DED0019582MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 18. Januar 1955 Bekanntgemacht am 22. November 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

I 33BSiUi ÜtaitiäiföEi VÜiü 3

auf einen Filter-Luftfiltern

Die Erfindung bezieht sich
körper für Einsatzrahmen von
Abscheiden feinster Stäube.

Derartige Filterkörper zum Abscheiden feinster Stäube sind vielfach als Taschenfilter ausgebildet, um eine möglichst große Filterfläche in einem relativ geringen Volumen und einer möglichst geringen Stirnfläche zu erhalten. Für diese Zwecke sind bisher Filter vorgeschlagen worden, bei denen in der Regel Papier als Filterstoff verwendet wird, das als Bahn zickzackförmig über eine besondere Aufnahme- oder Stützvorrichtung gefaltet und mit dieser als Filterkörper in einem Rahmen gefaßt und befestigt wi-rd. Solche Stützvorrichtungen können so ausgebildet sein, daß in einem als Rahmen dienenden Gehäuse in einem der Tiefe des Filterkörpers entsprechenden Abstand Reihen von Haltedrähten befestigt sind; über die eine aus Filtermaterial bestehende Bahn zickzackförmig eingelegt wird. Eine andere Äusführungsform bekannter Stützvorrichtungen besteht darin, daß in einem vorzugsweise aus Holz bestehenden Gehäuse an Stelle der Haltedrähte aus Holzleisten rechteckigen Querschnitts bestehende Haltestäbe· derart angeordnet sind, daß das eingelegte Filtermaterial mäanderförmig verläuft.' Hierbei kann entweder

609 708/198

D 19582 III/5Oe

eine einzige Bahn aus Filtermaterial verwendet werden, oder, aber es können auch einzelne Streifen aus Filtermaterial benutzt werden, die durch die Haltestäbe festgespannt werden. Um eine Form-

_: 5 veränderung der auf diese Weise gebildeten Filtertascheh zu verhindern, ist es' nötig, daß in den gebildeten Taschen zusätzliche Stützelemente, beispielsweise in der Gestalt von Federn, angeordnet werden, die dazu dienen, die Taschen in ihrer

ίο Form zu erhalten und so einen gleichbleibenden Strömungswiderstand und Luftdurchtri.tt zu gewährleisten. Wenn solche Stützelemente in den bekannten Taschenfiltern nicht vorgesehen werden, besteht die Möglichkeit, daß die Wandungen der einzelnen Taschen durch den durchtretenden Luftstrom abgeblasen .werden, so daß die Flächen einer Tasche aneinanderliegeh, wodurch ein wesentlicher Teil der F'ilterfläche für den Filtervorgang ausgeschaltet wird. Hinzu kommt, daß die Haltevorrichtungen ebenso wie die Stützeinrichtungen einen zusätzlichen Aufwand sowohl bei der Herstellung als auch bei der Montage des Filters erforderlich machen. Wenn das in einem derartigen Halterahmen angeordnete Taschenfilter verbraucht ist, muß der Gesamtrahmen demontiert werden, ""'unreine neue Bahn aus Filtermaterial in die Haltevorrichtung einzulegen.

Bei der Herstellung und dem Zusammenbau dieser bekannten Taschenfilter ist somit ein erheblieber Aufwand an Kosten und Montagezeit erforderlich, den man bisher in Kauf nehmen müßte, wenn man aus Gründen der Filterwirkung auf derartige Taschenfilter angewiesen war.

Aus der FaIt- und Plissiertechnik ist es weiterhin bekannt, Bahnen in vielerlei Formen' zu falten. Unter Verwendung solcher aus der Plissiertechnik bekannter Faltungen sind bereits Filterkörper entwickelt worden, die aus einer einzigen rechteckigen, in zwei zueinander. senkrechten Richtungen gefalteten Filterstoffbahn, beispielsweise aus Papier, bestehen, die zuerst durchgehend" zickzackförmig und dann mittels QuerknifFungen in Abständen entsprechend der jeweils gewünschten Tiefe des Filterkörpers zusätzlich harmonikaartig gefaltet sind.

Solche Filter sind bisher bekanntgeworden als Flüssigkeitsfilter, wie sie insbesondere als Filter für Schmieröle, z.B. bei Brennkraftmaschinen, Verwendung finden. Diese Filter bestehen aus Filterelementen, die nach Art eines Balgens zu einem .prismatischen Körper gefaltet sind. Die Ränder

■"-"^: dieser Filter werden in einem Filtergehäuse derart befestigt, daß die zu filternde Flüssigkeit dem

" durch die balgenartige Faltung gebildeten Innenraum des Filterkörpers zugeführt wird und nach Passieren der gefalteten Filterstoffbahn in einen

■ von der äußeren Gehäusewand umschlossenen Außenraum gelangt, aus dem sie in gereinigtem Zustand abgeführt wird.

Weiterhin sind Filter für Flüssigkeiten oder Gase bekanntgeworden, die ebenfalls aus in Längs-

.'-■■ und ■ Querfaltung geknifften Filterstoffbahnen bestehen, die derartig kreisförmig zusammengelegt sind, daß sie einen zylinderförmigen Filterkörper bilden. Diese zylinderförmigen Filterkörper werdeh in Ein- oder Mehrzahl in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet. Das zu filternde Medium wird bei diesen Filtern vom Innern des walzenförmigen Filterkörpers durch die gefaltete Filterbahn nach außen geführt. ■■-■■·

Es wurde nun erkannt, daß sich die den bekannten Taschen- und Faltfrltern anhaftenden Nachteile vermeiden lassen, wenn eine in zwei zueinander senkrechten Richtungen zuerst zickzackförmig und dann harmonikaartig gefaltete Filterstoffbahn erfindungsgemäß in der Weise zusammengefaltet wird, daß die primären Zickzackfalten aufeinanderfolgender, jeweils um i8o° gekniffter Felder der sekundären Harmonikafalten mit ihren Faltkanten spiegelbildlich gegeneinander anliegen und ihre Flanken viereckige Wabenzellen bilden, deren Stirnflächen auf der An- bzw. Abströmseite, reihenweise abwechselnd, geschlossen sind. Durch diese Art der Faltung einer entsprechend bemessenen Filterstoffbahn entsteht ein Faltkörper mit einem der lichten Rahmenfläche entsprechenden Querschnitt, der eine wabenartige Unterteilung aufweist.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Filterkörper weist wesentliche Vorteile auf, und zwar sowohl gegenüber den bisher verwendeten sogenannten Filtertaschen als auch gegenüber den bei Flüssigkeitsfiitern bekannten, durch Doppelfaltung gebildeten Filterelementen. In erster Linie ergibt sich.bei erfindungsgemäßer Ausbildung des FaItfilters der Vorteil, daß eine große wirksame Filterfläche über einem verhältnismäßig kleinen Durchströmquerschnitt untergebracht werden kann, so daß sich die Filterwirkung gegenüber den bekannten Filterelementen wesentlich erhöhen läßt. So ist es beispielsweise möglich, bei einer Tiefe des Faltkörpers von 30 bis 50 mm über einer Stirnfläche von 0,25 m² eine wirksame Filterfläche von 3 bis S m² unterzubringen. Bei einer Falttiefe von etwa 250 mm läßt sich über der gleichen Stirnfläche eine wirksame Filterfläche von 10 m² unterbringen. Eine derartige Konzentration der wirksamen Filterfläche auf den Durchströmquerschnitt ist bei den bekannten Taschenfiltern bisher nicht verwirklicht worden.

■ Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Filters besteht darin, daß zufolge der durch die Faltung erzielten wabenartigen Unterteilung des ' Filterkörpers eine große Eigensteifigkeit erreicht wird, die einmal die Anordnung zusätzlicher Stützelemente, die bei anderen Faltungen erforderlich sind, überflüssig und zum anderen den Faltkörper auch gegen mechanische Beanspruchungen unempfindlich macht, so daß das Filter ohne Beeinträchtigung seiner Gebrauchsfähigkeit durch Ausblasen oder Ausschütteln mechanisch gereinigt. werdeh kann. Dieser hohe Grad an Unempfindlichkeit gegen mechanische Beanspruchung ist aus- ■..·■ schließlich bedingt durch das mittels der erfindungsgemäßen Faltung erzielte wabenartige Gefüge. Einer; besonderen Abdichtung, der einzelnen

«09 708/198

D 19582IH J 5Oe

Zellen gegeneinander, wie sie bei bekannten Filtern erforderlich ist, bedarf es bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Filterkörper ebenfalls nicht.

Die wabenartige Unterteilung, bei den Filter körpern gemäß der Erfindung bewirkt auch strömungstechnisch günstige Verhältnisse, da der ■...· Luftdurchtritt bei idealer, d. h. geradliniger Anströmung des Filters erfolgt. Die wabenartige Unterteilung hat den weiteren Vorteil, daß die ίο Staubablagerung über, die gesamte Filterfläche gleichmäßig¹ verteilt wird und eine Anhäufung von Staub an einzelnen bestimmten Stellen des Filters während des Betriebes nicht erfolgt. Alle Teilender Filterfläche weisen daher während der gesamten Betriebszeit annähernd gleiche spezifische Strömungswiderstände und gleiche Belastungsverhältnisse auf.

Für den Fall, daß ein Filtermaterial benutzt werden soll, das von sich aus nicht die zur Faltung erforderliche Verformungssteifigkeit besitzt, wird erfindungsgemäß dieses Filtermaterial auf beiden Seiten zwischen an sich bekannte, als Stützschicht dienende und die erforderliche Verformungssteifigkeit aufweisende Bahnen, beispielsweise aus Gaze od. dgl., eingebettet und nun zusammen mit den Stützschichten zu einem Filterkörper gemäß der Erfindung gefaltet.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens wird der gefaltete Filte-rkörper mindestens an einem Ende an dem Innenrand des Einsatzrahmens durch Vergießen oder Verkleben luftdicht befestigt. Zweckmäßigerweise erhält der Innenrand des Einsatzrahmens einen der Umrißform des Filterkörpers angepaßten zickzackförmigen Verlauf, so daß er das Filter formschlüssig in sich aufnimmt. Der absolut luftdichte Abschluß wird durch das Vergießen oder Verkleben erreicht.

Da es bei diesen der Abscheidung, feinster Stäube dienenden Filtern oftmals erforderlich, ist, vor dem eigentlichen Filter ein Vorfilter anzuordnen,, kann erfindungsgemäß in dem wabenförmigen Faltkörper ein entsprechendes, aus einer Batterie von Filterkerzen gebildetes Vorfilter einsteckbar vorgesehen werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Filterkörper ist die Herstellung weitestgehend vereinfacht, da keine umständlichen Einbau- oder Montagearbeiten erforderlich sind. Die durch entsprecheinde Faltung und Kniffung vorbereitete Bahn aus Filtermaterial legt sich beim Zusammenfalten selbsttätig in die endgültige Form, wobei die Oberfläche im Verhältnis zu dem Volumen des Filterkörpers in gewissen Grenzen durch stärkeres oder schwächeres Zusammenfalten veränderbar ist.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterkörpers dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Bahn aus Filtermaterial mit vorgezeichneten bzw. vorgefalzten Kniffungen, Fig. 2 die Bahn gemäß Fig. 1 in halb zusammengefalteter Stellung,

Fig. 3 die Bahn gemäß den Fig. 1 und 2 in endgültig zusammengefalteter Stellung, . Fig. 4, 5 und 6 einen in einem Rahmen angeordneten Filterkörper in perspektivischer, Seiten- und Vorderansicht.

Nach der Darstellung in Fig. 1 ist eine Bahn 1 aus Filtermaterial in zueinander parallele Zickzackfalten mit den Flanken 3, 4 aufgeteilt. An den Faltstellen sind rautenförmige Kniffungen 5 vorgesehen, die die Bahn senkrecht zur Faltrichtung in der Tiefe des Filters entsprechende Felder 8, 9, 10, 11 unterteilen. Die die Felder begrenzenden ^; Reihen von Querkniffungen 5 sind gegeneinander jeweils um die Breite einer' Flanke 3 oder 4 versetzt. Auf diese Weise wird ermöglicht, daß sich die Bahn 1 nach Art einer Harmonika, wie in Fig. 2 ' gezeigt, zusammenlegen läßt, bis sich die erhabenen Faltkanten benachbarter Felder berühren, wobei die Querkniffungen 5 die Stirnflächen der durch die . Flanken 3, 4 gebildeten viereckigen Wabenzellen darstellen. Nach vollständigem Zusammenlegen entsteht ein in Fig. 3 dargestellter wabenartiger Körper, bei dem die eine Zellenreihe an der Stirnseite 5 geschlossen und an der Rückseite offen, die benachbarte Zellenreihe an der Stirnseite 12 offen und an der Rückseite geschlossen ist. Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Filterkörper, der an einer Stirnseite in dem Rahmen 17 angeordnet ist. Der Rahmen 17 besitzt einen Zickzackförmig entsprechend dem Filterkörper ausgebildeten Innenrand 18, der durch Vergießen oder Verkleben gegen den Filterkörper abgedichtet wird. Der Filterkörper gemäß Fig. 4 zeigt eine vorderseitig geschlossene und hinten offene Zellenreihe 13, darunter eine vorderseitig offene und hinten geschlossene Zellenreihe 14, darunter wieder eine vorderseitig geschlossene und hinten offene Zellenreihe 15 und anschließend wieder eine vorderseitig offene und hinten geschlossene Zellenreihe 16 und so fort. Die Fig. 5 und 6 zeigen den mit dem Rahmen 17 versehenen Filterkörper in Seiten- und Vorderansicht und lassen die jeweils an der Stirnseite oder an der Rückseite geschlossenen Zellenreihen 13, 15 bzw. 14, 16 erkennen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Filterkörper für Einsatzrahmen von Luftfiltern zum Abscheiden feinster Stäube, bestehend aus einer einzigen rechteckigen, in zwei zueinander senkrechten Richtungen gefalteten Filterstoffbahn, beispielsweise aus Papier, die zuerst durchgehend zickzackförmig und dann mittels Querkniffungen in Abständen entsprechend der .jeweiligen Tiefe des Filterkörpers zusätzlich harmonikaartig gefaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltkörper einen der lichten Rähmenfläche entsprechenden Querschnitt mit wabenartiger Unterteilung aufweist, wobei die primären Zickzackfalten aufeinanderfolgender, jeweils um i8o° gekniffter Felder (8 bis 11) der sekundären Harmonikafalten (5) mit ihren Faltkanten spiegelbildlich gegeneinander anliegen und ihre Flanken (3, 4) viereckige Wabenzellen bilden, deren¹ Stirnflächen auf der An- bzw. Abström-

   609 708/198

   D19582 HI/5Oe

   seite, reihenweise . abwechselnd, geschlossen sind. , ' .
2. 2. Filterkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines die zur Faltung erforderliche Verformungssteifigkeit nicht aufweisenden Filtermaterials dieses beiderseitig je eine an sich bekannte Stützschicht, beispielsweise aus Gaze, aufweist und zusammen mit den Stützschichten geknifft und gefaltet ist.
3. 3. Filterkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens an einem Ende in einem Einsatzrahmen (17), dessen Innenrand (18) entsprechend der Umrißform des Filterkörpers zickzackförmig ausgebildet ist, durch Vergießen oder Verkleben luftdicht befestigt ist.
4. 4. Filterkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem wabenförmigen Faltkörper ein entsprechendes, aus einer Batterie von Filterkerzen gebildetes Vorfilter einsteckbar angeordnet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 809 795; .
   USA.-Patentsohriften Nr. 2 653 676, 2 683 537.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen