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Filtervorrichtung für pneumatische Fördergeräte Die Erfindung bezieht
sich auf eine Filtervorrichtung für pneumatische Fördergeräte zum Fördern von Feststoffen
in Pulver- und Granulatform mit einem Filter, der in einer über einem Abscheider
gelegenen und an diesen angeschlossenen Filterkammer angeordnet ist und mit einer
Einrichtung zur Abreinigung des Filters.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung der
eingangs genannten Art so auszugestalten, daß als Filter handelsübliche Filtereinsätze
aus Papier verwendet werden können, wie sie in großen Stückzahlen bei Automobilen
als Luft- bzw. 1-filter zum Einsatz gelangen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein über eine
Zuführleitung mit Druckluft aufladbarer Druckspeicher mit der Filterkammer an der
Abströmseite des in Form eines Filtereinsatzes vorgesehenen Filters verbunden ist,
daß der Druckspeicher
ein mit einem saugseitigen Absperrventil der
Filterkammer über ein Verbindungselement gekoppeltes Auslaßventil aufweist, daß
.das Verbindungselement zwischen Absperrventil und Auslaßventil durch einen Retätigungszylinder
bewegbar ist und ein Öffnen des Auslaßventils vor dem Absperrventil ermöglicht,
daß in der Zuführleitung des Druckspeichers ein normal offenes Ventil und in einer
Zuführleitung des Betätigungszylinders ein normal geschlossenes 3/2-Wege-Ventil
angeordnet ist, und daß die Ventile zur gleichzeitigen Betätigung miteinander gekoppelt
sind.
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Diese Lösung wurde aufgrund der Überlegung gefunden, daß die ange--saugte
Luftmenge von Ottomotoren im allgemeinen größenordnungsmäßig den Luftmengen entspricht,
die zum Fördern von Feststoffen in Pulver- bzw. Granulatform in Rohrleitungssystemen
benötigt werden, bei welchen die Rohrleitungen Durchmesser von ca. 40 bis 60-mm
haben.Diese Filter werden in großen Serien kostengUnstig aus gefalteten Papierlagen
hergestellt. Wegen der begrenzten Raumverhältnisse in Kraftfahrzeugen sind sie durchweg
so ausgebildet, daß möglichst große Filterflächen auf kleinstem Raum untergebracht
werden. Diese Filtereinsätze sind zwar für große Luftdurchsätze, jedoch nur für
sehr geringe Staubmengen ausgelegt und haben normalerweise beim Einsatz in Motoren
von Automobilen keine Filterabreinigung, so daß beim Einsatz in pneumatischen Förderanlagen
der in Frage stehenden Art eine Einrichtung zur Abreinigung geschaffen werden muß.
Da diese pneumatischen Fördergeräte im allgemeinen mit Unterbrechungen betrieben
werden, genügt eine Abreinigung des Filtereinsatzes vor oder nach jedem Fördervorgang.
Hierbei erwies sich die Anordnung eines Druck~ speichers für Preßluft konzentrisch
zu den üblicherweise ringförmigen Filtereinsätzen als besonders geeignet. Der Druckspeicher
wird dabei zweckmäßig so angeordnet, daß sein Auslaßventil koaxial zum ringförmigen
Filtereinsatz und etwa in der Mitte dessen Höhe zu liegen kommt, so daß beim Öffnen
des Auslaßventils eine etwa symmetrische Beaufschlagung der Innenfläche des Filtereinsatzes
gegeben ist. Das Absperrventil für die Filterkammer ist zweckmäßig
koaxial
zum Auslaßventil des Druckspeicbers angeordnet, und beide Ventile werden gemeinsam
über eine Kolbenstange eines pnazat2xien «Er hydraulischen Betätigungszylinders
betätigt, wobei das Absperrventil verzögert geöffnet wird, damit die schlagartig
aus dem Druckspeicher austretende Luft nicht zum Sauggebläse gelangt. Der Abreinigungseffekt
kommt durch das plötzliche Öffnen des Auslaßventils des Druckspeichers zustande,
weil durch den großen frei werdenden Querschnitt komprimierte Luft schlagartig durch
den Filtereinsatz expandiert. Der dabei entstehende Druckstoß erzeugt in Verbindung
mit der hohen Luftdurchtrittsgeschwindigkeit einen sehr guten Abreinigungseffekt
bei äußerst geringem spezifischen Luftverbrauch pro m2 Filterfläche. Bei dieser
Art der Abreinigung ergibt sich die Schwierigkeit, daß sich der Druckstoß in den
Abscheider und dessen Auslaßöffnung fortpflanzt, so daß dort die Gefahr eines Staubaustrittes
entsteht. Daher wird zweckmäßig zur Verhinderung eines Staubaustrittes ein Behälter
mit veränderlichem Volumen, der vorzugsweise aus einem Gummisack besteht, an der
Verbindungsstelle zwischen Filterkammer und Abscheider angebracht, der während des
Abreinigungsvorganges kurzzeitig die expandierende Luft aufnimmt und dann während
des Fördervorganges für die Aufnahme des nächsten Druckswoßes wieder evakuiert wird.
Zweviackmäßig ihre di Gummisack ringförmig ausgebildet und konzentrisch zur Filterkammer
mit nach unten gerichteter oeffnung angeordnet. Dadurch wird eine Füllung des Gummi'sackes
mit Staubpartikeln und damit eine Verkleinerung des Aufnahmevolumens verhindert.
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Da die Ventile in den Zuführleitungen für Druckluft vorteilhaft als
Magnetventile ausgebildet sind, gewährleistet die parallele Anordnung des stromlos
offenen Magnetventils und des stromlos geschlossenen 3/2-Wege-Magnetventils, die
beide gleichzeitig elektrisch angesteuert werden, eine außerordentliche einfache
Steuerung der Filtervorrichtung.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert, welche ein Ausfühuungsbeispiel der Filtervorrichtung
in der Ruhelage zeigt, wobei die Magnete der Ventile in den Luftzuführleitungen
nicht erregt sind und der Druckspei cher gefüllt wird.
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Die Filtervorrichtung besteht im wesentlichen aus einer über einem
Abscheider 1 angeordneten Filterkammer 2, die koaxial zum Abscheider angeordnet
und von diesem im wesentlichen durch eine Trennwand 4 getrennt ist, die nur einen
ringförmigen Durchlaß zum Durchtritt der von zu förderndem Gut getrennten Luft zur
Außenseite des in der Filterkammer 2 angeordneten Filtereinsatzes 3 ermöglicht.
Der Filtereinsatz 3 besteht aus gefalteten Papierlagen und ist ringförmig ausgebildet,
In einer in den Abscheider 1 ragenden Ausbuchtung der Trennwand 4 ist koaxial zum
Filtereinsatz 3 und unter Bildung eines Ringraumes ein Druckspei cher 5 eingesetzt,
- dessen Auslaßventil 6 mit dem Ventilteller 7 etwa in der Mitte der Höhe des Filtereinsatzes
3-angeordnet ist.
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Die Luftzufuhr zum Druckspeicher erfolgt über eine Zuführleitung 18,
in 64 e «ln Magnetventil 1 eingesetzt ist. Die Betätigung des Auslaßventils 6 erfolgt
über eine Kolbenstange 13, die koaxial zum Filtereinsatz angeordnet ist.
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Ein Absperrventil 8 ist konzentrisch zur Filterkammer 2 angeordnet
und mündet in ein Rohr 14, über dessen seitliche For.tsetzung 14a die Saugseite
eines nicht dargestellten Gebläses angeschlossen ist. Das Absperrventil 8 wird durch
eine innerhalb der Filterkammer 2 fest auf der Kolbenstange 13 befestigte Scheibe
11, eine Druckfeder 10 und einen auf der Kolbenstange längs verschiebbaren Ventilteller
9 gebildet, der durch den Federdruck bei ge-.schlossenem Auslaßventil 6 des Druckspeichers
5 und bei der ersten Öffnungsphase des letzteren durch die Kraft der Druckfeder
10 geschlossen gehalten wird. Das Öffnen des Absperrventils 8 erfolgt erst dann,
wenn ein als Bund dienender Anschlag 12, der
fest auf der Kolbenstange
13 in gewissem Abstand über dem geschlossenen Absperrventil 8 angeordnet ist, so
weit nach unten bewegt ist, daß er am Ventilteller 9 anliegt und diesen bei weiterer
Bewegung der Kolbenstange 13 in die geöffnete Lage bewegt. Die Betätigung der Kolbenstange
13 erfolgt über einen ein fachwirkenden Zylinder 15, dessen Kolben 16 die Kolbenstange
13 zugeordnet ist. Der pneumatische Betätigungszylinder 15 wird über eine Zuführleitung
20, in die ein 3/2-Wege-Magnetventil 21 eingesetzt ist, beaufschlagt. Wenn der Magnet
des 3/2-Wege-Ventils 21 stromlos ist, ist dieses Ventil gegenüber einer Druckluftzufuhr
geschlossen und die Zuführleitung 20 ist zur Atmosphäre hin geöffnet, so daß die
im Betätigungszylinder 15 angeordnete Feder 17 den Kolben 16 in die Ausgangslage
bewegen kann.
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Der Außendurchmesser der Filterkammer 2 und der Innendurchmesser der
Öffnung im Abscheider 1 für deren Anschluß sind so gewählt, daß ein Ringspalt freibleibt,
in welchem ein ringförmiges Lochblech 23 angeordnet ist. An der Außenseite des Ringspaltes
ist ein ringförmiger Gummisack 22 angebracht, dessen Innenwand an der Außenwand
der Filterkammer 9 lind dessen Außenwand an einem ringförmigen überstehenden Blech
des Abscheiders 1 befestigt ist, das sich als Abweisblech 24 in das Innere des Abscheiders
1 erstreckt. Die Außenwand 25 des Abscheiders 1 bildet zusammen mit dem Abweisblech
24 einen Ringraum in den tangential das Eintrittsrohr 26 für das zu fördernde Gut
einmündet. Durch diese Anordnung des Eintrittsrohres 26 geht die Beanspruchung des
Filters durch Staubeinwirkung gegenüber radialem Eintritt bzw. tangentialem Eintritt
ohne Abweisblech stark zurück. Es wurde festgestellt, daß die Filterbelastung bei
dieser Anordnung am geringsten ist.
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Die Filtervorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn die Magnete der
Magnetventile 19, 21 stromlos sind, ist nur das Magnetventil 19 geöffnet und es
strömt Druckluft in den Druckspeicher 5. Dieser Zustand ist in der Zeichnung dargestellt.
Werden nun die Magnete
der Magnetventile 19 und 21 erregt, so wird
das Magnetventil 19 geschlossen und das 3/2-Wege-Ventil 21 wird geöffnet, so daß
Druckluft über die Zuführleitung 20 zum Betätigungszylinder 15 zugeführt wird. Die
Verschiebung des darin befindlichen Kolbens 16 bewirkt zunächst über die Kolbenstange
13 ein Öffnen des Auslaßventils 6 des Druckspeichers 5, so daß die darin befindliche
Druckluft schlagartig durch die große Öffnung entweicht und durch den Filtereinsatz
2 dringt. Die fest an der Kolbenstange 13 befestigte Scheibe 11, gegen welche sich
die Druckfeder 10 abstützt, dient dabei gleichzeitig als Prallblech gegen das die
Druckluft aus dem geöffneten Auslaßventil 6 prallt, wodurch eine gute Verteilung
des Druckstoßes über die gesamte Innenfläche des Filtereinsatzes 3 erreicht wird.
Durch den Luftstoß wird der an der Außenseite des Filtereinsatzes abgelagerte Staub
als Abreinigungsrückstand abgeworfen und fällt nach unten in den Abscheider 1, Die
freigewordene Druckluft bläht den Gummisack 22 auf, so daß ein Staubausstoß am Austritt
des Abscheiders 1 vermieden wird. Gleichzeitig läuft nun auch das nicht dargestellte
Gebläse an und erzeugt im Rohr 14 bzw. 14a einen Unterdruck. Beim Fortschreiten
der Bewegung des Kolbens 16 wird dann über die Kolbenstange 13 der daran angeordnete
Anschlag 12 gegen den Teller 9 des Absperrventils 8 bewegt und dieses wird geöffnet,
so daß die in der Filterkammer und im Gwnmisack befindliche Luft abgesaugt wird
und die Förderung beginnt. Dabei wird der Gummi sack 22 nach kurzer Zeit durch den
Unterdruck zusammengefaltet. Das zu fördernde Gut fällt nach unten in den Abscheider
und die zum Fördern dienende Luft wird durch den Filtereinsatz 3 in den Innenraum
der Filterkammer 2 gesaugt und tritt durch das Absperrventil 8 in das Rohr 14 bzw.
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14a über und strömt zur Saugseite des Gebläses. Wenn die Förderung
durch Abschalten des Gebläses beendet wird, wird auch der Strom zu den Magneten
der Magnetventile 19 und 21 abgeschaltet, so daß sie in ihre Ausgangslagen zurückkehren,
wobei die Zuführleitung 20 zum Betätigungszylinder 15 zur Atmosphäre hin geöffnet
wird, so daß die im Betätigungszylinder befindliche Luft austreten
und
die Feder 17 den Kolben 16 in die Ausgangslage zurücksohieben und damit die Ventile
6 und 8 schließen kann.
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Gleichzeitig setzt wegen des nun offenen Magnetventils 19 die Luftzufuhr
zum Druckspeicher5 ein, so daß dieser für einen erneuten Druckstoß zur Abreinigung
bereit ist.
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Es versteht sich, daß bei längeren Förderzeiten von Zeit zu Zeit eine
Abreinigung des Filtereinsatzes vorgenommen werden muß. Hierfür ist auch eine automatische
Steuerung denkbar, die beispielsweise bei durch zu starke Verschmutzung entstehendem
hohen Unterdruck, der über einen Druckfühler erfaßt wird, ein Zurückkehren der Magnetventile
in ihre Ruhelage verursacht, worauf nach Füllung des Druckspeidiers ein auf einen
entsprechenden hohen Druck im Druckspeicher ansprechender Druckfühler eine neue
Erregung der Magnetventile verursacht und da mit eine Fortsetzung des Fördervorganges
auslöst. Ferner ist es auch möglich, den Betätigungszylinder hydraulisch mittels
einer geeigneten Hydraulikdruckquelle anzutreiben, wobei die Betätigung der Magnetventile
ebenso wie bei Druckluftantrieb parallel erfolgt.
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Wird für besonderes Fördergut als Fördergas ein sauerstofffreies Gas
wie Stickstoff verwendet, so wird der Druckspei cher entsprechend anstelle von Luft
mit Stickstoff aufgefüllt.