llAUPTPATENT
Filtervorrichtung zur Abscheidung gesundheitsschädigender, insbesondere radioaktiver Schwebstoffe aus strömender Luft oder aus einem anderen Gasstrom
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung zur Abscheidung gesundheitsschädigender, insbesondere radioaktiver Schwebstoffe aus strömender Luft oder aus einem anderen Gasstrom.
Die auf dem Gebiete der Abscheidung von Schwebstoffen gebräuchlichen Luftfiltervorrichtungen bestehen aus einem von dem zu reinigenden Gas durchströmten Filteraufnahmgehäuse, in dem dichtend zum Luft- oder Gasstrom quergerichtete Luftfilterpacks oder Filterzellen angeordnet sind. Zur erforderlichen Auswechselung der Luftfilterpacks oder -zellen nach erfolgter Sättigung sind in dem Luftfilter-Aufnahmegehäuse durch einen Deckel verschliessbare Einschuböffnungen und von aussen bedienbare Spannelemente zur dichtenden Anpressung der Filterzellen im Aufnahmegehäuse vorgesehen.
Bei Verwendung derartiger Vorrichtungen für die Abscheidung gesundheitsschädigender, beispielsweise radioaktiver Schwebstoffe in kerntechnischen Anlagen besteht die Forderung, die notwendige Auswechselung einer von Staub gesättigten gegen eine neue Filterzelle so vorzunehmen, dass das Bedienungspersonal vor Schädigungen durch radioaktive Schwebstoffe sicher geschützt ist. Hierbei muss die gesättigte Filterzelle bei ihrer Entnahme aus dem Filteraufnahmegehäuse in einem geschlossenen Schutzbeutel aufgenommen sein; gleichzeitig muss die Einschuböffnung während der Auswechselung vom Schutzbeutel ringsum sicherverschlossen sein, damit das Bedienungspersonal vor direkter Berührung mit radioaktiv-verseuchten Schwebstoffen geschützt ist.
Darüber hinaus muss aber auch die für die Filterzellen-Auswechselung erforderliche Zeit so kurz wie möglich sein, um das Bedienungspersonal bei starken Aktivitäten vor Strahlenschäden zu schützen.
Bei derartigen, in kerntechnischen Anlagen verwendeten Lufifikervorrichtungen ist man bisher von den bekannten Vorrichtungen ausgegangen und hat um die Einschuböffnung des Luftfiltergehäuses einen ovalen, auf seiner Oberfläche mit mehreren umlaufenden Rillen versehenen geschlossenen Bordring angeordnet. Bei Auswechselung des Filterelementes wird auf dem Bordring ein Beutel aus Kunststoff in den Rillen des Bordringes befestigt. Darauf muss zunächst die Tür der Gehäuse-Einschuböffnung (vielfach sogar durch den Beutel hindurch) geöffnet und die Anpressvorrichtung für die Filterzelle gelöst werden. Darauf wird die mit Staub gesättigte Filterzelle in den Beutel hineingezogen.
Der Schutzbeutel wird durch Verschweissung geschlos sen, so dass sich das Filterelement oder die Filterzelle in einem geschlossenen Kunststoffbeutel befindet, während auf dem Bordring ein ebenfalls durch Trenn Schweissung verschlossener Rest des Kunststoffbeutels verbleibt. Bei Einführung einer neuen Filterzelle wird die in einem anderen Kunststoffbeutel aufgenommene neue Filterzelle so in die Gehäuse-Einschuböffnung eingeführt, dass zunächst der die Filterzelle enthaltende Schutzbeutel in einer freien Rille des Bordringes befestigt wird, darauf wird der auf einer vorderen Rille befindliche, zusammengeschweisste Rest des vorherigen Kunststoffbeutels von dem Bordring abgezogen, die Filterzelle in die Einschuböffnung eingeschoben,
die von aussen zugängliche Anpressvorrichtung für die Filterzellenabdichtung betätigt und die Einschuböffnung mit einer Tür oder Klappe verschlossen. Bei der Auswechselung einer folgenden frischen Filterzelle muss in gleicher Weise wie vorher beschrieben vorgegangen werden. Diese allgemein bekannte Vorrichtung weist durch die Ausbildung des Luftfiltergehäuses und durch die Anordnung des Kunststoffbeutels für die Filterzelle erhebliche zum Teil gefährliche Nachteile auf.
Einmal besteht die Gefahr, dass die in der Regel rechteckige oder viereckige unförmige Filterzelle beim Herausnehmen den Schutzbeutel aus Kunststoff-Folie beschädigen kann, so dass radioaktiv beeinflusste Schwebstoffe durch den Schutzbeutel hindurch ins Freie kontaninieren können. Auch bei grösster Vorsicht lassen sich derartige Beschädigungen des Kunststoffbeutels beim Herausnehmen der Filterzelle nicht immer vermeiden, zumal die Filterzellen verhältnismässig gross sind und daher auch die Kunststoffbeutel entsprechende Abmessungen aufweisen müssen.
Ein wesentlicher weiterer Nachteil besteht aber darin, dass durch die beim Austausch der Filterzelle bedingten erforderlichen unhandlichen Manipulationen eine verhältnismässig lange Zeit verstreicht, so dass wegen bestehender Strahlenschädi gungsgefahr bei starken Aktivitäten das Bedienungspersonal während des Auswechselvorganges bei grossen Anlagen vielfach abgelöst werden muss. Die Auswechselung einer Filterzelle bei dieser bekannten Vorrichtung ist daher für das Bedienungspersonal aus vorstehenden Gründen gefährlich. Als weiterer Nachteil wird die verhältnismässig grosse Abdichtfläche zwischen Filterzelle und Aufnahmegehäuse empfunden. Hierdurch ergeben sich entsprechend grosse erforderliche Anpresskräfte für die Abdichtorgane.
Man hat daher insbesondere bei grösseren kerntechnischen Anlagen Luftfilter besonderer Konstruktion, beispielsweise Kesselfilter verwendet, bei denen die verseuchten Filterzellen durch fernbedienbare Manipulatoren aus dem Filtergehäuse entnommen und der Ablagerung oder Verbrennung zugeführt werden. Diese einen einwandfreien Schutz des Bedienungspersonales gewährleistenden Einrichtungen sind aber in apparativer und bedienungstechnischer und in konstruktiver Hinsicht ausserordentlich aufwendig, so dass in diesem Anwendungsbereich das allgemeine Bedürfnis besteht, eine Möglichkeit zu schaffen, bei der auf einfache Weise die radioaktiv verseuchten mit Staub gesättigten Filterzellen durch das Bedienungspersonal in einer optimal kurzen Zeit ausgewechselt werden können, ohne dass unhandliche zeitraubende oder eventuell gefährliche Wartungsvorgänge erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung zu schaffen, die diesen Forderungen genügt und es gestattet, radioaktiv verseuchte Filterzellen mit wenigen Handgriffen in kürzester Zeit auszuwechseln, ohne dass das Bedienungspersonal der Gefahr einer radioaktiven Verseuchung ausgesetzt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, gegenüber den bisher üblichen grossen Dichtflächen ein Minimum von Abdichtflächen zwischen Filterzelle und Aufnahmegehäuse zu erhalten. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Filterzelle fest in einem geschlossenen, kastenförmigen, mit beiderseits der Filterzelle angeordneten trichterförmigen Anschlussstutzen versehenen, falschluftabdichtend mit entsprechenden staubluftseitig und reinluftseitig am Rohrleitungskanal oder am Anschlussgehäuse direkt angeordneten Rohrstutzen verbindbaren Filterkörper aufgenommen ist, dass die Rohrstutzen des Rohrleitungskanals oder Anschlussgehäuses und die Anschlussstutzen des Filterkörpers mit mit mehreren Klemmrillen versehenen elastischen Bordringen zur Befestigung von beiderseitig offenen, harmonikaartig zusammenfaltbaren,
der kontaminationssicheren Auswechslung des Körpers dienenden Schutzschläuchen versehen sind, und dass der Filterkörper in einer eine Verschiebung gegenüber dem Rohrleitungskanal gestattenden Halterung aufgenommen ist.
Dabei kann der Luftfilterkörper aus einem der Querschnittsform der Feinfilterzelle und des Vorfilters entsprechend gebildeten, beiderseitig offenen Mittelteil bestehen, sowie aus zwei, je einen Rohranschlussstutzen tragenden, den Mittelteil unter Zwischenlage von auf der Filterzelle aufliegenden Dichtungen übergreifenden, durch Vergiessen mit härtbarem Kunststoff mit dem Mittelteil zu einem Bauteil verbundenen, trichterförmig sich verjüngenden Abdeckteilen. Durch diese Anordnung der Filterzelle in einem kastenartigen, mit Anschlussstutzen versehenen Filterkörper wird die umständliche Betätigung und Anordnung vom komplizierten und gasdichten Anpressvorrichtungen für die Filterzellenabdichtung überflüssig, da diese in einfacher Form nunmehr direkt auf den Filterkörper und zentral einwirken kann.
Eine Herausnahme der Filterzellen aus dem Filtergehäuse ist nicht mehr erforderlich, da der die Filterzelle aufnehmende Filterkörper mit seinen Anschlussflanschen ausserhalb von den Flanschen des Luftkanals gelöst werden kann. Durch die Anordnung der beiden dichtend aufeinanderliegenden Rohrstutzen mit den übergreifenden, harmonikaartig gefalteten Schutzschläuchen oder Wartungsschläuchen und durch die verschiebbare Aufnahme der Filterkörper in einer Halterung des Luftkanals ist es möglich, durch Verschiebung des Filterkörpers gegenüber dem Gehäuse oder dem Luftkanal die hierbei sich erstreckenden Kunststoffschläuche durch Schweissung in der Mitte zu trennen und zu schliessen, so dass die Anschlussflanschen des Filterkörpers und auch die Flanschen des Luftkanals gasdicht und sicher geschlossen sind.
Der die gesättigte Filterzelle enthaltende Filterkörper kann dann aus der Halterung des Luftkanals herausgezogen und der Vernichtung durch Ablagerung oder Verbrennung zugeführt werden. Ein neuer Filterkörper kann in die Halterung des Luftkanals eingesetzt werden, wobei auf die Rohrstutzen des Filterkörpers und des Luftkanals oder des Anschlussgehäuses neue Schutzschläuche aufgeschoben werden können. Darauf kann der Körper in die Arbeitslage geschoben und die an den Rohrstutzen# enden angeordneten Flanschen durch von aussen lösbare federnde Spannelemente dichtend miteinander verhunden werden.
Die Anschlussstutzen des Filterkörpers können koaxial zueinander angeordnet sein, und es kann der Filterkörper mit an gegenüberliegenden Seitenwandungen des Mittelteiles angeordneten vorspringenden Nokken in einem aus-U-Eisen bestehenden Gestell quer zur Rohrstutzenachse verschiebbar aufgenommen sein.
Hierbei können die Stutzen des Rohrleitungskanals und die Rohranschlussstutzen des Filterkörpers an ihren Enden mit entsprechenden Dichtflanschen versehen sein, die durch sie übergreifende, lösbare Klernmverbindungen verbindbar sind. Bei Verwendung dieser Ausführungsform muss der Filterkörper zwischen die beiden im Abstand angeordneten Flanschen eines luftführenden Kanals oder einer Rohrleitung eingesetzt werden. Die Verschiebung des Filterkörpers zum Zwecke der Auswechslung muss waagrecht zu seiner Rohrstutzenachse erfolgen. Bei grösseren Luftfilteranlagen, bei denen mehrere derartige Filterkörper angewendet werden müssen, ist wegen der erforderlichen Querverschieblichkeit der Filterkörper ein verhältnismässig grosser Bedienungs- oder Einbauraum erforderlich. Eine abgewandelte Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass sie einen möglichst geringen Einbauraum in Anspruch nimmt.
Zu diesem Zweck können die Rohranschlussstutzen an einer Filterkörperseite parallel zueinander bzw. untereinander angeordnet sein, und der Luft führende Kanal oder das Anschluss- oder Aufnahmegehäuse kann einen zwischen seinen Rohrstutzen angeordneten Trennboden besitzen zur Unterleitung von Rein- und Staubluftseite. Hierbei können ein- oder beiderseitig am Rohrleitungskanal oder Anschlussgehäuse Rohrstutzenreihen zur gasdichten Auf nahme einer Reihe von nebeneinander angeordneten trichterförmigen Filterkörpern in einer Ebene vorgesehen sein. Weiter können am Rohrleitungskanal oder Anschlussgehäuse U-förmige, den Filterkörper in Achsrichtung der Rohranschlussstutzen verschiebbar aufnehmende Träger angeordnet sein.
Bei dieser Ausführungsform besteht die Möglichkeit, beiderseits eines kastenförmigen, durch ein mittiges Trennblech in eine Staubluft- oder Reinluftkammer getrennten Luftkanals oder Aufnahmegehäuses gegebenenfalls an beiden gegenüberliegenden Seiten eine Mehrzahl von Rohrstutzenreihen anzuordnen, so dass eine Vielzahl von Filterkörpern mit einliegenden Filterzellen an ein und demselben Luftkanal oder Aufnahmegehäuse angeordnet werden können. Die Anordnung dieser Filterkörper kann unmittelbar nebeneinander erfolgen, da bei der Auswechslung der Filterkörper zufolge der Anordnung der Rohran- schlussstutzen nur eine Verschiebung senkrecht zur Wand des Filtergehäuses erforderlich ist.
Es ist auch möglich, an den Enden der Träger den Filterkörper hintergreifende, nach unten abkippbare, der dichtenden Verbindung der Rohr-Anschlussstutzen des Filterkörpers mit den Stutzen des Filtergehäuses dienende federnde Schraubelemente anzuordnen. Hierbei können die Anschlussstutzen des Filterkörpers je einen Dichtflansch und die Rohrstutzen des Gehäuses eine den Dichtflansch aufnehmende zurückspringende, mit einer Dichtung versehene Anlagefläche aufweisen.
Durch die Anordnung der federnden Schraubelemente wird die Verwendung von die Flanschen der Rohrstutzen übergreifenden Klemmelementen überflüssig, da die dichtende Anpressung des Filterkörpers am Kanal oder Aufnahmegehäuse durch die Schraubenzwingen selbst erfolgt, die noch den Vorteil besitzen, dass sie zufolge ihrer Federwirkung sich selbst nachstellen, falls die Dichtungen in ihrer Wirkung an den Rohrstangen nachlassen.
Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Filtervorrichtung. Es bedeuten:
Fig. 1 schematische Darstellung einer Ausführungsform bei der Auswechselung des verseuchten Filterkörpers gegen einen frischen,
Fig. 2 Darstellung eines Aufnahmegehäuses oder eines Luftkanals in einer abgewandelten Ausführungsform in Ansicht und Schnitt gemäss Linie A-A,
Fig. 3 Darstellung gemäss Fig. 2 einer Gesamtanlage mit angesetzten Filterkörpern in Ansicht und Seitenansicht,
Fig. 4 Einzeldarstellung des die Filterzelle tragenden Filterkörpers in Seitenansicht und Aufsicht,
Fig. 5 vergrösserte Teildarstellung gemäss Fig. 4,
Fig. 6 Darstellung des Filterkörpers gemäss Fig. 4 in Eingriffstellung mit dem Aufnahmegehäuse oder Anschlussgehäuse oder Luftkanal,
Fig. 7 Darstellung einer weiter abgewandelten Ausführungsform ausser Eingriffstellung,
Fig.
8 Darstellung gemäss Fig. 7 in Eingriffstellung,
Fig. 9 perspektivische Darstellung eines Luftkanals gemäss Fig. 2,
Fig. 10 perspektivische Darstellung eines Luftkanals oder Anschlussgehäuses mit einem abgenommenen Filterkörper.
Wie Fig. 1 in ihren Einzeldarstellungen la bis lf zeigt, ist ein Filterkörper 1 vorgesehen, der mit zwei koaxial angeordneten Anschlussstutzen 2, 3 versehen ist. In dem Körper list eine Filterzelle Teil 26 gemäss Fig. 4 angeordnet. Der Filterkörper 1 ist mit seinen Anschlussstutzen 2, 3 an die Rohrstutzen 4, 5 eines Luftkanals oder einer Rohrleitung anschliessbar. Zu diesem Zwecke besitzen die Stutzen 2, 3 einen Dichtungsflansch 6, die Rohrleitungsstutzen 4, 5 einen Dichtungsflansch 7. Die beiden Dichtungsflanschen 6, 7 werden durch eine innerhalb oder ausserhalb des Schutzschlauches lösbare Klemmverbindung 8 in dichtender Anlage gehalten. Auf den Stutzen 2, 3 und 4, 5 sind Bordringe 9 und 10 angeordnet, an denen je ein die beiden Stutzen 2, 4 und 3, 5 übergreifender Kunststoffschlauch 11. befestigt ist.
Wie die vergrösserte Darstellung zeigt, besitzt der Bordring 10 auf seinem Umfang zwei zueinander parallel laufende Rillen 12, 13, in denen der Schlauch 11 aus durchsichtigem Kunststoff mit elastischen Schnüren eingeklemmt wird. An dem Filterkörper 1 sind vorspringende Nocken 14 angeordnet, mit denen der Filterkörper 1 in einem aus U-Eisen gebildeten Gestell 15 aufgenommen ist. Die Fig. la zeigt den Filterkörper 1 in Eingriffstellung mit den Stutzen 4, 5 des Luftkanals oder der Rohrleitung.
Wenn die in dem Filterkörper 1 befindliche Filterzelle mit Staub gesättigt ist und ausgewechselt werden muss, wird zunächst durch den Schlauch 11 die Klemmverbindung 8 der Dichtungsflanschen gelöst, dann wird der Filterkörper 1 gemäss Fig. lb in dem Gestell 15 nach rechts verschoben, wobei sich der Kunststoffschlauch 11 streckt. Wie Fig. lc zeigt, wird der Kunststoffschlauch 11 an der Stelle 16 mittels einer Schweisszange getrennt und gleichzeitig verschweisst. Dann wird der Filterkörper 1 nach rechts aus dem Gestell 15 herausgezogen, wobei seine beiden Rohranschlussstutzen 2, 3 durch die beiden verschweissten Kunststoffschiauchreste 11 gasdicht verschlossen sind. Ein neuer Filterkörper 1 wird gemäss Fig. ld in das Gestell 15 eingeschoben.
Auf dem Bordring 9 ist ein neuer Kunststoffschlauch 17 eingeklemmt, dessen Ende in der äusseren Rille 13 des Bordringes 10 der Rohrstutzen 4 und 5 befestigt wird. Dann wird gemäss Fig. le der sich auf der inneren Rille 12 des Bordringes 10 befindliche Rest des Schlauches 11 abgezogen und darauf wird gemäss Fig. lf der Filterkörper 1 in die Eingriffstellung entsprechend Fig. la gebracht. Bei Auswechselung dieses Filterkörpers l wird der Rest des Kunststoffschlauches 11 in demjenigen Teil des Schlauches 17 aufgenommen, der die Rohranschlussstutzen 2 bzw. 3 des Filterkörpers gasdicht verschliesst.
Die Fig. 2 bis 10 zeigen abgewandelte Ausführungsformen, und zwar zeigt die Fig. 2 einen im Querschnitt rechteckigen Rohrleitungskanal 18, der durch ein mittiges Trennblech 19 in eine obere Kammer 20 und eine untere Kammer 21 geteilt ist. An der rechten Seite der oberen Kammer befindet sich die zentrale Lufteintrittsöffnung 20a für die Staubluft, am entgegengesetzten Ende der unteren Kammer 21 befindet sich die Luftaustrittsöffnung 21a für die Reinluft. Wie die Fig. 2 zeigt, sind an beiden Seiten des Filtergehäuses 18 je eine obere, in die Kammer 20 und je eine untere, in die Kammer 21 führende Reihe von vorstehenden Rohrstutzen 2, 3 angeordnet. Wie Fig. 2 zeigt, sind an den Seitenwandungen des Kanals oder des Gehäuses 18 zwischen den Stutzen 2, 3 I-förmige Träger 22 angeordnet.
Die Fig. 3 zeigt Filterkörper 23, die mit einander parallelen Rohranschlussstutzen 24, 25 ausgestattet sind, die in der vorbeschriebenen Weise mit den Stutzen 2, 3 in Eingriff gebracht werden unter Verwendung der auf die Bordringe aufgebrachten Kunststoff schläuche. Die Filterkörper 23 sind senkrecht zur Seitenwandung des Luftkanals oder Gehäuses 18 an den Trägern 22 verschiebbar und herausziehbar.
Die Fig. 4 und 5 zeigen den Filterkörper 23 in Einzeldarstellung. Er besteht aus einem Mittelteil 26, einem beiderseitig offenen Mittelteil 26, worin ein Vorfilter 30 und ein Feinfilter 31 als zusammenwirkende Einheit angeordnet sind. Oberhalb des Mittelteiles 26 sind ein Deckelteil 27 und unterhalb des Mittelteiles 26 ein Deckelteil 28 angeordnet. Die Ränder der Deckelteile 27 und 28 übergreifen den Mittelteil 26, wobei Dichtungen 32 zwischen den Filtern 30, 31 und den Deckelteilen 27, 28 eingelegt sind. Durch Vergiessen des übergreifenden Randes der Deckelteile 27, 28 sind die Teile 26, 27, 28 zu einer Einheit gasdicht verbunden. An den Seitenwandungen der Teile 27 und 28 sind die Anschlussstutzen 24 und 25 angeordnet, die die Bordringe 9 und an ihrem vorderen Ende je einen Dichtungsflansch 6 tragen.
Die Fig. 6 zeigt den Filterkörper 23 in Eingriffsstellung mit dem Rohrleitungskanal 18. Am Rohrleitungskanal 18 ist über den Träger 22 der Filterkörper 23 mit den Rohrstutzen 2, 3 die in die Rohrleitungskammern 20, 21 führen, angeschlossen. Hierbei sind die Dichtungsflanschen 6, 7 übergreifende Klemmorgane entweder über dem Schlauch oder unter dem Schlauch vorgesehen, während in den Bordringen 9, 10 der Kunststoffschlauch 11 befestigt ist. Bei Auswechselung des Filterkörpers 1 werden durch den Schlauch 11 oder über den Schlauch 11 die Klemmorgane 8 gelöst, worauf der Filterkörper 23 in dem Träger 22 von den Rohrstutzen 2, 3 abgezogen wird. Der Filterkörper 23 wird durch die Nocken 33 geführt.
Die durch das Abziehen des Filterkörpers 23 gestreckten Schutzschläuche 11 werden in der in Fig. 1 gezeigten Weise voneinander getrennt, worauf der mit Staub gesättigte Filterkörper 23 aus dem Träger 22 herausgezogen und ein neuer Filterkörper 23 eingesetzt und unter Aufbringung eines neuen Schlauches mit den Stutzen 2, 3 in dichtenden Eingriff gebracht wird. Die Fig. 7 und 8 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform des Filterkörpers 23, bei dem die Anordnung von Klemmelementen an den Dichtungsflanschen der Rohrstutzen überflüssig ist. Zu diesem Zwecke ist ein Träger 29 vorgesehen, der an seinem Ende nach unten abkippbare Schraubzwingen 34 trägt, die mit einer Druckfeder 35 ausgestattet sind.
Wie die Fig. 3 zeigt, hintergreifen die Schraubzwingen 34 die Rückwand des Filterkörper-Mittelteiles 26, der eine obere und untere Führungsleiste 40 besitzt, zwischen denen der Träger 39 eingreift. Der Filterkörper 23 trägt einen oberen und einen unteren Rohrstutzen 36, die mit einem vorderen Dichtflansch 6 ausgestattet sind und einen Bordring 9 tragen. An den Rohrleitungskanälen 20, 21 des Anschlussgehäuses oder Luftkanals 18 sind ein oberer und unterer Rohranschlussstutzen 37 angeordnet, die an ihrem vorderen Ende den Bordring 10 und eine zurückspringende, ringförmige, mit einer Dichtung ausgestattete Anlagefläche 38 für den Flansch 6 des Anschlussstutzens 36 tragen.
Wenn der Filterkörper 23 mit seinem Rohrstutzen 36 in Eingriff mit dem Rohrstutzen 37 gebracht ist, werden - wie Fig. 4 zeigt - die Schraubzwingen 34 hochgeklappt und angezogen, wodurch die Flanschen 6 des Filterkörpers 23 in dichtender Anlage an die Dichtung 38 gepresst werden. Durch die angeordnete Feder 35 stellt sich die erforderliche Dichtung ständig nach
Die Fig. 9 zeigt eine perspektivische Darstellung des luftführenden Rohrleitungskanals 18 gemäss Fig. 2 mit Trägern 22 und federnden Anpress- oder Schraubelementen 34. Die Fig. 10 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Anschluss- oder Rohrleitungskanal 41, der durch Zwischenwände 42 in eine obere Staubluftabteilung und eine untere Reinluftabteilung unterteilt ist.
Der an diesen Kanal 41 in vorbeschriebener Weise einsetzbare Filterkörper 23 ist ebenfalls in perspektivischer Darstellung gezeigt, bevor er mit seinem Führungsnocken 33 in den Träger 22 eingesetzt wird.
ll MAIN PATENT
Filter device for separating harmful, especially radioactive suspended matter from flowing air or from another gas flow
The invention relates to a filter device for separating harmful, in particular radioactive, suspended matter from flowing air or from another gas flow.
The air filter devices commonly used in the field of separating suspended matter consist of a filter housing through which the gas to be cleaned flows and in which air filter packs or filter cells that are transverse to the air or gas flow are arranged sealingly. For the necessary replacement of the air filter packs or cells after saturation has taken place, slide-in openings that can be closed by a cover and clamping elements that can be operated from the outside are provided in the air filter housing to press the filter cells in the housing.
When using such devices for the separation of health-damaging, for example radioactive suspended matter in nuclear facilities, there is a requirement to replace a filter cell that is saturated with dust with a new one in such a way that the operating personnel are safely protected from damage by radioactive suspended matter. In this case, the saturated filter cell must be accommodated in a closed protective bag when it is removed from the filter housing; At the same time, the insertion opening must be securely closed all around while the protective bag is being replaced, so that the operating personnel is protected from direct contact with radioactively contaminated suspended matter.
In addition, the time required to change the filter cell must be as short as possible in order to protect the operating personnel from radiation damage during intense activities.
In the case of such pneumatic devices used in nuclear systems, the known devices have hitherto been used as the starting point and an oval, closed flange ring provided on its surface with several circumferential grooves has been arranged around the insertion opening of the air filter housing. When the filter element is replaced, a plastic bag is attached to the rim in the grooves of the rim. Then the door of the housing insertion opening (in many cases even through the bag) must first be opened and the pressing device for the filter cell released. The filter cell, which is saturated with dust, is then drawn into the bag.
The protective bag is closed by welding, so that the filter element or the filter cell is located in a closed plastic bag, while a remainder of the plastic bag, which is also closed by separating welding, remains on the rim. When a new filter cell is introduced, the new filter cell accommodated in another plastic bag is inserted into the housing insertion opening in such a way that the protective bag containing the filter cell is first fastened in a free groove in the rim, then the remainder of the previous plastic bag removed from the rim, the filter cell pushed into the insertion opening,
the externally accessible pressing device for the filter cell seal is actuated and the insertion opening is closed with a door or flap. When replacing a subsequent fresh filter cell, the procedure described above must be followed. This generally known device has significant disadvantages, some of which are dangerous, due to the design of the air filter housing and the arrangement of the plastic bag for the filter cell.
On the one hand, there is a risk that the usually rectangular or square misshapen filter cell can damage the protective bag made of plastic film when it is removed, so that radioactively influenced suspended matter can contaminate the protective bag into the open air. Even with the greatest care, such damage to the plastic bag cannot always be avoided when the filter cell is removed, especially since the filter cells are relatively large and the plastic bags must therefore also have corresponding dimensions.
Another significant disadvantage, however, is that the cumbersome manipulations required when replacing the filter cell take a relatively long time, so that due to the risk of radiation damage during intense activities, the operating personnel often have to be replaced during the replacement process in large systems. The replacement of a filter cell in this known device is therefore dangerous for the operating personnel for the above reasons. Another disadvantage is the relatively large sealing surface between the filter cell and the receiving housing. This results in correspondingly large required pressing forces for the sealing members.
Air filters of special construction, for example boiler filters, have therefore been used, in particular in larger nuclear plants, in which the contaminated filter cells are removed from the filter housing by remote-controlled manipulators and fed to the deposition or combustion. These facilities, which ensure perfect protection of the operating personnel, are extremely complex in terms of equipment, operation and construction, so that in this area of application there is a general need to create a way in which the radioactively contaminated with dust-saturated filter cells through the Operating personnel can be changed in an optimally short time without the need for cumbersome, time-consuming or potentially dangerous maintenance operations.
The invention is based on the object of creating a filter device which satisfies these requirements and allows radioactively contaminated filter cells to be exchanged in a very short time with just a few movements, without the operating personnel being exposed to the risk of radioactive contamination.
Another aim of the invention is to obtain a minimum of sealing surfaces between the filter cell and the receiving housing compared to the large sealing surfaces customary up to now. This is achieved according to the invention in that the filter cell is firmly received in a closed, box-shaped filter body which is provided with funnel-shaped connection stubs arranged on both sides of the filter cell, provides a leakage air seal with corresponding dust air side and clean air side on the pipeline duct or pipe socket directly arranged on the connection housing, the pipe socket of the pipe duct or Connection housing and the connection pieces of the filter body with elastic flange rings provided with several clamping grooves for fastening of bilateral open, concertina-like collapsible,
the contamination-proof replacement of the body serving protective hoses are provided, and that the filter body is received in a holder that allows displacement relative to the pipeline channel.
The air filter body can consist of a middle part that is open on both sides and is formed according to the cross-sectional shape of the fine filter cell and the pre-filter, as well as two, each carrying a pipe connection piece, overlapping the middle part with the interposition of seals lying on the filter cell, by potting with hardenable plastic with the middle part Funnel-shaped tapering cover parts connected to form a component. This arrangement of the filter cell in a box-like filter body provided with connecting pieces makes the cumbersome actuation and arrangement of the complicated and gas-tight pressing devices for the filter cell seal superfluous, as this can now act directly on the filter body and centrally in a simple form.
It is no longer necessary to remove the filter cells from the filter housing, since the filter body accommodating the filter cell can be detached from the flanges of the air duct with its connection flanges outside. Due to the arrangement of the two pipe sockets lying tightly on top of one another with the overlapping, concertina-like folded protective hoses or maintenance hoses and the slidable mounting of the filter body in a holder of the air duct, it is possible by moving the filter body relative to the housing or the air duct to weld the plastic hoses that extend here to be separated in the middle and closed so that the connection flanges of the filter body and also the flanges of the air duct are gas-tight and securely closed.
The filter body containing the saturated filter cell can then be pulled out of the holder of the air duct and sent for destruction by deposition or incineration. A new filter body can be inserted into the holder of the air duct, whereby new protective tubes can be pushed onto the pipe socket of the filter body and the air duct or the connection housing. The body can then be pushed into the working position and the flanges arranged at the pipe socket ends can be connected to one another in a sealing manner by externally releasable spring tensioning elements.
The connecting pieces of the filter body can be arranged coaxially to one another, and the filter body with projecting cams arranged on opposite side walls of the central part can be accommodated in a U-iron frame so that it can be displaced transversely to the pipe socket axis.
In this case, the ends of the pipe connections of the pipe duct and the pipe connection sockets of the filter body can be provided with corresponding sealing flanges which can be connected by releasable clamp connections that extend over them. When using this embodiment, the filter body must be inserted between the two spaced-apart flanges of an air-carrying duct or pipeline. The displacement of the filter body for the purpose of replacement must take place horizontally to its pipe socket axis. In the case of larger air filter systems in which several such filter bodies have to be used, a relatively large operating or installation space is required because of the necessary transverse displaceability of the filter bodies. A modified embodiment has the advantage that it takes up as little installation space as possible.
For this purpose, the pipe connection pieces can be arranged parallel to one another or one below the other on one side of the filter body, and the air-carrying duct or the connection or receiving housing can have a separating base arranged between its pipe connection pieces for the underflow of the clean and dust air side. Here, on one or both sides of the pipe duct or connection housing, rows of pipe sockets for gas-tight acquisition of a number of juxtaposed funnel-shaped filter bodies can be provided in one plane. Furthermore, U-shaped supports can be arranged on the pipeline duct or connection housing, which support the filter body displaceably in the axial direction of the pipe connection piece.
In this embodiment there is the possibility of arranging a plurality of rows of pipe sockets on both sides of a box-shaped air duct or receiving housing separated by a central partition into a dust air or clean air chamber, if necessary on both opposite sides, so that a large number of filter bodies with inserted filter cells on one and the same air duct or receiving housing can be arranged. These filter bodies can be arranged directly next to one another, since when the filter bodies are replaced, due to the arrangement of the pipe connection pieces, only a displacement perpendicular to the wall of the filter housing is required.
It is also possible, at the ends of the carrier, to arrange resilient screw elements that engage behind the filter body, can be tilted downwards and serve to seal the connection of the pipe connection pieces of the filter body to the pieces of the filter housing. In this case, the connecting pieces of the filter body can each have a sealing flange and the pipe connecting pieces of the housing can have a recessed contact surface which receives the sealing flange and is provided with a seal.
Due to the arrangement of the resilient screw elements, the use of clamping elements overlapping the flanges of the pipe socket is superfluous, since the sealing pressure of the filter body on the channel or receiving housing is carried out by the screw clamps themselves, which still have the advantage that they adjust themselves due to their spring action, if the effect of the seals on the pipe rods diminishes.
The accompanying drawings show, for example, embodiments of the filter device according to the invention. It means:
1 shows a schematic representation of an embodiment when the contaminated filter body is exchanged for a fresh,
Fig. 2 shows a housing or an air duct in a modified embodiment in view and section along line A-A,
3 shows a representation according to FIG. 2 of a complete system with attached filter bodies in a view and side view,
4 shows the filter body carrying the filter cell in a side view and top view,
FIG. 5 enlarged partial representation according to FIG. 4,
6 shows the filter body according to FIG. 4 in engagement position with the receiving housing or connection housing or air duct,
7 shows a further modified embodiment out of engagement position,
Fig.
8 illustration according to FIG. 7 in the engaged position,
FIG. 9 is a perspective view of an air duct according to FIG. 2,
10 is a perspective view of an air duct or connection housing with a removed filter body.
As FIG. 1 shows in its individual representations la to lf, a filter body 1 is provided which is provided with two coaxially arranged connection pieces 2, 3. A filter cell part 26 according to FIG. 4 is arranged in the body 1. The filter body 1 can be connected to the pipe sockets 4, 5 of an air duct or a pipeline with its connecting pieces 2, 3. For this purpose, the nozzles 2, 3 have a sealing flange 6 and the pipe nozzles 4, 5 have a sealing flange 7. The two sealing flanges 6, 7 are held in sealing contact by a clamp connection 8 that can be released inside or outside the protective tube. On the connecting pieces 2, 3 and 4, 5, flange rings 9 and 10 are arranged, on each of which a plastic hose 11 is attached, which overlaps the two connecting pieces 2, 4 and 3, 5.
As the enlarged illustration shows, the rim 10 has two grooves 12, 13 running parallel to one another on its circumference, in which the tube 11 made of transparent plastic is clamped with elastic cords. Projecting cams 14 are arranged on the filter body 1, with which the filter body 1 is received in a frame 15 formed from U-iron. Fig. La shows the filter body 1 in engagement position with the nozzle 4, 5 of the air duct or the pipeline.
When the filter cell located in the filter body 1 is saturated with dust and needs to be replaced, the clamping connection 8 of the sealing flanges is first released through the hose 11, then the filter body 1 is moved to the right in the frame 15 according to FIG Plastic tube 11 stretches. As FIG. 1c shows, the plastic tube 11 is separated at the point 16 by means of welding tongs and simultaneously welded. The filter body 1 is then pulled out of the frame 15 to the right, with its two pipe connection pieces 2, 3 being closed in a gas-tight manner by the two welded remains of plastic tubing 11. A new filter body 1 is pushed into the frame 15 according to FIG.
A new plastic hose 17 is clamped onto the rim 9, the end of which is fastened in the outer groove 13 of the rim 10 of the pipe socket 4 and 5. Then, according to FIG. 1e, the remainder of the hose 11 located on the inner groove 12 of the rim 10 is pulled off and then, according to FIG. 1f, the filter body 1 is brought into the engagement position corresponding to FIG. When this filter body 1 is replaced, the remainder of the plastic hose 11 is received in that part of the hose 17 which closes the pipe connection pieces 2 or 3 of the filter body in a gas-tight manner.
FIGS. 2 to 10 show modified embodiments, specifically FIG. 2 shows a pipe conduit 18 which is rectangular in cross section and which is divided into an upper chamber 20 and a lower chamber 21 by a central partition 19. The central air inlet opening 20a for the dusty air is located on the right side of the upper chamber, and the air outlet opening 21a for the clean air is located at the opposite end of the lower chamber 21. As FIG. 2 shows, an upper row of protruding pipe connections 2, 3 leading into the chamber 20 and a lower row each leading into the chamber 21 are arranged on both sides of the filter housing 18. As FIG. 2 shows, I-shaped supports 22 are arranged on the side walls of the channel or of the housing 18 between the connecting pieces 2, 3.
3 shows filter bodies 23 which are equipped with pipe connection pieces 24, 25 parallel to one another, which are brought into engagement with the connection piece 2, 3 in the manner described above using the plastic hoses attached to the flange rings. The filter bodies 23 can be displaced and pulled out on the supports 22 perpendicular to the side wall of the air duct or housing 18.
4 and 5 show the filter body 23 in individual representation. It consists of a middle part 26, a middle part 26 open on both sides, in which a pre-filter 30 and a fine filter 31 are arranged as a cooperating unit. A cover part 27 is arranged above the middle part 26 and a cover part 28 is arranged below the middle part 26. The edges of the cover parts 27 and 28 overlap the middle part 26, seals 32 being inserted between the filters 30, 31 and the cover parts 27, 28. By casting the overlapping edge of the cover parts 27, 28, the parts 26, 27, 28 are connected in a gastight manner to form a unit. On the side walls of the parts 27 and 28, the connecting pieces 24 and 25 are arranged, which carry the flange rings 9 and a sealing flange 6 each at their front end.
6 shows the filter body 23 in engagement position with the pipeline channel 18. The filter body 23 with the pipe sockets 2, 3 which lead into the pipeline chambers 20, 21 is connected to the pipeline channel 18 via the carrier 22. Here, the sealing flanges 6, 7 overlapping clamping elements are provided either above the hose or below the hose, while the plastic hose 11 is fastened in the flange rings 9, 10. When the filter body 1 is replaced, the clamping members 8 are released through the hose 11 or via the hose 11, whereupon the filter body 23 in the carrier 22 is pulled off the pipe sockets 2, 3. The filter body 23 is guided by the cams 33.
The protective hoses 11 stretched by pulling off the filter body 23 are separated from one another in the manner shown in FIG. 1, whereupon the dust-saturated filter body 23 is pulled out of the carrier 22 and a new filter body 23 is inserted and a new hose with the nozzle 2 is attached , 3 is brought into sealing engagement. 7 and 8 show a modified embodiment of the filter body 23, in which the arrangement of clamping elements on the sealing flanges of the pipe socket is superfluous. For this purpose, a carrier 29 is provided which carries screw clamps 34 which can be tilted downward at its end and which are equipped with a compression spring 35.
As FIG. 3 shows, the screw clamps 34 engage behind the rear wall of the filter body middle part 26, which has an upper and lower guide strip 40, between which the carrier 39 engages. The filter body 23 carries an upper and a lower pipe socket 36 which are equipped with a front sealing flange 6 and carry a rim 9. On the pipe ducts 20, 21 of the connection housing or air duct 18, an upper and lower pipe connection piece 37 are arranged, which at their front end support the rim 10 and a recessed, annular contact surface 38 equipped with a seal for the flange 6 of the connection piece 36.
When the filter body 23 with its pipe socket 36 is brought into engagement with the pipe socket 37, the screw clamps 34 are folded up and tightened, as shown in FIG. 4, whereby the flanges 6 of the filter body 23 are pressed against the seal 38 in sealing contact. The required seal is constantly adjusted by the arranged spring 35
FIG. 9 shows a perspective view of the air-guiding pipe duct 18 according to FIG. 2 with supports 22 and resilient pressure or screw elements 34. FIG. 10 shows a perspective view of a connection or pipe duct 41, which is led through partition walls 42 into an upper dusty air compartment and a lower clean air compartment is divided.
The filter body 23, which can be inserted into this channel 41 in the manner described above, is also shown in perspective before it is inserted with its guide cam 33 into the carrier 22.