SE435455B

SE435455B - Filter device for cleaning air or gas

Info

Publication number: SE435455B
Application number: SE8302657A
Authority: SE
Inventors: A Krantz
Original assignee: Soederhamn Ind Arbetshygien Ab
Priority date: 1983-05-10
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1984-10-01
Also published as: JPH0350567B2; JPS60501249A; SE8302657D0

Abstract

An air filter device comprising of two separated filter layers, firstly a coarse filter layer (2) that encounters the air flow passing through the filter device during the separation of relatively coarse constituents from the device, secondly a subsequent fine filter (1), with the task of separating any remaining finer constituents from the air flow that has passed through the coarse filter. In close proximity to the front surface of the coarse filter layer (2) that initially encountered the forward flowing air, is fitted a variety of movable strips or elements arranged to be automatically put into operation by the forward flowing air and to collide with or otherwise mechanically act upon the coarse filter layer (2) during the counteraction of the premature of the coarse filter layer.<IMAGE>

Description

10 15 30 35 s-sazs sve-s På ritningarna är fig 1 en längdgenomskärning genom ett filter- don enligt uppfinningen, fig 2 en tvärsektionII-II i fig 1 samt fig 3 en perspektivvy illustrerande ett förfaringssätt för fram- ställning av i filterdonet ingående remsor. ' Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen Det i fig 1 och 2 visade filterdonet har generellt formen av ett cylindriskt rör eller röraggregat sammansatt av ett yttre, rör- formigt fínfilterskikt 1, och ett inuti detta lokaliserat, lika- ledes i huvudsak rörformigt grovfilterskikt 2 vilket i det visade exemplet har veckats i syfte att öka skiktets för filtrering ex- ponerade yta. Vid sin ena ände är det sålunda bildade röraggre- gatet tillslutet med hjälp av en platt, lämpligen cirkulär skiva 3 bestående av ett formstyvt och lämpligen prisbilligt material, t ex papp eller Wellpapp. Vid den motsatta änden är röraggregatet försett med en platt, ringformig skiva 4 uppvisande en central öppning 5 vilken bildar en inloppsmynning till filterdonet. Skivan 4 kan i praktiken med fördel bestå av samma material som skivan 3. 10 15 30 35 s-sazs sve-s In the drawings, Fig. 1 is a longitudinal section through a filter according to the invention, Fig. 2 shows a cross section II-II in Fig. 1 and Fig. 3 is a perspective view illustrating a method of position of strips included in the filter device. ' Detailed description of a preferred embodiment of the invention The filter device shown in Figures 1 and 2 is generally in the form of a cylindrical tube or tube assembly composed of an outer tube shaped fine filter layer 1, and a similarly located inside it is mainly guided tubular coarse filter layer 2, as shown the example has been folded in order to increase the layer for filtration ex- poned surface. At one end, the tube assembly thus formed is the gate is closed by means of a flat, suitably circular disc 3 consisting of a rigid and suitably inexpensive material, eg cardboard or corrugated cardboard. At the opposite end is the pipe assembly provided with a flat, annular disc 4 having a central opening 5 which forms an inlet orifice to the filter device. The disc 4 can in practice advantageously consist of the same material as the disc 3.

Skivorna 3, 4 är förbundna med skikten 1 och 2 på vilket som helst godtyckligt sätt, ehuru det föredras att limma fast skikten vid skivorna, eventuellt kompletterat med kantringar 6 vilka griper om och håller samman skivornas kanter respektive utvikta kantpar- tier hos det yttre skiktet 1.The disks 3, 4 are connected to the layers 1 and 2 on any one arbitrarily, although it is preferred to glue the layers to the discs, possibly supplemented with edging rings 6 which grip and holds together the edges of the discs and the unfolded edge parts tier of the outer layer 1.

Av ritningarna framgår hurusom ett hålrum 7 avgränsas av grov- filterskiktet 2 jämte bottenskivan 3. I detta hålrum är i enlighet med uppfinningens princip anordnade en mångfald långsmala, flexibla remsor 8 anordnade att självverkande försättas i rörelse med hjälp av den luft som strömmar in i hålrummet och vidare ut genom de båda skikten 2, 1. Dessa remsor förfärdigas lämpligen av ett fib- röst eller non-woven material, exempelvis på basis av cellulosa- fibrer. I praktiken föredras remsor vilka är tunna, t ex inom området 0,05-0,25 mm, och har ett jämförelsevis glest fibernätverk, 10 15 30 35 azezesv-5 men trots detta uppvisar hög rivstyrka och stor slitlängd, Såsom fibermaterial kan därför, förutom fibrer ur kemiska massor av tall eller gran även förekomma fibrer utvunna ur lin, jute, hampa, bomull eller linters. Enligt ett speciellt särdrag kan i remsmate- rialet även ingå en större eller mindre mängd konstfibrer av olika slag, t ex polyesterfibrer, vilka förlänar remsmaterialet elektro- statiska egenskaper, i syfte att öka materialets damm- eller stoft- upptagningsförmåga samtidigt som remsorna ges ökad benägenhet att repelleras från varandra.The drawings show how a cavity 7 is delimited by coarse the filter layer 2 together with the bottom plate 3. In this cavity is in accordance with the principle of the invention arranged a variety of elongate, flexible strips 8 arranged to set in motion self-acting with the aid of the air flowing into the cavity and further out through the both layers 2, 1. These strips are suitably made of a fibrous voice or non-woven material, for example based on cellulose fibers. In practice, strips which are thin, for example inside, are preferred range 0.05-0.25 mm, and has a comparatively sparse fiber network, 10 15 30 35 azezesv-5 but despite this exhibits high tear strength and great wear resistance, As fibrous materials can therefore, in addition to fibers from chemical pulps of pine or spruce also contain fibers extracted from flax, jute, hemp, cotton or linters. According to a special feature, in strip material The material also includes a larger or smaller amount of synthetic fibers of different types, such as polyester fibers, which impart electrodeposition to the strip material. static properties, in order to increase the dust or dust absorption capacity while giving the strips an increased tendency to repelled from each other.

Såsom framgår av fig 1 är antalet remsor så stort att hålrummet 7 i röraggregatet väsentligen helt utfylls med i kontakt med va- randra varande, ehuru medelst små, oregelbundna håligheter sins- emellan partiellt skilda remsor under bildande av ett oregelbundet kylse av remsor i hålrummet. Det skall särskild observeras att rem- sorna är så tunna eller fina att de även, åtminstone delvis, ut- fyller håligheterna mellan de veck som förekommer i grovfilter- skiktet 2.As can be seen from Fig. 1, the number of strips is so large that the cavity 7 in the pipe assembly is substantially completely filled with in contact with randra being, although by means of small, irregular cavities between partially separated strips to form an irregular one cooling of strips in the cavity. It should be noted in particular that are so thin or fine that they also, at least in part, fills the cavities between the folds present in the coarse filter layer 2.

Nu hänvisas till fig 3 som illustrerar ett föredraget förfarings- sätt för framställning av de ovan beskrivna remsorna. I enlighet med detta förfarande upplindas en materialbana av lämpligt slag flera varv kring en lämpligen cylindrisk kärna 9 varefter ett an- tal generatrísartade, väsentligen parallella snitt 10 skäres i de sålunda på varandra lagda parterna av banan. Härvid ges snitten en längd som är något mindre än materialbanans utsträckning i rikt- ning av kärnan så att mellan materialbanans ena kant och det en- skilda snittet kvarlämnas ett osnittat parti 11 vilket håller samman de olika remsorna till en sammanhängande enhet. Denna enhet kan därefter införas i hålrummet 7 till filterdonet, varvid en del av det osnittade partiet 11 viks kring den övre kanten av grovfilter- skiktet 2 och limmas fast mellan detta och ringskivan 4. Detta innebär att den enskilda remsan fästs enbart med sin ena ände i området av filterdonets inloppsmynning 5 medan den resterande, i hålrummet 7 nedhängande delen av remsan är fritt rörlig. Materialet i remsorna kan med fördel ha eller ges en benägenhet att krulla sig eller skrynklas så att de i hålrummet nedhängande remspartierna bildar en medvetet oordnad konfiguration som icke följer något 10 15 du 35' .sjzezssnv-s förutbestämt mönster.Referring now to Fig. 3 which illustrates a preferred method, method for producing the strips described above. According with this method a web of material of a suitable kind is wound several turns around a suitably cylindrical core 9, after which an number generatris-like, substantially parallel sections 10 are cut into the thus superimposed parts of the web. In this case, the cuts are given a length which is slightly less than the extent of the web of material in the direction of the core so that between one edge of the web of material and the the separated section leaves an uncut portion 11 which holds together the different strips into a coherent unit. This device can then inserted into the cavity 7 of the filter device, a part of the uncut portion 11 is folded around the upper edge of the coarse filter layer 2 and glued between it and the ring plate 4. This means that the individual strip is attached only with one end in the area of the inlet orifice 5 of the filter device while the remaining, i the cavity 7 hanging part of the strip is freely movable. The material in the strips may advantageously have or be given a tendency to curl or wrinkled so that the strip portions hanging in the cavity forms a deliberately disordered configuration that does not follow anything 10 15 you 35 ' .sjzezssnv-s predetermined pattern.

I det speciella utförande som åskådliggörs i fig 1 och 2 tänkes grovfilterskiktet 2 bestå av ett material med åtminstone viss egenstyvhet som gör att det veckade grovfilterskiktet ensamt förmår bilda en bärande eller formstyv stomme. I praktiken kan detta grovfilterskikt vara förfärdigat av ett papper med tjock- leken 0,5-2,0 mm, varvid papperet förutom konventionella cellu- losafibrer kan inbegripa en eller flera typer av konstfibrer, till exempel konstfibrer som förlänar skiktet elektrostatiska egenskaper. Även finfilterskiktet 1 kan ha viss egenstyvhet, ehuru ej nödvändigtvis så utpräglad styvhet som stommen 2. Väsent- ligt är dock att skiktet 1 har jämförelsevis tät fiberstruktur för att verka såsom ett mikro- eller finfilter vilket förmår upp- fånga och bibehålla beståndsdelar som är betydligt finare än de grova beståndsdelar som uppfångas i skiktet 2.In the special embodiment illustrated in Figs. 1 and 2 it is thought that the coarse filter layer 2 will consist of a material of at least some intrinsic stiffness that leaves the pleated coarse filter layer alone able to form a load-bearing or rigid frame. In practice, can this coarse filter layer must be made of a paper with a thick 0.5-2.0 mm, the paper in addition to conventional cellulose loose fibers may include one or more types of man-made fibers, for example, man-made fibers that impart electrostatic coating characteristics. The fine filter layer 1 can also have some intrinsic stiffness, although not necessarily as pronounced stiffness as the body 2. Essential However, the layer 1 has a comparatively dense fiber structure to act as a micro- or fine filter which is capable of capture and retain ingredients that are significantly finer than the coarse constituents trapped in the layer 2.

Uppfinningens verkningssätt_ Då den luftström som inkommer via mynningen 5 och sugs eller pressas ut genom skikten 2, 1, passerar genom hålrummet 7 försätts remsorna 8 i rörelse. Närmare bestämt yttrar sig denna rörelse i att den enskilda remsan försätts i svag sladdring under mekanisk påverkan av närbelägna remsor, varvid de remsor i kylset som be- finner sig i omedelbar närhet av filterskiktets 2 mot luftströmmen vända frontyta kommer att slå eller skrapa mot sagda yta. Detta i sin tur leder till att de fina och grova beståndsdelar eller föro- reningar som förekommer i luftströmmen icke samfällt avsätter sig på skiktytan utan hålls i rörelse på ett sådant sätt att blott de grova beståndsdelarna fastnar i filterskiktet 2, medan de finare beståndsdelarna ges tillfälle att passera vidare till finfilter- skiktet 1. Denna effekt har konstaterats genom praktiska försök vid vilka det beskrivna filterdonet jämförts med motsvarande filter- don utan remsor och vid vilka kunnat konstateras att det remsför- sedda filterdonet har en livslängd som är mer än tiofalš större än de icke remsförsedda filterdonens livslängd. En bidragande orsak till denna ökning av livslängd torde även vara att remskylset i dess helhet har en fördelande och hastighetsreducerande effekt förutom den ovannämnda självrensande effekten; Sålunda bromsar 10 30 35 8530276 57-5» u: remsorna upp den genom inloppsmynningen 5 inkommande luftströmmen och delar upp denna i en mängd små delströmmar vilka i ett lugnt förlopp tar sig vidare genom de vindlingar och små håligheter som remsorna bildar, allt under åstadkommande av en fördelning av dessa delströmmar ungefär jämnt utmed filterdonets hela längd eller grovfilterskiktets 2 hela, mot luftströmmen exponerade yta. Denna fördelning av luftströmmen i en mångfald delströmmar har även en skyddande verkan såtillvida att extremt kraftiga eller hårda be- ståndsdelar som kan medfölja huvudluftströmmen aldrig får tillfälle att komma i direktkontakt med grovfilterskiktet 2. Dylika bestånds- delar uppfångas sålunda redan av remsorna, vilka i så motto kan sägas utgöras ett förfilter för grovfilterskiktet. Vidare skall be- märkas att remsorna 8 i sig själva har förmåga att uppfånga en relativt stor andel av de fasta beståndsdelar som medföljer luft- strönmen. En ytterligare, i praktiken mycket värdefull fördel med användandet av remsor enligt uppfinningen är att de beståndsdelar som avskiljs inuti hålrummet 7 kommer att i allt väsentligt full- ständigt kvarhållas i hålrummet, i det att remsorna bildar ett ryssjeartat arrangemang som väl tillåter införande av fasta be- ståndsdelar i hålrummet, men som förhindrar samma beståndsdelar att ta sig ut ur hålrummet. Vid praktiska försök har sålunda kunnat konstateras att nämnvärda mängder stoft ej tar sig ut ur hål- rummet ens om filterdonet vänds upp och ned med mynningen 5 riktad nedåt. Denna stoftkvarhållande effekt blir särskilt markant i det fall remsorna 8 är framställda av ett material med elektrostatiska egenskaper, i det att den gnidning eller friktion som förekommer mellan remsor gör remsorna höggradigt elektrostatiska så att damm- partiklarna attraheras av och häftar fast vid remsornas ytor.Mode of operation of the invention_ Then the air flow that enters through the mouth 5 and is sucked or pressed out through the layers 2, 1, passing through the cavity 7 is added the strips 8 in motion. More specifically, this movement manifests itself in that the individual strip is placed in weak skidding during mechanical effect of nearby strips, the strips in the refrigerator being is in the immediate vicinity of the filter layer 2 against the air flow facing front surface will strike or scratch against said surface. This in in turn leads to the fine and coarse constituents or purifications that occur in the air stream do not co-precipitate on the layer surface but kept in motion in such a way that only they the coarse constituents stick to the filter layer 2, while the finer ones the constituents are given the opportunity to pass on to the fine filter layer 1. This effect has been established through practical experiments in which the described filter device has been compared with the corresponding filter without strip and in which it has been established that the strip The filter device seen has a service life that is more than ten times greater than the service life of the non-striped filter devices. A contributor The reason for this increase in service life is probably also the belt wash as a whole has a distributing and speed-reducing effect in addition to the aforementioned self-cleaning effect; Thus brakes 10 30 35 8530276 57-5 » u: strips up the air flow entering through the inlet orifice 5 and divides this into a number of small substreams which in a calm progression continues through the windings and small cavities that the strips form, all while providing a distribution of these substreams approximately evenly along the entire length of the filter device or the entire surface of the coarse filter layer 2, exposed to the air flow. This distribution of the air flow in a plurality of substreams also has one protective effect in so far as extremely strong or harsh components that can accompany the main air flow never get a chance to come into direct contact with the coarse filter layer 2. Such parts are thus already captured by the strips, which in that motto can is said to be a pre-filter for the coarse filter layer. Furthermore, it is noticed that the strips 8 in themselves have the ability to catch one relatively large proportion of the solid constituents that come with the stream. An additional, in practice very valuable advantage of the use of strips according to the invention is that the components separated inside the cavity 7 will be substantially complete. constantly retained in the cavity, in that the strips form one Russian arrangement which allows the introduction of fixed constituents in the cavity, but which prevent the same constituents to get out of the cavity. In practical experiments it has thus been possible found that significant amounts of dust do not get out of the the room even if the filter device is turned upside down with the mouth 5 directed down. This dust-retaining effect becomes particularly marked in it case the strips 8 are made of a material with electrostatic properties, in that the friction or friction that occurs between strips makes the strips highly electrostatic so that dust the particles are attracted by and adhere to the surfaces of the strips.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Det är givet att uppfinningen ej är begränsad blott till det beskrivna och på ritningarna exemplifierade utförandet. Sålunda kan utöver de båda filterskikten 1 och 2 ingå ytterligare filter- skikt av vilka det innersta eller det som först träffas av luft- strömmen samverkar med ett kylse av remsor på ovan beskrivet sätt.Possible modifications of the invention It is a given that the invention is not limited thereto described and exemplified in the drawings. Thus in addition to the two filter layers 1 and 2, additional filter layers of which the innermost or first hit by the air the current interacts with a cooling strip in the manner described above.

Sålunda kan exempelvis innanför det lämpligen, ehuru ej nödvändigt- vis veckade grovfilterskiktet 2 vara anordnat ett extremt tunt filterskikt som har glesare fiberstruktur än skiktet 2. På analogt . sisezesvva- s 10 so' 35 sätt kan mellan skikten 1 och 2 vara anordnade ett eller flera iytterligare, fibrösa.skikt vilkas fibernätverk är a ena sidan tätare än fibernätverket i skiktet 2 och å andra sidan glesare än fibernätverket i skiktet 1. Enligt ett speciellt särdrag av uppfinningen kan i hålrummet eller hålrummen mellan skikten 1 och 2 vara anordnad en fibrös massa med uppgift att uppfånga finare beståndsdelar ur luftströmmen sedan denna passerat grov- filterskiktet 2 och innan den når finfilterskiktet. Denna massa kan exempelvis ha karaktären av bomullsvadd.Thus, for example, inside it may conveniently, though not necessarily, In this case, the coarse filter layer 2 is arranged to be arranged extremely thin filter layer having a sparser fiber structure than layer 2. On analog . sisezesvva- s 10 so ' 35 one or more can be arranged between the layers 1 and 2 additional, fibrous layers whose fiber network is on one side denser than the fiber network in layer 2 and on the other hand sparser than the fiber network in layer 1. According to a special feature of the invention can in the cavity or cavities between the layers 1 and 2 be arranged a fibrous mass with the task of intercepting finer constituents of the air stream after it has passed coarse the filter layer 2 and before it reaches the fine filter layer. This mass may, for example, have the character of cotton wool.

Vidare är det självklart att uppfinningstanken ej är begränsad till blott rening av luft, i det att det beskrivna filterdonet givetvis även kan användas för rening av vilken som helst annan gas.Furthermore, it is obvious that the idea of invention is not limited to purely purify air, in that the described filter device of course can also be used for purification of any other gas.

Därest man så önskar kan en särskild, bärande stomme införlivas med filterdonet, till exempel ett av metall, plast eller papp be- stående gallerverk som sträcker sig mellan de båda skivorna 3 och 4, varvid behovet av att göra någotdera av skikten 1 och 2 form- styva bortfaller. Ävenledes må påpekas att_uppfinningstanken ej är begränsad till just den geometriska utformning som visas på ritningarna. Sålunda kan de båda filterskikten, d v s grovfilter- skiktet respektive finfilterskiktet ha annan form än just cylind- riskt. Exempelvis kan de båda skikten ha formen av två på varandra följande plana väggar anordnade på tvären i en luftledningskanal av godtyckligt slag. Det är härvid även tänkbart att arrangera två eller flera efter varandra följande par av grov- resp finfilter- skikt. Vidare kan istället för just remsor användas andra typer av rörliga element, till exempel trådar företrädesvis trådar av fibrös karaktär. Ävenledes må påpekas att ifrågavarande rems- eller trådelement kan behandlas på olika sätt, t ex ytbehandlas i syfte att göra elementen flamsäkra för att undvika uppkomst av brand, till exempel till följd av att gnistor eller svetsloppor medföljer luftströmmen.As far as desired, a special, load-bearing frame can be incorporated with the filter device, for example one made of metal, plastic or cardboard standing grid extending between the two discs 3 and 4, wherein the need to make either of the layers 1 and 2 formed stiff lapses. It should also be pointed out that the idea of invention does not is limited to the exact geometric design shown on the drawings. Thus, the two filter layers, i.e. coarse filter the layer and the fine filter layer, respectively, have a shape other than the cylindrical risky. For example, the two layers may have the shape of two on top of each other the following flat walls arranged transversely in an air duct of any kind. It is also conceivable to arrange this two or more consecutive pairs of coarse and fine filters layer. Furthermore, instead of just strips, other types can be used of moving elements, for example threads preferably threads of fibrous character. It should also be noted that the strip in question or wire elements can be treated in different ways, eg surface treated in purpose of making the elements flameproof to avoid the formation of fire, for example due to sparks or welding fleas comes with the airflow.

Det är även tänkbart att använda remsor eller remsartade ele- ment av beskrivet slag i samband med enkla rör eller påsar som i sig själva bildar ett grovfilter eller ett finfilter.It is also conceivable to use strips or strip-like elements. of the kind described in connection with simple tubes or bags which in itself forms a coarse filter or a fine filter.

Claims

10 15 20 25 30 35 83926 57-5 PATENT REQUIREMENTS

Filter means for air or gas purification purposes, comprising at least one filter layer (2) which is hit and flowed by a gas stream passing through the filter means while separating contaminated constituents therefrom, characterized at least in the immediate vicinity of the front surface of the filter layer (2) hit by the flowing gas, a plurality of relatively said surface are mounted movable, flexible strips (8) of a fibrous or non-woven material arranged to be set in motion by means of the flowing gas in order to strike or otherwise mechanically process said filter layer (2) while counteracting premature clogging thereof, and on the other hand itself to capture and separate contaminated constituents from the gas stream while providing a pre-filtration thereof before it reaches the filter layer (2). d ä r a v, att

Filter device according to Claim 1, characterized in that the strip material comprises fibers, for example polyester fibers, which impart the same electrostatic properties.

Filter device according to Claim 1 or 2, characterized in that it is in the form of a suitably cylindrical tube assembly composed of at least one fine filter tube (1) and at least one coarse filter tube (2) located inside it, which in turn delimits a central cavity (7) in which the movable elements or strips (8) are arranged, one end of the pipe assembly being closed while the other end is open and serves as inlet mouth (5) for a gas intended to flow into said cavity and out through the coarse filter tube (2) and then through the fine filter tube (1), and that the individual strip is attached only with one end (11) in the area of the inlet mouth of the tube assembly (5) and freely movable along its entire length except for said attaching its end .

Filter device according to claim 3, characterized in that the number of strips (8) is so large that the cavity (7) in the pipe assembly is substantially completely filled with being in contact with each other, although by means of small, irregular cavities between them. §V ~ si É 'partially separated strips, during the formation of an irregular cooling of strips in said cavities. '

Filter device according to claim 4, characterized in that the strips are cut out in a web of material by means of a number of approximately parallel cuts (10) whose length is less than the extent of the web in the direction of the cuts, all while leaving an uncut portion (11) of the web which holds the strips together into a coherent unit. Filter device according to one of Claims 3 to 5, characterized in that a coarse mass is arranged between the coarse filter layer (2) and the fine filter layer (1) with the task of capturing finer constituents from the gas stream after it has passed coarse the filter layer (2) -and before it reaches the fine filter layer (1l.