DE3339828A1 - Electrostatically supported filter element consisting of fibre material, for the separation of particles from gaseous media - Google Patents

Abstract

The filter element has a filter medium of fibre material, folded in a zigzag or wavy shape. Smooth, electrically conducting, leaf-shaped plates are inlaid into the folds from both sides, and form the electrodes for an electrostatic filter, and are respectively placed at a constant potential. Spacers are provided between the folds and are applied on both sides, in the form of a thread, strip, cord or beading, to the filter medium and/or to the plates which act as electrodes. <IMAGE>

Description

Elektrostatisch unterstütztes aus Fasermaterial bestehendesElectrostatically assisted made of fiber material

Filterelement zur Abscheidung von Partikeln aus gasförmigen Medien Elektrostatisch unterstütztes aus Fasermaterial bestehendes Filterelement zur Abscheidung von Partikeln aus gasförmigen Medien Die Erfindung betrifft ein Filterelement zur Abscheidung von Partikeln aus gasförmigen Medien nach: der Gattung des Hauptanspruchs.Filter element for separating particles from gaseous media Electrostatic Supported filter element made of fiber material for separating particles from gaseous media The invention relates to a filter element for separation of particles from gaseous media according to: the genus of the main claim.

Derartige hochwertige, der Abscheidung von Partikeln, zum Beispiel Staubpartikeln, aus einem Luft- oder Gasstrom dienende Filterelemente besitzen große wirksame Filterflächen auf relativ kleinen Grundflächen und sind durch wellen- oder zick-zackförmige Faltungen von großflächigen Bahnen aus Faserstoffen oder Filterpapieren gebildet. Um zu verhindern, daß sich die Seitenflächen der einzelnen Falten des Papierfilters unmittelbar aufeinanderlegen, ist es notwendig, zur Fixierung der engen Falten Abstandshalter vorzusehen. Ein Schwebstoffilter dieser Art ist aus der DE-PS 21 38 412 bekannt, bei dem die Abstandshalter aus Fäden oder Wülsten aus einem Kunststoff bestehen, die auf eine vorgefaltete und wieder gestreckte Filterpapierbahn aufgebracht und erneut zusammengefaltet werden.Such high quality, the separation of particles, for example Dust particles, from an air or gas flow serving filter elements have large effective filter surfaces on relatively small areas and are wavy or zigzag folds of large-area webs made of fibrous materials or filter papers educated. To prevent the side surfaces of the individual folds of the Place the paper filters directly on top of each other, it is necessary to fix the provide narrow fold spacers. A particulate filter of this type is off from DE-PS 21 38 412 known, in which the spacers made of threads or beads one Plastic are made on a pre-folded and re-stretched sheet of filter paper applied and folded up again.

Der Kunststoff wird durch Bestrahlung oder Polymerisation ausgehärtet, so daß sich ein Abstandshalterverband bildet und ein kompakter wellen- oder zickzackförmiger Filterfaltenblock beliebiger Länge entsteht, der gegen mechanische Beanspruchungen widerstandsfähig ist. Bei diesen bekannten mechanischen Schwebstoffiltern ist der Abscheidegrad begrenzt.The plastic is hardened by irradiation or polymerisation, so that a spacer association is formed and a compact one, wave-shaped or zigzag-shaped Filter pleat block of any length is created to protect against mechanical loads is resilient. In these known mechanical filters for suspended matter, the Degree of separation limited.

Ein besserer Abscheidegrad an solchen Filtern wird mit Hilfe von zusätzlichen elektrischen Feldern erreicht. In der DE-OS 31 22 515 ist ein elektrostatisches Luftfilter beschrieben, das zwischen wellenförmig gefaltetem Filtermedium Elektroden aufweist, die gleichzeitig als Abstandshalter dienen. Diese Abstandshalter sind zickzackförmig gefaltet und werden von beiden Seiten in die Falten eingelegt. Dabei bestehen die Elektroden bzw. Abstandshalter aus dünner gefalteter Aluminiumfolie, an die Spannung angelegt wird. Derartige Filter haben gegenüber einfachen Papierfiltern einen besseren Wirkungsgrad. Bei ihrer Herstellung, insbesondere aber beim Einlegen der Abstandshalter bzw. der Elektroden in das weiche hochwertige Papier, ist allerdings größte Sorgfalt geboten.A better degree of separation of such filters is achieved with the help of additional electric fields achieved. In DE-OS 31 22 515 is an electrostatic Air filter described, the between wave-shaped folded filter medium electrodes has, which also serve as spacers. These spacers are Folded in a zigzag shape and inserted into the folds from both sides. Included the electrodes or spacers consist of thin folded aluminum foil, to which voltage is applied. Such filters have compared to simple paper filters better efficiency. During their production, but especially when they are inserted the spacer or the electrodes in the soft high quality paper, however, is Greatest care is required.

Daher erfordert die Herstellung solcher Filter einen größeren Aufwand, insbesondere auch an Handarbeit, als die der einfachen Schwebstoffilter aus Papier.Therefore, the production of such filters requires more effort, in particular also in manual work, as that of the simple HEPA filters made of paper.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein kompaktes Filterelement aus wellen- oder zickzackförmigem, weichem Filter- medium mit Abstandshaltern zu schaffen, das einen hohen elektrostatisch unterstützten Abscheidegrad bzw. Wirkungsgrad aufweist und allen vorkommenden mechanischen Belastungen widersteht, wobei seine Herstellung zur Vermeidung von aufwendiger Handarbeit einfach sein soll.This is where the present invention comes in, which is based on the object is a compact filter element made of wavy or zigzag-shaped, soft filter medium using spacers to create a high degree of electrostatic separation or efficiency and withstands all occurring mechanical loads, its production should be simple to avoid laborious manual labor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the main claim solved in connection with the features of the preamble.

Durch die Kombination eines an sich bekannten mechanischen Filterelementes, bei dem die Abstandshalter zum Beispiel aus ausgehärteten Kunststoffäden bestehen, mit Elektroden, die als einfache glatte blattförmige Platten ausgebildet sind, entsteht nach dem Aushärten der Kunststofffäden eine mechanisch starre kompakte Einheit aus Filtermedium, Kunststoffäden und Elektroden, die gegen mechanische Belastungen weitgehend unempfindlich sind. Dadurch, daß die Elektroden blattförmig ausgebildet sind, können die Falten gegenüber den bekannten Elektro-Schwebstof filtern enger gelegt werden, so daß die wirksame Filterfläche bezogen auf die Grundfläche des Filterelementes erhöht werden kann und somit der Wirkungsgrad verbessert werden kann. Außerdem wird die Herstellung des Filterelementes erleichtert, da die Gefahr der Beschädigung der Elektroden und des Filtermediums verringert wird. Aufgrund des relativ einfachen Aufbaus kann der Herstellungsprozeß automatisiert werden, so daß keine Handarbeit mehr notwendig ist.By combining a mechanical filter element known per se, in which the spacers consist, for example, of hardened plastic threads, with electrodes, which are designed as simple smooth leaf-shaped plates, arises after the plastic threads have hardened, a mechanically rigid compact unit Filter medium, plastic threads and electrodes that largely resist mechanical loads are insensitive. Because the electrodes are sheet-shaped, can the folds are narrower compared to the well-known electric suspended matter filters, so that the effective filter area based on the base area of the filter element can be increased and thus the efficiency can be improved. Also will the production of the filter element is facilitated, since there is a risk of damage the electrodes and the filter medium is reduced. Because of the relatively simple Construction, the manufacturing process can be automated, so no manual labor more is necessary.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.The invention is illustrated in the drawing and is described in the following Description explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Filterelementes nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei zur deutlicheren Darstellung ein Teil während der Faltung gezeigt ist; und Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Filterelementes in perspektivischer Ansicht.1 shows a perspective view of the filter element according to a first embodiment, with a part for clarity of illustration shown during folding; and FIG. 2 shows a second embodiment of the filter element in perspective view.

Das Filterelement 1 nach Fig. 1 besteht aus weichem faserförmigem Filterpapier 3, auf das die Abstandshalter 2 aufgebracht sind, aus Elektroden 4 und einem mit dem Bezugszeichen 5 angedeutete, die einzelnen Teile aufnehmenden Rahmen. Entsprechend der üblichen Praxis wird das Filterpapier 3 vorgefaltet und dann wieder gestreckt. Ebenso kann das Papier 3 vorgekerbt sein und die Falten werden erst nach dem Auftragen der Abstandshalter 2 und Einbringen der Elektroden 4 gebildet. Auf beiden Filterpapierseiten sind gegenüberliegend Wülste, Fäden, Bahnen oder dergleichen aus Kunststoff oder anderem Material aufgebracht, die die Abstandshalter 2 bilden. In der Zeichnung sind die Abstandshalter 2 in verhältnismäßig breiten Bahnen dargestellt. Diese Darstellung dient zur Verdeutlichung der Abstandshalter 2; selbstverständlich können diese als im Verhältnis zur Breite des Filterpapiers 3 als dünne Fäden oder Schnüre ausgebildet sein.The filter element 1 according to FIG. 1 consists of soft fibrous Filter paper 3, to which the spacers 2 are applied, made of electrodes 4 and one indicated by the reference number 5, which accommodates the individual parts Frame. According to normal practice, the filter paper 3 is pre-folded and then stretched again. Likewise, the paper 3 can be pre-scored and the folds formed only after the spacers 2 have been applied and the electrodes 4 have been introduced. Opposite beads, threads, webs or the like are located on both sides of the filter paper made of plastic or other material, which form the spacers 2. In the drawing, the spacers 2 are shown in relatively wide strips. This illustration serves to illustrate the spacer 2; Of course these can be as thin threads or in relation to the width of the filter paper 3 Cords be formed.

Das Filterpapier 3 mit den aufgebrachten Abstandshaltern 2 wird unter Bildung der vorgegebenen Falten zusammengeschoben und dabei werden in die Falten von beiden Seiten Elektroden 4 eingelegt, die aus glatten, dünnen, elektrisch leitenden, blattförmigen Folien oder Blechen bestehen.The filter paper 3 with the applied spacers 2 is under Forming the given folds are pushed together and doing so in the folds electrodes 4 inserted from both sides, made of smooth, thin, There are electrically conductive, sheet-shaped foils or sheets.

Diese Elektroden 4 werden von den pastenförmigen oder schnurförmigen, bei der Faltung sich gegenüberliegenden Fäden oder Wülsten gehalten, die durch Bestrahlung oder Polymerisation oder auf anderem Wege aushärten und starre Abstandshalter 2 bilden. Das Filterelement wird mit dem Rahmen 5 dichtend verbunden, so daß sich eine starre, kompakte Filtereinheit ergibt. An den jeweils benachbarten Elektroden 4 liegen unterschiedliche Spannungspotentiale, zum Beispiel abwechselnd Masse und eine feste positive oder negative Spannung,so daß zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld bildet, das zu einer höheren Abscheideleistung des Filterelementes führt. Die Elektroden können aus Aluminiumfolie oder Blechen bestehen, es können aber auch Kunststoffolien, zum Beispiel Polyäthylenfolien, verwendet werden, die beidseitig mit einem elektrisch leitenden Über zug versehen sind. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die elektrisch leitenden Elektroden 4 beidseitig isolierend beschichtet sein.These electrodes 4 are of the pasty or cord-shaped, When folding, opposing threads or beads are held by irradiation or curing or curing in some other way and rigid spacers 2 form. The filter element is sealingly connected to the frame 5, so that results in a rigid, compact filter unit. At the adjacent electrodes 4 there are different voltage potentials, for example ground and alternating a fixed positive or negative voltage, so that an electrical voltage between the electrodes Forms field, which leads to a higher separation efficiency of the filter element. the Electrodes can consist of aluminum foil or sheet metal, but it can also Plastic films, for example polyethylene films, can be used on both sides are provided with an electrically conductive over train. In another embodiment the electrically conductive electrodes 4 can be coated on both sides with an insulating coating.

Der Abstand der Falten wird durch die Dicke bzw.The distance between the folds is determined by the thickness or

die Höhe der Abstandshalter 2 in Form von Fäden, Schnüren, Wülsten oder Bändern und durch die Dicke der für die Elektroden 4 verwendeten Folien oder Bleche bestimmt, wobei diese Dicke beispielsweise in der Größenordnung von 0,05mm oder größer liegen kann.the height of the spacers 2 in the form of threads, cords, beads or ribbons and through the thickness of the foils used for the electrodes 4 or Sheet metal determined, this thickness for example in the order of 0.05mm or larger.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.Fig. 2 shows a further embodiment.

Dabei sind die Abstandshalter 2 beidseitig in Abstand zueinander liegend auf die als Folien oder Bleche ausgebildeten Elektroden 4 aufgebracht.The spacers 2 are located on both sides at a distance from one another applied to the electrodes 4 designed as foils or sheets.

Die Elektroden 4 mit den aufgebrachten Abstandshaltern werden dann in die Falten eingelegt und zusammengeschoben. Ensprechend Fig. 1 ergibt sich eine mechanisch starre, kompakte Einheit aus Filtermedium und Elektroden mit aufgebrachten Abstandshaltern. Vorzugsweise bestehen die Abstandshalter aus einer Paste auf Kunststoffbasis, die auf die Elektroden aufgebracht wird und später aushärtet. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die Abstandshalter als Stege aus Kunststoff oder anderem nicht leitendem Material ausgebildet sein, die auf die Elektroden 4 aufgeklebt sind.The electrodes 4 with the applied spacers are then inserted into the folds and pushed together. According to FIG. 1, one results mechanically rigid, compact unit of filter medium and electrodes with applied Spacers. The spacers preferably consist of a plastic-based paste, which is applied to the electrodes and later hardens. In another embodiment The spacers can be made of plastic or other non-conductive bars Material which are glued onto the electrodes 4 can be formed.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel können sowohl auf dem Filterpapier 3 als auch auf den Elektroden 4 Abstandshalter vorgesehen sein, wobei nach dem Zusammenfalten die Abstandshalter auf dem Filterpapier 3 jeweils zwischen den Abstandshaltern auf den Elektroden 4 liegen.In a further embodiment, both on the filter paper 3 as well as on the electrodes 4 spacers can be provided, wherein after folding the spacers on the filter paper 3 each between the spacers the electrodes 4 lie.

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Claims (10)

Patentansprüche 1. Filterelement zur Abscheidung von Partikeln aus gasförmigen Medien mit einem wellen-oder zickzackförmig gefalteten Filtermedium wobei zur Fixierung der Falten zwischen diesen fadenförmige, aus aushärtbarem Material bestehende Abstandshalter vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Falten von beiden Seiten her dünne blattförmige, elektrisch leitende Platten (4) eingelegt sind, die die Elektroden für ein elektrostatisches Filter bilden und jeweils spannungsmäßig auf festem Potential liegen. Claims 1. Filter element for separating particles from gaseous media with a wave or zigzag folded filter medium whereby to fix the folds between these thread-like, made of curable material existing spacers are provided, d u r c h e k e n n z e i c h n e t that between the folds from both sides thin sheet-shaped, electrical conductive plates (4) are inserted, which are the electrodes for an electrostatic Form filters and each have a fixed potential in terms of voltage. 2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fadenförmigen Abstandshalter (2) aus aushärtbarem Material beidseitig auf das gefaltete Filtermedium (3) aufgebracht sind.2. Filter element according to claim 1, characterized in that the thread-like spacer (2) made of curable material on both sides of the folded Filter medium (3) are applied. 3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fadenförmigen Abstandshalter (2) beidseitig auf die dünnen Platten (4) aufgebracht sind.3. Filter element according to claim 1, characterized in that the thread-like spacers (2) applied to both sides of the thin plates (4) are. 4. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fadenförmigen Abstandshalter (2) sowohl auf das gefaltete Filtermedium (3) als auch auf die dünnen Platten (4) aufgebracht sind.4. Filter element according to claim 1, characterized in that the thread-like spacer (2) both on the folded filter medium (3) and are applied to the thin plates (4). 5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (3), die fadenförmigen Abstandshalter (2) und die blattförmigen Platten (4) nach dem Aushärten der Abstandshalter und/oder nach dem Zusammenfalten eine kompakte integrale Einheit bilden.5. Filter element according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the filter element (3), the thread-like spacers (2) and the sheet-like Plates (4) after the spacer has hardened and / or after to the Fold together to form a compact, integral unit. 6. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die blattförmigen Platten (4) aus metallbeschichteten Kunststofffolien bestehen.6. Filter element according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the sheet-like plates (4) consist of metal-coated plastic films. 7. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die blattförmigen Platten (4) aus Aluminiumfolien bestehen.7. Filter element according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the sheet-shaped plates (4) consist of aluminum foils. 8. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die blattförmigen Platten (4) aus Metallblechen bestehen.8. Filter element according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the leaf-shaped plates (4) consist of metal sheets. 9. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die blattförmigen Platten (4) eine Dicke von ungefähr 0,01 - 1,00 mm aufweisen.9. Filter element according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the sheet-shaped plates (4) have a thickness of about 0.01-1.00 mm. 10. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die blattförmigen Platten (4) elektrisch nicht leitend beschichtet sind.10. Filter element according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the sheet-like plates (4) are coated in an electrically non-conductive manner.