Filtersysteme

Hitzebständiger Schutzanzug
Filtern - mal anders. So geht es auch ;-)

Plasma- und Laserschneidanlagen produzieren beim Zuschnitt einen feinen Staub, der hohe Anforderungen an eine geeignete Filteranlage stellt. Untersuchungen der Filterhersteller (Herding und anderen) ergaben, dass 99% des erfassten Staubes eine sehr feine Körnung besitzt, die kleiner als 1 µm ist. Die Konsistenz des Filterstaubes ist für gewöhnliche Filtermaterialien nur schwer handhabbar. Normale Schweissrauchfilter mit gewöhnlichem Gewebefiltermaterial sind bereits nach wenigen Minuten irreparabel zugesetzt - eine Abreinigung des Filters ist somit nicht mehr möglich. Schneiden wir das Filtermaterial auf, so stellen wir fest, dass er voller Metallkörnchen ist, die sich mit dem Gewebe verklebt haben und somit nicht abgereinigt werden konnten.

 

Brenntisch-Materialauflagen mit Plasmaschlacke überzogen

Geeignete Filtersysteme beim thermischen Schneiden sind Pflicht!

Wie bereits im Vorwort beschrieben besitzt Staub, der < 1 µm ist, die unangenehme Eigenschaft, dass er sich in der menschlichen Lunge absetzt und dort aufgrund seiner geringen Größe nicht mehr vom Lungenreinigungssystem selbständig abgereinigt werden kann. Daher ist eine geeignete und gewartete Filteranlage beim Betrieb einer Schneidanlage Pflicht.

Nun gibt es viele Filter-Verfahren und Filter-Möglichkeiten - wir beschränken uns hier auf die in der Praxis häufig verbreiteten. Grundsätzlich eignen sich für die Erfassung der Stäube beim Plasma- und Autogenschneiden:
Trockenbrenntische und Wasserbrenntische - Schneidtische werden gesondert auf den folgenden Seiten behandelt.

Beide erfassen den Staub, wenn gleich auf andere Art und Weise. Da 99% des erfassten Staubes beim Laserschneiden und Plasmaschneiden < 1Mikrometer ist, bedarf es auch besonderer Filtersysteme.

 

Ein geeignetes Filtersystem für Plasma- und Laserschneidanlagen

Staub, der < 1 µm ist, besitzt die Eigenschaft, dass er alveolengängig ist. Will man Plasmastaub oder Laserstäube erfassen, so bedarf es eines geeigneten Filtersystems - man setzt hierzu Systeme ein, die nach dem Prinzip der Oberflächenfilterung arbeiten.

Damit eine Oberflächenfilterung erzielt werden kann, wird das Gewebematerial aussenwandig beschichtet - man spricht von "prekutierten" Filtern z.B. mit Teflon oder Talkum (Steatit, Magnesiumsilikathydrat, in pulverisierter Form Talkum; nicht zu verwechseln mit Talg).

Talkum ist ein sehr häufig vorkommendes Schichtsilikat mit der chemischen Zusammensetzung Mg3[Si4O10(OH)2].

Ziel der Oberflächenbeschichtung und Funktion des Filtergeräts:

Der Feinstaub kann nicht mehr in das Filtermaterial eindringen. Er bleibt an der Oberfläche haften und baut einen Staubkuchen auf der Oberfläche des Filtermediums auf. Ist die Staubkuchenmenge groß genug angewachsen, so lässt sie sich mit einem Druckluftstoss abreinigen - dies erfolgt automatisch durch die Filtersteuerung in einem zyklischen Rhythmus . Das abgesprengte Material fällt in den Staubsammelbehälter. Je nach Metallart (Edelstahl, Aluminium,...) muss der abgereinigte Staub entsorgt werden. Oberflächenbeschichtete Filter müssen aufgrund der geringen Luftdurchlässigkeit des Filtermaterials mit höheren Differenzdrücken arbeiten, als normale Gewebefilter. Dies erfordert eine höhere Leistungsaufnahme der Motoren. Den idealen Arbeitspunkt erhält die Patrone erst nach leichter Staubbeaufschlagung, d.h. die optimale Filterwirkung stellt sich erst dann ein, wenn der Filter an der Oberfläche mit Staub beschichtet ist. Für die Abreinigung des Staubkuchens benötigt der Filter saubere, ölfreie Druckluft. 

Man kann es bereits erahnen - ein derartiges Filtersystem kostet mehr in der Anschaffung und verursacht höhere Betriebskosten.

Ein solches Filtersystem arbeitet zuverlässig, wenn es auf den Prozess, die Schneidanlage und die Tischabmessungen richtig dimensioniert und großzügig ausgelegt wurde UND regelmässig gewartet wird.

Beim Plasmabrennschneiden mit Mischgasbrenner werden Gase mit 8 bis 11 Bar in den Tisch eingeblassen. Die aufgewirbelte Luftmenge benötigt eine Erfassungsgeschwindigkeit des Absaugluftstromes von min. 1m/sek.

Für Plasma- und Laserschneidanwendungen sind normale Schweißrauchsysteme, die nach dem Prinzip der Tiefenfiltrierung arbeiten, ungeeignet!

Doch nur mit einem geeigneten Filtersystem ist ein umweltverträglicher Betrieb einer Plasmaschneidanlage, Brennschneidmaschine bzw. eines Lasers überhaupt erst möglich.

Die Filterung von Stäuben an Autogenanlagen hingegen gestaltet sich meist unkomplizierter, da hier eine andere Staubbeschaffenheit vorliegt. So dass der Filter für Autogenanlagen in der Regel auch preiswerter ausfällt.

Doch sollten thermische Schneidanlagen generell niemals ohne eine geeignete Filteranlage betrieben werden.