DE2232032A1 - Staubfilter - Google Patents

Description

29. Jurii 1972

KOCKUMS MEKANISKA VERKSTADS AB, 201 10 MALMÖ 1, St. Varvsgatan

224/60 Staubfilter

Die Erfindung betrifft ein Staubfilter zum Abscheiden von Staubteilchen aus staubbeladenem Gas, umfassend ein Filtergehäuse, das in eine Eintrittskammer mit einem Eintritt für staubbeladenes Gas und eine Austrittskammer mit einem Austritt für Reingas unterteilt ist, welche Kammern durch zumindest ein gasdurchlässiges, jedoch für Staubteilchen undurchlässiges Filterelement in Form eines am einen Ende offenen Hohlkörpers getrennt sind, welches vorzugsweise aus einem Filterbeutel besteht, wobei im Filtergehäuse ein Glied zur Abgabe von Schallschwingungen zwecks Reinigung des Filterelements vorgesehen ist, indem auf dem Filterelement angesammelte Staubteilchen sich unter der Einwirkung der Schallschwingungen lösen und auf den Filterboden hinabfallen.

Zur Reinigung von grossen Gasmengen mit hohen Staubkonzentrationen benutzt man üblicherweise einen Staubfiltertyp der aus einem Filtergehäuse besteht, in dem ein oder mehrere, gasdurchlässige, jedoch für Staubteilchen undurchlässige Filterelemente, üblicherweise eine Anzahl Filterbeutel, vorgesehen sind. Das staubbeladene Gas wird durch das Filtergehäuse geleitet und durchläuft dabei die Filterbeutel, wobei sich die Staubteilchen an diesen absetzen. Um die Betriebsfähigkeit des Filters nicht zu gefährden, müssen die sich auf den Filterbeuteln angesammelten Staubteilchen entfernt werden, entweder kontinuierlich während des Betriebes oder durch periodisch vorgenommene Reinigung. Für die Reinigung der Filterbeutel von Staub sind verschiedene Verfahren benutzt worden.

Somit ist es bekannt, die Filterbeutel mechanischen

, Schwingungen auszusetzen, so dass die Staubteilchen losgeraten und

! in einen Fangraum im Boden des Filtergehäuses hinabfallen. Dieses

} Verfahren setzt eine die Filterkonstruktion komplizierende

'·. mechanische Rüttelvorrichtung voraus, und die Filterbeutel werden

; durch das Rütteln mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, die

) ihre Lebensdauer reduzieren. Ausserdem hat es sich als schwierig

f erwiesen, mit Hilfe von mechanischen Schwingungen eine hinreichend

■ wirksame Reinigung zustandezubringen.

j Bei einem anderen, bekannten Reinigungsverfahren werden

j 209883/0780 _ÖWG1NW.

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die Filterbeutel mit Hilfe von Druckluft reingeblasen. Auch bei diesem Verfahren hat es sich jedoch als schwierig erwiesen, ein befriedigendes Reinigungsergebnis zu erhalten, und es hat sich gezeigt, dass Filterkonstruktionen, wo die Filterbeutel durch Reinblasen gereinigt werden., verhäl-tnismässig kompliziert werden, da sie besondere Spülluftdüsen verlangen, die längs der Filterbeutel oder über den Beuteln beweglich sind.

Seit einigen Jahren sind auf dem Markt Filterkonstruktionen erhältlich, wo die Reinigung durch Schallschwingungen erfolgt, die von einem im Filtergehäuse vorgesehenen Schallsender erzeugt werden. Obgleich die Reinigung durch Schallschwingungen im Vergleich zu einer durch mechanische Schwingungen oder durch Reinblasen zustandegebrachten Reinigung mehrere Vorteile aufweist, so hat es sich als sehr schwierig erwiesen, den Lärm ausserhalb des Filtergehäuses mit unverminderter Reinigungswirkung auf einen annehmbaren Wert reduzieren zu können.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Filterkonstruktionen derjenigen Art, die zur Reinigung der Filterelemente Schallschwingungen ausnutzt, und bezweckt, ein Staubfilter dieser Art zu schaffen, wo der Lärm ausserhalb des Filtergehäuses auf einen annehmbaren Wert reduziert worden ist, gleichzeitig wie die Reinigungswirkung im Vergleich zu vorbekannten Filtern verbessert wird.

Zu diesem Zweck ist die öffnung des Filterelements mittels eines Verschlusses abschliessbar, und das Glied zur Abgabe der Schal!schwingungen erzeugt diese Schallschwingungen in dem während des Reinigungsvorganges mittels des Verschlusses abgeschlossenen Hohlraum des Filterelements.

Die Erfindung ist nun im Anschluss an einige Ausführungsbeispiele und unter Hinweis auf die Zeichnung im folgenden näher beschrieben.

Auf der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Filter gemäss der Erfindung;

Fig. 2 eine alternative Ausfuhrungsform des in Fig. gezeigten Filters.

Das in Fig. 1 gezeigte Staubfilter besteht aus einem Filtergehäuse 1, welches aus einem Mantel 2, einem Bodenteil 3 und einem Oberteil 4 zusammengesetzt ist. Der Mantel 2, der

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Bodenteil, 3 und der Oberteil 4 können aus demselben Werkstoff, beispielsweise Blech, und- in etwa derselben Stärke gefertigt sein. Dabei werden die Wände des Filtergehäuses auf der Innenseite zweckmässigerweise iait einer Schicht eines schallschluckenden Materials versehen, beispielsweise Mineralwolle. Der Mantel 2 braucht nicht unbedingt aus Blech gefertigt zu sein, sondern man kann für ihn - wie im Ausführungsbeispiel veranschaulicht ist einen aus dem Gesichtspunkt der Isolierung zweckdienlicheren Werkstoff wählen, beispielsweise Beton. Der Bodenteil 3 ist mit dem Mantel fest verbunden und als ein trichterförmiger Fangraum für Staubteilchen ausgebildet und mit einer klappengeregelten Austrittsöffnung 5 versehen·, durch welche im Fangraum aufgesammelte Staubteilchen entfernt werden können. Der Oberteil 4 ist vom Mantel 2 lösbar, um Inspektion und Wartung der Filterbeutel und Reinigungsvorrichtungen zu ermöglichen.

Das Filtergehäuse 1 ist in eine mit einem Eintritt 7 für staubbeladenes Gas versehene Eintrittskammer 6 und eine mit einem Austritt 9 für gereinigtes Gas versehene Austrittskammer 8 unterteilt. Die Kammern 6 und 8 sind durch mindestens ein gasdurchlässiges, jedoch für Staubteilchen undurchlässiges Filterelement in Form eines zur Austrittskammer 8 offenen Kohlkörpers, vorzugsweise eines Filterbeutels, voneinander getrennt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Filterbeutel 12 im Filtergehäuse vorgesehen, wobei jeder Filterbeutel um eine Öffnung 13 in einer im Filtergehäuse 1 vorgesehenen Wand 14 befestigt ist. Um zu.vermeiden, dass die Filterbeutel unter der Einwirkung des Druckunterschieds zwischen Eintrittskammer und Austrittskammer zusammengedrückt werden, ist jeder Filterbeutel mit einer Innenversteifung 15 versehen, beispielsweise in Form einer steifen Drahtspirale.

Oberhalb jedes Filterbeutels 12 ist eine Reinigungsvorrichtung 16 angebracht, umfassend eine mit einem Resonator 11 versehene, pneumatisch angetriebene Membranventilsirene 17, die am unteren Ende eines pneumatisch betätigbaren Balges 18 montiert ist, dessen oberes Ende durch Befestigungsmittel 19 am Mantel 2 fixiert ist. An der Unterseite des Balges 18 oder der Membranventilsirene 17 ist ferner ein Deckel 20 befestigt^ welcher genügend gross ist, um das Verschliessen der öffnung 13 des dazugehörigen Filterbeutels 12 zu ermöglichen. Jede Membranventilsirene 17 steht mit ihrem Eintritt für Treibgas mit dem Inneren des Balges' 18 in Verbindung.

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Das Treibmittel für die Membranventilsirenen 17 wird von einer , , ^ nicht gezeigten Druckgasquelle über eine Zufuhrleitung 21 und Zweigleitungen 22 zum Inneren jedes Balges 18 geleitet. Die Bälge 18 werden durch die Zufuhr von Druckgas aufgeweitet und ändern _: hierdurch ihre Länge, so dass die an den unteren Enden der Bälge , 18 aufgehängten Me;nbranventilsirenen 17 nebst den Deckeln 20 gegen, die Öffnungen 13 der Filterbeutel 12 zur Eintrittskammer 6 ver- - ,, schoben werden und diese Öffnungen verschliessen, wie dies durch. , _; gestrichelte Linien in Fig. 1 veranschaulicht ist. Jeder Balg Iß·,,.,..,.-ist derart bemessen, dass er unter der Einwirkung eines Gasdruckes, unter dem für den Betrieb der Membranventilsirene 17 erforderlichen , Druck die erwähnte Längenveränderung herbeiführt. Die Bälge 18 .,.,_.-können aus Metall, Kunststoff, Gummi od.dgl. ausgeführt sein und. , sind derart steif bemessen, dass jeder Balg in unbelastetem Zustand^ d.h. wenn er keinem Druckgas ausgesetzt ist, die Membranventilsirene^ 17 und den Deckel 20 in einer solchen Lage tragen kann, dass eine freie Gasströmung durch die öffnung 13 des Filterelements 12 zur, ... ■ .„. Austrittskammer möglich ist. Man kann aber auch Bälge benutzen, ,.,.. denen die genannte Steifheit fehlt, falls die Membranventilsirene und der Deckel von Federn oder ähnlichen Mitteln in ihren Lagen gehalten werden.

Im normalen Betrieb wird das staubbeladene Gas durch die Eintrittsöffnung 7 in das Staubfilter hineingesaugt und durchläuft die Filterbeutel 12, an deren Oberfläche sich die Staubteilchen absetzen, während das gereinigte Gas durch die öffnungen 13, die Austrittskammer 8 und weiter durch die Austrittsöffnung 9 hinausläuft. Nach einiger Zeit setzen sich an der Aussenseite der Filterbeutel 12 derart grosse Staubmengen ab, dass die Filterbeutel 12 gereinigt werden müssen, damit eine befriedigende Gasreinigungsleistung aufrechterhalten werden kann. Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform werden sämtliche Filterbeutel auf einmal gereinigt, so dass das verunreinigte Gas während der Reinigung der Filterbeutel 12 durch ein parallel angebrachtes, auf der Zeichnung nicht gezeigtes Filter geleitet werden muss.

Zur Reinigung der Filterbeutel 12 wird den Bälgen 18 durch die Zufuhrleitung 21 und die Zweigleitungen 22 Druckgas .zut geführt, wodurch die Bälge aufgeweitet werden und somit die Membranventilsirenen 17 und die Deckel 20 in eine Lage verschieben, in der die öffnungen 13 verschlossen sind. Die weitere Zufuhr von Druckgas j

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ι führt zu einer Druckerhöhung in den Bälgen 18, was nach Erreichen ; des zum Ingangsetzen der Membranventilsirenen 17 erforderlichen ) Druckes diese Sirenen Schallschwingungen in dem dazugehörigen

Filterbeutel 12 erzeugen lässt, gleichzeitig wie dem Inneren des Filterbeutels Druckgas zugeführt wird. Der Resonator 11 stellt ;■ dabei teils eine in den Filterbeutel einmündende Zufuhrleitung • für Druckgas und teils das die Schallschwingungen im Inneren des

Filterbeutels 12 abgebende Glied dar. Die Zufuhr des schwingenden ;' Druckgases zum Inneren der Filterbeutel baut in den Beuteln einen j üeberdruck auf, was zu einem Gasstrom aus dem Filterbeutel in die ; Eintrittskammer führt, so dass sich die Staubteilchen von der

Aussenseite des Filters lösen und in den Fangraum 3 hinabfallen. ; Da der durch die Filterwände gehende Gasstrom gleichzeitig mit \ einer Schallfrequenz schwingt, erhält man ein weiteres Losreissen I von Staubteilchen von der Aussenseite des Filterbeutels und ein j Schwingen des Beutels. Die hierdurch zustandegebrachte !Combinations-'■ wirkung ermöglicht eine äusserst wirksame Reinigung der Filterbeutel I unter Verwendung eines niedrigeren Schalleffekts als bei der Verwendung j von Schallschwingungen allein erforderlich ist. Da die Schallschwingt ungen im Inneren der mittels der Deckel 20 abgegrenzten Hohlräume \ ■ der Filterbeutel 12 erzeugt werden, wird der Schall beim Passieren < der Filterbeutelwände stark gedämpft, so dass der Lärm ausserhalb ί des Filtergehäuses reduziert wird. Dieser Vorteil wird noch dadurch \ unterstrichen, dass die erhaltene, kombinierte Reinigungswirkung den j Schalleffektbedarf reduziert. Da die hauptsächliche Reinigungswirkung \ der Schallschwingungen bereits auf dem Wege aus dem Inneren der Filterbeutel durch deren Wände ausgenutzt worden ist, kann das Filtergehäuse auf der Innenseite mit einer Schicht eines schallschluckenden Werkstoffs versehen werden, ohne dass diese die Reinigungswirkung der zugeführten Schallenergie nennenswert verringert. Hierdurch wird der Lärm ausserhalb des Filtergehäuses noch weiter herabgesetzt.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Ausfuhrungsform unterscheidet sich von Fig. 1 nur dadurch, dass jeder Balg 18 eine gesonderte Zufuhrleitung 23, 24, 25 für Druckgas besitzt, so dass die Filterbeutel 12 einzeln gereinigt werden können. Hierdurch erreicht man, dass der normale GasreinigungsVorgang weiterlaufen kann, obgleich in etwas reduziertem Umfang, gleichzeitig wie einer der Filterbeutel 12 oder eine Gruppe dieser Beutel von Staubteilchen gereinigt wird.

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In den in Anschluss an die Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen stehen die Filterbeutel durch ihre offenen Enden mit der Austrittskammer in Verbindung. Die Staubteilchen werden sich dabei an der Aussenseite der Filterbeutel absetzen. Der Erfindungsgedanke lässt sich jedoch auch bei Fxlterkonstruktionen von im übrigen ähnlicher Art gebrauchen, wo aber die öffnungen der Filterbeutel mit der Eintrittskammer in Verbindung stehen, so dass sich die Staubteilchen an der Innenseite der Filterbeutel absetzen. Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemässen Schalldämpfung ist, dass die offenen Enden der Filterbeutel abschliessbar sind, und dass das Glied zur Abgabe von Schallschwingungen diese Schwingungen innen in den durch die Verschlüsse abschliessbaren Hohlräumen der Filterbeutel erzeugt.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen AusfUhrungsbeispiele beschränkt, sondern kann in vielerlei Weise im Rahmen des von den Patentansprüchen definierten Erfindungsgedankens abgeändert werden. Somit kann der Schallschwingungserzeuger von einer anderen Art als der hier beschriebenen sein, beispielsweise ein elektrisch betriebener Schallsender, wobei eine gesonderte Zufuhr von Spülgas zum Inneren des Filterbeutels erforderlich ist. Der Deckel kann auf rein mechanischem Wege zwischen offener und geschlossener Lage betätigbar sein, und der Resonator kann derart ausgebildet sein, dass er gleichzeitig als Deckel zum Verschliessen der öffnung des Filterbeutels zur Austrittskammer dient.

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Claims (8)

■ - 7 '- 2 73 20 32 Patentansprüche

1. Staubfilter zum Abscheiden von Staubteilchen aus staubbeladenem Gas, umfassend ein Filtergehäuse, das in eine Eintrittskammer mit einem Eintritt für staubbeladenes Gas und eine Austrittskammer mit einem Austritt für Reingas unterteilt ist, welche Kammern durch zumindest ein gasdurchlässiges, jedoch für Staubteilchen undurchlässiges Filterelement in Form eines am einen Ende offenen Hohlkörpers getrennt sind, welches vorzugsweise aus einem Filterbeutel besteht, wobei im Filtergehäuse ein Glied zur Abgabe von Schallschwingungen zwecks Reinigung des Filterelements vorgesehen ist, indem auf dem Filterelement angesammelte Staubteilchen sich unter der Einwirkung der Schallschwingungen lösen und auf den Filterboden hinabfallen, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Filterelements (10, 20) mittels eines Verschlusses

(20) abschliessbar ist, und dass das Glied zur Abgabe der Schallschwingungen diese Schallschwingungen in dem während des Reinigungsvorganges mittels des Verschlusses abgeschlossenen Hohlraum des Filterelements erzeugt.

2. Staubfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zufuhrleitung zur Abgabe von Spülgas an das Innere des während des Reinigungsvorganges mittels des Verschlusses (20) abgeschlossenen Hohlraumes im Filterelement.

3. Staubfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss einen Deckel (20) umfasst, der nahe der Öffnung (13) des Filterelements vorgesehen und mittels einer Betätigungsvorrichtung (18) der genannten Öffnung gegenüber beweglich ist. ·

4. Staubfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glied (17) zur Abgabe von Schallschwingungen mit dem Deckel (20) eine Einheit bildet, die mittels einer Betätigungsvorrichtung (18) der Öffnung (13) des Filterelements gegenüber beweglich ist.

5. Staubfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (18) ein durch Druckgas · längenveränderliches Glied ist, beispielsweise ein pneumatisch betätigbarer Balg.

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6. Staubfilter nach einen der vorhergehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, dass das Glied zur Abgabe von Scha^lschwingungen eine pneumatisch betriebene Membranventilsirene (17) ist.

7. Staubfilter nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranventilsirene (17) und die druckgasgesteuerte Betätigungsvorrichtung (18) pneumatisch zusammengekoppelt sind, um die Menbranventilsirene (17) mittels des Treibgases für die Betätigungsvorrichtung (18) anzutreiben, wobei die Betätigungsvorrichtung unter der Einwirkung eines den niedrigsten Arbeitsdruck für die Membranventilsirene (17) unterschreitenden Treibgasdruckes längenveränderlich ist.

8. Staubfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranventilsirene (17) am unteren Ende eines pneumatisch betätigbaren Balges angebracht ist, derart, dass die Eintrittsöffnung für die Zufuhr von Treibgas zur Membranventilsirene an das Innere des Balges (18) angeschlossen ist, und dass das obere Ende des Balges (18) durch Befestigungsmittel (19) dem Filtergehäuse

(1) gegenüber fixiert ist, wobei eine Zufuhrleitung (21, 22) für die Zufuhr von Druckgas von einer Druckgasquelle in den Balg (18) einmündet.