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Die Erfindung betrifft einen Flugfaserabscheider mit einem grobmaschigen
Stützsieb, das quer zum Luftstrom angeordnet ist und gegen den Druck der Luftströmung
eine Filterstoffbahn aus einer dünnen Einzelschicht eines durchscheinenden porösen
Faservlieses abstützt.
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Die in der Atmosphäre schwebenden Staubteilchen haben im statistischen
Mittel eine annähernd kugelförmige Gestalt mit einem mittleren Durchmesser von kleiner
als 10 Mikron. Bei den ebenfalls in der Atmosphäre schwebfähigen Flugfasern hingegen,
wie sie z. B. in Textilien verarbeitenden Betrieben auftreten, liegt die eine Hauptabmessung
um eine Größenordnung über den beiden anderen, etwa dem Durchmesser sphärischer
Schwebstaubteilchen entsprechenden Hauptabmessungen.
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Zum Abscheiden von atmosphärischem Staub ist bereits eine Vielzahl
von Vorrichtungen mit Trocken-oder Naßfiltern bekannt. Dabei wird der Staub z. B.
an einer von Transportrollen fortbewegten flexiblen Filterstoffbahn abgeschieden,
deren Poren kleiner sind als die Staubteilchen und die durch ein Gebläse an eine
poröse Stützwand (Siebgitter) leicht angesaugt oder durch die Strömung angedrückt
wird (USA.-Patentschriften 1957 058, 2 211812, deutsche Patentschrift 948 383 bzw.
deren gleichlautende Auslegeschrift S 41100 III/50 n). Als Filtermaterial zur Staubabscheidung
aus einem gasförmigen Medium wie Luft werden im allgemeinen sowohl zusammengeschichtete
Wirrfaservliese aus Zellulosefasern (USA.-Patenstchrift 1 87 976) als auch einzehlen
Filterpapierbahenen (USA.-Patenstchrift 1957 058) oder mechanisch gelochtes Papier
(deutsche Patentschrift 256 645) verwendet.
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Die Nachteile der beschriebenen Vorrichtungen sind darin zu sehen,
daß bei diesen Filterstoffbahnen, insbesondere bei dicken Filtermatten, durch das
niedrige Verhältnis von freier Durchströmfläche zur GEsamtfläche der Filterschicht
ein großer Druckabfall entsteht, der von einem Gebläse mit verhältnismäßig großer
Leistung ausgeglichen werden muß.
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Ein weiterer Nachteil ergibt sich auch für die dünnen Filterstoffbahnen,
wenn sich auf ihrer Oberfläche Staub-und Flugfasern gleichzeitig zusammen absetzen
und so in kurzer Zeit eine kompakte Schicht auf dem Filter bilden, die wiederum
den Druckabfall erhöht und ein schnelles Auswechseln bzw.
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Weitertransportieren der Filterstoffbahn bedingt.
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Andere bekannte Flugfaserabscheider bestehen aus perforierten Metallplatten
oder Sieben, deren Durchströmöffnungen kleiner als die Flugfasern, jedoch größer
als die sphärischen Staubteilchen sind. Bei solchen Offnungen mit etwa 780 bis 1560
Mikron im Durchmesser werden zwar die Flugfasern am Durchtritt gehindert, wohingegen
aber die Staubteilchen so lange durch die Ciffnungen hindurchtreten können, bis
eine Schicht aus Flugfasern die Offnungen überzieht, so daß dann auch Staubteilchen
abgeschieden werden.
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Derartige Flugfaserabscheider weisen ebenfalls einen hohen Durchströmwiderstand
und den entsprechenden Druckabfall auf, der sich an einem sauberen Filter bei einer
Strömungsgeschwindigkeit von 150 m/min auf etwa 25 mm WS beläuft. Außerdem können
derartige Lochplatten nicht leicht und schnell von den angesammelten Flugfasern
gereinigt werden. Ihr Hauptnachteil liegt daher in der rasch anwachsenden Flugfaserablagerung,
die mit Staubteilchen durchsetzt ist und die eine mühevolle Reini-
gung in verhältnismäßig
kurzen Zeitabständen erforderlich macht.
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Diese Nachteile der bekannten Vorrichtungen werden druch die vorileigende
Erfindung dadruch beseritigt, daß die äquivalenten Durchmesser der Poren der Faservlies-Einzelschicht
über einen Bereich von einigen wenigen Mikron bis etwa 1560 Mikron streuen, wobei
der statistische Mittelwert aus allen äquivalenten Porendurchmessern bei etwa 150
Mikron liegt.
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Dies hat den Vorteil, daß normaler atmosphärischer Staub überwiegend
durch diese Filtereinzelschicht ohne weiteres hindurchtritt, die Flugfasern jedoch
sich an deren QberSäche absetzen. Dadurch wird der an der Filtereinzelschicht auftretende
Druckabfall sehr gering gehalten und bleibt über sehr lange Zeit konstant.
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Die Filterstoffbahn ist besonders einfach aus Papier mit entsprechender
Porosität herzustellen und deshalb sehr billig, so daß auch ein oftmaliges Auswechseln,
sofern nötig, kostenmäßig nicht ins Gewicht fällt.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Filterstoffbahn kann aus tierischen,
pilanzlichen oder mineralischen Fasern bestehen ; jedoch wird ein dünnes, verbrennbares
Vlies aus Zellulosefasern, zweckmäßigerweise eine einzelne Lage eines Papiers bevorzugt.
Die Dichte der Faseranordnung ist bei der großen Anzahl verschieden großer und willkürlich
verteilter Poren so gering, daß die Schicht in etwa transparent ist und einen flaumigen,
schleierartigen Charakter hat. Der Faserdurchmesser beträgt etwa 20 Mikron, und
die Dicke der Faserschicht liegt im angefeuchteten Zustand, wenn man das Vlies zwischen
zwei Gläser legt und mißt, ungefähr bei 50 Mikron, entspricht also etwa der 21/zfachen
Faserstärke. Jm normalen Zustand schwankt diese Dicke willkürlich etwa im Verhältnis
1 : 4 und beträgt bis zu 5 Faserstärken.
| Nummer Summe asu der |
| dNum. mer Mittlerer Fläche der |
| Bereich von aquivalenter Anzahl Poren einer |
| 36 Mikron Poren-der Poren Gruppe und der |
| durchmesser in jeder Fläche der |
| umfassenden |
| der Gruppe Gruppe Gruppen mit |
| Gruppe größeren Poren |
| der Poren |
| (µm) (%) |
| 1 18,1 557 100,0 |
| 2 54, 2 401 98, 0 |
| 3 90, 4 153 84, 2 |
| 4 126, 2 66 69, 6 |
| 5 162,4 32 57, 5 |
| - (117, 0)- (50, 0) |
| 6 198, 6 19 47, 6 |
| 7 234, 5 13 38, 9 |
| 8 271, 0 7 30, 5 |
| 9 307, 0 7 24, 5 |
| 10 343, 0 5 16, 8 |
| 11-379, 0 1 9, 9 |
| 12415, 0 0 8, 3 |
| 13--451, 0 1 8, 3 |
| 14-487, 0 1 6, 0 |
| 15 523, 0 1 311 |
Da die Poren einen beliebigen Umriß haben, wird die mittlere Porengröße als statistischer
Mittelwert aller äquivalenter Porendurchmesser mit einigermaßen annehmbarer Genauigkeit
durch eine Messung bestimmt, die man bei geeigneter Vergrößerung vornimmt,
wobei
die maximale Weite der Poren in ein und derselben Richtung als äquivalenter Durchmesser
der betreffenden Pore bezeichnet wird. Teilt man die Poren nach ihren äquivalenten
Durchmessern in Gruppen auf, dann hat jede Gruppe einen mittleren äquivalenten Durchmesser,
der für alle Poren dieser Gruppe gilt. Der in dieser bekannten Weise für ein erfindungsgemäß
vorgesehenes Faservlies ermittelte mittlere äquivalente Durchmesser aller Poren
liegt etwa bei 177 Mikron, d. h. also, daß die Hälfte der für die Luftströmung zur
Verfügung stehenden offenen Fläche durch Poren gebildet wird, die kleiner als 177
Mikron sind, während die andere Hälfte aus größeren Offnungen gebildet wird. Diese
Auswertung ist in der Tabelle angegeben, in der die Ergebnisse der Untersuchungen
an sieben Musterstücken auf der oben angegebenen Rechnungsgrundlage ermittelt wurden.
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Die maximale Porenweite von etwa 1560 Mikron entspricht den Offnungen
der Lochplatten oder Metallsiebe, die in den bekannten Flugfaserabscheidern eingebaut
sind. Der mittlere äquivalente Durchmesser der gesamten Poren soll jedoch nicht
wesentlich unter 150 Mikron und keinesfalls unter 100 Mikron liegen. Es ist schwierig,
eine genaue obere Grenze für die Dicke des Faservlieses festzulegen, obgleich zu
empfehlen ist, daß diese obere Grenze nicht wesentlich über 0, 75 mm liegt. Die
Erfindung lehrt, daß ein Faservlies sich um so besser zum Abscheiden von Flugfasern
eignet, je dünner es ist. Das Vlies sollte daher vorzugsweise eine Dicke in der
Größenordnung von einigen hundertstel Millimetern haben. Unter sonst gleichen Verhältnissen
wird das dünnere Faservlies einen geringeren Durchströmwiderstand haben, was bei
Flugfaser-
abscheidern von grundlegender Bedeutung ist. Während bei staubabscheidenden
Filtermedien, deren Poren entweder sehr klein sein müssen oder durch mehrfache Schichtung
klein gehalten werden, bei Bestaubung der Druckabfall sehr stark zunimmt, steigt
der Druckabfall bei einem anfangs nicht staubabscheidenden Faservlies nach der Erfindung
dadurch sehr langsam an, daß zuerst überwiegend nur Flugfasern angelagert werden
und erst durch die sich auf dem Vlies allmählich bildende Flugfaserschicht schließlich
auch Staub abgeschieden wird. Ein weiterer Grund für das sehr langsame Ansteigen
des Druckabfalls an einem Flugfasern abscheidenden Faservlies liegt darin, dal3
die im Laufe der Zeit aus der Faserablagerung und dem Staub gebildete Schicht keine
kompakte Masse darstellt, sondern infolge der unterschiedlichen Struktur von Fasern
und Staubteilchen sehr stark porös bleibt.