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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit wenigstens einem Filterschlauch zwischen einer Rohgasseite und eine Reingasseite, wobei jeder Filterschlauch einen Schlauchkörper mit einer Längsachse und einem ersten Ende mit einer Schlauchöffnung aufweist, und mit einer Reinigungseinrichtung zum Reinigen des Filterschlauchs, die eine Mehrzahl von Düsen aufweist, deren Betätigung die Reinigungseinrichtung in Drehung versetzt, wobei die Reinigungseinrichtung während einer Betätigung der Düsen in Längsrichtung jedes Filterschlauchs bewegbar ist.
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Filterschläuche mit einem geschlossenen Ende und einem offenen Ende sind in der Industrie vorgesehen, um verunreinigte Luft vor dem Austritt aus einer Räumlichkeit zu filtern. In der Räumlichkeit befindet sich die verunreinigte Luft auf der sogenannten Rohgasseite und die saubere Luft befindet sich auf der sogenannten Reingasseite. In der Regel hängen mehrere Filterschläuche von einem horizontal ausgerichteten Boden senkrecht nach unten und sind mit den Schlauchöffnungen, also ihrer offenen Seite, in einer entsprechenden Öffnung eingespannt. Ein solcher Boden wird auch als Kopfplatte bezeichnet. Alternativ zu dieser vertikalen, hängenden Anordnung gibt es auch eine horizontalen Anordnung von Filterschläuchen, die in dieser Anordnung denselben Zweck erfüllen.
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Filterschläuche bestehen in der Regel aus einem textilen Material, das flexibel ist. Die Luft strömt von außen durch das Filtermaterial in das Innere des Filterschlauchs und durch die Schlauchöffnung und die Öffnung in der Kopfplatte nach draußen. Dabei setzen sich auf der Außenseite des Schlauchkörpers Verunreinigungen ab. Im Laufe der Zeit ist es erforderlich, die an der Außenseite anhaftenden Verunreinigungen vom Schlauchkörper zu entfernen. Zu diesem Zweck können die Schlauchkörper aus Einspannung in der Kopfplatte gelöst und entnommen werden. Sie werden dann in einer gesonderten Einrichtung gereinigt. Solche gesonderten Reinigungsvorrichtungen können sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Ein Beispiel ist eine Waschanlage zum Waschen verunreinigter Schlauchkörper.
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Weniger aufwändig, und daher bevorzugt, kann die Reinigung aber auch ohne eine vorherige Entnahme des Schlauchkörpers aus seiner Betriebsposition erfolgen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine solche Online-Reinigung.
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Bei der Reinigung von Filtern kommt es ganz allgemein darauf an, ein möglichst optimales Reinigungsergebnis zu erzielen. Dies gilt immer, ist aber bei der Online-Reinigung von besonderer Bedeutung, da eine Kontrolle des Reinigungsergebnisses nur indirekt möglich ist, zum Beispiel über Druckmessungen. Ein Ausbau und eine damit verbundene optische Kontrolle entfallen regelmäßig.
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Aus
DE 195 05 146 A1 ist sind ein Verfahren zum Reinigen von in einem Schlauchfilter angeordneten Filterschläuchen und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung bekannt. In einer Kopfplatte zwischen einer Rohgasseite und einer Reingasseite sind Filterschläuche eingespannt. Jeder Filterschlauch weist einen Schlauchkörper mit einer Längsachse und einem ersten Ende mit einer Schlauchöffnung auf, der in einer Öffnung einer Kopfplatte eingespannt ist. Zudem weist diese Vorrichtung eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen des Filterschlauchs auf, die eine Düse zur Abgabe eines Druckfluids umfasst und während der Betätigung der Düse in Längsrichtung jedes Filterschlauchs auf der Längsachse über die gesamte Länge des Schlauchkörpers bewegbar angeordnet ist.
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Ein Nachteil dieser Filtervorrichtung besteht darin, dass nur eine Düse vorgesehen ist, die im Wesentlichen axial nach unten ausgerichtet ist. Mit pulsierenden Druckstößen sollen Filterverunreinigungen an der Außenwand stoßweise abgeklopft werden. Für die Qualität der Reinigung wird es darauf ankommen, wie schnell die Reinigungseinrichtung in dem Schlauchkörper hin und her bewegt wird und wie häufig dabei ein Stoß auf den Schlauchkörper ausgeübt wird. Durch eine Folge einzelner mechanischer Stöße in Richtung einer Längsachse nach unten wird im Schlauchkörper eines Filterschlauchs keine Druckwelle erzeugt. Es gibt zum Zeitpunkt eines Stoßes nur am Boden des Filterschlauchs eine Kraftkomponente in Bewegungsrichtung, die sich aber mangels Masse dort nicht in Bewegungsrichtung fortsetzen kann. Aufgrund einer gewissen Nachgiebigkeit des Schlauchmaterials kann allenfalls eine rückwärts gerichtete Druckwelle erzeugt werden, diese aber auch nur dann, wenn sich die düse in unmittelbarer Nähe zum Filterboden befindet.
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Sollte es bei dem Verfahren der Vorrichtung aus
DE 195 05 146 A1 auch eine radiale Kraftkomponente geben, so führt diese an der Auftreffstelle des Schlauchkörpers nur zu einer Wölbung desselben. Der nächste Stoß erfolgt dann etwas oberhalb oder unterhalb, je nach Bewegungsrichtung, und führt zur nächsten Auswölbung. Die Verunreinigungen werden von der Außenseite des Schlauchkörpers abgeklopft. Mit einem solchen bekannten Reinigungssystem ist nicht gewährleistet, dass die Klopfstellen so eng nebeneinander liegen, dass alle Verunreinigungen abgeklopft werden. Der Reinigungseffekt hängt sehr stark von der Geschwindigkeit der Düse in Längsrichtung und von der Frequenz der Druckstöße ab.
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Aus
GB 1 184 784 A ist eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen eines Filtersiebes, also eines „harten” Filterelements, bekannt. Die Abreinigung erfolgt durch Abspülen der Innenflächen des Filtersiebes mittels einer rotierenden Düseneinrichtung. Die Düseneinrichtung gibt einen Wasserstrahl zur Reinigung des Filtersiebes ab.
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Eine ähnliche Filtervorrichtung ist aus
DE 39 20 097 A1 zur Reinigung von Filterpatronen bekannt. Solche Filterpatronen sind aus einem plissierten Filtermaterial gefertigt, d. h., steif gemacht und gefaltet. Das Reinigungsgas trifft innen auf das Filtermaterial und schlägt Verunreinigungen davon mechanisch ab.
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Für eine solche Reinigung sind Reinigungsverfahren, wie z. B. aus
GB 1,184,784 , bekannt. Ein solches Verfahren des Standes der Technik besteht dann, oberhalb eines Filterschlauchs eine Düse anzuordnen, durch die ein sogenannter „Jetpuls” schräg zu einer Längsachse in den Filterschlauch geleitet wird, so dass sich der Schlauchkörper in eine Wellenbewegung oder Vibration versetzt. Damit soll der Filterkuchen vom Schlauchkörper abgeschüttelt werden. Ein solcher Jetpuls erfolgt unkontrolliert, so dass die Reinigung nicht an allen Schlauchteilen zufriedenstellend erfolgt.
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Eine weitere Möglichkeit des Standes der Technik besteht darin, eine Düsenlanze in den Schlauchkörper einzuführen. Mit einer solchen Düsenlanze werden Schlauchkörper regelmäßig verletzt, z. B. zerschnitten, so dass aufwändige Arbeitsgänge erforderlich sind, um dien Filterschlauch durch einen neuen zu ersetzen. Das gleiche Problem tritt auch bei Verwendung einer Düseneinrichtung aus
GB 1,184,784 auf, die zur Abreinigung relativ langer Filterschläuche eine Reihe von Düsen entlang einer Achse der Düseneinrichtung aufweist, um die Länge des Filterschlauches in mehrere gleichzeitig oder getrennt zu reinigende Längsabschnitte zu untereilen und bei einer Bewegung das empfindliche Filtermaterial leicht beschädigen kann.
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Aus der
US-A-5,182,832 ist eine Reinigungseinrichtung für einen Papier-Luftfilter in einem Verbrennungsmotor bekannt, bei der eine Düseneinrichtung zentral in dem ringförmigen Luftfilter angeordnet wird und Druckluft radial nach außen auf das Filterpapier abgibt. Ein solcher Luftfilter ist kreisrund und weist eine Vielzahl von radial zur Mittelachse ausgerichteten Filtertaschen auf. Ein aus den radialen Reinigungsdüsen austretendes Druckfluid kann in radialer Richtung genau in eine der Vielzahl von Filtertaschen treffen und alle Filtertaschen erreichen, wenn der Düsenkopf gedreht wird. Zu diesem Zweck sind in dem Düsenkopf Antriebsdüsen tangential ausgebildet, die eine Drehung des Düsenkopfes und somit der Reinigungsdüsen bewirken. Die Antriebsdüsen tragen selbst nichts zur Reinigung des Papier-Luftfilters bei.
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Aus
DE 44 23 439 A1 ist eine pneumatisch arbeitende Vorrichtung zur Reinigung eines hohlzylindrischen Luftfilters bekannt. Bei dieser Reinigungsvorrichtung soll eine Düse mithilfe eines Elektromotors entlang einer Gewindestange bewegt werden, die auf der Längsachse des Filters angeordnet ist. Bei dem Filter handelt es sich um einen hohlzylinderförmigen Luftfilter, der in einer Halterung sitzt.
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Alle vorher genannten Verfahren für Filterschläuche sind unbefriedigend, da sie entweder nicht sorgfältig genug arbeiten, kostenintensiv oder technisch aufwändig sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einwandfreie Abreinigung der sich auf einem Filterschlauch absetzenden Filterdeckschicht gewähreistet.
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Die Aufgabe wir dadurch gelöst, dass die Reinigungseinrichtung während der Betätigung der Düsen eine Druckwelle in dem Schlauchkörper erzeugt, die sich von der Schlauchöffnung zu einem freien Ende des Schlauchkörpers fortsetzt.
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Mit der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist eine zuverlässige Reinigung eines Filterschlauchs gewährleistet. Die Reinigungseinrichtung kann z. B. die Form eines Düsenkopfes aufweisen, der in einem Filterschlauch oder nehmen einem Filterschlauch, parallel zu diesem, bewegt wird. Durch die Abgabe eines Druckfluids an einer in Längsrichtung bestimmten Position wird jeder Bereich des Schlauchkörpers sicher erreicht und eine mechanische Verletzung des Schlauchköpers vermieden.
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Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 9. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht im Längsschnitt einer Filtervorrichtung mit einer in einem Filterschlauch geführten Reinigungseinrichtung;
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2 eine Draufsicht auf eine Gruppe von Filterschläuchen mit mehreren Reinigungseinrichtungen.
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3 eine schematische Darstellung eines Düsenkopfes mit Aufnahmen zur variablen Anordnung von Düsen gemäße vorliegenden Erfindung;
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4a schematische Seitenansicht einer ersten Version einer variablen Düse;
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4b schematische Draufsicht auf die variable Düse auf 4a mit einem Rundloch als Düsenöffnung;
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5a schematische Seitenansicht einer zweiten Version einer variablen Düse;
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5b schematische Draufsicht auf die variable Düse aus 5a mit einem Rundloch als Düsenöffnung;
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6a schematische Seitenansicht einer zweiten Version einer variablen Düse;
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6b schematische Draufsicht auf die variable Düse aus 6a mit einem Langloch als Düsenöffnung;
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7 schematische Seitenansicht des Düsenkopfes mit einer Gitterblende für Membranverbundfilter.
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In 1 ist schematisch im Längsschnitt eine Filtervorrichtung 1 dargestellt. Die Filtervorrichtung 1 umfasst eine Filterschlauch, der mit seinem Schlauchkörper 3.1 bzw. Schlauchmantel in einer Öffnung 5 einer Kopfplatte 7 eingespannt ist. Durch diese Festlegung ergibt sich eine Schlauchöffnung 3.2 über im wesentlichen den gesamten Querschnitt des aufgespannten Schlauchkörpers 3.1. In 1 befindet sich oberhalb der Kopfplatte 7 eine sogenannte Reingasseite 9, und unterhalb der Kopfplatte 7 befindet sich die sogenannte Rohgasseite 11.
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Durch die Schlauchöffnung 3.2 hängt schwebend eine Reinigungseinrichtung 13 in den Schlauchkörper 3.1 hinein. In anderen Ausführungsformen kann die Reinigungseinrichtung 13 auch von der Rohgasseite aus bzw. von unten eingeführt sein. Die Reinigungseinrichtung 13 umfasst im wesentlichen eine stangenförmige Halterung 13.1 und an einem in den Schlauchkörper 3.1 ragenden freien Ende eine Düsenkopf 13.2. Auf dem Düsenkopf 13.2 befindet sich eine Mehrzahl von Düsen 13.3, die in Bezug zum Düsenkopf 13.2 tangential angeordnet sind und den Düsenkopf 13.2 an dem stangenförmigen Element 13.1 oder aber den Düsenkopf 13.2 zusammen mit dem stangenförmigen Element 13.1 in Drehung versetzen, wenn ein Druckfluid aus den Düsen 13.3 abgegeben wird. Die Drehrichtung ist mit einem Pfeil schematisch dargestellt.
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In weiteren Ausführungsformen ist der Düsenkopf 13.2 in Düsenringe (nicht dargestellt) untereilt, wobei die tangentiale Ausrichtung der Düsen 13.3 auf benachbarten Düsenringen entgegengesetzt oder gleichgerichtet ist. Bei Austritt eines Druckfluids aus den Düsen 13.3 werden dadurch die jeweiligen Düsenringen in entgegengesetzte Richtungen gedreht.
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In der 1 dargestellten Situation tritt ein gasförmiges Druckfluid, z. B. Druckluft, aus den Düsen 13.3 aus. Durch den Austritt von Druckluft aus den Düsen 13.3 wird auf die Innenwand des Schlauchkörpers 3.1 ein Druck ausgeübt, der den Schlauchkörper 3.1 nach außen gewölbt. Die Reinigungseinrichtung 13 hat eine Längssachse, die in etwa mit einer Längsachse des gespannten Schlauchkörpers 3.1 zusammen fällt oder parallel zu dieser verläuft. Die Reinigungseinrichtung 13 ist auf dieser Längsachse über die gesamte Länge des Schlauchkörpers 3.1 bewegbar angeordnet, so dass diese hin und her bewegt werden kann. Wenn das Druckfluid bzw. die Druckluft aus den Düsen 13.3 austritt. Während sich die Reinigungseinrichtung 13 in Längsrichtung bewegt, wird in dem Schlauchkörper 3.1 eine kontrollierte Druckwelle erzeugt, die sich entsprechend von oben, das heißt, von der Einspannung des Schlauchkörpers an der Kopfplatte 7, nach unten, das heißt, zum freien Ende des Filterschlauchs 3 hin, fortsetzt. In Abhängigkeit von der Anzahl von Düsen 13.3 in einer horizontalen Ebene setzen sich gleichzeitig Wellenbewegungen konzentrisch im Umfangbereich des durch die Druckluft beaufschlagten Schlauchkörpers 3.1 fort.
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In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Drehung des Düsenkopfes 13.2 bzw. der Düsenringe (nicht dargestellt) und in Abhängigkeit von der Anzahl der Düsen 13.3 wird die Wellenbewegung zu einer kontrollierten Vibration, mit welcher ein auf der Außenseite des Schlauchkörpers 3.1 anhaftenden Filtergut abgeschüttelt werden kann.
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Auf der Reingasseite 9 ist über der Schlauchöffnung 3.2 optimal eine Glocke 15 ausgebildet, die einen Anschluss 15.1 zum Absaugen von Innenstaub aufweist. Die Reinigungsvorrichtung 13 kann auch mit einem flüssigen Druckfluid betrieben werden. Bei dieser Betriebsweise wir die Reinigungseinrichtung nicht in einem Schlauchkörper 3.1 angeordnet und in Längsrichtung bewegt, sondern neben einem Schlauchkörper 3.1. In 2 ist eine Draufsicht von einer Gruppe von Filterschläuchen 3 mit Schlauchkörpern 3.1 dargestellt. Es können einer solchen Gruppe von Filterschläuchen 3 auch einzelne Filterschläuche entnommen werden und durch jeweils eine Reinigungseinrichtung ersetzt werden. In praktischer Weise werden zentrale Filterschläuche 3 entnommen, so dass die stattdessen eingesetzten Reinigungseinrichtungen 13 von verbleibenden Filterschläuchen 3 umgeben sind. Die Reinigungseinrichtungen 13 werden dann in der vorbeschriebenen Art und Weise in Längsrichtung bewegt und mit einem flüssigen oder gasförmigen Druckfluid getrieben, derart, dass sich der Düsenkopf 13.2 in Drehung versetzt. Auch bei dieser Anwendung können in anderen Ausführungsformen Düsenringe mit entgegengesetzter oder gleicher Drehrichtung mit gleicher oder unterschiedlicher Drehzahl verwendet werden. In dieser Weise können die umliegenden Schlauchkörper 3.1 mit dem flüssigen Druckfluid gewaschen werden.
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In 3 ist eine schematische Darstellung eines Düsenkopfes mit Aufnahmen 13.4 zur variablen Anordnung der Düsen 13.3 dargestellt. Die Düsen 13.3 weisen ein Außengewinde 13.7 auf, mit welchem diese in einem Innengewinde 13.6 der Aufnahmen 13.4 festlegbar sind.
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In 4a ist schematisch eine Seitenansicht einer ersten Version einer variablen Düse 13.3 dargestellt. In 4b ist schematisch eine Draufsicht auf die variable Düse aus 4a mit einem Rundloch als Düsenöffnung 13.5 dargestellt.
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In 5a ist schematisch eine Seitenansicht einer zweiten Version einer variablen Düse 13.3 dargestellt. 5b ist eine schematische Draufsicht auf die variable Düse 13.3 aus 5a mit einem Langloch als Düsenöffnung 13.5 dargestellt.
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In 6a ist schematisch eine Seitenansicht einer zweiten Version einer variablen Düse 13.3 dargestellt. In 6b ist schematisch eine Draufsicht auf die variable Düse 13.3 aus 6a mit einem Dorn als Düsenöffnung 13.5 dargestellt.
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In 7 ist schematisch eine Seitenansicht des Düsenkopfes 13.2 mit einer Gitterblende 13.9 für Membranverbundfilter dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19505146 A1 [0006, 0008]
- GB 1184784 A [0009]
- DE 3920097 A1 [0010]
- GB 1184784 [0011, 0012]
- US 5182832 A [0013]
- DE 4423439 A1 [0014]
