CN111032190A - 用于从薄壁空心过滤体分离灰尘层的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过借助压力脉冲进行反向冲洗而从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体(17)清除灰尘层的装置，其中所述装置具有一压缩气体输送管线(14)和至少一个用于将压力脉冲输入过滤体(17)的吹风管(13)，所述压缩气体输送管线(14)为输送气体通过阀体(3)与所述吹风管(13)连接在一起。本发明还涉及一种用于清洁过滤设备的布置方案，其中所述布置方案具有多个所描述的装置，以及涉及一种借助所述装置或所述布置方案从薄壁空心过滤体(17)清除灰尘层的方法。其中根据本发明，所述阀体(3)具有多个膜片阀(1)以及一个中心排出管，所述排出管与所述至少一个吹风管(13)连接在一起，所述膜片阀(1)围绕所述排出管而布置并且在输出侧与所述排出管连接在一起，且其中所述阀体(3)直接与所述压缩气体输送管线(14)连接在一起。

Description

用于从薄壁空心过滤体分离灰尘层的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体分离灰尘层的装置和一种从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体分离灰尘层的方法。本发明还涉及一种用于清洁过滤设备的布置方案。

背景技术

圆柱状的过滤体常用于滤尘器中，载有灰尘含量的气体，特别是空气或其他气体，从外向内地流过这些过滤体，其中通过过滤过程将尘粒沉积在过滤体的外表面上。

经清洁的气体经由大多呈圆柱状的且一侧打开的过滤体流入洁净气体室，从这个洁净气体室将这些具有通常由官方所规定的洁净度的气体排放至大气。

视具体工作时间和灰尘负载而定，随着通过过滤过程积聚在过滤体上的灰尘层的质量增大，流阻也会逐渐增大。

为了将这个流阻保持较小并且进而将其保持在经济效益限制内，必须以特定的时间间隔从过滤体上清除沉积在这个过滤体上的灰尘层。

根据现有技术，这一点可以通过所谓的压力脉冲系统来实现。在此情况下，通过快速切换的阀(通常为膜片阀)将高压存储的气体经由吹风管线以压力波的形式吹入一个或多个过滤体。

由此所引起的单个过滤体中的过滤流的逆转引发清洁流，其致使灰尘层分离。随后，以这种方式清洁的过滤体实际上连续地用于短暂中断的过滤工作。

在常规的压力脉冲系统中，要么直接将膜片阀连接压缩气体容器，要么将膜片阀作为内置阀集成至这个压缩气体容器中，其中阀输出端与吹风管连接在一起。

此外，EP 1 997 547 B1揭示了一种反向冲洗过滤器的方法，其中，压缩气体容器具有多个排出管线，这些排出管线被合并在Y型管中。每个排出管线都有一个快速阀，其中以某种方式调谐这些快速阀(通常为膜片阀)的打开时间点，使得由其所释放的部分压力脉冲同时到达共用的冲洗管线或吹风管。

就所有此类型的压力脉冲系统而言，必须物理相关地为每个过滤体提供用于充分清洁的特定压缩气体体积。这一点通过相应尺寸的压缩气体储存器以及与其连接的膜片阀而实现。

随着过滤设备的增大以及经济效益的增加，过滤体的长度也逐渐增大。为清洁这些过滤体，需要越来越大的空气或气体质量流量，以便达到期望的清洁效果。

需要标称宽度更大的设备(如压缩气体储存器和膜片阀)，以便能够至少清洁相同或更多数量的过滤体。但在此情况下，存在技术上的限制，如经济效益限制，原因在于，一方面，越来越大的压力系统引发更多的需要相应安全措施的潜在危险，另一方面，大于特定标称宽度的膜片阀基于其惯性不能再用于此处所虑及的压力脉冲系统。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种技术上(如经济效益上)有所改进的用于从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体分离灰尘层的装置。

本发明用以达成上述目的的解决方案在于独立权利要求的特征。本发明的有利技术方案参阅从属权利要求。

根据本发明，预设有用于通过借助压力脉冲进行反向冲洗而从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体清除灰尘层的装置，其中所述装置具有一压缩气体输送管线和至少一个用于将压力脉冲输入过滤体的吹风管，所述压缩气体输送管线为输送气体通过阀体与所述吹风管连接在一起，其中所述阀体具有多个膜片阀以及一中心排出管，所述排出管与所述至少一个吹风管连接在一起，所述膜片阀围绕所述排出管而布置并且在输出侧与所述排出管连接在一起，且其中所述阀体直接与所述压缩气体输送管线连接在一起。

这种装置具有许多优点，其中第一优点在于，所述装置可以采用特别小体积的实施方案，因为阀体在输入侧可以直接(即无需提供压缩气体储存器)连接在压缩气体输送管线上，在输出侧优选同样可以直接连接在用于将压力脉冲输入一个或多个过滤体的吹风管上，或者在一个有利的技术方案中，这个阀体在输入侧直接连接在压缩气体输送管线上，在输出侧直接连接在吹风管上。在此情况下，这些组件之间的直接接通或直接连接的意义应理解为，其同样包括短连接件或者传感器、控制或调节装置的中间连接。这样一来，特别是在采用较大过滤设备时，无需在压缩气体储存器与吹风管之间安装复杂的管道。

换句话说，可以由压缩气体输送管线承担压缩气体储存器的功能，或者换句话说，压缩气体输送管线具有压缩气体储存器的功能。因此，同样无需明确的压缩气体储存器。

有利地，为此具有与现有技术相比更长的长度的压缩气体输送管线具有某个长度，使得其压力介质体积相当于现有技术所使用的压缩气体储存器或者使得其压力介质体积如此之大，使得其经调谐以产生根据一个或多个待清洁的过滤体的尺寸的足够大的脉冲。

在所述装置的一个有利的技术方案中，用于提供较大压力介质体积的压缩气体输送管线采用从两侧进行馈送的实施方案。此外，这个压缩气体输送管线例如可以实施为环形管线。

在此情况下，在经济效益上尤为有利的是，压缩气体储存器自身是可以放弃的，对于所述压缩气体储存器而言，在采用更大设备时，通常需要许多与技术监督和/或认证有关的安全措施

所述装置的另一优点在于，所述阀体具有多个膜片阀以及一中心排出管。这意味着多个膜片阀小体积地集成至阀体中，而其中所述阀体仅具有一个入口和一个出口。通过将空气或气体质量流量分配到多个膜片阀上，有利地可以以相同的结构类型实施的各个膜片阀可以具有较小尺寸。

在此情况下，借助较小尺寸既可以实现技术上的优点，也可以实现经济效益上的优点。技术上有利的是，较小的膜片阀具有与较大膜片阀相比更小的惯性，使得这些膜片阀也可以用于产生与较大质量流量相关的相对较硬、边缘较陡峭的压力脉冲。此外，通过采用相应数量的膜片阀也可以使用相对较慢且成本较低的膜片阀。有利地，所述装置可以借助现在市售的标称宽度优选为DN 50的膜片阀而实现。在所述装置的一个有利实施方案中，所述膜片阀具有标准化和/或规范化的结构形式，因而通常可以采用更多数量的供应商。

同意有利的是，所述装置具有中心排出管。其中，指所述排出管的中心布置方案指的是在所述阀体内部，多个膜片阀，至少两个膜片阀围绕所述排出管而布置。所述排出管在所述阀体内部的中心布置方案可以包括所述排出管的中心或非中心的布置方案。在一个有利技术方案中，所述排出管中心布置在所述阀体内，以便支持所述阀体的简单对称结构。

有利地，所述膜片阀径向围绕所述排出管而布置。径向定向能够实现多个膜片阀在狭窄空间上的布置，其中这些阀的接头也易于接近。有利地，所述膜片阀以间隔相同距离的方式围绕所述排出管而布置。在这种实施方案中，在同时打开多个膜片阀时，各个部分压力脉冲同时汇聚在这个排出管中。

有利地，在阀体中，这些膜片阀距排出管的距离也可以有所不同，以便通过错开布置实现这些膜片阀较大的装填密度，进而同时还实现较小的结构实施方案。

有利地，这些膜片阀沿排出管的轴线方向的定向也可以以不同于直角的角实现，例如以45°实现，以便实现阀体内的流阻的最小化。

这些膜片阀围绕排出管的布置方案可以以相同高度或者以高度上错开的方式实现。

在所述装置的一个有利技术方案中，所述阀体以相对所述中心排出管的中轴线对称的方式构建或者所述膜片阀在所述阀体中以相对所述中心排出管的中轴线对称的方式布置。其中如图3、图5或图7所示，相对中轴线对称也可以指在径向嵌入的膜片阀之间均存在相同的圆心角。换句话说，相对中轴线对称可以是指所述阀体的横截面面积在垂直于处在适于容置膜片阀的平面中的中心线的横截平面中以相对穿过所述中心线的某一点的镜像轴对称的方式实施。此外，多个或者所有膜片阀可以垂直地布置在同一旋转平面中并且以与所述中心排出管间隔相同距离的方式布置。这种技术方案能够实现简单的对称结构，进而简单且成本较低地制造所述阀体。

在所述装置的另一有利技术方案中，多个膜片阀以高度上错开的方式与所述中心排出管连通。这种技术方案的优点在于，在采用给定直径的阀体的情况下，可以将更多数量的膜片阀集成至所述阀体中。因此，所述阀体例如也可以具有多个包含多个膜片阀的旋转平面。

在所述装置的一个有利技术方案中，所述阀体以某种方式构造并且与所述压缩气体输送管线连接在一起，使得所述压缩气体输送管线与所述膜片阀之间的输入侧流阻对于所有膜片阀而言都是相同的，以便通过所有膜片阀产生同样高的部分压力脉冲并且使得同样高的空气或气体质量流量流动。

有利地，为实现空气流或气体流的最佳化，阀体的中轴线和排出管的中轴线可以重合，并且所述阀体在相对所述排出管的一侧上具有用于于压缩气体输送管线连接的中心布置的开口。

在此情况下，所述开口可以采用圆形设计或者具有与膜片阀在阀体中的布置方案相关的形状。因此，在采用具有四个布置在同一高度上的膜片阀的阀体时，所述开口例如采用方形实施方案。

在一个有利技术方案中，所述阀体由由铝或塑料构成的挤压型材制成，这个技术方案能够成本较低地制造多个相同类型的阀壳体。

在所述装置的另一有利技术方案中，特别是在所述装置具有带有排出管以及膜片阀出口的一体式构造的阀体时，所述阀体有利地以注塑成型法或3D打印的方式制造。

有利地，所述装置以某种方式设计，使得所述膜片阀既可以一同切换，又可以单独切换。因此，在具有例如六个膜片阀的装置中，所有六个膜片阀可以一同切换或者以两组或三组进行切换，例如交替地或以特定的循环顺序进行切换。

有利地，所述装置具有控制单元，其适于控制这些膜片阀以便产生压力脉冲。在所述装置的一个有利技术方案中，这个控制装置适于在预设阀体即布置在其中的膜片阀的技术方案参数的情况下以及在预设压力脉冲的预设或可预设的形状的情况下，计算持续打开时间和打开时间点并选择待使用的膜片阀。作为替代或补充方案，所述装置有利地具有压力传感器，其例如布置在吹风管中并且与这个控制装置连接在一起。在所述装置的一个有利的技术方案中，这个控制单元适于计算打开时间和打开时间点以及选择待使用的膜片阀，借助这个压力传感器测量所产生的压力脉冲并跟踪用于产生所述压力脉冲的操纵变量。

进一步有利地，所述阀体可以至少部分嵌入所述压缩气体输送管线。这种技术方案的优点在于，进一步减小了所述装置的空间需求。为此目的，所述排出管和至少一个径向围绕所述排出管而布置的膜片阀例如也可以一同至少部分地嵌入所述压缩气体输送管线。

进一步有利地，所述阀体至少部分由所述压缩气体输送管线实施而成。因此，所述压缩气体输送管线例如可以形成所述阀体的例如被法兰封闭的主体区段。

有利地，所述阀体完全由所述压缩气体输送管线实施而成。这种技术方案能够在形成阀体的横截面轮廓中实施所述压缩气体输送管线。此外，这个技术方案可以直接将膜片阀嵌入压缩气体输送管线。

此外，所述部分或完全由所述压缩气体输送管线形成所述阀体的技术方案的优点在于，多个阀体紧密地并排布置。所述压缩气体输送管线例如可以具有形式为所述阀体的轴向剖面的连铸轮廓。

至少一个膜片阀还可以相对所述压缩气体输送管线的轴径向布置。此外，至少一个膜片阀既可以相对所述压缩气体输送管线的轴径向布置，又可以相对所述排出管的中轴线径向布置。径向布置方案，特别是对称布置方案，能够实现较小的流阻和易于维护的可及性。

在一个有利技术方案中，所述抓工作具有多个膜片阀，所述膜片阀对准某一点，在这个点上，所述压缩气体输送管线的中轴线与所述排出管的中轴线相交叉。在此情况下，所述排出管的中轴线可以有利地相当于所述吹风管的中轴线。

本发明还涉及一种用于清洁过滤设备的布置方案，其中所述布置方案具有多个所描述的用于通过借助压力脉冲进行反向冲洗而从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体清除灰尘层的装置，且其中所述装置中的多个的阀体直接布置在共用的压缩气体输送管线上。

例如用于发电站建设的过滤设备通常具有多个布置在阵列中的过滤体，其中所述过滤体例如逐行地被多个用于清洁相关行中的过滤体的吹风管跨过。形式为吹射流的压力脉冲可以通过位于吹风管上的吸嘴输入相关行的过滤体。

就这类过滤设备而言，所述布置方案的优点在于，所述用于清洁所述过滤设备的布置方案仅具有一个位于所述上部过滤区域中的压缩气体输送管线。就所述示例而言，所述压缩气体输送管线有利地平行于阵列的第一列而布置。

进一步有利地，所述压缩气体输送管线直接与多个阀体连接在一起，其中所述阀体的排出管分别与一个吹风管连接在一起，所述吹风管布置在所述阵列的行的范围内。所述紧凑的安装通过这些阀体的小体积的形状实现得以实现，这些阀体沿纵列轴方向的侧向延伸不会超过吹风管的中心距。

本发明还涉及一种通过借助压力脉冲进行反向冲洗而从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体清除灰尘层的方法，其中用于清洁所述过滤体的所描述的布置方案或所描述的装置将用于产生所述压力脉冲的控制脉冲施加至至少一个膜片阀。

在所述方法的一个有利技术方案中，为形成所述压力脉冲，同时或者时间上错开地通过相同或不同长度的控制脉冲控制或打开一个或多个膜片阀。

附图说明

下面参照附图结合优选实施方式对本发明进行详细说明。其中：

图1为一个实施方案中作为内置阀的根据现有技术的常规膜片阀；

图2为具有两个单阀的阀体的示例性实施方案；

图3为具有三个单阀的阀体的示例性实施方案；

图4为具有四个单阀的阀体的示例性实施方案；

图5为具有五个单阀的阀体的示例性实施方案；

图6为具有六个单阀的阀体的示例性实施方案；

图7为具有七个单阀的阀体的示例性实施方案；

图8为具有八个单阀的阀体的示例性实施方案；

图9为单个膜片阀在用于四个内置阀的阀座中的示例性布置方案的局部细节图；

图10为在横截面中具有连接的四通阀体和与其连接的吹风管的压缩气体输送管线的示例；

图11为过滤器功能“过滤”的示意图；

图12为过滤器功能“清洁”的示意图；

图13为用于清洁具有四通阀体及其馈送管线、连接的吹风管、吹射流和嵌入滤板的过滤体(在此为过滤软管)的过滤设备的布置方案的示意图。

具体实施方式

图1示出具有阀盖1a、膜片1b、螺丝1c和电磁阀1d的膜片阀1，这个膜片阀可以沿极性定向嵌入图2至8所示的阀体3。

图2至8示出不同的阀体3，膜片阀1嵌入这些阀体的各个阀座2，其中各个阀座2与排出管5至11径向连通。

根据膜片阀1的数量，将图2至图8中的阀称为二至八通多阀。

图9和10示出具有四个膜片阀1的四通多阀。在图10中，这个四通多阀一方面被顶盖12封闭，其中顶盖12具有用于与吹风管13连接的开口，另一方面借助螺接15固定在压缩气体输送管线14上。

图11为过滤器功能“过滤”的示意图。在过滤阶段，含尘气体19遭遇在此实施为过滤软管的过滤体17的待过滤表面并作为灰尘20以灰尘质量块或灰尘层的形式附着在这个表面上。洁净气体21离开上部打开的过滤体17以进一步进行导出。

图12为过滤器功能“清洁”的示意图。在清洁过滤体时，通过短暂打开的膜片阀1产生压力脉冲，其从吹风管13以吹射流16的形式流入过滤体17。在此情况下，积聚在过滤体17上的灰尘20由于压力脉冲流22而分离。这样就能将灰尘20从滤尘器中清除以便继续使用。

图13示出大量的过滤体17，其以阵列的形式布置在滤板18上，并且示意性地示出用于通过借助压力脉冲进行反向冲洗来清洁具有多个用于从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体17清除灰尘层的装置的过滤设备的布置方案。

针对这个阵列的每一行，所述布置方案均具有一个用于清洁每个行的过滤体17的装置，其中这个装置的阀体3并排布置在连续的共用压缩气体输送管线14上。在此情况下，压缩气体管线14平行于这个阵列的列。所述布置方案的吹风管13彼此平行布置，阀体3的侧向延伸小于吹风管13的中心距。

阀体3实施为四通多阀并且能够将压力脉冲注入所连接的吹风管13，所述压力脉冲从这些吹风管以吹射流16的形式出现。

吹射流16中心对准上部打开的过滤体17，其中过滤体17，在此形式为过滤软管，防尘地固定在滤板18上。

在过滤器壳体中，滤板18为位于含尘气体室与洁净气体室之间的隔离元件。

附图标记表

1 膜片阀，完整的，具有阀盖a)、膜片b)、螺丝c)和电磁阀d)

2 阀座

3 阀体

5 具有用于两个电磁阀的排出管的阀体

6 具有用于三个电磁阀的排出管的阀体

7 具有用于四个电磁阀的排出管的阀体

8 具有用于五个电磁阀的排出管的阀体

9 具有用于六个电磁阀的排出管的阀体

10 具有用于七个电磁阀的排出管的阀体

11 具有用于八个电磁阀的排出管的阀体

12 顶盖

13 吹风管

14 压缩气体输送管线

15 螺接

16 吹射流

17 过滤体(过滤软管)

18 滤板

19 含尘气体

20 灰尘

21 洁净气体

22 压力脉冲流

Claims (15)

1.一种用于通过借助压力脉冲进行反向冲洗而从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体(17)清除灰尘层的装置，其中所述装置具有一压缩气体输送管线(14)和至少一个用于将压力脉冲输入过滤体(17)的吹风管(13)，所述压缩气体输送管线(14)为输送气体通过阀体(3)与所述吹风管(13)连接在一起，

其特征在于，

所述阀体(3)具有多个膜片阀(1)以及一中心排出管，所述排出管与所述至少一个吹风管(13)连接在一起，所述膜片阀(1)围绕所述排出管而布置并且在输出侧与所述排出管连接在一起，且其中所述阀体(3)直接地与所述压缩气体输送管线(14)连接在一起。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膜片阀(1)径向围绕所述排出管而布置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述膜片阀(1)以间隔相同距离的方式围绕所述排出管而布置。

4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述阀体(3)以相对所述中心排出管的中轴线对称的方式构建。

5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述膜片阀(1)具有标准化或规范化的结构形式。

6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述膜片阀(1)既可以一同切换，又可以单独切换。

7.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述阀体(3)至少部分嵌入所述压缩气体输送管线(14)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述排出管和至少一个径向围绕所述排出管而布置的膜片阀(1)一同至少部分地嵌入所述压缩气体输送管线(14)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述阀体(3)至少部分由所述压缩气体输送管线(14)实施而成。

10.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述阀体(3)完全集成至所述压缩气体输送管线(14)中。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个膜片阀(1)相对所述压缩气体输送管线(14)的轴径向布置。

12.一种用于清洁过滤设备的布置方案，其特征在于，所述布置方案具有多个根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其中所述阀体(3)布置在共用的压缩气体输送管线(14)上。

13.根据权利要求12所述的布置方案，其特征在于，所述布置方案的吹风管(13)彼此平行布置并且所述阀体的侧向延伸不会超过所述吹风管(13)的中心距。

14.一种通过借助压力脉冲进行反向冲洗而从由纺织材料、陶瓷材料或塑料构成的薄壁空心过滤体(17)清除灰尘层的方法，其特征在于，为清洁所述过滤体(17)，在布置方案中或者在根据权利要求1至11中任一项所述的装置中，将用于产生所述压力脉冲的控制脉冲施加至至少一个膜片阀(1)。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，为形成所述压力脉冲，同时或者时间上错开地通过相同或不同长度的控制脉冲打开一个或多个膜片阀(1)。

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