DE2545684B2 - Backwash slot filter - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rückspül-Spaltfilter zur Entfernung von Feststoffanteilen in Gasen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.The invention relates to a backwash gap filter for removing solids in gases with the Features of the preamble of claim 1.
Das Filter eignet sich insbesondere zur Probenentnahme für automatische Prozeßanalysengeräte, um die gasförmige oder flüssige Probe von den darin enthaltenen Feststoffanteilen zu befreien sowie zur Abtrennung von Feststoffanteilen in der Gas- oder Flüssigphase bei Produktionsanlagen. Solche Feststoffanteile sind z. B. Staub, Granulat oder faserförmige Partikel. Bei der analytischen Überwachung von Gasen ist es unerläßlich, daß der Gasstrom vorher gereinigt wird, d. h. von Feststoffanteilen befreit wird. Andernfalls könnten erhebliche Störungen — speziell bei kontinuierlich messenden automatischen Analysengeräten — eintreten. Außerdem müssen die Geräte häufig gewartet werden. bU The filter is particularly suitable for taking samples for automatic process analysis devices in order to free the gaseous or liquid sample from the solid components contained therein and for separating solid components in the gas or liquid phase in production plants. Such solids are z. B. dust, granules or fibrous particles. In the analytical monitoring of gases, it is essential that the gas flow is cleaned beforehand, that is, it is freed from solid components. Otherwise considerable malfunctions - especially with continuously measuring automatic analyzers - could occur. The devices also require frequent maintenance. bU
Bei der Reinigung von Gasströmen werden eine Reihe verschiedener kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Filterverfahren eingesetzt. Hierzu zählen Filter mit Sieben, Netzen usw. Solche Filter müssen meist zur Reinigung demontiert werden. Dies bedeutet einen h' erheblichen zeitlichen und personellen Aufwand. Eine Lösung des Problems stellen Filterbandgeräte dar, wobei der technische Aufwand dabei erheblich ansteigt.A number of different continuous or discontinuous filter processes are used to clean gas streams. These include filters with sieves, nets, etc. Such filters usually have to be dismantled for cleaning. This means a h 'considerable time and manpower. A solution to the problem is provided by filter belt devices, whereby the technical effort increases considerably.
In immer stärkerem Maße werden Rückspülfilter eingesetzt. Bisher wurden diese Filter bevorzugt zur großtechnischen Aufbereitung von Wasser verwendet.Backwash filters are being used to an ever increasing extent. So far these filters have been preferred for industrial water treatment used.
Selbstreinigende Filter für Analysengeräte werden seit kurzem kommerziell angeboten. In einer Ausführung wird mit Hilfe eines Beipaßstromes eine Abführung des abgelagerten Schmutzes erreicht (selbstreinigendes Analysengerätefilter für Flüssigkeiten und Gas der Firma Bühler & Co.).Self-cleaning filters for analysis devices have recently been offered commercially. In one execution a discharge of the deposited dirt is achieved with the help of a bypass flow (self-cleaning Analyzer filters for liquids and gas from Bühler & Co.).
Die meisten kontinuierlich messenden, automalischen Analysengeräte sind empfindlich gegen Verschmutzung des Meßsystems, die durch feste Stoffe hervorgerufen werden können. Zahlreiche Gasentnahmesonden sind von verschiedenen Herstellern im Handel, um diese Verunreinigungen aus dem Meßgas zu entfernen (z. B. H. Karthaus, H. Engeln a rdt. Physikalische Gasanalyse, Grundlagen, Druckschrift L 3410 der Fa. Hartmann & Braun AG, Frankfurt, 1971, S. 7/8, S. 82/105, und Siemens-Taschenbuch für Messen und Regeln in der Wärme- und Chemietechnik, München, 1962). Vorwiegend werden heute keramische Filter innerhalb oder außerhalb eines Abgaskamins eingesetzt (A. Naumann, Entnahmetechnik und andere Voraussetzungen für die erfolgreiche Anwendung von Analysengeräten, VDl-Berichte Nr. 97, 1966, S. 39/49). Diese Filter sollen Rußflocken und grobe Staubteilchen abfiltern. Danach muß das Gas meist noch getrocknet und feingefiltert werden. Diese Gaseninahmevorrichtungen und Zusatzaggregate haben wegen Verstopfungen usw. nur begrenzte Standzeiten und sind deshalb wartiingsaktiv. Zur Überwachung der Anlage ist qualifiziertes Wartungspersonal notwendig.Most automatic analyzers that measure continuously are sensitive to contamination of the measuring system, which can be caused by solid substances. Numerous gas sampling probes are from various manufacturers on the market to remove these impurities from the measuring gas (e.g. H. Karthaus, H. Engeln a rdt. Physical Gas analysis, fundamentals, publication L 3410 from Hartmann & Braun AG, Frankfurt, 1971, p. 7/8, p. 82/105, and Siemens pocket book for measurement and control in heat and chemical technology, Munich, 1962). Ceramic filters are predominantly used today inside or outside an exhaust chimney (A. Naumann, extraction technology and other requirements for the successful use of analysis devices, VDl reports No. 97, 1966, p. 39/49). These filters are designed to filter out soot flakes and coarse dust particles. After that, the gas usually has to be dried and finely filtered. These gas intake devices and additional units have because of blockages etc. only have a limited service life and are therefore maintenance-active. To monitor the plant is qualified maintenance personnel required.
In der DT-OS 15 36 896 sowie in der US-PS 20 68 282 sind Filter beschrieben, bei denen das Filterelement aus einer Metallspirale besteht. In beiden Fällen ist zwar die Ganghöhe der Spirale veränderlich. Eine Verstellung während des Betriebes ist jedoch nicht vorgesehen. Davon abgesehen sind diese Filter von der Konstruktion her für die Filterung von Flüssigkeiten ausgelegt und daher als Gasentnahmesonde für die oben angegebenen Zwecke nicht brauchbar.In DT-OS 15 36 896 and in US-PS 20 68 282 Filters are described in which the filter element consists of a metal spiral. In both cases the Variable pitch of the spiral. However, there is no provision for adjustment during operation. That being said, these filters are designed to filter liquids and therefore not usable as a gas sampling probe for the purposes indicated above.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wartungsaufwand von Filtern in Emissions- und Betriebsanalysengeräten zur Abtrennung--von Feststoffanteilen (Staub, Granulat, Fasern, Ruß) in Gasströmen zu reduzieren.The invention is based on the task of reducing the maintenance of filters in emissions and Operational analysis devices for the separation of solids (Dust, granules, fibers, soot) in gas flows.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Rückspül-Spaltfilter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Seite der Wendel an der Stirnseite eines Außenrohres und die andere Seite über eine Abschlußplatte an einem in dem Außenrohr konzentrisch angeordneten, in axialer Richtung verschiebbaren Innenrohr befestigt ist, daß das Innenrohr im Bereich der Wendel mit öffnungen versehen ist und gegenüber dem Außenrohr mittels gleitender Dichtungen oder eines Faltenbalges abgedichtet ist und daß Mittel vorhanden sind, um das Innenrohr in dem Außenrohr axial zu verschieben und damit die Ganghöhe der Wendel während des Betriebes zwischen den Grenzen hmin<h< hmaxzu verändern.According to the invention, this object is achieved in the case of the backwash gap filter described above in that one side of the helix is attached to the end face of an outer tube and the other side is attached via an end plate to an inner tube that is concentrically arranged in the outer tube and displaceable in the axial direction Inner tube is provided with openings in the area of the coil and is sealed against the outer tube by means of sliding seals or a bellows and that means are available to move the inner tube axially in the outer tube and thus the pitch of the coil during operation between the limits hmin < to change h <hmax.
Entsprechend einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist am Auslaß für das filtrierte Gas ein Dreiwegehahn angeordnet, der so gesteuert ist, daß der Auslaß in Stellung hmax (größte Schlitzweite der Wendel) mit einem Zulauf für ein Spülmedium verbunden ist.According to an expedient development of the invention, a three-way valve is arranged at the outlet for the filtered gas, which valve is controlled in such a way that the outlet is connected in position h max (largest slot width of the helix) to an inlet for a flushing medium.
Vorzugsweise besteht die Wendel aus einem elastischen Material und besitzt eine Federcharakteristik.The coil preferably consists of an elastic material and has a spring characteristic.
Die Mittel zur Einstellung der Ganghöhe h bestehen vorteilhaft aus einem Druckluftringkolben.The means for setting the pitch h advantageously consist of a compressed air ring piston.
Der Druckluftringkolben überträgt seine Bewegung auf das bewegliche Rohr. Dabei muß sichergestellt sein, daß die Führungen des beweglichen Rohres gegen Außenluft abgedichtet sind. Diese Dichtungen sind zweckmäßig als gleitende Dichtung ausgeführt. Sehr gute Eigenschaften zeigen auch Dichtungen, die aus einem Faltenbalg bestehen. Der Ringkolben kann auch durch einen doppelt wirkenden Druckkolben ersetzt werden, der fest mit dem beweglichen Rohr verbunden ist.The compressed air ring piston transfers its movement to the moving tube. It must be ensured that that the guides of the movable pipe are sealed against outside air. These seals are expediently designed as a sliding seal. Seals made from consist of a bellows. The annular piston can also be replaced by a double-acting pressure piston which is firmly connected to the movable pipe.
Das erfindungsgemäüe Filter hat den Vorteil, daß es weniger anfällig ist gegen Feststoffablagerungen. Von besonderer Bedeutung ist die leichte Reinigungsmöglichkeit, ohne das Filter demontieren zu müssen. Zur Reinigung wird das Filter einfach unter gleichzeitigem Auseinanderziehen der Wendel rückgespült. Die Reinigung wird noch dadurch verbessert, daß die Windungen der Wendel wechselnd aufeinandergeschlagen und auseinandergezogen werden. Eventuell festbackende Verschmutzungen werden dabei zerteilt und weggespült. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Abscheidegrad des Filters durch Verändern der Windungsabstände h (Ganghöhe) eingestellt werden kann. Diese Einstellung erfolgt von außen her mittels des Druckluftkolbens, ohne daß an der Filterkonstruktion selbst etwas geändert wird. Im Gegensatz dazu ist bei den herkömmlichen Sieb- und Spaltfiltern der Abscheidegrad durch die Maschenweite fest vorgegeben. The filter according to the invention has the advantage that it is less susceptible to solid deposits. The ease of cleaning without having to dismantle the filter is of particular importance. For cleaning, the filter is simply backwashed while pulling the helix apart at the same time. The cleaning is further improved in that the turns of the helix are alternately beaten and pulled apart. Any stubborn dirt is broken up and washed away. Another advantage is that the degree of separation of the filter can be adjusted by changing the pitch h (pitch). This setting is made from the outside by means of the compressed air piston, without changing anything on the filter construction itself. In contrast to this, with conventional sieve and slot filters, the degree of separation is fixed by the mesh size.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described in more detail below described. It shows
Fig. 1 eine Gasentnahmesonde auf das Basis eines Wendelrückspülfikers bei normalem Filterbetrieb undFig. 1 shows a gas sampling probe on the basis of a Wendelrückspülfikers during normal filter operation and
F i g. 2 dieselbe Gasentnahmesonde bei der Rückspülung. F i g. 2 same gas sampling probe during backwashing.
Die selbstände Reinigung eines Filters ist erfahrungsgemäß ein schwieriges Problem. Eine Reinigung oder Säuberung eines Siebes, Netzes o. ä. kann nur mit möglichst großen Kräften erfolgen, um für einen längeren Zeitraum ein sicheres Arbeiten gewährleisten zu können. Das zu reinigende Teil sollte deshalb möglichst robust sein. Eine Wendel 1 kann diese Bedingungen erfüllen. Sie besteht bevorzugt aus gegen die Gasströme korrosionsbeständigen hochlegierten Stählen, gegebenenfalls mit einer Kunststoff-Beschichtung versehen. Durch Auseinanderziehen der Wendel 1 und Rückspülen mit einem feststofffreien Spülmedium kann das Filter gereinigt werden. Durch einmaliges oder mehrmaliges Zusammenschlagen der Wendel kann ein zusätzlicher Rückspül-Reinigungseffekt erzielt werden. Im zusammengedrückten Zustand hmm befinden sich zwischen den einzelnen Windungen 16 der Wendel 1 nur geringe Zwischenräume zur Filterung cies Gasstromes (0,01-0,1 mm).Experience has shown that cleaning a filter yourself is a difficult problem. A sieve, net or the like can only be cleaned or cleaned with the greatest possible force in order to be able to guarantee safe work for a longer period of time. The part to be cleaned should therefore be as robust as possible. A helix 1 can meet these conditions. It is preferably made of high-alloy steels that are corrosion-resistant to the gas flows and optionally provided with a plastic coating. The filter can be cleaned by pulling the coil 1 apart and backwashing it with a rinsing medium free of solids. An additional backwash cleaning effect can be achieved by striking the helix once or several times. In the compressed state h mm, there are only small spaces between the individual turns 16 of the helix 1 for filtering this gas flow (0.01-0.1 mm).
Das ungereinigte Abgas strömt kontinuierlich an dem Filter vorbei. Die Entnahmesonde wird mit einem Flanschdeckel 17 an einer geeigneten öffnung (Flansch) eines Kamins direkt in den Abgasstrom gebracht. Die Wendel 1 ist mit einem Führungsrohr 18 starr verbunden. Die andere Seite des Fühlungsrohres 18 ist an dem Flanschdeckel 17 befestigt. Als Abschluß derThe uncleaned exhaust gas flows continuously past the filter. The sampling probe is equipped with a Flange cover 17 brought directly into the exhaust gas flow at a suitable opening (flange) of a chimney. the Helix 1 is rigidly connected to a guide tube 18. The other side of the sensing tube 18 is attached to the flange cover 17. At the end of the
ίο Wendel 1 dient eine Stirnplatte 19. Diese Stirnplatte 19 stellt eine starre Verbindung zwischen der Stirnseite der Wendel 1 und dem Gasentnahmerohr 20 her. Dieses Gasentnahmerohr 20 ist in dem Führungsrohr 18 mit zwei gasdichten Führungsringen 21 und 22 in Richtung seiner Achse beweglich gelagert. Das Gasentnahmerohr ist im Bereich der Wendel 1 mit vier parallelliegenden Reihen von öffnungen 20a durchbohrt, so daß eine gasmäßige Verbindung zwischen dem Innenraum der Wendel 1 und dem Inneren des Gasentnahmerohres besteht. Zur Entnahme des von der Wendel gereinigten Gases wird dieses mit einer Pumpe am Auslaß 23 über das Drei-Weg-Ventil 24 durch das Gasentnahmerohr 20 abgepumpt. Nach dem Auslaß 23 können noch weitere Meßgasaufbereitungsvorrichtungen, wie Feinfiltrierung, Wasserdampfabscheidung usw. folgen. Zur Filtrierung ist die Wendel 1 nahezu vollständig zusammengedrückt (Stellung hmi„). Bei Verwendung einer Wendelfeder ist diese entspannt. Durch die Schlitze zwischen den einzelnen Windungen 16 der Wendel 1 wird infolge des Unterdruckes etwas Abgas gesaugt und dabei gereinigt. In den Schlitzen der Wendel 1 werden alle größeren Partikel des Abgases (z. B. Staub, Ruß u. a.) zurückgehalten. Der Wirkungsgrad, d. h. der Anteil der zurückgehaltenen Feststoffe, ist in gewissem Umfange durch Verändern der Wendelabstände einstellbar.The helix 1 is used by an end plate 19. This end plate 19 establishes a rigid connection between the end face of the helix 1 and the gas sampling pipe 20. This gas sampling tube 20 is movably supported in the guide tube 18 with two gas-tight guide rings 21 and 22 in the direction of its axis. The gas extraction pipe is pierced in the area of the helix 1 with four parallel rows of openings 20a, so that there is a gas connection between the interior of the helix 1 and the interior of the gas extraction pipe. To remove the gas that has been cleaned from the coil, it is pumped out with a pump at the outlet 23 via the three-way valve 24 through the gas extraction pipe 20. After the outlet 23, further measuring gas processing devices, such as fine filtration, water vapor separation, etc., can follow. For the purpose of filtration, the helix 1 is almost completely compressed (position h mi "). If a helical spring is used, it is relaxed. Due to the negative pressure, some exhaust gas is sucked in through the slots between the individual turns 16 of the helix 1 and cleaned in the process. All larger particles of the exhaust gas (e.g. dust, soot, etc.) are retained in the slots in the coil 1. The efficiency, ie the proportion of retained solids, can be adjusted to a certain extent by changing the distance between the coils.
Entsprechend dem Verschmutzungsgrad des Abgases setzen sich die Schlitze nach einiger Zeit zu. Zur Reinigung der Schlitze wird die Wendel 1 auseinandergezogen und mit Spülluft rückgespült. Dazu wird das Zwei-Weg-Ventil 25 in der Druckluftzuführung 26 geöffnet. Dadurch wird der mit dem Führungsrohr 20 starr verbundene Druckluftzugkolben 27 verschoben und die Wendel 1 ausgedehnt (Stellung h,mx). Gleichzeitig schaltet das Drei-Weg-Ventil 24 um und beaufschlagt die Wendel 1 mit Spülluft 28. Durch einmaliges oder mehrmaliges Entspannen der Wendelfeder (d. h. Abschalten der Druckluft mit dem Zwei-Weg-Ventil 25) prallen die einzelnen Windungen 16 der Wendel 1 aufeinander und lösen und zerdrücken eventuell noch vorhandene Reste der Feststoffe. Bei einer Wendel ohne Federwirkung kann dies mit einem zweiten, entgegengesetzt wirkenden Druckluftzugkolben erreicht werden. Nach der Rückspülung wird die Druckluft mit dem Zwei-Weg-Ventil 25 und die Spülluft mit dem Drei-Weg-Ventil 24 abgeschaltet.Depending on the degree of pollution of the exhaust gas, the slots become blocked after a while. To clean the slots, the coil 1 is pulled apart and backwashed with purge air. For this purpose, the two-way valve 25 in the compressed air supply 26 is opened. As a result, the compressed air piston 27 rigidly connected to the guide tube 20 is displaced and the helix 1 is expanded (position h, mx ). At the same time, the three-way valve 24 switches over and applies scavenging air 28 to the coil 1. By releasing the coil spring once or several times (ie switching off the compressed air with the two-way valve 25), the individual turns 16 of the coil 1 collide with one another and loosen and crush any residues of the solids that may still be present. In the case of a coil without spring action, this can be achieved with a second, oppositely acting compressed air piston. After backwashing, the compressed air is switched off with the two-way valve 25 and the scavenging air with the three-way valve 24.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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| DE102006048080A1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Bergemann, Dieter, Dr.-Ing. | Device for filter-aid-free filtration of medium, comprises a coiled steel wire, which is used as filter and is a flexible-plastic wire with a form-stable, self-supporting cylindrical structure linked up in longitudinal direction |
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1975
- 1975-10-11 DE DE2545684A patent/DE2545684C3/en not_active Expired
-
1976
- 1976-10-07 CH CH1271676A patent/CH611173A5/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2545684C3 (en) | 1978-10-26 |
| CH611173A5 (en) | 1979-05-31 |
| DE2545684A1 (en) | 1977-07-21 |
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