DE1299212B

DE1299212B - Airborne fiber separator, especially for textile companies

Info

Publication number: DE1299212B
Application number: DEA24728A
Authority: DE
Inventors: Nutting Arthur
Original assignee: American Air Filter Co Inc
Current assignee: American Air Filter Co Inc
Priority date: 1956-04-18
Filing date: 1956-04-18
Publication date: 1969-07-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Flugfaserabscheider mit einem grobmaschigen Stützsieb, das quer zum Luftstrom angeordnet ist und gegen den Druck der Luftströmung eine Filterstoffbahn aus einer dünnen Einzelschicht eines durchscheinenden porösen Faservlieses abstützt. The invention relates to a fly fiber separator with a coarse-meshed Support screen, which is arranged transversely to the air flow and against the pressure of the air flow a filter fabric web made of a thin single layer of a translucent porous Supports fiber fleece.

Die in der Atmosphäre schwebenden Staubteilchen haben im statistischen Mittel eine annähernd kugelförmige Gestalt mit einem mittleren Durchmesser von kleiner als 10 Mikron. Bei den ebenfalls in der Atmosphäre schwebfähigen Flugfasern hingegen, wie sie z. B. in Textilien verarbeitenden Betrieben auftreten, liegt die eine Hauptabmessung um eine Größenordnung über den beiden anderen, etwa dem Durchmesser sphärischer Schwebstaubteilchen entsprechenden Hauptabmessungen. The dust particles floating in the atmosphere have in statistical Means an approximately spherical shape with an average diameter of smaller than 10 microns. In the case of the flight fibers that are also floating in the atmosphere, however, how they z. B. occur in textile processing companies, is one of the main dimensions an order of magnitude larger than the other two, about the diameter more spherical Airborne dust particles correspond to the main dimensions.

Zum Abscheiden von atmosphärischem Staub ist bereits eine Vielzahl von Vorrichtungen mit Trocken-oder Naßfiltern bekannt. Dabei wird der Staub z. B. an einer von Transportrollen fortbewegten flexiblen Filterstoffbahn abgeschieden, deren Poren kleiner sind als die Staubteilchen und die durch ein Gebläse an eine poröse Stützwand (Siebgitter) leicht angesaugt oder durch die Strömung angedrückt wird (USA.-Patentschriften 1957 058, 2 211812, deutsche Patentschrift 948 383 bzw. deren gleichlautende Auslegeschrift S 41100 III/50 n). Als Filtermaterial zur Staubabscheidung aus einem gasförmigen Medium wie Luft werden im allgemeinen sowohl zusammengeschichtete Wirrfaservliese aus Zellulosefasern (USA.-Patenstchrift 1 87 976) als auch einzehlen Filterpapierbahenen (USA.-Patenstchrift 1957 058) oder mechanisch gelochtes Papier (deutsche Patentschrift 256 645) verwendet. There are already a large number of them for separating atmospheric dust known from devices with dry or wet filters. The dust is z. B. deposited on a flexible filter material web moved by transport rollers, whose pores are smaller than the dust particles and those made by a fan to a Porous support wall (sieve grille) slightly sucked in or pressed on by the flow (U.S. patents 1957 058, 2 211812, German patent 948 383 or their identical interpretative document S 41100 III / 50 n). As a filter material for dust separation from a gaseous medium such as air are generally both stratified Random nonwovens made of cellulose fibers (USA.-Patent 1 87 976) as well as insert Filter paper sheets (U.S. Patent 1957 058) or mechanically perforated paper (German patent specification 256 645) is used.

Die Nachteile der beschriebenen Vorrichtungen sind darin zu sehen, daß bei diesen Filterstoffbahnen, insbesondere bei dicken Filtermatten, durch das niedrige Verhältnis von freier Durchströmfläche zur GEsamtfläche der Filterschicht ein großer Druckabfall entsteht, der von einem Gebläse mit verhältnismäßig großer Leistung ausgeglichen werden muß. The disadvantages of the devices described can be seen in that with these filter material webs, especially with thick filter mats, through the low ratio of free flow area to total area of the filter layer a large pressure drop arises from a fan with a relatively large Performance needs to be balanced.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich auch für die dünnen Filterstoffbahnen, wenn sich auf ihrer Oberfläche Staub-und Flugfasern gleichzeitig zusammen absetzen und so in kurzer Zeit eine kompakte Schicht auf dem Filter bilden, die wiederum den Druckabfall erhöht und ein schnelles Auswechseln bzw.Another disadvantage arises for the thin filter material webs, if dust and fly fibers settle together on their surface at the same time and so form a compact layer on the filter in a short time, which in turn the pressure drop increases and a quick replacement or

Weitertransportieren der Filterstoffbahn bedingt.Further transport of the filter fabric is conditional.

Andere bekannte Flugfaserabscheider bestehen aus perforierten Metallplatten oder Sieben, deren Durchströmöffnungen kleiner als die Flugfasern, jedoch größer als die sphärischen Staubteilchen sind. Bei solchen Offnungen mit etwa 780 bis 1560 Mikron im Durchmesser werden zwar die Flugfasern am Durchtritt gehindert, wohingegen aber die Staubteilchen so lange durch die Ciffnungen hindurchtreten können, bis eine Schicht aus Flugfasern die Offnungen überzieht, so daß dann auch Staubteilchen abgeschieden werden. Other known fly fiber separators consist of perforated metal plates or sieves whose throughflow openings are smaller than the flying fibers, but larger than the spherical dust particles are. With such openings with about 780 to 1560 Microns in diameter, the flight fibers are prevented from passing through, whereas but the dust particles can pass through the openings until a layer of flying fibers covers the openings, so that dust particles are then too to be deposited.

Derartige Flugfaserabscheider weisen ebenfalls einen hohen Durchströmwiderstand und den entsprechenden Druckabfall auf, der sich an einem sauberen Filter bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 150 m/min auf etwa 25 mm WS beläuft. Außerdem können derartige Lochplatten nicht leicht und schnell von den angesammelten Flugfasern gereinigt werden. Ihr Hauptnachteil liegt daher in der rasch anwachsenden Flugfaserablagerung, die mit Staubteilchen durchsetzt ist und die eine mühevolle Reini- gung in verhältnismäßig kurzen Zeitabständen erforderlich macht. Such fly fiber separators also have a high flow resistance and the corresponding pressure drop across a clean filter at a Flow rate of 150 m / min amounts to about 25 mm WS. Also can Such perforated plates are not easily and quickly removed from the accumulated fly fibers getting cleaned. Their main disadvantage therefore lies in the rapidly growing deposit of fly fibers, which is interspersed with dust particles and which is a laborious cleaning supply in proportion makes short time intervals necessary.

Diese Nachteile der bekannten Vorrichtungen werden druch die vorileigende Erfindung dadruch beseritigt, daß die äquivalenten Durchmesser der Poren der Faservlies-Einzelschicht über einen Bereich von einigen wenigen Mikron bis etwa 1560 Mikron streuen, wobei der statistische Mittelwert aus allen äquivalenten Porendurchmessern bei etwa 150 Mikron liegt. These disadvantages of the known devices are due to the previous one Invention dadruch that the equivalent diameter of the pores of the nonwoven single layer Spread over a range from a few microns to about 1560 microns, where the statistical mean of all equivalent pore diameters at around 150 Micron lies.

Dies hat den Vorteil, daß normaler atmosphärischer Staub überwiegend durch diese Filtereinzelschicht ohne weiteres hindurchtritt, die Flugfasern jedoch sich an deren QberSäche absetzen. Dadurch wird der an der Filtereinzelschicht auftretende Druckabfall sehr gering gehalten und bleibt über sehr lange Zeit konstant. This has the advantage that normal atmospheric dust predominates easily passes through this single filter layer, but the flight fibers settle on their surface. This is what occurs at the single filter layer Pressure drop is kept very low and remains constant for a very long time.

Die Filterstoffbahn ist besonders einfach aus Papier mit entsprechender Porosität herzustellen und deshalb sehr billig, so daß auch ein oftmaliges Auswechseln, sofern nötig, kostenmäßig nicht ins Gewicht fällt. The filter material web is particularly simple made of paper with a corresponding To produce porosity and therefore very cheap, so that frequent replacement, if necessary, does not matter in terms of costs.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Filterstoffbahn kann aus tierischen, pilanzlichen oder mineralischen Fasern bestehen ; jedoch wird ein dünnes, verbrennbares Vlies aus Zellulosefasern, zweckmäßigerweise eine einzelne Lage eines Papiers bevorzugt. Die Dichte der Faseranordnung ist bei der großen Anzahl verschieden großer und willkürlich verteilter Poren so gering, daß die Schicht in etwa transparent ist und einen flaumigen, schleierartigen Charakter hat. Der Faserdurchmesser beträgt etwa 20 Mikron, und die Dicke der Faserschicht liegt im angefeuchteten Zustand, wenn man das Vlies zwischen zwei Gläser legt und mißt, ungefähr bei 50 Mikron, entspricht also etwa der 21/zfachen Faserstärke. Jm normalen Zustand schwankt diese Dicke willkürlich etwa im Verhältnis 1 : 4 und beträgt bis zu 5 Faserstärken. Nummer Summe asu der dNum. mer Mittlerer Fläche der Bereich von aquivalenter Anzahl Poren einer 36 Mikron Poren-der Poren Gruppe und der durchmesser in jeder Fläche der umfassenden der Gruppe Gruppe Gruppen mit Gruppe größeren Poren der Poren (µm) (%) 1 18,1 557 100,0 2 54, 2 401 98, 0 3 90, 4 153 84, 2 4 126, 2 66 69, 6 5 162,4 32 57, 5 - (117, 0)- (50, 0) 6 198, 6 19 47, 6 7 234, 5 13 38, 9 8 271, 0 7 30, 5 9 307, 0 7 24, 5 10 343, 0 5 16, 8 11-379, 0 1 9, 9 12415, 0 0 8, 3 13--451, 0 1 8, 3 14-487, 0 1 6, 0 15 523, 0 1 311 Da die Poren einen beliebigen Umriß haben, wird die mittlere Porengröße als statistischer Mittelwert aller äquivalenter Porendurchmesser mit einigermaßen annehmbarer Genauigkeit durch eine Messung bestimmt, die man bei geeigneter Vergrößerung vornimmt, wobei die maximale Weite der Poren in ein und derselben Richtung als äquivalenter Durchmesser der betreffenden Pore bezeichnet wird. Teilt man die Poren nach ihren äquivalenten Durchmessern in Gruppen auf, dann hat jede Gruppe einen mittleren äquivalenten Durchmesser, der für alle Poren dieser Gruppe gilt. Der in dieser bekannten Weise für ein erfindungsgemäß vorgesehenes Faservlies ermittelte mittlere äquivalente Durchmesser aller Poren liegt etwa bei 177 Mikron, d. h. also, daß die Hälfte der für die Luftströmung zur Verfügung stehenden offenen Fläche durch Poren gebildet wird, die kleiner als 177 Mikron sind, während die andere Hälfte aus größeren Offnungen gebildet wird. Diese Auswertung ist in der Tabelle angegeben, in der die Ergebnisse der Untersuchungen an sieben Musterstücken auf der oben angegebenen Rechnungsgrundlage ermittelt wurden.The filter material web designed according to the invention can consist of animal, mushroom or mineral fibers; however, a thin, combustible fleece made of cellulose fibers, expediently a single layer of paper, is preferred. Given the large number of randomly distributed pores of different sizes, the density of the fiber arrangement is so low that the layer is approximately transparent and has a fluffy, veil-like character. The fiber diameter is about 20 microns, and the thickness of the fiber layer in the moistened state, when the fleece is placed between two glasses and measured, is about 50 microns, which corresponds to about 21 / ten times the fiber strength. In the normal state, this thickness varies arbitrarily in the ratio of 1: 4 and is up to 5 fiber strengths. Number total asu der dNum. mer mean area of Area of equivalent number of pores to one 36 micron pores - the pore group and the diameter in each face of the comprehensive the group group groups with Group of larger pores the pores (µm) (%) 1 18.1 557 100.0 2 54, 2 401 98, 0 3 90, 4 153 84, 2 4 126, 2 66 69, 6 5 162.4 32 57.5 - (117, 0) - (50, 0) 6 198, 6 19 47, 6 7 234, 5 13 38, 9 8 271, 0 7 30, 5 9 307, 0 7 24, 5 10 343, 0 5 16, 8 11-379, 0 1 9, 9 12415, 0 0 8, 3 13--451, 0 1 8, 3 14-487, 0 1 6, 0 15 523, 01 311 Since the pores have an arbitrary contour, the mean pore size is determined as the statistical mean value of all equivalent pore diameters with reasonably acceptable accuracy by a measurement which is carried out at a suitable magnification, with the maximum width of the pores in one and the same direction as the equivalent diameter of the respective Pore is called. If the pores are divided into groups according to their equivalent diameters, then each group has a mean equivalent diameter which applies to all pores in this group. The mean equivalent diameter of all pores determined in this known manner for a nonwoven fabric according to the invention is approximately 177 microns, that is to say that half of the open area available for the air flow is formed by pores which are smaller than 177 microns during the other half is made up of larger openings. This evaluation is given in the table in which the results of the tests on seven samples were determined on the basis of calculation given above.

Die maximale Porenweite von etwa 1560 Mikron entspricht den Offnungen der Lochplatten oder Metallsiebe, die in den bekannten Flugfaserabscheidern eingebaut sind. Der mittlere äquivalente Durchmesser der gesamten Poren soll jedoch nicht wesentlich unter 150 Mikron und keinesfalls unter 100 Mikron liegen. Es ist schwierig, eine genaue obere Grenze für die Dicke des Faservlieses festzulegen, obgleich zu empfehlen ist, daß diese obere Grenze nicht wesentlich über 0, 75 mm liegt. Die Erfindung lehrt, daß ein Faservlies sich um so besser zum Abscheiden von Flugfasern eignet, je dünner es ist. Das Vlies sollte daher vorzugsweise eine Dicke in der Größenordnung von einigen hundertstel Millimetern haben. Unter sonst gleichen Verhältnissen wird das dünnere Faservlies einen geringeren Durchströmwiderstand haben, was bei Flugfaser- abscheidern von grundlegender Bedeutung ist. Während bei staubabscheidenden Filtermedien, deren Poren entweder sehr klein sein müssen oder durch mehrfache Schichtung klein gehalten werden, bei Bestaubung der Druckabfall sehr stark zunimmt, steigt der Druckabfall bei einem anfangs nicht staubabscheidenden Faservlies nach der Erfindung dadurch sehr langsam an, daß zuerst überwiegend nur Flugfasern angelagert werden und erst durch die sich auf dem Vlies allmählich bildende Flugfaserschicht schließlich auch Staub abgeschieden wird. Ein weiterer Grund für das sehr langsame Ansteigen des Druckabfalls an einem Flugfasern abscheidenden Faservlies liegt darin, dal3 die im Laufe der Zeit aus der Faserablagerung und dem Staub gebildete Schicht keine kompakte Masse darstellt, sondern infolge der unterschiedlichen Struktur von Fasern und Staubteilchen sehr stark porös bleibt. The maximum pore size of about 1560 microns corresponds to the openings the perforated plates or metal screens that are built into the well-known fly fiber separators are. However, the mean equivalent diameter of the total pores is not intended be significantly less than 150 microns and in no case less than 100 microns. It's tough, to set a precise upper limit for the thickness of the non-woven fabric, although too it is recommended that this upper limit is not significantly above 0.75 mm. the Invention teaches that a fiber fleece is all the better for separating fly fibers suitable, the thinner it is. The fleece should therefore preferably have a thickness in the Of the order of a few hundredths of a millimeter. All other things being equal the thinner fiber fleece will have a lower flow resistance, which is the case with Aviation fiber separating is of fundamental importance. While with dust-separating Filter media, the pores of which must either be very small or through multiple layers are kept small, the pressure drop increases very sharply with dust, increases the pressure drop in the case of a non-dust-separating fiber fleece according to the invention as a result, very slowly, that initially only fly fibers are predominantly deposited and only through the layer of fly fiber that is gradually forming on the fleece dust is also deposited. Another reason for the very slow increase of the pressure drop on a fiber fleece that separates flight fibers lies in the fact that3 the layer formed over time from the fiber deposit and the dust does not represents compact mass, but due to the different structure of fibers and dust particles remain very porous.

Claims

Claims: 1. Aircraft fiber separator with a coarse-meshed Support screen, which is arranged transversely to the air flow and against the pressure of the air flow a filter fabric web made of a thin single layer of a translucent porous Supports fiber fleece, characterized in that the equivalent diameter the pores of the nonwoven fabric over a range from a few microns to about 1560 microns scatter and that the statistical mean value from all equivalent pore diameters is around 150 microns.

2. Aircraft fiber separator according to claim 1, characterized in that the non-woven fabric is a paper made of cellulose fibers.