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Die Erfindung betrifft ein Luftfiltersystem mit mindestens einem Trommelfilter, dessen Filterfläche ein Filtermedium aufweist, und mit einer Saugeinrichtung zum Abreinigen der Filterfläche.
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Ein derartiges Luftfiltersystem ist aus der
EP 0 868 934 A1 bekannt. Es weist mehrere Trommelfilter auf, denen jeweils ein Absaugelement zugeordnet ist, das eine eine Filterfläche bildende Innenfläche des jeweils zugeordneten Trommelfilters abreinigt, indem mittels einer Saugeinrichtung, an die das Absaugelement angeschlossen ist, eine jeweils von diesem erfasste Filterfläche mit Saugdruck (Unterdruck) beaufschlagt wird. Um die gesamte Filterfläche zu erfassen, bewegt sich das Absaugelement entlang einer wendelförmigen Bahn. Um die für die Saugeinrichtung benötigte elektrische Energie zu reduzieren, ist vorgesehen, dass nicht alle Absaugelemente gleichzeitig von der Saugeinrichtung beaufschlagt werden, sondern zwei Gruppen von jeweils acht Saugelementen gebildet sind, wobei die beiden Gruppen alternierend an die Saugeinrichtung angeschlossen und dadurch alternierend die Trommelfilter abgereinigt werden. Um die jeweilige Gruppe zu aktivieren, ist eine Umschalteinrichtung vorgesehen, die zwei Luftklappen betätigt, von denen sich die eine in Offenstellung und die andere in Schließstellung befindet. Bei einem Gruppenwechsel bewegt sich die zuvor offene Luftklappe in Schließstellung und die zuvor geschlossene Luftklappe wird geöffnet. Die vorbekannte Ausgestaltung ist relativ aufwändig, arbeitet relativ träge und ferner erfordern die Luftklappen – in Abhängigkeit der Saugleistung – relativ hohe Antriebskräfte. Darüber hinaus geht aus der Offenlegungsschrift
DE 41 30 913 A1 eine Trommelfilteranordnung zum Reinigen von mit Staub oder Fasern beladener Luft hervor. Die Trommelfilteranordnung weist mindestens eine Filtertrommel und eine Trommelreinigungsvorrichtung mit zumindest einer auf einer Staubluftseite der Filtertrommel angeordneten Absaugdüse auf. Weiterhin ist eine Drehantriebseinrichtung vorgesehen, die in einem Reinigungsbetrieb die Filtertrommel und die Absaugdüse relativ zueinander um eine Trommelachse der Filtertrommel rotierend antreibt. Weiterhin ist aus dem Dokument
DE 44 25 982 A1 eine Vorrichtung zum Reinigen eines Filtermediums bekannt, das von einem mit Partikeln versehenen Medienstrom durchsetzt wird und das auf einer Seite mittels einer Filterreinigungsvorrichtung abgesaugt wird. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Filtersystem zu schaffen, bei dem eine Reinigung der Filterfläche eines Trommelfilters oder der Filterflächen mehrerer Trommelfilter energieeffizient durchgeführt werden kann, wobei dennoch stets eine Flugförderung des abzutransportierenden, ausgefilterten Guts gewährleistet ist, also keine Verunreinigungen bestehen bleiben, und bei dem eine einfache und kostengünstige Konstruktion sowie sichere Betriebsweise realisiert ist. Besonders bevorzugt ist angestrebt, eine gründliche Reinigung ohne Mehraufwand zu realisieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Filtersystem mindestens ein Trommelfilter vorgesehen ist, dessen Filterfläche ein Filtermedium aufweist, und mit einer Saugeinrichtung zum Abreinigen der Filterfläche mittels mindestens eines, einen Anteil der Filterfläche erfassenden Absaugelements, wobei das Absaugelement und die Filterfläche zu deren gesamten Erfassen relativ zueinander bewegt werden, wobei dem mindestens einen Trommelfilter mehrere Absaugelemente oder mehreren Trommelfiltern jeweils mindestens ein Absaugelement zugeordnet sind, die Absaugelemente über eine Umschalteinrichtung strömungstechnisch mit der Saugeinrichtung verbindbar sind, und wobei die Umschalteinrichtung als Drehschieber ausgebildet ist, der ein stillstehendes, einen kreisförmigen Grundriss aufweisendes Grundelement und mindestens ein mindestens eines der Absaugelemente relativ zu mindestens einem anderen der Absaugelemente zu unterschiedlichen Zeiten, insbesondere intermittierend, mit der Saugeinrichtung strömungstechnisch verbindendes Drehschieberelement aufweist, wobei das Grundelement vom Drehschieberelement verschließbare, in einer Ebene liegende Öffnungen aufweist, die über Luftleitungen mit den Absaugelementen strömungstechnisch verbunden sind, und wobei – in Absaugrichtung gesehen – dem Drehschieberelement mindestens ein Absaugraum nachgeschaltet ist, der an die Saugeinrichtung strömungstechnisch angeschlossen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Filtersystem sind somit stets mehrere Absaugelemente vorhanden, unabhängig davon, ob nur ein Trommelfilter vorliegt oder ob das Luftfiltersystem mehrere Trommelfilter aufweist. Liegt nur ein Trommelfilter vor, so weist dieses mehrere Absaugelemente auf. Sind mehrere Trommelfilter vorhanden, so hat jeder Trommelfilter mindestens ein Absaugelement, sodass insgesamt auch mehrere Absaugelemente vorhanden sind. Die Absaugelemente werden erfindungsgemäß grundsätzlich nicht gleichzeitig aktiviert, also saugend tätig, was selbstverständlich eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch ermöglicht sofern dies gewünscht ist, sondern gemäß der Erfindung zu unterschiedlichen Zeiten, beispielsweise unmittelbar nacheinander oder unter Zwischenschaltung einer Pausenzeit, wobei diese Aktivierung durch Umschaltung mittels einer Umschalteinrichtung erfolgt, die in entsprechender Weise die Saugelemente mit der Saugeinrichtung verbindet. Die Erfindung schließt nicht aus, dass es während des Umschaltvorgangs – je nach Ausführung der Erfindung – zu einem gleichzeitigen Aktivieren der genannten beiden Saugelemente kommen kann. Ferner schließt die Erfindung nicht aus, dass es während des Umschaltvorgangs zu einer Deaktivierung kommen kann, also keines der genannten Absaugelemente eine Absaugung vornimmt. Erfindungsgemäß ist die Umschalteinrichtung als Drehschieber ausgebildet. Ein solcher Drehschieber zeichnet sich dadurch aus, dass – nicht so wie bei einer bekannten Klappe, bei der ein Verschwenken in den abzusperrenden Saugluftstrom hinein beziehungsweise – zum Aktivieren der Saugwirkung – aus diesem heraus erfolgt – eine Bewegung eines Drehschieberelements derart vorgenommen wird, das dieses insbesondere quer in den Saugluftstrom einfährt beziehungsweise wieder aus diesem herausfährt, um ein Verschließen oder ein Öffnen herbeizuführen. Selbstverständlich sind auch Zwischenstellungen denkbar. Die Drehbewegung des Drehschiebers ist demzufolge nicht – wie die Schwenkbewegung einer Klappe – gegen beziehungsweise mit einer Luftströmung durchzuführen, was eine gewisse Trägheit mit sich bringt und auch hohe Verlagerungskräfte erfordert, sondern beim Drehschieber ist lediglich die Reibung zu überwinden, die das Drehschieberelement für seine Verlagerung erfordert. Zwar wird auch diese Reibung durch Luftstrombeaufschlagung vergrößert, jedoch ist der Energieaufwand zur Verlagerung gegenüber einer Klappe weitaus geringer. Ferner ist eine sichere Schließwirkung bei einem Drehschieber gegeben und es lassen sich sehr kurze Öffnungs- und Schließzeiten realisieren. Hierdurch wird die Saugströmung sehr rasch aufgebaut beziehungsweise unterbrochen, mit der Folge, dass die Saugluft impulsartig auf die abzureinigende Filterfläche wirkt, sodass sich dort abzureinigendes Material aufgrund der Druckimpulse sehr leicht ablösen und daher ein optimales Reinigungsergebnis erzielt ist. Der konstruktive Aufbau eines Drehschiebers ist einfach und daher kostengünstig. Zum Öffnen beziehungsweise Schließen des Drehschiebers führt dessen Drehschieberelement eine Drehbewegung, insbesondere um eine Drehachse, durch. Der Drehschieber weist das sich bewegende Drehschieberelement und das mit dem Drehschieberelement zusammenwirkende, stillstehende Grundelement auf. Das Drehschieberelement bewegt sich daher relativ zum Grundelement. Vorzugsweise liegen Drehschieberelement und Grundelement gering beabstandet zueinander, insbesondere aufeinander oder sogar dichtend aufeinander, um ein Einsaugen von Fehlluft weitestgehend möglichst zu vermeiden. Das Grundelement besitzt einen kreisförmigen Grundriss, insbesondere im Durchmesser abgestimmt auf das Drehschieberelement. Das Grundelement weist vom Drehschieberelement verschließbare Öffnungen auf, die über Luftleitungen mit den Absaugelementen strömungstechnisch verbunden sind. Die Öffnungen liegen in einer Ebene. Das Drehschieberelement öffnet und verschließt daher durch seine Bewegung die Öffnungen im Grundelement, wodurch die daran angeschlossenen Luftleitungen geöffnet und geschlossen werden und hierdurch die Absaugelemente mit der Saugeinrichtung strömungstechnisch verbunden oder nicht verbunden werden. Es ist vorgesehen, dass – in Absaugrichtung gesehen – dem Drehschieberelement mindestens ein Absaugraum nachgeschaltet ist, der strömungstechnisch an die Saugeinrichtung angeschlossen ist. Im Absaugraum erzeugt die Absaugeinrichtung daher einen Unterdruck, der – in Abhängigkeit von der Stellung des Drehschieberelements – zur Absaugung an die Absaugelemente angelegt wird. Die im Hauptanspruch verwendete Formulierung, dass die Absaugelemente über die Umschalteinrichtung strömungstechnisch mit der Saugeinrichtung in Verbindung bringbar sind, bedeutet nicht, dass diese Verbindung direkt erfolgen muss, sondern es können Baugruppen dazwischen geschaltet sein, beispielsweise ein Abscheider für das abzureinigende Material, dass also – in Absaugrichtung gesehen – der Umschalteinrichtung der Abscheider folgt und erst dann die Saugeinrichtung vorgesehen ist. Auch noch andere Bauelemente können stromaufwärts oder stromabwärts der Saugeinrichtung angeordnet sein. Die im Hauptanspruch vorhandene Formulierung, dass die mindestens zwei Absaugelemente zu unterschiedlichen Zeiten strömungstechnisch mit der Saugeinrichtung verbunden werden, schließt bei dem Drehschieber nicht aus, dass während der Umschaltphase beide Saugelemente aktiv sind, also mit der Saugeinrichtung in Verbindung stehen, und/oder keines der mindestens zwei Saugelemente aktiv ist. Wenn ein Trommelfilter mindestens zwei Absaugelemente aufweist, die von der Umschalteinrichtung umgeschaltet werden, so müssen sie über separate Luftleitungen mit der Umschalteinrichtung verbunden sein. Wenn die beiden, einem Trommelfilter zugeordneten Absaugelemente an nur eine Luftleitung angeschlossen sind, so wird die Umschalteinrichtung sie gemeinsam aktivieren oder deaktivieren.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Drehschieberelement ein in einem vorgegebenen Drehzahlbereich mit einer wählbaren Drehzahl umlaufendes Drehschieberelement ist. Bei diesem Drehschieber durchläuft das Drehschieberelement bei einem Umlauf daher den Winkel von 360°, geht dann mit gleichbleibender Drehgeschwindigkeit in den nächsten Umlauf, der wieder 360° beträgt, und so weiter. Dies erfolgt in ein und derselben Drehrichtung mit einer bestimmbaren Drehzahl, die innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereichs gewählt werden kann. Hierdurch ist es möglich, das Umschalten der Absaugelemente sehr langsam vorzunehmen oder sehr schnell vorzunehmen, wobei alle Zwischenwerte ebenfalls gewählt werden können. Wird eine relative hohe Drehzahl, also eine hohe Frequenz für die Umschaltung gewählt, so ergibt sich durch die erwähnte Druckimpulsfolge eine Art positiver „Flattereffekt”, der eine zusätzliche Reinigungswirkung aufgrund der auf die Filterfläche wirkenden Druckimpulse herbeiführt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Drehzahl des Drehschieberelements im Drehzahlbereich von vier Umdrehungen pro Stunde bis fünf Umdrehungen pro Sekunde liegt, vorzugsweise zeitweise auch den Wert Null aufweist. Damit ist ein sehr großer Drehzahlbereich abgedeckt, der alle praktischen Einsatzfälle erfasst, wobei die Zwischenphase mit dem Drehzahlwert Null eine Betriebsführung darstellt, die einen Stillstandsbetrieb kennzeichnet, der entweder dazu führt, dass das mindestens eine Absaugelement absaugt, während das mindestens andere Absaugelement keine Saugwirkung entfaltet, oder beide Absaugelemente aktiv sind, insbesondere mit verringerter, zum Beispiel halbierter Saugleistung (da sich diese aufteilt) gegebenenfalls mit nochmals verringerter Saugleistung, die dadurch zustande kommt, dass das Umschaltelement die beiden Saugquerschnitte nicht vollständig freigibt, oder keines der Absaugelemente aktiv ist, da sich das Drehschieberelement in einer Stellung befindet, in der der Saugluftstrom komplett abgesperrt ist.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das umlaufende Drehschieberelement ein sich stets in gleicher Drehrichtung oder in unterschiedlichen Drehrichtungen bewegendes Drehschieberelement ist. Es ist daher neben einem Umlauf des Drehschieberelements in gleicher Drehrichtung auch möglich, diese Drehrichtung umzukehren. Letzteres wird hinsichtlich des Drehschieberelements nur bei niedrigen Drehzahlen bevorzugt sein.
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Um die Drehbewegung des Drehschieberelements herbeizuführen, ist das Drehschieberelement mittels einer Antriebseinrichtung angetrieben.
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Die Antriebseinrichtung ist vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet. Dies ist bei dem Drehschieberelement vorteilhaft, da dann der Elektromotor direkt oder über ein Drehgetriebe mit dem Elektromotor gekoppelt werden kann.
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Das Drehschieberelement besitzt insbesondere mindestens eine Steuerkante, die mit mindestens einer der Öffnungen zusammenwirkt. Die Stellung der Steuerkante bestimmt den Strömungsquerschnitt. Gibt die Steuerkante die Öffnung komplett frei, so steht der komplette Saugquerschnitt zur Verfügung, sodass das zugehörige Saugelement volle Saugleistung entfaltet. Liegt eine Teilabdeckung der Steuerkante hinsichtlich des Öffnungsquerschnittes vor, so wird hierdurch die Saugleistung entsprechend reduziert. Überdeckt die Steuerkante die Öffnung komplett, so erfolgt eine Absperrung, das heißt, das zugeordnete Saugelement ist nicht aktiv, saugt also nicht.
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Wird das Drehschieberelement hinreichend schnell mittels der Antriebseinrichtung bewegt, so ist vorgesehen, dass die Steuerkante eine Schneidkante für ein Zerkleinern von abgesaugtem Abreinigungsmaterial bildet. Insbesondere bei hohen Drehzahlen des Drehschieberelements kann hierdurch das von der Filterfläche abzusaugende und durch Flugförderung abzutransportierende Material zerkleinert und dadurch besser entsorgt beziehungsweise abtransportiert werden. Dies gilt insbesondere für Filterkuchenstücke des Abreinigungsmaterials.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Drehschieberelement mindestens einen die Steuerkante aufweisenden Durchbruch besitzt. Demzufolge wirkt der Durchbruch mit der Öffnung des Grundelements zusammen. Ergibt sich eine Überdeckung/Fluchtung oder Teilüberdeckung/Teilfluchtung von Durchbruch und Öffnung, so ist der Absaugweg entsprechend weit geöffnet. Liegt keine Überdeckung/Fluchtung vor, so ist der Absaugweg verschlossen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Drehschieberelement als Schieberplatte oder Schieberkreisplatte oder Schieberkreissegmentplatte ausgebildet ist. Die sich drehende Schieberplatte bildest das Drehschieberelement. Bei einer Schieberkreisplatte ist von Vorteil, dass sie bei einer Drehung keine oder nur eine geringe Umwucht hat. Die Schieberplatte oder Schieberkreisplatte weist mindestens einen Durchbruch auf, der mit den Öffnungen des Grundelements strömungstechnisch zusammenwirkt. Alternativ ist bei dem Drehschieberelement auch die Ausbildung als Schieberkreissegmentplatte möglich, die keinen oder zusätzlich auch mindestens ein Durchbruch besitzt. Bei der Schieberkreissegmentplatte kann mindestens ein Kreissegment in Absperrposition zu den Öffnungen und/oder in Freigabeposition zu den Öffnungen gelangen (natürlich sind auch Zwischenstellungen denkbar), um die Umschaltwirkung der Umschalteinrichtung zu erzielen. Ist bei einer Schieberkreissegmentplatte zusätzlich mindestens ein Durchbruch vorgesehen, so wirken sowohl mindestens ein Kreissegment als auch der Durchbruch mit den Öffnungen des Grundelements zusammen und ergeben eine entsprechend Umschaltung.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Drehschieberelement drehbar um eine Drehachse gelagert ist. Der Antrieb mit der Antriebseinrichtung ist besonders einfach, wenn die Antriebseinrichtung als Elektromotor ausgebildet ist, da dann sowohl der Antrieb als auch das Drehschieberelement jeweils eine Drehbewegung ausführen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Absaugraum von einem Sammelgehäuse begrenzt ist, das im Grundriss kreisförmig, insbesondere mit einer eine Seitenwand bildende Kegelstumpfmantelwand, bevorzugt einer geraden Kreiskegelstumpfmantelwand, ausgebildet ist. Das Sammelgehäuse wird einerseits von dem Grundelement und andererseits von der Seitenwand begrenzt. Das vorzugsweise ebene Grundelement weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Daran schließt sich die Seitenwand an, die ebenfalls im Grundriss kreisförmig ist, insbesondere als Kreiskegelstumpfmantelwand ausgebildet ist, besonders bevorzugt als gerade Kreiskegelstumpfmantelwand. Der Begriff „gerade” bedeutet, dass der gedachte, zugehörige Kreiskegelstumpf ein gerader Kreiskegelstumpf ist. Durch die kegelförmige, koaxiale Ausgestaltung des Sammelgehäuses verjüngt es sich, wobei an der verjüngten Steile ein Luftanschluss ausgebildet ist, der mit der Saugeinrichtung strömungstechnisch verbunden ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Sammelgehäuse – wie bereits erwähnt – den mindestens einen Luftanschluss aufweist, der mit der Saugeinrichtung verbunden ist und der koaxial zur Drehachse des Drehschieberelements angeordnet ist. Aufgrund des kreisförmigen Grundrisses des Sammelgehäuses und der sich gleichmäßig verjüngenden Gestalt des Sammelgehäuses sind „tote Ecken und dergleichen” vermieden, sodass das abzutransportierende Abreinigungsmaterial vollständig in Flugförderung gefördert wird. Unerwünschte Materialansammlungen im Förderweg sind daher vermieden.
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Bevorzugt ist, wenn das Drehschieberelement mindestens einen Saugkanal aufweist, der mit den Öffnungen zusammenwirkt und über eine Drehkanalverbindung oder eine flexible Kanalverbindung mit der Saugeinrichtung verbunden ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das relativ große Volumen des Absaugraumes nicht zur Verfügung gestellt werden muss, sondern dass es möglich ist, über den gesamten Saugweg den gleichen oder nahezu gleichen Querschnitt zur Verfügung zu stellen, wodurch hohe Saugwirkungen erzielt sind. Der Absaugraum hingegen muss mehrere Öffnungen des Grundelements „überspannen” und stellt daher eine entsprechende Querschnittserweiterung im Saugweg dar, die für die Flugförderung der abzureinigenden Partikel eine entsprechende Saugleistung der Saugeinrichtung erfordert. Die erwähnte Drehkanalverbindung oder flexible Kanalverbindung ist notwendig, um die Drehbewegung des Drehschieberelements möglich zu machen und gleichzeitig den strömungstechnischen Anschluss mit der Saugeinrichtung realisieren zu können.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Drehschieberelement mindestens ein den Saugkanal bildendes Saugrohr aufweist oder von diesem gebildet ist. Wird das Drehschieberelement von dem Saugrohr gebildet, so muss dieses einerseits rotieren oder linear bewegt werden, um mit den Öffnungen des Grundelements zusammenwirken zu können und andererseits muss eine strömungstechnische Verbindung zur Saugeinrichtung realisiert sein. Das Saugrohr hat vorzugsweise einen Innendurchmesser, der dem Durchmesser der Öffnungen des Grundelements entspricht, wodurch – über den Saugweg gesehen – keine saugdruckverlustbehaftete Querschnittserweiterung besteht.
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Insbesondere ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass mehrere Öffnungen in den Absaugraum münden. Mit anderen Worten, es sind mehrere Absaugelemente über mehrere Luftleitungen mit dem Absaugraum verbunden. Gegenüberliegend zu den Öffnungen befindet sich das Drehschieberelement, sodass – je nach Drehstellung des Drehschieberelements – eine lufttechnische Verbindung zu mindestens einem der Absaugelemente hergestellt ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Drehschieberelement in dem Absaugraum angeordnet ist. Dies bedeutet, dass sich das Drehschieberelement in dem Absaugraum befindet und dort um die Drehachse rotiert beziehungsweise rotieren kann.
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Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und zwar zeigt:
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1 eine Luftfilteranlage,
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2 ein Luftfiltersystem der Luftfilteranlage der 1,
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3 eine Querschnittsansicht durch das Luftfiltersystem der 2,
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4 eine perspektivische Draufsicht auf einen Kopfbereich des Luftfiltersystems,
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5 eine Längsschnittansicht durch eine Umschalteinrichtung des Luftfiltersystems und
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6, 7 und 8 drei Ausführungsbeispiele zur Ausgestaltung der Umschalteinrichtung.
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Die 1 zeigt eine Luftfilteranlage 1, die zum Säubern von Luft, beispielsweise Arbeitsraumluft, dient, in der Fremdpartikel enthalten sind. Diese Fremdpartikel, zum Beispiel Fasern, sollen entsorgt oder einer Wertstoffrückgewinnung zugeführt werden.
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Die Luftfilteranlage 1 weist einen Hauptventilator 2 auf, der einen Hauptluftstrom 3 fördert, der Fremdpartikel, beispielsweise die erwähnten Fasern und Staub, aufweist. Der vom Hauptventilator 2 angesaugte Hauptluftstrom 3 tritt in ein Gehäuse 4 der Luftfilteranlage 1 ein, wird dann in einer Innenraumzone 5 um 90° umgelenkt und durchströmt einen Grobfilter 6. Anschließend tritt der Hauptluftstrom 3 in ein Luftfiltersystem 7 ein, das mehrere, liegend angeordnete Trommelfilter 8 aufweist. Das Luftfiltersystem 7 bildet eine Feinfilteranordnung 9, d. h., aus dem Hauptluftstrom 3 werden feinere Fremdpartikel abgeschieden. Der gesäuberte Hauptluftstrom 3 strömt dann durch den Hauptventilator 2 und tritt als saubere Luft 10 aus der Luftfilteranlage 1 aus.
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Der Aufbau des Luftfiltersystems 7 geht aus den 1, 2 und 3 hervor, sodass auf diese Figuren Bezug genommen wird. Zu bemerken ist, dass der Aufbau des Luftfiltersystems 7 der 1 vom Aufbau des in der 2 gezeigten Luftfiltersystems 7 abweicht, wobei jedoch grundsätzliche Konstruktionsmerkmale gleich oder ähnlich gestaltet sind. Auffällig ist insbesondere, dass bei der Ausgestaltung des Luftfiltersystems 7 der 1 nur zwei Trommelfilter 8 übereinander angeordnet sind, während es in der Ausführungsform der 2 drei übereinander angeordnete Trommelfilter 8 sind. Insgesamt zeigt die 2 acht Trommelfilter 8, von denen jeweils drei auf einer Seite eines gedachten Quadrats liegen. Entsprechende Anteile des Hauptluftstroms 3 treten in offene Stirnseiten der Trommelfilter 8 ein und aus den Mantelflächen 11 wieder aus, wobei die Mantelflächen 11 Filterflächen 12 bilden und daher von einem Filtermedium 13 gebildet sind. Die der offenen Stirnseiten gegenüberliegenden Stirnseiten 14 sind geschlossen und luftundurchlässig ausgebildet. Ein als Schlitten 15 ausgebildeter Kopfbereich 16 des Luftfiltersystems 7 führt mittels einer geeigneten Lager- und Antriebseinrichtung eine Hin- und Herbewegung (Pfeil 17) aus und besitzt geradlinig verlaufende, sich um die Längsachsen drehende (Pfeil 18) Saugrohre 19, von denen – gemäß der 1 beziehungsweise 3 – Absaugelemente 20, quer zur Längserstreckung der Saugrohre 19, zueinander auf diametral gegenüberliegenden Seiten und axial versetzt zueinander ausgehen, die sich jeweils bis zu den Innenmantelflächen 21 der Trommelfilter 8 erstrecken. Im Bereich des Schlittens 15 sind die Saugrohre 19 an etwa S-förmig gestaltete Umlenkrohre 22 strömungstechnisch angeschlossen, die alle zu einer Umschalteinrichtung 23 führen, die an eine flexible Luftleitung 24 (1) angeschlossen ist, welche zu einem Abscheider 25 führt.
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Nachstehend soll zunächst auf die grundsätzliche Funktion der Luftfilteranlage 1 eingegangen werden, bevor der für die Erfindung wesentliche konstruktive Aufbau erläutert und dessen Funktionsweise erklärt wird. Wird der Hauptventilator 2 betrieben, so stellt sich der vorstehend bereits erläuterte Hauptluftstrom 3 ein, d. h., die mit Fremdpartikeln versehene Luft des Hauptluftstroms 3 strömt in das Innere der Trommelfilter 8 ein, aus den Filterflächen 12 radial heraus, wodurch sich an den Innenmantelflächen 21 der Trommelfilter 8 die Fremdpartikel abscheiden. Um ein Zusetzen der Filterflächen 12 zu verhindern erfolgt deren Absaugung mittels der erwähnten Absaugelemente 20. Diese bewegen sich auf wendelförmigen Bahnen entlang der Innenmantelflächen 21. Die wendelförmigen Bewegungen kommen dadurch zustande, dass sich die Saugrohre 19 einerseits drehen (Pfeil 17) und gleichzeitig axial verlagern (aufgrund der Hin- und Herbewegung (Pfeil 17) des Schlittens 15). Jedes vorzugsweise mit Absaugdüse versehene Absaugelement 20 reinigt daher das jeweilige Filtermedium 13 jedes Trommelfilters 8. Die Saugwirkung hierzu wird mittels eines Sekundärventilators 26 (1) erzeugt, der sich beispielsweise in der Luftleitung 24 befindet und die abgereinigten Partikel von den Absaugelementen 20 durch die Saugrohre 19, die Umlenkrohre 22, die Umschalteinrichtung 23, die Luftleitung 24 bis zu dem Abscheider 25 fördert, insbesondere in Flugförderung. Alternativ kann sich der Sekundärventilator 26 stromabwärts des Abscheiders 25 befinden. Die Partikel werden im Abscheider 25 abgeschieden und die Saugluft, die nunmehr partikelfrei ist, kann abgeleitet werden, beispielsweise in einen Kreislauf zurück, wobei der Hauptluftstrom 3 vorzugsweise ebenfalls dem Kreislauf angehört.
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Gemäß der 4 und 5 ist im Kopfbereich 16 des Luftfiltersystems 7 eine Schlittenplatte 27 des Schlittens 15 vorgesehen, an der mittels Stützen 28 die Umschalteinrichtung 23 befestigt ist. In den 2, 3, 4 und 5 ist die an der Umschalteinrichtung 23 strömungstechnisch angeschlossene Luftleitung 24 der Einfachheit halber nicht dargestellt.
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Die Umschalteinrichtung 23 weist ein luftdichtes Sammelgehäuse 29 auf, wobei eine Gehäusewand 30 des Sammelgehäuses 29 ein Grundelement 31 eines Schiebers 32 bildet, der ferner ein verlagerbares Schieberelement 33 aufweist, das in Gegenüberlage zur Gehäusewand 30 und damit zum Grundelement 31 liegt und sich im Innern des Sammelgehäuses 29 befindet. Das Grundelement 31 ist eben ausgebildet und wird von in einer Ebene 55 liegenden Öffnungen 34 durchsetzt, an die Luftleitungen 35 angeschlossen sind, nämlich beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Umlenkrohre 22, welche über die Saugrohre 19 zu den Absaugelementen 20 führen. Das Schieberelement 33 ist als Drehschieberelement 36 ausgebildet, da es um eine Drehachse 37 rotieren kann. Die Rotation wird durch eine in der 4 nur schematisch angedeutete Antriebseinrichtung 38 bewirkt, die insbesondere als Elektromotor 39 ausgebildet ist. Eine Seitenwand 56 des Sammelgehäuses 29 ist als Kreiskegelstumpfmantelwand 57 ausgebildet, die – gegenüberliegend zur Gehäusewand 30 – an einen Luftanschluss 58 angrenzt, der mit der Saugeinrichtung 44 strömungstechnisch verbunden ist. Der Luftanschluss 58 verläuft koaxial zur Drehachse 37.
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Wie bereits erwähnt, befindet sich auf einer Seite des Drehschieberelements 36 das mit Öffnungen 34 versehene Grundelement 31 des Schiebers 32. Auf der anderen Seite des Drehschieberelements 36 ist von dem Innenraum des Sammelgehäuses 29 ein Absaugraum 40 ausgebildet, der über die Luftleitung 24 (1) mit dem Sekundärventilator 26 strömungstechnisch in Verbindung steht. Da das Schieberelement 33 als Drehschieberelement 36 ausgebildet ist, handelt es sich bei dem Schieber 32 um einen Drehschieber 41.
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Die 6, 7 und 8 zeigen Draufsichten beziehungsweise eine perspektivische Ansicht von verschiedenen Ausführungsformen des als Drehschieber 41 ausgebildeten Schiebers 32. Die 6 zeigt eine Draufsicht auf den Drehschieber 41 vom Innenraum 40 der Umschalteinrichtung 23 her gesehen. Entsprechendes gilt für die Darstellung der 7. Gemäß 6 ist das Grundelement 31 mit den in der 6 gestrichelt eingezeichneten Öffnungen 34 versehen, welche von dem Drehschieberelement 36, das um die Drehachse 37 rotieren kann, grundsätzlich abgedeckt. Im Ausführungsbeispiel der 2 sind insgesamt acht Trommelfelder 8 vorgesehen, sodass hieraus acht Öffnungen 34 folgen, die beispielsweise mit gleichen Winkelabstand zueinander auf einem gedachten Kreis angeordnet sind. Das Drehschieberelement 36 ist als Schieberkreisplatte 42 ausgebildet und weist Durchbrüche 43 auf, die – ebenfalls im gleichen Winkelabstand zueinander und ebenfalls auf einem gedachten Kreis angeordnet sind, wobei die beiden gedachten Kreise den gleichen Radius aufweisen. Ferner sind die Öffnungen 34 und die Durchbrüche 43 in Formgebung und Größe gleich ausgebildet, d. h., es handelt sich um kreisförmige Öffnungen 34 und kreisförmige Durchbrüche 43, jeweils mit dem gleichen Radius. Es sind vier Durchbrüche 43 vorgesehen. Die Anzahl der Öffnungen 34 ist von der Anzahl der Trommelfilter 8 abhängig, wobei es auch denkbar ist, dass mehrere Trommelfilter 8 zusammengefasst werden, d. h., dass eine Öffnung 34 mehreren Trommelfiltern 8 zugeordnet ist. Die Anzahl der Durchbrüche 43 ist ebenfalls frei wählbar, wobei auch die Verteilung der Durchbrüche 43 über die Fläche der Schieberkreisplatte 42 frei gewählt werden kann, wobei jedoch stets das Prinzip der Erfindung zu berücksichtigen ist, dass in Abhängigkeit der Winkelstellung der Schieberkreisplatte 42 zu dem Grundelement 31 nur jeweils ein Anteil der Durchbrüche 43 in Teilüberlappungsposition beziehungsweise Fluchtungsposition zu den entsprechenden Öffnungen 34 gelangen. Dies hat zur Folge, dass nicht alle Trommelfilter 8 zeitgleich mittels der Absaugelemente 20 gereinigt werden, sondern stets nur die, die momentan über den Schieber 32 mit dem Sekundärventilator 26 strömungstechnisch verschaltet sind. Hierdurch wird bewirkt, dass mindestens eines der Absaugelemente 21 relativ zu mindestens einem anderen der Absaugelemente 20 zu unterschiedlichen Zeiten, insbesondere intermitierend, mit einer Saugeinrichtung 44 in Verbindung steht. Im Ausführungsbeispiel wird die Saugeinrichtung 44 von dem Sekundärventilator 26 gebildet. Aufgrund dieser nur stets einen Teil der Absaugelemente 20 erfassenden Absaugung kann der Absaugkreis energetisch günstig ausgelegt und gefahren werden, d. h., die einzusetzende Saugenergie ist gegenüber einer Komplettabsaugung durch alle Absaugelemente 20 verringert.
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Die erfindungsgemäße Anordnung weist folgende Funktion auf: Wird der Drehschieber 41 mit einer vorwählbaren Drehzahl mittels der Antriebseinrichtung 38 beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn (Pfeil 48) betrieben, so gelangen die Durchbrüche 43 temporär in Deckungsposition zu den Öffnungen 34 und während der Umschaltphasen von einer Fluchtungsposition in eine andere Fluchtungsposition kann es auch – wie aus der 6 ersichtlich – vorgesehen sein, dass ein Durchbruch 43 kurzzeitig zwei Öffnungen 34 teilweise überlappt, mit der Folge, dass die jeweilige Saugleistung am Absaugelement 20 aufgrund der Leistungsaufteilung und der Querschnittsverengung zwar reduziert ist, jedoch dennoch beide zugehörigen Trommelfilter mit entsprechend verringerter Leistung abgereinigt werden. Aus alledem wird deutlich, dass eine fast schlagartige Umschaltung der verschiedenen Trommelfilter 8 im Hinblick auf ihre Abreinigung durch den erfindungemäßen Schieber 32, insbesondere Drehschieber 41, vorgenommen wird, was – insbesondere bei hinreichend hoher Drehzahl – zu entsprechenden Druckimpulsen im Absaugsystem führt, mit der Folge, dass sich diese Druckimpulse auf die Filtermedien 13 auswirken, sodass dort das Ablösen von Partikeln verbessert wird. Damit kann eine sehr gründliche Abreinigung erfolgen. Die Druckimpulse sind umso stärker ausgeprägt, je weniger eine Überlappung mehrerer Öffnungen 34 während des Umschaltvorgangs vorgenommen wird. Es ist beispielsweise auch denkbar, dass bei einer andersartigen Anordnung von Öffnungen 34 und Durchbrüchen 43 während der Umschaltphase keine Teilüberlappung stattfindet, wodurch das Ausschalten der Absaugung eines Trommelfilters 8 schlagartig und das Einschalten ebenfalls schlagartig stattfindet, da in der Umschaltphase keine Druckverteilung auf zwei oder mehr Trommelfilter 8 vorgenommen wird.
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Während beim Ausführungsbeispiel der 6 das Drehschieberelement 36 als Schieberkreisplatte 42 ausgebildet ist, ist in Abweichung zur 6 bei der 7 das Drehschieberelement 36 als Schieberkreissegmentplatte 45 ausgebildet, wodurch ein Anteil der Öffnungen 34 abgedeckt und ein anderer Anteil nicht abgedeckt ist. Die Schieberkreissegmentplatte 45 weist gemäß 7 nur ein Segmentteil auf, wobei es selbständig bei anderen Ausführungsbeispielen auch denkbar ist, das mehrere Segmente an dem Drehschieberelement 36 ausgebildet sind.
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Beim Ausführungsbeispiel der 7 wird zum jeweiligen Zeitpunkt nur stets eine bestimmte Anzahl von Trommelfiltern 8 der Gesamtzahl der Trommelfilter 8 abgereinigt.
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Das Ausführungsbeispiel der 8 unterscheidet sich von den Ausführungsbeispielen der 6 und 7 dadurch, dass kein großer Absaugraum 40 vorgesehen ist, wodurch die durch den Absaugraum 40 bewirkte Querschnittsvergrößerung im Absaugweg entfällt. Um über den gesamten Absaugweg möglichst einen gleichbleibenden Querschnitt zu erhalten, weist das Ausführungsbeispiel der 8 als Drehschieberelement 36 einen sich um die Drehachse 37 drehenden Saugkanal 46 vor, der als Saugrohr 47 ausgebildet ist. Das Saugrohr 47 ist etwa S-förmig gekrümmt und steht über eine Drehkanalverbindung 51 mit der Luftleitung 24 strömungstechnisch in Verbindung. Das freie, offene Ende des Saugrohrs 47 tritt aufgrund der Rotation (Pfeil 48) um die Drehachse 37 in Wechselwirkung mit den Öffnungen 34 des Grundelements 31, sodass die einzelnen Trommelfilter 8 sequentiell nacheinander abgereinigt werden. Da das Saugrohr 47 einen Saugquerschnitt aufweist, der den Querschnitten der Öffnungen 34 entspricht, ist keine Querschnittserweiterung im Saugweg vorhanden, d. h., das Innenvolumen des Saugrohrs 47 bildet den Absaugraum 40.
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Es ist noch anzumerken, dass zumindest Abschnitte der Randbereiche der Öffnungen 34 oder der Randkanten 49 der Schieberkreissegmentplatte 45 beziehungsweise der Öffnungskante des Saugrohrs 47 Steuerkanten 50 bilden, die insbesondere als Schneidkanten 52 ausgebildet sind und durch die Relativbewegung von Grundelement 31 und Schieberelement 33 dem Zerkleinern von abgeförderten Partikeln dienen. So lassen sich zum Beispiel abgesaugte, Filterkuchenbrocken und/oder Fasern in kleinere Bestandteile zerschneiden.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung lässt sich eine sichere und gegebenenfalls schnelle Umschaltung der Absaugelemente 20 durchführen, mit der Folge, dass die Absaugluftmenge reduziert und damit der Energiebedarf verringert ist. Durch die Reduktion der Absaugluftmenge reduziert sich auch die Dimensionierung des zugehörigen Luftkreises. Dies wiederum führt zur Reduktion von Investitions- und Betriebskosten. Durch das erfindungsgemäße Umschalten wird ein Festsaugen der Absaugdüsen 20 am Filtermedium 13 verhindert und damit die Absaugleistung verbessert. Die Drehzahl oder die Hin- und Herbewegung des Schieberelements 33 des Schiebers 32 wird vorzugsweise mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung kontrolliert. Durch eine relativ hohe Umschaltgeschwindigkeit erfolgt eine druckstoßähnliche Absaugung, die zu einem sehr guten Reinigungsergebnis führt. Sofern die Randkante 49 beziehungsweise Steuerkante 50 messerartig ausgebildet wird, ist eine Zerschneidung/Zerkleinerung des abgesaugten Materials möglich, sodass der Schieber 32 zusätzlich eine sich hin- und herbewegende oder rotierende Schneideinrichtung bildet.
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Im abgebildeten vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Innenfläche des mindestens einen Trommelfilters die Filterfläche bildet, die mittels des mindestens einen Absaugelements gereinigt wird, dass also die belastete Luft das Trommelfilter von innen nach außen durchströmt. In einer alternativen, jedoch nicht dargestellten Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass die belastete Luft das mindestens eine Trommelfilter von außen nach innen durchströmt, sodass die Außenmantelfläche des Trommelfilters mittels des mindestens einen Absaugelements abzureinigen ist. Die erfordert dann eine dementsprechende Verlagerungseinrichtung für das Absaugelement, um die Außenmantelfläche zu erfassen. Beide Ausgestaltungen (absaugen mittels des Absaugelements von innen oder von außen bezüglich der Mantelfläche des Trommelfilters) sind Gegenstand der Erfindung.
