DE102014011678A1 - Filter candle element with metal foam reinforcement - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Filterkerzenelement 1 zur Entstaubung industrieller Gase. Das Filterkerzenelement 1 umfasst ein Filtermaterial, das seinerseits anorganische Fasern umfasst, und ein Verstärkungselement 5 aus einem porösen Metallschaum. Dabei ist das Verstärkungselement 5 in das Filterkerzenelement 1 eingebettet. Vorzugsweise ist der Metallschaum mit einem weiteren Metall legiert.The present invention relates to a filter cartridge element 1 for dedusting industrial gases. The filter candle element 1 comprises a filter material, which in turn comprises inorganic fibers, and a reinforcing element 5 made of a porous metal foam. In this case, the reinforcing element 5 is embedded in the filter candle element 1. Preferably, the metal foam is alloyed with another metal.
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Filterkerzenelement zur Entstaubung industrieller Gase, insbesondere ein Filterkerzenelement, das verbesserte Stabilitätseigenschaften aufweist.The invention relates to a filter candle element for dedusting industrial gases, in particular a filter candle element having improved stability properties.
Bei der Entstaubung industrieller Gase kommen einerseits Schlauchfilter und andererseits Filterkerzen zum Einsatz. Bei Schlauchfiltern ist das Filterelement in der Regel ein zylindrischer Schlauch, der ein Stützgewebe mit darauf aufgebrachten Fasern als Filtermaterial umfasst. Schlauchfilter werden zur Filtration bei niedrigen und mittleren Temperaturen bis etwa 250°C eingesetzt. Im Gegensatz dazu können Filterkerzen mit anorganischen Fasern als Filtermaterial (wie beispielsweise Keramikfasern, glasigen Fasern, Hochtemperaturwolle) zur Filtration von Gasen bis zu 1000°C eingesetzt werden. Die Staubpartikel des Rohgases werden dabei überwiegend an der Oberfläche des Filtermediums abgeschieden.In the dedusting of industrial gases, on the one hand, bag filters and, on the other hand, filter cartridges are used. In bag filters, the filter element is usually a cylindrical tube comprising a support fabric with fibers applied thereon as a filter material. Bag filters are used for filtration at low and medium temperatures up to about 250 ° C. In contrast, filter cartridges with inorganic fibers can be used as a filter material (such as ceramic fibers, glassy fibers, high temperature wool) for the filtration of gases up to 1000 ° C. The dust particles of the raw gas are deposited predominantly on the surface of the filter medium.
Filterkerzen zur industriellen Entstaubung werden in zahlreichen Gebieten der Industrie eingesetzt. So generieren etwa die Zement-, Glas- und chemische Industrie schwefel- oder chlorhaltige Gase sowie Feinstaub, der durch den Einsatz von Filterkerzenelementen effektiv filtriert werden kann.Filter cartridges for industrial dedusting are used in numerous areas of industry. For example, the cement, glass and chemical industries generate gases containing sulfur or chlorine, as well as fine dust, which can be effectively filtered through the use of filter candle elements.
Die in der Industrie entstehenden Gase können dabei Temperaturen bis zu 1000°C aufweisen. Zahlreiche industrielle Anwendungen mit hohen Prozesstemperaturen, wie sie etwa in Schmelz-, Feuerungs- und Kalzinierungsanlagen auftreten, generieren zusätzlich häufig hohe Konzentrationen von Stickoxiden (NOx) im Rauch- bzw. Abgas. Es ist bekannt, dass die NOx-Reduktion (Entstickung) durch eine sog. selektive katalytische Reduktionsreaktion unter Einsatz von Ammoniak (NH3) und eines Katalysators erfolgen kann. Auch hierfür ist es zweckmäßig, das Rohgas vorher mithilfe eines Filterkerzenelements zu entstauben.The gases produced in the industry can have temperatures of up to 1000 ° C. Numerous industrial applications with high process temperatures, such as occur in melting, firing and calcination plants, additionally often generate high concentrations of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. It is known that the NOx reduction (denitrification) by a so-called. Selective catalytic reduction reaction can be carried out using ammonia (NH 3 ) and a catalyst. Again, it is expedient to dedust the raw gas before using a filter candle element.
Strengere und schärfere Umweltschutzvorgaben erfordern es, einerseits die Filtrationseigenschaften der eingesetzten Filterkerzenelemente zu verbessern, andererseits die Filtration von heißen, energiehaltigen Gasen zu ermöglichen. Bekannte Filterkerzenelemente verfügen über eine maximale Länge von 3 m. Dabei haben diese Filterkerzenelemente eine wirksame Filterfläche von etwa 1,4 m2/Element. Eine wirksame Entstaubung, die zukünftigen Umweltschutzvorgaben genügt, würde eine Umrüstung der meisten vorhandenen Filteranlagen erfordern, die aus energetischer und wirtschaftlicher Sicht nicht praktikabel ist.Stricter and stricter environmental protection requirements require, on the one hand, to improve the filtration properties of the filter candle elements used, and, on the other hand, to enable the filtration of hot, energy-containing gases. Known filter candle elements have a maximum length of 3 m. These filter candle elements have an effective filter area of about 1.4 m 2 / element. Effective dedusting, which meets future environmental requirements, would require retrofitting most of the existing filtration equipment, which is impractical from an energy and economic point of view.
Um die erforderliche Durchsatzleistung zu erreichen, ist es notwendig, die Länge der Filterkerzenelemente zu vergrößern. Durch die Verlängerung der Filterkerzenelemente treten die folgenden Probleme auf: Die Filterkerzenelemente werden schwerer und damit instabiler und anfälliger für Brüche. Insbesondere ist der Kragenbereich der Filterkerzenelemente, der mit einem entsprechenden Einspannbereich der Filteranlage verbunden ist, äußerst anfällig für zunehmende Biegemomente und Biegespannungen. Diese können beispielsweise dann Auftreten, wenn die Filterkerzenelemente durch Luftzug, Erschütterungen oder Stöße in Schwingungen versetzt werden. Eine Verlängerung bekannter Filterkerzenelemente führt zu Filterkerzenelementen, die nicht robust und widerstandsfähig genug sind, um den Bedingungen der Filtrationsprozesse zu widerstehen.In order to achieve the required throughput, it is necessary to increase the length of the filter candle elements. By extending the length of the filter cartridge elements, the following problems occur: The filter cartridge elements become heavier and thus more unstable and prone to fractures. In particular, the collar region of the filter cartridge elements, which is connected to a corresponding clamping region of the filter system, is extremely susceptible to increasing bending moments and bending stresses. These can occur, for example, when the filter candle elements are set in motion by draft, vibrations or shocks. An extension of known filter candle elements results in filter candle elements that are not robust and durable enough to withstand the conditions of the filtration processes.
Aus
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Stabilität eines Filterkerzenelements zu erhöhen, ohne dabei die Filtrationsleistung zu beeinträchtigen.The object of the present invention is therefore to increase the stability of a filter candle element without impairing the filtration performance.
Diese Aufgabe wird durch das Filterkerzenelement mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 angegeben.This object is achieved by the filter candle element having the features according to
Das erfindungsgemäße Filterkerzenelement zur Entstaubung industrieller Gase umfasst ein Filtermaterial, das anorganische Fasern umfasst, und ein Verstärkungselement aus einem porösen Metallschaum. Dabei ist das Verstärkungselement in das Filterkerzenelement eingebettet. Dadurch, dass das Verstärkungselement aus einem porösen Metallschaum gefertigt ist, ist es einerseits stabil und weist andererseits ein geringes Gewicht auf. Damit wird das Filterkerzenelement durch das eingebettete Verstärkungselement stabilisiert, ohne dass das Gesamtgewicht des Filterkerzenelements signifikant erhöht wird. Weiter hat die Verwendung von einem porösen Metallschaum den Vorteil, dass die anorganischen Fasern in den Metallschaum eindringen können. Damit wird ein guter Formschluss zwischen den anorganischen Fasern und dem Verstärkungselement erzeugt. Somit entsteht eine Verbundstruktur aus den anorganischen Fasern und dem porösen Metallschaum. Dadurch, dass das Verstärkungselement in das Filterkerzenelement eingebettet ist, kann weiter vermieden werden, dass sich das Verstärkungselement aus dem Filterkerzenelement löst. Damit werden Schäden am Filterkerzenelement oder an der Filteranlage verhindert.The filter cartridge element according to the invention for dedusting industrial gases comprises a filter material comprising inorganic fibers and a reinforcing element made of a porous metal foam. In this case, the reinforcing element is embedded in the filter candle element. The fact that the reinforcing element is made of a porous metal foam, it is on the one hand stable and on the other hand has a low weight. Thus, the filter candle element is stabilized by the embedded reinforcing member without significantly increasing the overall weight of the filter candle member. Further, the use of a porous metal foam has the advantage that the inorganic fibers penetrate into the metal foam can. This creates a good fit between the inorganic fibers and the reinforcing element. This results in a composite structure of the inorganic fibers and the porous metal foam. By virtue of the fact that the reinforcing element is embedded in the filter candle element, it can further be avoided that the reinforcing element comes loose from the filter candle element. This prevents damage to the filter cartridge element or to the filter system.
Vorteilhafterweise ist der poröse Metallschaum gemäß einem Verfahren herstellbar, das folgende Verfahrensschritte umfasst: Galvanisieren eines Polyurethanschaums mit einem Metall, vorzugsweise mit Nickel oder Eisen, oder mit einer Metalllegierung, vorzugsweise einer Nickellegierung; Entfernen des Polyurethanschaums durch Pyrolyse zur Erzeugung eines Metallschaumsubstrats; Wärmebehandlung des Metallschaumsubstrats. Die Pyrolyse, bei der der Polyurethanschaum entfernt wird, erfolgt zweckmäßigerweise zwischen 500°C und 600°C, bevorzugt bei 550°C. Die Wärmebehandlung des Metallschaumsubstrats umfasst dabei vorzugsweise Glühen, Tempern und Härten. Die Wärmebehandlung erfolgt dabei vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 800°C und 1000°C, besonders bevorzugt bei 950°C.Advantageously, the porous metal foam can be produced according to a method which comprises the following method steps: electroplating a polyurethane foam with a metal, preferably with nickel or iron, or with a metal alloy, preferably a nickel alloy; Removing the polyurethane foam by pyrolysis to produce a metal foam substrate; Heat treatment of the metal foam substrate. The pyrolysis, in which the polyurethane foam is removed, is advantageously carried out between 500 ° C and 600 ° C, preferably at 550 ° C. The heat treatment of the metal foam substrate preferably comprises annealing, tempering and curing. The heat treatment is preferably carried out at temperatures between 800 ° C and 1000 ° C, more preferably at 950 ° C.
Das Verfahren zur Herstellung des porösen Metallschaums umfasst vorteilhafterweise folgende weitere Verfahrensschritte: Legieren des wärmebehandelten Metallschaumsubstrats mit mindestens einem weiteren Metall, vorzugsweise mit Nickel, Chrom, Eisen und/oder Aluminium. Dadurch, dass das Metallschaumsubstrat legiert wird, erlangt der Metallschaum eine hohe mechanische Festigkeit sowie hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit. Die hohe mechanische Festigkeit des Metallschaums hat den Vorteil, dass damit die mechanische Stabilität des Filterkerzenelements erhöht wird. Aufgrund der strukturellen Beschaffenheit des Metallschaums erfolgt dessen Temperaturausdehnung überwiegend in die Hohlräume des Metallschaums hinein. Das hat den Vorteil, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Stützelements, das aus Metallschaum besteht, deutlich kleiner ist als die Wärmeausdehnungskoeffizienten oben genannter Metalle selbst. Dies hat den Vorteil, dass das Filterkerzenelement bei hohen Temperaturen, die typische für die Entstaubung von heißen industriellen Gasen sind, nicht durch das eingebettete Verstärkungselement verformt wird. Damit treten praktisch keine zusätzlichen Spannungen im Filterkerzenelement auf. Somit wird die Stabilität des Filterkerzenelements auch bei hohen Temperaturen nicht beeinträchtigt. Das Legieren des Metallschaums hat den weiteren Vorteil, dass der Metallschaum korrosionsbeständiger gegenüber aggressiven Gasen ist. Damit wird das Verstärkungselement bei der Filtration von aggressiven Gasen kaum angegriffen. Somit wird die Stabilität des Filterkerzenelements auch bei der Filtration von aggressiven Gasen nicht oder nur wenig beeinträchtigt.The method for producing the porous metal foam advantageously comprises the following further method steps: Alloying the heat-treated metal foam substrate with at least one further metal, preferably with nickel, chromium, iron and / or aluminum. By alloying the metal foam substrate, the metal foam acquires high mechanical strength as well as high temperature and corrosion resistance. The high mechanical strength of the metal foam has the advantage that it increases the mechanical stability of the filter candle element. Due to the structural nature of the metal foam, its thermal expansion takes place predominantly into the cavities of the metal foam. This has the advantage that the coefficient of thermal expansion of the support element, which consists of metal foam, is significantly smaller than the coefficients of thermal expansion of the aforementioned metals themselves. This has the advantage that the filter element at high temperatures, which are typical for the dedusting of hot industrial gases, is not deformed by the embedded reinforcing element. Thus occur virtually no additional stresses in the filter cartridge element. Thus, the stability of the filter candle element is not affected even at high temperatures. Alloying the metal foam has the further advantage that the metal foam is more corrosion resistant to aggressive gases. Thus, the reinforcing element is hardly attacked in the filtration of aggressive gases. Thus, the stability of the filter candle element is not or only slightly affected even in the filtration of aggressive gases.
Vorteilhafterweise umfasst das Legieren des wärmebehandelten Metallschaumsubstrats folgende Schritte: Aufbringen eines Binders auf das Metallschaumsubstrat; Aufbringen eines Metallpulvers, das mindestens ein Metall, vorzugsweise Nickel, Chrom, Eisen und/oder Aluminium, umfasst, auf das Metallschaumsubstrat; Wärmebehandlung des Metallschaumsubstrats zur Entfernung des Binders; Sinterung des Metallpulvers. Durch das Aufbringen eines Binders auf das Metallschaumsubstrat ist es möglich, das Substrat weiter mit einem Metallpulver zu beschichten. Durch die Zusammensetzung des Metallpulvers kann die Temperatur- und/oder Korrosionsbeständigkeit des Metallschaums bestimmt werden. Die Entfernung des Binders erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen, die unterhalb der Temperaturen für die Sinterung des Metallpulvers liegen. Durch die Sinterung wird das Metallschaumsubstrat mit dem Metallpulver legiert. Als besonders bevorzugt sind einerseits Legierungen aus Nickel, Chrom und Aluminium, andererseits Legierungen aus Eisen, Chrom und Aluminium anzusehen.Advantageously, alloying the heat-treated metal foam substrate comprises the steps of: applying a binder to the metal foam substrate; Applying a metal powder comprising at least one metal, preferably nickel, chromium, iron and / or aluminum, to the metal foam substrate; Heat treatment of the metal foam substrate to remove the binder; Sintering of the metal powder. By applying a binder to the metal foam substrate, it is possible to further coat the substrate with a metal powder. The composition of the metal powder, the temperature and / or corrosion resistance of the metal foam can be determined. The removal of the binder is preferably carried out at temperatures which are below the temperatures for the sintering of the metal powder. By sintering, the metal foam substrate is alloyed with the metal powder. On the one hand, alloys of nickel, chromium and aluminum and, on the other hand, alloys of iron, chromium and aluminum are to be regarded as being particularly preferred.
Es ist von Vorteil, wenn der poröse Metallschaum eine mittlere Porengröße aufweist, die zwischen 500 μm und 8000 μm, vorzugsweise zwischen 1500 μm und 7000 μm, besonders bevorzugt zwischen 3000 μm und 5000 μm liegt. Damit ist sichergestellt, dass die Poren genügend groß sind, so dass das Filtermaterial mindestens teilweise in das Verstärkungselement eindringen kann. Dadurch werden die Filtrationseigenschaften, insbesondere das Abscheide- und Druckverlustverhalten, des Filterkerzenelements durch das Verstärkungselement nur unwesentlich beeinträchtigt. Weiter kann dadurch ein guter Formschluss zwischen den anorganischen Fasern des Filtermaterials und dem Verstärkungselement erreicht werden.It is advantageous if the porous metal foam has an average pore size which is between 500 μm and 8000 μm, preferably between 1500 μm and 7000 μm, particularly preferably between 3000 μm and 5000 μm. This ensures that the pores are sufficiently large so that the filter material can at least partially penetrate into the reinforcing element. As a result, the filtration properties, in particular the separation and pressure loss behavior, of the filter candle element are only insignificantly impaired by the reinforcing element. Furthermore, a good positive connection between the inorganic fibers of the filter material and the reinforcing element can be achieved.
Zweckmäßigerweise weist das Verstärkungselement Aussparungen auf, die vorzugsweise zwischen 5% und 50%, besonders bevorzugt zwischen 10% und 20% der Fläche einer Außenseite des Verstärkungselements einnehmen. Damit wird ein verbesserter Formschluss des Filtermaterials mit dem Verstärkungselement erreicht. Vorzugsweise weisen die Aussparungen die Form von Vierecken, abgerundeten Vierecken, Kreisen, Ellipsen, Sternen, Kreuzen und/oder Polygonen auf.The reinforcing element expediently has recesses which preferably occupy between 5% and 50%, particularly preferably between 10% and 20% of the area of an outside of the reinforcing element. Thus, an improved positive connection of the filter material is achieved with the reinforcing element. Preferably, the recesses in the form of squares, rounded squares, circles, ellipses, stars, crosses and / or polygons.
Zweckmäßigerweise weist das Filterkerzenelement an einem oberen Ende einen Kragenbereich auf, der T-förmig oder konisch ausgebildet ist. Dabei umfasst der Kragenbereich einen Teil des Verstärkungselements und vorzugsweise einen Teil des Filtermaterials. Dadurch, dass der Kragenbereich T-förmig oder konisch ausgebildet ist, kann das Filterkerzenelement in einen Einspannbereich der Filteranlage eingesetzt werden. Durch die konische Ausgestaltung des Kragenbereichs wird weiter erreicht, dass das Filterkerzenelement gegen Biegemomente und Biegespannungen im Einspannbereich widerstandsfähig ist. Vorzugsweise ist der Kragenbereich verstärkt ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass das Widerstandsmoment des Filterkerzenelements im Kragenbereich erhöht wird. Weiter wird dadurch bei einem Versagen, beispielsweise bei einem Bruch, des Filterkerzenelements im Kragenbereich das Filtermaterial auf Position gehalten. Somit wird nicht der gesamte innere Durchmesser des Filterkerzenelements, sondern nur ein kleiner Durchgang für mögliche Emissionen freigegeben. Dadurch, dass der Kragenbereich einen Teil des Verstärkungselements umfasst, wird die Stabilität des Filterkerzenelements weiter erhöht. Umfasst der Kragenbereich einen Teil des Filtermaterials, so hat dies den Vorteil, dass das gesamte Filterkerzenelement in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann.Conveniently, the filter cartridge element at an upper end on a collar portion which is T-shaped or conical. In this case, the collar region comprises a part of the reinforcing element and preferably a part of the filter material. Because the collar region T- is formed shaped or conical, the filter cartridge element can be used in a clamping region of the filter system. Due to the conical configuration of the collar region is further achieved that the filter cartridge element is resistant to bending moments and bending stresses in the clamping area. Preferably, the collar portion is made reinforced. This has the advantage that the resistance moment of the filter candle element is increased in the collar region. Furthermore, in the event of a failure, for example in the event of breakage, of the filter candle element in the collar region, the filter material is held in position. Thus, not the entire inner diameter of the filter candle element, but only a small passage for possible emissions is released. Characterized in that the collar portion comprises a part of the reinforcing element, the stability of the filter candle element is further increased. If the collar region comprises part of the filter material, this has the advantage that the entire filter candle element can be produced in one operation.
Vorteilhafterweise umfassen die anorganischen Fasern Glasfasern, Keramikfasern, Mineralfasern, Basaltfasern und/oder Kohlenstofffasern. Besonders bevorzugt werden Kalzium-Magnesium-Silikat-Glasfasern verwendet. Diese haben den Vorteil, dass sie sehr leicht, umweltverträglich und biolöslich sind. Weiter wird damit eine hohe Luftdurchlässigkeit bei hoher Porosität erreicht. Damit können bei der Filtration Druckverluste beim Durchgang des Gases durch das Filterkerzenelement (sog. Druckverlust- oder Δp-Verhalten) reduziert werden.Advantageously, the inorganic fibers comprise glass fibers, ceramic fibers, mineral fibers, basalt fibers and / or carbon fibers. Particularly preferred calcium-magnesium silicate glass fibers are used. These have the advantage that they are very light, environmentally friendly and biosoluble. Furthermore, a high air permeability with high porosity is achieved. Thus, pressure losses during the passage of the gas through the filter candle element (so-called pressure loss or Δp behavior) can be reduced during the filtration.
Es ist ferner von Vorteil, wenn das Filterkerzenelement weiter einen Katalysator umfasst. Damit können die Entstaubung und die Entstickung des Rohgases gleichzeitig in einem Prozessschritt durchgeführt werden. Dieser kombinierte Prozessschritt kann dabei bei hohen Temperaturen, zweckmäßigerweise zwischen 300°C und 500°C, bevorzugt bei 400°C erfolgen.It is also advantageous if the filter candle element further comprises a catalyst. Thus, the dedusting and the denitrification of the raw gas can be carried out simultaneously in one process step. This combined process step can be carried out at high temperatures, advantageously between 300 ° C and 500 ° C, preferably at 400 ° C.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Filterkerze betrachtet, die ein erfindungsgemäßes Filterkerzenelement, das an einem unteren Ende eine Einfräsung aufweist, und ein erfindungsgemäßes Filterkerzenelement, das an einem oberen Ende eine Einfräsung aufweist, umfasst. Dabei ist eine der beiden Einfräsungen als eine erste Stufe ausgestaltet, und die andere der beiden Einfräsungen als eine zur ersten Stufe komplementäre zweite Stufe ausgestaltet. Die erste Stufe ist formschlüssig mit der zweiten Stufe verbunden. Dadurch, dass mehrere Filterkerzenelemente zu einer Filterkerze zusammengefügt werden, kann die Länge der Filterkerze vergrößert werden. Dadurch wird erreicht, dass die Durchsatzleistung der Filterkerze erhöht wird. Durch die stufenförmige und die dazu komplementäre Einfräsung wird eine formschlüssige Verbindung zwischen den Filterkerzenelementen erreicht. Zweckmäßigerweise können die Filterkerzenelemente miteinander verklebt werden. So wird sichergestellt, dass Staub auch an der Verbindungsstelle zurückgehalten wird. Vorzugsweise können weiter ein oder mehrere Verbindungselemente verwendet werden, um die Filterkerzenelemente an deren Verbindungsstelle zu fixieren. Die erfindungsgemäße Filterkerze kann zwei oder mehr Filterkerzenelemente umfassen, die wie oben beschrieben ausgebildet und miteinander verbunden sind.According to a further aspect of the invention, a filter cartridge is considered which comprises a filter cartridge element according to the invention, which has a cut-in at a lower end, and a filter cartridge element according to the invention which has a cut-in at an upper end. In this case, one of the two millings is configured as a first stage, and the other of the two millings is designed as a second stage complementary to the first stage. The first stage is positively connected to the second stage. Characterized in that a plurality of filter candle elements are joined together to form a filter candle, the length of the filter candle can be increased. This ensures that the throughput of the filter candle is increased. Due to the step-shaped and the complementary milling a positive connection between the filter candle elements is achieved. Conveniently, the filter candle elements can be glued together. This ensures that dust is also retained at the joint. Preferably, one or more connecting elements may be further used to fix the filter cartridge elements at their junction. The filter cartridge according to the invention may comprise two or more filter candle elements, which are formed and interconnected as described above.
Die erfindungsgemäßen Filterkerzenelemente erhalten aufgrund des Verstärkungselements aus porösem Metallschaum erhöhte Stabilität und Bruchfestigkeit. Durch die Verwendung von porösem Metallschaum ist sichergestellt, dass sich die Gewichtsänderung der Filterkerzenelemente nicht negativ auf deren Stabilität auswirkt. Dadurch ist es möglich, längere Filterkerzenelemente herzustellen. Weiter ist es möglich, mehrere Filterkerzenelemente zu einer langen Filterkerze zu verbinden. Somit wird die Filtrationsleistung erhöht ohne die Stabilität zu beeinträchtigen.The filter cartridge elements according to the invention obtained due to the reinforcing element made of porous metal foam increased stability and breaking strength. The use of porous metal foam ensures that the weight change of the filter cartridge elements does not adversely affect their stability. This makes it possible to produce longer filter candle elements. It is also possible to connect several filter candle elements to a long filter candle. Thus, the filtration performance is increased without affecting the stability.
Die erfindungsgemäßen Filterkerzenelemente können durch einen Saugprozess mittels Vakuum hergestellt werden. Anorganische Fasern werden zunächst mit Wasser und Bindemitteln, beispielsweise Kieselsol und Stärke, sowie gegebenenfalls mit katalytischen Bestandteilen gemischt. Dieser als Slurry bezeichnete Ansatz wird in eine Wanne geleitet, worin die Suspension ständig umgewalzt wird, um eine homogene Slurry zu erhalten. Durch diesen Vorgang brechen die anorganischen Fasern in Fasern mit kleinerer Länge. In einem nächsten Schritt wird ein Saugwerkzeug, welches die Form des zu fertigenden Filterkerzenelements aufweist, und auf dem sich das Verstärkungselement aus porösem Metallschaum befindet, in die Slurry getaucht und ein Vakuum angelegt. Dadurch wird die Slurry durch das Saugwerkzeug gesaugt und die Fasern werden an dem Verstärkungselement bzw. an einem Sieb zurückgehalten, wodurch sich eine gleichmäßig starke Faserschicht um das Saugwerkzeug und das Verstärkungselement einstellt. Abschließend wird das Filterkerzenelement getrocknet und entformt.The filter candle elements according to the invention can be produced by a vacuum suction process. Inorganic fibers are first mixed with water and binders, for example silica sol and starch, and optionally with catalytic components. This approach, referred to as slurry, is passed into a trough in which the suspension is constantly rolled over in order to obtain a homogeneous slurry. By this process, the inorganic fibers break into fibers of smaller length. In a next step, a suction tool, which has the shape of the filter cartridge element to be manufactured and on which the reinforcing element is made of porous metal foam, is immersed in the slurry and a vacuum is applied. As a result, the slurry is sucked through the suction tool and the fibers are retained on the reinforcing element or on a sieve, whereby a uniformly strong fiber layer is established around the suction tool and the reinforcing element. Finally, the filter candle element is dried and demolded.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:In the following, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the following figures. Show it:
Der Körper
Der Kragenbereich
Wie in insbesondere in
In dem in
In
Das gezeigte Verstärkungselement
Das beschriebene Filterkerzenelement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FilterkerzenelementFilter cartridges element
- 22
- Körperbody
- 33
- Kragenbereichcollar region
- 44
- unterer Bereichlower area
- 55
- Verstärkungselementreinforcing element
- 5a5a
- Außenseite des VerstärkungselementsOutside of the reinforcing element
- 5b5b
- Innenseite des VerstärkungselementsInside of the reinforcing element
- 66
- äußerer Radius des Körpersouter radius of the body
- 77
- innerer Radius des Körpersinner radius of the body
- 88th
- Länge des KörpersLength of the body
- 9a9a
- äußerer Radius des T-förmigen Kragenbereichsouter radius of the T-shaped collar area
- 9b9b
- Höhe des T-förmigen KragenbereichsHeight of the T-shaped collar area
- 9c9c
- Dicke des T-förmigen KragenbereichsThickness of the T-shaped collar area
- 1010
- äußerer Radius des Verstärkungselementsouter radius of the reinforcing element
- 1111
- innerer Radius des Verstärkungselementsinner radius of the reinforcing element
- 1212
- aufgeklappter Kragen des Verstärkungselementsunfolded collar of the reinforcing element
- 1313
- äußerer Radius des aufgeklappten Kragensouter radius of the unfolded collar
- 1414
- Länge des VerstärkungselementsLength of the reinforcing element
- 1515
- Aussparungenrecesses
- 1616
- zusätzliches Verstärkungselementadditional reinforcement element
- 1717
- Höhe des konischen KragenbereichsHeight of conical collar area
- 1818
- Dicke des konischen KragenbereichsThickness of conical collar area
- 1919
- Dicke des KörpersThickness of the body
- 2020
- äußerer Radius des konischen Kragenbereichsouter radius of the conical collar area
- 2121
- stufenförmige EinfräsungStep-shaped milling
- 2222
- komplementäre Einfräsungcomplementary milling
- 2323
- Verbindungselementconnecting element
- 101101
- erstes Filterkerzenelementfirst filter candle element
- 102102
- zweites Filterkerzenelementsecond filter candle element
- 300300
- poröser Metallschaumporous metal foam
- 301301
- Poren des porösen MetallschaumsPores of the porous metal foam
- 302302
- Stege des porösen MetallschaumsWebs of porous metal foam
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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