SE438788B - Filter for tryckluft och andra komprimerade gaser - Google Patents

Description

_ 7902816-3 uppgå till upp till 200°C och högre i kompressorn. Under denna inverkan blir smörjoljan kraftigt aggressiv. Denna och de andra föroreningarna i tryckluften bidrager väsentligt till för- slitning i samtliga tryckluftanläggningar.

På grund av den fina förstoftningen bildar föroreningarna aero- soler. Detta innebär att de förblir svävande i tryckluften och breder sig ut i hela tryckluftsnätet.

Detta kan endast i ringa utsträckning motverkas med sedvanliga avskiljningsmetoder såsom centrifugalavskiljare eller avskilj- ning med sintermetall- eller keramikavskiljare.

Avgörande kriterier för kvaliteten hos ett filter är dess livs- längd och filtereffekt. Ändamålet med denna uppfinning är så- lunda att förbättra livslängden och filtereffekten.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen genom ett filter för tryckluft och andra komprimerade gaser ävensom luft och vätskor med ett filterelement, som är sammansatt av flera skikt med olika porositet, varvid framför det finporiga skiktet på dess inloppssida är kopplat ett mindre finporigt skikt innehållande aktivt kol och skikten stöttas av en genomsläpplig stödmantel, som kännetecknas av att ett med mycket finmalet aktivt kol fyllt mikrofiberflor är anordnat mellan två skikt av mindre finporigt filtermaterial och två koncentriska, inifrån och utåt genomström- made stödmantlar och att det grovkorniga aktiva kolet befinner sig i fickkammare av väv.

Filterskikten i flera lager med olika porositet ger filterele- mentet, jämfört med andra filter, en väsentligt längre livslängd med förhöjd, konstant filtereffekt. Detta beror på att olika stora partiklar intränger olika djupt i filtret. Därvid inkommer stora partiklar icke i det finaste filterområdet, utan kvarhålles ttidigare, medan små partiklar intränger ända till det innersta av filtermediet. Därigenom erhålles den tänkbart gynnsammaste kornstorleksförändringen inuti filtermediet och en utmärkt tryck- luftskvalitet uppstår, då filtret användes t.ex. för trycklufts- filter. Det aktiva kolet absorberar föroreningarna i det förbi- 7902816-3 strömmande mediet. Med detta avses upptagande och komprimering av gaser eller lösta material på ytan av det aktiva kolet. Mäng- den av absorbatet stiger med gastrycket, så att det enligt upp- finningen med aktivt kol försedda filtret uppvisar i trycklufts- anläggningar en synnerligen hög absorptionsförmåga.

För filtret är genom malning sönderdelat aktivt kol med olika kornstbrlek lämpat. Därvid sker en speciellt fördelning av korn- storlekarna, så att mediet, som skall filtreras i filtret, först pâträffar grovkornigt aktivt kol och därefter finkornigt aktivt kol. Det grovkorniga aktiva kolet ligger i grovfilterområdet och det finkorniga aktiva kolet i finfilteromrâdet. För grov- området är kornstorlekar mellan 1 och 4 mm lämpliga Och för finområdet kornstorlekar under 0,1 mm. Ju mindre kornstorleken är, desto större är absorptionsförmågan för det aktiva kolet.

En fördel är att den enligt tekniken av en sandwichkonstruktion mellan tvâ koncentriska stödflor inneslutna mikrofiberfloret medger användning av ytterst finmalt och bindemedelsfritt aktivt kol. Det aktiva kolet kan utan bindemedel med fördel utveckla sin maximala absorptionsförmâga i filtret enligt uppfinningen.

Det i strömningsriktningen anordnade stödfiberfloret fungerar med fördel som efterfilter. Det filtrerar bort även ytterst fina kolpartiklar, som medförts av det filtrerade mediet. Därvid av- skiljer mikrofiberfloret partiklar ned till 0,01 fm . Likaså absorberas de även vid oljefria kompressorer i tryckluften före- fintliga omättade kolvätena samt störande lukter. Det utkommande filtrerade mediet är praktiskt taget rent och sterilt. Därigenom erhålles en tryckluftskvalitet, som är bättre än andningsluften DIN 3188. Den är fullständigt neutral ur lukt- och smaksynpunkt.

Det framför det finkorniga aktiva kolet i strömningsriktningen för det filtrerade mediet anordnade grovkorniga aktiva kolet är anordnat i fickor, mellan vilka en spalt befinner sig, som är sluten i strömningsriktningen för det filtrerade mediet vid sin ena ände. Spalten mellan angränsande fickor ökar filterytan, dvs. den yta, gentemot vilken den filtrerade mediet strömmar. Ju större antalet fickor är, desto större är filterytan. Därvid l79o2e16-3 kan fickorna vara anordnade så att spalterna löper i axiell riktning och/eller i perifeririktning.

Den slutna spaltänden tvingar det i spalten strömmande mediet att strömma genom fickorna. I fickorna bildas en speciellt kraftig virveleffekt för det filtrerade mediet med speciellt lång kontakttid med det aktiva kolet. Likaså är strömnings- motståndet gentemot kända filter med bundna kolpartiklar hög- gradigt lägre.

Fickorna medger användning av bindemedelsfritt aktivt kol och ger det aktiva kolet nödvändigt stöd i filtret, utan att dess absorptionsförmåga ogynnsamt påverkas. Därvid kan de aktiva kolpartiklarna vara anordnade så lösa i fickorna, att det in i fickorna strömmande mediet där fördelas optimalt och om- strömmar kolpartiklarna på alla sidor. Den lösa anordningen bildas exempelvis genom en lös packning.

Fickorna består av väv med plastfibrer, som lätt kan svetsas.

Svetsfogarna ligger lämpligen likaså vid-änden av varje spalt respektive vid kantområdet på filtret. På detta sätt skadas' icke genomsläppligheten hos Väven av svetsfogarna och utnyttjas vid den vid lämpligt val och skiktning av fibrerna med svets- ningen förbundna tillslutningen av samtliga tidigare öppna po- rer mellan fibrerna för tillslutning av spaltändarna mellan fickorna och för bildning av täüakantlister vid filterelemen- tet. De täta kantlisterna underlättar tätning av filterelemen- tet vid dess beröringsställen med filterhuset. " På ritningen visas olika utföringsexempel på uppfinningen, där fig. 1 utgör en perspektivvy av ett fihæm enligt uppfinningen av patrontyp, delvis utskuren, fig. 2 visar ett schematiskt_tvärsnitt genom filtret, fig. 3 ett annat filter enligt uppfinningen i schematiskt tvär- snitt, fig. 4 och 5 detaljer i filtret enligt fig. 3, och 790281645 fig. 6 en användning av filtret enligt uppfinningen i enlig- het med fig. 1 - 5.

Patronfiltret enligt uppfinningen uppvisar ett övre lock 1 och ett undre lock 2, mellan vilka en ihålig cylinder befin- ner sig. Samtliga metalliska detaljer består av rostfritt stål eller aluminium och.tätningarna av ett temperaturbeständigt tätningsmaterial. Det övre locket är försett med en centrisk genomgångsöppning med en yttergänga 3, som sträcker sig koaxi- ellt till patronen och som tjänar till införande av patronen i inloppsledningarna 15 på ett filterhus 16. En mellan det övre locket 1 och yttergängan 3 befintlig, omlöpande tätningsring 4 sörjer för att husomrâdet 17, som tillför det filtrerade mediet och som mynnar i det inre rummet på patronen är tätt skilt från hålrummet 18, som omger patronen och som innehåller det filtrerade mediet.

I fig. 2 symboliserar pil a inloppet för det filtrerade mediet, som utkommer i rent tillstånd på utsidan, symboliserat genom pilspets e ur patronen.

Separationen av husomrâdet 17 från hushålrummet 18 sker även genom en krage på undre locket 2. Kragen befinner sig vid ytter- periferin och i centralområdet, och är inåt formad på sådant sätt att den ihåliga cylindern i filterelementet kan placeras i ett periferiskt spår 5. Samma periferiska spår befinner sig med omvänd profil i lock 1. Det övre locket 1 och det undre locket 2 är genom lim 6 tätt förbundna med den ihåliga cylindern.

Den ihåliga cylindern består enligt fig. 1 och 2 av koncentriska materialringar. Den firmrsta materialringen är en ädelstål-stöd- mantel 7 av ett metalltrådsnät eller en stansad, med ett mönster av genomgångsöppningar försedd och böjd plåt. En sådan plåt bildas exempelvis genom stansning av tätt på varandra liggande och i huvudsak i perifeririktningen för stödmanteln 2 löpande slitsar eller hål och åtföljande sträckning av plåten. Den be- tecknas då som sträckmetall. 79028 “š 6'3 Den fluæmsta ädelstålstödmanteln 7 är omgiven utanpå av ett stödfiberflor 9a. Därefter följer ett mikrofiberflor 8, som på ena sidan omslutes av ett stödfiberflor 9b. Det hela om- ges av en ytterligare, på samma sätt som den inre ädelstålstöd- manteln tillverkade yttre ädelstålstödmantel 7. Sålunda befinner sig stödfiberfloran 9a och 9b mellan ädelstålstödmantlarna 7 och mikrofiberfloret 8 mellan stödfiberfloren 9a och 9b. Stödfiber- floren 9a och 9b består av hydrofoba nylonfibrer och är likaså bindemedelsfria, men icke så finporiga som mikrofiberfloret 8.

Mikrofiberfloret är sammansatt av hydrofoba, utan bindemedel skiktade glasfibrer. Vid skiktningen eller efteråt införes mycket finmalt aktivt kol mellan glasfibrerna. I denna sammansättning uppvisar mikrofiberfloret 8 i oanvänt tillstånd en porvolym av 80 %.

Stödfiberfloren 9a och 9b innehar olika uppgifter. De fungerar som förfilter gentemot mikrofiberflor 8 och tillsammans med stöd- mantlarna 7 som säkrare stöd för mikrofiberflor 8 i samtliga strömningsriktningar för det filtrerade mediet. Därvid motstår den genom ädelstâlstödmantlarna 7, stödfiberfloren 9a och 9b och mikrofiberfloret 8 erhållna sandwichkonstruktionen även avsevärda tryck. Dessutom medger anordningen av stödfiberfloren 9a och 9b och ädelstâlmanteln 7 på båda sidor av mikrofiberflo- ret 8 en effektiv strömningsomvändning, som exempelvis tjänar till att rena filterelementet.

Såvida filtret användes för avskiljande av olja ur tryckluft, så erhålles en ytterligare garanti genom en ytterligare skum- plastmantel 10, som omger den yttre ädelstâlmanteln 7, för att aerosoler utfiltreras.

Vid filtrering av tryckluft strömmar den förorenade tryckluft, som skall filtreras, först genom det inre stödfiberfloret 9a.

Där kvarhålles mikroorganismer och andra partiklar ned till en storlek av 0,005 - 0,001 mm. De finare partiklarna ned till 0,00001 mm uppfångas i mikrofiberfloret 8.

Enligt fig. 3 - 5 är den ihåliga cylindern mellan lock 1 och 2 7902816-3 inuti försedd med ett ytterligare filterskikt, till Vilket segmentliknande fickor 19 av nylonväv hör.

Fickorna 19 består exempelvis av tvâ på varandra lagda väv- nanor. Den undre vävbanan ligger slätt på, medan den övre väv- nanan hålles i slingor och svetsas med varje mot den undre väv- banan vända slingspets genom svetsbalkar, som griper in i slingorna och sträcker sig över hela vävbanans bredd med den undre vävbanan. Svetsfogarna 20 stäcker sig i längdriktningen för slingorna, som bildar fickorna 19, och tvärs längdriktningen för vävbanan. Därefter svetsas den övre och den undre vävbanan ihop med varandra vid en kant. I den andra, öppna änden av fickorna 19 vid den motliggande kanten av vävbanan kan då grov- malt eller grovstött aktivt kol införas. Efter fyllning av fickorna 19 förslutes den öppna fickänden på samma sätt som den genom svetsfog 21 förslutna fickänden genom en svetsfog 22. Det för svetsning av fogarna 21 och 22 erforderliga trycket av kan- terna på den övre vävbanan mot den undre vävbanan medför en av- fasning av fickändarna.

I stället för den i slingor lagda övre vävbanan kan även en vävbana med i förväg framställda fickor användas respektive även enskilda i förväg tillverkade fickor, som först i öppet tillstånd fylles uppifrån med grovkornigt aktivt kol och där- efter svetsas ihop med en pâlagd vävbana.

Samtliga de för fickorna 19 avsedda vävbanorna är bindemedels- fria och kan bestå av fibrer, som endast~genom speciell skikt- ning bringas i ingrepp med varandra.

De färdiga fickorna 19 sammanrullas vid monteringen och instickes i den undre ädelstålstödmanteln 7 på den ihåliga cylindern.

Fickorna 19 ligger då med sin i fig. 4 undre vävbana på den inre ädelstålstödmanteln 7 och tillsluter i axiell riktning med ädel- stålstödmanteln 7. Detta innebär att de genom svetsfogarna 21 och 22 bildade kanterna på fickorna 19 förlöper jäms med kanter- na på den inre ädelstålstödmanteln 7, så att locken 1, 2 på den ihåliga cylindern kan omgripa de genom svetsfogarna 21 Qch 22 bildade kanterna på fickorna 19._ _,,__,_..._.___,......., l 7902816-3 I monterat tillstånd uppvisar fickorna 19 mellan vardera två fangränsande fickor 19 en längs den tillhörande svetsfogen 20 och i axiell riktning för den ihåliga cylindern löpande spalt, som ökar anströmningsytan för det filtrerade mediet.

Det grovkorniga aktiva kolet i fickorna 19 utgör ett första absorptionssteg för mediet, som strömmar däremot och som skall filtreras. Det andra absorptionssteget är mikrofiberfloret 8 med det mycket finmalda aktiva kolet.

I fig. 6 visas användningen av filtret enligt fig- 1 och 2 res- pektive 3 - 5 i en filterkombination med ett på samma sätt som filtret enligt fig. 1 och 2, men utan aktiv koltillsats uppbyggt filterelement 23. Filterelementet 23 bildar för mediet, som skall renas, ett första filtersteg, i vilket olja, vatten och smuts avskiljes. Den med komprimerad luft åtföljande vatten- mängden är ganska avsevärd, och efter en tryckluftskompression och en tryckluftstemperatur av exempelvis 50°C efter efterkyla- ren och en i tryckluftsnätet genomförd avkylning till 10°C bildas en vattenutfällning av 72 g/m3 luft. Vid en kompressoreffekt av 300 m3/timme och ett tryck av 4 bar transporteras sålunda 4,3 liter vatten/timme i tryckluftsnätet.

Det från filterelementet 23 avskilda vattnet och oljan bortgår genom ett nedtill, vid filterhus 16 anordnat, automatiskt.kon- densatutlopp 24.

Efter filtret med filterelementet 23 är ett filter inkopplat med aktivt kol enligt fig. 1 och 2 respektive enligt fig. 3 - 5. Det efterkopplade aktiva kolfiltret absorberar samtliga olje- ångor och luktämnen. Den vid filtrering av tryckluft ur filter- kombinationen utkommande tryckluften är fullständigt steril och fri från korrosiva komponenter.

Claims (14)

7902816-3 Patentkrav

1. Filter för tryckluft och andra komprimerade gaser ävensom luft och vätskor med ett filterelement, som är sammansatt av flera skikt med olika porositet, varvid framför det finporiga skiktet på dess inloppssida är kopplat ett mindre finporigt skikt inne- hållande aktivt kol och skikten stöttas av en genomsläpplig stöd- mantel, k ä n n e t e c k n a t av att ett med mycket finmalet aktivt kol fyllt mikrofiberflor (8) är anordnat mellan två skikt av mindre finporigt filtermaterial (9a, 9b) och tvâ koncentriska, inifrån och utåt genomströmmande stödmantlar (7) och att det grov- korniga aktiva kolet befinner sig i fickkammare (19) av väv.

2. Filter enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det grov- korniga aktiva kolet uppvisar en lös packning.

3. Filter enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att det aktiva kolet är bindemedelsfritt.

4. Filter enligt ett eller flera av kraven 1-3, k ä n n e tpe c k n a t av att det uppvisar flera fickor (19), mellan vilka vardera en, i strömningsrikningen för det filtrerade mediet vid sin ände (20) slu- ten spalt befinner sig.

5. Filter enligt krav 4, k a n n e t e c k n a t av att fickorna (19) går i axiell och/eller radiell riktning för filtret)

6. Filter enligt ett eller flera av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att Väven är bindemedelsfri.

7. Filter enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att Väven för fickorna (19) består av plastfibrer.

8. Filter enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av mellan fickorna (19) svetsade plastfibrer.

9. Filter enligt ett eller flera av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t av att fickorna (19) i axiell riktning är försedda med en utspringandc kant (21,22). 7902816-5 ID

10. Filter enligt krav 7 och 9, k ä n n e t e c k n a t a v att fibrerna är svetsade vid fick-kanten (21, 22).

11. Filter enligt ett eller flera av kraven 1-10, k ä n n e t e c k n a t a v att mikrofiberfloret uppvisar en hâlvolym av minst 60 %.

12. Filter enligt ett eller flera av kraven 1-11, k ä n n e t e c k- n a t a v att filtermediet består av hydrofoba fibrer.

13. Filter enligt ett eller flera av kraven 1-12, k ä n n e t e c k- n a t a v att samtliga metalliska detaljer består av røstfritt stål eller aluminium.

14. Filter enligt ett eller flera av kraven 1-13, k ä n n e t e c k n a"t a v ett förkopplat ytterligare filterelement (23) med ett kondensat- utl0PP (24).