DE1032224B - Filtereinsatz aus einer Bahn aus poroesem Werkstoff fuer Fluessigkeiten und Gase - Google Patents

Filtereinsatz aus einer Bahn aus poroesem Werkstoff fuer Fluessigkeiten und Gase

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DE1032224B DEF16498A DEF0016498A DE1032224B DE 1032224 B DE1032224 B DE 1032224B DE F16498 A DEF16498 A DE F16498A DE F0016498 A DEF0016498 A DE F0016498A DE 1032224 B DE1032224 B DE 1032224B
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    • Y10S55/00Gas separation
    • Y10S55/44Pile and pile-type filter mediums

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung eines Filtereinsatzes aus einer Bahn aus porösem Werkstoff, z. B. Papier, die in Falten gelegt ist. Eine derartige Werkstoffbahn kann in geeigneter, dem Filtergehäuse angepaßter Gestalt zu einem Filtereinsatz geformt werden, z. B. in Ringform gelegt und an den Stirnenden mit abdichtenden Scheiben versehen werden. Die Filterwirkung entsteht beim Durchgang der zu filternden Flüssigkeit oder des zu filternden Gases durch die Bahn, wobei sich Verunreinigungen in deren Poren absetzen. Nach einer gewissen Betriebszeit sind die Poren verstopft, und es muß der Filtereinsatz ausgewechselt werden.
Der Erfindung liegt die bekannte Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer eines solchen Filtereinsatzes dadurch zu erhöhen, daß der Feinfilterwirkung der porösen Bahn eine Grobfilterstufe vorgeschaltet wird, in der gröbere Schmutzteilchen abgefangen werden, bevor sie in die Poren der Bahn eindringen und diese verstopfen können.
Für diese Vorfilterstufe macht die Erfindung von der Verwendung von Flockenfasern Gebrauch. Diese ist an sich bekannt für Filter anderer Art, bei denen die Filterwirkung nicht durch Durchdringung einer porösen Bahn, sondern dadurch erreicht wird, daß man das zu reinigende Medium eine Fläche entlangströmen läßt, die senkrecht zu ihrer Ebene mit Borsten besetzt ist, die dabei entgegen der Strömungsrichtung geneigt sein können.
Die Erfindung besteht in einer Kombination der an sich bekannten Filterarten und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine den Filtereinsatz bildende, in an sich bekannter Weise gefaltete Filterwerkstoffbahn mit Flockenfasern besetzt ist. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß für die Grob- und für die Feinfilterstufe nur ein und derselbe Träger,- nämlich nur die gefaltete Bahn aus Filterwerkstoff, benötigt wird. Ferner entsteht über die Summe der Grobfilterwirkung und der Feinfilterwirkung hinaus eine Kombinationswirkung, die eine zusätzliche Erhöhung der Lebensdauer des Filtereinsatzes bedeutet: Die allgemeine Strömungsrichtung des zu filternden Mediums gegen die gefaltete Bahn ist innerhalb des Filtergehäuses, nämlich zunächst nur im Bereich der Falten der Bahn senkrecht zur Bahnoberfläche gerichtet, während sie in'den zwischenliegenden Bereichen zunächst entlang der Filterfläche verläuft und erst beim Durchtritt durch die Poren der Feinfilterbahn in zu dieser senkrechte Richtung · gelangt. Ist die poröse Bahn nicht mit Flockenfasern besetzt, so ergibt sich aus dem vorgenannten Grunde eine stärkere Beanspruchung der gefalteten oder gebogenen Teile der Bahn und eine verhältnismäßig schlechte Ausnutzung der dazwischenliegenden Bahnteile. Durch die Einbringung der
aus porösem Werkstoff
für Flüssigkeiten und Gase
Anmelder:
Fram Corporation,
Providence, R. I. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. W. Schalk und Dipl.-Ing. P. Wirth,
Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Januar 1954
Nicholas Monsarrat, Seekonk, Mass. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden
Flockenfasern, die ihre Filterwirkung auch in diesen zwischenliegenden Bahnteilen an dem den Filterflächen entlangströmenden Teil des Mediums ausüben und dieses senkrecht zur Fläche des Feinfilters abzulenken suchen, wird die Filterwirkung sowohl in der Grobstufe als auch in der Feinstufe gleichmäßiger auf die ganze Filterfläche verteilt und auch dadurch dessen Lebensdauer erhöht.
Vorzugsweise wird im vorgenannten Sinne der Filterwerkstoff im Filtergehäuse so angeordnet, daß die Flockenfasern stromaufwärts in der Strömungsrichtung stehen, in der das zu filternde Mittel die poröse Werkstoffbahn zu durchdringen sucht. Dabeisollen die Flockenfasern natürlich so geringen Abstand voneinander besitzen, daß die von dem strömenden Mittel mitgeführten Schmutzteilchen sich an den Fasern absetzen, ohne in Berührung mit der Trägerbahn zu gelangen und ohne diese zu verstopfen.
Eine bevorzugte praktische Ausführung der Erfindurig wird nachstehend beispielsweise an Hand der' Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 schaubildlich eirie poröse "Papierbahn, an deren Oberfläche über einen großen Teil dieser Ober-, fläche Flockenfasern befestigt 'sind, r"'' '-!■; ■ . -; Fig.' 2 in 'größerem Mäßstsbieiwin t Sctaltt :nach der' Linie 2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine mit Flockenfasern r-; versehene Papier-Filterwerkstoffbahn nach Fig. 2, die in eine Reihe von Falten oder Wellen gebogen ist,
■•v..·-.':'. ■'■> 809 557/275
I 032
Fig. 4 eine Filterwerkstoffbahn nach Fig. 3, die zu einem Kreisbogen gebogen ist, und
Fig. 5 in Seitenansicht einen Schnitt durch ein Luftfiltergehäuse, das eine Filterwerkstoffbahn nach Fig. 4 als inneren Filtereinsatz enthält.
Die mit Flockenfasern versehene Bahn nach Fig. 1 besteht aus einer porösen oder mit Lochungen versehenen Papierbahn 10, an deren eine Oberfläche die Flockenfasern 11 angeklebt sind. Gemäß der Erfindungkommt es darauf an, daß die Flockenfasern einen geringen Abstand voneinander einhalten und daß sie an der Trägerbahn 10 im wesentlichen aufrecht zur Oberfläche stehend oder so weit aufrecht stehend befestigt sind, daß die Fasern in weitem Ausmaß keine Berührung miteinander haben. Die Flockenfasern können eine Länge von einem bis zu einigen Millimetern besitzen.
Ein bekanntes Verfahren zur elektrostatischen Ausrichtung der Flockenfasern an einer mit Klebstoff überzogenen Oberfläche macht die gewünschte An-Ordnung der einzelnen Stränge der Flockenfasern möglich.
Ferner ist es wichtig, daß die Befestigung der Flockenfasern an der porösen Bahn so erfolgt, daß diese nach der Anbringung der Flockenfasern noch porös ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man ein Klebmittel, wie Phenolformaldehyd, in Verbindung mit einer Menge von Lösungsmittel verwendet, das das Klebmittel für die Auftragung auf die Trägerbahn 10 ganz dünnflüssig macht. Wie gesagt kann die Länge der Flockenfasern einen oder einige Millimeter betragen und sollen die einzelnen Flockenfasern einen geringen Abstand voneinander einhalten, um die Porosität der mit den Fasern versehenen Bahn zu verbessern und außerdem zu erreichen, daß der aus dem Luftstrom oder Flüssigkeitsstrom abgeschiedene Schmutz mehr Gelegenheit hat, sich an den Einzelfasern abzusetzen, wie nachstehend noch ausführlicher beschrieben wird.
Die Flockenfasern 11 können aus natürlichen oder synthetischen Fasern bestehen, jedoch sind verhältnismäßig gerade Fasern, wie kurze Kunstseidefasern, zu bevorzugen.
Gemäß der Erfindung ist beabsichtigt, daß die mit Flockenfasern versehene Werkstoffbahn der zuvor beschriebenen Art als Filterwerkstoff verwendet wird, der in flachgestrecktem Zustand gemäß Fig. 1 quer zu dem Luftstrom angebracht wird, so daß die Flockenfasern stromaufwärts gerichtet sind. Auf diesen lagern sich die Rückstände 21 ab, wie in Fig. 2 dargestellt. Da jedoch gewöhnlich die Verwendung eines Filterwerkstoffes erwünscht ist, der für eine lange Betriebsdauer zum Filtern von Luft ohne Verstopfung verwendet werden kann, wird die mit Flockenfasern versehene Bahn gemäß Fig. 3 in an sich bekannter Weise so gefaltet, daß eine große Fläche einer solchen Bahn in einem verhältnismäßig kleinen Raum untergebracht werden kann, wie es bei 12 in Fig. 3 und 4 gezeigt und aus Fig. 5 zu entnehmen ist.
Eine auf diese Weise gefaltete und mit Flockenfasern versehene Trägerbahn kann in Filtergehäuse unterschiedlicher Bauart und Form eingesetzt werden. Die gefaltete Bahn bildet in bekannter Weise einen zylindrischen Filtereinsatz 13, dessen Falzlinien bzw. Biegungen parallel zur Mittelachse des Einsatzes verlaufen. Die Enden der den zylindrischen Filtereinsatz bildenden Werkstoffbahn sollen, wie bei 12' gezeigt, miteinander verbunden werden.
Der gemäß der Erfindung mit Flockenfasern versehene Filterwerkstoff kann auf den verschiedensten Anwendungsgebieten zum Filtern von Gasen oder Flüssigkeiten dienen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet für diesen Werkstoff ist bei einem Luftfilter für die dem Vergaser einer Brennkraftmaschine zugeführte Luft gegeben. Bei diesen Filtern läßt man gewöhnlich die Luft durch den Filterwerkstoff nach innen zur Mittelachse hin strömen. Bei dieser Bauweise sollen die Flockenfasern nach außen hin, d. h. stromaufwärts, gerichtet sein, so daß der von der Luft mitgeführte Staub mit den Enden der aufrecht stehenden Flockenfasern 11 in Berührung kommt, bevor sie die poröse Trägerbahn 10 erreicht.
Bei dem praktischen Ausführungsbeispiel der Anwendung des erfindungsgemäßen Filterwerkstoffes nach Fig. 5 ist der aus einer gefalteten Bahn nach Fig. 4 hergestellte zylindrische Filtereinsatz 13 in dem Gehäuse eines Luftfilters bekannter Bauart derart angebracht, daß die aus der Atmosphäre zuströmende Luft durch den Filterwerkstoff in der Pfeilrichtung durch die Saugwirkung der arbeitenden Brennkraftmaschine hindurchgesogen wird.
Um den zylinderförmigen Einsatz 13 zu halten und in seiner Bogenform nach Fig. 4 zu halten, wird er in bekannter Weise zwischen einen äußeren ringförmigen und netzartigen Schirm 18 und ein inneres solches Schirmnetz 19 eingesetzt, wobei das obere und das untere Stirnende des gefalteten zylindrischen Einsatzes vorzugsweise mit diesen Schirmnetzen mittels je eines Deckringes 20 aus gummiartigem Werkstoff verbunden werden, der mit den stirnseitigen Faltenenden des Einsatzes einen festen und abdichtenden Abschluß herstellt. Diese Abdeckringe können auch mit der oberen und der unteren Stirnkante der Drahtnetze 18 und 19 verbunden werden.
Der Filtereinsatz, der das gefaltete, mit Flockenfasern versehene Filtermaterial 13 zwischen dem äußeren Netz 18 und dem inneren Netz 19 enthält und dessen gefaltete Stirnendkanten mittels je eines gummiartigen Ringes 20 abgedichtet sind, bildet einen billigen Filtereinsatz, der als Luftfilter für einen Fahrzeugmotor über Tausende von Fahrtkilometern befriedigend arbeiten kann; wenn er so mit Schmutz oder Staub beladen ist, daß der Luftdurchgang stark behindert ist, kann der Einsatz herausgenommen, weggeworfen und durch einen neuen, gleichartigen Filtereinsatz ersetzt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Filtereinsatz aus einer Bahn aus porösem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine in an sich bekannter Weise gefaltete Filterwerkstoffbahn mit Flockenfasern besetzt ist.
2. Filter mit einem Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterwerkstoff im Filtergehäuse so angeordnet ist, daß die Flockenfasern in der Strömung des zu filternden Mittels stromaufwärts stehen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 935 542, 289 079;
deutsche Patentanmeldung F 5573 IVc/12 d;
britische Patentschrift Nr. 689 575.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
©809 557/275 6.58
DEF16498A 1954-01-04 1955-01-03 Filtereinsatz aus einer Bahn aus poroesem Werkstoff fuer Fluessigkeiten und Gase Pending DE1032224B (de)

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