DE102010060716A1

DE102010060716A1 - Method for cleaning exhaust gas filters for diesel motor of e.g. motor vehicle, involves accelerating blasting medium in jet nozzles so that medium strikes filter, where filter is arranged in front of suction openings during blasting

Info

Publication number: DE102010060716A1
Application number: DE201010060716
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-05-24

Abstract

The method involves accelerating a blasting medium e.g. gas such as compressed air and nitrogen, in jet nozzles (16, 18) so that the blasting medium strikes a cylindrical particle filter (22) with speed of sound, where the medium contains solid- or liquid blasting agents. The filter is made of a ceramic material, and is arranged in front of suction openings (34, 34') during blasting, where the openings suck the medium and ambient air. The filter is designed as a solid body that has pores and/or channels opening towards a surface by blasting using the medium. An independent claim is also included for a device for cleaning filters.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Filtern, die als Festkörper mit Poren und/oder zur Oberfläche offenen Kanälen ausgebildet sind, durch Abstrahlen mit einem Strahlmedium, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for cleaning filters, which are formed as a solid with pores and / or open channels to the surface, by blasting with a blasting medium, and an apparatus for performing this method.

Insbesondere befasst sich die Erfindung mit der Reinigung von Partikelfiltern, beispielsweise Abgasfiltern für Dieselaggregate von Kraftfahrzeugen, Schiffen und dergleichen. Um die Nutzungsdauer solcher Filter zu verlängern und dennoch die einschlägigen Abgasnormen einzuhalten, sollten diese hochbelasteten Filter von Zeit zu Zeit ausgebaut und durch Abstrahlen gereinigt und regeneriert werden. Bisher wird zu diesem Zweck zumeist ein Hochdruckreiniger eingesetzt, mit dem der Filter mit Wasser abgestrahlt wird. Nachteilig ist dabei jedoch die hohe Umweltbelastung durch den Anfall großer Mengen von mit Schadstoffen verunreinigtem Wasser. Da die von dem Filter abgelösten Verunreinigungen als Staub oder Schlamm zurückspritzen, ist das herkömmliche Verfahren auch mit einer hohen Gesundheitsbelastung für das Personal verbunden. Weiterhin ist es bekannt, die Verunreinigungen bei hoher Temperatur zu verbrennen und die Asche mit Druckluft auszublasen. Beide bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass sie die katalytischen Eigenschaften des Filters beeinträchtigen.In particular, the invention is concerned with the purification of particulate filters, for example exhaust gas filters for diesel engines of motor vehicles, ships and the like. In order to extend the useful life of such filters while still complying with the relevant emission standards, these highly stressed filters should be removed from time to time and cleaned and re-radiated by blasting. So far, a high-pressure cleaner is usually used for this purpose, with which the filter is radiated with water. The disadvantage, however, is the high environmental impact of the accumulation of large amounts of contaminated with pollutants water. Since the contaminants released from the filter spray back as dust or sludge, the conventional method is also associated with a high health burden for the staff. Furthermore, it is known to burn the impurities at high temperature and to blow out the ash with compressed air. Both known methods have the disadvantage that they impair the catalytic properties of the filter.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das eine effiziente und schonende Reinigung der Filter bei verminderter Umwelt- und Gesundheitsbelastung ermöglicht.The object of the invention is to provide a method that allows efficient and gentle cleaning of the filter with reduced environmental and health burden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass

– das Strahlmedium gasförmig ist und festes oder flüssiges Strahlmittel allenfalls in der Form von Substanzen mit einem Siedepunkt von nicht mehr als 140°C enthält,
– das Strahlmedium in einer Strahldüse so beschleunigt wird, dass es mit mindestens annähernd Schallgeschwindigkeit auf den Filter trifft, und
– der Filter beim Abstrahlen vor einer Saugöffnung angeordnet wird, die das Strahlmedium sowie Umgebungsluft ansaugt.

This object is achieved in that

The jet medium is gaseous and contains at most solid or liquid blasting agent in the form of substances having a boiling point of not more than 140 ° C,
- The jet medium is accelerated in a jet nozzle so that it hits the filter with at least approximately the speed of sound, and
- The filter is disposed when blasting in front of a suction opening, which sucks the blasting medium and ambient air.

Bei dem Strahlmedium handelt es sich um ein Gas, beispielsweise Druckluft oder Stickstoff, das entweder keine festen oder flüssigen Strahlmittel enthält oder in dem als Strahlmittel feine Tröpfchen oder Partikel einer leichtflüchtigen Substanz suspendiert sind. Dieses Strahlmedium kann mit einer geeigneten Strahldüse, beispielsweise einer Laval-Düse, auf Schallgeschwindigkeit oder Überschallgeschwindigkeit beschleunigt werden. Dadurch wird eine besonders intensive und dennoch schonende Reinigungswirkung erzielt, und der Strahl dringt tief in die Poren und Kanäle des Filters ein, so dass der Reinigungseffekt nicht auf die Oberfläche beschränkt bleibt. Über die Saugöffnung wird nicht nur das Strahlmittel abgesaugt, sondern auch Umgebungsluft angesaugt. Das gewährleistet einen wirksamen Abtransport der Verunreinigungen und verhindert, dass diese Verunreinigungen unkontrolliert in die Umgebung gelangen.The jet medium is a gas, for example compressed air or nitrogen, which either contains no solid or liquid blasting agents or in which fine droplets or particles of a volatile substance are suspended as the blasting agent. This blasting medium can be accelerated to the speed of sound or supersonic speed with a suitable blasting nozzle, such as a Laval nozzle. As a result, a particularly intensive, yet gentle cleaning effect is achieved, and the jet penetrates deep into the pores and channels of the filter, so that the cleaning effect is not limited to the surface. About the suction not only the blasting agent is sucked, but also sucked in ambient air. This ensures effective removal of the contaminants and prevents these contaminants from entering the environment in an uncontrolled manner.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.The invention also relates to a device which is suitable for carrying out this method.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments and refinements of the invention are specified in the subclaims.

Vorzugsweise hat das Strahlmedium bzw. das Gemisch aus Strahlmedium und Strahlmittel beim Verlassen der Strahldüse eine mittlere Temperatur von weniger als 0°C. Durch die niedrige Temperatur des Strahlmediums wird ein Versprödungseffekt erzielt, der die Ablösung der Verunreinigungen von dem Filtermaterial begünstigt.Preferably, the jet medium or the mixture of jet medium and blasting medium when leaving the jet nozzle has an average temperature of less than 0 ° C. Due to the low temperature of the blasting medium an embrittlement effect is achieved, which promotes the separation of the impurities from the filter material.

In einer Ausführungsform ist das Strahlmedium Stickstoffgas, das durch Entspannung von flüssigem Stickstoff gewonnen wird und deshalb eine niedrige Temperatur hat.In one embodiment, the jet medium is nitrogen gas that is recovered by expansion of liquid nitrogen and therefore has a low temperature.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die tiefe Temperatur dadurch erreicht, dass dem gasförmigen Strahlmedium (z. B. Druckluft) Trockeneis oder Trockenschnee als Strahlmittel zugesetzt wird. Besonders zweckmäßig ist dazu eine Strahldüse, in der der Trockenschnee an Ort und Stelle durch Entspannung von flüssigem CO₂ erzeugt wird. Ein Beispiel einer solchen Strahldüse ist in EP 1 501 655 B1 beschrieben.In a particularly preferred embodiment, the low temperature is achieved by adding dry ice or dry snow as blasting agent to the gaseous blasting medium (eg compressed air). Particularly useful for this purpose is a jet nozzle, in which the dry snow is generated on the spot by relaxation of liquid CO ₂ . An example of such a jet nozzle is in EP 1 501 655 B1 described.

Um das Strahlmittel und die Verunreinigungen wirksam abzusaugen, ist es zweckmäßig, insbesondere bei geschlossenen Filtersystemen mit nur an den entgegengesetzten Enden offenen Filtern, wenn die Saugdüse direkt an ein offenes Ende angesetzt wird. Die Saugdüse sollte dann vorzugsweise einen Unterdruck von wenigstens 10 kPa (0,1 bar) erzeugen.In order to efficiently extract the blasting agent and the impurities, it is expedient, especially in closed filter systems with only open at the opposite ends filters when the suction nozzle is attached directly to an open end. The suction nozzle should then preferably generate a vacuum of at least 10 kPa (0.1 bar).

Bei Filtern mit porösem Filtermaterial sollte außerdem das Strahlmittel porengängig sein, sei es dadurch, dass es beim Auftreffen auf das Filtermaterial schnell verdampft oder sublimiert und dann durch die Poren abgesaugt werden kann, und/oder dadurch, dass die Partikel des Strahlmittels so klein sein (oder durch Verdampfung oder Sublimation so klein werden), dass sie durch die Poren hindurchgehen. Wenn als Strahlmittel Trockenschnee verwendet wird, der mit einer Strahldüse gemäß EP 1 501 655 B1 erzeugt wird, lässt sich die Menge an eingestrahltem Trockenschnee und die Größe der Trockenschneepartikel dadurch steuern, dass der Druck der Druckluft und der Durchsatz an flüssigem CO₂ geeignet eingestellt werden, und/oder durch geeignete Gestaltung und Dimensionierung des Entspannungsraums, in dem sich das flüssige CO₂ entspannt. Beispiele hierfür werden auch in EP 1 765 551 B1 und WO 2005/005377 A1 gegeben. Generell sollten die Verfahrensparameter so gewählt werden, dass die pro Zeiteinheit aus der Düse zugeführte Menge an Strahlmittel kleiner ist als die Menge an Strahlmittel, die pro Zeiteinheit durch die Poren des Filtermaterials hindurchtritt oder durch die Gasströmung wieder zur Einstrahlseite hin ausgeworfen wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Strahlmittel den Filter verstopft.In the case of filters with porous filter material, moreover, the abrasive should be porous, either because it can quickly evaporate or sublime on impact with the filter material and then be sucked out through the pores, and / or because the particles of the abrasive are so small ( or so small by evaporation or sublimation) that they pass through the pores. If dry blast is used as the blasting abrasive, using a blasting nozzle according to EP 1 501 655 B1 is generated, can the Controlling the amount of dry snow introduced and the size of the dry snow particles by suitably adjusting the pressure of the compressed air and the rate of liquid CO ₂ , and / or by suitable design and dimensioning of the expansion space in which the liquid CO ₂ relaxes. Examples of this are also in EP 1 765 551 B1 and WO 2005/005377 A1 given. In general, the process parameters should be chosen so that the amount of blasting agent supplied per unit time from the nozzle is smaller than the amount of blasting agent that passes through the pores of the filter material per unit time or is ejected by the gas flow back to the Einstrahlseite. In this way, the blasting agent is prevented from clogging the filter.

Bei dem Strahlmedium kann es sich gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung auch um Druckluft handeln, dem eine Flüssigkeit, z. B. Wasser als Strahlmittel hinzugesetzt wird. Das Wasser wird dann zu feinen Tröpfchen vernebelt, die in der Düse auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden, so dass eine entsprechend hohe Reinigungswirkung erzielt wird. Die eingesetzte Wassermenge ist jedoch bei gleicher oder höherer Reinigungswirkung deutlich kleiner als bei dem herkömmlichen Abstrahlen mit einem Hochdruckreiniger, und dementsprechend fallen geringere Kosten für die Entsorgung des Abwassers an.According to another aspect of the invention, the blasting medium may also be compressed air to which a liquid, eg. B. Water is added as a blasting agent. The water is then atomized into fine droplets, which are accelerated in the nozzle to high speed, so that a correspondingly high cleaning effect is achieved. However, the amount of water used is significantly smaller with the same or higher cleaning effect as in the conventional blasting with a high-pressure cleaner, and accordingly lower costs for the disposal of the wastewater.

Mit Hilfe eines Manipulatorsystems wird eine Relativbewegung zwischen Strahldüse und Filter erzeugt, so das der Strahl auf alle gewünschten Oberflächenbereiche des Filters gerichtet werden kann. Der Bewegungsablauf wird je nach Geometrie und Beschaffenheit des zu reinigenden Filters gesteuert.By means of a manipulator system, a relative movement between the jet nozzle and the filter is generated, so that the jet can be directed to all desired surface areas of the filter. The movement is controlled depending on the geometry and condition of the filter to be cleaned.

Abgas-Partikelfilter haben zumeist eine allgemein zylindrische Form. Bei Edelstahlfiltern ist die Mantelfläche des Zylinders durch Kanäle durchbrochen. Das Manipulatorsystem kann dann so gestaltet sein, dass der Filter um seine Längsachse gedreht und gleichzeitig in Axialrichtung relativ zur ortsfesten Düse bewegt wird. Wenn der Filter die Form eines Hohlzylinders hat, kann in entsprechender Weise auch eine Reinigung von der inneren Umfangsfläche her erfolgen.Exhaust particulate filters usually have a generally cylindrical shape. In stainless steel filters, the lateral surface of the cylinder is pierced by channels. The manipulator system may then be designed such that the filter is rotated about its longitudinal axis and simultaneously moved in the axial direction relative to the fixed nozzle. If the filter has the shape of a hollow cylinder, a cleaning from the inner circumferential surface can also be carried out in a corresponding manner.

Andere Filtertypen, beispielsweise die meisten Keramikfilter, weisen eine nicht durchbrochene Mantelfläche auf, und Gaskanäle verlaufen von den beiden Stirnflächen des Filters axial in das Innere des Filterkörpers, wo die von entgegengesetzten Stirnflächen her eintretenden Gaskanäle einander überlappen, jedoch zumeist durch Wände aus dem porösen Keramikmaterial voneinander getrennt bleiben. Zur Reinigung solcher Filter kann das Manipulatorsystem mindestens an einem Ende des Filters eine auf die dortige Stirnfläche gerichtete radial bewegliche Düse haben. Durch Überlagerung der radialen Bewegung der Düse mit einer Drehung des Filters um seine Längsachse kann dann die gesamte Stirnfläche abgereinigt werden, wobei der auf hohe Geschwindigkeit beschleunigte Strahl des Strahlmediums tief in die Gaskanäle eindringt. Wenn eine Düse nur an einem Ende des Filters vorgesehen ist, kann das Manipulatorsystem so ausgebildet sein, dass der Filter um 180° um die Querachse gedreht werden kann, um die entgegengesetzte Stirnfläche zu reinigen.Other types of filters, such as most ceramic filters, have an unbroken surface, and gas passages extend axially from the two faces of the filter into the interior of the filter body, where the gas channels entering from opposite faces overlap, but mostly through walls of the porous ceramic material stay separate from each other. For cleaning such filters, the manipulator system may have at least at one end of the filter a directed to the local face radially movable nozzle. By superimposing the radial movement of the nozzle with a rotation of the filter about its longitudinal axis, the entire end face can then be cleaned, wherein the high velocity accelerated jet of the jet medium penetrates deep into the gas channels. If a nozzle is provided at only one end of the filter, the manipulator system may be configured so that the filter can be rotated through 180 ° about the transverse axis to clean the opposite end surface.

Natürlich sind auch Manipulatorsysteme möglich, bei denen nur die Düse relativ zum feststehenden Filter bewegt wird.Of course, manipulator systems are possible in which only the nozzle is moved relative to the fixed filter.

Vorzugsweise weist das Manipulatorsystem eine programmierbare Steuereinrichtung auf, mit der sich der Bewegungsablauf programmieren lässt. In dieser Steuereinrichtung können mehrere Programme für unterschiedliche Filtertypen gespeichert sein, so dass es genügt, den jeweiligen Filtertyp oder einige wenige kennzeichnende Parameter des Filters einzugeben, und der Reinigungsvorgang im übrigen automatisch ablaufen kann. Wahlweise kann die Steuereinrichtung auch die Möglichkeit bieten, die Geschwindigkeit der Bewegungsabläufe und damit die Dauer und Intensität des Reinigungsvorgangs je nach Verschmutzungsgrad oder Materialbeschaffenheit des Filters zu variieren.The manipulator system preferably has a programmable control device with which the sequence of movements can be programmed. In this control device, several programs for different types of filters can be stored, so that it is sufficient to enter the respective filter type or a few characteristic parameters of the filter, and the cleaning process can otherwise proceed automatically. Optionally, the control device can also offer the possibility to vary the speed of the movements and thus the duration and intensity of the cleaning process depending on the degree of contamination or material properties of the filter.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 einen schematischen axialen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 a schematic axial section through an apparatus for performing the method according to the invention;

2 die Vorrichtung nach 1 in einem schematischen Querschnitt; 2 the device after 1 in a schematic cross section;

3 einen axialen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel; 3 an axial section through a device according to a modified embodiment;

4 eine Skizze einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 4 a sketch of a device according to another embodiment;

5 eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach 4; und 5 a modified embodiment of the device according to 4 ; and

6 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teils eines Keramikfilters. 6 an enlarged sectional view of a part of a ceramic filter.

In 1 ist im Längsschnitt ein quaderförmiges Gehäuse 10 gezeigt, das an einem Ende eine Klappe 12 aufweist und innen durch eine Trennwand 14 in zwei Abteile unterteilt ist. Im Inneren des Gehäuses 10 sind im gezeigten Beispiel zwei Strahldüsen 16, 18 und ein Manipulatorsystem 20 angeordnet, das es erlaubt, einen Filter 22 von allgemein zylindrischer Form, beispielsweise einen Keramikfilter mit geschlossener Mantelfläche, zu halten und den Filter und die Strahldüsen relativ zueinander zu bewegen. Das Manipulatorsystem 20 umfasst Schwenkantriebe 24 für die an schwenkbaren Armen 26 gehaltenen Strahldüsen 16 und 18.In 1 is a cuboid housing in longitudinal section 10 shown at one end a flap 12 and inside through a partition wall 14 is divided into two compartments. Inside the case 10 are two in the example shown jets 16 . 18 and a manipulator system 20 arranged, which allows a filter 22 of generally cylindrical shape, such as a closed-shell ceramic filter, and to move the filter and jet nozzles relative to one another. The manipulator system 20 includes quarter turn actuators 24 for the swivel arms 26 held jet nozzles 16 and 18 ,

Der Filter 22 ist auf zwei Sätzen von Lagerböcken 28 so abgestützt, dass jedes Ende des Filters in einem der Abteile des Gehäuses liegt. Wie 2 zeigt, umfasst jeder Satz vier schwenkbare oder ausfahrbare und zurückziehbare Lageböcke 28, die jeweils am freien Ende eine Rolle 30 tragen. Die Rollen 30 liegen an der Mantelfläche des zylindrischen Filters 22 an und halten so den Filter 22 stabil in seiner Position. Mindestens eine der Rollen 30 ist drehantreibbar, so dass ein Drehantrieb gebildet wird, der Teil des Manipulatorsystems 20 ist und mit dem sich der Filter 22 um seine Längsachse A (1) drehen lässt.The filter 22 is on two sets of bearing blocks 28 supported so that each end of the filter is located in one of the compartments of the housing. As 2 shows, each set comprises four pivotable or retractable and retractable jack 28 , each at the free end of a role 30 wear. The roles 30 lie on the lateral surface of the cylindrical filter 22 and so keep the filter 22 stable in its position. At least one of the roles 30 is rotationally driven, so that a rotary drive is formed, the part of the manipulator system 20 is and with which the filter 22 about its longitudinal axis A ( 1 ).

Die Strahldüsen 16 und 18 sind auf die entgegengesetzten Stirnflächen des zylindrischen Filters 22 gerichtet. Wie 2 zeigt, lassen sich die Arme 26 mit Hilfe der Schwenkantriebe 24 so verschwenken, dass sich die Strahldüse (z. B. die Strahldüse 18 in 2) so auf einem Kreisbogen B bewegt, dass die Radialposition der Strahldüse variiert werden kann. Im gezeigten Beispiel geht der Kreisbogen B durch die Achse A des Filters, so dass auch der Mittelpunkt der Stirnfläche des Filters 22 erreicht werden kann. Durch Kombination der Schwenkbewegungen der Anne 24 mit der Drehung des Filters 22 lassen sich die gesamten Stirnflächen des Filters 22 abstrahlen.The jet nozzles 16 and 18 are on the opposite faces of the cylindrical filter 22 directed. As 2 shows, let's the arms 26 with the aid of the part-turn actuators 24 swivel so that the jet nozzle (eg the jet nozzle 18 in 2 ) is moved on a circular arc B, that the radial position of the jet nozzle can be varied. In the example shown, the circular arc B passes through the axis A of the filter, so that the center of the end face of the filter 22 can be achieved. By combining the swinging movements of the Anne 24 with the rotation of the filter 22 let the entire faces of the filter 22 radiate.

Zur Anpassung an Filter mit unterschiedlichen Abmessungen können erforderlichenfalls die Axialpositionen der Strahldüsen 16 und 18 motorisch oder von Hand verstellbar sein.If necessary, the axial positions of the jet nozzles can be adapted to match filters of different dimensions 16 and 18 be motor or manually adjustable.

Die Strahldüsen 16 und 18 sind jeweils als Laval-Düsen ausgebildet und über flexible Leitungen 32 mit einer nicht gezeigten, außerhalb des Gehäuses 10 angeordneten Druckluftquelle und einer Quelle für flüssiges CO₂ verbunden. Die Strahldüsen sind beispielsweise so aufgebaut, wie in EP 1 501 655 B beschrieben wird. Das flüssige CO₂ wird in der Strahldüse in einem Entspannungsraum entspannt, so dass ein Teil des CO₂ verdampft und die entstehende Verdunstungskälte dazu führt, dass ein anderer Teil des CO₂ zu Trockenschneepartikeln auskondensiert. Diese werden dann von der Druckluftströmung zur Laval-Düse mitgenommen, wo die Druckluft und die CO₂-Partikel auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt werden. Auf diese Weise wird ein energiereicher Strahl erzeugt, der auf die Oberfläche des Filters 22 trifft und tief in die dort vorhandenen Poren und/oder Kanäle eindringt. Die CO₂-Partikel entfalten dabei nicht nur eine mechanische Wirkung, sondern führen auch zu einer starken Abkühlung des Filtermaterials und damit zu einer Versprödung, die die Ablösung der Verunreinigungen begünstigt. Schließlich verdampfen die Partikel wieder zu gasförmigem CO₂, das zusammen mit der Druckluft für den Abtransport der abgelösten Verunreinigungen sorgt.The jet nozzles 16 and 18 are each designed as Laval nozzles and flexible lines 32 with a, not shown, outside of the housing 10 arranged compressed air source and a source of liquid CO ₂ connected. The jet nozzles are constructed, for example, as in EP 1 501 655 B is described. The liquid CO ₂ is expanded in the jet nozzle in a flash chamber, so that part of the CO ₂ evaporates and the resulting evaporative cooling causes another part of the CO ₂ to condense into dry snow particles. These are then taken by the compressed air flow to the Laval nozzle, where the compressed air and the CO ₂ particles are accelerated to supersonic speed. In this way, a high-energy beam is generated, which is on the surface of the filter 22 meets and penetrates deep into the pores and / or channels present there. The CO ₂ particles unfold not only a mechanical effect, but also lead to a strong cooling of the filter material and thus to an embrittlement, which favors the replacement of the impurities. Finally, the particles evaporate again to gaseous CO ₂ , which together with the compressed air for the removal of the detached impurities.

In der Klappe 12 und in der gegenüberliegenden Wand des Gehäuses 10 sind Saugöffnungen 34, 34' vorgesehen. In dem in 1 gezeigten Zustand ist eine Saugkammer 36, die über eine Saugleitung 38 und einen Staubabscheider 40 mit einem nicht gezeigten Sauggebläse verbunden ist, so vor die linke Saugöffnung 34 geschwenkt, dass Luft aus dem entsprechenden Abteil des Gehäuses abgesaugt wird. Durch die andere Saugöffnung 34' kann unterdessen Luft in das andere Abteil des Gehäuses eintreten. Die Trennwand 14 zwingt diese Luft, durch den Filter 22 zu strömen.In the flap 12 and in the opposite wall of the housing 10 are suction openings 34 . 34 ' intended. In the in 1 shown state is a suction chamber 36 that have a suction line 38 and a dust collector 40 is connected to a suction fan, not shown, so in front of the left suction port 34 pivoted that air is sucked out of the corresponding compartment of the housing. Through the other suction opening 34 ' Meanwhile, air may enter the other compartment of the housing. The partition 14 forces this air through the filter 22 to stream.

Wenn mit der oben beschriebenen Vorrichtung ein Filter 22 gereinigt werden soll, so wird zunächst die Klappe 12 geöffnet, und der Filter 22 wird in der in 1 gezeigten Position eingespannt. Die Arme 26 sind dabei in eine Position geschwenkt, in der sie flach unter der Decke des Gehäuses 10 liegen, so dass sie beim Einführen des Filters nicht im Weg sind. Anschließend wird die Klappe 12 geschlossen, die Saugkammer 36 wird vor die Saugöffnung 34 geschwenkt, und die Strahldüse 18, das Manipulatorsystem 20 und die Absaugung werden in Betrieb gesetzt. Auf diese Weise wird zunächst die rechte Stirnfläche des Filters 22 gereinigt. Dabei wird das Gehäuse und insbesondere der Filter 22 von einem Luftstrom durchspült, der die gleiche Richtung hat wie der von der Strahldüse 18 abgegebene Strahl, und die vom Filter 22 abgelösten Verunreinigungen werden zusammen mit dem gasförmigen CO₂ aus dem Inneren des Gehäuses abgesaugt. Die Verunreinigungen werden in dem Staubabscheider 40 abgeschieden und gesammelt. Das vom Sauggebläse abgesaugte Gemisch aus Luft und CO₂ kann bedenkenlos in die Umgebung entlassen werden.If with the device described above a filter 22 should be cleaned, so first the flap 12 opened, and the filter 22 will be in the in 1 clamped position shown. The poor 26 They are pivoted into a position in which they are flat under the ceiling of the housing 10 lie so that they are not in the way when inserting the filter. Then the flap 12 closed, the suction chamber 36 is in front of the suction opening 34 panned, and the jet nozzle 18 , the manipulator system 20 and the suction are put into operation. In this way, first, the right end face of the filter 22 cleaned. In this case, the housing and in particular the filter 22 is flushed by an air flow, which has the same direction as that of the jet nozzle 18 emitted beam, and that of the filter 22 detached impurities are sucked out of the interior of the housing together with the gaseous CO ₂ . The impurities are in the dust collector 40 deposited and collected. The extracted from the suction fan mixture of air and CO ₂ can be discharged without hesitation in the environment.

Anschließend wird eine gleichfalls an die Saugleitung 38 angeschlossene Saugkammer 36' vor die Saugöffnung 34' geschwenkt, während die Saugkammer 36 von der Saugöffnung 24 weg geschwenkt wird, so das die Luft nun in entgegengesetzter Richtung durch den Filter 22 strömt. Mit Hilfe des Manipulatorsystems 20 wird nun die Strahldüse 16 über die linke Stirnfläche des Filters bewegt, um auch diese zu reinigen.Subsequently, a likewise to the suction line 38 connected suction chamber 36 ' in front of the suction opening 34 ' panned while the suction chamber 36 from the suction opening 24 is pivoted away, so the air now in the opposite direction through the filter 22 flows. With the help of the manipulator system 20 now becomes the jet nozzle 16 moved over the left end of the filter to clean these too.

Das Manipulatorsystem und gegebenenfalls auch die Zufuhrsysteme für Druckluft und CO₂ zu den Strahldüsen sind mit einer programmierbaren elektronischen Steuereinrichtung 42 verbunden, die die Bewegungsabläufe, im gezeigten Beispiel also die Drehung des Filters 22 um die Achse A und die Bewegungen der Strahldüsen 16, 18 in der gewünschten Weise steuert. Gegebenenfalls werden mit Hilfe der Steuereinrichtung 42 auch die Strahldüsen nach Bedarf an- und abgeschaltet. Auch das Sauggebläse kann durch die Steuereinrichtung 42 so angesteuert werden, dass die Absaugung immer dann erfolgt, wenn die Strahldüsen in Betrieb sind. Zur Vermeidung von Rückverschmutzungen auf dem Filter sollte die Absaugung auf einen Luftwechsel ausgelegt sein, der pro Minute mindestens dem 100-fachen des Volumens des Filters 22 entspricht.The manipulator system and optionally also the supply systems for compressed air and CO ₂ to the jet nozzles are equipped with a programmable electronic control device 42 connected to the Movements, in the example shown so the rotation of the filter 22 around the axis A and the movements of the jet nozzles 16 . 18 controls in the desired manner. If necessary, with the help of the control device 42 also the jet nozzles on and off as needed. Also, the suction fan can by the control device 42 be controlled so that the suction always takes place when the jet nozzles are in operation. To avoid backlogging on the filter, the suction should be designed for an air change that is at least 100 times the volume of the filter per minute 22 equivalent.

In der Steuereinrichtung 42 können verschiedene Programme für unterschiedliche Typen und/oder unterschiedliche Abmessungen der Filter 22 gespeichert sein. So braucht der Benutzer lediglich an einer Bedienungskonsole der Steuereinrichtung 44 den Typ und/oder die Abmessungen des zu reinigenden Filters eingeben, und der gesamte Reinigungsvorgang läuft dann automatisch ab. Auch die Geschwindigkeit, mit der sich die Strahldüsen 16, 18 relativ zum Filter 22 bewegen, kann mit Hilfe der Steuereinrichtung 42 variiert werden, so dass sich die Intensität und Dauer des Reinigungsvorgangs an den jeweiligen Verschmutzungsgrad und/oder die Materialbeschaffenheit des Filters anpassen lässt.In the control device 42 can use different programs for different types and / or different dimensions of the filters 22 be saved. Thus, the user needs only on a control panel of the controller 44 enter the type and / or dimensions of the filter to be cleaned, and the entire cleaning process then runs automatically. Also, the speed with which the jet nozzles 16 . 18 relative to the filter 22 can move, with the help of the control device 42 can be varied so that the intensity and duration of the cleaning process can be adapted to the respective degree of contamination and / or the material properties of the filter.

In einer anderen Ausführungsform können die Strahldüse 16 und die Saugkammer 36' fortgelassen sein. Nachdem die rechte Stirnseite des Filters gereinigt worden ist, wird die Klappe 12 vorübergehend geöffnet, und der Filter 20 wird umgedreht, so dass dann seine andere Stirnfläche mit der Strahldüse 18 gereinigt werden kann.In another embodiment, the jet nozzle 16 and the suction chamber 36 ' be omitted. After the right front side of the filter has been cleaned, the flap 12 temporarily opened, and the filter 20 is turned over so that then its other end face with the jet nozzle 18 can be cleaned.

In 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, mit dem beispielsweise Edelstahlfilter 22' gereinigt werden können, die eine durchbrochene Mantelfläche haben. Das Manipulatorsystem 20 weist in diesem Fall einen Korb 44 auf, an den der Filter mit einem Ende so angeflanscht werden kann, dass er in dem Korb aufgenommen und gehalten ist. Ein Antrieb 46 erlaubt es, den Korb 44 und damit den Filter 22' um seine Längsachse zu drehen und in axialer Richtung zu verschieben.In 3 a modified embodiment of the device according to the invention is shown, with the example stainless steel filter 22 ' can be cleaned, which have a perforated lateral surface. The manipulator system 20 in this case has a basket 44 on, to which the filter can be flanged with one end so that it is received and held in the basket. A drive 46 it allows the basket 44 and with it the filter 22 ' to rotate about its longitudinal axis and to move in the axial direction.

Eine ortsfeste Strahldüse 48 strahlt durch die Wand des Korbes 44 hindurch auf die Mantelfläche des Filters, um diese zu reinigen. Für den Fall, dass auch eine Stirnfläche des Filters 22' gereinigt werden muss, ist hier an dem Ende, das dem Antrieb 46 gegenüberliegt, eine schwenkbare Strahldüse 50 vorgesehen, die wie die Strahldüse 18 in 1 arbeitet und vor die Stirnfläche des Filters geschwenkt wird, während der Korb 44 in seiner am weitesten rechts gelegenen Position gehalten wird.A fixed jet nozzle 48 shines through the wall of the basket 44 through the outer surface of the filter to clean it. In the event that also has an end face of the filter 22 ' must be cleaned here is at the end, which is the drive 46 opposite, a pivoting jet nozzle 50 provided, which like the jet nozzle 18 in 1 works and is pivoted in front of the face of the filter while the basket 44 is held in its rightmost position.

Eine Saugöffnung 52 ist in diesem Fall in den Boden des Gehäuses 10 integriert und an ein zugehöriges Absaugsystem angeschlossen. In den Wänden des Gehäuses 10 sind Zuluftöffnungen 54 vorgesehen.A suction opening 52 is in this case in the bottom of the case 10 integrated and connected to an associated extraction system. In the walls of the housing 10 are supply air openings 54 intended.

4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Filter 22' ähnlich wie in 1 auf Lagerböcken 28 gelagert ist und mit einer Stirnfläche direkt an eine Saugöffnung 56 einer Absaugeinrichtung angesetzt ist, so dass die Luft unmittelbar aus dem Inneren des Filters abgesaugt werden kann. Eine Strahldüse 58 wird in diesem Fall beispielsweise mit Hilfe eines Roboterarms bewegt, um die Umfangsfläche und die andere Stirnfläche des Filters abzustrahlen. 4 shows an embodiment in which the filter 22 ' similar to in 1 on trestles 28 is stored and with an end face directly to a suction opening 56 a suction device is attached, so that the air can be sucked directly from the interior of the filter. A jet nozzle 58 is moved in this case, for example, by means of a robot arm to radiate the peripheral surface and the other end face of the filter.

5 zeigt eine Ausführungsform, die der Ausführungsform nach 4 ähnelt, jedoch speziell für den Fall vorgesehen ist, dass es sich bei dem Filter 22 um einen Keramikfilter handelt. Der Filter besteht in der Hauptsache aus einem porösen Keramikmaterial 60, in das Bohrungen 62, 64 so von den entgegengesetzten Stirnseiten des Filters eintreten, dass sie im Inneren des Filters kammförmig ineinandergreifen und nur durch relativ dünne Wände des Keramikmaterials 60 voneinander getrennt sind. 5 shows an embodiment of the embodiment according to 4 is similar, however, provided specifically in the event that it is the filter 22 is a ceramic filter. The filter consists mainly of a porous ceramic material 60 into the holes 62 . 64 so enter from the opposite end faces of the filter that they mesh in the interior of the filter comb-shaped and only by relatively thin walls of the ceramic material 60 are separated from each other.

Mit der Düse 50, die bereits im Zusammenhang mit 5 beschrieben wurde, werden Druckluft und Strahlmittel von einer Stirnseite des Filters her in die Bohrungen 62 eingeblasen. Die Saugöffnung 56 ist an die entgegengesetzte Stirnfläche des Filters angesetzt und erzeugt dort einen Unterdruck von wenigstens 10 kPa, vorzugsweise 50 kPa oder mehr, so dass das Strahlmittel und die vom Filter abgelösten Verunreinigungen wirksam durch die Bohrungen 64 abgesaugt werden.With the nozzle 50 already related to 5 has been described, compressed air and blasting agents from one end face of the filter ago in the holes 62 blown. The suction opening 56 is attached to the opposite end face of the filter and generates there a negative pressure of at least 10 kPa, preferably 50 kPa or more, so that the blasting agent and the detached from the filter impurities effectively through the holes 64 be sucked off.

Die Lagerböcke 28 sind auf einem Wagen 66 angeordnet, der in Axialrichtung des Filters 22 verfahrbar ist. Wenn die Düse 50 eine Schwenkbewegung über die Stirnfläche des Filters ausgeführt hat, wird der Wagen 66 zurückgefahren, so dass der Filter 22 von der Saugdüse 56 freikommt und dann um seine Längsachse gedreht werden kann. Erforderlichenfalls kann der Filter 22 mit über den Umfang des Filters geführten Zugbändern drehbar aber axialfest auf den Lagerböcken 28 fixiert sein. Nachdem der Filter um einen bestimmten Winkel gedreht wurde, wird er wieder gegen die Saugöffnung gefahren, und die Düse 50 wird erneut in Betrieb gesetzt. Auf diese Weise kann schrittweise die gesamte Stirnfläche des Filters 22 mit der Düse 50 überstrichen werden. Anschließend wird der Filter mit einem Handhabungssystem, das beispielsweise zwei parallele Arme 68 aufweist und wie ein Gabelstapler arbeitet, von den Lagerböcken 28 abgehoben und in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene in 5 aus der Vorrichtung herausgefahren. Der Filter wird dann gedreht und in entgegengesetzter Orientierung erneut in die Vorrichtung eingefahren, so dass auch die entgegengesetzte Stirnfläche in entsprechender Weise abgereinigt werden kann.The bearing blocks 28 are on a cart 66 arranged in the axial direction of the filter 22 is movable. If the nozzle 50 has carried out a pivoting movement over the end face of the filter, the carriage 66 moved back, leaving the filter 22 from the suction nozzle 56 is released and then can be rotated about its longitudinal axis. If necessary, the filter can 22 with pull bands guided over the circumference of the filter but rotatable but axially fixed on the bearing blocks 28 be fixed. After the filter has been rotated by a certain angle, it is again driven against the suction opening, and the nozzle 50 will be put into operation again. In this way, gradually the entire face of the filter 22 with the nozzle 50 be swept over. Subsequently, the filter with a handling system, for example, two parallel arms 68 and how a forklift works, from the pedestals 28 lifted off and in the direction perpendicular to the drawing plane in 5 moved out of the device. The filter is then rotated and returned to the opposite orientation Retracted device, so that the opposite end face can be cleaned in a similar manner.

In 6 ist schematisch ein vergrößerter Schnitt durch das Keramikmaterial 60 gezeigt, das eine der Bohrungen 62 von einer benachbarten Bohrung 64 trennt. Das Filtermaterial hat eine offenzellige Porenstruktur mit Poren 70, die von der Bohrung 62 zur Bohrung 64 durchgehen. Der Porendurchmesser liegt in der Größenordnung von etwa 5 μm, so dass Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 5 μm von dem Filter zurückgehalten werden. Die zurückgehaltenen Verunreinigungen bilden an den Wänden der Bohrung 62 einen Belag 72, der einen Teil der Poren 70 verstopft.In 6 is schematically an enlarged section through the ceramic material 60 shown one of the holes 62 from a neighboring hole 64 separates. The filter material has an open cell pore structure with pores 70 that from the bore 62 for drilling 64 go through. The pore diameter is on the order of about 5 microns, so that particles with a diameter of more than 5 microns are retained by the filter. The retained contaminants form on the walls of the bore 62 a surface 72 that part of the pores 70 clogged.

Das von der Düse 50 ausgestoßene Strahlmittel besteht im gezeigten Beispiel aus Partikeln 74 aus Trockenschnee, die entweder durch Entspannung von flüssigem CO₂ oder durch Zerkleinern von festem CO₂ erzeugt wurden. Die Partikel 74 werden von der Düse 50 mit zumindest nahezu Schallgeschwindigkeit in die Bohrung 64 eingeblasen und treffen mit hoher Geschwindigkeit auf die Wände dieser Bohrung, wie in 6 durch einen Pfeil angedeutet wird. Durch die auftreffenden Partikel 74 des Strahlmittels wird der Belag 72 zerkleinert, und es entstehen kleine Bruchstücke 76, die aufgrund des in der Bohrung 64 herrschenden Unterdruckes durch die Poren 70 hindurch abgesaugt werden oder mit der in der Bohrung verwirbelten Druckluft zur offenen Seite der Bohrung ausgeworfen werden. Auch die Partikel 74 des Strahlmittels sind kleiner als die Poren 70, so dass sie ebenfalls durch diese Poren hindurch abgesaugt werden können, und zwar mit einem hinreichend hohen Materialdurchsatz, so dass das über die Düse 50 zugeführte Strahlmittel sich nicht in der Bohrung 62 sammelt und diese verstopft. Gegebenenfalls können die Partikel 74 zunächst auch einen Durchmesser haben, der größer ist als der Porendurchmesser. Da die Trockenschnee-Partikel beim Auftreffen auf das Filtermaterial 60 zum Teil zerschlagen werden und zum Teil auch erwärmt werden und sublimieren, nimmt der Partikeldurchmesser so weit ab und/oder die Partikel werden so verformt, dass sie durch die Poren hindurchtreten können. Gegebenenfalls können die Partikel auch vollständig verdampfen. Das auf diese Weise entstehende gasförmige CO₂ trägt dazu bei, die Bruchstücke 76 des Belages 72 aus den Poren 70 auszuspülen. Auf diese Weise kann eine nachhaltige und dennoch schonende Reinigung des Filters 20 erreicht werden.That from the nozzle 50 ejected blasting agent consists in the example shown of particles 74 from dry snow produced either by relaxation of liquid CO ₂ or by comminution of solid CO ₂ . The particles 74 be from the nozzle 50 with at least almost sound velocity into the hole 64 blown and hit at high speed on the walls of this hole, as in 6 indicated by an arrow. Due to the impacting particles 74 the abrasive becomes the coating 72 crushed, and there are small fragments 76 due to in the hole 64 prevailing negative pressure through the pores 70 be sucked through or ejected with the swirled in the compressed air compressed air to the open side of the bore. Also the particles 74 of the abrasive are smaller than the pores 70 so that they can also be sucked through these pores through, with a sufficiently high material throughput, so that through the nozzle 50 supplied blasting agent is not in the hole 62 collects and these clogged. Optionally, the particles 74 initially also have a diameter that is greater than the pore diameter. Because the dry snow particles when hitting the filter material 60 Some are smashed and partly heated and sublime, the particle diameter decreases so far and / or the particles are deformed so that they can pass through the pores. Optionally, the particles can also evaporate completely. The resulting gaseous CO ₂ contributes to the debris 76 of the flooring 72 out of the pores 70 rinse. In this way, a sustainable, yet gentle cleaning of the filter 20 be achieved.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1501655 B1 [0010, 0012]
EP 1765551131 [0012]
WO 2005/005377 A1 [0012]
EP 1501655 B [0031]

Claims

Method for cleaning filters ( 22 ; 22 ' ), which as a solid with pores ( 70 ) and / or to the surface of open channels are formed by blasting with a blasting medium, characterized countersigns that - the blasting medium is gaseous and solid or liquid blasting agent ( 74 ) at most in the form of substances with a boiling point of not more than 140 ° C, - the blasting medium in a blasting nozzle ( 16 . 18 ; 48 ; 50 ; 58 ) is accelerated so that it is at least approximately sound velocity on the filter ( 22 ; 22 ' ), and - the filter ( 22 ; 22 ' ) when blasting in front of a suction opening ( 34 . 34 '; 52 . 56 ) is arranged, which sucks the jet medium and ambient air.

Method according to Claim 1, in which the filter ( 22 ) in a housing ( 10 ), the at least one jet nozzle ( 16 . 18 ; 48 ) and a manipulator system ( 20 ), and in its wall the suction opening ( 34 . 34 '; 52 ) is arranged.

Method according to Claim 1, in which the filter ( 22 ' ) directly to the suction opening ( 56 ) connected.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the blasting agent is dry snow.

Method according to one of the preceding claims, wherein the volume throughput through the suction opening ( 34 . 34 '; 52 ; 56 ) per minute at least one hundred times the volume of the filter ( 20 ; 22 ' ) corresponds.

Method according to one of the preceding claims, in which the blasting agent ( 74 ) with a negative pressure of at least 10 kPa from the pores ( 70 ) of the filter ( 22 ) is sucked off.

Method according to Claim 6, in which the suction opening ( 56 ) directly to the filter ( 22 ; 22 ' ) is set.

Method according to one of the preceding claims, in which the average diameter of the particles ( 74 ) of the blasting agent in relation to the diameter of the pores ( 70 ) of the filter ( 20 ) and the supplied amount of blasting agent are adjusted and controlled so that the blasting medium is removed at least as fast as it is from the jet nozzle ( 50 ) is supplied.

Method for cleaning filters ( 22 ; 22 ' ), which are formed as a solid with pores and / or surface open channels, by blasting with a jet medium, characterized countersigns that the jet medium is a gas to which a liquid is added as a blasting agent.

Method according to one of the preceding claims, in which the blasting medium or the mixture of blasting medium and blasting medium when leaving the blasting nozzle has an average temperature of less than 0 ° C.

Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized by at least one jet nozzle ( 16 . 18 ; 48 ; 50 ), a manipulator system ( 20 ) to move the filter ( 22 ; 22 ' ) and the at least one jet nozzle ( 16 . 18 ; 48 ) relative to one another, and an exhaust system ( 34 . 34 ' . 38 . 40 ; 52 ; 56 ) for sucking off the blasting agent.

Apparatus according to claim 11, comprising a housing ( 10 ), the at least one jet nozzle ( 16 . 18 ; 48 ) and the manipulator system ( 20 ) and to which the exhaust system ( 34 . 34 ' . 38 . 40 ; 52 ) connected.

Apparatus according to claim 11 or 12, wherein the manipulator system ( 20 ) a rotary drive ( 30 ; 46 ) to rotate the filter ( 22 ; 22 ' ) has about its longitudinal axis (A).

Device according to one of Claims 11 to 13, in which the manipulator system ( 20 ) a drive ( 46 ) for moving the filter in its axial direction.

Device according to one of claims 11 to 14, in which the manipulator system ( 20 ) at least one arm ( 26 ), which at the free end a jet nozzle ( 18 ; 50 ) and by means of a pivoting drive ( 24 ) about a parallel to the axis (A) of the filter ( 22 ; 22 ' ) extending axis is pivotable.