DE1407933C3 - Filter zum Abscheiden von Staub, Sand oder anderen leinen Teilchen aus Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter zum Abscheiden von Staub, Sand oder anderen feinen Teilchen aus Gasen, insbesondere aus Luft, mit einer in einem zylindrischen Gehäuse rundum angeordneten, zur Gehäuseachse parallele Falten aufweisenden Filterelement und mit auf der stromabwärtigen Seite des Filterelementes zum Abführen der Reinluft befindlichen Taschen, die zugleich als Spülluftkanäle dienen, indem sie von der Auslaßseite her Spülluftimpulse erhalten und diese in Gegenrichtung zur Hauptströmung zu den zugeordneten Falten des Filterelementes leiten, wobei die sich ebenfalls parallel zur Gehäuseachse erstreckenden Taschen an dem zur Auslaßseite führenden Ende offen und am anderen Ende geschlossen sind.

Ein derartiges Filter ist aus der deutschen Auslegeschrift 10 72 459 bekannt.

Weiterhin ist aus der britischen Patentschrift 80 043 ein Filter bekannt, in welchem eine Anzahl von voneinander unabhängigen Filterelementen parallel angeordnet sind, welche das gereinigte Gas beispielsweise an eine Brennkraftmaschine abgeben. Bei diesem bekannten Filter ist eine Einrichtung zur Abgabe von Gasdruckimpulsen in die Filterelemente vorgesehen. Diese Gasdruckimpulse sind entgegengesetzt gerichtet zu der normalen Strömung bei der Filterung.

Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 22 55 519 ein Filter bekannt, welches Taschen aufweist, deren Querschnitt vom offenen zum geschlossenen Ende hin abnimmt. Der Druck der Spülluft ist bei dieser bekannten Einrichtung verhältnismäßig gering, da atmosphärische Luft in einen unter Unterdruck stehenden Raum eintritt, wobei die Reinigungswirkung eines Spülluftimpulses über die Länge einer Tasche allmählich abnimmt. Jeder Tasche ist bei diesem bekannten Filter ein in großem Abstand von ihrer Mündung angeordnetes Lufteintrittsventil zugeordnet, wobei sich der dort eintretende Spülgasschwall auf die ganze Länge der verhältnismäßig langgestreckten Taschenöffnung verteilen muß.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem das Filterelement durch Spülluftimpulse über die gesamte Länge der Taschen besonders gleichmäßig abgereinigt wird, obwohl ein Spülluftimpuls nur an einem Taschenende zugeführt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß sich die Taschen vom offenen zum geschlossenen Ende hin im Querschnitt kegelstumpfähnlich verjüngen. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Taschen einen etwa ovalen Querschnitt aufweisen, wobei sich die Taschen mit den etwa radialen Seitenteilen zwischen die Falten des Filterelementes erstrecken, und daß zur Verjüngung des Taschenquerschittes die radiale Taschenhöhe zum geschlossenen Taschenende hin abnimmmt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß an der Auslaßseite zur Abgabe der Spülluftimpulse ein Bündel von Düsen angeordnet ist, wobei ebenso viele Düsen wie Taschen vorgesehen sind und die Austrittsöffnung jeder Düse kleiner ist als die ihr gegenüberliegende Taschenmündung.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß infolge der Querschnittsverengung der Taschen ein Spülluftimpuls auf die gesamte Länge der Taschen etwa gleich wirksam bleibt und somit über die gesamte Filterfläche eine etwa gleich gute Reinigung gewährleistet ist. Weiterhin wirkt es sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung auf eine gründliche Reinigung günstig aus, daß jeder Taschenöffnung eine eigene Spülgasdüse zugeordnet ist, welche einen gezielten Spülluftimpuls abgibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fi g. 1 eine Vorderansicht des Filters, F i g. 2 eine Draufsicht,
F i g. 3 eine Seitenansicht im Schnitt, F i g. 4 eine Ansicht des Filterelementes, welches einen Teil des Filters nach F i g. 1 bis 3 bildet, wobei eine Seite des Filterelementes geschnitten ist,

F i g. 5 eine Draufsicht auf das Filterelement nach F ig. 4,

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-IV der F i g. 5 und

F i g. 7 einen Schnitt durch das Filter nach F i g. 1 bis 3.

Der obere Teil des Filters besteht aus einem runden Verteiler 1 mit einer zylindrischen Seitenwand 2 und einer Deckwand 3, während der Boden durch eine angeflanschte Grundplatte 4 abgeschlossen ist, die an der Seitenwand 2 unlösbar und luftdicht mittels eines Flansches 9 befestigt ist. Die Grundplatte 4 ist mit einer verhältnismäßig großen zentralen Öffnung 8 versehen. In dem Flansch 9 und dem ihn umgebenden Teil der Seitenwand 2 befinden sich Bajonettschlitze 6, in die Stifte 6a an einer vertikalen, zylindrischen Schürze 10 eingreifen. Eine Flügelmutter 7 an einem der Stifte 6a fixiert die Schürze in ihrer Lage. Ein zylindrisches

Filterelement 11 ist innerhalb der Schürze 10 eingesetzt und mit der Grundplatte 4 verbunden.

Ein Kanal 12 des Verteilers 1 ist in die Seitenwand 2 eingesetzt. Bei der praktischen Verwendung ist der Kanal 12 an den Lufteinlaß einer Brennkraftmaschine angeschlossen, die Luft aus dem Raum zwischen der Schürze 10 und dem Filterelement 11, dann durch das Filterelement 11, die öffnung 8 in den Verteiler 1 und durch den Kanal 12 ansaugt.

Die Deckenwand 3 des Verteilers 1 ist mit einer Öffnung 13 versehen, die durch eine Platte 14 verschlossen ist. Diese trägt einen zyklisch arbeitenden automatischen Mechanismus zur Abgabe von Reinigungsimpulsen in Form von komprimierter Luft an aneinanderfolgende Segmente des Filterelementes. Die Platte 14 ist durch Schraubenbolzen 15 mit einer Unterlegscheibe 16 befestigt.

Der von der Platte 14 getragene Mechanismus arbeitet wie es im einzelnen anhand der F i g. 7 erläutert ist, und auch im wesentlichen in der Weise, wie es in der oben genannten britischen Patentschrift beschrieben ist. Die Wirkungsweise des Mechanismus ist zweifach, indem während jedes automatischen Kreislaufes ein Druckluftimpuls durch eine von acht Düsen 18 abgegeben wird und ein Schaltkopf 19 (F i g. 2) ein Schaltrad 20 betätigt, so daß eine Ventilscheibe um eine Achteldrehung gedreht wird, wodurch die nächste Düse gewählt wird, um einen Druckluftimpuls abzugeben. Ein Hauptunterschied zwischen der vorliegenden Anordnung und der in der oben genannten Patentschrift beschriebenen besteht darin, daß die Düsen 18 in einem runden Bündel angeordnet sind, welches koaxial zu dem Filterelement 11 liegt, anstatt an den Enden von verhältnismäßig langen Rohren, die zu eben so vielen getrennten Filterelementen führen.

Der wirksame Teil eines Filterelementes 11 besteht aus einem rohrförmigen Gebilde in Form eines Zylinders 21 mit einer gefalteten Wand aus dicht gewebter Wolle, der Nylon beigemischt sein kann. Dieses wollene Gewebe kann mit Zwischenlagen von Drahtgaze versehen sein. Es sind sechsundfünfzig Falten vorhanden, und das obere und untere Ende des Zylinders 21 ist in je eine obere Kappe 22 und eine untere Kappe 23 aus synthetischem Plastikmaterial eingebettet. An dem äußeren Umfangsteil jeder Kappe 22,23 sind sechsundfünzig radiale Finger 24 angeordnet, die entsprechende außenliegende Teile des oberen und unteren Endes der Falten aufnehmen. Acht Schrauben 25 sind in die obere Kappe 22 eingelassen und diese ragen durch Löcher in der Grundplatte 4 hindurch, so daß das Filterelement 11 mittels Muttern 26 an die Grundplatte 4 angeklemmt werden kann. Um zu verhindern, daß Luft einen Weg zwischen dem oberen Ende der Seitenwand 2 und der Grundplatte 4 findet, ist die Kappe 22 mit einem ringförmigen Wulst 27 versehen, der an der Grundplatte 4 anliegt und mit einer ringförmigen Schulter 28 versehen ist, die in die öffnung 8 paßt. Der innerhalb der ringförmigen Schulter liegende Teil der Kappe 22 bildet den Auslaß des Filterelementes. In der Mitte der Kappe 22 befindet sich eine öffnung 29, und die obere Fläche der Kappe 22 zwischen der Schulter 28 und der Öffnung 29 ist kegelstumpfförmig. Rund um diese konische Fläche 31 ist die Kappe mit acht Taschenmündungen 30 versehen. Die Düsen 18, welche sich etwas über den Taschenöffnungen 30 befinden, sind entsprechend angeordnet, um Luftimpulse durch diese öffnungen abzugeben. Es ist zu beachten, daß die Düsen 18 Expansionsdüsen sind, so daß etwas von der kinetischen Energie der Impulse in Druckenergie umgewandelt wird, wodurch die Impulse befähigt werden, die Luft zwischen den Düsen 18 und der Kappe 22 zu durchdringen und dann ihren Weg zu Teilen des gefalteten Zylinders 21 durch acht Taschen 32 zu finden, die im folgenden beschrieben sind.

Jede Tasche 32 hat einen etwa ovalen horizontalen Querschnitt, und ihre innere gewölbte Oberfläche ist in radialer Richtung vom Deckel zum Boden des Filterelementes nach außen geneigt, wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich ist. Über den größeren Teil ihrer Länge liegen die beiden Schenkel jeder Tasche auf vertikalen Rändern 33, die zwischen Falten angeordnet sind, wobei sieben Falten von der Tasche eingeschlossen werden. Die Schenkel jeder Tasche sind mit den Schenkeln der zwei benachbarten Taschen in Berührung, wie aus F i g. 5 hervorgeht, so daß der ganze Zylinder 21 innen durch acht Taschen 32 überdeckt ist. Die oberen Ränder der Schenkel jeder Tasche sind von den vertikalen Rändern 33 abgesetzt, wie bei 34 in F i g. 4 gezeigt ist, so daß vertikale Ränder 35 entstehen, die von einem vertikalen runden Metallflansch 36 umfaßt werden und an der Kappe 22 befestigt sind. Die obere Kante 37 jeder Tasche 32 ist in die Kappe 22 eingebettet, und zwar um die zugehörige Taschenmündung 30 herum.

Es ist zu erkennen, daß das Auslaßende jeder Düse 18 kleiner als die Fläche der benachbarten Taschenmündung 30 ist

Der Boden der gewölbten Fläche jeder Tasche läuft in einen Bogenflansch 38, der an einem vertikalen zylindrischen Schenkel 39 eines in die untere Kappe 23 eingebetteten Teils 40 angeschweißt ist.

Es ist zu beachten, daß die Kappe 23 und das Teil 40 eine vollkommen undurchlässige Scheidewand bilden, die verhindert, daß Luft unmittelbar durch die Mitte des Filterelementes strömt

Gewöhnlich tritt die gefilterte Luft nach oben durch alle Taschen 32 und durch die Taschenmündungen 30 in den Verteiler ein. Die zuvor erwähnten Impulse von Spülluft werden jedoch in umgekehrter Richtung in die Taschen geblasen, so daß die jeder Tasche zugeordneten Falten an ihrer inneren Fläche periodisch Luftimpulse aufnehmen, wobei die Luftimpulse Staub, Sandkörnchen oder andere feine Teilchen abstoßen, die sich an der Außenseite der Falten bei der normalen Luftströmung abgesetzt haben. Alle gefilterte Luft, die ihren Weg zwischen den Taschen 32 gefunden hat, gelangt durch die Öffnung 29 in den Verteiler, 1.

Das in F i g. 4 und 5 gezeigte Filterelement, welches maßstäblich gezeichnet ist, hat einen Durchmesser von 32,4 cm und ist für ein großes Straßenfahrzeug oder eine Diesellokomotive oder für schwere Erdbewegungs- oder Straßenbaumaschinen geeignet.

Bezüglich weiterer Einzelheiten des Mechanismus zur aufeinanderfolgenden Abgabe der Spülluftimpulse an die Düsen 18 ist aus F i g. 7 zu ersehen, daß der Schaltkopf 19 an einem Ende einer Stange 41 befestigt ist, an der sich ein Stützglied 42 für das eine Ende einer Druckfeder 43 befindet, deren anderes Ende an einem ortsfesten Gehäuse 44 anliegt Auf diese Weise wird das äußere Ende der Stange 41 durch eine Druckfeder 43 in einer zentralen Vertiefung 45 innerhalb der Krone eines Kolbens 46 gehalten. Solange dies der Fall ist, hält die Druckfeder 43 den Kolben 46 an dem äußeren Ende eines Zylinders 47, der zwischen dem Gehäuse 44 und einer Kappe 48 angeordnet ist. Das Gehäuse 44 ist mit einer zylindrischen Öffnung versehen, die oben durch eine Platte 49 (F i g. 1 und 3) und unten durch ein

Gewebe mit Durchlässen 50 abgeschlossen ist, die jeweils mit den Düsen 18 in Verbindung stehen. Die Ventilscheibe 51, die an dem Schaltrad 20 befestigt ist, liegt an diesem Gewebe an und ist mit Durchlässen 51a versehen, das aufeinanderfolgend mit dem Durchlaß in Übereinstimmung gebracht ist.

Die Stange 41 greift mit wesentlichem Spiel durch eine öffnung 52 in der Seite des Gehäuses 44 und durch Schlitze 53a in einen Teil 53, der im Gehäuse 44 befestigt ist Ein Federbolzen 54 dient dazu, die Stange 41 in Richtung des inneren Endes der Schlitze 53a zu halten.

Die Kappe 48 ist mit einem Einlaßkanal 55a versehen, der mit einem Durchlaß 55 in Verbindung steht, der durch einen kegelförmigen Ansatz 56 an dem Kolben 46 verschlossen ist, solange der Kolben sich in seiner äußersten Stellung befindet. Der Kanal 55a mündet in einen Rohrstutzen 17 (F i g. 1 bis 3), der durch ein Rohr 57 (F i g. 7) mit einem Behälter 58 verbunden ist. Der Behälter wird ununterbrochen durch eine Pumpe 59, die dauernd durch eine Maschine angetrieben wird, gespeist, die die durch das Filter gereinigte Luft erhält. Die der Pumpe zugeführte Luft ist gereinigte Luft, die durch ein nicht gezeigtes Rohr aus dem Verteiler 1 zugeführt wird. Das Rohr ist an einem Rohrstutzen 60 angeschlossen.

Wenn der Druck in dem Behälter 58 einen vorgegebenen Wert erreicht, genügt der auf den kegelstumpfförmigen Ansatz 56 ausgeübte Druck, um die Druckfeder 43 zu überwinden und den Kolben 46 nach innen zu bewegen. Der Luftdruck kann dann auf die volle Kolbenfläche wirken und infolgedessen den Kolben 46 gegen die zunehmende Spannung der Feder bis zu einem erforderlichen Betrag bewegen, während die Druckluft entlang Rinnen in der Innenwand des Zylinders 47 strömt, ferner durch öffnungen 61 in dem hohlen Kolben 46 und durch die Öffnung 52 in das Gehäuse 44, worauf der Luftstoß durch den Durchlaß 51a und den einen der Durchlässe 50 entweicht, der mit dem Durchlaß 51a fluchtet, um den erforderlichen Impuls von Reinigungsluft zu erzeugen.

Während dieser Arbeitsphase verhindert eine Sperrfeder 62 die Rückbewegung des Schaltrades 20, während der Schaltkopf 19, der seitlich durch den Bolzen 54 belastet ist, über einen der Schaltzähne schnappt. Wenn der Druck in dem Vorratsbehälter 58 so weit abfällt, daß die Druckfeder 43 den Kolben 46 in die Lage nach F i g. 7 zurückdrücken kann, wirkt der Schaltkopf 19 auf das Schaltrad und bringt den Durchlaß 51a in Übereinstimmung mit dem nächsten Durchlaß 50. Der Druck in dem Behälter 58 baut sich dann wieder auf und der Arbeitsablauf wiederholt sich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Filter zum Abscheiden von Staub, Sand oder anderen feinen Teilchen aus Gasen, insbesondere aus Luft, mit einer in einem zylindrischen Gehäuse rundum angeordneten, zur Gehäuseachse parallele Falten aufweisenden Filterelement und mit auf der stromabwärtigen Seite des Filterelements zum Abführen der Reinluft befindlichen Taschen, die zugleich als Spülluftkanäle dienen, indem sie von der Auslaßseite her Spülluftimpulse erhalten und diese in Gegenrichtung zur Hauptströmung zu den zugeordneten Falten des Filterelements leiten, wobei die sich ebenfalls parallel zur Gehäuseachse erstrekkenden Taschen an dem zur Auslaßseite führenden Ende offen und am anderen Ende geschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Taschen (32) vom offenen zum geschlossenen Ende hin im Querschnitt kegelstumpfähnlich verjüngen.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (32) einen etwa ovalen Querschnitt aufweisen, wobei sich die Taschen mit den etwa radialen Seitenteilen zwischen die Falten des Filterelementes erstrecken, und daß zur Verjüngung des Taschenquerschnittes die radiale Taschenhöhe zum geschlossenen Taschenende hin abnimmt.

3. Filter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Auslaßseite zur Abgabe der Spülluftimpulse ein Bündel von Düsen (18) angeordnet ist, wobei ebenso viele Düsen wie Taschen (32) vorgesehen sind und die Austrittsöffnung jeder Düse kleiner ist als die ihr gegenüberliegende Taschenmündung (30).