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Eine poröse Metallscheibe (oft auch als poröse Metallfilterscheibe oder Sinterfilter bezeichnet) ist ein kreisförmiges Metallbauteil mit einem Netz aus miteinander verbundenen Mikroporen im Inneren. Sie wird vor allem für die Präzisionsfiltration, die Gas-Flüssigkeits-Verteilung, die Katalyse und die Wärmeableitung eingesetzt.
I. Hauptmaterialien
– Edelstahl (am häufigsten verwendet): 304, 316L (säure- und alkalibeständig, hochtemperaturbeständig, für allgemeine Zwecke)
– Speziallegierungen: Hastelloy, Inconel, Monel (starke Korrosion/Umgebungen mit extrem hohen Temperaturen)
– Reine Metalle: Nickel, Titan, Kupfer (korrosionsbeständig, elektrisch und thermisch leitfähig)
II. Zwei Haupttypen
1. Pulversintertyp (präzisionsporös)
– Verfahren: Hochtemperatursintern von Metallpulver zur Bildung miteinander verbundener Poren im Mikrometerbereich (0,1–120 μm)
– Eigenschaften: Gleichmäßige Porengröße, stabile Luftdurchlässigkeit, hohe Festigkeit und durch Rückspülung regenerierbar
– Temperaturbeständigkeit: -20 °C bis 600 °C, Druckfestigkeit bis zu 40 MPa
2. Mechanisch gestanzte Ausführung (makroskopisches Durchgangsloch)
– Verfahren: Stanzen/Laserbohren, regelmäßige Lochform (rund, quadratisch, unregelmäßig)
– Lochdurchmesser: 0,5 mm bis mehrere zehn Millimeter
– Eigenschaften: Extrem hohe Festigkeit, hervorragende Belüftung und Wärmeableitung, sehr dekorativ
III. Wesentliche Leistungsvorteile
– Hohe Temperatur- und Druckbeständigkeit: übertrifft Kunststoff- und Glasfaserfiltermedien bei weitem
– Korrosionsbeständigkeit: beständig gegen Säuren, Laugen, organische Lösungsmittel und Hochtemperaturdampf
– Waschbar und wiederverwendbar: lange Lebensdauer, geringe Kosten
– Stabile Struktur: kein Abblättern, keine Partikelwanderung
– Flexible Anpassung: Porengröße, Dicke, Material und Form können individuell angepasst werden
IIII. Typische Anwendungsbereiche
Die Einsatzbereiche poröser Metallscheiben (meist Filterplatten aus gesintertem Edelstahl) sind sehr spezifisch und beschränken sich vor allem auf Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck, starker Korrosion und wiederholten Reinigungsvorgängen. Nachfolgend sind die gängigsten und praktischsten Anwendungsfälle aufgeführt:
1. Chemikalien- und Flüssigkeitsfiltration
– Filtration von Hochtemperaturöl, Schmieröl und Hydrauliköl
– Säure- und Laugenlösungen, organische Lösungsmittel sowie die Filtration von Polymerschmelzen
– Rückgewinnung von Katalysatorpartikeln und Fest-Flüssig-Trennung von Aufschlämmungen
Eigenschaften: Temperatur- und druckbeständig, keine Schlackeablagerungen, dampfgereinigbar und regenerierbar.
2. Gasfiltration und -verteilung
– Öl- und Wasserentfernung aus Druckluft, Sterilluftfiltration
– Dampffiltration, Staubabscheidung aus Hochtemperatur-Abgasen
– Gleichmäßige Gasverteilung in Reaktoren, Belüftungsscheiben und Verteilern. Dies ist die Gasverteilerscheibe am Boden vieler Fermenter und Wirbelschichtanlagen.
3. Lebensmittel- und Pharmaindustrie
– Präzisionsfiltration für Getränke, Säfte, Sirupe und Speiseöle
– Sterilfilterung für pharmazeutische Lösungen und Wasser für Injektionszwecke
– Luftdurchlässige, flammhemmende und explosionsgeschützte Komponenten für pharmazeutische Anlagen
Anforderungen: Lebensmitteltauglichkeit, hitzebeständige Sterilisation und keine Auswaschung.
4. Vakuum- und Druckgeräte
– Vakuumsauger, poröse Auflageplatten für Vakuumtrockner
– Dämpfung, Durchflussstabilisierung und Geräuschreduzierung für Drucksensoren und Durchflussmesser
– Durchflussbegrenzungs- und Geräuschdämpfungskomponenten für Ventile und Messgeräte
5. Umweltschutz und Wasseraufbereitung
– Tiefenfiltration von Abwasser, Stützplatten für MBR-Membranmodule
– Ozonbelüftung, Luftverteilplatten für Flotationsanlagen
– Filterplatten zur Schlammentwässerung und Fest-Flüssig-Trennung
6. Energie und Metallurgie
– Filtration von Lithium-Ionen-Batterie-Slurry
– Filtration von Metallschmelzen
– Poröse Strömungsleiter/Filter für Brennstoffzellen und Wasserstoffanlagen
7. Maschinen und Flammschutz
– Kernkomponenten des Flammenschutzes (verhindert den Durchgang von Flammen, lässt den Gasstrom zu)
– Schalldämpfer, Lärmschutzgitter
– Hydrauliksysteme, Filterung im Motorölkreislauf
Poröse Metallscheiben kommen in der Regel in Anwendungen zum Einsatz, die Filterung, Luftverteilung, Strömungsaufteilung oder Stützung erfordern, insbesondere unter rauen Betriebsbedingungen (hohe Temperaturen, hoher Druck, Korrosion und Reinigungsbedarf).
V. Funktionsprinzip von porösen Metallscheiben:
Durch die gleichmäßigen, miteinander verbundenen Mikroporen im Metall werden feste Partikel in einer Flüssigkeit “zurückgehalten”, sodass die saubere Flüssigkeit hindurchfließen kann.
1. Grundprinzip: Sieben + Tiefenabfang
Poröse Metallscheiben bestehen in der Regel aus gesintertem Pulver und weisen ein inneres Netzwerk aus dichten, miteinander verbundenen Mikroporen auf.
Während der Filtration:
1. Oberflächensiebung (grobe Partikel): Partikel, die größer sind als die Porengröße, werden direkt an der Oberfläche der Scheibe zurückgehalten und können nicht hindurchgelangen.
2. Tiefenabscheidung (Feinstaub): Partikel, die etwas kleiner als die Porengröße sind, werden nach dem Eindringen in die inneren, gewundenen Kanäle: – durch Kollision
– Adsorption
– In engen Kanälen stecken bleiben
Letztendlich sind auch sie im Metall gefangen.
3. Durchfluss: Flüssigkeits- oder Gasmoleküle sind sehr klein und können ungehindert durch das mikroporöse Netzwerk strömen und auf der anderen Seite wieder austreten.
2. Warum ist er besser als herkömmliche Filter?
– Herkömmliche Filter: Sie bestehen nur aus einer Oberflächenschicht, verstopfen leicht und gehen schnell kaputt.
– Poröses Metall: Die gesamte Dicke besteht aus einer Filterschicht, die sich durch hohe Schmutzaufnahmekapazität, hohe Druckfestigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnet.
