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Die Erfindung betrifft einen Trockenfilter zum Abscheiden von Staub und ähnlichen Schwebstoffen aus industriellen Abgasen und staubhaltigen Wettern im untertägigen Berg- und Tunnelbau, mit einem Filtergehäuse mit Rohgaskanal und Reingaskanal, den Filterelementen und einem den abgeschiedenen Staub austragenden Austragsorgan.
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Aufgrund der gesetzlichen Vorschriften aber auch aus wirtschaftlichen Gründen werden die von verschiedenen Abgasen oder eben von den Wettern im untertägigen Bergbau mitgenommenen Stäube und sonstigen Schwebstoffe aus dem tragenden Gas herausgefiltert, um hinter dem jeweiligen Filterelement ein Reingas bzw. eine atembare Luft zu haben und um die Umwelt entsprechend zu entlasten. Filterelemente unterschiedlichen Aufbaus und auch mit unterschiedlichsten Filterelementen sind bekannt und im Einsatz, wobei in aller Regel das Rohgas bzw. die staubhaltigen Wetter durch einen hinter den Filterelementen angeordneten Lüfter durch die Filterelemente hindurchgesaugt und dabei von dem Staub befreit wird. Vorteil bei dieser Anordnung ist, dass der Lüfter jeweils mit seinen Lüfterrädern von Staubteilchen unbeeinflusst bleibt, sodass hohe Standzeiten verwirklicht werden. Nachteilig ist aber, dass bei den bekannten Trockenfiltern große Filtergehäuse benutzt und gebraucht werden, weil der Rohgaskanal in das Filtergehäuse einmündet und der Reingaskanal daraus herausführt, während die verschiedenen Filterelemente das Innenleben des Filtergehäuses bilden. In aller Regel wird das Rohgas seitlich in das Filtergehäuse hineingeleitet und deckelseitig über den Reingaskanal ausgetragen. Gerade im untertägigen Bergbau und in sonstigen beengten Bereichen ist ein derartig aufwendig und volumenmäßig nachteilig bauendes Filtergehäuse nicht oder nur mit erheblichen Problemen einsetzbar. Nachteilig ist außerdem, dass in der Regel die staubhaltige Luft gegen den herabfallenden Staub geführt werden muss, sodass es insbesondere schwierig ist, sehr feinkörnige Stäube wirksam niederzuschlagen. Aus der
DE 295 20 680 U1 ist ein einteiliges Filterelement bekannt, bei dem die Rohgase, gekennzeichnet durch zwei Pfeile am Boden dieses einzelnen Filterelementes, in das Filtergehäuse eingeführt werden, wobei sie dann durch Filterflächen in den Reingaskanal gelangen, der als Austrittsspalt bezeichnet ist. Dieser Austrittsspalt stellt den Beginn des Reingaskanals dar, wobei das Reingas dann senkrecht nach oben weiter abströmen kann. Der zugehörigen Beschreibung ist zu entnehmen, dass hier das Rohgas vom Boden her kommend entgegen des herabfallenden Staubes geführt werden muss, was zu den weiter vorn genannten schädlichen Verwirbelungen führt. Auch hier wird wie beim genannten Stand der Technik das Rohgas von außerhalb dem Filtergehäuse mit dem Filterelementen zugeführt und über den Reingaskanal aus diesem herausgeführt. Darüber hinaus ist der Aufbau eines derartigen Filterelementes unter beengten Verhältnissen nur schwer zu akzeptieren, weil ein Austausch der Filterelemente offenbar nicht vorgesehen ist und wenn überhaupt nur der gesamte Filter austauschbar ist und nicht einzelne Filterelemente.
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Bei diesem bekannten Trockenfilter ist nachteilig, dass zur einwandfreien Führung der staubhaltigen Wetter bzw. des Rohgases und des gereinigten Reingases aufwendige Aufbauten und Einbauten notwendig sind, sodass derartige Trockenfilter insbesondere im untertägigen Bergbau in der Regel nicht zum Einsatz kommen können, einfach weil der notwendige Platz nicht vorhanden ist. Nachteilig ist außerdem, dass die staubhaltigen Wetter bzw. das Rohgas durch das Filtergehäuse zumindest teilweise in Gegenrichtung zum abfallenden Staub geführt werden muss. Es kommt dadurch zu unnötigen Verwirbelungen und Belastungen des gesamten Filters.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Trockenfilter für enge Raumverhältnisse, vor allem im Bergbau mit günstigen Baumaßen und hohem Abscheidegrad zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Reingaskanal seitlich und der Rohgakanal oberrandseitig am Filtergehäuse angeschlossen und durch Trennwände dreieckige Teilabschnitte bildend ins Filtergehäuse integriert sind, wobei ihre großen Trennflächen zur Anbringung der von der Reingasseite her einsetzbaren Filterelemente dienen und einen dreieckigen Teilabschnitt als Rohgaskanal und zwei dreieckige im Bereich des Anschlussstutzens in den Reingaskanal einmündende Teilabschnitte bilden, dass als Austragsorgan ein Kettenkratzförderer mit Austragsschleuse am Boden des Filtergehäuses vorgesehen ist und dass den Filterelementen Rüttel- oder Schockeinrichtungen zugeordnet sind.
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Aufgrund dieser besonderen Ausbildung des Trockenfilters sind die Rein- und Rohgaskanäle praktisch in das Filtergehäuse integriert, wobei die jeweiligen Trennflächen vorteilhaft groß ausgebildet sein können und damit auszunutzen sind, um hier die notwendigen Abscheidelemente bzw. Filterelemente anbringen zu können. Dies bedeutet, dass die Filterelemente, die von der Reingasseite her eingeschoben werden können, sich auf der anderen Seite an bzw. in den Trennwänden abstützen, sodass sie sicher gelagert und leicht zu betätigen sind. Das Roh- und Reingas werden im eigentlichen Filtergehäuse so geführt, dass auch der abgeschiedene Staub entweder in Intervallen oder auch kontinuierlich abgeschlagen werden kann, um auf dem Boden gesammelt und über den Kettenkratzerförderer und die Austragschleuse ausgetragen zu werden. Dabei bewegt sich der Staub in der gleichen Richtung wie die staubhaltigen Gase, was den Vorteil hat, dass der Staub nicht aufgewirbelt wird und selbst der feine Staub sicher niedergeschlagen werden kann. Der Staub bzw. die staubhaltigen Gase bewegen sich in die gleiche Richtung, sodass ein vorteilhaftes Austragen des Staubes ebenfalls möglich wird. Die Reingase strömen jenseits der Filterelemente in den zweiteiligen Reingaskanal, der dann später im Bereich des Anschlussstutzens in einen Reingaskanal einmündet. Damit können insbesondere einen hohen Staubgehalt aufweisende Rohgase optimal und schnell und mit geringem Platzaufwand gereinigt werden. Vorteilhaft ist weiter, dass durch die Integrierung des Rein- und Rohgaskanals in das eigentliche Filtergehäuse die Möglichkeit besteht, das Austragsorgan direkt am Boden anzuordnen, ohne dass gesonderte Vorrichtungen oder Einrichtungen benötigt werden. Das Reingas wird so durch das Filtergehäuse und die darin angebrachten Filterelemente geführt, dass eine wenig platzaufwendige Abschaltung erreicht wird. Dadurch dass Trockenfilter eingesetzt werden können, ist das Gewicht der Gesamtanlage niedrig und die Entsorgung des Staubes wesentlich einfacher, als wenn feucht abgeschieden werden müsste.
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Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Reingaskanal über einen Anschlussstutzen an die Seiten- oder Rückwand des Filtergehäuses angeschlossen ist. Dies bringt den Vorteil, dass auf den aufwendigen „Aufbau” auf das Filtergehäuse verzichtet werden kann, weil der Reingaskanal bzw. das aus dem Filtergehäuse herausstehende Bauteil des Reingaskanals an den Anschlussstutzen direkt angeschlossen wird. Damit ist ein Aufbau auf das Filtergehäuse und damit ein zu hoch bauendes Filtergehäuse vermieden. Durch den Anbau oder den seitlichen Anbau können die Bauabmaße vorteilhaft in ein Bereich hinein gelegt bzw. in Werten gehalten werden, die auch im untertägigen Bergbau keine Beeinträchtigung erbringen bzw. die in den vorhandenen Streckenquerschnitten eine vorteilhafte Unterbringung ermöglichen. Da wie weiter oben erläutert das Filtergehäuse durch Rein- und Rohgaskanal in dreieckige Teilabschnitte unterteilt ist, können die üblichen Bauteile insbesondere der Lüfter auch dicht an das eigentliche Gehäuse herangebracht und so angeordnet werden, dass sich der schon weiter vorne erwähnte vorteilhafte Gesamtaufbau ergibt.
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Weiter vorn ist bereits darauf hingewiesen worden, dass durch die besondere Anordnung der Filterelemente im Filtergehäuse mit ihren dreieckigen Teilabschnitten die Rohgase oder die staubhaltigen Gase unter Belassung des Staubes in den Filterelementen gleichzeitig in die beiden Teilkanäle bzw. Teilabschnitte hineinströmen können, wobei diese gemäß der Erfindung so angeordnet sind, dass das Reingas direkt auf den Anschlussstutzen geführt werden kann, wozu vorgesehen ist, dass der Anschlussstutzen auf der Seitenwand der Rückwand angeordnet ist, auf die die Filterelemente haltenden Trennwände eine Spitze bildend ausgerichtet sind. Die Reingase strömen somit nach ihrer Abreinigung automatisch in die richtige Richtung und auf den Anschlussstutzen zu.
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Eine weitere zweckmäßige Ausbildung ist die, bei der die Filterelemente als von den Trennwänden gehaltene oder diese bildende, zwischen Rein- und Rohgaskanal angeordnete Flächenfilter ausgeführt sind. Gemeint ist damit, dass die Trennflächen zwischen Roh- und Reingaskanal als Flächenfilter ausgebildet sind, wobei hier Sinterfilterelemente, Kompaktfilterelemente oder Taschenfilterelemente zum Einsatz kommen können. Die geteilte Roh- und Reingasführung erlaubt dies, wobei ein hoher Abscheideeffekt erreicht ist.
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Weiter vorn ist erläutert worden, dass der Reingaskanal seitlich und der Rohgaskanal oberrandseitig am Filtergehäuse angeschlossen ist, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn der Rohgaskanal deckelseitig ans Filtergehäuse angeschlossen ist.
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Gerade im untertägigen Bergbau aber auch in sonstigen eingeschränkten Bereichen ist es schwierig, bei den bisher zum Einsatz kommenden Trockenfiltern die Filterelemente vom Deckel her auszutauschen. Sie erfordern schon aufgrund ihrer Positionierung relativ große Freiflächen, die das Herausnehmen der Filterelemente ermöglichen. Bei der Erfindung dagegen sind die Filterelemente so angeordnet, dass die einzelnen Filterelemente seitwärts oder von der Seite her leicht auswechselbar sind. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass die dem Reingaskanal zugeordneten Seitenwände kassettenartig ausgebildet sind, wobei jede Kassette einzeln und/oder zusammen mit den anderen Kassetten aus der Seitenwand herauslösbar ist. Dann können über die Seitenwände die Filterelemente herausgenommen und durch neue ersetzt werden, wenn dies aus irgendwelchen Gründen notwendig werden sollte. Vorteilhaft ist weiter, dass dieser Austausch reingasseitig erfolgt, sodass der Austausch auch für die Bedienungsmannschaft wesentlich ergonomischer ist.
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Weiter vorn ist darauf hingewiesen worden, dass Sinterfilterelemente, Kompaktfilterelemente oder auch Taschenfilterelemente zum Einsatz kommen können, wobei die Erfindung hierzu vorsieht, dass die Filterelemente als eine Filterwand bildende Filterrohre ausgeführt sind bzw. ausgeführt sein können. Die Filterrohre sind so zusammengesetzt, dass sie eine durchgehende Filterwand bilden, die dann die Abscheidung des Staubes sicher bewirken. Auch diese Filterrohre können seitlich ausgewechselt werden, was die weiter oben erwähnten Vorteile mit sich bringt.
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Gerade bei den Filterelementen in Form von Filterrohren ist es von Vorteil, wenn die Filterelemente in Rohrform oder Flächenform plissierte Wandungen aufweisen. Durch die Plissierung wird eine wesentlich größere Fläche zur Verfügung gestellt, wobei die Plissierung gleichzeitig den Vorteil hat, dass der Staub sich vom Plissiergrund aus quasi an den beiden zugeordneten Teilwandungen aufbauen kann, sodass sich eine hohe Abscheidemöglichkeit und damit ein hoher Abscheidegrad ergibt.
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Eine entsprechende „Belastung” oder Beaufschlagung der Filterelemente ist nur dann möglich, wenn diese auch gleichmäßig belastet werden. D. h. es müssen Undichtigkeiten vermieden werden, wozu die Erfindung vorsieht, dass die Filterelemente gegen die Wände des Filtergehäuses und gegeneinander abgedichtet sind. Hier kann auf die bisherige Technik zurückgegriffen werden, wobei schon aus handhabungstechnischen Gründen eine zu genaue Anpassung der einzelnen Filterelemente an die Gegebenheiten nicht möglich ist. Von daher sollte und wird jeweils der Randbereich der Filterelemente gegeneinander und insbesondere zum Filtergehäuse hin so abgedichtet, dass die staubhaltigen Wetter bzw. die Rohgase das eigentliche Filterelement passieren müssen.
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Die zum Einsatz kommenden Filter, egal welchen Aufbaus, müssen in regelmäßigen Abständen abgereinigt werden, um zu vernünftigen Standzeiten zu kommen. Der abgerüttelte Staub wird durch die schon erläuterte bzw. genannte Austragseinrichtung aus dem Gehäuse gebracht. Um den an den Filterelementen anhaftenden Staub sicher von diesen abzulösen, sind wie weiter vorn schon erwähnt den Filterelementen Rüttel- oder Schockeinrichtungen zugeordnet. Dies bedeutet, dass entweder Teile des Gehäuses bzw. der Filterelemente geschüttelt werden und zwar durch eine geeignete Maschinerie oder aber es wird kurzzeitig mit Überdruck gearbeitet, sodass die Filterelemente sich in Richtung Rohgaskanal aufblähen und den anhaftenden Staub abplatzen lassen.
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Der durch die Rüttel- und Schockeinrichtungen von den Filterelementen abgelöste Staub fällt auf den Kettenkratzförderer herab, wobei gemäß der Erfindung dieser Kettenkratzförderer aus einem oder mehreren Kettenbändern besteht, die mit rechtwinklig zur Förderrichtung angeordneten Mitnehmern ausgerüstet sind. Über dieses Kettenband mit den Mitnehmern wird der Staub kontinuierlich oder diskontinuierlich in Richtung Austragsschleuse gefördert, um von hier aus der weiteren Nutzung oder Entsorgung zugeführt zu werden.
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Auch bei größeren Gehäusen kann mit einem derartigen Kettenband gearbeitet werden, wenn das Kettenband mit den Mitnehmern in dem trogartig geformten Gehäuseboden verlaufend angeordnet ist, wobei ihm endseitig eine Austragsschleuse zugeordnet ist. Dabei ist das Schrägstellen der den Boden mitbildenden Wände etwas begrenzt, da die Gesamthöhe des Filtergehäuses damit nicht vergrößert werden soll. Es reicht aber in der Regel, wenn die unteren Teile der Seitenwände so weit schräggestellt sind, dass der Staub daran herabrutschen kann, um dann durch die Mitnehmer des Kettenbandes mit in Richtung Austragsschleuse transportiert zu werden.
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Entsprechende Filter können vorteilhaft auch für einen großen Volumenstrombereich eingesetzt werden, weil gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, dass dem Roh- und Reingaskanal ein Frequenzumrichter zur Volumenstromregelung zugordnet ist. Damit ist eine Basisausführung einer Filteranlage vorgegeben, die je nach Volumen einsetzbar ist, indem der Aufbau entsprechend gewählt wird.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Trockenfilter mit hohem Abscheidegrad geschaffen ist, der ausgesprochen günstige Baumaße aufweist und von daher vor allem auch für den Einsatz im untertägigen Bergbau vorteilhaft genutzt werden kann. Die Filterelemente werden so angeordnet und ausgerüstet und können über Rüttel- und Schockeinrichtungen so beeinflusst werden, dass sie optimal den Staub der hindurchgeführten Wetter oder des Rohgases festhalten und dann eben zum vorgesehenen Zeitpunkt abgeben, sodass er über die Mitnehmer und das Kettenband entsorgt werden kann. Vorteilhaft ist, dass die einzelnen Filterelemente von der Seite und der Reingasseite her ausgetauscht werden können, wozu in den Seitenwänden kassettenartige Türen angeordnet sind. Vorteilhaft ist schließlich, dass das Rohgas von oben her, d. h. also von dem Deckel her in den Rohgaskanal einströmt und dabei abwärtsgeführt wird und somit die gleiche Richtung wahrnimmt, wie der Staub, der von den Filterelementen abfällt. Die Gase strömen dann durch die Filterelemente hindurch in den Reingaskanal und werden über die besondere Formgebung der Reingaskanäle zielgerichtet zum rückseitig oder seitlich angeordneten Anschlussstutzen für den Reingaskanal geführt, um dann in die Atmosphäre später abgelassen zu werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines Trockenfilters mit angesetztem Reingaskanal,
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2 eine Vorkopfansicht eines Trockenfilters mit zwei Kettenkratzförderern,
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3 eine Vorkopfansicht mit einem Kettenkratzförderer jeweils im Schnitt,
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4 eine Draufsicht auf das Filtergehäuse mit geteilter Roh- und Reingasführung und
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5 eine vergrößerte Wiedergabe des Trockenfilters mit Anschlussstutzen für Rein- und Rohgaskanal.
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1 zeigt einen Trockenfilter 1 bei dem das Filtergehäuse 2 einen integrierten Rohgaskanal 3 und Reingaskanal 4 aufweist. Durch die geteilte Roh- und Reingasführung können die Trennflächen vorteilhaft mit Filterelementen 5 besetzt werden, sodass eine günstige Abscheidung des Staubes oder der sonstigen Schwebstoffe erreicht wird.
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1 verdeutlicht, dass die Seitenfläche des Gehäuses mit verschiedenen Türen 12, 13, 14 versehen ist, um so an die verschiedenen Filterelemente 5 heranzukommen, wenn dies notwendig ist. Die Seitenwand 6 trägt einen Anschlussstutzen 7 zum Anschluss des Reingaskanals 4, in dem oder dem der Lüfter 8 zugeordnet ist. Im Bereich des Bodens 9 des Filtergehäuses 2 ist das Austragsorgan 10 angeordnet.
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Statt den Anschlussstutzen 7 der Seitenwand 6 zuzuordnen, besteht auch die Möglichkeit diesen Anschlussstutzen 7 der hier nicht sichtbaren Rückwand 11 zuzuordnen. Letztendlich ist der Vorteil der, dass der Anschlussstutzen 7 und damit der Anschluss für den Reingaskanal 4 seitlich erfolgt, sodass die Bauhöhe des Filtergehäuses 2 auch gleich die Bauhöhe der gesamten Einrichtung bzw. des gesamten Trockenfilters 1 ist. Dies ist gerade im untertägigen Bergbau von besonderer Bedeutung und besonderem Vorteil.
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Die 2 und 3 zeigen Anordnungen, bei denen erkennbar ist, dass im Bereich des Bodens 9 zwei Kettenkratzförderer 20, 22 mit Austragsschleusen 21, 23 vorgesehen sind oder bei 3 nur ein entsprechender Kettenkratzförderer 20 mit Austragsschleuse 21. Hier sind die Seitenwände bzw. die Wände des Filtergehäuses 2 trichterförmig abgeschrägt, um nur mit einem derartigen Kettenkratzförderer 20 auskommen zu können.
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4 schließlich zeigt eine Draufsicht auf das Filtergehäuse 2, wobei erkennbar ist, dass die geteilte Roh- und Reingasführung große Flächenfilter 18 ermöglicht, wobei diese Flächen groß sind, weil im Filtergehäuse 2 Teilabschnitte 15, 16, 17 eine entsprechende Unterteilung ermöglichen und damit die Zuordnung verschiedener Flächenfilterausführungen. Mit 7 ist der schon erwähnte Anschlussstutzen bezeichnet, mit 6 die Seitenwand, an der der Anschlussstutzen angebracht ist.
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5 zeigt eine vergrößerte Wiedergabe eines Trockenfilters 1 von der Seite her gesehen, wobei von dem Filtergehäuse 2 hier insbesondere die Seitenwand 6 gezeigt ist, die Kassetten 12, 13, 14 als Türen aufweist, sodass die dahinter nicht sichtbaren Filterelemente 5 leicht von der Reingasseite her herausgenommen und ausgetauscht werden können.
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5 zeigt sehr deutlich, dass der Rohgaskanal vom Oberrand 26 her in das Filtergehäuse 2 hineingeführt wird. Auf der Reingasseite 25 ist der Anschlussstutzen 7 für den Reingaskanal 4 erkennbar, während der Anschlussstutzen für den Rohgaskanal 3 mit 35 bezeichnet ist. Mit 36 sind übrigens Aufhängehaken bezeichnet, über die das gesamte Filtergehäuse 2 angeschlagen und dann von einem Standort zum anderen transportiert werden kann, wenn dies erforderlich wird.
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Im Bereich des Gehäusebodens 9 ist das Austragsorgan 10, hier in Form des Kettenkratzförderers 20 mit der Austragsschleuse 21 wiedergegeben. Die Austragsschleuse 21 nimmt die Umkehre für das Kettenband 33 und die Mitnehmer 34 auf und sorgt dafür, dass der abgeschieden Staub so in die Atmosphäre abgegeben wird, dass er unschädlich bleibt und insbesondere weiter abtransportiert werden kann.
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Zurückkommend auf 4 soll noch einmal darauf hingewiesen werden, dass das Innere des Filtergehäuses 2 über die Flächenfilter 18 bzw. die Trennwände 28, 29 in Form der Flächenfilter 18 den Innenraum in die schon erwähnten Teilabschnitte 15, 16, 17 unterteilen. Damit ergeben sich quasi zwei Reingasseiten 25 bzw. zwei Teile des Reingaskanals 4, der in den Anschlussstutzen 7 mündet, der der Seitenwand 6 zugeordnet ist. Die Seitenwand 30 und die Seitenwand 6a weisen die schon erwähnten Kassetten 12, 13, 14 auf, die es ermöglichen, durch den Reingaskanal 4 bzw. die Teilkanäle hindurch an die Filterelemente 5 heranzukommen. Diese Filterelemente 5 oder besser gesagt die diese bildenden Trennwände 28, 29 laufen zu einer Spitze 27 zusammen, die genau auf den Anschlussstutzen 7 hin gerichtet ist.
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Die Trennwände 28, 29 bzw. die Flächenfilter 18 sind gegenüber der Wand 31 des Filtergehäuses 2 aber auch gegeneinander so abgedichtet, dass die durch den Rohgaskanal 3 bzw. den Teilabschnitt 16 anströmenden Rohgase bzw. staubhaltigen Wetter zwangsweise von dem Deckel 32 in Richtung Gehäuseboden 9 strömen, um von hier aus unter Abgeben des Staubes und Passieren der Flächenfilter 18 in den Reingaskanal 4 bzw. in die Teilkanäle zu gelangen.
