DE202012003866U1

DE202012003866U1 - Reinigungskopf zum Reinigen von Filterelementen einer Filteranlage

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Publication number: DE202012003866U1
Application number: DE201220003866
Authority: DE
Original assignee: WOLTERING JAN HUBERT
Current assignee: WOLTERING JAN HUBERT
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2013-07-19
Anticipated expiration: 2022-04-19

Abstract

Reinigungskopf zum Reinigen von in einem Filter eingebauten Filterelementen, zum Beispiel Filterschläuchen oder Filtertaschen, der a) zur Reinigung eines Filterelements (9) in das Filterelement (9) einführbar und parallel zu einer Längsachse des Filterelements (9) bewegbar ist, b) wobei der Reinigungskopf (1) einen Reinigungskopfkörper, c) wenigstens ein Spreizmodul (3, 4, 5) und d) eine Spreizvorrichtung zum Spreizen des wenigstens einen Spreizmoduls (3, 4, 5) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reinigungskopf zum Reinigen von in einer Filteranlage eingebauten Filterelementen, zum Beispiel Filterschläuchen oder Filtertaschen. Zur Reinigung kann der Reinigungskopf in das Filterelement eingeführt und parallel zu einer Längsachse des Filterelements in dieses hinein und aus diesem heraus bewegt werden. Dabei weist der Reinigungskopf einen Reinigungskopfkörper, wenigstens ein Spreizmodul und eine Spreizeinrichtung zum Spreizen des wenigstens eine Spreizmoduls auf. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Filteranlage mit wenigstens einem solchen Reinigungskopf.
Es sind Vorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe Filterelemente, zum Beispiel Filterschläuche, eines Filters gereinigt werden können, wenn die Filterelemente so verschmutzt sind, dass die Leistung des Filters unter eine vorgegebene untere Leistungsgrenze fällt. Aus der DE 29 15 958 B1 ist beispielsweise eine Mechanikanordnung mit Federn bekannt, mit der die Filterschläuche zur Reinigung bewegt werden können. Zur Reinigung werden die an Federn aufgehängten Filterschläuche angeregt und kehren nach Art einer gedämpften Schwingung in ihre Ausgangslage zurück. Während des Schwingungsvorgangs erfolgt ein laufender Wechsel der Spannungszustände im Filterschlauch, wobei das Spannen und Entspannen der Filterschläuche ruckartig erfolgt. Das Reinigen von Filterschläuchen mit Druckluft ist beispielsweise aus der DE 93 06 774 U1 bekannt. Die EP 1 543 872 B1 beschreibt einen Reinigungskopf für Filterschläuche, der Düsen aufweist, durch den Druckluft austreten kann. Die Druckluft reinigt die Filterschläuche und kann gleichzeitig dazu benutzt werden, den Reinigungskopf in Bewegung, zum Beispiel eine Rotation um eine Rotationsachse, zu versetzen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Reinigungskopf für eine Filteranlage zur Verfügung zu stellen, der Filterelemente gründlich und materialschonend reinigt. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Filteranlage mit diesem Reinigungskopf zur Verfügung zu stellen.
Dia Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Reinigungskopf nach Anspruch 1 und die Filteranlage nach Anspruch 12 gelöst.
Der Reinigungskopf gemäß der Erfindung ist geeignet zum Reinigen von in einer Filteranlage eingebauten Filterelementen, zum Beispiel Filterschläuchen. Die Filteranlage kann dabei nur ein Filterelement oder mehrere Filterelemente umfassen. In der Filteranlage können nur ein Reinigungskopf, mehrere Reinigungsköpfe oder für jedes Filterelement je ein Reinigungskopf vorgesehen sein.
Zum Reinigen des Filterelements wird der Reinigungskopf in das Filterelement durch eine Öffnung an einem Ende des Filterelements eingeführt und parallel zu einer Längsachse des Filterelements in dem Filterelement bewegt. Der Reinigungskopf weist einen Reinigungskopfkörper auf, der wenigstens ein Spreizmodul und eine Spreizvorrichtung zum Spreizen des Spreizmoduls umfasst.
Bevorzugt weist der Reinigungskopfkörper eine Form auf, die der Form des Filterelements angepasst ist und einen Durchmesser, der wenig kleiner ist, als der Innendurchmesser des Filterelements. Bei kreisrunden Filterschläuchen ist auch der Reinigungskopfkörper bevorzugt kreisrund, zum Beispiel ein zylindrischer Körper, bei ovalen Filterschläuchen oval, usw.
Weist der Reinigungskopf mehr als zwei Spreizmodule auf, so sind diese bevorzugt in Richtung der Längsachse des Filterelements gesehen, hintereinander angeordnet. Der Reinigungskopf kann beliebig viele Spreizmodule hintereinander aufweisen, in der Praxis wird die Anzahl der verwendeten Spreizmodule vom Fachmann zum Beispiel durch die jeweilige Art und Menge der Verbackung individuell festgelegt.
Bevorzugt sind das Spreizmodul bzw. die Spreizmodule aus wenigstens zwei Segmente aufgebaut, wobei dies bedeutet, dass das Spreizmodul aus wenigsten zwei Bereichen besteht, die gemeinsam oder unabhängig voneinander von der Spreizvorrichtung aus einer Ruheposition, in der sie nicht über den Außenumfang des Reinigungskopfkörpers vorstehen, in eine Spreizposition gedrückt werden. Die wenigstens zwei Segmente können in Längsrichtung des Reinigungskopfes hintereinander angeordnet sein, bevorzugt sind sie aber in Umfangsrichtung des Reinigungskopfes quer zur Längsachse nebeneiander angeordnet, so dass zum Beispiel bei einem zylindrischen Reinigungskopf die wenigstens zwei Segmente im Wesentlichen einen Kreis oder zwei Kreisabschnitte bilden. Es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass jedes oder einzelne Spreizmodule nur ein einziges Segment aufweisen, das sich vollumfänglich oder in einem Abschnitt um den Reinigungskopf erstreckt.
Zum Reinigen können die Segmente des oder der Spreizmoduls/e aus einer Ruheposition in der sie bevorzugt nicht über den Außenumfang des Reinigungskopfes vorstehen, in, in Umfangsrichtung des Reinigungskopfes gesehen, unterschiedliche Richtungen so ausgelenkt werden, dass sie gegen die Filterelementwand drücken und dadurch das Filterelement dehnen. Durch die Dehnung wird das Filterelement elastisch verformt, aus einem kreisrunden Filterelementquerschnitt wird beispielsweise ein polygonaler Querschnitt. Dies führt zum Aufbrechen von Filtermaterialanbackungen, zum Beispiel in Form eines geschlossenen Filterkuchens an der Filterelementaußenwand und einem ersten Lösen der Filtermaterialanbackung von der Oberfläche der Filterelementaußenwand. Um den Reinigungseffekt zu verbessern, kann der Reinigungskopf mehr als ein Spreizmodul aufweisen, die in diesem Fall in Richtung der Längsachse des Reinigungskopfes bzw. der Filterelemente hintereinander angeordnet sein können.
Um sicher zu stellen, dass das Filterelement beim Auslenken der Segmente gedehnt und nicht verschwenkt wird, können jeweils vor und nach den Spreizmodulen Abschnitte des Reinigungskopfkörpers liegen, die das Filterelement im Bereich der Spreizmodule am Ausweichen hindern.
Statt zwei Segmenten kann das Spreizmodul auch drei oder mehr Segmente aufweisen. Insbesondere bei Filterelementen mit kreisrundem Durchmesser können die Spreizmodule beispielsweise drei Segmente aufweisen, von denen sich jedes um einen Kreisabschnitt von 120° erstreckt, oder vier, von denen sich jedes um einen Kreisabschnitt von 90° erstreckt. Jedes der Segmente kann aber auch einen unterschiedlich großen Teilkreisabschnitt abdecken, auch müssen alle Segmente eines Reinigungskopfes zusammen nicht notwendiger Weise genau 360° abdecken, sondern sie können zusammen weniger als 360° oder mehr als 360° abdecken, wobei es im letzteren Fall zur Überlappung von wenigstens zwei Segmenten kommt. Der Fachmann ist in der Auslegung der Segmente nicht auf bestimmte geometrische Verhältnisse beschränkt, sondern kann durch einfaches Ausprobieren für jeden Anwendungsfall eine angepasste Lösung finden.
Sind bei mehreren Spreizmodulen alle gleich aufgebaut, so können diese in den Reinigungskopf so eingebaut werden, dass die Segmente zweier benachbarter Spreizmodule in eine Umfangsrichtung quer zur Längsachse des Reinigungskopfes versetzt zueinander angeordnet sind. Das heißt zum Beispiel, dass die Segmente eines zweiten Spreizmoduls in Umfangsrichtung des Reinigungskopfes versetzt zu den Segmenten eines ersten Spreizmoduls angeordnet sind. Die jeweiligen Segmente wirken somit direkt auf unterschiedliche Umfangsabschnitte der Filterelemente, deren Form bei der Spreizung der Segmente in radialer und axialer Richtung gleichzeitig verändert wird.
Um diese Flexibilität zu erreichen, kann der Reinigungskopf aus einzelnen Modulen zusammensetzbar sein, mit zum Beispiel einem oder mehreren Reinigungskopfkörpermodulen und Spreizmodulen. Bei den Spreizmodulen kann es sich um baugleiche Spreizmodule handeln, sie können aber auch unterschiedlich aufgebaut sein, zum Beispiel unterschiedlich viele Segmente aufweisen. Das vorderste Reinigungskopfkörpermodul kann eine Form aufweisen, die ein leichtes Einführen des Reinigungskopfes in das Filterelement und eine Zentrierung des Filterelements relativ zum Reinigungskopf ermöglicht. Bei modularer Bauweise kann für jeden Anwendungsfall ein optimal angepasster Reinigungskopf gebaut werden, mit einer variablen Anzahl von Spreizmodulen und Reinigungskopfkörperelementen, sowie durch die Reinigungskopfkörperelemente variabel gestaltbaren Abstände zwischen benachbarten Spreizmodulen.
Die Segmente können beliebig aufgebaut sein, solange sie aus der Ruheposition in die Spreizposition bewegt werden können. Segmente können zum Beispiel feste Körper sein, die mittels eines mechanischen, pneumatischen, hydraulischen, elektromagnetischen oder elektrischen Antriebs aus der Ruheposition in die Spreizposition bewegt werden können. Sie können durch Federelemente in der Ruheposition gehalten und/oder in die Ruheposition zurückbewegt werden. Die Segmente können auch wenigstens teilweise aus einem Hohlraum aus elastischen Material bestehen oder einen solchen umfassen, in den ein Fluid, zum Beispiel Luft oder Hydraulikflüssigkeit, eingelassen werden kann. Der sich im Hohlraum aufbauende Fluiddruck kann das elastische Material dehnen und in der Folge die Segmente der Spreizmodule aus der Ruheposition in die Spreizposition drücken. Das oder die Reservoir/e für das Druckfluid können in die Spreizmodule integriert sein, in den Reinigungskopfkörperelementen liegen oder außerhalb des Reinigungskopfes angeordnet und über Leitungen mit den Segmenten verbunden sein. Die Bewegung der Segmente aus der Ruheposition in die Spreizposition kann schlagartig oder in einer vorgegebenen oder vorgebbaren Geschwindigkeit erfolgen.
Unter einem elektromagnetischen Antrieb kann zum Beispiel ein Antrieb verstanden werden, bei dem die einzelnen Segmente entweder durch Magnetkraft in der Ruhestellung gehalten werden und beim Abschalten des Elektromagneten durch beispielsweise ein Federelement in Richtung der Filterelementinnenwand gedrückt werden oder die gleichpolige Magnetkraft das Segment in Richtung der Filterelementinnenwand drückt und bei Abschaltung des Elektromagneten ein Federelement das Segment zurück in die Ruhelage bewegt.
Der Antrieb der Segmente kann auch rein mechanisch durch eine gemeinsame drehangetriebene Achse für die Spreizelemente bewirkt werden, wobei die Drehachse zum Beispiel im Bereich des Eingriffs in die Segmente so geformt ist, dass sie bei einer Umdrehung um 360° jedes Segment eines oder mehrerer Spreizmodule wenigstens einmal aus der Ruheposition in die Spreizposition, die Position in der das Segment das Filterelement dehnt, und zurück in die Ruheposition bewegen kann.
Die Segmente können in Richtung der Längsachse des Filterelements hintereinander und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sein, wie bereits weiter oben beschrieben, und durch zwischen ihnen angeordnete Reinigungskopfkörperabschnitte getrennt sein. Werden die Segmente jetzt gleichzeitig oder nacheinander ausgefahren, so dehnen die das Filterelement in Bereich der Segmente und versetzen es in eine oszillierende Bewegung. Diese oszillierende Bewegung und der Versatz der Segmente in Umfangsrichtung führt dazu, dass der Reinigungskopf sich in einer schraubenden Bewegung entlang des Filterelements bewegt und dabei umfänglich die Anlagerungen an der Außenseite aufbricht, so dass diese sich durch die Oszillation und die Dehnung des Filterelements vom Filterelement lösen. Werden die Segmente der einzelnen Spreizmodule jetzt zum Beispiel zeitlich nacheinander aus der Ruheposition in die Spreizposition und zurück bewegt, erzeugt der Reinigungskopf eine Schraubbewegung, die den Reinigungskopf je nach der Drehrichtung der realen oder theoretischen Drehachse in das Filterelement hinein oder aus dem Filterelement heraus schraubt. Diese Bewegung entspricht der einer archimedischen Schraube, wobei beim Einschrauben in das Filterelement zum Beispiel zuerst das der Spitze des Reinigungskopfes am nächten gelegene Segment ausgelenkt wird, beim Ausschrauben zunächst das dem hinteren Ende am nächsten gelegene Segment. Diese Abfolge der Auslenkungen versetzt das Filterelement in die oszillierenden Schwingungen und bewirkt gleichzeitig ein Walken des Filterelements.
Zusätzlich kann/können sich ein Segment oder mehrere oder alle Segmente des Spreizmoduls zum Beispiel in einer oszillierenden Bewegung um eine Segmentlängsachse drehen, wobei die Segmentlängsachse im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Reinigungskopfes verläuft oder in einem Winkel von weniger als 90°, bevorzugt von weniger als 45° und noch bevorzugter von weniger als 20° zu diesem verläuft. Das heißt, dass zusätzlich zu der schraubenden Bewegung des Reinigungskopfes die Segmente eine weitere Drehbewegung ausführen, beispielsweise eine Drehung um 360° oder weniger, wodurch die Reinigungswirkung weiter erhöht wird. In einer Weiterbildung kann sich das Segment nicht nur um seine eigene Achse drehen, sondern kann sich mit oder ohne Drehung um die eigene Achse auf einer horizontalen Kreisbahn bewegen, zum Beispiel in einer oszillierenden Bewegung. Das heißt, das Segment bewegt sich auf dieser Kreisbahn in Richtung in den Filtersack und in die Gegenrichtung, wodurch wiederum die Reinigungswirkung des Filters erhöht werden kann.
Um die Reinigung der Filterelemente weiter zu verbessern, kann der Reinigungskopf zusätzlich wenigstens einen Rüttler aufweisen oder mit einem modularen Rüttler verbunden werden. Die Position des Rüttlers am Reinigungskopf kann unterschiedlich sein, je nach den Anforderungen vor Ort. Durch den oder die Rüttler werden die durch die Segmente erzeugten oszillierenden Schwingungen beispielsweise durch höherfrequente Schwingungen überlagert bzw. ergänzt. Dadurch kann das mittels des Reinigungskopfes erzielbare Reinigungsergebnis weiter verbessert werden.
Weiterhin kann der Reinigungskopf einen Drehantrieb aufweisen, mit dem er in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, gedreht werden kann. Durch diese Drehung des Reinigungskopfes kann die Bewegung des Reinigungskopfes entlang der Längsachse des Filterelements unterstützt werden. So kann die Drehung in die erste Richtung die Bewegung des Reinigungskopfes in das Filterelement unterstützen, die Drehung in die zweite Richtung die entgegengesetzte Bewegung. Natürlich kann die Drehung des Reinigungskopfes auch dazu benutzt werden, die Bewegungen des Reinigungskopfes entlang der Längsachse des Filterelements in die erste bzw. zweite Richtung abzubremsen.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Filteranlage mit wenigstens einem Reinigungskopf, wie oben beschrieben. Die Filteranlage weist ein Filtergehäuse auf, in dem mehrere Filterelemente zum Beispiel parallel nebeneinander angeordnet und beispielsweise an einer Rahmenkonstruktion befestigt sind. Jedes der Filterelemente weist wenigstens eine Öffnung auf. Die Öffnung ist bevorzugt am oberen Ende der Filterelemente gebildet, das heißt dem Ende, mit dem sie mit der Rahmenkonstruktion verbunden sind. Durch diese Öffnung kann der Reinigungskopf zur Reinigung des Filterelements in das Filterelement eingeführt und nach der Reinigung auch wieder herausgenommen werden. Um alle Filterelemente mit einem Reinigungskopf nacheinander reinigen zu können, kann der Reinigungskopf von Hand versetzt werden, oder er wird an einer Schiene bzw. einem Schienengitter beweglich gelagert, so dass er über jedes Filterelement gefahren und dort arretiert werden kann.
Die Filteranlage kann aber auch mehr als einen Reinigungskopf aufweisen, zum Beispiel eine Gruppe von Reinigungsköpfen, die nur gemeinsam oder einzeln unabhängig voneinander in Reinigungspositionen gefahren werden können. Das Schienengitter kann auch eine oder mehrere Wechselpositionen neben der Filteranlage umfassen, in die ein Reinigungskopf gefahren werden kann, wenn er gewartet, repariert oder ausgetauscht werden muss. Die Wartungsposition für den oder die Reinigungsköpfe liegt bevorzugt außerhalb der Filteranlage und kann von dieser durch eine Schleuse getrennt sein, die nur geöffnet wird, um einen oder mehrere Reinigungskopf/köpfe in die bzw. aus der Filteranlage zu fahren.
Die Filteranlage kann über eine Steuerung verfügen, zum Beispiel eine Zentralsteuerung, über die wenigstens eine Reinigungsposition des Reinigungskopfes bzw. der Reinigungsköpfe in der Filteranlage und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit des oder der Reinigungsköpfe und/oder ein Spreizmaß der Spreizmodule bzw. der einzelnen Segmente und/oder die Intensität des Rüttlers eingestellt und verändert werden kann.
Das Spreizmodul bzw. die Spreizsegmente können auch so mit dem Reinigungskopf verbunden sein, dass die quer zu einer Drehachse oder Mittelachse des Reinigungskopfes bewegt werden können, um Filterschläuche mit unterschiedlichen Durchmessern reinigen zu können. Dabei kann jedes Spreizelement individuell bewegbar sein, bevorzugt werden alle Spreizelemente synchron bewegt. Das heißt, das Spreizmodul kann bzw. die Spreizsegmente können mm Beispiel horizontal oder schräg nach oben und/oder unten relativ zur Drehachse des Reinigungskopfes nach außen und nach innen bewegt werden, wodurch der Außenumfang des Reinigungskopfes veränderbar ist. Die Verstellung kann zum Beispiel mechanisch, elektrisch oder pneumatisch erfolgen, wobei derartige Verstellmechanismen im Stand der Technik wohl bekannt sind und daher hier nicht im Einzelnen beschrieben werden. Die Verstellung kann außerhalb des Filterschlauches vor dem Eintauchen des Reinigungskopfes in den Filterschlauch erfolgen, bevorzugt kann die Verstellung aber auch während des laufenden Reinigungsvorganges innerhalb des Filterschlauchs in jeder Phase des Reinigungszyklus erfolgen. Die Vorrichtung zur Bewegung des Spreizmoduls erhält seine Befehle bevorzugt über die Zentralsteuerung.
Die Reinigungsköpfe können bei senkrecht hängenden Filterelementen an einem Seil oder einer Kette hängend in die Filterelemente herabgelassen und aus den Filterelemente herausgezogen werden. Zusammen mit dem Seil bzw. der Kette können die Versorgungsleitungen für Strom und Fluid mitgeführt werden. Es ist auch denkbar, dass der Reinigungskopf eine autarke Einheit bildet, die in das Filterelement eingegeben wird und sich mittels der Spreizmodule durch das Filterelement bewegt und Ende des Filterelements aus diesem heraus läuft. Autark heißt hier, dass der Reinigungskopf keine Verbindung durch Kabel oder Schläuche aufweist, sondern sich vollkommen frei alleine mittels der Schwerkraft und den Spreizmodulen bzw. Segmenten durch das Filterelement bewegt. In diesem Fall kann eine Verstellung oder Einstellung der oszillierenden Bewegung eines oder mehrerer Reinigungskopfkörpermodule zum Beispiel mittels wenigstens einer angetriebenen Welle erfolgen.
Sind die Filterelemente schräg angeordnet, so muss verhindert werden, dass der Reinigungskopf teilweise auf der Innenseite des Filterelements aufliegt. Dazu kann im Inneren des Filterelements eine steife Führung für den Reinigungskopf angeordnet sein, die den Reinigungskopf bei seinem Weg in das Filterelement hinein und umgekehrt oder durch das Filterelement hindurch stützt. Alternativ kann das Filterelement am Ende einer steifen Führungsstange befestigt sein, die den Reinigungskopf im Filterelement mittig führt.
Mit dem erfindungsgemäßen Rotationskopf kann ein Verfahren zur Reinigung von Filterelementen durchgeführt werden, bei dem der Reinigungskopf zunächst über einem Filterelement platziert und dann von oben in diese eingeführt wird. Fährt der Reinigungskopf in das Filterelement ein, so kann er zum Beispiel mittels eines Sensors, der am Reinigungskopf oder in der Filteranlage vorhanden ist, gestartet werden. Der Rotationskopf wird dann aktiviert, das heißt, dass die Segmente des oder der vom Rotationskopf umfassten Spreizmodule aus einer Ruheposition in eine Spreizposition bewegt werden. Der gleiche Sensor kann auch das Abschalten des Reinigungskopfes am Ende des Reinigungsprozesses bewirken.
Die Segmente sind am Reinigungskopf bevorzugt so platziert, dass sie durch eine gemeinsame Achse aktiviert werden können. Dazu kann die Achse im Bereich des Eingriffs in die Segmente Drehpunkte aufweisen, die alleine oder im Zusammenwirken mit entsprechenden Gegendrehpunkten an den der Achse zugewandten Seiten der Segmente, die Aktivierung der Segmente bewirkt. Der Versatz der Segmente in die Umfangsrichtung des Reinigungskopfs führt zu der bereits beschriebenen ab- bzw. aufsteigenden Bewegung des Reinigungskopfes entlang der Längsachse des Filterelements, die das Filterelement in Schwingungen versetzt und walkt, so dass eine effektive und schonende Reinigung des Filterelements erfolgt. Das Verfahren kann weiterhin beinhalten, dass zusammen mit dem Reinigungskopf ein Rüttler durch das Filterelement geführt wird, der zusätzlich durch seine Rüttelbewegungen die Filterelemente reinigt. Der Rüttler weist dabei bevorzugt einen eigenen Antrieb auf und die Rüttelsequenz kann vor dem Beginn der Reinigung ein- und/oder während der Reinigung zum Beispiel über eine Steuerung für den Reinigungskopf verstellt werden.
Weitere Sensoren in der Filteranlage können den Reinigungseffekt an Außenseiten der Filterelementen überwachen und abhängig davon Signale erzeugen, die an eine Steuerung weitergeleitet werden. Bei unzulänglicher Reinigung kann über die Steuerung dann die Vorwärtsgeschwindigkeit des Reinigungskopfes geregelt, zum Beispiel reduziert werden. Umgekehrt kann bei einer schwachen Verschmutzung die Vorwärtsgeschwindigkeit erhöht werden. Das heißt, mittels der Signale des Sensors oder der Sensoren in der Filteranlage kann die Geschwindigkeit stets überwacht und optimiert werden, was zu einer Kosten- und Zeitersparnis führt.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines Reinigungskopfes anhand von Figuren näher erläutert. Erfindungswesentliche Merkmale, die für den Fachmann als solche erkennbar sind und nur in den Figuren offenbart werden, gehören einzeln oder in Kombination zum Umfang der Anmeldung. Durch die Figuren wird der Umfang der Erfindung, der durch die Zusammenschau der Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren festgelegt wird, nicht eingeschränkt.
Die Figuren zeigen im Einzelnen:
1: Seitenansicht eines Reinigungskopfes
2: Sicht auf ein Spreizmodul mit drei Segmenten, Ruheposition
3: Sicht auf ein Spreizmodul mit drei Segmenten, Spreizposition
4: Exzenterwell zum Auslenken der Segmente, Drall rechts
5: In Antriebmotor integrierte Rütteleinheit
In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Reinigungskopfes 1 in einer Seitenansicht gezeigt. Der dargestellte Reinigungskopf 1 ist im Wesentlichen ein zylindrischer Körper mit einer Spitze 2, die so geformt ist, dass sie leicht in einen Filterschlauch oder eine Filtertasche eingeführt werden kann und den Reinigungskopf 1 in dem Filterschlauch bzw. der Filtertasche zentriert.
Der Reinigungskopf weist weiterhin drei Spreizmodule 3, 4, 5 auf, die durch Reinigungskopfkörpermodule 6 voneinander getrennt sind, und einen Antrieb 7, der die drei Spreizmodule 3, 4, 5 aus einer Ruheposition, in der sie sich gerade befinden, in eine Spreizposition bewegen kann. Die Spitze 2 und der Antrieb 7, zum Beispiel ein Elektromotor, sind im Ausführungsbeispiel ebenfalls durch jeweils einen Reinigungskopfkörpermodul 6 vom nächstliegenden Spreizmodul 3, 4, 5 getrennt.
Jedes Spreizmodul 3, 4, 5 weist ein Spreizelement 3a, 4a, 5a auf, jedes von ihnen ist im Ausführungsbeispiel zwischen zwei Führungsscheiben 8 gelagert. Die Führungsscheiben 8 können dabei aus einem Material bestehen, dass ein möglichst widerstandsloses Verschieben der Spreizelemente 3a, 4a, 5a ermöglicht. Gleichzeitig können die Führungsscheiben 8 verhindern, dass sich Staub auf den Gleitflächen der Spreizelemente 3a, 4a, 5a ablagert, wodurch die Spreizmodule 3, 4, 5 beschädigt werden können.
Der Reinigungskopfkörper des Reinigungskopfes 1 kann aus Reinigungskopfkörperabschnitten oder -modulen 6 zusammensetzbar sein oder er kann als einstückiger Körper ausgebildet sein, mit dem die Spreizmodule 3, 4, 5 verbunden oder an den sie angebaut werden können. Um dennoch den modularen Charakter des Reinigungskopfes 1 zu erhalten, kann der Reinigungskopfkörper beispielsweise von der axialen Länge so ausgebildet sein, dass er zwei Spreizmodule 3, 4, 5 aufnehmen kann. Sollen mehr Spreizmodule zum Einsatz kommen, kann der Reinigungskörper durch Module verlängert werden.
In der 2a ist eine Draufsicht auf eines der Spreizelemente 3a, 4a, 5a gezeigt, in einem entspannten Zustand, das heißt vor einer Spreizung zur Reinigung eines Filterelements 9. Die Situation des Spreizelements 3a entspricht der in der 1 gezeigten. Das Spreizelement 3a weist drei Segmente 31, 32, 33 auf, von denen sich jedes über einen Kreisabschnitt von 120° erstreckt.
Die 2b zeigt nochmals das Spreizmodul 3 des Ausführungsbeispiels der 1, eingebettet zwischen zwei Führungsscheiben 8, die dem Spreizmodul 3 als Führung und Lager dienen. Angedeutet ist ein Filterelement 9 mit einem Durchmesser, der nur geringfügig größer ist, als der Durchmesser des Spreizmoduls 3. Im Ausführungsbeispiel weisen das Spreizelement 3a und die Führungsscheiben 8 einen identischen Außendurchmesser auf. Obwohl dies bevorzugt ist, können sich die Außendurchmesser des Spreizelements 3a und der Führungsscheiben 8 unterscheiden. Auch die beiden Führungsscheiben 8, die zusammen mit dem Spreizelement 3a das Spreizmodul 3 bilden, müssen keine identischen Durchmesser aufweisen.
In der 3 ist ein Spreizelement 3a der 2 in einer Draufsicht gezeigt, jetzt in einer Spreizposition, in der alle drei Segmente 31, 32, 33 aus der Ruheposition, in der sie deckungsgleich mit der Führungsscheibe 8 waren, in die Spreizposition bewegt wurden und jetzt das Filterelement 9 verformen. Dadurch kann am Filterelement angesammelter und eventuell angebackener Staub von der Filterelementaußenwand gelöst werden. Die weiteren Spreizelemente 4a und 5a können identisch mit dem Spreizelement 3a sein, aber zueinander in Kreisrichtung bei drei übereinander angeordneten Spreizelementen 3a, 4a, 5a zum Beispiel um 30° versetzt angeordnet sein. Dadurch erzeugen die nacheinander in die Spreizposition bewegten Spreizelemente 3, 4, 5 eine schraubende Bewegung, die das Filterelement 9 nicht nur in oszillierende Schwingungen versetzt, sondern gleichzeitig durchwalkt. Dies steigert die Reinigungswirkung und kann daher den zeitlichen Abstand zwischen zwei Reinigungen verlängern.
Im Ausführungsbeispiel ist die Führungsscheibe 8 als geschlossene Ringscheibe dargestellt. Es kann aber bei einem modularen Aufbau auch vorteilhaft sein, wenn die Führungsscheibe 8 aus zwei oder mehr Teilen besteht, die erst beim Anbau an den Reinigungskopfkörper zusammengefügt werden. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass die Teile der Führungsscheibe 8 durch Gelenke, beispielsweise Schwenkgelenke, miteinander verbunden sind.
Die 4 zeigt eine Schnittansicht durch eine Achse 10 zum Auslenken der nicht gezeigten Spreizelemente 31, 32, 33. Die Achse 10 weist drei angeformte Drehpunkte 11, 12, 13 auf, die am Kreisumfang der Achse 10 in einem Abstand von 120° angeordnet sind. Mit den Drehpunkten 11, 12, 13 kann jedes der Spreizelemente 31, 32, 33 synchron mit den anderen aus der Ruheposition in die Spreizposition bewegt werden. Dabei können die Spreizelemente 31, 32, 33 durch ein bzw. je ein Federelement in die Ruheposition vorgespannt sein. Das/die Federelemente ist/sind mit dem Spreizelement oder den Spreizelementen 31, 32, 33 verbunden und kann bzw. können mit der Achse 10 und/oder dem Reinigungskopfkörper und/oder einer oder beiden Führungsscheiben 8 verbunden sein, so dass die Bewegung in die Spreizposition die Feder/n spannt und die sich entspannende/n Feder/n das Spreizelement in die Ruheposition zurückholt/en. Alternativ können die Spreizelemente 31, 32, 33 auch mittels eines Elektromagneten, eines hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Antriebs aus der Spreizposition zurück in die Ruheposition bewegt werden, wenn der Reinigungsprozess abgeschlossen ist.
Weist der Reinigungskopf 1 in Längsrichtung mehrere Spreizmodule 3, 4, 5 auf, so kann die zur 3 beschriebene schraubende Bewegung auch dadurch erzeugt werden, dass bei identischen Spreizmodulen 3, 4, 5, die in Umfangsrichtung des Reinigungskopfes 1 keinen Versatz aufweisen, alle Spreizmodule 3, 4, 5 von der gemeinsamen Achse 10 angetrieben werden, auf der die das jeweilige Spreizmodul bewegenden Drehpunkte 11, 12, 13 auf der Achse 10 in Umfangsrichtung zueinander versetzt, beispielsweise um 30 Grad versetzt, angebracht sind.
Die 5 zeigt schließlich den Antrieb 7 des Reinigungskopfes 1 mit einem an- oder eingebauten Rüttler 14. Der Antrieb 7 kann alleine dazu dienen, die Spreizmodule 3, 4, 5 zu bewegen oder kann ein Antrieb 7 sein, der zusätzlich auch den Rüttler 14 antreibt. Die Antriebe für die Spreizmodule 3, 4, 5 und zum Antrieb des Rüttlers können aber auch getrennte Antriebe sein. Handelt es sich um getrennte Antriebe, so kann der Rüttler 14 in dem Reinigungskopfkörper eingebaut sein, alternativ kann der Rüttler 14 auch ein eigenes Modul sein, dass wahlweise an den Reinigungskopf angebaut werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Reinigungskopf
2: Reinigungskopfspitze
3: Spreizmodul
4: Spreizmodul
5: Spreizmodul
6: Reinigungskopfkörperabschnitt
7: Antrieb
8: Führungsscheibe
9: Filterelement
10: Achse
11: Drehpunkt
12: Drehpunkt
13: Drehpunkt
14: Rüttler
3a: Spreizelement
4a: Spreizelement
5a: Spreizelement
31: Segment
32: Segment
33: Segment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2915958 B1 [0002]
DE 9306774 U1 [0002]
EP 1543872 B1 [0002]

Claims

Reinigungskopf zum Reinigen von in einem Filter eingebauten Filterelementen, zum Beispiel Filterschläuchen oder Filtertaschen, der a) zur Reinigung eines Filterelements (9) in das Filterelement (9) einführbar und parallel zu einer Längsachse des Filterelements (9) bewegbar ist, b) wobei der Reinigungskopf (1) einen Reinigungskopfkörper, c) wenigstens ein Spreizmodul (3, 4, 5) und d) eine Spreizvorrichtung zum Spreizen des wenigstens einen Spreizmoduls (3, 4, 5) aufweist.
Reinigungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizmodul (3, 4, 5) bzw. jedes der Spreizmodule (3, 4, 5) aus wenigstens zwei Segmenten (31, 32, 33) besteht, die mittels der Spreizvorrichtung aus einer Ruheposition in eine Spreizposition bewegbar sind.
Reinigungskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (31, 32, 33) eines zweiten Spreizmoduls (3, 4, 5) gesehen in eine Umfangsrichtung quer zur Längsachse des Reinigungskopfes (1) versetzt zu den Segmenten (31, 32, 33) eines ersten Spreizmoduls (3, 4, 5) angeordnet sind.
Reinigungskopf nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizmodule (3, 4, 5) in Richtung der Längsachse der Filterelemente (9) hintereinander angeordnet sind.
Reinigungskopf nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungskopf (1) modular aufgebaut ist und die Spreizmodule (3, 4, 5) zusammen mit Reinigungskopfkörpermodulen (6) den Reinigungskopf (1) bilden.
Reinigungskopf nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Spreizmodulen (3, 4, 5) und/oder vor dem ersten Spreizmodul (3, 4, 5) und/oder nach dem letzten Spreizmodul (3, 4, 5) jeweils ein Reinigungskopfkörpermodul (6) liegt.
Reinigungskopf nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenwand der Spreizmodule (3, 4, 5) in einer aktiven Spreizposition wenigstens teilweise um ein Spreizmaß über die Außenwand des Reinigungskopfkörpers vorstehen.
Reinigungskopf nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des Spreizmaßes der Spreizmodule (3, 4, 5) einstellbar ist.
Reinigungskopf nach einem der zwei vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Segmente (31, 32, 33) des Spreizmoduls (3, 4, 5) gleichzeitig oder in Längsrichtung des Reinigungskopfes (1) gesehen nacheinander aus einer Ruheposition in die Spreizposition bewegbar sind.
Reinigungskopf nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungskopf (1) zusätzlich wenigstens einen Rüttler (14) aufweist, wobei der Rüttler (14) in den Reinigungskopfkörper bzw. ein Modul des Reinigungskopfkörpers integriert oder als zusätzliches Modul an den Reinigungskopf (1) anbaubar ist.
Reinigungskopf nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungskopf (1) einen Antrieb (7) aufweist, mit dem eine exzentrische Welle (10) angetrieben wird, die die Segmente (31, 32, 33) aus der Ruheposition in die Spreizposition bewegt.
Filteranlage mit einem Reinigungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem Filtergehäuse, in dem mehrere Filterelemente (9) angeordnet und befestigt sind, wobei die Filterelemente (9) wenigstens eine Öffnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungskopf (1) zur Reinigung des Filterelements (9) durch die Öffnung in das Filterelement (1) einführbar ist.
Filteranlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungskopf (1) oberhalb der Öffnungen an einer Schiene oder einem Schienengitter verfahrbar ist, so dass er genau über einem zu reinigenden Filterelement (9) platziert werden kann.
Filteranlage nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranlage mehrere Reinigungsköpfe (1) aufweist, die einzeln, in Gruppen oder gemeinsam zum Reinigen eines einzelnen oder mehrerer Filterelemente (9) in eine Reinigungsposition fahrbar und zum Reinigen in die Filterelemente (9) absenkbar ist bzw. sind.
Filteranlage nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsköpf (9) in eine Wechselposition neben der Filteranlage fahrbar sind, in der sie bei laufender Anlage gewechselt, gewartet oder repariert werden können
Filteranlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Reinigungskopf (1) beim Absenken durch die in Umfangsrichtung entlang der Längsachse versetzt angeordneten Segmente (31, 32, 33) in das Filterelement (9) in eine erste Richtung schraubt und zum Herausfahren aus dem Filterelement (9) in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Filteranlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranlage eine Steuerung aufweist, zum Beispiel eine Zentralsteuerung, über die wenigstens die Reinigungsposition des Reinigungskopfes (1) in der Filteranlage und/oder das Spreizmaß der Segmente (31, 32, 33) vorgebbar ist.