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Filtermassen in loser Schüttung-insbesondere solche, wie sie bei Schutzräumen Verwendung finden-erfordern spezielle Ansaugroste, deren Aufgabe es ist, das Mitreissen von Teilchen der Filtermasse durch das angesaugte und zu filternde Medium zu verhindern.
Da die Teilchengrösse der Filtermassen sehr unterschiedlich sein kann, u. zw.. einerseits durch Abrieb,
Bruchkorn usw., und anderseits auch zur Erzielung eines bestimmten Durchgangswiderstandes ein gewisser
Feinstkornanteil in der Filtermasse notwendig erscheint, sind an die Ansaugroste aus allen diesen Gründen bestimmte Mindestanforderungen zu stellen.
Das Gesamtausmass einer Filteranlage ist in der Regel vorgegeben und wird durch die Förderleistung des ansaugenden Gerätes (Ventilator), durch die Art der Verunreinigung des angesaugten und zu filterden Mediums sowie durch die Filtereigenschaften der verwendeten Filtermasse bestimmt. Daher kann auch das Volumen des
Ansaugrostes nicht beliebig gross gewählt werden, um Ansaugöffnungen in ausreichender Grösse, Zahl und
Anordnung darauf unterzubringen. Das Rostvolumen darf die benötigte Menge an Filtermasse im Filterraum vorgegebenen Ausmassen nicht wesentlich verringern.
Durch die Verwendung einer Filtermasse in loser Schüttung (Grobsand od. dgl.) ergibt sich auch die
Notwendigkeit, den Ansaugrost unterhalb der Filtermassenschüttung waagrecht auf der Sohle des Filterraumes anzuordnen. Das bedeutet, dass der Rost das Gewicht der Filtermasse zu tragen hat und seine Ausführung eine dementsprechend stabile sein muss.
Die wesentliche Forderung ist jedoch die nach einem genügend grossen Ansaugquerschnitt des Rostes, welcher sich aus der Summe aller auf ihm befindlichen Ansaugöffnungen ergibt. Die Durchtrittsgeschwindigkeit des angesaugten Mediums an den Grenzflächen der Filtermasse in der Richtung zur ansaugenden Vorrichtung hin ("reine Seite") muss so gering sein, dass Mitschlepperscheinungen beim Feinstkornanteil der Filtermasse mit grösstmöglicher Sicherheit vermieden werden. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Durchtrittsgeschwindigkeit bei
Luft unter 10 cm/sec liegen muss. Dazu ist ein Gesamtansaugquerschnitt des Rostes von mindestens 800 cm2 je
1 m3 Filtermasse erforderlich.
Die bisher üblichen Rostkonstruktionen bestehen zumeist aus prismatischen oder zylindrischen bzw. halbzylindrischen Hohlkörpern, die seitlich oder an ihrer Unterseite Ansaugöffnungen besitzen. Durch
Abdachungen über solchen seitlichen Ansaugöffnungen wird das Eindringen der losen Filtermasse in den Rost verhindert. Mehrere solcher Hohlkörper sind dann durch querlaufende Rohre usw. zu einem Rohrsystem verbunden und an die zur Fördervorrichtung führende Ansaugleitung angeschlossen. Einer solchen Konstruktion sind aber hinsichtlich ihres Ansaugquerschnittes Grenzen gesetzt, da zwischen den öffnungen ihrer seitlichen Wände genügend undurchbrochenes Material vorhanden sein muss, um eine ausreichende Festigkeit noch zu gewährleisten.
Soferne die seitlichen Wände der hohlen Ansaugkörper eines solchen Rostes eine tragende
Funktion besitzen, ist ihre totale Auflösung nicht möglich und der Gesamtansaugquerschnitt des Rostes übersteigt daher in der Regel nur knapp den unteren Grenzwert, zumal ja zwischen den einzelnen Ansaugkörpern aus strömungstechnischen Gründen ein genügend grosser Abstand vorhanden sein muss, wenn der Ansaugquerschnitt zweier benachbarter Hohlkörper voll ausgenutzt werden soll.
Bei einem andern Rostsystem wird durch eine Anzahl S-förmiger Profile eine zusammenhängende, waagrechte Rostfläche erzielt, in welcher über die gesamte Breite derselben reichende und nach oben offene Schlitze parallel zueinander verlaufen. Die Filtermasse kann zwar von oben her in diese Schlitze eindringen, jedoch nicht im gegenläufigen und nach oben gerichteten, inneren S-Teil hochsteigen. Der sich aus Schlitzbreite und-länge sowie der Anzahl der Schlitze ergebende Gesamtansaugquerschnitt ist dabei um ein Beträchtliches höher als bei den zuerst erwähnten Systemen und dadurch ist die Durchtrittsgeschwindigkeit des gefilterten Mediums tatsächlich so gering, dass Mitschlepperscheinungen beim Feinstkornanteil (Staubkorn 0, 25 mm) mit grösstmöglicher Sicherheit vermieden werden können.
Die Variabilität des Ansaugquerschnittes vermag aber bei Filtermassen, die auf Grund ihrer Beschaffenheit nur einen geringen Feinstkornanteil aufweisen, von Bedeutung zu sein, da in diesem Fall der Gesamtansaugquerschnitt des Rostes klein gehalten werden kann, was eine gewisse Verbilligung des Rostes darstellt. Demgegenüber ist bei einer Filtermasse mit hohem Feinstkornanteil ein optimaler Wert des Gesamtansaugquerschnittes notwendig und es bedeutet einen erheblichen Vorteil, wenn in beiden Fällen die gleiche Rostkonstruktion zur Verwendung gelangen kann.
Eine solche Konstruktion eines Ansaugrostes für Filtermassen in loser Schüttung mit variablem Gesamtansaugquerschnitt, die einerseits das Erreichen der gerade noch zulässigen maximalen Durchtrittsgeschwindigkeit des Mediums erlaubt, anderseits aber auch eine optimal erreichbare Verminderung derselben ermöglicht und bei Bedarf auch Zwischenstufen gestattet, bildet den Gegenstand der Erfindung.
Dieses Ziel wird bei einem Rost für von oben nach unten durchströmte lockere Filtermassen, insbesondere für Schutzraumanlagen, dadurch erreicht, dass über jeder der in einer Bodenplatte verteilt vorgesehenen Öffnungen zwei oder mehrere, im vertikalen Querschnitt trapezförmige Abdeckelemente mit gegenseitigem Abstand übereinander angeordnet sind, von denen alle, ausgenommen das oberste Element, eine zentrale Öffnung besitzen. Jedes dieser Abdeckelemente ragt von unten her in das darüberliegende hinein, u. zw. so, dass die Unterkante der schrägen Seitenflächen des höherliegenden Elements tiefer liegt als die Oberkante der schrägen Seitenflächen des darunterliegenden Elements.
Auf diese Weise wird ein Eindringen der Filtermasse in das Innere
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der aus den übereinanderliegenden Abdeckelemente gebildeten Ansaugkörpers verhindert. Auch die Ränder der Öffnungen in der Bodenplatte sind parallel zu den Seitenflächen der darüberliegenden Abdeckelemente schräg nach oben gebogen und bilden so die Basis für die darüber befindlichen Ansaugkörper.
Die einzelnen Abdeckelemente werden durch Abstandshalter von der Bodenplatte und voneinander getrennt und können in beliebiger Anzahl übereinandergesetzt werden. Dadurch erfährt der Querschnitt der zwischen ihnen entstehenden und schräg nach unten gerichteten Ansaugschlitze eine, der Zahl der verwendeten Abdeckelemente entsprechende Vervielfachung. Auf diese Weise wird es möglich, den Ansaugquerschnitt eines Ansaugkörpers zu verdoppeln, zu verdreifachen oder zu vervierfachen, je nachdem, ob auf eine Öffnung der Bodenplatte ein Abdeckelement ohne zentrale Öffnung (Dachstück) allein oder unter Verwendung von einem, zwei oder drei Abdeckelementen mit zentraler Öffnung (Zwischenstück) aufgesetzt wird. Somit ist die Variabilität des Gesamtansaugquerschnittes und zugleich der Durchtrittsgeschwindigkeit des Mediums durch den Rost gegeben.
Fig. l zeigt einen Ansaugkörper eines solchen Rostes, bestehend aus Dachstück und drei Zwischenstücken, auf eine öffnung der Bodenplatte aufgesetzt und im Bereich der Abstandshalter vertikal geschnitten. Die Bodenplatte--l--über einem Sammelraum--2--besitzt eine Öffnung--3--, deren Ränder--4-- schräg nach oben und parallel zu den Seitenflächen darüberliegenden Abdeckelemente gebogen sind. Abstandshalter --9-- sorgen dafür, dass zwischen den schrägen Seitenflächen der Äbdeckelemente--5, 6-die Spaltbreite erhalten bleibt, aber auch dafür, dass jedes Abdeckelement unverrückbar auf den darunterliegenden bzw. auf der Bodenplatte aufsitzt.
Dazu trägt auch die Formgebung der Abstandshalter bei, wie beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt, durch Vertiefung--10--an ihrer Oberseite oder Ausnehmungen --12-- in der Bodenplatte-l-und in diese eingreifende Zapfen --11-- an ihter Unterseite. Zugleich nehmen diese Abstandshalter die Last der über dem Rost befindlichen Filtermasse auf.
Fig. 2 zeigt den gleichen Ansaugkörper im Schnitt zwischen den Abstandshaltern und gibt schematisch den Weg des angesaugten und gefilterten Mediums durch den Rost wieder. Die Abdeckelemente, u. zw. das Dachstück --5-- sowie die Zwischenstücke --6--, welche in ihrer waagrechten Fläche eine zentrale Öffnung-7aufweisen, bilden den Innenraum des Ansaugkörpers, in welchen das Medium nach Passieren der Filtermasse
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Medium in einen Sammelraum--2--eintritt, der durch einen auf der Sohle des Filterraumes aufliegenden
Grundrahmens des Rostes gebildet wird. Aus diesem wird es durch einen Ansaugkanal oder eine Ansaugleitung - -8--, die zum Fördergerät führt, abgesaugt.
Die aus den Abdeckelementen gebildeten Ansaugkörper können hinsichtlich ihres Grundrisses verschiedene
Form erhalten. Als Beispiele hiefür zeigen die Fig. 3 und 4 Draufsicht und Schnitt eines Rostes mit quadratischen Ansaugkörpern ("Tassenform"), die Fig. 5 und 6 entsprechende Darstellungen mit kreisrunden Ansaugkörpern ("Napfform") und die Fig. 7 und 8 solche mit Ansaugkörpern aus Profilstücken ("Schienenform"). Die Zahl der Ansaugkörper je Rost kann entsprechend dem erforderlichen Gesamtansaugquerschnitt gewählt werden, wobei jedoch ihr Abstand voneinander nicht zu klein sein darf.
Für Ansaugroste für Filtermasse in loser Schüttung gelten allgemein folgende Kriterien :
1. Der Gesamtansaugquerschnitt des Rostes muss möglichst gross sein, um eine davon abhängige, genügend geringe Durchtrittsgeschwindigkeit des Mediums durch den Rost zu erzielen.
2. Der Gesamtansaugquerschnitt des Rostes muss in einem optimalen Verhältnis zur Filtergrundfläche stehen und durch die Anordnung der Ansaugöffnungen einen möglichst gleichmässigen, grössere
Toträume vermeidenden Durchgang des Mediums durch die Filtermasse sowie deren bestmögliche
Ausnutzung gewährleisten.
3. Das Volumen des Ansaugrostes soll möglichst klein sein, um bei gegebener Filterfläche und maximaler Schutthöhe der Filtermasse deren Volumen nicht wesentlich zu verringern.
4. Die Konstruktion des Ansaugrostes muss genügend Stabilität aufweisen, um das Gewicht der
Filtermasse tragen zu können, weshalb auch der Anteil der waagrechten Flächen des Rostes ein möglichst geringer sein soll.
5. Das Material, aus welchem der Rost gefertigt wird, muss weitgehend korrosionsbeständig sein, oder die Korrosionsbeständigkeit ist durch einen wirksamen und dauerhaften Oberflächenschutz des verwendeten Materials sicherzustellen.
Der Gegenstand der Erfindung entspricht nicht nur allein diesen Anforderungen, sondern bildet darüber hinaus vor allem durch die Variabilität des Gesamtansaugquerschnittes eine Neuerung.
Aber auch die Wirksamkeit ist gegenüber derjenigen der bisher üblichen Rostsysteme bedeutend verbessert.
Ein Vergleich mit allen bekannten und im Handel befindlichen Rostsystemen hinsichtlich der theoretischen Wirksamkeit kann nach der Beziehung
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durchgeführt werden, wobei
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W = theoretische Wirksamkeit
Q = Gesamtansaugquerschnitt des Rostes in Prozenten der Filterfläche
V = Rostvolumen in Prozenten des Filtervolumens und v = Durchtrittsgeschwindigkeit des Mediums durch den Rost bedeuten.
Durch diesen Vergleich ergibt sich, dass der Rost, welcher den Gegenstand der Erfindung bildet, infolge seiner Konstruktion allein andern Systemen weit überlegen ist. Er stellt somit auch in dieser Hinsicht eine Neuerung dar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rost für von oben nach unten durchströmte lockere Filtermassen, insbesondere für
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verteilt vorgesehenen Öffnung zwei oder mehrere, im vertikalen Querschnitt trapezförmige Abdeckelemente mit gegenseitigem Abstand übereinander angeordnet sind, von denen alle, ausgenommen das oberste Element, eine zentrale Öffnung besitzen.
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