bei kurzen Fasern erreichen, die endseitig mit dem Trägermaterial verbunden und in sich gekräuselt sind. Wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Trägermaterial mit einem Gemisch aus Kunst- und Zellstoff-

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fasern beschichtet, dann ergibt sich nicht nur eine relativ preisgünstige Faserbeschichtung, sondern es läßt sich insbesondere für den Kunstfaseranteil die vorgenannte Kräuselung besonders einfach durch eine Wärmebehandlung erzielen. Abgesehen davon verbessert der Kunstfaseranteil aber auch das geünschte Elastizitätsverhalten der Faserschicht, der für besonders gelagerte Anwendungsfälle zudem ein Anteil an Glasfasern beigemischt sein kann. Die Standzeit oines erfindungsgemäßen Staubfilters mit dieser Ausrüstung ist außerordentlich hoch.

Fertigungstechnisch kann das Beschichten des Trägermaterials mit elastischen Fasern in verschiedenster Weise erfolgen. Das Fasergemisch kann z.B. auf das vorher mit einem Haftgrund versehene Trägermaterial lose aufgestreut werden oder aber es kann vorher zu einem Faservlies verarbeitet werden, mit dem dann das Trägermaterial beschichtet wird. Das Trägermaterial selbst besteht vorzugsweise aus Papier mit hoher Luftdurchlässigkeit. Ebenso zweckmäßig und für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhafter ist ein erfindungsgemäßer Staubfilter, bei dem das Trägermaterial aus einer porösen oder perforierten Kunststoffolie bestaht. Thermoplastische Folien lassen sich besonders einfach mit Fasern beschichten, da die Fasern lediglich aufgestreut und die Oberfläche der Folie leicht angeschmolzen zu werden braucht.

Nachfolgend ist ein erfindungsgemäßer Staubfilter als Beispiel dargestellt und beschrieben. Bs zeigen:

Fig. 1 im vergrößerten Maßstab Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Staubfilter als Flächenfilter

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Staubfilter in Form eines Beutelfilters für Staubsauger.

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Fig. 1 zeigt in den Ausführungsbeispielen a-d verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Staubfilter. Jeder Staubfilter besteht aus dem Trägermaterial 3 und einer elastischen Faserschicht 4,5,6 bzw. 7.

Als Trägermaterial 3 können Kunststoffolien, Textilgewebe oder Papier Anwendung finden, sofern die Materialien die gewünschte hohe Luftdurchlässigkeit besitzen. Auf dem Trägermaterial 3 ist die eigentliche Filterschicht in Form von elastischen Fasern aufgebracht. Diese Filterschicht ist mit dem Trägermaterial fest verbunden, z.B. durch Verleimen, Verschmelzen oder Verschweißen je nach Art der verwendeten Materialien.

Wesentlich ist, daß die Filterschicht aus Fasern mit einem guten Elastizitätsverhalten aufgebaut ist. Die in Fig. 1 a als Beispiel dargestellte Faserschicht 4 besteht aus kurzen Faserenden, die in sich leicht gekrümmt sind und die endseitig mit im wesentlichen rechtwinkliger Ausrichtung zur Oberfläche des Trägermaterial mit diesem verbunden sind. Der staubbeladene Gasstrom strömt den Filter gemäß Fig. la darstellungsgemäß von oben nach unten an, wobei die Fasern dem Staudruck der Strömung entsprechend elastisch nachgeben. Die auf den Fasern sich ablagernde Staubschicht wird mit zunehmender Einsatzdauer des Filters luftundurchlässiger, der Filter zeigt Verstopfungserscheinungen. Diese werden jedoch bei einem erfindungsgemäßen Filter nach Abschalten des Gasstromes wieder beseitigt, indem die Faserschicht 4 sich aufgrund ihres guten Elastizitätsverhaltens wieder aufrichtet, die zusammenhängende Staubschicht aufbricht und sich teilweise von anhängenden Staubpartikelchen befreit. Der erfindungsgemäße Filter ist erneut einsatzbereit.

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Fig. Ib zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters mit einer Faserschicht 5, die aus in sich spiralförmig gekräuselten Fasern besteht. Das Elastizitätsverhalten einer derartigen Faserschicht ist insbesondere senkrecht zur Oberfläche des Trägermaterials 3 sehr gut. Die Kräuselung der Fasern kann z.B. durch eine Wärmebehandlung erfolgen, die gewünschte Ausrichtung der kurzen Faserenden im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Trägermaterials kann in einfacher Weise z.B. durch ein elektrisches Feld erfolgen, das das Trägermaterial mit den zunächst lose aufgestreuten Fasern vor dem abschließenden Verbinden der Faserenden mit dem Trägermaterial durchläuft.

Die Figuren Ic und Id zeigen Faserschichten 6 bzw. 7, die im wesentlichen aus gestreckten Fasern aufgebaut sind, wobei die Fasern gegen die Oberfläche des Trägermaterials einseitig oder beidseitig gekreuzt eine gewisse Neigung besitzen. Damit diese Fasern die gewünschte Aufrichtwirkung und damit die gewünschte Elastizität besitzen, ist es zweckmäßig, ein Gemisch aus Kunst- und Zellstoffasern zu verwenden, dem auch ein Anteil Glasfasern beigegeben sein kann. Solche Filter zeigen ein gutes Staubrückhaltevermögen und hohe Standzeiten und sind deshalb besonders für den industriellen Einsatz geeignet.

Fig. 2 zeigt ein Anwendungebeispiel eines erfindungsgemäßen Staubfilters im haustechnischen Bereich und zwar als Beutelfilter für Staubsauger. Diese Beutelfilter werden aus einem zunächst als Flächenmaterial vorliegenden Staubfilter gefaltet und zusammengeklebt. Stirnseitig besitzen sie eine Verstärkung 8 aus Hartpappe o.a., in die eine Öffnung 9 eingestanzt ist, die zum Aufstecken des Beutelfilters 10 auf

den Luftansaugstutzen eines Staubsaugers dient.

Es liegt auf der Hand, daß die gewünschte Beutelform und die dafür erforderliche Faltung und Klebung fertigungstechnisch nicht einfach zu beherrschen ist, insbesondere dann, wenn der Beutelfilter in bekannter Weise zur Erzielung einer verminderten Verstopfungsneigung bei gutem Staubrückhaltevermögen aus mehreren Lagen Filtermaterial bestehen muß. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Staubfilters entfallen diese Schwierigkeiten, da dieser verarbeitungstechnisch dem normalen einlagigen Filtermaterial gleicht.

Claims (7)

Ansprüche

1. Staubfilter, insbesondere zur Verwendung als Beutelfilter für Staubsauger, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Trägermaterial (3) hoher Luftdurchlässigkeit besteht und die angeströmte Oberfläche des Trägermaterials mit elastischen Fasern (4,5,6 bzw. 7) beschichtet ist.

2. Staubfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität der Faserschicht (4,5,6 bzw. 7) im wesentlichen in Strömungsrichtung gegeben ist.

3. Staubfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (3) mit einem Gemisch aus Kunst- und Zellstoffasern beschichtet ist.

4. Staubfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasergemisch einen Anteil Glasfasern enthält.

5. Staubfilter nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet. daß das Trägermaterial (3) mit einem elastischen Faservlies beschichtet ist.

6. Staubfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (3) aus Papier besteht.

7. Staubfilter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet. daß das Trägermaterial (3) aus einer porösen oder perforierten Kunststoffolie besteht.

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