PT2214800E

PT2214800E - Elemento filtrante

Info

Publication number: PT2214800E
Application number: PT08850773T
Authority: PT
Inventors: Gutsche Michael; Ruoff Gunter
Original assignee: Mgf Gutsche Gmbh & Co Kg
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2016-06-23
Also published as: CN101854998B; US8388718B2; CN101854998A; KR20100093042A; JP2011502756A; WO2009062666A1; EP2214800A1; EP2214800B1; SI2214800T1; JP2014195804A; US20100236202A1

Description

DESCRIÇÃO "ELEMENTO FILTRANTE" A presente invenção refere-se a um elemento filtrante composto por um tecido feito a partir de fios minerais, o qual é revestido por fibras descontínuas polímeras pelo processo de agulhagem.

Estado da técnica

Os elementos filtrantes deste tipo são utilizados para filtragem de fluxos de fluídos industriais, por exemplo em aplicações que utilizam gás quente, tais como incineradores de lixo, fornos de cimento e fornos de carvão. 0 elemento filtrante de acordo com a invenção pode, deste modo, ser aplicado p. ex. nos chamados sistemas de filtro de mangas, nos quais as mangas filtrantes confecionadas com o elemento filtrante são alojadas em gaiolas de sustentação. Com o decorrer do tempo, é necessário limpar o material têxtil filtrante e remover as partículas de pó retidas nos filtros. 0 chamado processo "pulso jato" constitui um processo de limpeza muito eficiente, no qual os impulsos de ar comprimido conduzem a um movimento do material têxtil filtrante, através do qual as partículas de pó do filtro podem ser limpas. Devido à limpeza, os elementos filtrantes estão sujeitos a elevadas tensões mecânicas, o que apresenta o risco de uma fibra descontínua se soltar do tecido e/ou ocorrerem danos mecânicos no tecido.

Neste contexto, já é conhecido um elemento filtrante do tipo acima referido através do documento EP 0962243 A2, o qual se distingue, entre outros, pela elevada estabilidade dimensional e resistência térmica bem como resistência química. Apesar do menor revestimento com fibras descontínuas, no tecido de acordo com aquela publicação estão essencialmente excluídas fraturas transversais, pois é praticamente impossível ocorrer um desprendimento e, por isso, não é afetado o valor mínimo absoluto de fibras descontínuas transversais para prevenção de fraturas transversais.

Para melhorar a estabilidade mecânica dos elementos filtrantes, já são conhecidos filtros laminados através do documento EP 0391660 Al, os quais apresentam uma membrana feita de politetrafluoretileno poroso expandido, um tecido de suporte igualmente de politetrafluoretileno bem como fibras descontínuas pregadas no tecido de suporte também de politetrafluoretileno. A ligação entre as fibras descontínuas e a membrana é efetuada através de um polímero fluorado que age como adesivo.

Finalmente, também já é conhecido, através da EP 1 862 208 Al, um elemento filtrante com um tecido de suporte contendo fibras de basalto, no qual pelo menos um dos lados do tecido de suporte está revestido com fibras descontínuas polímeras.

Problema A presente invenção tem como objetivo aperfeiçoar um elemento filtrante do tipo inicialmente mencionado, com o efeito de aguentar elevadas tensões mecânicas sem o risco de desprendimento ou fraturas transversais.

Invenção

Para concretizar este objetivo, está previsto segundo a invenção que basicamente num elemento filtrante com as caracteristicas do preambulo da reivindicação 1 seja laminada uma membrana de politetrafluoretileno poroso sobre pelo menos um dos lados do elemento filtrante, em especial no seu lado de afluxo.

Deste modo, detetou-se de forma surpreendente que, mesmo perante um reduzido revestimento do elemento filtrante com fibras descontinuas, as fibras descontinuas não se desprendem do tecido e, portanto, não ocorre um desprendimento do compósito de fibra. Este problema não existe num filtro laminado de acordo com a EP 0 391660 Al, pois ai está contemplada à priori uma elevada gramagem das fibras descontinuas entre 678 e 881 g/m2, o que permite alcançar uma boa ancoragem das fibras descontinuas e, desta forma, contrariar o risco de desprendimento.

Além disso, a laminação da membrana contribui para uma ancoragem acrescida das fibras do compósito de fibra no tecido. Este efeito vantajoso não é conseguido quando são usados filtros laminados com elevada percentagem de peso das fibras descontinuas polímeras, pois aí o tecido é praticamente coberto com as fibras.

Configurações adicionais da invenção são matéria das reivindicações apensas. A membrana pode ser feita, de acordo com a invenção, de politetrafluoretileno poroso expandido com uma permeabilidade ao ar de pelo menos 0,01 m3 por m2 por hora sob uma coluna de água de 12,7 mm. Relativamente ao fabrico deste tipo de membrana, também é referenciada ao documento EP 0391660 AI.

Uma vantagem especial advém aqui do facto de a membrana estar fixada ao elemento filtrante por intermédio de um adesivo. Tal revelou que o adesivo, desde que impregnado no elemento filtrante, contribui para uma reiterada melhoria da ancoragem das fibras do compósito de fibra no tecido.

Como adesivo pode ser usado por exemplo um adesivo polímero fluorado, tal como apresentado na EP 0 391 660 Al, bem como o processo aí descrito para aplicação do adesivo. O tecido do elemento filtrante de acordo com uma configuração da invenção pode apresentar fibras de vidro ou ser composto por estas. Aqui, as fibras de vidro cumprem não só a função de um tecido de suporte, mas também podem exercer uma função de filtro devido à espessura do tecido que compõem. As fibras descontínuas servem para evitar fraturas transversais do elemento filtrante, na medida em que com as fibras descontínuas é excluída uma flambagem com raios de curvatura demasiado estreitos para as fibras de vidro.

Em alternativa ou adicionalmente, também é possível que, de acordo com a invenção, o tecido apresente fios de basalto, por exemplo filamentos de basalto, ou que seja composto por estes.

Os fios de basalto previstos de acordo com a invenção podem ser fios de basalto extraídos infinitamente, que são tipicamente obtidos a partir de uma fusão de basalto à escala industrial. Os fios de basalto apresentam uma elevada resistência térmica de até 600 °C. Outros processos de produção de fibras ou fios de basalto são descritos por exemplo no documento DE 2909148 A, bem como no documento DE 3509424 AI.

Os fios de basalto usados de acordo com a invenção apresentam uma maior resistência térmica e maior estabilidade dimensional em comparação com os tecidos de vidro. Relativamente às características físicas, apresentam uma secção de fio inferior a 10 mm, bem como um tex inferior a 140. A massa específica é de 2,6 a 2,8 kg/dm3. A resistência mecânica do tecido tanto longitudinalmente como transversalmente é maior do que 1000 N por 5 cm.

Os fios de basalto usados de acordo com a invenção são um produto natural, que, no entanto, não estão sujeitos a uma biodegradação rápida. A matéria-prima existe em grandes quantidades, o que torna o produto relativamente económico, especialmente porque a sua produção é de ingrediente único. A resistência dos fios de basalto relativamente a influências químicas e mecânicas é elevada, o que os torna especialmente adequados para a utilização em elementos filtrantes.

Também de acordo com a invenção é concebível que o tecido apresente fios de basalto e fios de vidro ou fibras de vidro, pelo que as caracterí st icas proveitosas dos fios de basalto se combinam com as dos fios de vidro. A técnica de produção especialmente favorável é quando, de acordo com uma forma de realização da invenção, o tecido feito a partir de conjuntos de fios de teia e trama entrelaçados uns nos outros, por exemplo em várias camadas, é constituído por fios de basalto e/ou fibras de vidro. 0 conjunto de fios de teia pode ser constituído por uma pluralidade de filamentos singulares paralelos, tal como também o conjunto de fios de trama. Os fios de teia e trama individuais podem estar paralelos uns aos outros e formar um tecido fechado com reduzida espessura.

Para conferir uma resistência suficiente à estrutura do tecido, os fios de teia e trama são unidos pela técnica de ligamento em diversos pontos de passagem e ligação. Além disso, é no entanto também possível um ligamento tipo tafetá ou sarja bem como também um ligamento gaze. No fabrico do tecido com fios de basalto e/ou fibras de vidro podem ser usadas diferentes técnicas de tecelagem e espessuras de tecido.

Outros objetivos, vantagens e aplicações da presente invenção tornam-se evidentes a partir da descrição em seguida de uma forma de realização com referência ao desenho. Aqui, todas as características descritas e/ou ilustradas constituem por si só ou combinadas de qualquer forma significativa o objeto da presente invenção, mesmo independentemente da sua inclusão nas reivindicações ou referência às mesmas. A única figura mostra uma estrutura do elemento filtrante de acordo com a invenção. 0 elemento filtrante representado possui um tecido 1, que numa forma de realização é composto por fibras de vidro entrelaçadas. A percentagem de peso do tecido de fibra de vidro corresponde por exemplo a 7 0 até 85 % do peso total do elemento filtrante. O tecido 1 está, assim, já em condições de exercer por si só a função de filtro, pois devido à sua espessura apresenta resistência longitudinal suficiente, para que não seja necessário um tecido de suporte convencional. 0 tecido 1 está revestido com uma percentagem reduzida de fibras descontinuas de PTFE, o que contribui para que o elemento filtrante obtenha por exemplo uma espessura de 1,5 mm. Estas fibras 2 descontinuas agulhadas previnem raios de curvatura estreitos nas fibras de vidro que constituem o tecido 1 e evitam assim fraturas transversais. 0 tecido 1 está tecido de forma tão fechada que apresenta um peso base acima dos 250 g/m2 e uma espessura de pelo menos 0,5 mm. As fibras de vidro têm um titulo de 0,8 dtex até 8 dtex, no máximo, e um comprimento de corte de pelo menos 20 mm. Após o processo de agulhagem, o elemento filtrante é submetido a um tratamento térmico acima dos 150 °C, para que ocorra uma contração das fibras 2 descontinuas e, desta forma, estas se possam prender mutuamente e ao tecido 1. Adicionalmente, o elemento filtrante após o processo de agulhagem com fibras descontínuas de PTFE pode ser provido com um revestimento por imersão, o que confere uma superfície rugosa às fibras descontínuas de PTFE.

Em alternativa, o tecido 1 pode também conter fios de basalto ou ser composto por estes. Também é concebível que o tecido 1 seja composto por fios de basalto e fios ou fibras de vidro.

No caso de o tecido ser composto exclusivamente por fios de basalto, a percentagem de peso do tecido 1 feito de fios de basalto pode corresponder, por exemplo, a 50 até 85 % do peso total do elemento filtrante. O tecido 1 está, por conseguinte, também já em condições de exercer por si só a função de filtro, pois devido à sua espessura apresenta resistência longitudinal suficiente, para que não seja necessário um tecido de suporte convencional 0 tecido 1 de basalto pode ser produzido de forma bastante económica, sendo que os fios de basalto apresentam uma elevada estabilidade em relação a efeitos mecânicos e térmicos. Essencialmente, o tecido de basalto apresenta uma temperatura de fusão mais elevada do que o tecido de vidro, o que representa igualmente uma vantagem para o tempo de vida do elemento filtrante. Além disso, os fios de basalto apresentam uma capacidade de absorção de água e outros líquidos extremamente baixa. 0 tecido 1, na forma de realização aqui escolhida, está revestido com uma percentagem reduzida de fibras descontínuas polímeras, por exemplo de politetrafluoretileno (PTFE), com as quais o elemento filtrante adquire uma espessura de 1,5 mm. Estas fibras 2 descontínuas agulhadas previnem raios de curvatura estreitos dos fios de basalto que compõem o tecido 1 e evitam deste modo fraturas transversais. 0 tecido 1 está tecido de forma tão fechada que apresenta um peso base acima dos 250 g/m2 e uma espessura de pelo menos 0,5 mm.

Após o processo de agulhagem, o elemento filtrante contendo fibras de basalto é também submetido a um tratamento térmico acima dos 150 °C, para que ocorra uma contração das fibras 2 descontínuas e, desta forma, estas se possam prender mutuamente e ao tecido 1. Adicionalmente, o elemento filtrante após o processo de agulhagem com fibras descontínuas polímeras pode ser provido com um revestimento por imersão, o que confere uma superfície rugosa às fibras descontínuas.

De modo preferido, nesta forma de realização do elemento filtrante, também é laminada uma membrana 3 de politetrafluoretileno poroso expandido sobre o lado de afluxo do elemento filtrante, para o que é aplicado um adesivo 4 feito de polímero fluorado. Aqui, detetou-se que o adesivo 4 está tão impregnado no elemento filtrante, que tal contribuiu para um melhoramento adicional da ancoragem do compósito de fibra no tecido 1, combinado com uma elevada flexibilidade mecânica e resistência térmica do filtro.

Deve-se notar, neste ponto, que a camada de adesivo 4 e a membrana 3 estão representados de forma sobredimensionada relativamente às outras dimensões do elemento filtrante para melhor clarificação.

Lista de referências 1 - Tecido 2 - Fibras descontínuas 3 - Membrana 4 - Adesivo

Lisboa, 15 de junho de 2016

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Elemento filtrante, constituído por um tecido (1) à base de fios minerais, que é revestido com fibras (2) descontínuas polímeras pelo processo de agulhagem, caracterizado por, em pelo menos um dos lados do elemento filtrante, em particular no seu lado de afluxo, estar aplicada uma membrana (3) de politetrafluoretileno poroso.
2. Elemento filtrante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a membrana (3) ser composta por politetrafluoretileno poroso expandido com uma permeabilidade ao ar de pelo menos 0,01 m3 por m2 por hora sob uma coluna de água de 12,7 mm.
3. Elemento filtrante de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por a membrana (3) estar unida ao elemento filtrante por intermédio de um adesivo (4).
4. Elemento filtrante de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o adesivo (4) ser um polímero fluorado.
5. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o tecido (1) compreender ou ser composto por fibras de vidro.
6. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o tecido (1) compreender ou ser composto por fios de basalto.
7. Elemento filtrante de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por os fios de basalto serem fios de fibra e/ou fios de filamentos, em particular fios multifilamento.
8. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o tecido (1) possuir fios de teia e trama, cada um composto por ou compreendendo fios de basalto e/ou fibras de vidro.
9. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o tecido (1) fabricado a partir de mechas e fios apresentar um peso base de 250 a 600 g/m2, em particular de 400 a 500 g/m2.
10. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o tecido (1) ser constituído por várias camadas ou estratos.
11. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a percentagem de peso das fibras descontínuas (2) se situar abaixo dos 40 % do peso total do elemento filtrante.
12. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o tecido (1) ter um peso base de mais de 250 g/m2 e uma espessura de pelo menos 0,5 mm e as fibras (2) descontínuas terem um título de 0,5 dtx até 10 dtx, de modo preferido de 0,9 até 7 dtex, e um comprimento de corte de pelo menos 20 mm.
13. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as fibras (2) descontínuas consistirem de politetrafluoretileno.
14. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície das fibras (2) descontínuas ser rugosa devido a um revestimento polímero aplicado após o processo de agulhagem.
15. Elemento filtrante de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o revestimento consistir de politetrafluoretileno contendo enchimento orgânico.
16. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por possuir a forma de um pano.
17. Elemento filtrante de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por possuir a forma de uma bolsa ou saco. Lisboa, 15 de junho de 2016