WO2013135223A1 - Filterpatrone - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a filter cartridge, in particular for dust measuring devices or the like, with a housing and arranged in the housing filter material.
- CONFIRMATION COPY To pass predetermined amount of the exhaust gas of a furnace through a filter and determine the mass difference before and after the measurement process to determine the content of particulate matter in the exhaust gas.
- the filter must be resistant to the quite aggressive exhaust gases of combustion plants. Also on the filter performance high demands are made, because in addition to the particulate matter to be filtered out the exhaust gases from
- solid fuel firing systems also contain very coarse particles that must not clog the filter. Since a filter cartridge loaded with dust usually should not be used for further measurements, the filter cartridge must also be inexpensive and for a quick
- the filter cartridge must be very light and stable in temperature.
- the filter housing is designed as a cylindrical Aufsteck-housing with a with
- Breakthroughs provide ground and a smooth edge opposite the ground.
- the filter cartridge according to the invention has a number of advantages. Their manageability is easy as the
- Filter cartridge is simply attached to a pipe or the like with the smooth edge. Also is the
- Production cost for example in the form of a deep-drawn part, a molded part or the like.
- Such a nose is used when plugging the filter cartridge on, for example, a pipe as a stop, with which the filter cartridge is positioned correctly positioned and in particular the filter material received in the filter cartridge is not affected when plugging.
- the housing is formed of a lightweight, temperature-stable and chemically inert material, preferably a plastic, for example. From a polyester, in particular a PEEK, a
- the filter material has a plurality of, in particular different layers, which are formed increasingly finer in the flow direction. This will be a last layer arranged on the bottom of the micro-porous filter material and the other layer of a stepwise
- a layer of coarse-pore filter material is a rolled filter fleece whose axis is parallel to the flow direction
- Such a filter fleece is in
- Flow direction as the first layer ideally suited.
- various plastics are preferably used as the material for the nonwoven.
- a layer of a fine-pored filter material a micro-glass fiber filter or a quartz fiber filter is, in particular in the flow direction, the last layer of the filter material on the bottom of the housing forming.
- the axial extent of the two layers of the filter materials corresponds to the distance between the bottom of the housing and the inwardly facing nose.
- Filter material is.
- a filter cartridge as explained above, is well suited for a device for determining the amount of dust in the exhaust gas of a solid-fuel firing system
- filter device provided by the exhaust gas flowable tube which is clamped at one end, in which adjacent to the location of the clamping a pathogen is connected, in which a sensor is provided for the determination of the frequency of vibration of the tube and in which an evaluation device of the Deviation from the predetermined resonance and / or a natural frequency of the tube calculated a collected in the filter cartridge amount of dust.
- the filter cartridge according to the invention is based on the
- Embodiment is shown.
- the drawing shows: an isometric view of the cartridge, a bottom-side, isometric view, a side view, a plan view, a view of the ground and a section along the line VI, VI in FIG
- the reproduced in the drawing filter cartridge 1 has a one-piece, cylindrical housing 2 made of a plastic, preferably a PEEK material.
- the housing 2 forms a smooth edge 4 for attachment to a pipe or the like.
- Housing 2 facing, circumferential nose 5 is provided which forms an abutment with a ring shoulder 6 a stop au a pipe.
- the bottom 7 of the housing 2 has a central opening 8 around which a plurality of further, smaller openings 9, 10 are arranged on concentric circles.
- the openings 8-10 have here each circular cross sections.
- Between the bottom 7 and an annular shoulder 11 of the nose 5 two layers 12,13 different filter materials are arranged.
- Filter material is fine-pored, to fine dust of a flowing through in the flow direction 3 exhaust gas a
- the layer 12 consists of a coarse-pored filter material, for example a rolled filter fleece, preferably made of a temperature-stable plastic whose axis is arranged parallel to the flow direction 3.
- the axial extent in the direction of flow of coarse-pored layer 12 of a filter material is significantly larger than that of the layer 13 of fine-pored material.
- the axial extent of the layer 12 in the direction of flow 3 is approximately 15 times greater than that of the layer 12.
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Abstract
Bei einer Filterpatrone, insbesondere für Staubmessgeräte oder dergleichen, mit einem Gehäuse und mit in dem Gehäuse angeordnetem Filtermaterial, ist das Filtergehäuse (2) als zylindrisches Aufsteck-Gehäuse ausgebildet mit einem mit Durchbrechungen (8-10) versehen Boden (7) und einem dem Boden (7) gegenüber liegenden, glatten Rand (4).
Description
Filterpatrone
Beschreibung :
Die Erfindung betrifft eine Filterpatrone, insbesondere für Staubmessgeräte oder dergleichen, mit einem Gehäuse und mit in dem Gehäuse angeordnetem Filtermaterial.
Im Jahre 2010 erfolgte die Novellierung der ersten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes, die Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen, l.BImSchV, mit der ein wesentlicher Beitrag zur Reduzierung der Feinstaubimmissionen aus Kleinfeuerungsanlagen erreicht werden soll. So kann insbesondere der Einsatz von Holz in Feuerungsanlagen im Anwendungsbereich der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele leisten. Allerdings kann die Verteuerung von Biomasse durch die Freisetzung
verschiedener Luftschadstoffe zu gesundheitsgefährdenden Immissionen wie bspw. auch Feinstaub führen. Um die Klimaziele zu erreichen, verlangt die l.BISchV eine regelmäßige Überwachung der Feuerungsanlagen und schreibt, abhängig vom Typ der Feuerungsanlagen, Höchstwerte für den Feinstaubgehalt im Abgas vor. Für neuere Feuerungsanlagen liegen diese Grenzwerte ab dem Jahr 2015 bei 0,02 g/m3. Diese Grenzwerte stellen für die Messtechnik durchaus eine Herausforderung dar, wenn auch das Grundprinzip einfach und unverändert ist, nämlich eine
BESTÄTIGUNGSKOPIE
vorgegebene Menge des Abgases einer Feuerungsanlage durch einen Filter zu leiten und die Massendifferenz vor und nach dem Messvorgang festzustellen, um den Gehalt an Feinstaub in dem Abgas zu bestimmen.
Die hieraus resultierenden Anforderungen an einen Filter sind vielfältig. Zunächst muss der Filter resistent gegenüber den durchaus aggressiven Abgasen von Feuerungsanlagen sein. Auch an die Filterleistung werden hohe Anforderungen gestellt, da neben dem auszufilternden Feinstaub die Abgase von
insbesondere Feststoff-Feuerungsanlagen auch durchaus grobe Partikel enthalten, die den Filter nicht verstopfen dürfen. Da auch eine mit Staub belastete Filterpatrone in der Regel nicht für weitere Messungen verwendet werden darf, muss die Filterpatrone auch kostengünstig und für einen raschen
Austausch einfach handhabbar sein. Abhängig von dem
Wägeverfahren muss darüber hinaus die Filterpatrone sehr leicht und temperaturstabil ausgebildet sein. Vor diesem technischen Hintergrund wird eine Filterpatrone, insbesondere für Staubmessgeräte oder dergleichen, mit einem Gehäuse und mit in dem Gehäuse angeordnetem Filtermaterial, vorgeschlagen, bei der gemäß des Anspruchs 1 darauf
abgestellt ist, dass das Filtergehäuse als zylindrisches Aufsteck-Gehäuse ausgebildet ist mit einem mit
Durchbrechungen versehen Boden und einem dem Boden gegenüber liegenden, glatten Rand.
Die Filterpatrone nach der Erfindung weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. Ihre Handhabbarkeit ist einfach, da die
Filterpatrone lediglich auf eine Rohrleitung oder dergleichen mit dem glatten Rand aufgesteckt wird. Auch ist die
Herstellung kostengünstig, beispielsweise in Form eines Tiefziehteils , eines Spritzlings oder dergleichen mehr.
In konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass unterhalb des Randes eine nach innen weisende, umlaufende Nase
ausgebildet ist. Eine solche Nase dient bei einem Aufstecken
der Filterpatrone auf beispielsweise ein Rohr als Anschlag, womit die Filterpatrone korrekt positioniert angesetzt ist und insbesondere auch das in der Filterpatrone aufgenommene Filtermaterial bei einem Aufstecken nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse aus einem leichten, temperaturstabilen und chemisch inerten Material ausgebildet ist, vorzugsweise einem Kunststoff, bspw. aus einem Polyester, insbesondere einem PEEK, einem
Polyetheretherketon. Neben den inerten chemischen
Eigenschaften wird so auch eine ausreichende
Temperaturbeständigkeit erreicht . Um die nötige Filterleistung zu erreichen ist vorgesehen, dass das Filtermaterial mehrere, insbesondere verschiedene Lagen aufweist, die in Durchströmungsrichtung zunehmend feinporiger ausgebildet sind. Damit wird eine auf dem Boden angeordnete letzte Lage aus dem feinstporigen Filtermaterial und werden die anderen Lage aus einem stufenweise
gröberporigen Filtermaterial ausgebildet. Mithin werden zunächst die grobporigen Lagen des Filtermaterials
durchströmt, womit grobe Partikel ausgefiltert werden und hiernach noch verbleibender Feinstaub in der feinstporigen letzten Lage ausgefiltert wird. Durch diese stufenweise
Anordnung wird eine maximale Speicherkapazität des Filters bei minimalem Druckverlust erreicht .
Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn eine Lage eines grobporigen Filtermaterials ein gerolltes Filtervlies ist, dessen Achse parallel zur Durchströmungsrichtung
angeordnet ist. Ein solches Filtervlies ist in
Durchströmungsrichtung als erste Lage bestens geeignet. Als Material für das Vlies kommen verschiedene Kunststoffe vorzugsweise zur Anwendung.
Um die Ausfilterung des Feinstaubs sicherzustellen ist weiter vorgesehen, dass eine Lage eines feinporigen Filtermaterials
ein Mikroglasfaserfilter oder ein Quarzfaserfilter ist, insbesondere in Durchströmungsrichtung die letzte Lage des Filtermaterials auf dem Boden des Gehäuses ausbildend. In konstruktiver Ausgestaltung ist weiter vorgesehen, dass die axiale Erstreckung der beiden Lagen der Filtermaterialien dem Abstand zwischen dem Boden des Gehäuses und der einwärts weisenden Nase entspricht. Infolge bedarf es keiner weiteren Maßnahmen, um die Filtermaterialien innerhalb des Gehäuses festzulegen.
Um die Filterleistung optimal zu gestalten kann ferner vorgesehen werden, dass in Durchströmungsrichtung die
Abmessung der Lage aus grobporigem Filtermaterial das 10 bis 20- fache der Abmessung der Lage aus feinporigem
Filtermaterial beträgt.
Eine Filterpatrone, wie voranstehend erläutert, ist bestens für eine Vorrichtung für die Bestimmung der Staubmenge in dem Abgas einer Feststofffeuerung geeignet, die ein
schwingfähiges, mit einer eine solche Filterpatrone
aufweisende Filtervorrichtung versehenes, von dem Abgas durchströmbares Röhrchen aufweist, das einerends eingespannt ist, bei der benachbart dem Ort der Einspannung ein Erreger angeschlossen ist, bei der ein Aufnehmer für die Bestimmung der Frequenz der Schwingung des Röhrchens vorgesehen ist und bei der eine Auswertevorrichtung aus der Abweichung von der vorbestimmten Resonanz- und/oder einer Eigenfrequenz des Röhrchens eine in der Filterpatrone aufgefangene Staubmenge berechnet.
Das prinzipielle Messverfahren mit einer derartigen
Vorrichtung ist aus der DE 10 2007 041 369.8 AI bekannt. Die Filterpatrone nach der Erfindung wird anhand der
Zeichnung näher erläutert, in der lediglich ein
Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
eine isometrische Darstellung der Patrone, eine bodenseitige, isometrische Darstellung, eine seitliche Ansicht, eine Draufsicht, eine Ansicht auf den Boden und einen Schnitt gemäß der Linie VI, VI in Figur
Die in der Zeichnung wiedergegebene Filterpatrone 1 weist ein einstückiges, zylindrisches Gehäuse 2 aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem PEEK-Material auf. In Durchströmrichtung 3 der Filterpatrone gemäß Pfeil in Figur 3 vorn liegend, bildet das Gehäuse 2 einen glatten Rand 4 für ein Aufstecken auf ein Rohr oder dergleichen aus .
Unterhalb des Randes 4 ist eine nach in das Innere des
Gehäuses 2 weisende, umlaufende Nase 5 vorgesehen, die mit einer Ringschulter 6 einen Anschlag bei einem Aufstecken au ein Rohr ausbildet. Der Boden 7 des Gehäuses 2 weist eine zentrale Durchbrechung 8 auf, um die auf konzentrischen Kreisen eine Vielzahl weiterer, kleinerer Durchbrechungen 9,10 angeordnet sind. Die Durchbrechungen 8-10 haben hier jeweils Kreisquerschnitte. Zwischen dem Boden 7 und einer Ringschulter 11 der Nase 5 sind zwei Lagen 12,13 unterschiedlicher Filtermaterialien angeordnet. Die auf dem Boden 7 angeordnete Lage 13 des
Filtermaterials ist feinporig ausgebildet, um Feinstaub eines in Durchströmrichtung 3 durchströmenden Abgases einer
Feuerungsstätte auszufiltern. Bewährt hat sich dabei ein Mikroglasfaserfilter .
Die Lage 12 besteht aus einem grobporigen Filtermaterial, beispielsweise einem gerollten Filtervlies, vorzugsweise aus einem temperaturstabilen Kunststoff, dessen Achse parallel zur Durchströmungsrichtung 3 angeordnet ist .
Die axiale Erstreckung in Durchflussrichtung der grobporig ausgebildeten Lage 12 eines Filtermaterials ist deutlich größer bemessen als die der Lage 13 aus feinporigem Material. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die axiale Erstreckung der Lage 12 in Durchströmungsrichtung 3 etwa 15 Mal größer bemessen als die der Lage 12.
Claims
Filterpatrone, insbesondere für Staubmessgeräte oder dergleichen, mit einem Gehäuse und mit in dem Gehäuse angeordnetem Filtermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) als zylindrisches Aufsteck-Gehäuse ausgebildet ist mit einem mit Durchbrechungen (8-10) versehen Boden (7) und einem dem Boden (7) gegenüber liegenden, glatten Rand (4) .
Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Randes (4) eine nach innen weisende, umlaufende Nase (5) ausgebildet ist.
Filterpatrone nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus einem leichten, temperaturstabilen und chemisch inerten Material ausgebildet ist .
Filterpatrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus einem PEEK ist.
Filterpatrone nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Filtermaterial mehrere Lagen (12,13) aufweist, die in Durchströmungsrichtung (3) zunehmend feinporiger
ausgebildet sind.
Filterpatrone nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage eines grobporigen Filtermaterials (12) ein gerolltes Filtervlies ist, dessen Achse parallel zur Durchströmungsrichtung (3) angeordnet ist.
7. Filterpatrone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtervlies in Durchströmungsrichtung (3) eine erste Lage (12) ausbildet.
8. Filterpatrone nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage (13) eines feinporigen Filtermaterials ein Mikroglasfaserfilter oder ein Quarzfaserfilter ist.
9. Filterpatrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroglasfaserfilter oder der Quarzfaserfilter auf dem Boden (7) des Gehäuses (2) angeordnet ist.
10. Filterpatrone nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale
Erstreckung der Lagen (12,13) der Filtermaterialien dem Abstand zwischen dem Boden (7) des Gehäuses (2) und der einwärts weisenden Nase (5) entspricht.
11. Vorrichtung für die Bestimmung der Staubmenge in dem
Abgas einer Feststofffeuerung, gekennzeichnet durch ein schwingfähiges, mit einer eine Filterpatrone nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche aufweisenden Filtervorrichtung versehenes, von dem Abgas
durchströmbares Röhrchen, das einerends eingespannt ist, dass benachbart dem Ort der Einspannung ein Erreger angeschlossen ist, bei der ein Aufnehmer für die
Bestimmung der Frequenz der Schwingung des Röhrchens vorgesehen ist und bei der eine Auswertevorrichtung aus der Abweichung von der vorbestimmten Resonanz- und/oder einer Eigenfrequenz des Röhrchens eine in der
Filtervorrichtung aufgefangene Staubmenge berechnet .
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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