DE2015303A1 - Cleaning dust filters with shock waves - Google Patents

Description

• Verfahren um Abreinigen von außen nach innen beaufschlagter Filterschläuche eines Staubabscheiders und Vorrichtung zu dessen Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu Abreinigen von in einer Staubluftkammer angeordneter und in eine Reinluftkammer unter Zwischenschaltung jeweils eines Düsenstutzens mündender, luftärchlässige Wandungen besitzendor und von augen nach innen beaufschlagter Filterschläuche eines Staubabscheiders, bei dem während des Filtervorganges zyklisch im Innern jeweils eines Filterschlauches kurzzeitig ein druckstoß erzeugt wird, indem von der Reinluftkammer aus kurzzeitig über eine konzentrisch zu Lüsenstutzen angeordnete Blasdüse ein Druckluftstrahl in die zündung des Düsenstutzens geblasen wird.
• Derartige Staubabscheider werden zur Reinigung von Luft oder Gasen von festen Schwebestoffen wie z.B. von Schmutz oder von bestimmten festen Bestandteilen benötigt, die in einem technischen Verfahren entstehen, z.B. in einem chemischen Herstellungsverfahren oder bei mechanischer Bearbeitung, wobei der Zweck die Reinigung des Gases von den Schwebestoffen oder deren Gewinnung sein kann.
• Bei derartigen Staubabscheidern besteht die Notwendigkeit, ihre Filterelemente von Zeit zu Zeit von den angelagerten festen Bestandteilen zu befreien, um eine ausreichende IluSt-bzw. Gasdurchlässigkeit aufrechtzuerhalten. hierzu ist es bekannt, die Filterelemente im Staubabscheidergehäuse abzuklopfen oder sie zu rütteln oder sie mittels hoch- oder niedergespannter Druckluft rückzuspülen oder ihre Form zu ändern.
• Bei einem aus der schweizer Patentschrift 413 565 bekannten pneumatischen Entstaubungsanlage wird kurzzeitig ein niedergespannter Spülluftstrahl entgegen einer normalen Strömungsrichtung der gefilterten Luft so in einen am Reinluftaustritt des Pilterelementes angeordneten Lüsenstutzen gebiasen, daß der Spülluftstrahl den gesamten Querschnitt des Ljisenstutzens beaufschlagt und die Reingasströmung kurzzeitig umkehrt, so daß im betreffenden Pilterclement Kurzzeitig mit Spülluft rückgespült wird. Dabei bchaiten die aus Filz bestehenden Filterschläuche zufolge ihrer nahezu vollkomnenen Stützung durch eine Mehrzahl von in Richtung der Mantellinien der Filterschläuche verlaufenden und durch eine Schraubenwendel gegeneinander abgestützter Armierungsstäbe nahezu vollkommen ihre Gestalt bei, indem ihre Wandung lediglich in den jeweils zwischen zwei Armierungsstäben gelegenen Bereichen eine geringfügige Hubbowegung ausßühren. Biese bekannte Anordnung hat u.a. die Nachteile, daß relativ viel Spülluft sowie ein aufwendiges Spülluftventil großen Querschnitts erforderlich ist und daß nur eine minimale mechanische Klopfwirkung auftritt.
• Es ist nun zwar auf der USA Patentschrift 2 804 168 (roissued PS Nr. 24,954) bekannt, bei einem Gerät zum Filtern fester Stoffe aus heißen Gas-Feststoff-Suspensionen mittels einer Blasdüse und einer im Normalbetrieb als Reingasauslaß dienenden Venturidüse rüchzuspülen, doch wird dort mit festen lailterkerzen gearbeitet, und der Druckgasstrahl erfaßt dort den gesarnten Querschnitt der Venturidüse, so daß praktisch kein Reingas aus der Reingaskammer zum Rückspülen herangezogen wird und keinerlei mechanische Klopfwirkung auftritt.
• Die Erfindung vermeidet die Hachteile der bekannten Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen. Ilierbei empfehlen sich zur Erhöhung der JC.lo.pfwirkung die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 angeb enen Maßnahmen.
• Zur Durchführung des Verfahrens sieht die Erfindung die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 6 und 10 angegebenen Maßnahmen vor.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 1 einen scherr.atischen LänGsschnitt durch den Staubabscheider im Normalbetrieb, Fig. -2 die in Figur 1 dargestellte Anordnung beim Rückspülen, Fig. 3 eine teilweise geöffnete perspektivi.sche scheltiatische Ansicht eines kompletten Staubabscheiders und Fig. 4 einen die Blasdüse und den i)üsenstutzen erfassenden Ausschnitt aus der in Figur 1 dargestellten Anordnung.
• Ein Gehäuse des Staubabscheid;ers besteht aus einer Staubluftkamjner 1, in die Staubluft 2 über einen an ihrem unteren Ende sitzenden Stanblufteinlaßstutzen 3 einführbar ist, einer darüber angeordneten Reinluftkamer 4, aus der entstaubte luft 5 über einen Reiluftauslaßstutzen 6 austreten kann, und einer Staubsammelkammer 7, aus der der abgeschiedene Staub mittels einer Staubaustragvorrichtung 8 während des Betriebs entfernbar ist.
• In der Staubluftkammer 1 ist ein in entspanntem Zustande im wesentlichen zylindrischer Filterschlauch aufgehängt, der aus einem begrenzt elastisch dehnbarem Gewebe besteht. Der Filterschlauch ist in mehrere, stirnseitig aneinanderstoßende Mantel flächenabschnitte 9a unterteilt, die an ihren Stoßstejlen mit Stützririgen 10 verbunden sind, deren Durchmesser dem Durchmesser des Filterschlauches in entspanntem Zustande entspricht. Der unterste Filterschlauchabschnitt 9b ist an seinem unteren Ende mit einer Abschluplatte 11 versehen und rnittels einer Zugfeder 12 an einem Träger 13 befestigt, -der zwlscllen der Staubluftkammer 1 und der Staubsammelkammer 7 verläuft. Ein oberes Ende des obersten Filtersehlauchabschnites 9c ist an einem Kragen 14 befestigt, der einen Durchbruch 15 in einer die. Reinluftkammer 4 von der Staubluftkamser 1 trennenden Wand 16 umgibt.
• In Durchbruch 15 sitzt ein Düsenstutzen 17, der mit einem Rand 18 auf der Wand 16 aufliegt und ins Innere des obersten Filterschlauchabschnittes 9c ragt. Koaxi@l über dem Düsenstutzen 17 ist eine Blasdüse 19 angeordnet, d@ren Druckluftzuleitung 20 die Reinluftkammer 4 durchquert.
• Während des in Rigur 1 dargestellte normalen Filterbetriebes erfährt der durch den Stuablufteinlaßstutzen 3 eintretende und durch den Reinluftauslaßstutzen 6 wieder austretende Luftstrom 2, 5, der in nicht näher dargestellter Weise entweder won einem vor dem Staublufteinlaßstutzen angeordneten Druckgebläse oder von einem hinter dem Reinluftauslaßstutzen 6 angeordneten Sauggebläse unterhalten wird, an der luftdurcld<tssigen Wandung der Filterschlauchabschnitte 9a, 9b, 9c eine Drosselung, die mit zunehnender Staubablagerung an der Außenseite des Filterschlauches noch zunimml Der dadurch zwischen der Außenseite und der Innenseite des wilterschlauches herrschende Difrenzdruck belastet dessen Wandung radial nach innen in der Nleise, daß die einzelnen Filterschlauchabschnitte 9a, 9b, 9c sich diaboloförmig einschnüren, wobei an den Stoßstellen die dort befestigte Stüzringe 10 den ursprünglichen Durchmesser des Filterschlauches beibchalten. Die radiale Einschnürung der Filterschlauchabschnitte und damit der axiale Hub des mit der Abschlußplatte 11 versehenen unteren Endes des Filterschlauches wird einerseits durch die begrenzt elastische Dehnbarkeit des Filterschlauchmaterials selbst und andererseits durch die Zugwirkung der Zugfeder 12 begrenzt, die von unten an dem oben am Kragen 14 festgehaltenen Filterschla Währond des in Figur 2 dargestellten Abreinigungsvorganges wird bei weiterlaufandem Saug- oder Druckgebläse für die Rein- und Staubluftumwülzung zusätzlich durch die Druckluftzuleitung 20 ein kurzer Druckluftstoß gesandt, Dabei tritt aus der Mündung der Blasdüse 19 ein schmaler, etwa kegelförmiger Druckluftstrahl 21 aus, der den lichten Querschnitt des Düsenstutzens 17, dessen vordere Hälfte einen Kontraktionswinkel 22 von 7 Grad besitzt, nur in einem Eentrumsbereich 23 beaqufschlegt. hierbei tritt in der titte des Druekluftstrables 21 en unterdruck auf, der ein großes Voluren an Reinluft aus der Reinluftkammer 4 mit durch den Düsenstutsen 17 hindurch zurück ins Innere des Filterschlauches reint und dort einen beträchtlichen Druckstoß erzeugt, der Wesentlich größer ist als der während des vorherigen normalen Filterbetriebes vorhanden gewesene Differenzdruck Daher wird die gesate Oberfläche aller Filterschlauchabschnitte 9d bis awf die mit den Stützringen 10 verbundenen StoP.stellen schlagartig aufgebläht und in die in Figur 2 da- gestellte ba].lige Tonnenform verbracht. Der außen an den Filterschlauchabschnitten abgelagerte Staub wird dabei einerseits @urch die auftretende Rückspülwirkung und anderer seits durch die rsdiale mechanische Klopfwirkung in die Staubsammelkammer 7 abworfen. Während des tiberganges von der Diaboloform (Figur 1, in die Tonnenform (Figur 2) und zurück verringert sich vorübergehend der axiale Zug im Material der Nantelfläche des Filterschlauches, wobei sich dieser unter teilweiser vorübergehender Entlastung der Zugfeder 12 vorübergehend zweimal längt, was einer zusätzlichen axialen Klopfbewegung gleichkommt, die das Abwerfen des angelagerten Staubes begünstigt.
• Der für das Klopfen (Verformen) des Filterschlauches erforderliche Luftdruck muß sieben bis zwanzig mal so groß als der durch den Ventilator erzeugte Unterdruck (bzw. die erzeugte Druckdifferenz) sein. Die Dauer des Druckstoßes soll nicht mehr als 0,8 Sekunden betragen.
• Bei dem in Figur 3 dargestellten kompletten Staubabscheider sind in einem gemeinsamen Gehäuse 24, das auf Beinen 25 steht, drei Gruppen von jeweils drei Filterschläuchen 9' an einer die Reinluftkammer 4' von der Staubluftkammer 1'trennenden und die Düsenstutzen 17' tragenden waagerechten Iand 161 aufgehängt. Die Biasdüsen 19' jeder Gruppe sind. mit Druckluftgruppenleitungen 20' verbunden, die aus der Reinluftkainmer 4' nach außen führen und dort über je ein elektrisch betätigbares Steuerventil 26 an eine Hauptdruckluftzuleitung 27 anschaltbar sind. Die Steuerventile 26 werden zyklisch kurzzeitig von einer gemeinsamen. elektronischen Steuervorrichtung 28 geöffnet, wobei dann gleichzeitig in'allen Filterschläuchen der betreffenden Gruppe abgereinigt wird. Die unteren Enden der Filterschluche 9' sind über Zugfedern 12' mit Trägern 13 verbunden, die zwischen der Staubluftkammer 11 und der Staubsanimelkammer 7' verlaufen.
• Bei entsprechender. Dimersionierung des Filtergehäuses kann in ihm jede beliebige Anzahl von Filterschläuchen untergebracht werden. Die Erfindung Kann bei jedem beliebigen Entstaubungsvorgang und zusammen mit anderen, bekannten Abreinigungsverfahren bzw. -vorrichtungen eingesetzt werden. Sie ist kostensparend, weil sie keinen mechanischen Antieb erfirdert und mit wenig Druckluftenergie auskommt. Sie eignet sich auch zufolge ihrer krüf t igen Klopfwirkung in Verbindung, mit der Staubablagerung suf der Außensaite der Filterschläuchläuche gut für die Ausscheidung von Staub mit hohem Feuchtigkeitsgehalt.

Claims (10)

5 c h u t z a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Abreinigen von in einer Staubluftkammer angeordne ter und in eine Reinluftkammer unter Zwischenschaltung jeweils eines Düsenstutzens mündender, luftdurchlässige Wandungen besitzender und von augen nach innen beaufschlagter Filterschläuche eines Staubabscheiders. bei dem während des Filtervorganges zyklisch ipl Innern jeweils eines Filterschlauches kurzzeitig ein Druckstoß erzeugt wird, indem von der Reinluftkammer aus kurzzeitig über eine konzentrisch zum Düenstutzen angeordnete Blasdüse ein Druckluftstrahl in die Nündutig des Düsenstutzens geblasen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druckluftstrahl ejektorartig nur durch einen kleinen Zentrum-sbereich (23) des Diisenstutzens (17) geleitet und Reinluft (5) aus der Reinluftkammer (4) mitgerissen wird ünd daß die Wandlung des Filterschlauches einer jeweils längs eincr Umfangslinie gleichmäßigen radialen Klopfbewegung unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Maximum des Druckstoßes im Filterschlauch in weniger als 0,8 Sekunden erreicht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e ii n z e i c h n e t, daß die Zeitspanne zwischen Klopfbeginn und Druckausgleich weniger als eine Sekunde beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, da eine zusätzliche axiale Komponente der Klopfbewegung durch eine axiale Längenkontraktion der sonst frei aufgehängten Filterschläuche erzeugt wird, die durch die radialen Belastungen während des Filtervorganges und während des DruckstoP.es hervorgerufen wird.

5. Verfahren nech Anspruch A, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die axiale J Jängenkontraktion der Filterschläuche mechanisch begrenzt wird.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder folgenden, bei der sich an Durchbrüche (15) in einer eine obere Reinluftkammer (4) von einer unteren Staubluftkammer (1) trennenden waagerechten Wand (16) im wesentlichen zylinderisc1ie langgestreckte, an il-lren unteren Enden verschlossene und senkrecht in die Staubluftkammer (1) ragende Filterschläuche ansohließen und bei der die Durchbrüche mit Düsenstutzen (17) versehen sind, durch die aus koaxial dazu in der Reinluftkammer (4) angeordneten Blasdüsen (19) zyklisch kurzzeitig Druckluftstrahlen (21) hindurchblasbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e daß die aus begrenzt dehnbarem Material bestehende Mantel fläche jedes Filterschlauches bis auf eie sie begrenzenden stirnseitig gelegenen Umfangsbereiche radiald frei beweglich sind.

(. Vorrichtung nach Anspruch 6, 6 a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Mantelfläche des Filterschlauches in stirnseitig axial aneinanderstoßende Mantelflächenabschnitte (9a, 9b, 9c) unterteilt ist, und die Mantelflächenabschnitte (9a, 9b, (c) an ihren Stoßstelen mit ringförmigen Stützringen (10) verbunden sind, deren Durchmesser dem Durchmesser des Filterschlauches in ungedehntem Zustand entspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der vom Düsenstutzen (17) abgewandte endseitige Stützring (10) einen stirnseitigen Abschluß (11) tr3:gt und über ein seinen axialen llub begrenzendes Glied mit einem fixpunkt (13) verbunde ist, der der waagerechten Wand (16) gegenüberliegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -a e i c h i e t, daß des Glien eine Zugfeder (12) ist.

10. Vorrichtung znr Durchfi}.hrung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, bei der sich an Durchbrüche (15) in einer eine obere Reinluftkammer (4) von einer unteren Staubluftkammmer (1) trennenden waagerechten kiana (15) im wesentlichen zylinderische langgestreckte, an ihren unteren Enden verschlossene und senicrecht in die Staubluftkammer (1) r5agende Filterschläuche anschließen und bei der die Durchbrüche mit Düsenstutzen (17) versehe. sind, durch die aus koaxial dazu in der Reinluftkammer (4) angeordnete Blasdüsen (19) zyklisch kurzzeitig Druckluftstrahlen (21) hindurchblasbar sind, insbesondere -nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Blasdüsen (19) und die Düsenstutzen (17) einen Ejektor bilden, dessen eintrittsseitiger Kontraktionswinkel (22) kleiner oder gleich 7 Grad ist und dessen lichter Querschnitt nur in einem kleinen Zentrumsbereich (23) von den koaxial hindurchtretenden, etwa kegelförmigen Druckluftstrahl (21) erfaßt wird.

L e e r s e i t e