DE102015202398A1

DE102015202398A1 - Filtervorrichtung

Info

Publication number: DE102015202398A1
Application number: DE102015202398.2A
Authority: DE
Inventors: Rainer Klaus Pumpe; Daniel Collin; Ralph Mancini
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Filtervorrichtung (1) für das Prozessluftsystem einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn. Die Vorrichtung umfasst einen Luftkanal (3) und ein Filterelement (2), welches an einer Einbauposition derart in den Luftkanal (3) eingebaut ist dass es die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals (3) überdeckt. Zudem umfasst die Vorrichtung Mittel zum Reinigen des Filterelements (2). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Fläche des Filterelements (2) mindestens doppelt so groß ist, wie die Querschnittsfläche des Luftkanals (3) an der Einbauposition und das Filterelement (2) derart bewegt werden kann, dass jeder Teil des Filterelements (2), der sich innerhalb des Luftkanals (3) befindet, aus dem Luftkanal (3) heraus und wieder zurück bewegt werden kann wobei stets die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals (3) durch das Filterelement (2) überdeckt bleibt und dass die Mittel zum Reinigen des Filterelements (2) außerhalb des Luftkanals (3) vorgesehen sind. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen einer Filtervorrichtung (1) während des laufenden Betriebs der Anlage, wobei jeweils ein Teil des Filterelements (2) außerhalb des Luftkanals (3) gereinigt wird, während gleichzeitig ein anderer Teil des Filterelements (2) die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals (3) überdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für ein Prozessluftsystem einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Verfahren zur Reinigung einer Filtervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.
Die Hochleistungslufthauben (Yankee-Hauben) vieler Tissuemaschinen werden mit Lufttemperaturen betrieben, die unterhalb der Entzündungstemperatur der Zellstofffasern liegen. Es handelt sich dabei typischerweise um dampfbeheizte Hauben, das heißt, die Luft zum Trocknen der Bahn wird mit dampfbeheizten Lufterhitzern erhitzt. Lose Fasern bzw. Faserfragmente, die nicht gebunden in der Papierbahn oder der Grenzschicht mitgeschleppt werden, werden in die Rückluftseite der Hochleistungshaube gesogen und häufen sich mit der Zeit im Prozessluftsystem aber auch in der Hochleistungshaube an. Die Fasern lagern sich dann beispielsweise an der Wärmerückgewinnung, Lufterhitzern, den Ventilationsschaufeln und in den Düsen der Hochleistungshaube an. Die Leistung des gesamten Luftsystems wird mit fortschreitender Verschmutzung erheblich verringert. Es kommt üblicherweise zu einem reduzierten Wärmeübergang an Wärmetauschern und Lufterhitzern und zum Verstopfen von Düsenlöchern der Haube. Die Systeme müssen dann mit erheblichem Aufwand gereinigt werden. Um die Reinigungsintervalle zu verlängern ist aus dem Stand der Technik der Einbau von Filtern in die Umluft Seite des Prozessluftsystems bekannt. Durch die regelmäßig gereinigt werden. Die Reinigung geschieht manuell und muss üblicherweise einmal pro Schicht durchgeführt werden. Da die Filter zum manuellen Reinigen aus dem Luftkanal entfernt werden müssen, wird die Anlage in dieser Zeit in der Regel abgestellt, um zu vermeiden, dass sich die Fasern währende des Entfernens des Filters aus dem Kanalsystem wieder im System anhäufen. Die führt zu einem kostspieligen Produktionsausfall für den Hersteller. Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Rollbandfilter bekannt. Dabei wird ein Filterelement auf einer Abrollung zur Verfügung gestellt. Ist der Filter verschmutzt, wird das verschmutze Filterstück auf eine Aufrollung aufgewickelt, und neues, sauberes Filtermaterial von der Abrollung nachgeführt. Diese Rollbandfilter haben jedoch den Nachteil, dass der verschmutzte Teil des Filters auf der Aufrollung nicht ohne sehr großen Aufwand gereinigt werden kann. Da die Prozessluftströme jedoch relativ stark mit Fasern belastet sind, führt dies dazu, dass die Rollbandfilter häufig getauscht werden müssen, was wiederum ein Abstellen der Anlage nach sich zieht.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Filter bekannt, die während des laufenden Betriebes gereinigt werden können. So werden unter anderem in der Textilindustrie Filterscheiben eingesetzt, an denen eine Reinigungseinheit angebracht ist. Diese befindet sich innerhalb des Strömungskanals und führt die entfernten Verunreinigungen mit einem Teil der Prozessluft nach außen ab. Ein solches Filtersystem erlaubt zwar den Dauerbetrieb der Anlage, hat aber den großen Nachteil, dass ein Teil der Prozessluft zum Abführen der Fasern verwendet wird. Diese Prozessabluft hat in Hochleistungslufthauben üblicherweise eine Temperatur von 200°C–250°C. Somit geht bei diesem Filtersystem bzw. Reinigungsystem eine Menge an Wärmeenergie verloren, wodurch der Einsatz in Hochleistungslufthauben unwirtschaftlich wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem zur Verfügung zu stellen, das die beschriebenen Schwächen des Standes der Technik überwindet.
Die Aufgabe wird vollständig gelöst durch eine Filtervorrichtung für das Prozessluftsystem einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1, sowie ein Verfahren zur Reinigung einer Filtervorrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 9.
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für ein Prozessluftsystem einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn. Die Filtervorrichtung umfasst einen Luftkanal und ein Filterelement. Dieses Filterelement ist an einer Einbauposition derart in den Luftkanal eingebaut ist dass es die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals überdeckt. Auf diese Weise wird die Filterwirkung der Vorrichtung sichergestellt. Weiterhin umfasst die Filtervorrichtung Mittel zum Reinigen des Filterelements. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Fläche des Filterelements mindestens doppelt so groß ist, wie die Querschnittsfläche des Luftkanals an der Einbauposition. Das Filterelement kann derart bewegt werden, dass jeder Teil des Filterelements, der sich innerhalb des Luftkanals befindet, aus dem Luftkanal heraus und wieder zurück bewegt werden kann wobei stets die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals durch das Filterelement überdeckt bleibt. Somit bleibt also bei jeglicher Verschiebung des Filterelements die Filterwirkung der Filtervorrichtung sichergestellt. Schließlich sind erfindungsgemäß Mittel zum Reinigen des Filterelements vorgesehen. Diese befinden sich außerhalb des Luftkanals.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Als eine mögliche Ausführungsform dieses beweglichen Filterelements ist es beispielsweise vorstellbar, dass das Filterelement in zwei Positionen betrieben werden kann. Im Position A ist eine Hälfte des Filterelements im Inneren des Luftkanals, und die zweite Hälfte außerhalb in einer Reinigungsposition. In Position B ist dagegen die zweite Hälfte des Filterelements im Inneren des Luftkanals, und die erste Hälfte außerhalb in einer Reinigungsposition. Jedoch ist auch noch eine Vielzahl von anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen möglich.
Damit die Filtervorrichtung für den einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn geeignet ist, muss unter anderem das Filterelement so beschaffen sein, dass es sowohl den dort auftretenden Lufttemperaturen von über 200°C bis über 250‘°C dauerhaft standhalten zu können. Zudem muss es geeignet sein, die dort auftretenden Verunreinigungen in Form von Fasern – speziell Zellstofffasern – sowie deren Fragmenten aus dem Luftstrom zu filtern.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Filterelement aus einem Gitter, speziell einem Gewebe besteht, oder dieses umfasst.
Insbesondere kann in einer bevorzugten Ausführung vorgesehen sein, dass dieses Gitter zumindest überwiegend aus einem Metall und/oder einem Polymermaterial gebildet ist.
Auch für die Mittel zum Reinigen des Filterelements sind eine Vielzahl von Ausführungen möglich. Die Reinigung kann beispielsweise auf mechanischem oder chemischem Wege geschehen. Die mechanische Reinigung kann beispielsweise mittels eines Schabers, einer Bürste oder mittels eines Wasserstrahls geschehen. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfassen die Mittel zum Reinigen des Filterelements zumindest eine Blasdüse und/oder eine Saugdüse. Die Blasdüse wird dabei in einer besonders bevorzugten Ausführung mit Luft betrieben. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung die Mittel zum Reinigen des Filterelements zumindest eine Blasdüse und eine Saugdüse. Diese beiden Düsen sind dabei gegenüberliegend angeordnet. Die Blasdüse befindet sich dabei vorteilhafterweise jeweils auf derjenigen Seite des Filterelements, welche die weniger mit Verunreinigungen wie Fasern belastet ist. Dies ist im Luftstrom die stromabwärts gerichtete Seite. Die Saugdüse befindet sich dann auf der stärker mit Verunreinigungen belasteten Seite. Blasdüse und Saugdüse bilden in dieser Ausführung eine Reinigungseinheit. Die Blasdüse löst die Verunreinigungen vom Filterelement, während die Saugdüse die abgelösten Verunreinigungen aufnimmt. Vorteilhafterweise können auch mehrere, insbesondere zwei Blasdüsen und zwei Saugdüsen vorgesehen sein. In diesem Fall können mehrere Reinigungseinheiten gebildet werden. Bei einer Positionierung der Saugdüsen außerhalb des Luftkanals wird von ihnen nur relativ kühle Umgebungsluft angesaugt, und keine heiße Prozessluft dem System entnommen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Filtervorrichtung können in Luftstromrichtung nach dem Filterelement noch weitere Mittel zum Filtern des Luftstroms vorgesehen sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um sogenannte Sekundärfilter handeln. Diese können beweglich oder stationär ausgeführt sein.
In einer weiteren bevorzugen Ausführung der Filtervorrichtung können Mittel zum Bewegen des Filterelements vorgesehen sein. Diese Mittel zum Bewegen des Filterelements können beispielsweise einen Pneumatikzylinder, einen Hydraulikzylinder oder einen Elektromotor umfassen oder daraus bestehen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Filtervorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Filterelement manuell bewegt, z.B. verschoben wird.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe vollständig gelöst durch ein Verfahren zum Reinigen einer Filtervorrichtung für das Prozessluftsystem einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn während des laufenden Betriebs der Anlage. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Teil des Filterelements außerhalb des Luftkanals gereinigt wird, während gleichzeitig ein anderer Teil des Filterelements die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals überdeckt.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Filtervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt ist.
In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Reinigung des Filterelements zumindest teilweise dadurch geschieht, dass die Verunreinigungen mittels einer Blasdüse von dem Filterelement entfernt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Verunreinigungen nach dem Entfernen von dem Filterelement durch eine Saugdüse aufgenommen werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand schematischer, nichtmaßstäblicher Figuren näher erläutert.
1 zeigt einen Schnitt durch einen Luftkanal mit einer Filtervorrichtung gemäß dem Stand der Technik
2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung
Die 3a, 3b und 3c zeigen einen Ausschnitt aus der Filtervorrichtung von 2 für verschiedene Positionen des Filterelements
In 1 ist ein Schnitt durch einen Luftkanal mit einer Filtervorrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik zu sehen. Der mit Verunreinigungen versehene Luftstrom trifft auf das kreisförmige Filterelement 2. Dort werden die Verunreinigungen herausgefiltert. Zur Reinigung des Filterelements 2 ist im Luftkanal eine Saugdüse 8 vorgesehen. Das Filterelement ist dabei drehbar, und wird an der Saugdüse 8 vorbei bewegt. Über die Saugdüse 8 werden zusammen mit den Verunreinigungen auch Prozessluft aus dem Luftkanal nach außen abgeführt. Dies führt dazu, dass bei sehr heißer Prozessluft eine große Menge an Wärmeenergie verloren geht.
In 2 zeigt eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung 1. Das Filterelement 2 ist in dieser Ausführung in einem Knick des Luftkanals 3 angebracht. Hier kann das Filterelement 2 beispielsweise ein Metallgewebe oder ein Polymergewebe umfassen. Das Filterelement 2 ist in 2 zu einem Teil A im Inneren des Luftkanals und überdeckt hier die gesamte Querschnittsfläche. Ein weiterer Teil B des Filterelements 2 liegt außerhalb des Luftkanals 3. Zur Reinigung des Filterelements 2 sind hier außerhalb des Luftkanals 3 Saugdüsen 8, 8a und Blasdüsen 7, 7a vorgesehen. Diese sind zur Erzeugung des benötigten Überdrucks bzw. Unterdrucks mit einem gemeinsamen Gebläse 4 bzw. einem Vakuumgebläse 5 verbunden. Die Verunreinigungen, die über sie Saugdüsen 8, 8a abgesaugt werden, werden in einen Staubfänger 6 abgeführt. Da es sich hierbei häufig um hochwertiges Fasermaterial handelt, können diese Fasern wieder dem Herstellungsprozess der Faserstoffbahn zugeführt werden. Die Blasdüsen 7, 7a sind in Richtung des Luftstroms betrachtet auf der stromabwärts gerichteten Seite des Filterelements 2 angebracht. An dieser Seite lagern sich weniger Verunreinigungen ab, als an der stromaufwärts gerichteten Seite. Durch diese Anordnung können die Blasdüsen 7, 7a die Verunreinigungen effektiv entfernen, indem mit durch das Filterelement 2 hindurch geblasen wird, so dass sich die Verunreinigungen von der stromaufwärts gerichteten Seite des Filterelements 1 lösen.
2 zeigt eine Position des beweglichen Filtermediums, in dem der Teil B außerhalb des Luftkanals 3 liegt, und mittels des Düsenpaares 7 und 8 gereinigt werden kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Saugdüse 8 und/oder die Blasdüse 7 beweglich ausgeführt sind. In einer anderen Ausführung können diese Düsen fest installiert sein. Das Filterelement wird dann dadurch gereinigt, dass es an den Düsen vorbei bewegt wird. In den 3a, 3b und 3c wird für die in 2 dargestellte Filtervorrichtung 1 im Detail die Bewegung des beweglichen Filterelements 2 verdeutlicht. 3a zeigt das Filterelement 2 in der Stellung, in der es auch in 2 dargestellt ist. Der Teil A ist im Inneren des Luftkanals 3, währende Teil B außerhalb liegt. In 3b ist das Filterelement 2 nun so verschoben, dass der Teil B im Inneren des Luftkanals 3 liegt und dort den Luftstrom filtern kann. Teil A liegt nun außerhalb und kann gereinigt werden. Die geschieht mit den in 2 beschriebenen Düsen 7a und 7b. Während des gesamten Prozesses des Verschiebens und Reinigens ist stets der gesamte Querschnitt des Luftkanals 3 durch das Filterelement 2 überdeckt so dass das Filtern der Lust stets gewährleistet ist. Das Verschieben des Filterelements kann manuell erfolgen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass diese Bewegung des Filterelements 2 mit Hilfe eines Pneumatikzylinders, eines Hydraulikzylinders oder eines Elektromotors erfolgt.

Claims

Filtervorrichtung (1) für ein Prozessluftsystem einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend einen Luftkanal (3) und ein Filterelement (2), welches an einer Einbauposition derart in den Luftkanal (3) eingebaut ist dass es die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals (3) überdeckt sowie Mittel zum Reinigen des Filterelements (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Filterelements (2) mindestens doppelt so groß ist, wie die Querschnittsfläche des Luftkanals (3) an der Einbauposition und das Filterelement (2) derart bewegt werden kann, dass jeder Teil des Filterelements (2), der sich innerhalb des Luftkanals (3) befindet, aus dem Luftkanal (3) heraus und wieder zurück bewegt werden kann wobei stets die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals (3) durch das Filterelement (2) überdeckt bleibt und dass die Mittel zum Reinigen des Filterelements (2) außerhalb des Luftkanals (3) vorgesehen sind.
Filtervorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (2) aus einem Gitter, speziell einem Gewebe besteht, oder dieses umfasst.
Filtervorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter zumindest überwiegend aus einem Metall und/oder einem Polymermaterial gebildet ist.
Filtervorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Reinigen des Filterelements (2) zumindest eine Blasdüse (7, 7a) und/oder eine Saugdüse (8, 8a) umfassen
Filtervorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Reinigen des Filterelements (2) zumindest eine Blasdüse (7, 7a) und eine Saugdüse (8, 8a), bevorzugt zwei Blasdüsen (7, 7a) und zwei Saugdüsen (8, 8a) umfassen, welche gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Blasdüse (7, 7a) jeweils auf derjenigen Seite des Filterelements (2) angeordnet ist, die weniger mit Staubpartikeln belastet ist.
Filtervorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Filterelement (2) noch weitere Mittel zum Filtern des Luftstroms vorgesehen sind.
Filtervorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Bewegen des Filterelements (2) vorgesehen sind.
Filtervorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Bewegen des Filterelements (2) einen Pneumatikzylinder, einen Hydraulikzylinder oder einen Elektromotor umfassen oder daraus bestehen.
Verfahren zum Reinigen einer Filtervorrichtung (1) für das Prozessluftsystem einer Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn während des laufenden Betriebs der Anlage, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Teil des Filterelements (2) außerhalb des Luftkanals (3) gereinigt wird, während gleichzeitig ein anderer Teil des Filterelements (2) die gesamte Querschnittsfläche des Luftkanals (3) überdeckt.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1–8 ausgeführt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung des Filterelements (2) zumindest teilweise dadurch geschieht, dass die Verunreinigungen mittels einer Blasdüse (7, 7a) von dem Filterelement (2) entfernt werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigungen nach dem Entfernen von dem Filterelement (2) durch eine Saugdüse (8, 8a) aufgenommen werden.