DD283257A7 - FRAME FOR WELDING FILTER - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rahmen fuer Schwebstoffilter mit Fluidabdichtung, insbesondere fuer Hoechstleistungs-Schwebstoffilter. Ziel der Erfindung ist eine einfache und wirtschaftliche Bauweise des Rahmens. Die Aufgabe besteht darin, den Rahmen gasdicht, materialoekonomisch guenstig und mit geringem technologischen Aufwand fuer verschiedene Bautiefen variabel zu gestalten. Die Loesung besteht darin, den Rahmen aus flaechenhaftem Halbzeug mit angeformter Messerkante zu bilden und mittels biegesteifer Einlagen zu stabilisieren.{Schwebstoffilter; Hoechstleistungs-Schwebstoffilter; Rahmen; Fluidabdichtung; Messerkante; Filterbautiefe; Stabilisierung des Rahmens; wirtschaftliche Bauweise; geringer technologischer Aufwand; Gasdichtheit}The invention relates to a frame for suspended matter filter with fluid seal, in particular for Hoechstleistungs-Schwebstoffilter. The aim of the invention is a simple and economical construction of the frame. The task is to make the frame gas-tight, material-economically favorable and with little technological effort for different depths variable. The solution is to form the frame from flat semi-finished product with molded knife edge and to stabilize it by means of rigid inserts. {HEPA filter; Hoechst performance HEPA filters; Frame; Fluid seal; Knife edge; Filterbautiefe; Stabilization of the frame; economical construction; low technological effort; Gas Leak}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Schwebstoffilter der ULPA-Klasse zur Abscheidung fester Partikel aus Luft und Gasen.The invention relates to a suspended matter filter of the ULPA class for the separation of solid particles from air and gases.

Charakteristik der bekannten technischen LösungCharacteristic of the known technical solution

Schwebstoffilter bestehen allgemein aus einem Filterpack, das in einem umlaufenden Rahmen weitgehend gasdicht angeordnet ist. Das Filterpack wird aus gefaltetem Filterpapier gebildet, dessen Falten für die Durchströmung mit Luft oder Gasen durch Abstandshalter aus plissierten Materialien offen gehalten werden. Für den stabilen umlaufenden Rahmen sind Konstruktionen aus Metallblech, Holz, Spannplatte, Sperrholz, Plasten oder Kombinationen dieser Werkstoffe bekannt. Der Rahmen ist in der Regel aus vier Teilen gebildet, wovon meist mindestens zwei Teile mit einer umlaufenden Kante zur verlustfreien Aufnahme einer Vergußmasse für die gasdichte Verbindung zwischen Filterpack und Rahmen versehen sind. Der Rahmen für Schwebstoffilter soll selbst gasdicht im technischen Sinne sein.Suspended filter generally consist of a filter pack, which is arranged in a surrounding frame largely gas-tight. The filter pack is formed of pleated filter paper whose pleats are kept open for passage of air or gases through spacers made of pleated materials. Structures made of sheet metal, wood, chipboard, plywood, plastics or combinations of these materials are known for the stable surrounding frame. The frame is usually formed of four parts, of which usually at least two parts are provided with a peripheral edge for lossless receiving a potting compound for the gas-tight connection between the filter pack and the frame. The HEPA filter frame should itself be gas-tight in the technical sense.

Schwebstoffilter der HEPA-Klasse (HIGH EFFICIENCY PARTICULAR AIR FILTERS) scheiden Partikel größer 0,2Mm mit etwa 99,97% ab. Von den Höchstieistungs-Schwebstoffiltern der ULPA-Klasse (ULTRA LOW PENETRATION AIR FILTERS) wird eine Abscheideleistung von mindestens 99,9995% für Partikel größer 0,1 μιτι gefordert.HEPA-class suspended particle filters (HIGH EFFICIENCY PARTICULAR AIR FILTERS) deposit particles larger than 0.2 μm at about 99.97%. ULPA LOW PENETRATION AIR FILTERS require a separation efficiency of at least 99.9995% for particles larger than 0.1 μιτι.

Bei prinzipiell gleichem Bauprinzip mußte zur Gewährleistung der extremen Forderungen der Mikroelektronik der technischökonomische Aufwand zur Gewährleistung der Gasdichtheit der Bauteile untereinander und auch der Werkstoffe selbst erheblich gesteigert werden. Dabei mußten auch neuartige Lösungen für die Gasdichtheit zwischen dem Filter und den Ausrüstungsteilen des Bauwerks oder des Gerätes gefunden werden. Eine solche Lösung besteht darin, den Rahmen des Filters mit einer schmalen Messerkante auszustatten,- die durch Eintauchen in einen der Ausrüstung zugehörigen Fluidspiegel den dichten Einbau des Filters auf einfache und zuverlässige Weise ergibt. Diese Lösung hat 3ich unter dem Namen Fluidabdichtung auf dem Fachgebiet eingeführt und stellt eine wirksame Alternative zu bisher verwendeten Flachdichtiingen aus Gummi an Schwebstoffiltern dar.In principle, the same design principle had to ensure the extreme demands of microelectronics, the technical-economic effort to ensure the gas-tightness of the components themselves and also the materials themselves be significantly increased. It also had to find novel solutions for the gas tightness between the filter and the equipment of the building or the device. One such solution is to provide the frame of the filter with a narrow knife edge, - which results in the installation of the filter in a simple and reliable manner by immersion in a fluid level associated with the equipment. This solution has been introduced under the name fluid seal in the art and represents an effective alternative to hitherto used rubber gaskets on suspended matter filters.

Eine Darstellung hierzu enthält die US-Patentschrift Nr. 4639 261 in Fig. 11 und 12 Die in das Fluid eintauchende Messerkante ist hier an den Filterrahmen angesetzt, was wieder zu Dichtproblgmen zwischen Rahmen und Ansatz führt, die mit Aufwand gelöst werden müssen.An illustration of this contains the US Patent No. 4639 261 in Fig. 11 and 12 The immersed in the fluid blade edge is attached here to the filter frame, which again leads to Dichtproblgmen between frame and neck, which must be solved with effort.

Einen technischen Fortschritt hinsichtlich der Gasdichtheit des Filterrahmens für Schwebstoffilter der ULPA-Klasse stellt die in der Firmendruckschrift MODULAR-Filter (Fa. Camfil, Reinfold, BRD, Druckschrift Nr. T1613/107.87) angegebene Lösung dar, bei der der Rahmen aus Aluminiumprofilen mit einstückig angeformter Messerkante gebildet wird. Es handelt sich um ein metallurgisch erzeugtes Preßprofil mit dünnwandigen Querschnitten. Der technische Vorteil der vollständigen Gasdichtheit wird mit hohem Werkzeugaufwand und dem Einsatz eines metallurgischen Prozesses erreicht. Die Firmendruckschrift weist ein einziges festes Maß für die Filterbautiefe aus. Jede weitere Bautiefenforderung des Anwenders erfordert ein neue¹: Preßwerkzeug mit Kosten- und Zeitaufwand bis zur Produktion. Darüber hinaus ist zu bemerken, daß die Herstellung solcher dünnwandigergestreckter Profile technisch und ökonomisch begrenzt ist. Größere Bautiefen erfordern noch weiter gestrecktere Profile, die bei geringen Materialdicken metallurgisch nicht mehr hinreichend gerade herstellbar und damit für die hohen Ansprüche bei Schwebstoffiltern der ULPA-Klass3 kaum einsetzbar sind.A technical advance with regard to the gastightness of the filter frame for suspended matter filters of the ULPA class is the solution specified in the company publication MODULAR filter (Camfil, Reinfold, FRG, publication no. T1613 / 107.87), in which the frame of aluminum profiles with one piece molded knife edge is formed. It is a metallurgically produced press profile with thin-walled cross-sections. The technical advantage of complete gas tightness is achieved with high tooling costs and the use of a metallurgical process. The company publication shows a single fixed measure of the filter depth. Every further depth requirement of the user requires a new ¹ : press tool with costs and time to production. In addition, it should be noted that the production of such thin-walled profiles is technically and economically limited. Larger depths require even more stretched profiles that are metallurgically insufficiently producible at low material thicknesses and thus hardly used for the high demands of suspended matter filters of ULPA class3.

Wird diesem Sachverhalt mit einer größeren Materialotärke begegnet, entsteht ein schweres Profil und für das Filter ein ungünstiges Masse-Leistungs-Verhältnis. Bei der Ausstattung ganzer Raumdecken mit Filtern in der Reinraumtechnik wäre die Deckenkonstruktion wesentlich stabiler auszuführen.If this situation is met with a greater material strength, creates a heavy profile and for the filter an unfavorable mass-performance ratio. When furnishing entire ceilings with filters in clean room technology, the ceiling construction would be much more stable.

Die in der Firmendruckc.chrift zu Schwebstoffilter-Elementen für die Reinraumtechnik (Fa. Delbag, Berlin-West, Druckschrift Nr. 061-3, Ausgabe 1/88) angegebende Lösung goht gleichfalls von einem Aluminiumpreßprofil aus und besitzt damit die gleiche Charakteristik.The solution given in the company Druckc.chrift Schwebstoffilter elements for clean room technology (Fa. Delbag, Berlin-West, Publication No. 061-3, Issue 1/88) goht also from a Aluminiumpreßprofil and thus has the same characteristics.

Es ergibt sich insgesamt, daß die Ansetzlösungon aus dem zweiteiligen Bauprinzip hereus zwar relativ wenig Bauaufwand erfordern und variabel gestaltet werden können, aber nicht zuverlässig gasdicht sind oder nur mit großem Dichtungsaufwand gasdicht ausgeführt werden können. Die Preßprofillösung ist zwar absolut gasdicht, hat aber Grenzen bei der Dimensionierung der Filterbautiefe, die bei gleicher Filterbaugröße Abscheideleistung und Standzeit ansteigen läßt sowie den Strömungswiderstand und den damit verbundenen Energieaufwand reduziert, wenn sie vergrößert werdon kann.It turns out, overall, that the Ansetzlösungon from the two-part design principle in here require relatively little construction and can be made variable, but are not reliable gas-tight or can be made gas-tight only with great sealing effort. Although the Preßprofillösung is absolutely gas-tight, but has limits in the dimensioning of the filter depth, which can increase with the same filter size separation efficiency and service life and reduces the flow resistance and the associated energy consumption if it can werdon enlarged.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine einfache und damit wirtschaftliche Bauweise des Rahmens für Schwebstoffilter der ULPA-Klasse vorzuschlagen, die die Mängel des Standes der Technik beseitigt.The aim of the invention is to propose a simple and therefore economical construction of the frame for suspended matter filter of the ULPA class, which eliminates the deficiencies of the prior art.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Bauweise des Rahmens für Schwebstoffilter der ULPA-Klasse mit Messerkarte so weiterzubilden, daß bei geringer Masse und gewährleisteter Gasdichtheit die Bautiefe des Filters vergrößert werden kann und verschiedene Bautiefen des Filters im wesentlichen ohne Erweiterung der technologischen Fertigungsmittel ausführbar sind.The invention is therefore the object of the construction of the frame for suspended matter filter ULPA class with knife card educate so that at low mass and guaranteed gas tightness, the depth of the filter can be increased and different depths of the filter essentially executable without extension of the technological manufacturing means are.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rahmenteile aus dünnwandigem, umgeformtem Halbzeug bestehen, mindestens in zwei gegenüberliegenden Rahmenteilen biegesteife Einlagen befestigt sind und an einer einheitlichen Längskante aller Rahmenteile die Messerkante angeformt ist, die eine Randumkantung besitzt. Eine Randumkantung der anderen Längsseite des Rahmenteils vervollständigt die U-förmige Ausbildung des Rahmenteils, dessen angeformte Messerkante durch eine Umkantung von bis zu 180° gebildet ist, so daß gerade als auch spitzwinklige Messerkanten möglich sind.According to the invention, the object is achieved in that the frame parts made of thin-walled, formed semi-finished, at least in two opposite frame parts rigid inserts are attached and on a single longitudinal edge of all frame parts, the knife edge is formed, which has a Randumkantung. A Randumkantung the other longitudinal side of the frame member completes the U-shaped configuration of the frame part, the molded knife edge is formed by a fold of up to 180 °, so that even and acute-angled knife edges are possible.

Filter geringer Breite und Höhe erfordern die biegesteifen Einlagen nur in den zum Faltenknick des Filterpacks parallel liegenden Rahmenteilen. Je nach angewendeter Klebermasse, deren eingebrachter Menge und Endfestigkeit ist die biegesteife Einlage auch in den mit dem Filterpapierrand zusammenstoßenden Rahmenteilen notwendig. Bei Verwendung von thermoplastischem Schmelzkleber ist dies ab etwa 650 mm Bauhöhe des Filters und über 150 mm Tiefe des Filterpacks erforderlich. Die biegesteifen Einlagen sind viereckige, zweckmäßig rechteckige, Zuschnitte aus ausreichend biegesteifem Halbzeug, die mit einigen Millimetern Spiel in das Rahmenteil passen und in ihm befestigt sind.Filters of small width and height require the rigid inserts only in parallel to the folding crease of the filter pack frame parts. Depending on the applied adhesive mass, their incorporated quantity and ultimate strength, the rigid insert is also necessary in the frame parts which collide with the filter paper edge. When using thermoplastic hot melt adhesive this is required from about 650 mm height of the filter and about 150 mm depth of the filter pack. The rigid inserts are square, suitably rectangular, blanks of sufficiently rigid semifinished product, which fit with a few millimeters of play in the frame part and are fixed in it.

Für den Fügevorgang zwischen Rahmenteilen und Filterpack und zur Verhinderung des Herauslaufens von Klebermasse hat es sich als zweckmäßig ergeben, die mit dem Filterpapierrand zusammenstoßenden Rahmenteile auch an den kurzen Seiten mit einer Randumkantung zu versehen, so daß diese Rahmenteile eine wannenförmige Ausbildung besitzen. Die Stoßstellen der Rahmenteile sind an den Ecken fachmännisch so dimensioniert und gestaltet, daß eine formschlüssige Stoßverbindung entsteht. Der erfindungsgemäß hergestellte Rahmen für Schwebstoffilter der ULPA-Klasse erweist sich durch die einstückige Außenhaut und die biegesteifen Einlagen als leicht, gasdicht, billig und stabil. Durch eine einfache Vergrößerung der Rahmenteile und der Einlagen in Stabilität und Anzahl können zweckmäßige größere Bautiefen der Schwebstoffilter der ULPA-Klasse gefertigt werden, die durch eine größere innere Filterfläche einen höheren Abscheidegrad, eine größere Standzeit und einen geringeren Strömungswiderstand erreichen. Die Fertigung verschiedener und größerer Bautiefen ist mit wenig aufwendigen technologischen Mitteln möglich und erfordert im einfachsten Fall nur Änderungen bei den Halbzeugzuschnitten. Die für das Aluminium-Preßprofil als gasdichte Lösung gesetzten Grenzen für die Dimensionierung zu größeren Bautiefen ohne ökonomische Nachteile sind beseitigt. Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich auf einfache Weise unter Einhaltung materialökonomischer Forderungen auf größere Bautiefen df.s Rahmens anwenden.For the joining process between frame parts and filter pack and to prevent the leakage of adhesive mass, it has proven to be useful to provide the colliding with the filter paper edge frame parts on the short sides with a Randumkantung so that these frame parts have a trough-shaped design. The joints of the frame parts are expertly dimensioned and designed at the corners so that a positive butt joint is formed. The inventively produced frame for suspended matter filter of ULPA class proves by the one-piece outer skin and the rigid inserts as light, gas-tight, cheap and stable. By simply enlarging the frame parts and the inserts in terms of stability and number, it is possible to produce expediently greater overall depths of the ULPA-class suspended matter filters, which achieve a higher separation efficiency, longer service life and lower flow resistance through a larger inner filter surface. The production of different and larger depths is possible with little expensive technological means and requires in the simplest case, only changes in the semi-finished blanks. The set for the aluminum profile as gas-tight solution limits for sizing to larger depths without economic disadvantages are eliminated. The solution according to the invention can be applied in a simple manner while adhering to material-economical requirements for larger overall depths of the frame.

Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße Lösung ist nachstehend an einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.The solution according to the invention is shown below on a drawing of an embodiment.

Fig. 1: zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schwebstoffilter der ULPA-Klasse mit Rahmen in perspektivischer Darstellung Fig. 2: zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Rahmenteil in der Draufsicht1 shows an exemplary embodiment of a suspended matter filter of the ULPA class with a frame in a perspective view. FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a frame part in plan view

Fig.3: zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Rahmenteil nach Figur 2 im Schnitt A-A Fig.4: zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Rahmenteil in der Draufsicht3 shows an exemplary embodiment of a frame part according to FIG. 2 in section A-A. FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a frame part in plan view

Fig. 5: zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Rahmenteil nach Figur 4 im Schnitt B-B.5 shows an exemplary embodiment of a frame part according to FIG. 4 in section B-B.

Figur 1 zeigt ein Schwebstoffilter der ULPA-Klasse mit den parallel an den Faltenknicken des Filterpacks liegenden Rahment 'ilen 1 und 2, in denen biegesteife Einlagen 7 befestigt sind. Die Rahmenteile 1 und 2 und die mit dem Filterpapierrand zusammenstoßenden Rahmenteile 3 und 4 besitzen eine der Randabkantung 5 vorgelagerte angeformte Messerleiste 6. Das Schwebstoffilter der Breite 610mm, der Höhe 610mm und der Filterpacktiefe 140mm besitzt in zwei gegenüberliegenden Rahmenteilen 1 und 2 die biegesteifen Einlagen 7.FIG. 1 shows a suspended matter filter of the ULPA class with the frames 1 and 2 lying parallel to the fold creases of the filter pack, in which rigid inserts 7 are fastened. The frame parts 1 and 2 and the colliding with the filter paper edge frame parts 3 and 4 have a Randabkantung 5 upstream molded male connector 6. The HEPA filter width 610mm, the height 610mm and the filter bag depth 140mm has in two opposite frame parts 1 and 2, the rigid deposits. 7 ,

Figur 2 zeigt das Rahmenteil 2 in der Draufsicht. Die biegesteife Einlage 7 besteht aus Sperrholz von 6mm Stärke und ist allseitig um 5mm kleiner als das Rahmenteil 2. Die Einlage 7 ist mit thermoplastischem Schmelzkleber mit einer Verarbeitungstemperatur von etwa 200⁰C eingeklebt.Figure 2 shows the frame part 2 in plan view. The rigid insert 7 is made of plywood of 6mm thickness and is on all sides by 5mm smaller than the frame part 2. The insert 7 is glued with thermoplastic hot melt adhesive having a processing temperature of about 200 ⁰ C.

Figur 3zeigt das Rahmenteil 2 im Schnitt. Die Höhe der durch eine Un '-r-'.ung von 180° gebildeten Messerkante 6 beträgt 30 mm. Das Rahmenteil 2 besteht aus Aluminiumblech von 1 mm Stärke, das nach der Umformung und vor dem Einkleben der Einlag - 7 galvanisch mit einer anodisch oxydierten Schutzschicht von 15μπι gegen die Abgabe kleinster Metallpartikel versehen v.urde. Der galvanische Vorgang wurde mit einer Stromdichte von 1,5 A/dm² durchgeführt.FIG. 3 shows the frame part 2 in section. The height of the knife edge 6 formed by a length of 180 ° is 30 mm. The frame part 2 consists of aluminum sheet of 1 mm thickness, which after the forming and before the gluing of the insert 7 is galvanically provided with an anodically oxidized protective layer of 15μπι against the dispensing of minute metal particles. The galvanic process was carried out with a current density of 1.5 A / dm ² .

Figur 4 zeigt das Rahmenteil 4 in der Draufsicht. Zusätzlich zu den in Längsrichtung des Rahmenteils 4 verlaufenden Kantungen sind die kurzen Teilseiten mit einer Randumkantung von 22 mm Höhe versehen, die um 6 mm höher ist als die Randumkantungen der Längsseite und der Umkantung der Messerleiste 6. Damit wird das Fügen zwischen den Rahmenteilen 2 und 4 bzw. 1 und 3 an den Ecken erleichtert. Figur B zeigt das Rahmenteil 4 im Schnitt.FIG. 4 shows the frame part 4 in plan view. In addition to the edgings extending in the longitudinal direction of the frame part 4, the short side parts are provided with a edge edge of 22 mm height, which is 6 mm higher than the edge edges of the long side and the folded edge of the male connector 6. Thus, the joining between the frame parts 2 and 4 or 1 and 3 relieved at the corners. FIG. B shows the frame part 4 in section.

Claims (3)

1. Rahmen für Schwebstoffüter der ULPA-Klasse mit angeformter MesserleL 3, bestehend aus Rahmenteilen aus dünnwandigem umgeformtem Halbzeug und einer beiderseitigen Randabkantung der Längsseiten der Rahmenteile, dadurch gekennzeichnet, daß an einer einheitlichen Längsseite jedes Rahmenteils (1) bis (4) der Randabkantung (5) vorgelagert die Messerleitste (6) durch eine Umkantung von bis zu 180° angeformt ist und mindestens in zwei gegenüberliegenden Rahmenteilen (1) bis (4) je eine biegesteife Einlage (7) befestigt ist.1. Frame for Schwebstoffüter the ULPA class with molded MesserleL 3, consisting of frame parts made of thin-walled formed semi-finished and a mutual Randabkantung the longitudinal sides of the frame parts, characterized in that on a uniform longitudinal side of each frame part (1) to (4) of the edge edging ( 5) upstream of the knife guide (6) is formed by a folded edge of up to 180 ° and at least in two opposing frame parts (1) to (4) each a rigid insert (7) is attached. 2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegesteife Einlage (7) aus Stahlblech, Buntmetallblech, Plastwerkstoffplatte, Holzspanplatte, Preßspanplatte oder Sperrholzplatte besteht.2. Frame according to claim 1, characterized in that the rigid insert (7) made of sheet steel, non-ferrous sheet metal, plastic material, chipboard, pressboard or plywood plate consists. 3. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegesteife Einlage (7) mit dem jeweiligen Rahmenteil (1) bis (4) kraft- und formschlüssig verbunden ist, insbesondere durch Kleben, Nieten, Klammern oder Schweißen.3. Frame according to claim 1, characterized in that the rigid insert (7) with the respective frame part (1) to (4) non-positively and positively connected, in particular by gluing, riveting, stapling or welding.