Faltenfilter: Der große Problemlöser

Dale Kadavy, leitender Produktingenieur, und Matthew Campbell, technischer Vertriebsleiter, Parker Hannifin | 05. Januar 2022

Unterdimensionierte Staubabscheider, Differenzdruck, der die Produktion einschränkt, und überforderte Mitarbeiter, die durch langwierige Wartung gefesselt sind: Bei der Staubabscheideranlage mangelt es nicht an Problemen. Bevor Sie ein Staubabscheidesystem verschrotten und teure Infrastruktur neu aufbauen, sollten Sie einen einfachen Filteraustausch gegen einen Faltenfilter in Betracht ziehen, um einige dieser Probleme zu lösen.

Obwohl Faltenfilter höhere Anschaffungskosten haben als Beutel und Käfige, können bei vielen Anwendungen im Laufe der Zeit erhebliche Betriebskosteneinsparungen erzielt werden. Durch die Unterbringung von drei- bis viermal mehr Filteroberfläche in einem kürzeren Paket können Faltenfilter oft kosteneffektiv Staubemissionen, Druckabfall und Probleme mit der Filterhaltbarkeit reduzieren.

Bestimmte plissierte Filterelemente und -patronen haben diese Probleme bereits gelöst und Ausfallzeiten in der Lebensmittel-, Pharma-, Holz-, Aluminium-, Energie-, Zement- und anderen Prozessindustrie mit Gastemperaturen zwischen -20 und 400 °F eingespart. Anwendungsingenieure können bei der Beurteilung einzelner Anwendungen helfen und Einblicke geben, ob die Art des Staubs und die Leistungsparameter es wert sind, die Optionen für Faltenfilter in Betracht zu ziehen.

Da das gefaltete Medium eines Faltenfilters eine größere Oberfläche aufweist als ein Beutel mit dem gleichen Durchmesser und der gleichen Länge, verringert es die Filtrationsgeschwindigkeit und verringert daher häufig den Druckabfall über das Filtrationsmedium. Dies kann zwar zu niedrigeren Energierechnungen führen, die tatsächlichen Einsparungen ergeben sich jedoch häufig aus einer höheren Produktion.

Die strategische Platzierung von Faltenfiltern reduziert die Dosengeschwindigkeit. Wenn die Dosengeschwindigkeit zu hoch ist, wird verhindert, dass Staub während der Reinigung vom Filter abfällt. Freigesetzter Staub bleibt in der Schwebe und haftet wieder an der Filteroberfläche. Faltenelemente können dieses Problem lösen, indem sie die Gesamtzahl der Filter reduzieren, ohne die gesamte Filterfläche zu beeinträchtigen. Dadurch entsteht mehr Freiraum zwischen den Filtern und die Dosengeschwindigkeit wird dadurch verringert. Abhängig vom Filterdurchmesser könnte ein herkömmlicher Filterbeutel durch einen Faltenfilter mit einem Drittel der Länge und der gleichen Filterfläche ersetzt werden.

Der Filterlängenunterschied zwischen Taschen- und Faltenfiltern beeinflusst auch den Filterverschleiß und die Wechselhäufigkeit. Wenn Filterbeutel an der Unterseite abgenutzt sind, werden die Filter durch den Austausch gegen kürzere Faltenelemente aus der Abriebzone entfernt (siehe Abbildung 1). Ein zusätzlicher Vorteil: Im Gegensatz zu Filterbeuteln verfügen Faltenfilter an ihrer Basis über eine schützende Endkappe aus Urethan oder Metall, die zusätzlichen Abriebschutz bietet. Diese Funktion erhöht die Filterlebensdauer.

Je öfter ein Filter gereinigt wird, desto schneller verschleißt er. Mit zunehmender Abnutzung der Filterbeutel nehmen die Partikelemissionen zu. Die heutigen strengen Emissionsnormen bestimmen häufig die Filterlebensdauer. Typischerweise werden die meisten Emissionen bei der Impulsreinigung freigesetzt. Ein Faltenfilter mit größerer Oberfläche und einem durchlässigen Staubkuchen pulsiert weniger häufig als ein Filterbeutel. Dadurch verlängert sich der emissionsbasierte Lebenszyklus. Beim Pulsieren hält ein iPlas-Gurt (siehe Abbildung 2) die Falten fest an Ort und Stelle und hält den Faltenabstand aufrecht.

iPLAS verwendet ein thermoplastisches Polymer, das ein starres integriertes Band erzeugt, das hervorragende Festigkeit und Haltbarkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der Flexibilität bietet. Ein weiterer Punkt für Falten: Ein fehlerverzeihenderer Installationsansatz. Eine Reihe von Faltenfiltern verfügen über eine flexible Oberseite aus Gummi oder geformtem Urethan, die eine wirksame Abdichtung am Rohrboden schafft und einige Abweichungen in den Löchern des Rohrbodens aufnimmt. Optionen mit Metalloberfläche verwenden bei der Installation eine einfache Filzmanschette. Beutel hingegen müssen passgenau sein, um eine Abdichtung zu gewährleisten. Faltenfilter können eine kostengünstige Alternative zum Austausch veralteter Staubabscheider sein, die oft als notwendig erachtet werden, um strengere Emissionsstandards zu erfüllen. Ein Filterwechsel kann die Leistung verändern, besser abdichten und die Anzahl der erforderlichen Pulsierungszyklen reduzieren. Staubbedingungen und Medienbereich können die Leistung und Effizienz beim Übergang von Beutel- und Käfigfilterelementen zu plissierten Filterelementen beeinflussen. Die Ingenieure von Parker stehen zur Verfügung, um spezifische Anwendungen zu besprechen und in bestimmten Fällen Simulationen durchzuführen, um zu ermitteln, wie Faltenfilter bestimmte Leistungsprobleme lösen können. Dale Kadavy ist leitender Produktingenieur und Matthew Campbell ist technischer Vertriebsleiter bei Parker Hannifin. Weitere Informationen finden Sie unter parker.com/bha.

Typischerweise bieten Faltenfilter Vorteile für Anwendungen mit einem aktuellen Filterbeutel, der:* größer als 4 Zoll im Durchmesser* kürzer als 20 Fuß* Handhabung von frei fließendem Staub

Andere Situationen – insbesondere solche mit klebrigem Staub – erfordern eine individuelle Beurteilung.

Faltenfilter werden aufgrund ihres bescheidenen Aussehens oder der Anschaffungskosten oft nicht mehr angeboten. Tatsächlich sind Faltenfilter effiziente und vielseitige Problemlöser.

Mythos: Plissierte Filterelemente funktionieren nicht in Schwerindustrieanwendungen. Falsch. Bei richtiger Auswahl und Konfiguration für die Anwendung funktionieren plissierte Elemente in den meisten Branchen gut und haben viele Filtrationsengpässe beseitigt.

Mythos: Die Schaffung von Platz unter den Filterbeuteln führt zu Leistungsproblemen. Das Zulassen von mehr Freiraum und einer Zone mit niedriger Luftgeschwindigkeit mit plissierten Filtern führt zu einer größeren Austrittskammer und reduziert potenzielle Abriebprobleme.

Mythos: Faltenfilter sind teurer. Ja, ein Faltenfilter mit vergleichbarer Leistung kostet im Voraus mehr. Die Einsparungen resultieren aus niedrigeren Betriebskosten aufgrund eines geringeren Druckabfalls, geringeren Emissionen und schnelleren, weniger arbeitsintensiven Austauschvorgängen. In einigen Anwendungen ist die Filterlebensdauer deutlich länger.

Mythos: Gefaltete Elemente eignen sich für hochspezialisierte Anwendungen. Falsch: Gefaltete Elemente eignen sich für eine Vielzahl von Staubsammelanwendungen, darunter Lebensmittel-, Pharma-, Holz-, Aluminium-, Zement- und Stahlprozesse.

Mythos: Es ist nicht lang genug. Es wird nicht funktionieren. Der Schein kann täuschen. Das gefaltete Mediendesign des Faltenfilters bietet viel Oberfläche auf kleinem Raum. Mit nur einem Drittel der Länge kann die Leistung einer Tasche erreicht werden.

Mythos: Faltenfilter passen nicht zu einem Design mit Zugang von unten. Stimmt nicht. Einteilige plissierte Elemente können anstelle eines Taschen- und Käfigfilters einfach über den Zugang von unten installiert werden.

Zusätzlich zum hohen Differenzdruck und dem hohen Druckluftverbrauch mussten die Beutelfilter im Pulse-Jet-Schlauchfilter eines Hochleistungsabscheiders alle zwei Jahre, wenn nicht sogar öfter, ausgetauscht werden. Durch den Ersatz von Beuteln und Käfigen durch plissierte Elemente vergrößerte sich die Filterfläche um 75 %. Dieser Schalter reduzierte den Differenzdruck um 55 %. Der Pulsdruck sank von 100 auf 60 psi und die Pulszyklen konnten von alle 10 auf 360 Sekunden verlängert werden. Durch geringeren Verschleiß verlängert sich die Filterlebensdauer auf mehr als fünf Jahre.

Die Outdoor-Pulse-Jet-Schlauchanlage einer Brauerei muss den Elementen standhalten und ist besonders anfällig für heißes, feuchtes und nasses Wetter. Dies führte dazu, dass die Mitarbeiter täglich nach Funktionsstörungen der Schlauchbeutelanlage suchen und alle sechs Monate einen kompletten Beutelwechsel durchführen mussten, was erhebliche Fachkräfte, Ausfallzeiten und Materialkosten mit sich brachte. Durch den Austausch der vorhandenen Filterbeutel und -käfige mit plissierten Filterelementen wurde der Luftstrom durch das Filtergehäuse erhöht und der Druckabfall verringert, was dazu beitrug, die Filterlebensdauer zu verlängern und den Wartungsaufwand zu minimieren. Der Druckluftverbrauch stieg von 95 auf 60 psi, und für vereinfachte Filterwechsel, die 75 % weniger Zeit in Anspruch nahmen, waren keine Spezialteams mehr erforderlich. Tägliche Betriebskontrollen waren nicht mehr erforderlich und die Anlage verzeichnete sofort vier Monate ohne Betriebsprobleme. Zu beachten ist, dass der Druckluftverbrauch je nach Anwendung je nach Impulsreinigungsverfahren und Filtermedienspezifikationen variiert. Die technischen Kundenbetreuer und Anwendungsingenieure von Parker können die Drucklufteffizienz für bestimmte Anwendungen beurteilen.

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