DD283257A7

DD283257A7 - Rahmen fuer schwebstoffilter

Info

Publication number: DD283257A7
Application number: DD31825688A
Authority: DD
Inventors: Klaus Kunze; Christian Stuerze; Horst Lange; Peter Haemisch; Peter Sauer
Original assignee: Veb Luftfiltertechnik Wurzen,Dd
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1990-10-10

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}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Schwebstoffilter der ULPA-Klasse zur Abscheidung fester Partikel aus Luft und Gasen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ziel der Erfindung

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.

Darlegung des Wesens der Erfindung

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.

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.

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.

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.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung ist nachstehend an einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

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 Draufsicht

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 Draufsicht

Fig. 5: zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Rahmenteil nach Figur 4 im Schnitt 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.

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.

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.

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.

Claims

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.

2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegesteife Einlage (7) aus Stahlblech, Buntmetallblech, Plastwerkstoffplatte, Holzspanplatte, Preßspanplatte oder Sperrholzplatte besteht.

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.