DE1757370A1 - Gasfilter - Google Patents

Description

Pitwrtanwftto Dipt. Ing- Watter Meissner Dipl. InB. Herbert Ttecher München, 3o. April 1968

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American Air Filter Company, Inc·, Louisville, Kentucky (V.St.A·)

Gasfilter

Die Erfindung betrifft ein Gasfilter mit einem oder mehreren rohr- bzw, schlauchförmigen Filterelementen und einer Einrichtung zum Einführen eines Druckgasstoßes in die Filterelemente zwecks Reinigung derselben.

Bei diesen Gasfiltern wird das verunreinigte Gas durch die Filterelemente geleitet, wobei sich die Verunreinigungen in Form von Staubpartikeln usw. auf der Filterfläche ansammeln und den Durchgang des Gases unerwünscht beeinträchtigen·

Bei bekannten Gasfiltern sind verschiedene Einrichtungen vorgesehen worden, um die angesammelten Staubpartikeln von der Filterfläche zu entfernen, beispielsweise wurde eine Einrichtung vorgesehen, um Gasstöße mit hoher Geschwindigkeit gegen die Filterfläche zu richten, auf der sich die Staubpartikel angesammelt haben, um dadurch die Filterfläche xu reinigen« Derartige Einrichtungen sind teuer und verhältnismäßig kompliziert· Infolge der erheblichen Anzahl von beweglichen Teilen und der Kompliziertheit des KeinigungsVorgangs ist die Reinigung häufig unvollkommen, und es entstehen uner-

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wünschte Wartungskosten· Wird ein solcher Gasstrahl mit hoher Geschwindigkeit auf die Filterflächen gerlohtet, so ergibt sich auch ein unangenehmes Abscheuern des Filtermaterials bzw. -gewebes, und in vielen Fällen wird sogar statt der Beseitigung der Staubpartikel ein Teil derselben in das Filtermaterial eingedrückt.

Bei bekannten Gasfiltern mit schlauchförmigen Filterelementen aus Gewebe wurden auch Einrichtungen vorgesehen« um die Filterelemente periodisch zu schütteln und dadurch die angesammelten Staubpartikeln mechanisch su beseitigen· Auch solche Einrichtungen sind aber kompliziert und die durch das Schütteln bewegten Schwingungen der Filterelemente bewirken oft Beschädigungen des Filteraufbaue· Sie auftreten» den Verbiegungen des Filtermaterials führen zur Materialermüdung·

Bei anderen Gasfiltern sind Einrichtungen vorgesehen worden, um den Gasstrom periodisch umzukehren, so daß durch das Bückströmen die angesammelten Staubpartikel von der Filterfläche abgeblasen werden· Bei einem bekannten Gasfilter dieser Art wird der Gasstrom während des Eeinigungsvorgänge um das Filter herumgeleitet, so daß hier eine aufwendige Nebenleitung mit Ventilen und ferner eine Gasleitung für das rückströmende Gas vorzusehen ist· Die eingeschalteten Ventile müssen so groß sein, daß sie den vollen Gasstrom aufnehmen können und müssen entweder von Hand oder durch Sohaltmittel betätigt werden· Nach längerem Betrieb lecken die Ventile häufig und müssen ersetzt werden, insbesondere wenn der Gasstrom oder die in ihm enthaltenen Verunreinigungen korrodierend wirken·

Bei einem weiteren Gasfilter mit schlauchförmlgen Filterelementen, wobei das verunreinigt· dta von ausaen her in die Filterelemente einströmt, ist das Beinigen der Filterfläche dadurch bewirkt worden, daß ein Druckgmestoft,

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von hoher Energie in den ^uslaß für das gefilterte Gas eingeführt wurde· Der Druckgasstoß verteilt sich über den ganzen Verschnitt des schlauchförmigen Filterelemente und geht über einen Teil der Länge des Filterelemente hinweg, um die Staubpartikel von der Filterfläche abzublasen. Bei diesem Gasfilter enthält das schlauchförmige Filterelement nur eine Öffnung und der Druckgasstoß wird durch eine Venturieinrichtung im Auslaß für das gefilterte Gas eingeleitet, so daß die Richtung des Gasstroms im schlauchförmigen Filterelement während des Reinigungszykluses umgekehrt wird. Obwohl solche Gasfilter bei bestimmten .anwendungen zufriedenstellend arbeiten, ist die Länge der schlauchförmigen'Filterelemente, die wirklich gereinigt wird, recht beschränkt, unabhängig von dem Druck des Druckgases und der Gestalt der Filterelemente· Ferner wird durch das periodische Umkehren des Gasstroms in dem ganzen Gasfilter während des Reinigens eine erhebliche Leistungsminderung des Gasfilters bewirkte

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Gasfilter mit einem oder mehreren rohr- bzw, schlauchförmigen Filterelementen zu schaffen, bei dem ebenfalls zur Reinigung ein Druckgasstoß in die Filterelemente eingeführt wird, wobei jedoch keine komplizierten Umleitungen mit entsprechenden Ventilen usw· vorzusehen shd und das periodische Beinigen keine erhebliche Beeinträchtigung der Filterleistung verursacht. Trotzdem soll die Reinigung der Filterflächen in vollkommener Weise erreicht werden·

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß an einem Ende der Filterelemente ein Gasdiffusor angeordnet ist, der mit der Innenwand des Filterelements bzw« eines Stutzens für den Anschluß des Filterelements einen Ring- raum bildet, eo daß der eintretende Druckgasstoß als hohlzylindrische Welle an einem Teil der Innenwand des Filterelements entlangläuft·

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Bei dieser Ausbildung wird nicht der ganze Innenquerschnitt der Filterelemente mit Druckgas angefüllt und die erwähnte hohlzylindrische Welle dringt tiefer in die Filterelemente ein, so daß die Filterelemente langer ausgeführt werden können und dabei auf der ganzen Länge das gewünschte Rückblasen zum Abheben der Staubpartikel auf der Aussenseite der Filterelemente stattfindet.

Ein weiterer Torteil der Erfindung liegt darin, daß beim Reinigen der Filtervorgang nur unwesentlich unterbrochen wird, so daß die Filterleistung kaum beeinträchtigt wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das auf der Zeichnung veranschaulicht ist· Es zeigtt

Fig· 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Gasfilter, teilweise in Ansicht;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig· 3 einen senkrechten Schnitt nach der

Linie 3-2 in Fig· 2 durch den oberen Teil eines Filterelements in größerem Maßstab;

Fig· 4- einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig· 1;

Fig· 5 ein· schematische Darstellung der Betriebsweise des Gasfilters;

Fig· 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 1·

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Wie aus Fig» 1 ersichtlich ist, besteht das Gasfilter gemäß der Erfindung aus einem Gehäuse 1, das eine Gaseinlaßkammer 2, einen Einlaß 3 für verunreinigtes Gas und einen Auslaß 11 für gefiltertes Gas und Mittel zum Halten von rohr- bzw· schlauchförmigen gasdurchlässigen Filterelementen 7 in Längsrichtung des Gehäuses 1 aufweist. Wie durch Pfeile angedeutet ist, strömt das durch den Einlaß J eintretende verunreinigte Gas durch die Filterelemente 7 und. verläßt das Gehäuse 1 durch den Auslaß 11· Die im verunreinigten Gas enthaltenen Staubpartikel usw« setzen sich auf der Aussenfläche der Filterelemente 7 ab und werden durch Mittel, die weiter unten noch beschrieben werden, in einem !Trichter 21 am Boden des Gehäuses 1 gesammelte Das gesammelte Material wird aus dem Trichter 21 durch den Auslaß 23 mittels einer Fördereinrichtung 22 abgezogen.

Zum Aufhängen der rohr- bzw· schlauchförmigen gasdurchlässigen Filterelemente 7 innerhalb des Gehäuses 1 können beliebige Mittel vorgesehen werden· Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist an einem Ende des Gehäuses eine Sammelleitung 4 mit Stutzen 6 vorgesehen, an die ein Ende der Filterelemente 7 angeschlossen ist· In der Nähe des anderen Endes des Gehäuses 1 ist eine Querwand 14 vorhanden, so daß eine zusätzliche Kammer 12 gebildet wird· Die Querwand 14 enthält eine Reihe von Stutzen 19* die mit den einzelnen Stutzen 6 der Sammelleitung 4 fluchten und die entgegengesetzten Enden der Filterelemente 7 aufnehmen· Da die Stutzen 6 und 19 paarweise einander zugeordnet und aufeinander ausgerichtet sind, erstrecken sich die Filterelemente 7 von einem Stutzen 19 zum entsprechenden Stutzen im wesentlichen parallel liegend in Längsrichtung im Gehäuse 1· Die Filterelemente 7 können im Querschnitt eine beliebige geometrische Form aufweisen, beispielsweise kreisförmig sein und aus Polyamidgewebe mit beatimmter Porengröße beat eben, wis von den jeweiligen Verunreinigungen, die aus

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dem Gasstrom abzufiltern sind, und von dem gewünschten Filtergrad abhängt· Handelt es sich um Filterelemente aus Gewebe, können Versteifungen 13, beispielsweise Federstahlwendeln, in die Filterelemente 7 eingesetzt werden, um die Filterelemente 7 gegenüber der zwischen Innenseite und Aussenseite vorhandenen Druckdifferenz in ihrer vorhandenen Form zu halten und außerdem seitliche Bewegungen der Filterelemente 7 in Gehäuse 1 einzuschränken·

Die Befestigung der Filterelemente 7 an den Stutzen 6 bzw· 19 erfolgt beispielsweise durch Haltebänder 26, die etwa durch Spanachrauben 26a auf den Filterelementen 7 festgezogen werden·

Wie aus Fig. 2 und 5 ersichtlich ist, kann die Sammelleitung 4, die aus mehreren Einzelrohren bestehen kann, mit einer ausgewählten Anzahl von stutzen 6 in bestimmter Anordnung versehen sein, was von der Größe des Gehäuses 1, der Anzahl der in das Gehäuse einzusetzenden Filterelemente 7 und von dem gewünschten Abstand zwischen den Filterelementen 7 abhängt·

Jeder Stutzen 19 der Querwand 14 ist nach oben hin offen und in die Öffnung 8 kann Druckgas in Jedes Filterelement 7 eingeführt werden, wie weiter unten noch beschrieben wird. Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Gasdiffuaor 9 bestimmter Form im wesentlichen zentriert gegenüber jedem Filterelement 7 vorgesehen, wodurch eine Ringöffnung 1o zwischen dem Aussenumfang des Gasdiffusors 9 und der Innenseite des Filterelements 7 gebildet wird (Fig· 4)· Der Gasdiffusor kann innerhalb der Öffnung 8 vorgesehen werden, von der aus das Druckgas in die Filterelemente 7 strömt« Der Gasdiffusor 9 kann verschiedene Formen haben· Wenn wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Öffnung 8 kreisförmig ist, wird ein konischer Gasdiffusor 9 vorgesehen, wobei die Spitze dee Konus in der Längsachse des entmprechenden FiI-

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terelements 7 liegt· Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Gasdiffusor 9 aus zwei Konussen mit gleicher Grundfläche, aber verschiedener Höhe, wobei die beiden Konusse mit den Grundflächen aneinander sitzen und die Achse dieses Doppelkonusses im wesentlichen in der längsachse des entsprechenden Filterelemente 7 liegt. In bestimmten Fällen kann der Gasdiffusor 9 in den Stutzen 19 in fester I*ge eingeschweisst sein· Der Gasdiffusor kann aber - wie dies beispielsweise in der Zeichnung dargestellt ist - innerhalb der Öffnung 8 mittels zusammenwirkender Schrauben 24 (Pig« 3 und 4) gehalten werden, die in Gewindebohrungen der Stutzen 19 eingeschraubt sind und durch die öffnungen 8 hindurchgehen, um den Gasdiffusor festzuklemmen·

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung befindet sich in der Kammer 12 eine Sammelleitung 18 fütfDruckgas, die mit Düsen 15 versehen ist, wobei jeder Düse ein Diffusor 9 zugeordnet ist· Jede Düse 15 ist so angeordnet, daß ein Druckgasstrom gegen jeden Diffusor 9 gerichtet wird· Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Düsenauslaß im allgemeinen auf die Spitze des konischen Gasdiffusors 9 gerichtet* Jede Düse 15 kann mit einem Ventil 16 versehen sein, beispielsweise ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, das durch Lein· tungen 17 an eine elektrische Stromquelle 2o angeschlossen ist, so daß das Ventil wahlweise geöffnet werden kann, um einen Druckgasstrom austreten zu lassen« Die elektrische Stromquelle 2o kann mit Mitteln versehen sein, beispielsweise eine Zeitschalteinrichtung, so daß di· Ventil· 16 in aufeinanderfolgenden Zeitabständen geöffnet werden, um einen Druckgasstoß bzw« Druckluftstoß abzugeben, wodurch die Filterelemente 7 gereinigt werden, wie weiter unten noch beschrieben wird· Die Zeitschalteinrichtung kann so ausgebildet werden, daß eich alle Ventile 16 zur gleichen Zeit öffnen, oder daß die Ventile 16 getrennt nach einem individuellen Zeitplan betätigt werden·

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Im Betrieb des Gasfilters tritt das verunreinigte Gas durch den Auslaß 3 in die Gaseinlaßkammer 2 ein, wobei das Gas Im allgemeinen in Richtung der Pfeile nach Fig. 1 und 5 strömt· Per Druck in der Gaseinlaßkammer 2 kann unter oder über Atmosphärendruck liegen, was von den jeweiligen Verhältnissen abhängt, unter denen das Gasfilter arbeitet· Das durch den Einlaß 3 in das Gehäuse 1 eingetretene Gas wird gefiltert und das gereinigte Gas verläßt das Gehäuse 1 durch den Auslaß 11· Die aus dem verunreinigten Gas abgeschiedenen Staubpartikel usw. setzen sich auf der Aussenfläche der Filterelemente 7 ab und fallen in den Trichter 21, aus dem sie abgesogen werden· Sas Gasfilter gemäß der Erfindung kann in vielen Fällen benutzt werden· In manchen Fällen ist das aus dem Gas abgeschiedene Material wertvoll, so daß es erwünscht ist, dieses Material wiederzugewinnen, während in anderen Fällen das aus dem Gas abgeschiedene Material wertlos ist, so daß das aus dem Auslaß 23 auetretende Material weggeworfen werden kann· Beim Filtern setzt sich das abgeschiedene Material auch in den Poren der Filterelemente 7 ab, so daß es notwendig ist,, dieses Material von der Oberfläche der-Filterelemente zu entfernen, um einen guten Filtergrad sicherzustellen· Gemäß der Erfindung wird - wie in Fig· 5 veranschaulicht ist -ein Druckgas- bzw· Druckluftstoß periodisch in die Öffnung 8 der Stutzen 19 eingeblasen, der durch den Gaadiffuaor so verteilt wird, daß ein Hohlzylinder aus Druckgas gebildet wird, wie durch die gestrichelten Linien im Filterelement 7» der Fig· 5 angedeutet ist· Diese hohlzylindrische Druckgaswell· wandert an der Innenfläche jedes Filterelemente 7 entlang , so daß ein Teil 27 des Filterelemente ausgedehnt wird« Die auf der Auesenf lache des Filterelemente 7* angehäuften Staubpartikel werden durch die Bewegung des Filterelemente entfernt, die durch das Ausdehnen entsteht, wobei der Säuberungseffekt das Ergebnis mehrerer Faktoren ist, einschließlich einer plötzlichen Beschleunigung der Medien im einer Richtung entgegen der normalen Richtung der Gasströmung und

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der totalen Verschiebung der Medien in Abhängigkeit von der Bewegung der hohlen WeIIe₀

Wie in Pig· 5 dargestellt ist, können die Reinigungsstöße an den einzelnen Filterelementen 7 aufeinander folgen, so daß die einzelnen Filterelemente zu verschiedenen Zeiten gereinigt werden· Gemäß Figo 5 ist der Reinigungsstoß gerade in das Filterelement 7a eingetreten und der ausgeweitere Abschnitt 27 des Filterelements 7 befindet sich neben dem Stutzen 19, während ein vorausgegangener Reinigungsstoß 27 das benachbarte Filterelement 7b schon in ganzer Länge durchlaufen hat.

Bei bekannten Gasfiltern mit einer Einrichtung zum Leiten eines Druckgasstoßes von hoher Energie durch ein rohrförmiges Filterelement zwecks Reinigung desselben ist eine einzige Öffnung für das Austreten des gefilxterten Gases und für das Einführen des Reinigungsstoßes vorgesehen· Der Reinigungsstoß wurde in das Filterelement in einer Richtung entgegen der normalen Richtung des zu filternden Gases in dem Filterelement eingegeben, so daß der Gasstrom im Filterelement während des Reinigungszykluses aufhörte· Es ist festzustellen, daß die Einrichtung gemäß der Erfindung so angepaßt werden kann, daß sie in solche Gasfilter und in Anlagen mit diesen Gasfiltern entsprechend der Zeichnung eingebaut werden kann, wobei das Druckgas in eine Öffnung des Filterelements eingeführt und das gefilterte Gas aus einer anderen öffnung abgeführt wird, Bei Einrichtungen mit einer einzigen öffnung im Filterelement wird dieses mit dem Gas des Reinigungsstoßes geführt, so daß während des Reinigungszykluses kein Filtern stattfindet und daher das während des Reinigungszykluses eingeführte Gas vom Filterelement weggeführt werden muß, bevor der normale Betrieb wieder beginnt· Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung geht der Filtervorgang, wie insbesondere aus Fig· 4- hervorgeht, auf der ganzen Länge des Filterelemente während des Reinigungsstoßes weiter,

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ausgenommen der Abschnitt 27 des Filterelemente 71 in. dem gerade die Reinlgungswelle wirkt und der sich in ausgedehntem Zustand befindet· Zu bemerken ist, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Druckgas über die Länge des Filterelements hinwegströmt und mit dem gefilterten Gas im Sammelrohr 4 gemischt wird, so daß es bei Beendigung des Reinigungszykluses nicht notwendig ist, das durch den Betiigungsstoß eingeführte Gas zurückzuführen, bevor der normale Filterstrom wiadbr beginnt, wie dies bei bekannten Einrichtungen der Fall 1st· Die auf der Aussenflache der Filterelemente angesammelten Staubpartikelchen 28 werden vom Filterelement 7 abgeworfen, wenn die Reinigungswelle über die länge des Filterelements hinweggeht und fallen in den !Trichter 21, wie bereits beschrieben wurde·

Bei einigen bekannten Gasfiltern, wo ein Druckgasstrom in den Mittelteil der rohrförmigen Filterelemente eingeführt wird, wurde dieser Druckgasstoß so eingeleitet, daß er sich über die ganze Querschnittsfläche des Filterelements erstreckt· Bei diesen Einrichtungen wurde festgestellt, daß die maximale länge des Filterelements auf beispielsweise 1,8 bis 2,4 m (6 bis 8 Fuß) zu begrenzen ist, unabhängig von dem Druck des Druckgases und dem Querschnitt des rohrförmigen Filterelements und seiner Form sowie dem aufbau dea Grasfilters· Bei Einrichtungen gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß bei Benutzung der Gasdiffus oren, beispielsweise des Gasdiffusors 9t wobei der Gasdruckstoß in eine zylindrische bzw· torische Form überführt wird, die Länge der Filterelemente beträchtlich größer sein kann· In manchen Fällen sind Filterelemente mit einer Länge von 3,7 m (12 Fuß) erfolgreich gereinigt worden, wenn die Einrichtung gemäß der Erfindung benutzt wurde.

Obwohl das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einen Aufbau zeigt, bei dem der verunreinigte Gas-

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strom während des Filtern von aus sen nach innen in die Filterelemente 7 einströmt, ist es klar, daß die Erfindung in gleicher Weise auch eine Anordnung umfaßt, bei der das verunreinigte Gas in den Innenraum der Filterelemente einströmt und dann beim Filtern auf die senseite der Filterelemente gelangt·

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Claims (4)

1. Patentanwälte

   Olpl. Ing. Walter Meissner !Einehen, Jo. April 1968

   Dipl. Ing. Herbert Tlecher · ' ^

   Büro Mtnchtn ^cr

   München 2. TU 71

   Patentansprüche

   ' Λ J Gasfilter mit einem oder mehreren rohr- bzw· schlauchförmigen Filterelementen und einer Einrichtung zum Einführen eines Druckgasstoßes in die Filterelemente zwecks Reinigung derselben, dadurch gekennzeichnet , daß an einem Ende der Filterelemente (7) ein Gasdiffusor (9) angeordnet ist, der mit der Innenwand des Filterelemente (7) bzw. eines Stutzens (19) für den Anschluß des Filterelements einen Ringraum (1o) bildet, so daß der eintretende Druckgasstoß als hohlzylindrische Welle an einem (Teil der Innenwand des Filterelements (7) entlangläuft·
2. 2. Gasfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das von aus sen in die Filterelemente (7) einströmende verunreinigte Gas an einem Ende der Filterelemente (7) abströmt und das andere Ende den Einlaß für das Druckgas bildet«
3. 3· Gasfilter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaediffueor (9) als Doppelkonus ausgebildet ist·
4. 4. Gasfilter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente aus Gewebe bestehen und innen mit einer

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   Versteifung, beispielsweise in Form einer Stahldrahtwendel (13), versehen sind.

   5· Gasfilter nach den Ansprüchen 1 "bis 4, dadurch, gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (1) unten ein Trichter (21) zum Sammeln der Staubpartikel usw« angebracht und darüber eine Sammelleitung (4) für das gereinigte Gas vorgesehen ist, an die die einen Enden der Filterelemente (7) angeschlossen sind, während im oberen QJeil des Gehäuses (1) eine Querwand (14) mit Stutzen (19) angeordnet ist, auf die die anderen Enden der Filterelemente (7) aufgeschoben sind, wobei in der durch die Querwand (14) gebildeten Kammer (12) an einer Sammelleitung (18) Düsen (15) für die Zuführung des Druckgases vorgesehen sind·

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