-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur Reinigung von Fremdkörper mitführendem Fluid. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen Bausatz zur Herstellung einer solchen Filtervorrichtung und ein zum Einbau in die Filtervorrichtung geeignetes Filtermodul.
-
Filtervorrichtungen dieser Art besitzen üblicherweise ein Gehäuse mit einer in einen Rohfluidraum mündenden Zuströmöffnung für Fremdkörper mitführendes Fluid und mit einer in einen Reinfluidraum mündenden Abströmöffnung für gefiltertes Fluid, eine Filtereinheit mit einer dem Rohfluidraum zugewandten Rohfluidseite und einer dem Reinfluidraum zugewandten Reinfluidseite, einen dem Rohfluidraum zugeordneten Auffangbehälter für an der Filtereinheit abgeschiedenes Material, und eine Entsorgungsöffnung, durch die Material aus dem Auffangbehälter abziehbar ist.
-
Solche Filtervorrichtungen werden zur Trennung von Fremdstoffen, insbesondere Schwebstoffen und/oder Feinstäuben, mitführenden Fluiden eingesetzt. Solche Fluide sind insbesondere schwebstoffhaltige bzw. feinstaubhaltige Gase, wie beispielsweise bei der Entstaubung von Luft-/Feinstaubströmen. Häufig sind solche Fluidströme mit hoch dosierten Wirkstoffen beladen und deshalb toxisch, explosionsfähig oder in sonstiger Weise gefährlich. Beispiele für Anlagen, in denen zu reinigende Luft-/Feinstaubströme anfallen, sind Verbrennungsanlagen, Lackieranlagen, Schweißrauchabsaugungen, chemischen Anlagen, Anlagen der Lebensmittelindustrie und Anlagen der Pharmaindustrie.
-
Häufig weisen solche Filtervorrichtungen mehrere Filtermodule auf, sei es in paralleler Anordnung zueinander, um einen erforderlichen Mengendurchsatz zu gewährleisten, sei es in einer Anordnung mit mehreren hintereinander geschalteten Filtermodulen, um einen vorbestimmten Reinigungsgrad des gereinigten Fluids zu erzielen.
-
In aller Regel ergibt sich ein Platzproblem, wenn mehrere Filtermodule in einer Filtervorrichtung vorgesehen sein sollen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Filtervorrichtung der genannten Art bereitzustellen, welche es gestattet eine Mehrzahl von Filtermodulen in möglichst platzsparender Weise, möglichst flexibel und dennoch betriebssicher anzuordnen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Filtervorrichtung zur Reinigung von Fremdkörper mitführendem Fluid, wobei die Filtervorrichtung ein oberes und ein unteres Filtermodul aufweist. Das obere Filtermodul umfasst ein oberes Gehäuse mit einer in einen oberen Rohfluidraum mündenden oberen Zuströmöffnung für Fremdkörper mitführendes Fluid und mit einer in einen oberen Reinfluidraum mündenden oberen Abströmöffnung für gefiltertes Fluid, eine obere Filtereinheit mit einer dem oberen Rohfluidraum zugewandten oberen Rohfluidseite und einer dem oberen Reinfluidraum zugewandten oberen Reinfluidseite, einen dem oberen Rohfluidraum zugeordneten oberen Auffangbehälter für an der oberen Filtereinheit abgeschiedenes Material, und eine obere Entsorgungsöffnung, durch die Material aus dem oberen Auffangbehälter abziehbar ist. Das untere Filtermodul umfasst ein unteres Gehäuse mit einer in einen unteren Rohfluidraum mündenden unteren Zuströmöffnung für Fremdkörper mitführendes Fluid und mit einer in einen unteren Reinfluidraum mündenden unteren Abströmöffnung für gefiltertes Fluid, eine untere Filtereinheit mit einer dem unteren Rohfluidraum zugewandten unteren Rohfluidseite und einer dem unteren Reinfluidraum zugeordneten unteren Reinfluidseite, einen dem unteren Rohfluidraum zuordneten unteren Auffangbehälter für an der unteren Filtereinheit abgeschiedenes Material, eine untere Entsorgungsöffnung, durch die Material aus dem unteren Auffangbehälter abziehbar ist. Erfindungsgemäß ist das obere Filtermodul auf das untere Filtermodul aufgesetzt.
-
Die grundsätzlich vorgesehene Anordnung wenigstens zweier Filtermodule übereinander gestattet eine besonders platzsparende Bauweise, die insbesondere nur wenig Grundfläche beansprucht. In vielen Anwendungsfällen steht in vertikaler Richtung mehr Platz zur Verfügung als in horizontaler Richtung. Dem trägt die erfindungsgemäßen Filtervorrichtung Rechnung, indem sie es gestattet, so viele Filtermodule übereinander zu stapeln, wie sie benötigt werden. Der Platzbedarf in horizontaler Richtung bleibt dabei unabhängig von der Anzahl der Module im Wesentlichen gleich.
-
Die erfindungsgemäße Lösung schafft eine Filtervorrichtung, bei der mehrere im Wesentlichen gleichartige Filtermodule im dem Sinne ineinander geschachtelt angeordnet sind, dass ihre jeweiligen Rohfluidräume bzw. Reinfluidräume durch Begrenzungen von Reinfluidraum bzw. Rohfluidraum eines jeweils benachbarten Filtermoduls geschlossen werden. Grundsätzlich wird dabei der Reinfluidraum eines unteren Filtermoduls durch den Boden des Rohfluidraums eines darüber angeordneten Filtermoduls verschlossen. Beispielsweise kann das obere Filtermodul derart auf das untere Filtermodul aufgesetzt sein, dass eine Begrenzung des oberen Auffangbehälters zusammen mit einem Gehäuse des unteren Filtermoduls den Reinfluidraum des unteren Filtermoduls begrenzt. Diese Anordnung der Filtermodule ist auch in vertikaler Richtung äußerst platzsparend.
-
Für jedes Filtermodul ist die jeweilige Zufuhr von Rohfluid (d. h. ungereinigtem Fluid vor Passieren der jeweiligen Filtereinheit) bzw. Abfuhr von Reinfluid (d. h. an der Filtereinheit nach Passieren der Filtereinheit abgereinigtem Fluid) unabhängig voneinander vorgesehen. Außerdem ist auch vorgesehen, dass das an einer jeweiligen Filtereinheit zurückgehaltene Material aus jedem Filtermodul im Wesentlichen unabhängig entsorgbar ist. Zur Entsorgung von zurückgehaltenem Material kann beispielsweise der Rohfluidraum des oberen Filtermoduls über die obere Entsorgungsöffnung mit dem Rohfluidraum des unteren Filtermoduls verbunden sein, so dass aus dem oberen Filtermodul entsorgtes Material zunächst in den darunter liegenden Rohfluidraum gelangt und von dort aus weiter entsorgt werden kann. Gerade bei Anwendungen, in denen am Filter explosionsfähige Stäube anfallen, kann es auch sinnvoll sein, das in den Auffangbehältern der jeweiligen Filtermodule angefallene Material über geeignete Ausschleusorgane unabhängig voneinander zu entsorgen.
-
In einer Ausführungsform liegt ein die obere Entsorgungsöffnung einschließender Bereich des oberen Filtermoduls dicht an einer den unteren Reinfluidraum vom unteren Rohfluidraum trennenden Begrenzung an. Auf diese Weise wird verhindert, dass von der Filtereinheit abgeschiedenes Material aus dem oberen Auffangbehälter in den unteren Reinfluidraum gelangt und dort zu einer Kontamination des Reinfluids führt.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, die Zuführung von Rohfluid zu den jeweiligen Rohfluidräumen und die Abführung von Reinfluid von den jeweiligen Reinfluidräumen der Filtermodule jeweils von der Seite der Filtervorrichtung her zu gestalten. Die Entsorgung des von der Filtereinheit zurückgehaltenen Materials, das nach Abreinigung in einem unterhalb der jeweiligen Filtereinheit angeordneten Auffangbehälter gesammelt ist, kann günstigerweise zentral und vorzugsweise in vertikaler Richtung erfolgen. Hierzu kann beispielsweise der obere Auffangbehälter einen im Wesentlichen trichterförmig ausgebildeten Bereich aufweisen, der unterhalb der oberen Filtereinheit angeordnet ist. Die obere Entsorgungsöffnung kann dann an einer tiefsten Stelle des trichterförmig ausgebildeten Bereichs angeordnet sein.
-
Auch der untere Auffangbehälter kann dementsprechend einen im Wesentlichen trichterförmig ausgebildeten Bereich aufweisen, der unterhalb der unteren Filtereinheit angeordnet ist und an dessen tiefster Stelle die untere Entsorgungsöffnung angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung zeichnet sich gerade dadurch aus, dass eine gewünschte Mehrzahl von gleichartigen Filtermodulen übereinander gestapelt werden kann.
-
Die Filtervorrichtung kann ferner eine obere Entsorgungsleitung aufweisen, die mit ihrem einen Ende an die obere Entsorgungsöffung anschließt. Ggf. kann auch eine untere Entsorgungsleitung vorgesehen sein, die an die untere Entsorgungsöffnung anschließt. Über die Entsorgungleitung kann abgereinigtes Material in besonders sicherer Weise abgezogen und der Entsorgung zugeführt werden, ohne dass Gefahr besteht, die Reinfluidräume von darunter liegenden Filtermodulen zu kontaminieren. Die sich an die obere Entsorgungsöffnung anschließende obere Entsorgungsleitung kann eine Verbindung zum Rohfluidraum des darunter angeordneten unteren Filtermoduls schaffen, durch die an der oberen Filtereinheit abgeschiedenes Material ohne Gefahr der Kontamination des unteren Reinfluidraums in den unteren Rohfluidraum entsorgt werden kann. Die obere Entsorgungsleitung kann aber auch direkt aus der Filtervorrichtung herausgeführt sein, ohne in einen weiteren Rohfluidraum zu münden. Sie kann beispielsweise seitlich aus der Filtervorrichtung herausgeführt sein. Sofern die Entsorgungsleitung kein ausreichendes Gefälle zum Transport des abgeschiedenen Materials aufweist, können zusätzliche Fördereinrichtungen, z. B. eine Förderschnecke, in der Entsorgungsleitung vorgesehen sein.
-
In besonders platzsparender Weise kann die untere Filtereinheit eine Aussparung aufweisen, die bevorzugt soweit als möglich in vertikaler Projektion unterhalb der oberen Entsorgungsöffnung oder unterhalb des anderen Endes der oberen Entsorgungsleitung angeordnet ist. Die Aussparung kann in einer Ausführungsform zwischen einer Oberseite und einer Unterseite der Filtereinheit des unteren Moduls durchgehend ausgebildet sein, so dass durch die Aussparung ein Durchgang zwischen der Oberseite und der Unterseite der Filtereinheit des unteren Moduls geschaffen wird. Material aus dem oberen Auffangbehälter kann somit durch die Aussparung in den unteren Auffangbehälter fallen. Falls eine obere Entsorgungsleitung vorgesehen ist, kann diese in der Art eines vertikal oder zumindest mit Gefälle angeordneten Fallrohrs durch die Aussparung hindurch bis in den unteren Auffangbehälter geführt werden. Der dichtenden Anlage des die Entsorgungsöffnung umgebenden unteren Bereichs der Wand des Auffangbehälters des oberen Filtermoduls an der den Reinfluidraum des unteren Filtermoduls von dessen Rohfluidraum trennenden Begrenzung kommt gerade dann besondere Bedeutung zu, wenn in der Begrenzung eine solche durchgehende Aussparung vorgesehen ist. Dann ist nämlich erst eine Abdichtung zwischen dem Reinfluidraum des unteren Filtermoduls und dem Rohfluidraum des oberen Filtermoduls erreicht, wenn das obere Filtermodule auf das untere Filtermodul aufgesetzt ist. Ohne aufgesetztes oberes Filtermodul wäre das untere Filtermodul nicht, zumindest nicht ohne weitere Maßnahmen, funktionsfähig.
-
Auch eine seitlich aus der Filtervorrichtung herausgeführte obere Entsorgungleitung kann durch eine entsprechende Aussparung in der Filtereineheit des unteren Filtermoduls geführt sein. In diesem Fall braucht die Aussparung nicht zwischen der Oberseite und der Unterseite der Filtereinheit des unteren Filtermoduls durchgehend ausgebildet zu sein.
-
An sich kann jede der Filtereinheiten der Filtervorrichtung eine entsprechende Aussparung aufweisen, so dass die Anzahl der übereinander stapelbaren Filtermodule nicht begrenzt ist. Im obersten Filtermodul sind allerdings ggf. Maßnahmen vorzusehen, um die Aussparung dicht zu verschließen. Vorzugsweise lässt die Aussparung jeweils einen Raum frei, in dessen vertikaler Projektion bei aufgesetztem oberem Filtermodul der tiefste Teil des oberen Auffangbehälter, insbesondere die obere Entsorgungsöffnung angeordnet ist.
-
In vielen Fällen, insbesondere wenn ein zu reinigendes System aus mit Fremdstoff bzw. (Fein)Staub beladenem Fluid explosionsfähige Eigenschaften aufweist, ist es vorteilhaft, wenn zumindest die Rohfluidräume der einzelnen Filtermodule zumindest zeitweilig voneinander isolierbar sind. Solche Anforderungen sind aus Gründen des Explosionsschutzes gerade in der chemischen Industrie oder in der Lebensmittelindustrie häufig zu finden. Sie lassen sich beispielsweise dadurch erfüllen, dass dem oberen Filtermodul ein geeignetes Ausschleusorgan zugeordnet ist, das die obere Entsorgungsöffnung oder ggf. die obere Entsorgungsleitung abschließt und ggf. der Förderung von zu entsorgendem abgeschiedenem Material dient. Ggf. kann selbstverständlich auch das untere Filtermodul ein entsprechendes Ausschleusorgan aufweisen. Das Ausschleusorgan kann beispielsweise eine Zellenradschleuse aufweisen, durch die bei Abzug von Material aus dem Auffangbehälter dennoch eine sichere Isolierung des Auffangbehälters gewährleistet ist. In einfachen Fällen wird auch ein einfaches Absperrventil in der Form eines Absperrschiebers oder einer Absperrklappe genügen. Das Ausschleusorgan kann ferner eine Fördereinrichtung, beispielsweise eine Förderschnecke, aufweisen, insbesondere dann wenn eine Entsorgungsleitung ohne bzw. mit nur geringem Gefälle vorhanden ist. Dies dürfte häufig dann der Fall sein, wenn die obere Entsorgungsleitung seitlich aus der Filtervorrichtung herausgeführt ist.
-
Wie bereits erwähnt, kann in einer Ausführungsform die Entsorgungsleitung vorzugsweise senkrecht nach unten verlaufen und in der Art eines Fallrohrs ausgebildet sein, durch das zu entsorgendes Material vom oberen Auffangbehälter in den unteren Auffangbehälter bzw. ggf. bis unter das unterste Filtermodul fallen kann. Die Entsorgungsleitung braucht dabei nicht völlig senkrecht angeordnet zu sein. Es ist auch denkbar, eine obere Entsorgungsleitung vorzusehen, die von der oberen Entsorgungsöffnung aus schräg nach unten verläuft. explosionsfähig Dabei kann in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die obere Entsorgungsleitung an ihrem freien Ende oder ggf. auf Höhe der unteren Entsorgungsöffnung eine erste horizontale Querschnittsfläche hat und die untere Entsorgungsöffnung eine zweite horizontale Querschnittsfläche hat, die größer ist als die erste horizontale Querschnittsfläche. Dadurch kann zum einen eine Anordnung geschaffen werden, bei der Material, das aus der oberen Entsorgungsöffnung heraus nach unten fällt, zielsicher auf die untere Entsorgungsöffnung trifft. Öffnet man auch die untere Entsorgungsöffnung, während Material aus dem oberen Auffangbehälter abgezogen wird, lässt sich in einfacher Weise erreichen, dass das aus dem oberen Auffangbehälter abgezogene Material direkt durch den unteren Auffangbehälter hindurch fällt und durch dessen Entsorgungsöffnung abgezogen wird. Es lagert sich somit kein Material aus dem oberen Auffangbehälter in dem unteren Auffangbehälter ab.
-
Die Entsorgung von Material aus dem oberen Auffangbehälter kann durch eine Entsorgungsleitung wie oben beschrieben verbessert werden, wenn diese bis in der Nähe der unteren Entsorgungsöffnung reicht.
-
Es kann sogar vorgesehen sein, die obere Entsorgungsleitung durch die untere Entsorgungsöffnung hindurch zu führen, und zwar vorzugsweise mit Abstand zum Rand der unteren Entsorgungsöffnung. Insbesondere kann die obere Entsorgungsleitung konzentrisch durch die untere Entsorgungsöffnung geführt sein.
-
Wenn auch an die untere Entsorgungsöffnung eine untere Entsorgungsleitung anschließt, und zwar derart, dass die obere Entsorgungsleitung innerhalb der unteren Entsorgungsleitung geführt ist, kann Material aus dem oberen Auffangbehälter durch den inneren Kreisspalt fallen und Material aus dem unteren Auffangbehälter unabhängig davon durch den diesen umgebenden Ringspalt fallen. Material aus beiden Auffangbehältern kann im einfachsten Fall in einer gemeinsamen Entsorgungseinrichtung gesammelt werden, in die sowohl der innere Kreisspalt als auch der diesen umgebende Ringspalt mündet.
-
Bevorzugt wird das innere Rohr konzentrisch und mit Abstand zu der unteren Entsorgungsleitung angeordnet sein. Selbstverständlich können mehr als zwei Entsorgungsleitungen in dieser Weise ineinander geführt sein, wobei dann ein innerer Kreisspalt aus dem obersten Auffangbehälter innerhalb mehrerer einander umgebender Ringspalte vorhanden ist.
-
Sofern eine getrennte Entsorgung von aus unterschiedlichen Auffangbehältern abgezogenem Material gewünscht ist, kann vorgesehen sein, dass in einem unteren Bereich der Filtervorrichtung die obere Entsorgungsleitung neben der unteren Entsorgungsleitung geführt ist. Die ineinander verlaufenden Entsorgungsleitungen werden im unteren Bereich gleichsam ”entflochten” und können dann jeweils in eine eigene Entsorgungseinrichtung münden. Es kann dabei auch ohne Weiteres jede Entsorgungsleitung für sich durch ein geeignetes Absperrorgan, beispielsweise eine Zellenradschleuse, verschließbar sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aus Gründen des Explosionsschutzes eine möglichst gute Isolierung der einzelnen Rohfluidräume voneinander gewünscht ist.
-
Jede der Filtereinheiten kann wenigstens ein Filterelement aufweisen, welches als Starrkörperfilter ausgebildet ist.
-
In einer Ausführungsform kann das Filterelement einen Grundkörper aus gesintertem Material aufweisen, der vorzugsweise gesinterte Polyethylen(PE)-Partikel als Hauptbestandteil enthält. Der Grundkörper kann mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sein, die Polytetrafluorethylen(PTFE)-Partikel enthält.
-
Beispielsweise kann jede der Filtereinheiten wenigstens ein Filterelement aufweisen, welches die Gestalt eines schmalen, hohen Kastens mit zwei großen, zickzackartig oder gewellt verlaufenden ersten Seitenwänden, zwei schmalen zweiten Seitenwänden, die die ersten Seitenwände miteinander verbinden, einer geschlossenen Bodenseite und einer gegenüberliegenden offenen Seite hat. Die die durch den zickzackartigen oder gewellten Verlauf gebildeten Berge und Täler der ersten Seitenwände können dabei einen Verlauf in Richtung von der Bodenseite zu der offenen Seite haben. Außerdem kann das Filterelement an der in Einbaustellung oberen offenen Seite einen Kopf zur Befestigung an einer horizontal angeordneten Filterelementhalterung aufweisen.
-
Die untere, und falls gewünscht auch die obere Filtereinheit kann eine Mehrzahl von kastenförmigen Filterelementen aufweisen, die jeweils parallel zueinander verlaufend so angeordnet sind, dass in der Draufsicht ein zentraler Bereich ausgespart bleibt, um die Aussparung zu bilden.
-
In einer alternativen Ausführungsform kann das Filterelement aus einer Anordnung von PE-Körpern, insbesondere PE-Röhren, gebildet sein, wobei auf die PE-Körper jeweils eine Filtermembran aus PTFE auflaminiert ist.
-
Sowohl das obere und als auch das untere Gehäuse kann wenigstens eine seitliche und durch einen entsprechende Deckel verschließbare Gehäuseöffnung aufweisen, die auf Höhe der Filterelemente angeordnet ist und durch die die Filterelemente in das obere bzw. untere Filtermodul einsetzbar sind.
-
Jedem der Filtermodule kann außerdem eine Druckluftabreinigungseinheit zugeordnet sein, die oberhalb der Filtereinheit auf deren Reinfluidseite derart angeordnet ist, dass die Filtereinheit im Gegenstromprinzip mit Druckluft beaufschlagbar ist, um an der Filtereinheit auf der Rohfluidseite abgelagertes Material abzuscheiden.
-
In bevorzugter Ausgestaltung sind sowohl das obere als auch das untere Gehäuse in einem die Filtereinheit umgebenden Bereich zylindrisch ausgebildet. Dies ist insbesondere aus Gründen der besseren Reinigbarkeit vorteilhaft, weil Ecken bzw. Kanten vermieden werden, in denen sich im Rohfluid mitgeführte Fremdstoffe und insbesondere abgereinigtes Material ansammeln und festsetzen kann. Der zylindrische Bereich kann jeweils in einen unteren trichterförmigen Bereich übergehen, so dass sich eine insgesamt im Wesentlichen zylindrische Form der Filtervorrichtung als Ganzes ergibt. Dabei können beispielsweise die zylindrischen Bereiche des oberen und des unteren Filtermoduls im auf das untere Filtermodul aufgesetzten Zustand des oberen Filtermoduls aneinander anschließen. Auch diese Anordnung vermeidet Vorsprünge und Kanten soweit als möglich und trägt damit zu guter Reinigbarkeit der Filtervorrichtung bei.
-
Bei der Filtervorrichtung können eine beliebige Anzahl von im Wesentlichen identischen Filtermodulen aufeinander gesetzt werden. Wie bereits erwähnt schließt dies nicht aus, ggf. die Durchmesser der Entsorgungsöffnungen der einzelnen Filtermodule abweichend von diesem Prinzip derart auszuführen, dass der Durchmesser der Entsorgungöffnung und ggf. des Entsorgungsrohrs von unten nach oben abnimmt oder zunimmt. Der ansonsten identische Aufbau der einzelnen Filtermodule gestattet einen flexiblen und einfachen Aufbau mit im Wesentlichen vormontierten Einzelmodulen, die einfach übereinander gesetzt werden. Auch eine nachträgliche Aufstockung ist ohne Weiteres jederzeit realisierbar.
-
In bevorzugten Varianten umfasst die Filtervorrichtung wenigstens drei Filtermodule, die jeweils als oberes und unteres Filtermodul aufeinander aufgesetzt sind.
-
Die Filtervorrichtungen kann zum Einsatz bei der Trennung von Fremdstoffen, insbesondere Schwebstoffen und/oder Feinstäuben, mitführenden Fluiden ausgebildet sein. Solche Fluide sind insbesondere schwebstoffhaltige bzw. feinstaubhaltige Gase, wie beispielsweise bei der Entstaubung von Luft-/Feinstaubströmen. Häufig sind solche Fluidströme mit hoch dosierten Wirkstoffen beladen und deshalb toxisch, explosionsfähig oder in sonstiger Weise gefährlich. Beispiele für Anlagen, in denen zu reinigende Luft-/Feinstaubströme anfallen, sind Verbrennungsanlagen, Lackieranlagen, Schweißrauchabsaugungen, chemischen Anlagen, Anlagen der Lebensmittelindustrie und Anlagen der Pharmaindustrie.
-
Die Filtervorrichtungen kann mehrere Filtermodule aufweisen, die in paralleler Anordnung zueinander, um einen erforderlichen Mengendurchsatz zu gewährleisten, angeordnet sind, und/oder die in mehreren hintereinander geschalteten Filtermodulen, um einen vorbestimmten Reinigungsgrad des gereinigten Fluids zu erzielen, angeordnet sind.
-
Die Erfindung betrifft ferner einen Bausatz zur Herstellung einer Filtervorrichtung wie vorangehend beschrieben. Ein solcher Bausatz umfasst wenigstens ein oberes Filtermodul und ein zugehöriges unteres Filtermodul.
-
Die Erfindung betrifft ferner auch ein einzelnes Filtermodul der beschriebenen Art, das zum Zusammenbau mit weiteren gleichartigen Filtermodulen geeignet ist, um eine Filtervorrichtung der vorangehend beschriebenen Art zu schaffen. Ein solches Filtermodul umfasst wenigstens ein Gehäuse mit einer in einen Rohfluidraum mündenden Zuströmöffnung für Fremdkörper mitführendes Fluid und mit einer in einen Reinfluidraum mündenden Abströmöffnung für gefiltertes Fluid, eine Filtereinheit mit einer dem Rohfluidraum zugewandten Rohfluidseite und einer dem Reinfluidraum zugewandten Reinfluidseite, einen dem Rohfluidraum zugeordneten Auffangbehälter für an der Filtereinheit abgeschiedenes Material, und eine Entsorgungsöffnung, durch die Material aus dem Auffangbehälter abziehbar ist. An dem Filtermodul sind Maßnahmen vorgesehen, die es gestatten, das Filtermodul auf ein weiteres gleichartiges Filtermodul derart aufzusetzen, und zwar derart dass eine Außenwand seines Auffangbehälters einen Reinfluidraum des weiteren Filtermoduls wenigstens teilweise begrenzt.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
-
1 in einer Seitenansicht ein Filtermodul zum Einsatz bei einer Filtervorrichtung zur Reinigung von Fremdkörper mitführendem Fluid nach einer Ausführungsform;
-
2 das Filtermodul aus 1 in Draufsicht,
-
3 in einer Seitenansicht eine Filtervorrichtung zur Reinigung von Fremdkörper mitführendem Fluid nach einer Ausführungsform bestehend aus drei aufeinander gesetzten Filtermodulen gemäß 1;
-
4 ein in 2 mit X bezeichnetes Detail;
-
5 in einer gegenüber 3 um 90° gedrehten Seitenansicht eine Filtervorrichtung zur Reinigung von Fremdkörper mitführendem Fluid nach einer weiteren Ausführungsform; und
-
6 in einer Seitenansicht wie in 3 eine Filtervorrichtung zur Reinigung von Fremdkörper mitführendem Fluid nach einer weiteren Ausführungsform.
-
1 zeigt ein Filtermodul 10 zum Einsatz bei einer Filtervorrichtung zur Reinigung von Fremdkörper mitführendem Fluid nach einer Ausführungsform. Das Filtermodul 10 umfasst eine Filtereinheit 12 mit in 1 angedeuteten Filterelementen 14 . Die Filtereinheit 12 ist in einem zylindrischen mittleren Teil 18b eines Gehäuses 18 untergebracht. In einem darunter liegenden ebenfalls im Wesentlichen zylindrischen Teil 18c des Gehäuses 18 ist eine Rohfluidzuströmöffnung 16 ausgebildet. Die Rohfluidzuströmöffnung 16 mündet von der Seite kommend in horizontaler Richtung in einen Rohfluidraum 20, der sich unterhalb der Filtereinheit 12 erstreckt und seitlich von dem zylindrischen mittleren Teil des Gehäuses 18 begrenzt wird. In einem oberhalb der Filtereinheit 12 liegenden ebenfalls im Wesentlichen zylindrischen Teil 18a des Gehäuses 18 ist eine Reinfluidabströmöffnung 22 ausgebildet. Die Reinfluidabströmöffnung 22 mündet ebenfalls von der Seite abgehend in horizontaler Richtung in einen Reinfluidraum 24, der sich oberhalb der Filtereinheit 12 erstreckt und seitlich von dem zylindrischen oberen Teil des Gehäuses 18 begrenzt wird. Die Reinfluidabströmöffnung 22 ist in einem Winkel von 90° zu der Rohfluidzuströmöffnung 16 angeordnet (in 1 geht die Reinfluidabströmöffnung 22 nach vorne ab, während die Rohfluidzuströmöffnung von rechts her einmündet).
-
Die Filtereinheit 12 umfasst mehrere als Starrkörperfilter ausgebildete Filterelemente 14, die an ihrer in Einbaulage oberen Seite an einer gemeinsamen Halterung 30 befestigt sind und parallel zueinander in vertikaler Richtung verlaufen, wie in 1 schematisch angedeutet ist.
-
Der untere den Rohfluidraum 20 umgebende Teil des Gehäuses 18c weist einen trichterförmigen Einsatz 18d mit sich nach unten verjüngenden Seitenwänden auf. Der trichterförmige Einsatz 18d vereinigt sich unmittelbar unterhalb der Rohfluidzuströmöffnung 16 mit der zylindrischen Wand 18c des unteren Gehäuseteils. Das untere, spitze Ende des Trichters 18d ragt dagegen über den unteren Rand 18e des zylindrischen unteren Gehäuseteils 18c hinaus. In dem trichterförmigen Teil 18d bildet das Gehäuse 18 einen Auffangbehälter 26, in welchem sich Material sammelt, das an der Filtereinheit 12 aus dem Rohfluidstrom abgeschieden wird und von Zeit zu Zeit von der Filtereinheit 12 abgereinigt wird. An der tiefsten Stelle des Auffangbehälters 26 befindet sich eine Entsorgungsöffnung 28.
-
Der trichterförmig ausgebildete Teil 18c des unteren Gehäuseteils 18c umgrenzt zusammen mit dem oberen zylindrischen Teil des unteren Gehäuseteils 18c und der Platte 30 mit den daran gelagerten Filterelelementen 14 den Rohfluidraum 20.
-
Der zylindrische obere Teil 18a des Gehäuse 18 umgrenzt zusammen mit der der Platte 30 mit den daran gelagerten Filterelelementen 14 den Reinfluidraum 24. Wie aus der folgenden Beschreibung, insbesondere in Bezug zu 3, noch deutlicher wird, wird der Reinfluidraum 24 in seinem oberen Teil zudem von dem trichterförmigen Teil 18d eines weiteren Filtermoduls 10 der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung 100 begrenzt, welches auf das in 1 gezeigte Filtermodul aufgesetzt wird.
-
2 zeigt eine Draufsicht auf das Filtermodul 10, wobei die Platte 30, an der die Filterelemente 14 gehalten sind, der Übersichlichkeit halber weggelassen ist. Man erkennt die einzelnen kastenförmigen Filterelemente (von denen lediglich zwei in 2 beispielhaft mit den Bezugszeichen 14a, 14b bezeichnet sind). Die Filterelemente 14 sind im Wesentlichen symmetrisch in vier Qudranten um eine zentrale Aussparung 32 herum angeordnet. Die Aussparung 32 verläuft im Wesentlichen vertikal um die Achse des zylindrischen Gehäuses 18 herum. In 1 ist diese Aussparung 32 ebenfalls angedeutet und man sieht, dass die Aussparung durch die gesamte Länge der Filtereinheit 12 hindurch frei bleibt und somit einen in vertikaler Richtung verlaufenden Durchgang zwischen der Oberseite der Filtereinheit 12 (diese ist dem Reinfluidraum 24 zugewandt) und der Unterseite der Filtereinheit 12 (diese ist dem Rohfluidraum 20 zugewandt) schafft.
-
In 2 ist außerdem noch eine Druckluftabreinigungseinheit abgebildet, die allgemein mit 34 bezeichnet ist. Die Druckluftabreinigungseinheit 34 umfasst eine Mehrzahl von Drucklufteinblasanordnungen (von denen in 2 zwei beispielhaft mit 36a und 36b bezeichnet sind). Einer jeweiligen Drucklufteinblasanordnung 36a, 36b, .... sind je zwei Filterelemente 14 gemeinsam zugeordnet. Jede Drucklufteinblasanordnung 36 umfasst eine Druckluftleitung, ein Ventil und eine Druckluftdüse, die auf die nach oben offene Seite der kastenförmigen Filterelemente 14a, 14b, gerichtet ist. Durch die Drucklufteinblasanordnungen wird in bestimmten Zeitabständen Druckluft von oben in die Filterelemente eingeleitet, so dass durch den entstehenden Druckstoß an der gegenüberliegenden, dem Rohfluidraum zugewandten Seite des Filterelements 14 angelagertes Material von der Filteroberfläche abgelöst wird und in den Auffangbehälter 26 fällt.
-
3 zeigt eine Filtervorrichtung 100 mit drei aufeinander gesetzten Filtermodulen 10 der in 1 und 2 beschriebenen Art. Zur besseren Unterscheidung sind die einzelnen Filtermodule 10 in 3 mit insgesamt mit 10I, 10II und 10III bezeichnet, und auch ihre einzelnen Komponenten jeweils mit dem Zusatz I, II bzw. III bezeichnet. Es versteht sich aber, dass jedes einzelne der Filtermodule einen Aufbau hat mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben.
-
Man erkennt in 3, dass die Filtervorrichtung 100 ein Gehäuse mit insgesamt zylindrischer Form hat, das durch die Seitenwände 18a, 18b, 18c der einzelnen Filtermodule 10I, 10II und 10III gebildet wird. Die trichterförmigen Teile 18d der einzelnen Filtermodule 10I, 10II und 10III sind bei der zusammengebauten Filtervorrichtung 100 von außen, abgesehen vom ganz unteren Teil des untersten Moduls 10I, nicht mehr zu sehen, sondern liegen innerhalb des Gehäuses. Diesen trichterförmigen Teilen 18d kommt die Funktion zu, den Reinfluidraum 24 eines jeweiligen der Filtermodule 10I, 10II und 10III von dem Rohflruidraum 20 des jeweils darüber liegenden der Filtermoduls 10I, 10II und 10III zu trennen. Dieser Trennung dienen naturgemäß auch die Filterelemente 12 der Filtermodule 10I, 10II und 10III selbst. Eine besondere Rolle spielen die unteren Endbereiche der trichterförmigen Bereiche 18c, in denen auch die jeweiligen Entsorgungsöffnungen 28 ausgebildet sind. Der Endbereich eines jeweils oberen der Filtermodule 10I, 10II und 10III liegt nämlich im Einbauzustand des Filtermoduls abdichtend gegenüber von den Filterelementen abgereinigtem Material an der Platte 30 mit den Filterelementen 14 des jeweils unteren Filtermoduls an. Erst diese dichtende Anlage im Einbauzustand sorgt für eine vollständige Separierung des Reinfluidraums 24 und des Rohfluidraums 16 der Filtermodule 10I, 10II, 10III. Im nicht eingebauten Zustand sind der Reinfluidraum 24 und der Rohfluidraum 16 eines Filtermoduls 10 durch die Aussparung 32 in Verbindung. Lediglich im obersten 10III der Filtermodule ist die in der Platte 30 gebildete Aussparung 32 durch eine eigene Abeckplatte verschlossen.
-
Zur Entsorgung von in den Auffangbehältern 26 gesammeltem Material dienen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 Entsorgungsöffnungen 28, die jeweils an der tiefsten Stelle der trichterförmigen Teile 18c angeordnet sind. Bei der konzentrischen Ausgestaltung der trichterförmigen Teile 18c des Gehäuses befinden sich die Entsorgungsöffnungen 28 damit zentral im Gehäuse die Mittelachse des zylindrischen Gehäuses umgebend. Im Einbauzustand der Filtermodule liegt die Entsorgungsöffnung 28 im jeweils oberen der Filtermodule 10I, 10II, 10III genau über der Aussparung 32 in der Filtereinheit 12 des jeweils unteren der Filtermodule 10I, 10II, 10III, auf das es aufgesetzt ist. Durch die Entsorgungsöffnung 28 des jeweils oberen Filtermoduls kann im oberen Auffangbehälter 26 gesammeltes Material nach unten fallen und in durch die Filtereinheit 12 des unteren Filtermoduls hindurch in den unteren Auffangbehälter 26 gelangen. Dort kann es entweder gesammelt werden und nachfolgend, ggf. gemeinsam mit dem im unteren Auffangbehälter 26 gesammelten Material aus dem unteren Auffangbehälter 26 ausgeschleust werden.
-
Das Zusammenwirken eines der Filtermodule 10I, 10II und 10III mit einem darauf aufgesetzten der Filtermodule 10I, 10II und 10III soll nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 näher erläutert werden. 4 zeigt ein in 3 mit X bezeichnetes Detail des Zusammenwirkens zwischen der Oberseite des zweiten Filtermoduls 10II mit der Unterseite des darauf aufgesetzten dritten Filtermoduls 10III.
-
Die Platte 30II mit den darin gehaltenen Filterelementen 12II weist in der Mitte die Aussparung 32II auf. Fluchtend mit dieser Aussparung 32II ist in geringer Höhe oberhalb der Platte 32II die Entsorgungsöffnung 28III des dritten Filtermoduls 10III angeordnet. Unterhalb der Entsorgungsöffnung 28III schließt sich ein eine Zellenradschleuse aufweisendes Ausschleusorgan 38III an, welches den Auffangbehälter 26III des dritten Filtermoduls hermetisch absperrt und gleichzeitig ein Ausschleusen von Material aus dem Auffangbehälter 26III durch die Entsorgungsöffnung 28III ermöglicht. Auf diese Weise lässt eine weitgehende Isolierung des Auffangbehälters 28III des dritten Filtermoduls 10III von den anderen Filtermodulen 10I und 10II erreichen, die insbesondere dafür sorgt, dass sich im Entsorgungsbehälter bei einem Explosionsereignis entstehende Druckwellen oder Flammen nicht in die anderen Filtermodule ausbreiten können.
-
An das Ausschleusorgan 38III schließt sich eine Fallrohranordnung an, die in diesem Ausführungsbeispiel gebildet ist durch ein Einschiebrohr 40III, auf dessen unteres Ende ein Fallrohr 44III mittels eines abgedichteten Klemmrings 42III aufgeschoben ist. Das Fallrohr 44III erstreckt sich durch die Filtereihnheit 12II des darunter liegenden Filtermoduls 10II hindurch und mündet in den Auffangbehälter 26II des unteren Filtermoduls 10II. Die Anordnung aus Einschiebrohr 40III und Fallrohr 44III liegt dichtend an der Platte 30 an und trennt somit den Reinfluidraum 24II des zweiten Filtermoduls 10II von dessen Rohfluidraum 20II.
-
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung 100 ist in 5 gezeigt. Komponenten dieser Filtervorrichtung 100, die identisch sind mit der in den 1 bis 4 gezeigten Filtervorrichtung, sind jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Ihre Beschreibung wird nicht wiederholt und stattdessen auf die entsprechende Beschreibung der Ausführungsform gemäß 1 bis 4 verwiesen. Die Ansicht in 5 ist gegenüber der Ansicht in 3 um 90° gedreht.
-
Bei der Ausführungsform gemäß 5 schließen sich an die Entsorgungsöffnungen 28 der Filtermodule 10II und 10III jeweils Entsorgungsleitungen 50II, 50III an. Diese Entsorgungsleitungen 50II, 50III münden nicht in den Rohfluidraum des jeweils darunter angeordneten Filtermoduls 10II, 10III, sondern sind seitlich aus der Filtervorrichtung 100 herausgeführt und münden in eine von einem Ausschleusorgan 38II, 38III verschlossene Öffnung, die in seitlicher Richtung geringfügig von der Filtervorrichtung hervorsteht. Jede der Entsorgungsleitungen 50II, 50III weist einen ersten sich an die Entsorgungsöffnung 28II, 28III anschließenden Leitungsabschnitt 52II, 52III auf, der im Wesentlichen horizontal und in radialer Richtung von der Entsorgungsöffung 28 nach außen verläuft. Daran schließt sich ein kurzer vertikaler Leitungsstutzen 54II, 54III an, der an der vom Ausschleusorgan 38II, 38III verschlossenen Öffnung endet. Das Ausschleusorgan 38II, 38III weist jeweils eine eine Fördereinrichtung, beispielsweise in Form einer Förderschnecke, auf, die innerhalb des horizontalen Leitungsabschnitts 52II, 52III angeordnet ist. Bei dem untersten Filtermodul 10I ist in dieser Ausführungsform der Entsorgungsöffung 28I ein Ausschleusorgan 38I zugeordnet, das lediglich ein Absperrorgan, jedoch keine besondere Fördereinrichtung aufweist. Dementsprechend ist auch keine Entsorgungsleitung vorhanden, sondern abzuziehendes Material fällt bei geöffneter Entsorgungsöffnung in Folge von Schwerkraft einfach nach unten und wird entsorgt.
-
Die Ausgestaltung der oberen Filtermodule 10II, 10III mit seitlich herausgeführten Entsorgungsleitungen 50II, 50III sowie des untersten Filtermoduls 10I mit dem Ausschleusorgans 38I gestattet eine völlig unabhängige Entsorgung des an den jeweiligen Filtereinheiten 12I, 12II, 12III abgeschieden Materials. Dies ist insbesondere aus Gründen des Explosionsschutzes dann wichtig, wenn die Filtervorrichtung 100 zur Reinigung von explosionsfähige Stoffe mitführenden Fluiden eingesetzt wird.
-
In 5 ist außerdem noch in gestrichelten Linien ein Deckel 56I, 56II, 56III angedeutet, der eine in etwa rechteckige Öffnung in dem an dieser Stelle etwa zylindrischen Gehäuse des jeweiligen Filtermoduls verschließt. Durch diesen Öffnung können Filterelemente relativ einfach in das Filtermodul eingesetzt oder aus dem Filtermodul ausgebaut werden.
-
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung 100 ist in 6 gezeigt. Komponenten dieser Filtervorrichtung 100, die identisch sind mit den in den 1 bis 5 gezeigten Filtervorrichtungen, sind jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Ihre Beschreibung wird nicht wiederholt und stattdessen auf die entsprechende Beschreibung der Ausführungsformen gemäß 1 bis 5 verwiesen.
-
Bei der Ausführungsform gemäß 6 sind den Entsorgungsöffnungen 28 der Filtermodule 10I, 10II, 10III keine Zellenradschleusen zugeordnet. Stattdessen mündet jede Entsorgungsöffnung 28 unmittelbar in ein jeweiliges Fallrohr 60. Dabei sind die Durchmesser der Entsorgungsöffnungen der Filtermodule 10I, 10II, und 10III unterschiedlich: Das unterste Filtermodul 10I besitzt eine Entsorgungsöffnung 28I mit dem größten Durchmesser, in die dementsprechend ein Fallrohr 60I mit dem größten Durchmesser mündet. Das mittlere Filtermodul 10II besitzt eine Entsorgungsöffnung 28II mit mittlerem Durchmesser, in die dementsprechend ein Fallrohr 60II mit mittlerem Durchmesser mündet. Das oberste Filtermodul 10III besitzt eine Entsorgungsöffnung 28III mit dem kleinsten Durchmesser, in die dementsprechend ein Fallrohr 60III mit dem kleinsten Durchmesser mündet. Die Fallrohre 60I, 60II, 60III verlaufen jeweils konzentrisch und ineinander gesteckt zueinander. Das Fallrohr 60III mit dem kleinsten Durchmesser und der größten Fallhöhe ragt von oben bis zur Entsorgungsöffnung 28II des darunter angeordneten zweiten Filtermoduls 10II und von da ab innerhalb des Fallrohrs 60II des zweiten Filtermoduls 10II nach unten. In entsprechender Weise verläuft das Fallrohr 60II mit dem mittleren Durchmesser von der Entsorgungsöffnung 28II des zweiten Filtermoduls 10II bis zur Entsorgungsöffnung 28I des darunter angeordneten ersten Filtermoduls 10I und von da ab innerhalb des Fallrohrs 60I des ersten Filtermoduls 10I nach unten.
-
In einer ersten Variante münden aller drei Fallrohre 60I, 60II, 60III konzentrisch in eine selbe Entsorgungseinrichtung. In einer zweiten Variante sind die Fallrohre unterhalb der ersten Filtereinheit 12I wieder auseinander geführt und münden jede für sich in ein jeweils zugeordnete Entsorgungseinrichtung.
