DK161674B - Filterindretning for luft- eller gasrensning - Google Patents

Description

i

DK 161674 B

Den foreliggende opfindelse angår en filterindretning til luft- eller gasrensningsformål af den type, der omfatter mindst ét filterlag, der rammes og gennemtrænges af en gasstrøm, der passerer gennem filterindretningen, for således at adskille forurenede bestanddele fra gas-5 strømmen.

I svensk patentansøgning nr. 8207099-6 angives en filterindretning i form at en integreret poseenhed bestående af en grovfilterpose og en fin- eller mi krofilterpose, der omslutter grovfilterposen. En væsent-10 lig fordel ved denne filterindretning er, at grovfilteret og finfilteret kan afmonteres og kasseres som en enkel enhed. Det har imidlertid vist sig vanskeligt at bibringe grovfilterposen eller laget en sådan fiberstruktur, at det kun vil opfange og adskille de relativt grove bestanddele fra luftstrømmen, medens de finere bestanddele kan 15 passere til finfilterlaget. Således vil både de grove og de finere bestanddele tilsammen have en tendens til at blive sammenhobet i og på grovfilterlaget og således forårsage en for tidlig tilstopning deraf. Som følge heraf vil hele filterindretningen have en kort brugstid.

20 Det er formålet med den foreliggende opfindelse at Tøse ovennævnte problem og tilvejebringe en filterindretning med en lang levetid.

Ifølge den foreliggende opfindelse opnås dette ved, at der i det mindste i umiddelbar nærhed af den forreste flade af det filterlag, som først rammes af den fremtrængende gas, er monteret flere bøjelige 25 strimler af et fibrøst eller ikke-vævet materiale, der er bevægelige i forhold til nævnte flade og som er beregnet til automatisk at blive sat i bevægelse af den fremtrængende gasstrøm, for således at piske eller på anden måde mekanisk bearbejde filterlaget for at modvirke for tidlig tilstopning deraf og som er beregnet til selv at opfange og 30 adskille forurenede bestanddele fra gasstrømmen, for således at præfiltrere gasstrømmen før denne når filterlaget.

Opfindelsen vil herefter forklares mere detaljeret under henvisning til den medfølgende tegning, hvor 35 fig. 1 viser et snit gennem en filterindretning ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 2 et snit taget langs linien II-II i fig. 1, fig. 3 et perspektivisk billede til illustration af en fremgangs-

DK 161674B

2 måde til fremstilling af strimlerne, som anvendes i filterindretningen, fig. 4 et snit gennem en anden udførelsesform for filterindretningen ifølge den foreliggende opfindelse, og 5 fig. 5 et snit taget langs linien V-V i fig. 4.

t i

Filterindretningen, der er vist i figurerne 1 og 2, er stort set tilvejebragt i form af et cylindrisk rør eller en rørformet sammenstilling bestående af et ydre rørformet finfilterlag 1 og et grovfilterlag 10 2, der også i alt væsentligt er rørformet, og som er anbragt inden i finfilterlaget 1, og som i den viste udførelsesform er blevet foldet, for således at forøge overfladen af laget, der er fremvist til filtrering. Ved den ene ende er den således dannede rørformede sammenstilling lukket ved hjælp af en plan, fortrinsvis cirkulær, plade 3, der 15 består af et stift og fortrinsvis billigt materiale, som for eksempel pap eller korrugeret pap. Ved den modsatte ende er den rørformede sammenstilling forsynet med en plan, ringformet plade 4, der har en central åbning 5, som danner filterindretningens indløb. I praksis kan pladen 4 fordelagtigt bestå af samme materiale som pTaden 3. Pladerne 20 3,4 er forbundet med lagene 1 og 2 på en hvilken som helst passende måde, selvom lagene fortrinsvis er fastgjort til pladerne ved limning, valgfrit understøttet med kantringe 6, som omslutter og sammenholder pladernes kanter og udefterfoldede kantdele af det ydre lag 1.

25 Som det fremgår af tegningen er en hulhed 7 afgrænset af grovfilter-laget 2 og bundpladen 3. Ifølge den foreliggende opfindelse rummer denne hulhed flere langstrakte bøjelige strimler 8, der er beregnet til automatisk at blive sat i bevægelse af luften, som trænger ind i hulheden og forlader denne gennem de to lag 2,1. Disse strimler er 30- hensigtsmæssigt fremstillet af et fibrøst eller ikke-vævet materiale, for eksempel cel!ulosefibre. I praksis foretrækkes det at anvende tynde strimler, for eksempel inden for området 0,05-0,25 mm, som har en relativ stormasket fibernetværksstruktur, men som ikke desto mindre har høj rivningsmodstand og en væsentlig bristningslængde. Det anvend-35 te fibermateriale kan derfor, ud over fibre fra kemisk pulp af fyrretræ eller grantræ, også bestå af fibre, der stammer fra hør, jute, hamp, bomuld eller linters. Ifølge en særlig udførelsesform kan strimmelmaterialet også indeholde en passende mængde kunststoffibre af forskellige slags, for eksempel polyesterfibre, som giver strimmelmateri-

DK 161674B

3 alet elektrostatiske egenskaber med henblik på at forøge strimlernes støvopsamlingsegenskaber, samtidig med at de i større udstrækning vil have en tendens til at frastøde hinanden.

5 Som det ses i figur 1 er antallet af strimler så stort, at hulheden 7 i i den rørformede sammenstilling i alt væsentligt er helt fyldt med strimler, som er i kontakt med hinanden, selv om de er delvis adskilt af små uregelmæssige porer, for således at danne et bundt tilfældigt orienterede strimler i hulheden. Det skal særlig bemærkes, at strim-10 lerne er så tynde eller fine, at de også i det mindste delvis vil udfylde mellemrummene mellem folderne i grovfilterlaget.

Idet der herefter henvises til figur 3, vises en foretrukket fremgangsmåde til fremstilling af de ovenfor beskrevne strimler. Ifølge denne 15 fremgangsmåde vikles et væv af materiale af en hvilken som helst hensigtsmæssig type flere gange omkring en hensigtsmæssig cylindriske kerne 9, hvorefter et antal i alt væsentlige parallelle udskæringer 10 fremstilles i de overlejrede lag af vævet. Udskæringerne får en længde, som er lidt kortere end udstrækningen af materialevævet i kernes 20 længderetning, og efterlader således mellem den ene kant af materialevævet og hver udskæring en ikke-opskåret del 11, der sammenholder de forskellige strimler som en integral enhed. Denne enhed kan derefter anbringes i filterindretningens hulhed 7, og en del af den ikke-op-skårne del 11 foldes over grovfilterlaget 2' s øvre kant og limes mel-25 lem dette lag og den ringformede plade 4. Dette betyder, at hver strimmel kun er fastgjort ved den ene ende i området ved indløbsåbningen 5 for filterindretningen, medens den resterende del af strimlerne, som hænger ned i hulheden 7, er frit bevægelige. Strimmelmaterialet kan fordelagtigt have eller blive bibragt en tendens til at krølle eller 30 folde, således at strimmeldel ene, der hænger ned i hulheden, vil danne en bevidst uordnet konfiguration, som ikke følger et forudbestemt mønster.

I den specifikke udførelsesform, der er vist i figur 1 og 2, antages 35 det, at grovfilterlaget 2 består af et materiale, der i det mindste har en iboende stivhed, som gør det muligt alene for det foldede grov-filterlag at danne en understøtning eller et stift legeme. I praksis kan dette grovfilterlag være fremstillet af papir med en tykkelse på 0,5-2,0 mm. Foruden konventionelle cellulosefibre kan dette papir in- 4

DK 161674 B

deholde en eller flere typer kunstfibre, for eksempel sådanne kunstfibre, som bibringer laget elektrostatiske egenskaber. Finfilterlaget 1 kan også have en iboende stivhed, selv om dette ikke nødvendigvis behøver at være tilvejebragt, således som den for legemet 2. Imidler-5 tid er det væsentligt, at laget 1 har en relativ tæt fiberstruktur, for således at virke som mikro- eller finfilter, der er i stand til at opfange og tilbageholde bestanddele, som er betragteligt finere end de grove bestanddele, der opfanges af laget 2.

10 Når luftstrømmen, som trænger ind gennem indløbsåbningen 5 og suges eller presses ud gennem lagene 2,1, passerer gennem hulheden 7, sættes strimlerne 8 i bevægelse. Mere præcist betyder denne bevægelse, at hver strimmel vil blive tvunget til at blafre blidt under den mekaniske virkning fra nærliggende strimler, og de strimler i bundtet som er 15 i umiddelbar nærhed af oversiden af filterlaget 2, der vender mod luftstrømmen, vil slå eller skrabe imod denne overflade. Dette vil på sin side medføre, at de fine og grove bestanddele eller forureninger, der forekommer i luftstrømmen, ikke vil aflejres samlet på overfladen af laget, men vil forblive i bevægelse på en sådan måde, at kun de 20 grove bestanddele fanges af filterlaget 2, medens de finere bestanddele kan passere til finfilterlaget 1. Denne effekt er blevet observeret ved praktiske eksperimenter, hvori den beskrevne filterindretning er blevet sammenlignet med en tilsvarende filterindretning uden strimler, og hvori det er blevet konstateret, at den strimmel udstyrede fil-25 terindretning har en levetid, der er mere end ti gange længere end den for filterindretningen uden sådanne strimler. En anden grund til denne forøgelse i driftstid er, at strimmel bundtet i sin helhed har en fordelings og hastighedsreducerende effekt udover den ovenfor nævnte selvrensende effekt. Således vil strimlerne decelerere luftstrømmen, der 30 trænger ind gennem indløbsåbningen 5 og opdele den i et antal små partial strømme, som blidt passerer gennem meanderne og de små porer, som er tilvejebragt af strimlerne, medens disse partial strømme i alt væsentligt fordeles jævnt gennem hele filterindretningens længde eller over hele grovfilterlaget 2's overflade, som er blotlagt for luftstrøm-35 men. Denne fordeling af luftstrømmen i flere partial strømme har også en beskyttelseseffekt, idet ekstremt grove eller hårde bestanddele, som kan være medrevet af hovedluftstrømmen, aldrig vil være i stand til at komme i direkte kontakt med grovfilterlaget 2. Følgeligt opfanges sådanne bestanddele af strimlerne, som således kan betragtes 5

DK 161674B

som værende et præfilter for grovfilterlaget. Endvidere skal det bemærkes, at strimlerne 8 i sig selv er i stand til at opfange en relativ stor andel af de faste bestanddele, der er medrevet af luftstrømmen. En yderligere fordel, der er iboende ved brugen af strimler iføl-5 ge den foreliggende opfindelse og som er meget værdifuld i praksis, er, at de bestanddele som er adskilt inden i hulheden 7 i det væsentlige vil blive helt tilbageholdt i hulheden, da strimlerne danner et ruse-net lignende arrangement, som vil forhindre faste bestanddele i at udslippe derfra, selv om disse faste bestanddele indføres i hulhe-10 den. Ved praktiske forsøg har det således vist sig, at der ikke vil undslippe nogen nævneværdi mængde støv fra hulheden, selv hvis filterindretningen vendes med opsiden nedefter med åbningen 5 vendende nedefter. Denne støvtilbageholdelseseffekt vil være særlig udtalt i de tilfælde, hvor strimlerne 8 er fremstillet af et materiale, der har 15 elektrostatisk egenskaber, da den gnidning eller friktion, der optræder mellem strimlerne, vil gøre dem meget elektrostatiske, således at støvpartikler vil blive tiltrukket af strimlernes overflade og klæbe dertil.

20 I figurerne 4 og 5 er der vist en fil ter indretning, der udover et grovfilterlag 2' og et finfilterlag Γ (i form af rør) omfatter et yderligere filterlag, nemlig et rør 12, der er anbragt i direkte forbindelse med grovfilterrøret 2'. Mellem filterrøret Γ og filterrørene 2',12 er der således dannet en ringformet spalte 13 med en bredde, som 25 i praksis kan være fra 5-25%, hensigtsmæssigt ca. 10%, af filterindretningens totale diameter. Denne spalte rummer et adsorberende stof, som i alt væsentligt udfylder spalten. I praksis kan dette adsorberende stof være et granulært og/eller parti kel formet materiale, som for eksempel aktivt kul eller et materiale, der er kommercielt tilgænge-30 ligt under handelsnavnet PURAFIL®.

Selv om det adsorberende stof i spalten 13 helt udfylder det ringformede mellemrum i forbindelse med fremstillingen af filterindretningen vil det adsorberende stof altid have en tendens til at blive sammen-35 presset som følge af stød og vibrationer, for eksempel i forbindelse med transport fra fabrikken til anvendelsesstedet. For at undgå at en sådan komprimering af det adsorberede stof skal medføre dannelsen af ikke-fyldte mellemrum, er der i spalten 13 tilvejebragt mindst én ring 14 af et elastisk ekspanderbart materiale, som for eksempel skumgummi 6

DK 161674 B

eller lignende. Denne ring er sammepresset i forbindelse med filterindretningens fremstilling og følgeligt vil ringen, når det adsorbe-rende stofs volumen formindskes som følge af vibrationer, ekspandere tilsvarende og udfylde mellemrummet, som ikke er fyldt af det adsorbe-5 rende stof, således at luften eller gassen altid skal passerer gennem det adsorberende stof.

Det er tænkeligt at udelade det tredje filterrør 12, således at det adsorberende stof også fylder mellemrummene mellem folderne i filter-10 røret V. Det er også tænkeligt, at udforme filterindretningen alene med to helt cylindriske, det vil sige ikke-foldede filterrør. Ved det adsorberende stofs tilstedeværelse vil den gennemtrængende gas også befries fra flygtige eller gasformige skadelige bestanddele.

15 Den beskrevne fil terindretning er særlig velegnet til støvseparatorer, som anvendes til behandling af svejserøg.

Udover de to filterlag kan anvendes yderligere filterlag, hvoraf det inderste lag eller det første som rammes af luftstrømmen samvirker med 20 et strimmel bundt, således som beskrevet ovenfor. Det er for eksempel således muligt at anbringe et ekstremt tyndt filterlag indefter i forhold til det hensigtsmæssigt, skønt ikke nødvendigvis, foldede grovfil terl ag, hvilket ekstremt tynde filterlag har en fiberstruktur med større masker. På tilsvarende måde kan der mellem lagene 1 og 2 være 25 tilvejebragt et eller flere yderligere fibrøse lag, hvis fibernetværksstruktur har en maskestørrelse, der er mindre end den for laget 2, men større end den for laget 1. I mellemrummet mellem laget 1 og 2 kan der også være tilvejebragt en fibrøs masse, der skal opfange finere bestanddele fra luftstrømmen, efter den har passeret gennem grovfilter-30 laget 2 og før den når finfilterlåget 1. Denne masse kan for eksempel være bomuld eller lignende.

Den beskrevne filterindretning kan selvfølgelig også anvendes til rensning af en hvilken som helst anden gas.

35

Hvis det ønskes, kan et specielt understøtningslegeme eller -ramme blive integreret i filterindretningen, for eksempel et tremmeværk af metal, plast eller pap, som strækker sig mellem de to plader 3 og 4, og således kan det undlades at fremstille nogen af lagene 1 og 2 sti-

DK 161674 B

7 ve. Det skal også bemærkes, at opfindelsens idé ikke er begrænset alene til den geometriske konfiguration, der er vist på tegningen. Således behøver de to filterlag, det vil sige grovfilterlaget og finfil -terlaget, ikke at være cylindriske, men kan have en hvilken som helst 5 anden passende form. For eksempel kan de to lag bestå af to efter hinanden følgende plane vægge, der er anbragt på tværs i en luftledning af en hvilken som helst passende type. Det er således også muligt at anbringe to eller flere efter hinanden følgende par grov- og fi nfil-terlag. Endvidere kan de ovenfor beskrevne strimler erstattes af andre 10 typer elementer, som for eksempel tråde af en fibrøs natur. Det skal også bemærkes, at disse strimmel- eller trådelementer kan behandles på forskellige måder, for eksempel være overfladebehandlet med henblik på at gøre elementerne brandsikre, for således at undgå risiko for brand, som for eksempel kan være forårsaget af gnister, der for eksempel stam-15 mer fra svejsning, og som er medrevet af luftstrømmen. Det er også tænkeligt at anvende strimler eller strimmel!ignende elementer af den førnævnte type i forbindelse med simple rør eller poser, som i sig selv danner et grovfilter eller et finfilter.

20 25 30 35

Claims (6)

1. Filterindretning for rensning af luft eller gas omfattende mindst ét filterlag (2), som rammes og gennemtrænges af en gasstrøm, der pas- 5 serer gennem fil terindretningen, for således at adskille forurenede bestanddele fra gasstrømmen, kendetegnet ved, at der i det mindste i umiddelbar nærhed af den forreste flade af det filterlag (2), som først rammes af den fremtrængende gas, er monteret flere bøjelige strimler (8) af et fibrøst eller ikke-vævet materiale, der er 10 bevægelige i forhold til nævnte flade og som er beregnet til automatisk at blive sat i bevægelse af den fremtrængende gasstrøm, for således at piske eller på anden måde mekanisk bearbejde filterlaget (2) for at modvirke for tidlig tilstopning deraf, og som er beregnet til selv at opfange og adskille forurenede bestanddele fra gasstrømmen, 15 for således at præfiltrere gasstrømmen før denne når filterlaget (2).

2. Filterindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at strimlerne indeholder fibre, for eksempel polyesterfibre, som giver strimlerne elektrostatiske egenskaber. 20

3. Filterindretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den er tilvejebragt i form af en hensigtsmæssigt cylindrisk rørformet sammenstilling, som er sammensat af mindst ét finfilterrør (1) og mindst ét grovfilterrør (2), der er anbragt inden i finfilterrøret og 25 som tilvejebringer en central hulhed (7), der indeholder bevægelige elementer eller strimler (8), at den ene ende af den rørformede sammenstilling er lukket, medens den modsatte ende deraf er åben og fungerer som indløbsåbning (5) for en gas, der er beregnet til at strømme ind i hulheden og strømme ud gennem grovfilterrøret (2) og derefter 30 gennem finfil terrøret (1), og at hver strimmel kun er fastgjort ved den ene ende (11) i området ved indløbsåbningen (5) for den rørformede sammenstilling og er frit bevægelig over hele sin længde med undtagelse af nævnte fastgjort ende.

4. Filterindretning ifølge krav 3, kendetegnet ved, at an tallet af strimler (8) er tilvejebragt, således at hulheden (7) i den rørformede sammenstilling i alt væsentligt er helt opfyldt med strimler, der er i kontakt med hinanden, men partielt adskilt fra hinanden ved hjælp af små uregelmæssige porer, for således at danne et bundt DK 1616 7 4 B tilfældigt orienterede strimler i hulheden.

5. Filterindretning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at strimlerne er udskåret i et materialevæv ved hjælp af et antal til nærmelses-5 vis parallelle udskæringer (10), hvis længde er kortere end vævets udstrækning i udskæringernes retning, således at der tilbagestår en ikke-opskåret vævsdel (11), der holder strimlerne sammen som en kohærent enhed.

6. Filterindretning ifølge et hvilket som helst af kravene 3-5, ken detegnet ved, at der i mellemrummet mellem grovfilterlaget (2) og finfilterlaget (1) er tilvejebragt en fibrøs masse, der er beregnet til at opfange fine bestanddele fra gasstrømmen, efter den er passeret gennem grovfilterlaget (2) og før den når finfilterlaget (1). 15 20 25 30 35