DE1782329C3 - Luftfiltervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftiiltervorrichtung mit einem eine Lufteinlaßöffnung und eine Luftauslaßöffnung aufweisenden Tragkörper und einem rohrförmigen Mikrofilter, das Teilchen von einer Größe unter ein Mikron auszufiltern und Nebelteilchen zu koaleszieren vermag, sowie einem konzentrisch innerhalb des Mikrofilters angeordneten Hohlfilter, das im Verhältnis zum Mikrofilter verhältnismäßig grob ist und Teilchen unter 35 Mikron zurückzuhalten vermag, wobei die Lufteinlaßöffnung mit dem Innenraum des Hohlfilters verbunden ist und das Mikrofilter von einem Behälter zum Sammeln der durch ihr Gewicht abfließenden koaleszierten Flüssigkeit umgeben ist

Mikrofilter, welche Teilchen unter 1 Mikron auszufiltern vermögen, sind bekannt Ein bekanntes Mikrofilter besteht beispielsweise im wesentlichen aus Mikrofasern aus Borsilikatglas mit einer Faserstärke von im Mittel 0,5 Mikron, die verstärkt sind, um das Auswandern der Fasern selbst beim Auftreten starker Druckstöße zu verhindern.

Es ist weiterhin bekannt, bei einem Mikrofilter das Verstopfen durch SchmutzteDchen dadurch zu verhindern, daß das Mikrofilter mit gröberem Filtermaterial kombiniert wird, um gröbere feste Teilchen aus dem Gasstrom zu entfernen, bevor dieser in das feine Filtermaterial eintritt Eine derartige Filterkombination ist beispielsweise in der US-PS 27 71 153 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist Filtermaterial von unterschiedlichem Feinheitsgrad in Schichten sandwichartig nebeneinander zwischen perforierten Stützwänden innerhalb eines Behälters angeordnet, der mit einer Gaseinlaß- und einer Gasauslaßöffnung versehen ist, und zum Sammeln der aus dem Gas abgetrennten Flüssigkeit dient Diese Filtervorrichtung ist in erster Linie dazu gedacht, die Abgase größerer Industrieanlagen zu behandeln. Sie ist nicht zum Einbau in eine Leitung geeignet, der Gas unter hohem Druck zugeführt wird, beispielsweise die Luftzuführungsleitung von durch Druckluft angetriebenen Maschinen. Die sandwichartig aufeinandergepackten Filterschichten sind in ihrer Wirksamkeit nicht befriedigend, da die Verstopfung eines Teils der vorgeschalteten Filterschichten sofort eine Unwirksamkeit der nachgeschalteten feineren Filterschichten bewirkt, da der Gasstrom diese feineren Filterschichten überhaupt nicht mehr erreicht

Eine weitere Filtervorrichtung zum Abtrennen fester Teilchen und Flüssigkeitsteilchen aus einem Gasstrom wird in der US-PS 26 98 061 beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung besitzt ein Gehäuse, das an seinem Unterteil mit Gaseinlaß- und Gasauslaßöffnungen versehen ist Im Unterteil des Gehäuses ist ein Bett aus Füllringen angeordnet, durch welche das Gas nach dem Eintritt in das Gehäuse aufsteigend hindurchströmt Diese Füllringe sollen dazu dienen, den größten Teil des im Gasstrom vorhandenen Wassers und Öls abzutrennen. Nach dem Verlassen der Füllringe tritt das Gas in ein Torfbettfilter zur weiteren Reinigung ein. Das Torfbettfilter ist um ein inneres poröses Keramikfilter herum angeordnet, durch welches das restliche öl aus dem Gas entfernt werden soll.

Es hat sich gezeigt, daß die Füllringe dieser bekannten Vorrichtung nicht in der Lage sind, Teilchen zurückzuhalten, die das Torfbettfilter verstopfen können. Der Grund hierfür Hegt insbesondere darin, daß die einströmende Luft aufwärts durch das Bett aus Filterringen strömt im Gegenstrom zu den Verunreinigungen, die sich auf dem Boden des Gehäuses ansammeln. Es hat sich weiterhin gezeigt daß, wenn die Vorrichtung bei hohem Druck arbeitet, durch das Torfbettfilter hindurchtretendes öl auch durch das innere poröse Filter hindurchgedrückt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine Filtervorrichtung der eingangs erwähnten Bauart zu schaffen, mit der aus einem unter hohem Druck stehenden Luft- bzw. Gasstrom sehr feine feste Teilchen sowie Wasser- und/oder ölteilchen durch Filtration und Koaleszenz abgetrennt werden können, ohne daß der Wirkungsgrad der Vorrichtung infolge einer Verstopfung des Mikrofilters vorzeitig abfällt

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß das Mikrofilter unterhalb des Tragkörpers angeordnet ist und der Behälter vom Tragkörper abnehmbar ist und zwischen dem Hohlfilter und dem Mikrofilter ein Ringraum angeordnet ist in den die aus dem Hohlfilter nach außen strömende Luft

eintritt, bevor sie das Mikrofilter passiert

Bei der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung strömt die zu filternde Luft zunächst abwärts und dann von innen nach außen durch das verhältnismäßig grobe Filter in den dieses Filter umgebendtn Ringraum. Sodann strömt sie mit reduzierter Geschwindigkeit durch das Mikrofilter. Das verhältnismäßig grobe Filter hält Teilchen zurück, durch welche ein vorzeitiges Blockieren des Mikrofilters verursacht werden könnte, und durch die Reduzierung der Luftgeschwindigkeit in dem Ringraum zwischen den beiden Filtern wird der Wirkungsgrad des Mikrofilters noch weiter erhöht

Die durch das Mikrofilter abgetrennte Flüssigkeit läuft der Schwerkraft folgend abwärts und auf diese Weise aus dem Ströniungsweg des Gases heraus.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Mikrofilter aus Mikrofasern aufgebaut ist, während das Hohlfilter eine starre oder halbstarre Struktur mit poröser Wand aufweist und so beschaffen ist, daß es feste Teilchen in einer Größe hinab bis zu 1 bis 5 Mikron zurückhält

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Luftfiltervorrichtung ist das Mikrofilter an seinem oberen Ende mit einem Gewindestück verbunden, das in den Tragkörper einschraubbar ist, wobei durch das Gewindestück gleichzeitig das Hohlfilter mit seinem offenen Ende so am Tragkörper festklemmbar ist daß es in abgedichteter Verbindung mit der Lufteinlaßöffnung steht Durch diese Ausführungsform wird erreicht daß Mikrofilter und Hohlfilter voneinander völlig unabhängige Baueinheiten sind, die bei Bedarf jede für sich ausgetauscht werden können.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn zwischen dem Mikrofilter und der Luftauslaßöffnung eine Filterpackung angeordnet ist die geeignet ist Flüssigkeitsspuren, die in der vom Mikrofilter kommenden Luft enthalten sein können, zu adsorbieren oder zu absorbieren.

Zur Erläuterung der Erfindung sind Ausführungsbeispiele in den Figuren dargestellt

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig. la ist ein teilweiser Schnitt durch eine ähnliche Ausführungsform mit einer Anpassungshülse,

Fig.2 zeigt im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung enthält einen Tragkörper 1 mit einer Einlaßöffnung 2, durch die die Luft unter Druck zugeführt werden kann, und einer Auslaßöffnung 3. An dem Tragkörper 1 befindet sich eine mit Innengewinde versehene Nabe 4.

In die Nabe 4 ist das obere Ende des Gewindestückes 6 eines rohrförmigen Mikrofilters 7 eingeschraubt das aus Mikrofasern aus Borsilikatglas aufgebaut ist Dieses Mikrofilter 7 vermag Teilchen bis zu 0.3 Mikron auszufiltern und befindet sich innerhalb eines Beutels oder einer Folie aus porösem Kunststoff. Das Mikrofilter führt öl- und Wassernebel in flüssige Form über. Flüssigkeitsabscheidungen, die sich innerhalb des Mikrofilters bilden, werden gegebenenfalls durch das Filter hindurch an dessen äußere Oberfläche gedrückt wobei der poröse Beutel od. dgl. verhindert daß die größeren Tröpfchen, die in das Gehäuse fallen, zurückgebildet werden. Das untere Ende des Mikrofilters ist durch ein Verschlußstück 8 verschlossen.

Ein starres oder halbstarres Hohlfilter 9 mit poröser Wand, das die Form eines tiefen Topfes hat und beispielsweise aus Sinterbronze oder porösem Kunststoff besteht ist mit seinem offenen Ende 10 so angeflanscht daß es mit der Zentralkammer 11 in Verbindung steht die ihrerseits wieder mit der Einlaßöffnung 2 verbunden ist Das Gewindestück 6 des

S Mikrofüters ist in die Nabe 4 eingeschraubt und durch einen Dichtungsring 12 mit dem Tragkörper 1 fest verbunden, und gleichzeitig wird dadurch das Mikrofilter mit der porösen Wand festgeklemmt und abgedichtet

In Fi g. 1 ist ein halbstarres Hohlfilter 9 mit poröser Wand dargestellt Es handelt sich um ein Filter, das aus einer Schicht eines hochdichten porösen Polyäthylen besteht Dieses Schichtmaterial wird zur Form eines Rohres gebogen, und in dieser Form werden die

is einander berührenden Kanten, beispielsweise durch Schweißung, miteinander verbunden und das Rohr an einem Ende verschlossen. Ein derartiges Filter kann, soviel bekannt nicht so hergestellt werden, daß es Teilchen von weniger als 1 Mikron Größe zurückhält

μ aber es kann so hergestellt werden, daß es Teilchen zurückhält die viel kleiner sind als die Teilchen, die durch Gaze- oder ähnliche bekannte Filter zurückgehalten werden. Es ist gut geeignet um das teure Mikrofilter vor einer unnötigen Belastung durch Teilchen zu schützen, die durch das Mikrofilter nicht hindurchdringen können. Ein festes Filter mit einer porösen Wand aus Sintermetall ist bei der Ausführungsform nach F i g. 2 dargestellt und wird dort noch beschrieben. Auch keramisches Material ist für dieses Filter verwendbar.

Das Mikrofilter 7 und das konzentrisch innerhalb des Mikrofilters angeordnete Hohlfilter 9 mit poröser Wand sind von einer durchsichtigen oder durchscheinenden Kappe 13 umgeben, die in den Gewindering 14 des Tragkörpers einschraubbar ist

Die Kappe 13 enthält einen Auslaß 15, der sich öffnet durch die Wirkung eines bekannten Schwimmerventils IG in Abhängigkeit von der vorbestimmten Höhe des Standes der Flüssigkeit die sich im unteren Teil der Kappe ansammelt Es kann aber auch ein Ventil verwendet werden, das von Hand geöffnet werden kann.

Der Tragkörper 1 ist mit Löchern 17 versehen zur Befestigung an einer Wand mittels Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln.

Die Oberseite des Tragkörpers 1 ist mit einer abnehmbaren Kappe 18 verschlossen. Der Körper kann dabei so gestaltet sein, daß, wenn diese Kappe entfernt wird, eine zusätzliche Vorrichtung, die eine Filterpakkung und eine Farbindikatorpackung enthält eingesetzt werden kann, wie sie im folgenden an Hand von F i g. 2 beschrieben wird.

Bei der Benutzung der Vorrichtung wird Druckluft durch die Einlaßöffnung 2 in das Innere des Hohlfilters 9 mit poröser Wand eingelassen. Die Luft gelangt dann

SS durch dieses Filter mit poröser Wand in den Ringraum zwischen diesem Filter und dem Mikrofilter 7. Die Luft die das Mikrofilter 7 verläßt ist praktisch frei von flüssigen oder festen Teilchen, und die Flüssigkeit hat das Bestreben, durch das Mikrofilter durchzusickern oder wird durch die Druckluft in das Mikrofilter gedrückt Die Flüssigkeit tropft von der Außenseite des Mikrofilters oder von dem dieses umgebenden Beutel ab und sammelt sich im unteren Teil der Kappe, aus dem sie, wie beschrieben, selbsttätig oder von Hand abgelassen werden kann.

Die Luft, die das Mikrofilter passiert hat, gelangt durch eine öffnung im Tragkörper I zu dem Auslaß 3.
Bei der Ausführungsform nach Fig. la ist eine

Anpassungshülse S vorgesehen, die es ermöglicht, längere Filterelemente la zu verwenden. Die Anpassungshülse wird an Stelle der Kappe in den Gewindering 14 eingeschraubt und besitzt ein Innengewinde 51, das dem Gewinde im Ring 14 entspricht, so daß auf die AnpassungshQlse die gleiche Kappe aufgeschraubt werden kann, wie auf den Tragkörper 1.

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Filtervorrichtung, wobei Teile, die den in F i g. 1 dargestellten Teilen entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Der Tragkörper kann bei beiden Ausführungsformen gleich gestaltet sein. Er besitzt einen Gewindering 5, dessen Zweck im folgenden noch erläutert wird.

Das Hohlfilter 9a mit poröser Wand, das in F i g. 2 dargestellt ist, ist ein tiefer und fester Topf aus Sintermetall, beispielsweise aus Sinterbronze. Jedoch kann auch bei dieser Ausführungsform ein Filter aus porösem Kunststoff verwendet werden, wie es an Hand von F i g. 1 beschrieben ist, und es kann das in F i g. 2 dargestellte Filter auch bei der Ausführungsform von Fig. 1 verwendet werden.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist die Kappe 18 in F i g. 1 entfernt, und es ist an der Oberseite des Tragkörpers 1 in den Gewindering 5 ein topfförmiger Untersatz 18a eingeschraubt, der eine Filterpackung 19 aus losem Material trägt, das in einem durchsichtigen oder durchscheinenden Zylinder 20 angeordnet ist Diese Filterpackung ist geeignet, Flüssigkeitsspuren, die in der von dem Mikrofilter kommenden Luft enthalten sein können, zu adsorbieren oder zu absorbieren. Der Untersatz 18a ist gegen den Tragkörper mittels eines Dichtungsringes 21 abgedichtet und ist mit dem Zylinder flüssigkeitsdicht verbunden. Das Material dieser Filterpackung kann, wie beschrieben, Aktivkohle oder einer der anderen erwähnten Stoffe sein.

Oberhalb der Filterpackung ist in dem Zylinder eine Packung 22 angeordnet, die mit dem einem Stoff getränkt oder bedeckt ist, der die Farbe wechselt Dieser Stoff wird gewählt in Abhängigkeit von der Flüssigkeit deren Vorhandensein angezeigt werden soll, wie bereits vorstehend erwähnt Diese Farbindikatorpackung wird durch eine umgekehrte mit einem zentralen Schaft versehene Abschlußkappe 23 festgehalten. Sie kann von der Absorberpackung durch eine gelochte Platte getrennt sein. Die dargestellte Indikatorpackung besteht aus geschäumtem und imprägniertem Polystyrol, oder sie ist mit einem imprägnierten Band umgeben und ändert die Farbe, beispielsweise von weiß zu rot, um die Anwesenheit von Ol anzuzeigen. Die Indikatorpackurig kann jedoch auch aus Filz, Silikal oder aktivierter Tonerde oder Molekularsieben bestehen oder aus irgendeinem anderen Stoff, wie er im Zusammenhang mit der Filterpackung bereits genannt wurde.

Der Untersatz 18a und die Abschlußklappe 23 sind, wie dargestellt mit Löchern 24 bzw. 25 versehen, damit die Luft von der Kappe 13 und dem Tragkörper 1 kommend durch die Filterpackung und die Farbindikatorpackung strömen kann.

Der Zylinder, der die Filterpackung und die Indikatorpackung enthält ist von einer Kappe 5* umgeben, die aus durchscheinendem oder durchsichtigem Material besteht und deren offenes und mit einem

to Gewinde 27 versehenes Ende in den Gewindering 28 des Tragkörpers 1 einschraubbar ist Beim Einschrauben der Kappe 26 in den Tragkörper 1 wird durch die mit dem Schaft versehene Abschlußkappe 23 der topfförmige Untersatz 18 am unteren Ende abdichtend gegen den

Tragkörper gedrückt

Die durch das Mikrofilter fast völlig gereinigte Luft kann durch öffnungen im Tragkörper 1 in den Untersatz 18a gelangen und durch die Locher 24 in die Filterpackung 19, in der etwa in der Luft noch

vorhandene Spuren von öl oder Kohlenwasserstoffgas oder Dampf adsorbiert oder absorbiert werden. Die Luft entweicht durch die Farbindikatorpackung und die Abschlußkappe 23 in die Kappe 26 und gelangt darin zum Auslaß 3 des Tragkörpers.

Wenn, insbesondere nach längerer Benutzung, Flüssigkeit in der Luft enthalten ist die die Filterpackung verläßt so verursacht die noch vorhandene Flüssigkeit einen Farbwechsel der Farbwechselsubstanz in der Indikatorpackung, und dieser Farbwechsel ist durch die zylindrische Wand der Filterpackung und die durchsichtige Kappe 26 sichtbar. Die Kappen können dann leicht entfernt werden, und auf diese Weise könne« die Filterelemente und die Indikatorpackung zur Reinigung entfernt oder ersetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Luftfiltervorrichtung mit einem eineLufteinlaßöffnung und eine LuftauslaBöffnung aufweisenden s Tragkörper und einem rohrförmign Mikrofilter, das Teilchen von einer Größe unter ein Mikron auszuFiltern und Nebelteilchen zu koaleszieren vermag, sowie einem konzentrisch innerhalb des Mikrofilters angeordneten Hohlfilters, das im Verhältnis zum Mikrofilter verhältnismäßig grob ist und Teilchen unter 35 Mikron zurückzuhalten vermag, wobei die Lufteinlaßöffnung mit dem Innenraum des Hohlfilters verbunden ist und das Mikrofilter von einem Behälter zum Sammeln der durch ihr Gewicht abfließenden koaleszierten Flüssigkeit umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofilter (7) unterhalb des Tragkörpers (1) angeordnet ist und der Behälter (13) vom Tragkörper abnehmbar ist und zwischen dem Hohlfilter (9, 9a) und dem Mikrofilter (7) ein Ringraum angeordnet ist, in den die aus dem Hohlfilter nach außen strömende Luft eintritt bevor sie das Mikrofilter passiert

2. Luftfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofilter (7) aus Mikrofasern aufgebaut ist, während das Hohlfilter (9, 9a) eine starre oder halbstarre Struktur mit poröser Wand aufweist und so beschaffen ist, daß es feste Teilchen in einer Größe von 1 bis 5 Mikron zurückhält

3. Luftfiltervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofilter (7) an seinem oberen Ende mit einem Gewindestück (6) verbunden ist, das in den Tragkörper (1) einschraubbar ist und durch das Gewindestück (6) gleichzeitig das Hohlfilter (9,9a) mit seinem offenen Ende (10) so am Tragkörper (1) festklemmbar ist, daß es in abgedichteter Verbindung mit der Lufteinlaßöffnung steht

4. Luftfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Filterpackung (19), die zwischen dem Mikrofilter (7) und der Luftauslaßöffnung (3) angeordnet ist und die geeignet ist, Flüssigkeitsspuren, die in der vom Mikrofilter (7) kommenden Luft enthalten sein können, zu adsorbieren oder zu absorbieren.