DE2016032B2 - Vorrichtung zum Ansangen und Reinigen von verunreinigter Luft - Google Patents

Description

Weise im Filterelement 4 die radiale Bewegung der in diesem vorhandenen Luft,

Daraus entsteht ein dynamischer Zustand, und es wird ein Druckunterschied zwischen der Mitte der Kammer 2 und ihrer Peripherie erzeugt, wobei das Filterelement 4 die Rolle eines Radialgebläses spielt Daraus ergibt sich ein Ansaugen der äußeren Luft durch die Ansaugöffnung 9 (Pfeile Fa) und eine fortlaufende Luftströmung in der Kammer ?, durch die Ausblasdüsen 10 (Pfeile FeJl

Die Größe des Durchmessers der Kammer 2 in bezug auf die Größe des Außendurchmessers des Rotors J, sowie die Größen der Durchmesser der öffnungen 9 und 10 sind so gewählt, daß der Ansaug- und der Ausblasdurchfluß der Vorrichtung weit unterhalb des Eigendurchsatzes des Rotors Hegt, welcher durch das ü Filterelement 4 gebildet wird. Daraus folgt, daß nur ein geringer Teil der in der Kammer 2 eingeschlossenen Luft durch die Ausblasöffnungen 10 strömt und durch Luft ersetzt wird, weiche durch die Ansaugöffnungen 9 angesaugt wird, während der größte Teil der in der Xi Kammer 2 eingeschlossenen Luft im Inneren des Gehäuses umgewälzt wird, wie es durch r'ae Pfeile Fr angedeutet wird.

Mit einem Gehäuse, welches aus einem durchsichtigen Material hergestellt ist, hat sich feststellen lassen, « daß der durch die Drehung des Rotors erzeugte Unterdruck in der Mitte der Kammer 2 am stärksten ist, daß die Luft-Umwälzströmungen Frsich regelmäßig um die Achse x'x verteilen und zur Mittelzone 13 der Seite 8 des Filterelementes 4 zusammenlaufen. In dieser Jo Bewegung zwingen sie die Ansaugströmungen Fa, sich um die Achse x'x herum zu sammeln.

Die umgewälzte Luft und die angesaugte Luft treten gemeinsam in die mittlere Zone 11 des Filterelementes 4 ein und durchströmen dieses radial, wobei der in der >5 angesaugten Luft enthaltene Flugstaub im Filterelement 4 zurückgehalten wird. Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform werden dabei zumindest teilweise die größten Partikeln durch Aufprall auf die Platte 5 aufgefangm.

Bei diesem Filtervorgang wird das Filterelement fortschreitend durch Ablagerungen immer weniger durchlässig. Daraus folgt, daß der radiale Luftdurchlaß durch das Filterelement abnimmt, daß jedoch im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, weiche ein festes Filterelement verwenden, festzustellen ist, daß die fortschreitende Ablagerung auf dem Filterelement den Ansaugdurchfluß der Vorrichtung erst viel später beeinflußt Daraus folgt, daß die Leistungsaufnahme über einen längeren Zetraum praktisch konstant bleibt und daß in der Praxis keine Notwendigkeit für Regeleinrichtungen zur Regelung des Ansaugdurchflusses und des gesamten entnommenen Luftvolumens besteht, wodurch immer eine Erhöhung der Leistungsaufnahme und ein Anwachsen der Komplexität der Vorrichtung verursacht wird.

Im übrigen werden dadurch, daß die Ansaugung und die Filterung durch dasselbe Element erfolgen, die Druckverluste beseitigt, welche durch eventuelle Leckverluste und durch Reibung zwischen dem Filterelement und dem Gebläse verursacht werden (oder der Pumpeinrichtung), welche in den bekannten Vorrichtungen gewöhnlich voneinander getrennt sind.

Die Fig.3 zeigt einen Längsschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche aus folgenden Teilen besteht: Aus einer unteren Gehäusehälfte 14, welche einen Sockel bildet, der durch eine Zwischenwand 13 unterteilt ist in eine untere Kammer 16, welche nach unten offen und durch eine Grundplatte 17 abgeschlossen ist und in der der Motor 6 und sein Zubehör installiert sind, und in eine obere Kammer 2, welche nach oben offen ist, in der sich der Rotor 3 dreht und die die Entnahmekammer darstellt, aus einer abnehmbaren Zwischenwand 7, weiche auf der oberen Kammer 2 aufliegt und durch die eine axiale Bohrung 9 hindurchführt, weiche die Ansaugöffnung der Entnahmekammer bildet, und aus einer oberen Gehäusehälfte 18, welche einen Deckel bildet, der auf einer abnehmbaren Zwischenwand 7 aufliegt und mit der unteren Gehäusehälfte 17 durch beliebige bekannte Einrichtungen, wie beispielsweise den Bügel 19, verbunden ist wobei die Abdichtung zwischen den drei Elementen durch ringförmige Dichtungseinrichtungen 20 bewirkt wird. Die Seitenwand des Deckels 18 und die Seitenwand der Entnahmekamner weisen kleine periphere Bohrungen 10 und 21 auf, welche auf dem Umfang von jeder der Seitenwände gleichmäßig verteilt sind. Diese Bohrungen können rad>?l und senkrecht zur Achse x'x verlaufen, wie es in der f·' · g. 3 dargestellt ist Sie können ebenso tangential zur entsprechenden Seitenwand angeordnet sein oder in bezug auf die Achse χ 'x geneigt sein.

Diese Verteilung der peripheren Bohrungen macht die Vorrichtung für das Ansaugen ebenso wie für das Ausblasen praktisch unempfindlich gegen Schwankungen der Amplitude und der Richtung der Bewegungen der Atmosphäre, in welcher die Vorrichtung aufgestellt wird, wodurch die Stabilität des Ansaugdurchflusses der Vorrichtung während ihres Betriebes gewährleistet ist.

Um die mittlere Ansaugzone des Filterelementes zu konzentrieren, kann es vorteilhaft sein, die freie Fläche 8 des Filterelementes zumindest teilweise mit einer luftundurchlässigen Lochscheibe 22 abzudecken, wie es in den F i g. 4 und 5 dargestellt ist

Um die Luftströmung der angesaugten Luft Fa besser zur mittleren Zone des Filterelementes zu führen, kann es vorteilhaft sein, die Öffnung 9 mit einer axialen Leitung 23 auszurüsten, deren öffnung in der Nähe der freien Fläche 8 des Filterelementes liegt (s. F i g. 4) oder in die im Filterelement angebrachte Aussparung 11 hineinführt (s. F ig. 5).

Im übrigen kann es vorteilhaft sein, in der Aussparung 11 eine Scheibe 24 anzuordnen, die au: einem Material besteht das durchlässiger ist als das Filtermaterial, so daß die großen Partikel gesammelt werden, welche die Tendenz haben, sich in der Aussparung anzuhäufen, ohne in das Filterelement einzudringen (s. F i g. 5).

Es ist offensichtlich, daß die Größe für die Ansaug- und die Ausblasöffnungen und damit folglich der Rezirkulationsgrad der angesaugten Luft in Jer Vorrichtung einerseits von den Eigenschaften der aufzufangenden Partikeln abhängen (Kuriigrüu-, Κυπ-zentration usw.) und andererseits von den Eigenschaften des Rotors, welcher diese Partikel zurückhält (Art, Durchlässigkeit und Filtervermögen des Materials, aus welchem der Rotor besteht, Volumen und Drehgeschwindigkeit der Rotors).

Daher besteht Interesse, für Vorrichtung zur Entnahme von Staubproben zu Meßzwecken vor ununterbrochenem Langzeitbetrieb die Ansaug- und die Ausblasöffnungen hinreichend klein zu dimensionieren, so dal) der Ansaugdurchfluß auf einem Wert weit unterhalb des Eigendurchsatzes d ,?s Rotnrs liegt (beispielsweise 10%), und einen erhöhten Rezirkulationsgrad zu bewirken, der, wie oben gezeigt wurde, den Einfluß der Verstopfung des Rotors auf den momentanen Ansaue-

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durchfluB vermindert.

Hingegen ist es für den Fall, daß der Einfluß der Verstopfung des Rotors auf den Ansaugdurchfluß nicht wesentlich ist, durchaus möglich, den Ansaugdurchfluß der Vorrichtung zu vergrößern, indem die Durchmesser der Ansaugöffnungen und der Ausblasöffnungen vergrößert werden.

Im übrigen kann der Rotor mit einer Reinigungssubstanz (beispielsweise Aktivkohle) imprägniert werden, wodurch bestimmte Gase oder schädliche oder übelriechende Dämpfe aus dem Luftvolumen eliminiert werden können, welche die Vorrichtung überstrichen haben, wobei diese Lud mit Flugstaub beladen sein kann oder nicht.

Um ferner in der überwachten Atmosphäre das Vorhandensein besonderer Gase festzustellen, ist es möglich, wie es in der V i g. 5 dargestellt ist, unter der Wand 7 eine Scheibe 25 anzubringen, die beispielsweise aus einem Papier bestehen kann, welches mit Farbreagenzen imprägniert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ansaugen und Reinigen von verunreinigter Luft mit einem in einem Gebläse angeordneten filternden Rofor, der Ober eine Ansaugöffnung axial in seiner mittleren Zone Luft ansaugt und diese radial Ober seinen Umfang durch mindestens eine Ausblasöffnung ausströmen läßt, dadurch gekennzeichnet, daB der Querschnitt der Ansaugöffnung (9), der Ausblasöffnung (10) und des Gehäuses solche Werte aufweisen, daB der Ansaugdurchfluß weit unterhalb des Eigendurchsatzes des Rotors liegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB eine zylindrische Aussparung (11) in der mittleren Zone des Rotors (3) vorgesehen ist

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daB ein Ring (22) aus einem undurchlässigen Material zumindest teilweise die obere freie Seite (8) des Rotors (3) abdeckt

4. Verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Ansaugöffnung (9) mit einer Leitung (23) ausgestattet ist, deren Mündung in der Nähe der oberen freien Seite (8) des Rotors (3) liegt

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS die Ansaugöffnung (9) mit einer Leitung (23) ausgestattet iü, weiche in die Aussparung(ll) hineinragt

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) aus einem Filtermaterial hergestellt ist

7. Vonwhtung nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Aussparung (U) einp zusätzliche Filterscheibe (24) angeordnet ist die aus eic m Material, welches durchlässiger als das des Rotors ist besteht und deren Dichte geringer ist als die Dichte des Rotors (3)·

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,6 und 7, dadurch gekennzeichnet daB der Rotor (3) und die zusätzliche Filterscheibe (24) aus einem Plastikschaum mit offenen Poren hergestellt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gektnnzeichnet daß der Rotor (3) und die zusätzliche Filterscheibe (24) aus einem Polyurethan-Schaum bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB ein mit peripheren Ansaugöffnungen (21) durchbohrter Deckel (18) auf der Wand der Entnahmekammer befestigt ist durch weiche die Ansaugöffnung hindurchführt

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Achsen der peripheren Ansaugöffnungen (21) und die Achsen der Ausblasöffnungen (10) senkrecht zur Drehachse des Rotors (3) verlaufen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Achsen der peripheren Ansaugöffnungen (21) und die Achsen der Ausblasöffnungen (10) in bezug auf die Drehachse des Rotors (3) geneigt sind

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet daB die Achsen der peripheren Ansaugöffnungen (21) und die Achsen der Ausblasöffnungen (10) in bezug auf die Seitenwand der Entnahmekammer tangential gerichtet sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 12 25 808 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei dem ein rotierender Ring, der aus Fasern besteht und porös ist, als Gebläse und gleichzeitig als Filter verwendet wird. Praktisch stellt der rotierende Teil ein Radialgebläse dar, welches axial im mittleren Bereich Luft ansaugt und diese radial aus seinem Umfang wieder abströmen läßt wobei der AnsaugdurchflüB gleich dem Luftdurchfluß im Läufer ist Eine fortschreitende Verstopfung des rotierenden Teils vermindert fortschreitend den Durchfluß der angesaugten Luft und im Falle starker Verstaubung kann diese Verminderung sehr rasch erfolgen. Es findet <5 ferner eine erhöhte Leistungsaufnahme statt und es müßten spezielle Regelvorrichtungen vorgesehen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, ein großes Volumen verunreinigter Luft während eines langen Zeitraumes anzusaugen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die technische Lehre des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst

In vorteilhafter Weise beeinflußt die fortschreitende Ablagerung im Rotor den Ansaugdurchfluß der Vorrichtung erst viel später. Die Leistungsaufnahme kann über einen längeren Zeitraum praktisch konstant bleiben, und es sind keine Regeleinrichtungen zur Regelung des Ansaugdurchflusses erforderlich.
M Vorteilhaftere Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschema der Vorrichtung im Längsschnitt die insbesondere zum Auffangen von Flugstaub in einer Probe staubhaltiger Luft bestimmt ist welche die Vorrichtung überstreicht,

Fi g. 2 ein Prinzipschema einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung im Längsschnitt,
Fig.3 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung,

F i g. 4 eine schematische Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der in F i g. I dargestellten Vorrichtung und

F i g. 5 eine schematische Ansicht einer Ausführungsvariante der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung.

In den F i g. 1 bis 5 ist ein zylindrisches Gehäuse 1 mit der Achse x'x, welches eine abgeschlossene Kämmet 2 begrenzt, dargestellt, in der ein Rotor 3 angeordnet ist der aus einem dicken Filterelement 4 besteht welches aus einem durchlässigen Material hergestellt ist, wie beispielsweise Polyurethan-Schaum mit offenen Poren, und fest mit einer Trägerplatte 5 verbunden ist die mit hoher Geschwindigkeit vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit, gedreht wird, wobei die Drehrichtung durch den Pfeil Fangedeutet ist Es können beliebige Antriebe verwendet werden, zum Beispiel ein Motor 6.

Die Oberseite 7 des Gehäuses, welche der freien Seite

8 des Filterelementes 4 gegenüberliegt weist eine axiale

Ansaugöffnung 9 auf. In der Seitenwand des Gehäuses 1

sind periphere Ausblasöffnungen 10 vorgesehen, welche auf der Seite der Platte 5 liegen.

Das Filterelement 4 kann die Form einer dicken

Scheibe aufweisen, wie es in der F i g. I dargestellt ist. Es

kann auch in seinem mittleren Teil 11 ausgehöhlt sein und beispielsweise die Form eines dicken Ringes 12 haben, wie es in F i g. 2 dargestellt ist

Die Drehung des Rotors 3 bewirkt in bekannter