SE541212C2

SE541212C2 - Shape-stable filter with prestressed permeable layers

Info

Publication number: SE541212C2
Application number: SE1500511A
Authority: SE
Inventors: Bo Dolk
Original assignee: Qleanair Scandinavia Ab
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2019-04-30
Also published as: JP2018537278A; EP3389824A1; SE1500511A1; EP3389824A4; WO2017105311A1

Abstract

Uppfinningen avser ett filter (4a-b) med celler avgränsade av ett ramelement (1, 2a-b) samt två permeabla skikt (3, 3a-b). Cellerna innesluter en filtersubstans. De permeabla skikten (3, 3a-b) är fasta på ramen på ett sådant sätt att skikten är förspända, vilket gör att de permeabla skikten genom forspänningen strävar mot en väldefinierad form och utsätts skikten för en belastning verkar förspänningen mot formförändringar.De permeabla skikten (3, 3a-b) kan vara fästa på ramen på ett sådant sätt att skikten är förspända längs åtminstone en axel. I en utföringsform är de permeabla skikten (3, 3a-b) fasta på ramen på ett sådant sätt att skikten är förspända längs åtminstone två axlar, typiskt anordnade i rät vinkel från varandra.The invention relates to a filter (4a-b) with cells delimited by a frame element (1, 2a-b) and two permeable layers (3, 3a-b). The cells contain a filter substance. The permeable layers (3, 3a-b) are fixed to the frame in such a way that the layers are prestressed, which means that the permeable layers through the prestress strive towards a well-defined shape and the layers are subjected to a load, the prestress acts against deformations. (3, 3a-b) may be attached to the frame in such a way that the layers are biased along at least one axis. In one embodiment, the permeable layers (3, 3a-b) are fixed to the frame in such a way that the layers are biased along at least two axes, typically arranged at right angles to each other.

Description

Formstabilt filter med förspända permeabla skikt Föreliggande uppfinning avser ett formstabilt filter enligt ingressen till det oberoende kravet. Shape-stable filter with prestressed permeable layers The present invention relates to a dimensionally stable filter according to the preamble of the independent claim.

Uppfinningens bakgrund Filter består normalt av en ramliknande anordning som på två sidor sluts av nät och i det slutna utrymmet som bildas av ramen med nätet innesluts av aktiv filtersubstans. Substansen är ofta i granulatform och denna kan sätta sig om den utsätts för skakningar eller belastning. Ger nätet efter for denna belastning, kan det bildas tomrum i filtrets inre som saknar filtersubstans och den fluid som skulle ha filtrerats av substansen kan då passera ofiltrerad genom filtret. Background of the invention Filters normally consist of a frame-like device which on two sides is closed by nets and in the closed space formed by the frame with the net is enclosed by active filter substance. The substance is often in granular form and this can settle if it is subjected to shaking or loading. If the net yields to this load, voids can form in the interior of the filter which lack filter material and the fluid which would have been filtered by the substance can then pass unfiltered through the filter.

Ett ändamål med uppfinningen är därför att tillhandahålla ett formstabilt filter som minskar riken att det bildas tomrum i filtret utan aktiv filtersubstans. An object of the invention is therefore to provide a dimensionally stable filter which reduces the realms that voids are formed in the filter without active filter substance.

Dessa och andra ändamål uppnås genom ett formstabilt filter enligt dekännetecknande delarna av det oberoende kravet. These and other objects are achieved by a dimensionally stable filter according to the features of the independent claim.

Sammanfattning av uppfinningen Uppfinningen avser ett filter 4a-b omfattande åtminstone en cell avgränsad av ett ramelement 1, 2a-b samt två permeabla skikt 3, 3a-b. Den åtminstone en cellen innesluter en filtersubstans. De permeabla skikten 3, 3a-b är fasta på ramen på ett sådant sätt att skikten är forspända, vilket har fördelen att de permeabla skikten genom forspänningen strävar mot en väldefinierad form och utsätts skikten for en belastning verkar forspänningen mot formförändringar. Summary of the invention The invention relates to a filter 4a-b comprising at least one cell delimited by a frame element 1, 2a-b and two permeable layers 3, 3a-b. The at least one cell encloses a filter substance. The permeable layers 3, 3a-b are fixed to the frame in such a way that the layers are prestressed, which has the advantage that the permeable layers through the prestress strive towards a well-defined shape and the layers are subjected to a load, the prestress acts against deformation.

De permeabla skikten 3, 3a-b kan vara fasta på ramen på ett sådant sätt att skikten är förspända längs åtminstone en axel. I en fördelaktig utföringsform är de permeabla skikten 3, 3a-b fasta på ramen på ett sådant sätt att skikten är förspända längs åtminstone två axlar, typiskt anordnade i rät vinkel från varandra. The permeable layers 3, 3a-b may be fixed to the frame in such a way that the layers are biased along at least one axis. In an advantageous embodiment, the permeable layers 3, 3a-b are fixed to the frame in such a way that the layers are biased along at least two axes, typically arranged at right angles to each other.

Kort beskrivning av figurerna Fig. 1 visar ett filter sett rakt framifrån utan förspänt nät Fig. 2 visar filtret utan förspänt nät sett från sidan Fig. 3 visar en första utföringsform av ett filter med förspänt nät sett rakt framifrån Fig. 4 visar den första utföringsformen av filtret med förspänt nät sett från sidan Fig. 5 visar en andra utföringsform av ett filter med förspänt nät från sidan Beskrivning av föredragna utföringsformer Uppfinningen avser ett filter som kan användas för filtrering av gaser eller vätskor, men den applikation som beskrivningen utgår från är här filtrering av luft. Filtren består av en filterkassett som i sitt inre innesluter en filtrerande substans, som ofta utgörs av aktivt kol, men alternativt exempelvis kan utgöras av salter eller zeoliter i granulatform eller filtersubstanser i form av tygeller filtliknande form som HEPA-filter. Särskilt filtersubstanser i granulatform kan sjunka samman och ändra volym vid inverkan av skakningar och det är viktigt att filtersubstansen hålls på plats så att den inte sjunker ihop och lämnar tomma utrymmen där luften kan passera ofiltrerad. Brief description of the figures Fig. 1 shows a filter seen straight from the front without a prestressed net Fig. 2 shows the filter without prestressed net seen from the side Fig. 3 shows a first embodiment of a filter with prestressed net seen straight from the front Fig. 4 shows the first embodiment of the filter with prestressed net seen from the side Fig. 5 shows a second embodiment of a filter with prestressed net from the side Description of preferred embodiments The invention relates to a filter which can be used for filtering gases or liquids, but the application from which the description is based here is filtration of air. The filters consist of a filter cassette which in its interior encloses a filtering substance, which often consists of activated carbon, but alternatively may for example consist of salts or zeolites in granular form or filter substances in the form of reins or felt-like form as HEPA filters. Especially filter substances in granular form can collapse and change volume under the influence of shaking and it is important that the filter substance is kept in place so that it does not collapse and leave empty spaces where the air can pass unfiltered.

Fig. 1 visar ett filter 4a utan förspänt nät sett rakt framifrån. Filtret består av en filterkassett med en uppsättning om sju horisontella tvärslåar 1 och två sidostag 2a-b som tillsammans bildar en ram med en uppsättning filterceller. På ramens fram- och baksida finns ett nät 3a-b anordnat och nätet tillsammans med ramen bildar sex slutna filterceller som är fyllda med en filtersubstans. Vid bruk står filtret typiskt på högkant, så att vad som i bildplanet är uppåt är vid verkligt bruk vertikalaxeln. Fig. 1 shows a filter 4a without prestressed net seen straight from the front. The filter consists of a filter cassette with a set of seven horizontal crossbars 1 and two side struts 2a-b which together form a frame with a set of filter cells. A net 3a-b is arranged on the front and back of the frame and the net together with the frame forms six closed filter cells which are filled with a filter substance. In use, the filter is typically upright, so that what is up in the image plane is in actual use the vertical axis.

Fig. 2 visar filtret 4a utan förspänt nät 3a-b sett från sidan och här illustreras hur filtersubstansen av sin egen tyngd fatt nätet att bukta ut från varje cell. Utbuktningen är kraftigt överdriven för att illustrera principen, men i verkligheten sker en viss sådan utbuktning av nätet. Detta ger filersubstansen en möjlighet att sjunka nedåt och ett stycke ut från filtrets centrumplan, så att i sämsta fall ett tomrum bildas i varje cells överdel. På så sätt kan del av luften som passerar genom filtret löpa genom ett sådant tomrum och passera filtret ofiltrerat. I figuren illustreras hur nätet buktar ut som en följd av filtersubstansens egen tyngd, men nätet ha även ofta inneboende spänningar som gör att det spontant bildar en slumpvis buktig yta och på ett motsvarande sätt bildar möjligheter för filtersubstansen att omfördelas och lämna delar av cellerna tomma på filtersubstans. Fig. 2 shows the filter 4a without prestressed net 3a-b seen from the side and here it is illustrated how the filter substance, by its own weight, causes the net to bulge out of each cell. The bulge is greatly exaggerated to illustrate the principle, but in reality there is a certain such bulge of the net. This gives the file substance an opportunity to sink downwards and a distance out from the center plane of the filter, so that in the worst case a void is formed in the upper part of each cell. In this way, part of the air passing through the filter can pass through such a vacuum and pass the filter unfiltered. The figure illustrates how the network bulges out as a result of the filter substance's own weight, but the network also often has inherent stresses that cause it to spontaneously form a randomly curved surface and in a corresponding way form opportunities for the filter substance to redistribute and leave parts of the cells empty. filter substance.

Fig. 3 visar en första utföringsform av ett filter 4a med förspänt nät sett rakt framifrån och här illustreras med pilar hur nätet 3 a är förspänt i syfte att tvinga det att anta och bibehålla en så plan form som möjligt. Pilarna är riktade från filtrets över- och underkant, samt dess sidor och alla pilarna är riktade i rät vinkel från filtrets respektive över- och underkant, samt dess sidor. Pilarna illustrerar riktningen på den kraft med vilken förspänningen av nätet är gjord. Fig. 3 shows a first embodiment of a filter 4a with prestressed net seen straight from the front and here it is illustrated with arrows how the net 3a is prestressed in order to force it to assume and maintain as flat a shape as possible. The arrows are directed from the upper and lower edge of the filter, as well as its sides, and all the arrows are directed at right angles from the respective upper and lower edge of the filter, as well as its sides. The arrows illustrate the direction of the force with which the bias of the net is made.

Vid produktion spänns alltså nätet med förspänning på det sätt som pilarna illustrerar och fasts på ramen i förspänt tillstånd. Nätet fasts på en mängd punkter på ramen och kan alternativt limmas på ramen så att det sitter fast på alla de över- och underytor som blottas uppåt respektive nedåt, alltså mot respektive från betraktaren av figuren. På sätt förblir nätet spänt över alla cellerna och tvingas till ett nära helt plant läge. Utsätts det för belastning, kommer förspänningen därtill att motverka denna belastning och hindra nätet från att bukta ut i den utsträckning det hade gjort utan förspänning. Förspänningen kan åstadkommas med förspänningsjigg omfattande en uppsättning rörliga fastelement som fjädrande sträcker nätet åt det håll pilarna illustrerar och nätet förblir spänt av förspänningsjiggen till dess nätet slutligt fasts på ramen Fig. 4 visar den första utföringsformen av filtret 4a med förspänt nät 3a-b sett från sidan. Figuren illustrerar hur nätet även här buktar ut, men avsevärt mindre än hur mycket det buktar ut i den icke förspända varianten i fig. 2. Att totalt undvika varje grad av utbuktning är förstås inte möjligt, men med förspänning minskas graden av utbuktning avsevärt och utbuktningen som illustreras i figuren är en kraftig överdrift som bara avser att illustreras principen. During production, the net is thus tensioned with prestress in the manner illustrated by the arrows and attached to the frame in a prestressed state. The net is attached to a number of points on the frame and can alternatively be glued to the frame so that it is attached to all the upper and lower surfaces that are exposed upwards and downwards, ie towards and away from the viewer of the figure. In this way, the network remains tense over all the cells and is forced to a near completely flat position. If it is subjected to a load, the prestress will also counteract this load and prevent the net from bulging out to the extent that it would have done without prestress. The bias can be provided with a bias jig comprising a set of movable fasteners which resiliently extend the net in the direction illustrated by the arrows and the net remains tensioned by the bias jig until the net is finally attached to the frame. Fig. 4 shows the first embodiment of the filter 4a with prestressed net 3a-b seen from the side. The figure illustrates how the net also bulges out here, but considerably less than how much it bulges out in the non-prestressed variant in Fig. as illustrated in the figure is a sharp exaggeration which is only intended to illustrate the principle.

Fig. 5 visar en andra utföringsform av ett filter 4b med förspänt nät 3 från något snett ovanifrån från sidan. Filtret är här inte format som ett rätblocksformat element som i den första utföringsformen, utan består av ett cylindriskt element. Elementet har en jämförelsevis tunn vägg med en tjocklek ungefärligen motsvarande den i den första utföringsformen och denna vägg innesluter filtersubstansen. Luft tvingas genom denna vägg in i cylinderns inre och luften dras från cylindema inre alternativt tvingas in i cylinderns inre. Cylindern är normalt försedd med ett lock i endera öppningen och ansluten till en pump eller fläkt i motsatt öppning, men ingendera illustreras. Fig. 5 shows a second embodiment of a filter 4b with prestressed net 3 from slightly obliquely from above from the side. The filter here is not shaped as a straight-block shaped element as in the first embodiment, but consists of a cylindrical element. The element has a comparatively thin wall with a thickness approximately corresponding to that in the first embodiment and this wall encloses the filter substance. Air is forced through this wall into the interior of the cylinder and the air is drawn from the interior of the cylinders or is forced into the interior of the cylinder. The cylinder is normally fitted with a lid in either opening and connected to a pump or fan in the opposite opening, but neither is illustrated.

Figuren illustrerar forspänningen med pilar på samma sätt som i den första utforingsformen, men pilarna sträcker sig bara uppåt från cylinderns topp och nedåt från cylinderns botten. Det finns i den här utforingsformen bara en förspänning i en riktning parallell med cylinderns centrumaxel. Hade det funnits en förspänning kring cylinderns omkrets, skulle denna verkat för att tvinga in nätet mot cylinderns centrumaxel, vilket kan vara acceptabelt under vissa omständigheter. Den valda förspänningen längs bara en axel, tvingar nätet att anta en så nära cylindrisk form som möjligt och utsätts det för belastning strävar förspänningen att motverka denna belastning. Även här är det lämpligt att använda en förspänningsjigg omfattande en uppsättning rörliga fastelement som fjädrande sträcker nätet uppåt och nedåt så nätet förblir spänt av förspänningsjiggen till dess nätet slutligt fästs på den cylindriska ramen. The figure illustrates the bias with arrows in the same way as in the first embodiment, but the arrows extend only upwards from the top of the cylinder and downwards from the bottom of the cylinder. In this embodiment, there is only a bias in a direction parallel to the center axis of the cylinder. Had there been a bias around the circumference of the cylinder, it would have acted to force the net against the center axis of the cylinder, which may be acceptable in some circumstances. The selected bias along only one axis forces the mesh to assume as close a cylindrical shape as possible and when subjected to load, the bias tends to counteract this load. Here, too, it is convenient to use a biasing jig comprising a set of movable fasteners which resiliently extend the net upwards and downwards so that the net remains tensioned by the biasing jig until the net is finally attached to the cylindrical frame.

I de båda utföringsformema beskrivs filterkassettema med en uppsättning stag, men uppenbart kan filterkassettema utformas på många andra sätt som ändå uppnår huvudsakligen samma form. Filter kan naturligtvis även utformas på många andra sätt än som cylindriska rör eller tunna rätblock, men dessa två utformningar är vanliga. Beroende på hur filterkassettema är utformade och vilken form filtren är avsedda att ha, far förspänningen anpassas på ett motsvarande sätt. De två exemplen anvisar förspänning i en riktning respektive två riktningar som är anordnade i rät vinkel från varandra. Uppenbart kan förspänningen anordnas på många andra sätt, så länge som det föreligger en förspänning av något slag. Det element som här betecknas nät är ofta ett nät av plast eller metalltråd, men det kan uppenbart ersättas med många olika typer av permeabla tygliknande, nätliknande eller skiktformiga element. In both embodiments, the filter cartridges are described with a set of struts, but obviously the filter cartridges can be designed in many other ways which still achieve substantially the same shape. Of course, filters can also be designed in many other ways than as cylindrical tubes or thin straight blocks, but these two designs are common. Depending on how the filter cassettes are designed and what shape the filters are intended to have, the bias voltage may be adjusted in a corresponding manner. The two examples indicate bias in one direction and two directions, respectively, which are arranged at right angles to each other. Obviously, the bias can be arranged in many other ways, as long as there is a bias of some kind. The element referred to here as nets is often a net of plastic or metal wire, but it can obviously be replaced by many different types of permeable fabric-like, net-like or layer-shaped elements.

Claims

A filter (4a-b) comprising at least one cell delimited by a frame element (1, 2a-b) and two permeable layers (3, 3a-b), wherein the at least one cell encloses a filter substance, characterized in that the permeable the layers (3, 3a-b) prior to mounting on the frame member (1, 2ab) are held in a stretched condition and attached to the frame in this stretched condition so that the permeable layers (3, 3a-b) remain biased.

A filter (4a-b) according to claim 1, characterized in that the permeable layers (3, 3a-b) are attached to the frame in such a way that the layers are biased along at least one axis.

A filter (4a-b) according to claim 1 or 2, characterized in that the permeable layers (3, 3a-b) are fixed to the frame in such a way that the layers are biased along at least two axes.

A filter (4a-b) according to claim 3, characterized in that the permeable layers (3, 3a-b) are fixed to the frame in such a way that the layers are biased along at least two axes, these axes being arranged at right angles from eachother.