DE9301950U1

DE9301950U1 - Filter

Info

Publication number: DE9301950U1
Application number: DE9301950U
Authority: DE
Original assignee: Airtex Filter 7859 Efringen-Kirchen De GmbH
Current assignee: Airtex Filter 7859 Efringen-Kirchen De GmbH
Priority date: 1993-02-11
Filing date: 1993-02-11
Publication date: 1993-04-01
Anticipated expiration: 2003-02-12

Description

Filter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter mit einem textlien Filtermaterial aus mehreren Schichten.

Solche Filter können je nach verwendetem Material bis zu bestimmten Temperaturen, zum Beispiel bis 250⁰C eingesetzt werden. Beim Überschreiten der vorgesehenen Grenztemperatur würde ein starker Schrumpfungsprozess auftreten und das Filter dadurch unbrauchbar werden.

Für höhere Umgebungstemperaturen ist es daher notwendig, Filter aus entsprechend temperaturbeständigem Material zu verwenden. Es können dafür Filter mit Mineralfasern oder zum Beispiel auch Metallfilter, Keramikfilter und dergleichen verwendet werden. Der Aufbau solcher Filter ist zum Teil aber aufwendig und nachteilig ist auch, daß Stützkörper oder vergleichsweise dickwandige Konstruktionen gewählt werden müssen, die auch schwer sind, was in vielen Anwendungsfällen nachteilig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Filter aus einem textlien Filtermaterial zu schaffen, das auch erhöhten Temperaturen widersteht, einfach aufgebaut und in beliebige Formen bringbar ist. Dabei sollen die Filtereigenschaften

mindestens beibehalten, gegebenenfalls aber noch verbessert sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß der Filter stützkörperfrei mit einem wenigstens zweischichtigen Filtermaterial ausgebildet ist und daß das Filtermaterial eine Trägerschicht aus temperaturbeständigem Material in Form eines Gewebes, Gewirkes, Gestrickes oder Geleges sowie wenigstens eine Filterschicht aus einem mit der Trägerschicht verbundenen und beim Formen des Filters bis über die Verglasungs- beziehungsweise Versinterungstemperatur wärmebehandeltem Material aufweist.
Durch die thermische Vorbehandlung mit Erhitzung des Filtermateriales über deren Verglasungs- oder Versinterungstemperatur hinaus, ergibt sich eine wesentlich höhere Temperaturbelastbarkeit des späteren Filters. Es wird hier bei der Formung des Filters praktisch der Schrumpfungsprozess vorweggenommen, so daß er dementsprechend auch bei erhöhter Temperaturbeaufschlagung des Filters nicht mehr auftreten kann. Solche Filter sind dann bei Verwendung eines Polyimides als Filterschicht zum Beispiel in Temperaturbereichen um 300° C einsetzbar. Auch bei Verwendung anderer Materialien - Polyester, Polypropylen, Polyamid und dergleichen - ergibt sich eine gegenüber dem Ausgangsmaterial erhöhte Temperaturbeständigkeit.

Durch die "Verglasung" erfolgt auch eine Verbesserung der Filtereigenschaften, da sich die vorhandenen Poren verkleinern. Das "Verglasen" findet in einer Form statt, wobei durch die Beaufschlagung mit Gegenformelementen eine glatte, glasartige, dennoch poröse Oberfläche entsteht.
Durch den Schrumpfungsprozess des Filtermateriales in einer Form ändert sich das Filtermaterial in der Schichtdicke und verdichtet dabei.

Vorzugsweise besteht das Trägerschicht-Material aus Polytetrafluoräthylen. Eine solche Trägerschicht weist eine gute Stabilisierwirkung und auch eine besonders gute Temperaturbeständigkeit auf.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Filterschicht vorzugsweise aus einem bei über 300° C wärmebehandeltem Polyimid, gegebenenfalls aus entsprechend der jeweiligen Verglasungs- beziehungsweise Versinterungstemperatur temperaturbehändeItem Polyester, Polypropylen, Polyamid oder dergleichen.

Insbesondere bei Verwendung von bei der Formung des Filters wärmevorbehandeltem Polyimid ergeben sich außer besonders guten Filtereigenschaften auch eine hohe Temperaturfestigkeit, die im Bereich um etwa 300° C liegt.

Andere Materialien ergeben immer noch eine gegenüber dem Ausgangsmaterial erhöhte Temperaturbelastbarkeit.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Filterschicht beziehungsweise die Filterschichten aus filzartigem, mit der Trägerschicht vorzugsweise durch Vernadeln verbundenem Material. Solche Nadelfilze lassen sich gut verarbeiten und dabei auch gut durch Vernadeln mit der Trägerschicht verbinden. Außerdem haben solche Nadelfilze eine sehr gute Filterwirkung.

Gegebenenfalls ist die Filterschicht mit der Trägerschicht vernäht.

Auch bei der thermischen Behandlung oder Thermofixierung, wo das Filter in Form gebracht wird, erfolgt keine weitere Verbindung der Filterschicht(en) mit der Trägerschicht. In besonderen Anwendungsfällen kann dies beim Abreinigen Vorteile haben, da zwischen Trägerschicht und Filterschicht(en) Relativbewegungen auftreten können, die ein Entfernen der anhängenden Schmutzteilchen begünstigt.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
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Es zeigt etwas schematisiert:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Filtermaterial mit einer Trägerschicht und beidseitig mit dieser verbundenen Filterschichten,

Fig. 2 ein Filtermaterial mit einer einseitig auf einer Trägerschicht aufgebrachten Filtermaterialschicht und auf dieser befindlicher PTFE-Emulsionsschicht,
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Fig. 3 eine Schichtung etwa vergleichbar mit Figur 2, hier jedoch mit beidseitig der Trägerschicht angeordneten Filterschichten,

Fig. 4 eine Filtermaterialschicht mit einer Trägerschicht,

beidseitig von dieser angeordneten Filterschichten und einseitig bei einer Filterschicht angelagerter Staubschicht,

Fig. 5 eine Stirnseitenansicht einer Form zum Herstellen

eines Filters und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines noch auf einer

Formhaspel befindlichen, fertigen Filters.
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Eine in Figur 1 gezeigte Filtermaterialschichtung 1 besteht hier aus einer Trägerschicht 2 und beiseitig von dieser angeordneten Filterschichten 3 und 4. Die Schichten sind miteinander verbunden, wobei dies bei aus Faservlies oder

Nadelfilz bestehenden Filterschichten durch Vernadeln mit der Trägerschicht 2 erfolgt.

Die Trägerschicht kann ein Gewebe, eine Gewirke, ein Gestricke oder ein Gelege sein. In Figur 1 ist als Trägerschicht 2 ein Monophilamentträger angedeutet. Nach einer vorgesehenen Wärmebehandlung der Filtermaterialschichtung innerhalb einer Form 5 (vgl. Figur 5) bildet sich an der Filteraußenseite durch Gegenformstücke 6 eine geglättete Oberfläche 7 an der einen Filterschicht-Außenseite.

Zur Herstellung eines Filters 8 mit etwa sternförmigem Querschnitt, wie in Figur 6 erkennbar, wird schlauchförmiges Filtermaterial auf einen haspelartigen Formträger 9 mit in Längsrichtung orientierten Stützstegen 10 aufgezogen (vgl. Figur 5 und 6). Anschließend werden etwa V-förmige Gegenformstücke 6 zwischen die Stützstege 10 eingesetzt, welche das aufgezogene Filtermaterial in die vorgesehene, etwa im Querschnitt sternförmige Form bringt. Die Gegenformstücke 6 werden außenseitig durch Spannbänder 11 oder dergleichen gehalten.

Bei der anschließenden Wärmebehandlung mit einer Temperaturbeaufschlagung von beispielsweise mehr als 300° C schrumpft das Filterschichtmaterial und verringert dabei durch eine entsprechende Materialverdichtung seine Schichtdicke. Dabei verkleinern sich auch die Filterporen, so daß durch diese Thermofixierung nicht nur eine Stabilisierung und Formung des Filters, sondern auch eine Verbesserung von dessen Filtereigenschaften erfolgt.

Nach dem Abkühlen können die Spannbänder 11 und die Gegenformstücke 6 abgenommen werden und das formstabile Filterstück kann dann in Längsrichtung von dem Formträger 9 beziehungsweise dessen Stützstegen 10 in Längsrichtung abgezogen werden.

Die Filterschicht 3 oder 4 besteht vorzugsweise aus einem Polyimid, weil dieses Material neben besonders guten

Filtereigenschaften auch eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist. In unbehandeltem Zustand lassen sich solche Filterschichten bis etwa 250° C und nach einer erfindungsgemäßen Thermofixierung bis etwa 300° C einsetzen.
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Die Figur 2 zeigt eine einseitig mit einer Filterschicht 3 verbundene Trägerschicht 2, wobei sich auf der Filterschicht 3 zuströmseitig oder auf der Rohgasseite eine Beschichtung 12 befindet, die vor der Thermofixierung als Emulsionsschicht aus Polytetrafluoräthylen aufgebracht wurde. Nach der Wärmebehandlung bilden sich aus dieser PTFE-Emulsionsschicht kleine schuppenförmige Plättchen, die insgesamt die Filtereigenschaften verbessern. Insbesondere wird dadurch eine höhere chemische Beständigkeit und verbesserte Abreinigungseigenschaften erzielt.

Auch die in Figur 3 gezeigte Filtermaterialschichtung, die hier beidseitig der Trägerschicht 2 angeordnete Filterschichten 3 und 4 trägt, weist auf einer der beiden Filterschichten 3 außenseitig eine PTFE-Emulsionsbeschichtung 12 auf.

Außer einer solchen, aus PTFE-Plättchen bestehenden Schicht 12 können auch noch andere mikroporöse Beschichtungen oder dergleichen Oberflächenveredelungen vorgesehen sein. Auch besteht die Möglichkeit, aufkaschierte Filtermembranen, eine Metallbedampfung oder aber eine Oleophob-, Hydrophob- oder Graphitausrüstungsbehandlung vorzusehen. Diese Zusatzbeschichtung kann jeweils in Anpassung an die vorgesehenen Betriebsbedingungen, insbesondere auch an die auftretenden Stäube vorgesehen sein.

Figur 4 zeigt noch eine dreischichtige Filtermaterialschichtung mit einer auf der Rohgasseite 13 angelagerten Staubschicht 14.
Nach dem Formen des Filters 8 beispielsweise in der Form 5 und der dabei erfolgenden Thermofixierung und Stabilisierung des

Filters kann dieses noch in üblicher Weise mit Dicht-, Paß- und Montageelementen versehen werden. Es können so Filter in praktisch beliebiger Form hergestellt werden. Beispielsweise lassen sich ein- oder doppelwandige Filterschlauchelemente, Filtertaschenelemente oder Filterpatronen herstellen.

/Schutzansprüche

Claims

8 Schutzansprüche

1. Filter mit einem textlien Filtermaterial aus mehreren Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß er stützkörperfrei mit einem wenigstens zweischichtigen Filtermaterial ausgebildet ist und daß das Filtermaterial eine Trägerschicht (2) aus temperaturbeständigem Material in Form eines Gewebes, Gewirkes, Gestrickes oder Geleges sowie wenigstens eine Filterschicht (3, 4) aus einem mit der Trägerschicht verbundenen und beim Formen des Filters (8) bis über die Verglasungs- beziehungsweise Versinterungsteraperatur wärmebehandeltem Material aufweist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Trägerschicht (2) jeweils eine Filterschicht (3, 4) vorgesehen ist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerschicht (2) ein monophiles Stützgewebe vorgesehen ist.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerschicht-Material aus Polytetrafluoräthylen besteht.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht(en) (3, 4) vorzugsweise aus einem bei über 300° C wärmebehandeltem Polyimid besteht (bestehen), gegebenenfalls aus entsprechend der jeweiligen Verglasungs- beziehungsweise Versinterungstemperatur behandeltem Polyester, Polyprophylen, Polyamid oder dergleichen.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht (3, 4) aus filzartigem, mit der Trägerschicht (2) vorzugsweise durch Vernadeln verbundenem Material besteht.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht (3, 4) mit der Trägerschicht (2) vernäht ist.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht (3) anströmseitig eine Oberflächenveredelung, zum Beispiel eine mikroporöse Beschichtung, aufkaschierte Filtermembranen, eine Metallbedampfung und/oder eine Oleophob-, Hydrophob-, Graphit- oder PTFE-Ausrüstungsbehandlung aufweist.

Herr Rechts- und Patentanwalt Henridh Börjes-Pestalozza
als Vertreter für Herrn Patentanwalt Hans Schmitt

Geschäftsnummer: "3.1.5. Nr. 31/93 (§ 46 PatAnwO)"