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PATENTANSPRÜCHE
1. Filter, mit einem mit einem Deckel (4) versehenen Gehäuse (1), in dem im wesentlichen rechtwinklig zur Wandung des Gehäuses (1) ein oberes Gitter (5) und ein unteres Gitter (6) und zwischen den Gittern (5, 6) ein Filtereinsatz (18) angeordnet ist, der faden- oder kettenförmige Filterelemente (19) aufweist, welche dazu bestimmt sind, zwischen ihnen das zu reinigende Medium hindurchströmen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden Gittern mindestens eins (6) relativ zum Gehäuse (1) beweglich ist und beide Gitter (5, 6) konzentrisch angeordnete Ringe (12) mit zwischen den Ringen (12) vorgesehenen Spalten (13) aufweisen, dass die Filterelemente (19) zwischen den beiden Gittern (5, 6) derart befestigt sind, dass sie in gestrecktem Zustand Erzeugende von koaxial angeordneten Zylindern darstellen,
und dass im Zentrum des Deckels (4) und koaxial zum Gehäuse (1) mindestens eine Führungshülse (8, 8') befestigt ist, in der eine axial verschiebbare und mit einer Schwingungsquelle (11) gekoppelte Stange (7) eingesetzt ist, deren eines Ende am beweglichen Gitter (6) befestigt ist und deren anderes Ende mit einem Verstellantrieb (9) verbunden ist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (19) aus einem homogenen Fasermaterial bestehen.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (19) aus verschiedenartigen Stoffen bestehen und nach Durchmesser und Form in verschiedenen zahlenmässigen Verhältnissen zueinander angeordnet sind.
4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (19) durch Ketten gebildet sind, die beispielsweise aus metallischen Ringen zusammengesetzt sind.
5. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (19) durch Ketten gebildet sind, die abwechselnd aus ferromagnetischen und nichtmagnetischen Ringen zusammengesetzt sind.
6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (19) über ihre gesamte Länge gleichmässig dick sind.
7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (19) über ihre Länge von unten nach oben eine abnehmende Dicke aufweisen.
8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Gitter (5, 6) radial angeordnete, kammförmige Leisten (I4) mit Nuten (15) aufweist, in welche Nuten (15) die konzentrisch angeordneten Ringe (12) eingesetzt sind und dass an jeder kammförmigen Leiste (14) auf der Seite der Nuten (15) je zwei Bügel (16) befestigt sind, in welche Bügel zu jeder kammförmigen Leiste (14) eine sich über die Länge der kammförmigen Leiste (14) erstreckende Halteleiste (17) eingesetzt ist.
9. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gittern (5, 6) ein Druckgeber (31) angeordnet ist, der zwei ineinander angeordnete, hermetisch abgedichtete, durch biegsame Teile miteinander verbundene elastische Kammern (32) aufweist, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind und dass der Innenraum des Druckgebers (31) durch eine Rohrleitung mit einem ausserhalb des Gehäuses (1) angeordneten Manometer (33) verbindbar ist.
10. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Führungshülse (20) koaxial zum Gehäuse (1) im oberen Gitter (5) befestigt ist und dass die erstgenannte, am Deckel (4) befestigte Führungshülse (8') und die weitere Führungshülse (20) durch mindestens eine Schraubenfeder (21) derart miteinander verbunden sind, dass das obere Gitter (5) am Deckel (4) aufgehängt ist.
11. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Teil des Gehäuses (1) ein trichterförmiger Bunker (27) mit einer durch ein Verschlusselement (29) verschliessbaren Ablassöffnung (28) angeordnet ist und dass das Verschlusselement (29) durch eine weitere Stange (30) mit dem unteren Gitter (6) verbunden ist.
12. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des Gehäuses (1) zwischen den beiden Gittern (5, 6) ringförmige Platten (37) angeordnet sind, welche gegen die Förderrichtung des zu reinigenden Mediums geneigte Schmalseiten aufweisen.
13. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der ringförmigen Platten (37) zur Innenwand des Gehäuses (1) 20 bis 75 beträgt.
14. Filter nach einem der Ansprüche 1, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des Gehäuses (1) zwischen den Gittern (5, 6) und gegebenenfalls an den ringförmigen Platten (37) ein elastischer ueberzug (38) angebracht ist.
15. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Deckel (4) und dem oberen Gitter (5) eine durch einen Antrieb (24) um die Stange (7) drehbare Düse (22) angeordnet ist, welche mit einer Druckgas- oder einer unter Druck stehenden Flüssigkeits-Leitung verbunden ist.
16. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussenwand des Gehäuses (1) in gleicher Höhe wie der Filtereinsatz (18) eine Quelle (25) elektrischer oder magnetischer Felder bzw. Ladungen angeordnet ist.
17. Verwendung des Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Reinigen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Filterelemente (19) ein Material ausgewählt wird, welches gegen das zu reinigende Medium chemisch inert ist.
18. Verwendung des Filters nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Reinigen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Filterelemente (19) ein Stoff ausgewählt wird, der mit einer Deckschicht überzogen und in chemisch aktiven Stoffen und Katalysatoren getränkt wird, welche die Fähigkeit aufweisen, mit dem zu reinigenden Medium chemisch zusammenzuwirken.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter nach dem Ober begriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Verwendung dieses Filters. Ein solches Filter dient zum Reinigen von Flüssigkeiten oder Gasen.
Das zu reinigende Medium kann beispielsweise Wasser, Brennstoff, Schmierstoff, Luft oder ein anderes Gas sein.
Ein solches Filter eignet sich zur Verwendung in einem Hüttenwerk, im Bergbau, in der Zement-, chemischen und Nah rungsmittelindustrie, in anderen Industriezweigen sowie in Motoren und Verdichtern.
Durch Produktionserhöhungen in vielen Ländern unter Einsatz von Schüttstoffen fällt Staub und Schlamm an, wodurch die Umgebungsluft in unzulässiger Weise verunreinigt wird bzw. Flüssigkeitsbehälter verschlammen. Zur Filterung von Gasen und Flüssigkeiten sind deshalb kostengünstige, hochleistungsfähige und bedienungsleichte Filter erforderlich, die einen hohen Reinigungsgrad ermöglichen.
Die für derartige Aufgaben gegenwärtig im Einsatz befindlichen Filter sind von unterschiedlicher Konstruktion.
Aus der DE-PS 1 436 296 (Kl. B 01D bzw. 12d, 18) ist beispielsweise ein Beutelfilter bekannt, welches ein zylindri sches Gehäuse mit einem Deckel aufweist, in dem ein Beutel aus einem porösen Stoff angeordnet ist. Innerhalb des Beu
tels befindet sich eine elastische, zylinderförmige Membran, die sich durch eine Druckflüssigkeit aufbläht, wodurch in dem zu reinigenden, zwischen dem Beutel und der Membran eingeführten Medium ein Druck entsteht. Das gereinigte Medium dringt durch die Poren des Beutels, während der Rückstand an der Innenwand des Beutels haften bleibt. Zum Regenerieren des Filters ist der Deckel abzunehmen und der Rückstand von der Innenfläche des Beutels abzuschaben.
Der Nachteil des vorstehend beschriebenen Filters ist die aufwendige, manuell durchzuführende Regeneration, wobei der Deckel abgenommen werden muss sowie ferner der geringe Rauminhalt des Filters, weshalb der Beutel oft gereinigt werden muss.
Ein weiteres, aus der FR-PS 2 012 540 (Kl. B 01 D, 46/ 00) bekanntes Filter weist mehrere, in einem Gehäuse parallel zu dessen Wandungen in senkrechten Reihen angeordnete Filterschläuche aus wollenen, gewobenen Faserstoffen auf und ferner eine Regenerationsvorrichtung und einen Staubsammelbunker. Bei diesem für Gas bestimmten Filter strömt das zu reinigende Gas durch die Wandungen der Schläuche, an denen der Staub haften bleibt. Zum Regenerieren dieses Filters werden die Schläuche gerüttelt und mit Pressluft durchgeblasen.
Der Mangel des zuletzt beschriebenen Filters ist ein grosser Strömungswiderstand der Filterschicht infolge der grossen Dichte des Filtergewebes, wodurch entweder die Leistungsfähigkeit eines solchen Filters gering ist oder das Filter entsprechend gross bemessen sein muss. Ferner weisen die Schläuche eines solchen Filters eine geringe Lebensdauer auf, da sie während des Regenerierens einem starken Verschleiss unterworfen sind, insbesondere deren unterer Teil, an welchem häufig Risse auftreten und die Filter unbrauchbar werden.
Aus dem SU-Urheberschein 511 962 (Kl. B 01 D, 27/12) ist ein Patronenfilter bekannt, welches ein zylindrisches Gehäuse mit einem darin angeordneten Gitter aufweist, an welches Fasern angehängt sind. Ferner weist dieses Filter eine elastische Kammer auf, die an der Innenwand des Gehäuses auf dem Niveau der Fasern befestigt ist. Zum Reinigen des Mediums wird der elastischen Kammer ein Druckgas zugeführt, wodurch sich die Fasern zusammenziehen und eine Filterschicht bilden, welche von dem zu reinigenden Medium durchströmt wird. Zum Regenerieren dieses Filters wird die elastische Kammer vom Druckgas entlastet, so dass sich die Fasern auflockern und ausgewaschen werden können.
Ein Mangel des zuletzt beschriebenen Filters ist die geringe Leistungsfähigkeit, da es nicht möglich ist, eine stabile Faserschicht mit einem grossen freien Querschnitt zu schaffen. Ausserdem weist ein solches Filter eine geringe Reinigungswirkung auf, weil das zu reinigende Medium durch die Falten durchschlägt, die in den ringförmigen Wandungen der elastischen Kammer beim Zusammendrücken der Fasern entstehen.
Ein weiteres Filter ist aus SU-Urheberschein 417 145 (Kl.
B 01 D, 27/12) bekannt, welches zwei runde Gitter aufweist, an deren Aussenkanten Fadenelemente gespannt sind. Zwischen den beiden Gittern wird in den durch die ringförmige Schicht der Fadenelemente begrenzten Raum eine verunreinigte Flüssigkeit zugeführt, die durch die genannte Schicht gefiltert wird. Zum Entfernen des in dieser Schicht abgelagerten Rückstandes wird eine Auswaschflüssigkeit in entgegengesetzter Richtung periodisch zugeführt.
Ein Mangel dieses bekannten Filters ist der geringe Reinigungsgrad infolge des undichten Anliegens der Fadenelemente aneinander sowie die Notwendigkeit der Zufuhr einer grossen Flüssigkeitsmenge zum Auswaschen der Fadenelemente. Ausserdem ist das Reinigen der Fadenelemente umständlich und erfordert einen grossen Zeitaufwand, da es manuell durchgeführt werden muss.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der vorstehend genannten Mängel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter zu entwickeln, welches die Möglichkeit bietet, den Reinigungsgrad der zu reinigenden Gase und Flüssigkeiten zu erhöhen, die Regeneration der Filterschicht zu vereinfachen und die Zeitintervalle zwischen den einzelnen Regenerationszyklen durch entsprechende Konstruktion des Einsatzes zu verlängern.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemässen Filter ist die Reinigung der Filterschicht vom Rückstand erleichtert, der sich durch die vertikalen Zwischenräume leicht entfernen lässt, welche zwischen den Reihen der faden- oder kettenförmigen Filterelemente beim Spreizen und Rütteln der Gitter entstehen, während nach dem Zusammenrücken der beiden Gitter eine räumlich gleichmässige, poröse Schicht des Filtermaterials entsteht, die eine grosse Aufnahmekapazität aufweist und einen hohen Reinigungsgrad gewährleistet.
Eine Ausführungsform nach Anspruch 2 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die zu reinigenden Aerosole monodispers sind. Ferner wird durch eine solche Ausführungsform ein vereinfachtes und preiswertes Herstellungsverfahren des Filtereinsatzes möglich.
In den meisten Fällen empfiehlt sich jedoch eine Ausfüh rungsform nach Anspruch 3, welche besonders wirksam ist beim Reinigen von polydispersen Aerosolen und Suspensionen, wenn das zu reinigende Medium Teilchen von verschiedener Grösse und Form und voneinander abweichende Zusammensetzungen aufweist.
Dadurch entsteht die Möglichkeit, die Lebensdauer des
Filtereinsatzes erheblich zu verlängern und seine Herstellungskosten zu verringern, da es bei der Verwendung von nach Festigkeit und Preis verschiedenartigen Fasern möglich ist, als Grundstoff dauerhafte und preiswerte Fasern, z. B.
Kapronfasern, von geringem Reinigungsgrad und als Füll stoff Wolle zu verwenden, die zwar eine geringe Festigkeit, jedoch einen hohen Reinigungsgrad aufweist.
Eine Ausführungsform nach Anspruch 4 ist insbesondere zum Reinigen von Gasen und Flüssigkeiten geeignet, welche durch grosse Schleifmittelteilchen verunreinigt sind. Die bei dieser Ausführungsform durch Ketten gebildeten Filterele mente können beispielsweise aus metallischen Ringen, je doch auch aus Kunststoffringen zusammengesetzt sein.
Durch eine solche Ausführungsform werden die Filterele mente weniger abgenutzt, so dass sich ihre Lebensdauer ent sprechend verlängern lässt.
Eine Ausführungsform nach Anspruch 5 empfiehlt sich, wenn das zu reinigende Medium ferromagnetische Teilchen, beispielsweise Eisen- bzw. Nickelteilchen enthält. Die in die ser Ausführungsform durch Ketten gebildeten Filterelemen te können abwechselnd aus Stahl- und Plasteringen zusam mengesetzt sein. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform ist ein erhöhter Reinigungsgrad bei geringem Strömungs widerstand des Filtereinsatzes.
Gemäss Anspruch 6 lässt sich die Bauart des Filters ver einfachen und die Herstellungskosten lassen sich entspre chend herabsetzen.
Eine Ausführungsform nach Anspruch 7 empfiehlt sich bei grossdimensionierten Filtern zum Reinigen grosser Gas mengen. Eine derartige konstruktive Lösung ermöglicht eine
Vergrösserung des Staubfassungsvermögens des Filtereinsat zes, eine Verlängerung der Zeitintervalle zwischen den ein zelnen Regenerationszyklen sowie eine Verringerung des Strömungswiderstandes, da in den unteren Schichten, in denen die Poren grösser sind, sich grössere Teilchen absetzen werden, deren Masse den Hauptbestandteil des gesamten Rückstandes darstellt. In den oberen Schichten hingegen werden sich feinere Teilchen absetzen, deren Gesamtgewicht in bezug auf die gesamte Masse meistens unbedeutend ist.
Eine Ausführungsform nach Anspruch 8 empfiehlt sich, wenn Medien von gasförmigen und gelösten Beimengungen gereinigt werden sollen. Eine derartige konstruktive Ausführung vereinfacht die Befestigungsgruppe der Fadenelemente, ermöglicht ein schnelles Zusammenbauen und Auseinandernehmen des Filtereinsatzes und einen leichten Ersatz der abgenutzten Reihen der Fadenelemente.
Eine Ausführungsform nach Anspruch 9 ermöglicht eine Kontrolle des Kompressionsgrades des Filtereinsatzes beim Einsetzen in seine Betriebslage und gegebenenfalls das Komprimieren nach im voraus festgesetzten Parametern zu unterbrechen. Eine Ausführung des Druckgebers in Form von zwei mit einer Flüssigkeit gefüllten Kammern bietet die Möglichkeit, eine hohe Messgenauigkeit bei Temperaturschwankungen des zu reinigenden Mediums zu gewährleisten.
Eine konstruktive Ausführungsform nach Anspruch 10 ermöglicht eine Erleichterung des Regenerationsvorganges infolge einer gesteigerten Vibration beider Gitter und des Filtereinsatzes.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform nach den Ansprüchen 12 und 13 ermöglicht durch die Verwendung der ringförmigen Platten eine Verdichtung der Filterschicht an der Kontaktstelle mit ihnen, wodurch einer Verringerung der Reinigungswirksamkeit an der Berührungsstelle mit der glatten Wandung vorgebeugt wird. Eine Neigung der Platten nach unten ermöglicht es, das Anhäufen des Rückstandes auf diesen zu vermeiden.
Durch eine Ausführungsform nach Anspruch 14 steigt die Verdichtung der Wandschicht des Filtereinsatzes, so dass ein Durchschlagen des Staubes durch diese Schicht erschwert und die Reinigungswirksamkeit damit erhöht wird.
Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 15 dient die drehbare Düse zum Durchblasen des Filtereinsatzes beim Regenerationsvorgang. Eine derartige konstruktive Lösung ermöglicht eine leichtere Regeneration des Filtereinsatzes, indem dieser gleichmässig mit Druckgas oder Flüssigkeit bei einem verhältnismässig geringen Verbrauch des Druckgases oder der Flüssigkeit abgesprüht bzw. durchgeblasen werden kann.
Das bei einer Ausführungsform nach Anspruch 16 erzeugbare elektrische oder magnetische Feld dient dazu, an den Teilchen des zu reinigenden Mediums und des Einsatzes elektrische und magnetische Ladungen zu erzeugen, wodurch die Reinigungswirksamkeit erheblich gesteigert werden kann.
Bei einer erfindungsgemässen Verwendung des Filters zum Reinigen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums nach Anspruch 17 lässt sich die Lebensdauer des Filtereinsatzes verlängern und in den meisten Fällen zum Reinigen von staubiger Luft und zum Entschlammen von Flüssigkeiten verwenden.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Filter im Längsschnitt mit zusammengedrücktem Filtereinsatz in der Filterstellung,
Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt durch das Filter nach der Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch das obere Gitter des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Filters entlang der Schnittlinie III-III nach der Fig. 2,
Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung A nach der Fig. 3,
Fig. 5 einen Vertikalschnitt des Filtereinsatzes während der Regeneration,
Fig. 6 ein Filter teilweise im Längsschnitt mit gestreckten Fadenelementen während der Regeneration,
Fig. 7 die Befestigung des oberen Gitters am Deckel in einer Variante mit zwei Hülsen,
Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch den Filtereinsatz im Betriebszustand mit einem eingebauten Druckgeber,
Fig.
9 einen Vertikalschnitt durch den Druckgeber, und
Fig. 10 eine Schnitt-Teilansicht durch das Gehäuse in einer Variante mit Ringplatten und einer elastischen Schicht an der Wandung.
Das in der Fig. 1 dargestellte Filter weist ein Gehäuse 1 mit einem axialen Einlass 2, einem radialen Auslass 3 und einem Deckel 4 auf. Innerhalb des Gehäuses 1 sind vorwiegend senkrecht zu seinen Wandungen ein am Gehäuse befestigtes oberes Gitter 5 und ein freigelagertes unteres Gitter 6 angeordnet. Im Zentrum des unteren Gitters 6 ist ein Stab 7 befestigt, der sich durch eine Führungshülse 8 erstreckt, welche im Zentrum des Deckels 4 befestigt ist. Das obere Ende des Stabes 7 ist mit einem Verstellantrieb 9 gekoppelt, der mit einem Anlasser 10 verbunden ist. Der Stab 7 ist ferner mit einer Schwingungsquelle 11, z. B. mit einem Vibrator, verbunden.
Jedes der beiden Gitter 5 und 6 weist konzentrische Ringe 12 gemäss den Fig. 2 und 3 auf, die koaxial zueinander und zum Gehäuse 1 derart angeordnet sind, dass zwischen ihnen Spalten 13 gebildet sind. Die konzentrischen Ringe 12 sind gemäss den Fig. 3 und 4 miteinander durch radiale kammförmige Leisten 14 verbunden, wobei die konzentrischen Ringe 12 in den Leisten 14 angeordneten Nuten 15 eingesetzt sind. An jeder radialen kammförmigen Leiste 14 sind je zwei Bügel 16 befestigt, in welche eine Halteleiste 17 eingesetzt und befestigt, z. B. versplintet ist.
Zwischen den Gittern 5 und 6 (Fig. 1) ist ein Filtereinsatz 18 untergebracht, bestehend aus Filterelementen 19 (Fig. 3, 4, 5), die als biegsame Fadenabschnitte bzw. Ketten ausgeführt sind. Dabei ist jedes Filter- oder Fadenelement 19 mit einem Ende am konzentrischen Ring 12 des Gitters 5 (Fig. 1) und mit dem anderen Ende am entsprechenden Ring des Gitters 6 so befestigt, dass bei heruntergelassenem Gitter 6 (Fig. 5) sämtliche Fadenelemente 19 gestreckt sind und vorwiegend senkrecht verlaufen. Da die Fadenelemente 19 an den konzentrischen Ringen 12 (Fig. 3, 4, 5) befestigt sind, verlaufen sie im gestreckten Zustand in Reihen mit vorwiegend vertikalen zylinderförmigen Durchgangsspalten 13 (Fig. 3, 5). Dabei stellen die Fäden selbst die Erzeugenden der Zylinder dar.
Die Fadenelemente 19 sind aus einem angerauhten Material hergestellt, z. B. als Fäden bzw. Fasern aus Wolle, Nylon, Lavsan, Asbest, Kapron, Glasfasern, Metall- und anderen Stoffen bzw. als Ketten, z.B. aus Metall oder Plaste sowie als Kombinationen von Fäden und Ketten in verschiedenen zahlenmässigen Verhältnissen, die untereinander gleichmässig verteilt sind. Beispielsweise: I. Zusammensetzung. 5-20% Kapron und 80-95% Wolle; II. Zusammensetzung: 10u0% Lavsan und 60-90% Baumwollfäden; III.
Zusammensetzung: 2-30% (im räumlichen Verhältnis) Stahlketten und 70-98% Nylonfäden.
Die erste und zweite Zusammensetzung zeichnen sich dadurch aus, dass die Kapron- und Lavsan-Kunstfasern eine hohe Festigkeit nebst einem geringen Staubfassungsvermögen aufweisen, während die Naturfasern der Wolle und Baumwolle im Gegenteil ein hohes Staubfassungsvermögen, jedoch eine relativ geringe Festigkeit besitzen. Bei einer derartigen Kombination hat der Filtriereinsatz eine hohe Le bensdauer und ein grosses Staubfassungsvermögen, wodurch er nur selten eine Regeneration verlangt.
Die dritte Zusammensetzung der Filtrierschicht enthält Stahlringe, die bei der Verwendung des Elektromagnets grobkörnige Ferromagnetteilchen gut anziehen und in Verbindung mit den Nylonfasern auch ein gutes Auffangen der feinen Partikeln gewährleisten.
Die Fadenelemente 19 kann man aus einem nach Durchmesser, Form und chemischer Zusammensetzung gleichartigen Material auf der gesamten Höhe jedes Fadens z. B. aus geraden Nylonfäden von einem Durchmesser 10 bis 20 um herstellen. Das vereinfacht ihre Anfertigung.
Die genannten Fäden können auch mit veränderlichen Werten dieser Parameter hergestellt sein. Dabei wird jedes Fadenelement 19 in seinem unteren Teil, von wo das zu reinigende Medium zugeführt wird, aus gröberen Fasern- und höher in Bewegungsrichtung des zu reinigenden Mediums aus dünneren Fasern hergestellt. So wird beispielsweise die untere Fadenhälfte aus Kapronfasern von einem Durchmesser 50-100 ym mit einer Welligkeitsamplitude von 5-10 mm und die obere Hälfte aus Nylonfasern von einem Durchmesser 5-2011m mit einer Welligkeitsamplitude von 2-5 mm hergestellt.
Bei der Reinigung von Gasen und Flüssigkeiten, die ferromagnetische Stoffe enthalten, kann man die Kettenglieder aus einem ferromagnetischen Stoff abwechselnd mit Gliedern aus einem nichtmagnetischen Stoff herstellen. Dadurch lässt sich das auf den ferromagnetischen Kettengliedern entstehende Magnetfeld verstärken und damit die Reinigungseffektivität erhöhen.
Die Fasern und Ringe der Fadenelemente 19 werden bei der Reinigung der Gase und Flüssigkeiten von festen Teilchen aus einem Material hergestellt, das mit dem zu reinigenden Medium chemisch nicht zusammenwirkt. Dadurch bleibt ihr Wellenkamm erhalten und ihre Lebensdauer verlängert.
In den Fällen, wenn eine Reinigung von gasförmigen und aufgelösten Beimengungen erforderlich ist, verwendet man Fasern und Ringe, hergestellt aus Stoffen mit einem Überzug und in chemisch aktiven Stoffen und Katalysatoren getränkt, die die Fähigkeit aufweisen, mit dem zu reinigenden Medium chemisch zusammenzuwirken. Beispielsweise zum Reinigen einer Flüssigkeit von Beimengungen schwefliger und Schwefelsäure verwendet man eine Tränkung und einen Überzug aus Bariumchlorid; zum Reinigen von Kohlendioxyd verwendet man Kalziumhydroxid; zum Reinigen von Schwefeldioxyd verwendet man Magnesiumkarbonat mit einem Katalysator-Silbernitrat.
Das erfindungsgemässe Filter arbeitet folgenderweise: Um das Filter in seinen Betriebszustand zu bringen, wird das Gitter 6 (Fig. 1) mit Hilfe des Stabes 7 und dessen Verstellantrieb 9 angehoben und an das Gitter 5 herangebracht, wodurch die Fadenelemente 19 des Filtereinsatzes 18 zusammengedrückt werden. Das durch das Zuleitungsrohr 2 in das Filter gelangende Gas wird beim Durchgang durch den Filtriereinsatz 18 gereinigt, wonach es durch das Ableitungsrohr 3 hinausgelassen wird. Das Abscheiden des Rückstands erfolgt dank den Anziehungskräften, der Zusammenstösse, der Brownschen Molekularbewegung, der elektrischen und magnetischen Anziehung, dem Sieb-Effekt u. dgl. Dabei setzt sich ein bedeutender Teil des Staubes in den ersten Schichten des Filtriereinsatzes 18 ab, während in den weiterfolgenden Schichten eine feinere Nachreinigung des Gases stattfindet.
Der Stoff für die Fadenelemente 19 (Fig. 3, 4, 5) wird je nach der Grösse und den Eigenschaften der Staubteilchen, der Temperatur und sonstigen Kenndaten des Gases bzw.
der Flüssigkeit gewählt. So wird beispielsweise bei einer Gasreinigung von feinst dispergiertem Staub ein Stoff mit feinsten Härchen von einem Durchmesser 2-10 um gewählt; bei ferromagnetischem Staub verwendet man zweckmässig Ketten aus einem ferromagnetischen Metall usw. Nach einem vorgegebenen Zeitabschnitt bzw. sobald an der Filtrierschicht das im voraus eingestellte Druckgefälle erreicht wird, gibt der Anlasser 10 (Fig. 1) ein Signal an die ausserhalb des Filters angeordnete Uberdeckungsvorrichtung der Rohrleitung 3, wonach die Bewegung des zu reinigenden Mediums unterbrochen wird, und der Antrieb 9 das untere Gitter 6 mit dem Stab 7 (Fig. 5) herunterlässt. Infolgedessen werden die Fadenelemente 19 gestreckt, und das untere Gitter 6 wird durch diese am Gitter 5 aufgehängt, das am Gehäuse 1 befestigt ist.
Dabei stellen sich die Fadenelemente 19 gruppenweise in Reihen als koaxial stehende Zylinder ein, und die Fadenelemente 19 selbst stellen die Erzeugenden dieser Zylinder dar. Zwischen den Reihen der Fadenelemente 19 entstehen Durchgangslücken 13, die vom oberen Gitter 5 zum unteren Gitter 6 geradlinig verlaufen.
Daraufhin schaltet man den Vibrator 11 (Fig. 1) ein, der die Fadenelemente 19 (Fig. 3, 5) aufrüttelt, wodurch der auf ihnen angesammelte Staub durch die zwischen den Reihen der Fadenelemente 19 gebildeten Lücken 13 herunterfällt.
Zum Verstärken der Rüttelwirkung kann man das Gitter 6 mit Hilfe des Antriebs 9 (Fig. 1) auf eine vorgegebene Höhe anheben und dann schnell herunterlassen, wodurch die Fadenelemente 19 (Fig. 5) einen scharfen Ruck erfahren, der das Abtrennen des Rückstands verstärkt.
Das Rütteln der Fadenelemente 19 erfolgt nach einem vorgegebenen Programm, das die Häufigkeit und Dauer der Regeneration, die Rüttelstärke u. dgl. regelt. Das Umschalten des Filters vom Filtrier- in den Regenerationszustand erfolgt automatisch oder manuell. Nach dem Regenerieren wird das Gitter 6 hochgehoben und der Arbeitszyklus kann wieder beginnen.
Zum Verstärken des Regenerationseffekts kann man das Gitter 6 (Fig. 6) abfedern. Für diesen Zweck wird die Hülse 8' (Fig. 6, 7) an der unteren Seite des Deckels 4 befestigt, und ihr unterer Teil wird röhrenförmig gestaltet. Auf dem Gitter 5 wird zusätzlich eine Hülse 20, gleich der Konstruktion der Hülse 8', jedoch von kleineren Abmessungen angeordnet.
Dabei wird das Ende der Hülse 20 in die Hülse 8' eingesetzt und durch die Schraubenfedern 21 so abgefedert, dass das Gitter 5 durch diese Federn 21 zum Deckel 4 aufgehängt wird. Das Gitter 5 wird an anderen Stellen des Gehäuses 1 nicht befestigt.
Um eine aerodynamische bzw. hydraulische Regeneration vorzunehmen, wird auf der Hülse 8' drehbar um diese eine Radialdüse 22 (Fig. 6) angeordnet, deren Ausgangsöffnungen 23 gegen das Gitter 5 gerichtet sind. Die Radialdüse 22 ist mit einem Antrieb 24 zu ihrer Bewegung um die Filterachse versehen und mit der Rohrleitung des Druckgases bzw. der Druckflüssigkeit (auf der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden.
Um das Abfangen der festen Teilchen zu verstärken, wird an der Aussenwand des Gehäuses 1 eine Quelle 25 elektrischer Felder und Ladungen, z. B. ein Elektromagnet angeordnet und innerhalb des Zuleitungsrohrs 2 beispielsweise ein Gasionisator 26 untergebracht.
Zum Sammeln des beim Filtrieren und der Regeneration abgeschiedenen Staubes wird im unteren Teil des Gehäuses 1 ein trichterförmiger Bunker 27 mit einer durch eine Klappe 29 abgeschlossenen Öffnung 28 befestigt. Dabei wird die Klappe 29 mit dem unteren Gitter 6 durch eine Stange 30 verbunden.
In dieser Abänderung ist das Filter zwar einigermassen kompliziert, doch sind seine Kennwerte im Betrieb höher.
Beim Filtrieren wird die Quelle 25 der elektrischen Felder und Ladungen sowie der Gasionisator 26 eingeschaltet.
Beim Durchgang durch den Gasionisator 26 erhalten die das Gas verunreinigenden Staubteilchen elektrische Ladungen, und der Filtriereinsatz 18 erhält gleichfalls Ladungen, wobei in ihm ein elektromagnetisches Feld von der Quelle 25 der Felder und Ladungen erzeugt wird. Die geladenen und ungeladenen Teilchen passieren solch eine Filtrierschicht des Einsatzes 18 und setzen sich dabei effektiver ab.
Während der Regeneration vibriert der gesamte Filtriereinsatz 18 dadurch intensiver, weil hierbei die Schwingungsamplitude der Schraubenfedern 21 ansteigt. Der Regenerationseffekt ist dann besonders hoch, wenn man die Schwingungsamplitude des Vibrators 11 mit der Eigenfrequenz der Schwingungen des gesamten Schwingsystems - der Gitter 5 und 6, des Stabes 7 und der Fadenelemente 19 in Resonanz eingestellt hat. Zum Verstärken der Regeneration führt man Druckgas bzw. eine Druckflüssigkeit der Radialdüse 22 zu, welche mit Hilfe des durch die Öffnungen 23 austretenden Druckstroms den Staubrückstand aus den Fadenelementen 19 herausschlägt. Dabei wird die Düse 22 mit Hilfe des Antriebs 24 um die Hülse 8' intensiv gedreht, so dass ein starker Druckgas- bzw.
Druckflüssigkeitsstrom nacheinander die Lücken 13 in sämtlichen Punkten durchdringt und damit die Entfernung des Rückstands aus den Fadenelementen 19 wesentlich steigert.
Der aus dem Filtriereinsatz 18 herausgeschlagene Rückstand fällt in den trichterförmigen Bunker 27 herab und gelangt aus diesem durch die Ablassöffnung 28 auf ein Transportmittel (in der Zeichnung nicht dargestellt). Während des Filtrierprozesses, wenn das Gitter 6 hochgeschoben ist, ist die Klappe 29 mit Hilfe der Stange 30 ebenfalls angehoben, so dass die Ablassöffnung 28 geschlossen ist. Beim Herunterlassen des Gitters 6 während der Regeneration wird sich auch die Klappe 29 senken und damit die Ablassöffnung 28 zum Entfernen des Rückstands aus dem Bunker 27 freigeben. Dadurch erübrigt sich die Anordnung einer besonderen Offnungs- und Schliessvorrichtung für die Ablassöffnung 28, was eine Erleichterung der Bedienungsarbeit des Filters bedeutet.
Zur Kontrolle des Kompressionsgrades des Filtriereinsatzes 18 (Fig. 2) wird in ihm ein Druckgeber 31 untergebracht, der in Form von zwei elastischen Kammern 32 (Fig. 9) ausgeführt ist, zwischen denen eine Kühlflüssigkeit zirkuliert, wobei der Innenraum des Druckgebers 31 (Fig. 8) mit einem ausserhalb des Gehäuses 1 angeordneten Manometer 33 verbunden ist. Zum Schutz gegen ein Abschleifen und Beschädigen sind die Kammern 32 in einem Ringkettenhemd 34 untergebracht, das am Rohr 35 und dem Halter 36 befestigt ist.
Der Druckgeber 31 dient zur Kontrolle des Kompressionsgrades des Filtriereinsatzes 18, wovon die Reinigungseffektivität des Gases abhängt. Um die erforderliche Effektivität der Gasreinigung zu erreichen, wird ein bestimmter Kompressionsgrad des Filtereinsatzes 18 vorgegeben, was nach den Anzeigen des Manometers 33 kontrolliert wird, das mit dem Antrieb 9 (Fig. 1) verbunden ist. Sobald der vorgegebene Druck erreicht ist, wird der Antrieb 9 abgeschaltet.
An der Innenfläche des Gehäuses 1 (Fig. 8) können zwischen den Gittern 5 und 6 Platten 37 (Fig. 8, 10) befestigt werden, die abwärts unter einem Neigungswinkel von 20-75 zur Erzeugenden der Wandung des Gehäuses 1 gerichtet sind. Auf die Gehäusewandung selbst und womöglich auf die Ringplatten 37 wird ein elastischer Überzug 38, beispielsweise aus Porolon bzw. Schaumgummi, befestigt. Das ermöglicht ein Abdichten der Spaltundichtigkeiten zwischen den Fadenelementen 19 und der Innenwand des Gehäuses 1, wo ein erhöhtes Durchschlagen der Teilchen möglich ist.
Dabei wird das Material des Filtriereinsatzes 18 auf den Ansätzen der Ringplatten 37 (Fig. 10) besser abgedichtet, so dass ein zusätzlicher Widerstand erzeugt wird. Dadurch verringert sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Filtriermediums, was zu einer Verbesserung der Reinigungsqualität führt.
Beim Herandrücken des Filtriereinsatzes 18 an den elastischen Überzug 38 drücken sich die Fasern und Ketten in diesen Überzug hinein und erzeugen einen zusätzlichen Widerstand, der ein Durchschlagen der Teilchen in der Wandschicht verhindert.
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PATENT CLAIMS
1. Filter, with a cover (4) provided housing (1), in which an upper grille (5) and a lower grille (6) and between the grilles (5,) substantially perpendicular to the wall of the housing (1) 6) a filter insert (18) is arranged which has thread-like or chain-shaped filter elements (19) which are intended to allow the medium to be cleaned to flow between them, characterized in that at least one (6) of the two grids is relative is movable to the housing (1) and both grids (5, 6) have concentrically arranged rings (12) with gaps (13) provided between the rings (12) such that the filter elements (19) between the two grids (5, 6) are attached in such a way that they are generators of coaxially arranged cylinders in the stretched state,
and that at least one guide sleeve (8, 8 ') is fastened in the center of the cover (4) and coaxially to the housing (1), in which an axially displaceable rod (7) coupled to a vibration source (11), one of which is inserted End is attached to the movable grid (6) and the other end is connected to an adjustment drive (9).
2. Filter according to claim 1, characterized in that the filter elements (19) consist of a homogeneous fiber material.
3. Filter according to claim 1, characterized in that the filter elements (19) consist of different types of materials and are arranged in different numerical relationships to each other according to diameter and shape.
4. Filter according to claim 1, characterized in that the filter elements (19) are formed by chains which are composed, for example, of metallic rings.
5. Filter according to claim 1, characterized in that the filter elements (19) are formed by chains which are alternately composed of ferromagnetic and non-magnetic rings.
6. Filter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the filter elements (19) are uniformly thick over their entire length.
7. Filter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the filter elements (19) have a decreasing thickness over their length from bottom to top.
8. Filter according to claim 1, characterized in that each of the grids (5, 6) has radially arranged, comb-shaped strips (I4) with grooves (15), in which grooves (15) the concentrically arranged rings (12) are inserted and that two brackets (16) are fastened to each comb-shaped bar (14) on the side of the grooves (15), into which brackets a holding bar (17) extending over the length of the comb-shaped bar (14) extends to each comb-shaped bar (14) ) is used.
9. Filter according to claim 1, characterized in that between the grids (5, 6) a pressure transmitter (31) is arranged, which has two nested, hermetically sealed, interconnected by flexible parts elastic chambers (32) with a Liquid are filled and that the interior of the pressure transmitter (31) can be connected by a pipe to a manometer (33) arranged outside the housing (1).
10. Filter according to claim 1, characterized in that a further guide sleeve (20) is fixed coaxially to the housing (1) in the upper grid (5) and that the first-mentioned, on the cover (4) attached guide sleeve (8 ') and the other Guide sleeve (20) are connected to one another by at least one helical spring (21) in such a way that the upper grid (5) is suspended from the cover (4).
11. Filter according to claim 1, characterized in that a funnel-shaped bunker (27) is arranged on the lower part of the housing (1) with an outlet opening (28) closable by a closure element (29) and in that the closure element (29) by another Rod (30) is connected to the lower grid (6).
12. Filter according to claim 1, characterized in that on the inner wall of the housing (1) between the two grids (5, 6) annular plates (37) are arranged, which have narrow sides inclined against the conveying direction of the medium to be cleaned.
13. Filter according to claim 12, characterized in that the angle of inclination of the annular plates (37) to the inner wall of the housing (1) is 20 to 75.
14. Filter according to one of claims 1, 12 or 13, characterized in that on the inner wall of the housing (1) between the grilles (5, 6) and optionally on the annular plates (37) an elastic cover (38) is attached .
15. Filter according to claim 1, characterized in that between the cover (4) and the upper grille (5) by a drive (24) around the rod (7) rotatable nozzle (22) is arranged, which with a compressed gas or is connected to a pressurized liquid line.
16. Filter according to claim 1, characterized in that a source (25) of electrical or magnetic fields or charges is arranged on the outer wall of the housing (1) at the same height as the filter insert (18).
17. Use of the filter according to one of claims 1 to 7 for cleaning a liquid or gaseous medium, characterized in that a material is selected as the material for the filter elements (19) which is chemically inert to the medium to be cleaned.
18. Use of the filter according to one of claims 1 to 7 for cleaning a liquid or gaseous medium, characterized in that a material is selected as the material for the filter elements (19), which is covered with a cover layer and soaked in chemically active substances and catalysts which have the ability to interact chemically with the medium to be cleaned.
The invention relates to a filter according to the preamble of claim 1 and to the use of this filter. Such a filter is used to clean liquids or gases.
The medium to be cleaned can be, for example, water, fuel, lubricant, air or another gas.
Such a filter is suitable for use in a metallurgical plant, in mining, in the cement, chemical and food industry, in other branches of industry as well as in engines and compressors.
Increases in production in many countries using bulk materials create dust and sludge, which contaminates the ambient air in an unacceptable manner or sludge liquid containers. For filtering gases and liquids, therefore, inexpensive, high-performance and easy-to-use filters are required, which enable a high degree of cleaning.
The filters currently used for such tasks are of different designs.
From DE-PS 1 436 296 (Kl. B 01D and 12d, 18), for example, a bag filter is known which has a cylindri cal housing with a lid in which a bag made of a porous material is arranged. Within the Beu
There is an elastic, cylindrical membrane that inflates through a pressure fluid, which creates a pressure in the medium to be cleaned, which is introduced between the bag and the membrane. The cleaned medium penetrates through the pores of the bag, while the residue adheres to the inner wall of the bag. To regenerate the filter, remove the lid and scrape off the residue from the inside of the bag.
The disadvantage of the filter described above is the complex, manual regeneration, in which the lid has to be removed and also the small volume of the filter, which is why the bag often has to be cleaned.
Another, known from FR-PS 2 012 540 (Kl. B 01 D, 46/00) filter has a plurality of filter bags made of woolen, woven fiber materials arranged in a housing parallel to its walls in vertical rows and also a regeneration device and a dust collection bunker. With this filter designed for gas, the gas to be cleaned flows through the walls of the hoses, to which the dust adheres. To regenerate this filter, the hoses are shaken and blown through with compressed air.
The deficiency of the filter described last is a large flow resistance of the filter layer due to the high density of the filter fabric, which means that either the performance of such a filter is low or the filter must be sized accordingly. Furthermore, the hoses of such a filter have a short lifespan, since they are subject to severe wear during regeneration, in particular their lower part, on which cracks often occur and the filters become unusable.
A cartridge filter is known from SU copyright certificate 511 962 (Kl. B 01 D, 27/12), which has a cylindrical housing with a grating arranged therein, to which fibers are attached. Furthermore, this filter has an elastic chamber which is attached to the inner wall of the housing at the level of the fibers. To clean the medium, a compressed gas is supplied to the elastic chamber, which causes the fibers to contract and form a filter layer through which the medium to be cleaned flows. To regenerate this filter, the elastic chamber is relieved of pressure gas so that the fibers can loosen up and be washed out.
A shortcoming of the filter described last is the low performance, since it is not possible to create a stable fiber layer with a large free cross section. In addition, such a filter has a low cleaning effect because the medium to be cleaned penetrates through the folds that arise in the annular walls of the elastic chamber when the fibers are compressed.
Another filter is from SU copyright certificate 417 145 (cl.
B 01 D, 27/12), which has two round grids, on the outer edges of which thread elements are stretched. Between the two grids, a contaminated liquid is fed into the space delimited by the ring-shaped layer of the thread elements and is filtered by the said layer. To remove the residue deposited in this layer, a washout liquid is periodically supplied in the opposite direction.
A deficiency of this known filter is the low degree of cleaning due to the leaky contact of the thread elements with one another and the need to supply a large amount of liquid to wash out the thread elements. In addition, cleaning the thread elements is cumbersome and requires a great deal of time, since it has to be carried out manually.
A purpose of the present invention is to remedy the above shortcomings.
The invention has for its object to develop a filter which offers the possibility to increase the degree of purification of the gases and liquids to be cleaned, to simplify the regeneration of the filter layer and to extend the time intervals between the individual regeneration cycles by appropriate design of the insert.
The object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.
In the filter according to the invention, the cleaning of the filter layer from the residue is facilitated, which can be easily removed by means of the vertical gaps that arise between the rows of thread-like or chain-shaped filter elements when the grids are spread and shaken, while after the two grids have been moved together, a spatial one uniform, porous layer of the filter material is created, which has a large absorption capacity and ensures a high degree of cleaning.
An embodiment according to claim 2 is particularly advantageous when the aerosols to be cleaned are monodisperse. Furthermore, such an embodiment enables a simplified and inexpensive production process for the filter insert.
In most cases, however, an embodiment is recommended according to claim 3, which is particularly effective when cleaning polydisperse aerosols and suspensions if the medium to be cleaned has particles of different sizes and shapes and compositions which differ from one another.
This creates the possibility of extending the life of the
Extend filter insert considerably and reduce its production costs, since it is possible when using fibers of different types according to strength and price to use durable and inexpensive fibers as base material, e.g. B.
Kapron fibers to use a low degree of cleaning and as a filler wool, which has a low strength, but has a high degree of cleaning.
An embodiment according to claim 4 is particularly suitable for cleaning gases and liquids which are contaminated by large abrasive particles. The filter elements formed by chains in this embodiment can, for example, be composed of metallic rings, but can also be composed of plastic rings.
With such an embodiment, the filter elements are less worn, so that their lifespan can be extended accordingly.
An embodiment according to claim 5 is recommended if the medium to be cleaned contains ferromagnetic particles, for example iron or nickel particles. The filter elements formed in this embodiment by chains can alternately be composed of steel and plastic rings. The advantage of such an embodiment is an increased degree of cleaning with low flow resistance of the filter insert.
According to claim 6, the design of the filter can be simplified and the manufacturing costs can be reduced accordingly.
An embodiment according to claim 7 is recommended for large-sized filters for cleaning large amounts of gas. Such a constructive solution enables one
Increasing the dust holding capacity of the filter insert, extending the time intervals between the individual regeneration cycles and reducing the flow resistance, since larger particles, the mass of which is the main constituent of the entire residue, will settle in the lower layers, in which the pores are larger. In contrast, finer particles will settle in the upper layers, the total weight of which is usually insignificant in relation to the total mass.
An embodiment according to claim 8 is recommended if media are to be cleaned of gaseous and dissolved additives. Such a constructional design simplifies the fastening group of the thread elements, enables a quick assembly and disassembly of the filter insert and an easy replacement of the worn rows of thread elements.
An embodiment according to claim 9 makes it possible to control the degree of compression of the filter insert when it is inserted into its operating position and, if appropriate, to interrupt the compression according to parameters which have been predetermined. A design of the pressure transmitter in the form of two chambers filled with a liquid offers the possibility of ensuring high measuring accuracy in the event of temperature fluctuations in the medium to be cleaned.
A constructive embodiment according to claim 10 facilitates the regeneration process due to an increased vibration of both grids and the filter insert.
A further preferred embodiment according to claims 12 and 13 enables the use of the annular plates to compress the filter layer at the point of contact with them, thereby preventing a reduction in the cleaning efficiency at the point of contact with the smooth wall. Tilting the plates downwards prevents the residue from accumulating on them.
By an embodiment according to claim 14, the compression of the wall layer of the filter insert increases, so that penetration of the dust through this layer is made more difficult and the cleaning effectiveness is thus increased.
In one embodiment according to claim 15, the rotatable nozzle is used to blow through the filter insert during the regeneration process. Such a constructive solution enables the filter insert to be regenerated more easily by being sprayed or blown uniformly with pressurized gas or liquid with a relatively low consumption of the pressurized gas or liquid.
The electrical or magnetic field that can be generated in one embodiment according to claim 16 serves to generate electrical and magnetic charges on the particles of the medium to be cleaned and the insert, as a result of which the cleaning efficiency can be increased considerably.
When the filter according to the invention is used for cleaning a liquid or gaseous medium according to claim 17, the service life of the filter insert can be extended and in most cases used for cleaning dusty air and for desludging liquids.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings. It shows:
1 is a filter in longitudinal section with the filter insert compressed in the filter position,
2 is a partial cross section through the filter of FIG. 1 along the section line II-II,
3 shows a partial section through the upper grid of the filter shown in FIGS. 1 and 2 along the section line III-III according to FIG. 2,
4 is a view in the direction of arrow A according to FIG. 3,
5 shows a vertical section of the filter insert during regeneration,
6 a filter, partly in longitudinal section, with stretched thread elements during regeneration,
7 the attachment of the upper grid to the lid in a variant with two sleeves,
8 is a vertical section through the filter insert in the operating state with a built-in pressure transmitter,
Fig.
9 shows a vertical section through the pressure transmitter, and
Fig. 10 is a partial sectional view through the housing in a variant with ring plates and an elastic layer on the wall.
The filter shown in FIG. 1 has a housing 1 with an axial inlet 2, a radial outlet 3 and a cover 4. Within the housing 1, an upper grating 5 attached to the housing and an exposed lower grating 6 are arranged predominantly perpendicular to its walls. In the center of the lower grid 6, a rod 7 is fastened, which extends through a guide sleeve 8, which is fastened in the center of the cover 4. The upper end of the rod 7 is coupled to an adjustment drive 9 which is connected to a starter 10. The rod 7 is also connected to a vibration source 11, e.g. B. connected to a vibrator.
Each of the two grids 5 and 6 has concentric rings 12 according to FIGS. 2 and 3, which are arranged coaxially to one another and to the housing 1 in such a way that gaps 13 are formed between them. 3 and 4, the concentric rings 12 are connected to one another by radial comb-shaped strips 14, the concentric rings 12 being inserted in the grooves 15 arranged in the strips 14. On each radial comb-shaped bar 14 two brackets 16 are attached, in which a retaining bar 17 is inserted and fastened, for. B. is spinned.
Between the grids 5 and 6 (Fig. 1), a filter insert 18 is housed, consisting of filter elements 19 (Fig. 3, 4, 5), which are designed as flexible thread sections or chains. Each filter or thread element 19 is attached at one end to the concentric ring 12 of the grating 5 (FIG. 1) and at the other end to the corresponding ring of the grating 6 such that when the grating 6 (FIG. 5) is lowered, all the thread elements 19 are stretched and predominantly run vertically. Since the thread elements 19 are attached to the concentric rings 12 (FIGS. 3, 4, 5), they run in rows in the stretched state with predominantly vertical cylindrical passage gaps 13 (FIGS. 3, 5). The threads themselves are the generators of the cylinders.
The thread elements 19 are made of a roughened material, e.g. B. as threads or fibers of wool, nylon, Lavsan, asbestos, kapron, glass fibers, metal and other substances or as chains, e.g. made of metal or plastic as well as combinations of threads and chains in various numerical ratios, which are evenly distributed among each other. For example: I. Composition. 5-20% kapron and 80-95% wool; II. Composition: 10% Lavsan and 60-90% cotton threads; III.
Composition: 2-30% (in spatial relation) steel chains and 70-98% nylon threads.
The first and second compositions are characterized by the fact that the Kapron and Lavsan synthetic fibers have a high strength in addition to a low dust holding capacity, while on the contrary the natural fibers of wool and cotton have a high dust holding capacity but a relatively low strength. With such a combination, the filter insert has a long service life and a large dust holding capacity, which means that it rarely requires regeneration.
The third composition of the filter layer contains steel rings which, when using the electromagnet, attract coarse-grained ferromagnetic particles well and, in conjunction with the nylon fibers, also ensure that the fine particles are caught well.
The thread elements 19 can be made of a material of the same diameter, shape and chemical composition over the entire height of each thread, e.g. B. from straight nylon threads with a diameter of 10 to 20 microns. This simplifies their manufacture.
The threads mentioned can also be produced with variable values of these parameters. Each thread element 19 is made in its lower part, from where the medium to be cleaned is supplied, from coarser fibers and, in the direction of movement of the medium to be cleaned, from thinner fibers. For example, the lower half of the thread is made of capron fibers with a diameter of 50-100 μm with a waviness amplitude of 5-10 mm and the upper half is made of nylon fibers with a diameter of 5-2011 m with a waviness amplitude of 2-5 mm.
When cleaning gases and liquids containing ferromagnetic substances, the chain links can be made from a ferromagnetic substance alternating with links made from a non-magnetic substance. As a result, the magnetic field that arises on the ferromagnetic chain links can be strengthened and thus the cleaning effectiveness can be increased.
The fibers and rings of the thread elements 19 are produced from the cleaning of the gases and liquids from solid particles from a material which does not interact chemically with the medium to be cleaned. This keeps your crest and extends its life.
In cases where cleaning of gaseous and dissolved admixtures is required, fibers and rings are used, made of materials with a coating and soaked in chemically active substances and catalysts, which have the ability to interact chemically with the medium to be cleaned. For example, an impregnation and a coating of barium chloride are used to clean a liquid of admixtures of sulphurous and sulfuric acid; calcium hydroxide is used to clean carbon dioxide; Magnesium carbonate with a catalyst silver nitrate is used to purify sulfur dioxide.
The filter according to the invention works as follows: In order to bring the filter into its operating state, the grid 6 (FIG. 1) is raised with the help of the rod 7 and its adjustment drive 9 and brought up to the grid 5, whereby the thread elements 19 of the filter insert 18 are compressed . The gas entering the filter through the feed pipe 2 is cleaned as it passes through the filter insert 18, after which it is let out through the discharge pipe 3. The residue is deposited thanks to the attractive forces, the collisions, the Brownian molecular movement, the electrical and magnetic attraction, the sieve effect and the like. The like. A significant part of the dust settles in the first layers of the filter insert 18, while a finer post-cleaning of the gas takes place in the subsequent layers.
The material for the thread elements 19 (Fig. 3, 4, 5) is depending on the size and properties of the dust particles, the temperature and other characteristics of the gas or
of the liquid chosen. For example, in the case of gas cleaning of finely dispersed dust, a material with the finest hairs with a diameter of 2-10 μm is selected; in the case of ferromagnetic dust, chains of a ferromagnetic metal are expediently used, etc. After a predetermined period of time or as soon as the pressure drop set in advance on the filter layer has been reached, the starter 10 (FIG. 1) gives a signal to the covering device of the filter located outside the filter Pipe 3, after which the movement of the medium to be cleaned is interrupted, and the drive 9 lowers the lower grid 6 with the rod 7 (FIG. 5). As a result, the thread elements 19 are stretched and the lower grid 6 is suspended by them on the grid 5, which is attached to the housing 1.
The thread elements 19 are arranged in groups in rows as coaxially standing cylinders, and the thread elements 19 themselves represent the generators of these cylinders. Between the rows of thread elements 19 there are passage gaps 13 which run in a straight line from the upper grid 5 to the lower grid 6.
Then you turn on the vibrator 11 (Fig. 1), which shakes the thread elements 19 (Fig. 3, 5), whereby the dust collected on them falls down through the gaps 13 formed between the rows of thread elements 19.
To increase the vibrating effect, the grating 6 can be raised to a predetermined height with the aid of the drive 9 (FIG. 1) and then lowered quickly, as a result of which the thread elements 19 (FIG. 5) experience a sharp jerk which increases the separation of the residue.
The shaking of the thread elements 19 takes place according to a predetermined program, the frequency and duration of the regeneration, the shaking strength u. regulates. The filter is switched from filtration to regeneration status automatically or manually. After regeneration, the grid 6 is raised and the work cycle can begin again.
The grid 6 (FIG. 6) can be cushioned to reinforce the regeneration effect. For this purpose, the sleeve 8 '(Fig. 6, 7) is attached to the lower side of the cover 4, and its lower part is made tubular. A sleeve 20, similar to the construction of the sleeve 8 ', but of smaller dimensions, is additionally arranged on the grid 5.
The end of the sleeve 20 is inserted into the sleeve 8 'and cushioned by the coil springs 21 so that the grid 5 is suspended by the springs 21 to the cover 4. The grid 5 is not attached to other parts of the housing 1.
In order to carry out an aerodynamic or hydraulic regeneration, a radial nozzle 22 (FIG. 6) is arranged on the sleeve 8 ′ so that it can rotate, the outlet openings 23 of which are directed against the grating 5. The radial nozzle 22 is provided with a drive 24 for its movement about the filter axis and is connected to the pipeline of the compressed gas or the pressure fluid (not shown in the drawing).
In order to increase the trapping of the solid particles, a source 25 of electric fields and charges, e.g. B. an electromagnet and housed within the feed pipe 2, for example, a gas ionizer 26.
To collect the dust separated during filtration and regeneration, a funnel-shaped bunker 27 with an opening 28 closed by a flap 29 is fastened in the lower part of the housing 1. The flap 29 is connected to the lower grid 6 by a rod 30.
In this modification, the filter is somewhat complicated, but its operating parameters are higher.
When filtering, the source 25 of the electric fields and charges and the gas ionizer 26 are switched on.
When passing through the gas ionizer 26, the dust particles contaminating the gas receive electrical charges, and the filter cartridge 18 also receives charges, generating an electromagnetic field from the source 25 of the fields and charges. The charged and uncharged particles pass through such a filter layer of the insert 18 and thereby settle more effectively.
As a result, the entire filter insert 18 vibrates more intensely during the regeneration because the oscillation amplitude of the coil springs 21 increases. The regeneration effect is particularly high if the vibration amplitude of the vibrator 11 has been set in resonance with the natural frequency of the vibrations of the entire vibration system - the grids 5 and 6, the rod 7 and the thread elements 19. To intensify the regeneration, pressurized gas or a pressurized liquid is fed to the radial nozzle 22, which knocks out the dust residue from the thread elements 19 with the aid of the pressure stream exiting through the openings 23. The nozzle 22 is rotated intensively around the sleeve 8 'with the aid of the drive 24, so that a strong pressure gas or
Hydraulic fluid flow successively penetrates the gaps 13 in all points and thus significantly increases the removal of the residue from the thread elements 19.
The residue knocked out of the filter insert 18 falls into the funnel-shaped bunker 27 and from there passes through the discharge opening 28 onto a transport means (not shown in the drawing). During the filtering process, when the grille 6 is pushed up, the flap 29 is also raised by means of the rod 30, so that the drain opening 28 is closed. When the grille 6 is lowered during the regeneration, the flap 29 will also lower and thus open the drain opening 28 for removing the residue from the bunker 27. This dispenses with the need for a special opening and closing device for the drain opening 28, which means that the filter is easier to operate.
To control the degree of compression of the filter insert 18 (FIG. 2), a pressure transmitter 31 is accommodated in it, which is designed in the form of two elastic chambers 32 (FIG. 9), between which a coolant circulates, the interior of the pressure transmitter 31 (FIG 8) is connected to a manometer 33 arranged outside the housing 1. To protect against grinding and damage, the chambers 32 are housed in an annular chain mail 34 which is attached to the tube 35 and the holder 36.
The pressure transmitter 31 serves to control the degree of compression of the filter insert 18, on which the cleaning effectiveness of the gas depends. In order to achieve the required effectiveness of gas cleaning, a certain degree of compression of the filter insert 18 is specified, which is checked according to the indications of the manometer 33, which is connected to the drive 9 (FIG. 1). As soon as the predetermined pressure is reached, the drive 9 is switched off.
On the inner surface of the housing 1 (Fig. 8) between the grids 5 and 6 plates 37 (Fig. 8, 10) can be attached, which are directed downwards at an angle of 20-75 to generate the wall of the housing 1. An elastic coating 38, for example made of Porolon or foam rubber, is attached to the housing wall itself and possibly to the ring plates 37. This enables the gap leaks between the thread elements 19 and the inner wall of the housing 1 to be sealed, where increased penetration of the particles is possible.
The material of the filter insert 18 is better sealed on the shoulders of the ring plates 37 (FIG. 10), so that an additional resistance is generated. This reduces the speed of movement of the filter medium, which leads to an improvement in the cleaning quality.
When the filter insert 18 is pressed against the elastic cover 38, the fibers and chains press into this cover and create an additional resistance which prevents the particles in the wall layer from breaking through.