DE2745141A1

DE2745141A1 - Staubfilter

Info

Publication number: DE2745141A1
Application number: DE19772745141
Authority: DE
Inventors: Granville Collins James
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1976-10-22
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1978-04-27
Also published as: AU510101B2; AU2926877A; GB1544462A; FR2368291A1; ZA775769B; DE2745141C3; FR2368291B1; DE2745141B2

Description

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Coal Industry (Patente) Limited Hobart House, Grosvenor Place, London, SWlX 7AE, England

Staubfilter

Die Erfindung betrifft einen Staubfilter mit eine ;■ als Strömungskanal dienenden Kammer, einem sich quer über den Strömungskanal erstreckenden, insbesondere tafelförmigen Filterkörper und wenigstens einer Düse zum Versprühen von Flüssigkeit in den Gasstrom stromaufwärts vom Filterkörper.

Bei einem bekannten Staubfilter der beschriebenen Art (GB-PS IH 12 299) weist der Filterkörper eine Filtermatte aus Fasermaterial auf, deren Faserdichte derart ist, daß die Filtermatte im wesentlichen keine Kapillarwirkung entfaltet und dadurch Flüssigkeit zurückhält, die deswegen innerhalb der Filtermatte parallel und quer zur Richtung des Gasstromes fließen kann. Die Filtermatte besitzt eine solche Stärke oder Dicke, daß während des Betriebes Flüssigkeit aus der oder den Sprühdüsen die gesamte Filtermatte tränkt. Im übrigen ist die Anordnung des Filterkörpers so, daß beim Betrieb ein der Form des Filterkörpers entsprechender zusammenhängender Körper aus strömender Flüssigkeit quer über den Strömungskanal für den Gasstrom gebildet wird, dessen Dicke im wesentlichen gleich der Dicke der Filtermatte ist.

Ein solches Staubfilter hat jedoch den Nachteil, daß es nur während einer verhältnismäßig kurzen Betriebszeit eingesetzt werden kann.

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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, diese Nachteile zu beheben und ein Staubfilter mit längerer Betriebszeit anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei einem Staubfilter der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Filterkörper eine Mehrzahl von Seite an Seite angeordneten Filterlagen aufweist, die sich alle quer über den Strömungskanal erstrecken, wobei wenigstens jede zweite Filterlage wenigstens Teile von Kanälen aufweist, durch die Flüssigkeit nach unten zwischen zwei benachbarten Filterlagen abfließt, und wobei der Flüssigkeitsstrom im Filterkörper durch die Filterlagen derart verzögert wird, daß während des Betriebes ein Flüssigkeitsvorhang quer über den Strömungskanal gebildet ist.

Vorzugsweise besteht jede Filterlage aus einem Material, das zur Bildung der Teile von Kanälen gefaltet ist.

Das Material kann zweckmäßig geknüpfter Draht sein. Der Draht sollte aus rostfreiem Stahl bestehen. Vorzugsweise kann der Filterkörper Filterlagen aus feinem und grobem. Drahtgewirke aufweisen.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigen:

und

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung/teilweise geschnitten eine Seitenansicht eines Staubfilters, Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Teil des Gegenstandes nach Fig. 1 mit weiteren Einzelheiten, aus einer anderen Richtung gesehen,

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Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen anderen Teil

des Gegenstandes nach Fig, I, Fig. 4 eine Endansicht eines Teils des Gegenstandes

nach Fig. 3

Das in Fig. 1 dargestellte Staubfilter weist eine aus mehreren Einzelteilen zusanunengesetzte Kammer 2 auf, die einen Strömungskanal für Luft bildet, der sich über die Länge des Staubfilters erstreckt. An den Enden der Kammer 2 sind Flansche 3 zum Anschluß weiterführender Rohre 1, von denen nur eines dargestellt ist, vorgesehen. Durch das Staubfilter strömt in Richtung des Pfeils X Luft, und zwar unter der Wirkung eines Gebläses U (vgl. insbes. Fig. 2) mit einer Antriebswelle 9, die ein Flügelrad 5 trägt, das im Strömungskanal neben dem Einlaß der Kammer 2 angeordnet ist. Ein- und Auslaß des Strömungskanals sind mit nicht dargestellten Schutzsieben versehen. Das Gebläse 4 wird mit einem Elektromotor 6 angetrieben, der zwischen oberen und unteren Zweigkanälen 7 bzw. des Strömungskanals angeordnet ist.

Das Staubfilter weist ferner eine von einem Elektromotor 10 angetriebene Pumpe 11 auf, die in einem geschützten Bereich unterhalb der Kammer 2 angeordnet ist. Die Pumpe 11 fördert Wasser aus einem geschlossenen Sammel- oder Absetztank 12 über Leitungen 13 und 14 zu Düsen 16, die stromaufwärts vom Gebläse im Bereich des Einlasses des Strömungskanals angeordnet sind. Der Einlaß des Saugrohres 14 befindet sich im Absetztank 12. Die Wasserströmung in Richtung auf das Saugrohr IH reicht nicht aus, um gröbere Staubpartikel, die sich im Absetztank gesammelt haben,., zu transportieren und dadurch die Düsen 16 zu blockieren.

Der Wasserspiegel im Absetztank 12 wird im wesentlichen mit einem Regelventil 18 (von dem nur ein Teil in FLg. 1 dargestellt

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ist) auf einer vorbestimmten Höhe gehalten. Das Regelventil wird mit einer Schwimmerkugel 19 betätigt und steiprt dadurch den Wasserzufluß aus einer Rohrleitungsanlage über eine Zweigleitung 20 in ein Paar von Abgabeleitungen 21. Der Auslaßabschnitt jeder der Abgabeleitungen 21 erstreckt sich längs des geneigten Tankbodens 23, so daß aus den Abgabeleitungen 21 austretendes Wasser den Tankboden spült und dabei abgesetzte Staubpartikel in Richtung auf ein Auslaßventil 25 transportiert.

Der Absetztank 12 ist vollständig geschlossen und gegenüber der Atmosphäre abgedichtet, um sicherzustellen, daß keine Luft aus dem Strömungskanal durch den Tank fließen und austreten kann. Druch Verwendung eines abgedichteten Absetztanks ist es möglich, den Tank unmittelbar unterhalb des Strömungskanals für die Luft anzuordnen.

Wasser wird von der Leitung 13 zu der oder den Düsen 16 durch einen von drei Stützarmen geführt, die sich in radialer Richtung von einer Nabe 26 aus erstrecken und zusammen mit einer Kappe 27 neben dem Ende der Antriebswelle 9 für das Gebläse angeordnet sind sowie dadurch einen ringförmigen Auslaß 29 als Düse bilden. Während des Betriebes tritt das Wasser aus dem ringförmigen Auslaß 29 in den Luftstrom aus, der in Längsrichtung der Kammer 2 vom Gebläse 4 erzeugt wird, wobei das Wasser stromaufwärts des Gebläses in den Luttstrom eingebracht wird, so daß das Flügelrad des Gebläses beim Erzeugen des Luftstromes auch eine intensive und gleichmäßige Mischung des Wassers mit dem Luftstrom bewirkt.

Bei einer anderen Ausführungsform wird das Wasser über eine oder mehrere Düsen zugeführt, die stromaufwärts des Gebläses angeordnet sind.

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Um sicherzustellen, daß genügend Wasser mit dem Luftstrom vermischt wird, kann es notwendig sein, Oberschußwasser durch die Düsen 16 zuzuführen. Dieses Überschußwasser wird unter der Wirkung des Flügelrades gegen die Kammerwandung geschleudert, von der es nach unten zu einer Abflußöffnung mit angeschlossener Abflußleitung 31 fließen kann. Eine geneigte Platte 32 am Innenumfang der Wandung der Kammer 2 ist stromaufwärts der Abflußöffnung 30 angeordnet um zu verhindern, daß Überschußwasser in das weiterführende Rohr 1 fließt.

Ein tafelförmiger Filterkörper 35 (Fig. 1, 3 und 4) ist quer über den Strömungskanal stromabwärts des Gebläses 4 angeordnet. In Fig. 1 ist der Filterkörper 35 aus seiner normalen Betriebsstellung herausgezogen, bei der er sich quer über den Strömungskanal erstreckt und oberhalb des Absetztanks 12 befindet. Der Filterkörper weist einen offenen Kastenrahmen 4(X auf, der durch eine von zwei Türen 41 (von denen nur eine in Fig. 1 dargestellt ist) auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer 2 in seine übliche Betriebsstellung quer über den Strömungskanal geschoben werden kann. Line Mehrzahl von Lagen aus geknüpftem rostfreiem Stahldraht sind Seite an Seite im Kastenrahmen 40 angeordnet. Jede Lage erstreckt sich quer über den Strömungskanal und ist so gefaltet, daß Kanäle 42 gebildet sind _y durch die Wasser zwischen jeweils benachbarten Lagen nach unten abfließen kann. Die Lagen sind so angeordnet, daß die erste von zwei Lagen 43, 4 4 (Fig. 3) gezählt in Richtung des Luftstroms längs des Strömungskanals, aus verhältnismäßig grobem Draht besteht. Im Anschluß an diese beiden Lagen sind zwei Lagen 45, 46 aus verhältnismäßig feinem Draht angeordnet, denen wiederum zwei Lagen 47, 48 aus verhältnismäßig grobem Draht folgen, usw. In Fig. 3 sind die Abschnitte der dargestellten Lagen aus Gründen der Übersicht-

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lichkeit im Abstand voneinander dargestellt. Insgesamt besteht der Filterkörper aus sechzehn Lagen (8 Paaren) aus verhältnismäßig grobem Draht und vierzehn Lagen (7 Paaren) aus verhältnismäßig feinem Draht,die jeweils zwischen benachbarten Paaren von Lagen aus verhältnismäßig grobem Draht angeordnet bzw. geschichtet sind. In typischer Weise besitzt der verhältnismäßig grobe und geknüpfte Draht einen Durchmesser von 254 Mikrometer und das daraus hergestellte Gewirke weist ungefähr zwei Maschen pro Zentimeter auf. In typischer Weise besitzt ferner der relativ feine Draht einen Durchmesser von 152 Mikrometer und das daraus hergestellte Gewirke weist ungefähr drei Maschen pro Zentimeter auf. Jede Lage ist etwa alle 1,25 cm bis zu einer Tiefe von ungefähr 1/2 cm gefaltet (vgl. Fig. 1, 3 und 4). Die Lagen haben einen tatsächlichen Abstand von ungefähr 1/2 cm.

Wie in den Fig. 1 und 3 angedeutet, ist das Material gefaltet, um vertikal geneigte Kanäle zum Abfluß des Wassers nach unten zwischen zwei benachbarten Lagen zu bilden. Während des Betriebes und wenn die Kanäle mit aufgefangenem und verzögertem Wasser gefüllt sind, wird ein Flüssigkeitsvorhang gebildet, der sich quer und vollständig über den Strömungskanal erstreckt. Die Lagen aus relativ grobem Draht bilden einen verhältnismäßig geringen Widerstand für das nach unten abfließende Wasser und ermöglichen es dem Filterkörper daher,auch verhältnismäßig große Wassermengen, wie sie bei hohen Staubkonzentrationen benötigt werden, abzuführen und den Staub ohne Verstopfung auszuwaschen. Die Lagen aus relativ feinem Draht bilden einen größeren Widerstand gegen den Abfluß des Wassers nach unten, so daß sich eine relativ langsame Wasserströmung ausbildet, die den Wirkungsgrad

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beim Einfangen von Staubpartikeln verbessert. Infolgedessen können die Lagen aus relativ grobem Draht die erforderlichen relativ großen Wassermengen ohne Überflutung des Filterkörpers abführen, während die Lagen aus relativ feinem ^raht dem Filterkörper den gewünschten hohen Wirkungsgrad beim Einfangen von Staubpartikeln verleihen. Das den Filterkörper herabfließende Wasser wird über eine Abflußmulde ^9 und ein Abflußrohr 50 im Bereich des Bodens der Kammer 2 in den Absetztank 12 geleitet. Der Filterkörper 35 weist ferner auf seiner Vorderseite (stromaufwärts) ein steifes "Vorfilter-Sieb 51 auf, das verhältnismäßig große Partikel aus dem Luftstrom entfernt, bevor dieser die Lagen aus Draht erreicht und das dadurch diese Lagen aus Draht schützt. Außerdem hält das Sieb 51 zusammen mit einem Gitter 52, das auf der gegenüberliegenden Seite (stromabwärts) der Drahtlagen angeordnet ist, diese Drahtlagen in aufrechter Stellung und zusammen.

Stromabwärts vom Filterkörper 35 ist eine Anordnung von Fangplatten vorgesehen, um überschüssige Feuchtigkeit aus dem Luftstrom zu entfernen, bevor dieser den Staubfilter verläßt. Die Anordnung aus Fangplatten besteht aus einer Reihe von plattenförmigen Abschnitten 54, die zur Richtung des Luftstroms schräg angeordnet sind sowie aus plattenförmigen Führungsabschnitten 55 an den Enden, die mit der Strömun^sriohtung fluchten. Jeder dieser geneigten plattenförmigen Abschn-i tte weist eine nicht dargestellte Fangrinne für das Wasser auf. Während des Betriebes muß die feuchte Luft, nachdem Sie den Filterkörper verlassen hat, gekrümmten Pfaden folgen, die von der Anordnung aus Fangplatten gebildet werden. Bei der durch die geneigten plattenförmigen Abschnitte erzwungenen Strömungsrichtung werden Wassertropfen, die eine größere Dichte als Luft besitzen und deswegen eher einem geradlinigen Pfad folgen, abgeschieden. Das wiederholt sich bei jedem geneigten plattenförmigen Abschnitt bis der Luftstrom schließlich die fluchtend angeordneten

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Führungsabschnitte 55 erreicht und im wesentlichen frei von Wassertröpfchen ist. Die fluchtend angeordneten Führungsabschnitte 55 führen den Luftstrom in axialer Richtung, wenn er das Staubfilter verläßt.

Unmittelbar unterhalb der Anordnung von Fangplatten sind Prallbleche 56 vorgesehen, um sicherzustellen, daß der Luftstrom das gerade abgeschiedene Wasser nicht wieder aufnimmt. Am Boden der Kammer ist unterhalb der Anordnung von Fangplatten eine Abzugsleitung zum Wegführen des Wassers zum Boden des Absetztanks vorgesehen.

Zwei Inspektionsfenster 60 (von denen nur eines in Fig. 1 dargestellt ist) sind vorgesehen, um eine Oberprüfung des Strömungszustandes des Wassers in der Kuinmer 2 zu ermöglichen. Die Fenster sind einander direkt gegenüberliegend angeordnet, so daß eine Lampe, die an eines der Fenster gehalten wird, genügend Licht in die Kammer wirft, um die Wasserströmung inspizieren zu können.

An der Kammer sind Aufhängekonsolen 62 angeordnet, damit das Staubfilter an darüber befindlichen Trägern aufgehängt werden kann, z.B.an Ausbaugestellen in einer untertägigen Strecke. Daneben ist eine Grundplatte 63 vorgesehen, damit das Staubfilter auch auf dem Liegenden montiert werden kann. Andererseits kann das Staubfilter auch auf einer mit Rädern versehenen Grundplatte montiert werden und η diesem Fall auf einem Gleis angeordnet sein, das von einem Förderer gebildet wird. Dann sollte allerdings der Tank anstatt unmittelbar unter dem Staubfilter besser an der Seite des Förderers angeordnet werden, um die Gesamthöhe des auf dem Förderer angeordneten Staubfilters zu verringern.

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Während des Betriebes wird der Staubfilter' z.B. Ln einem
untertägigen Bergwerk aufgestellt, wobei das weiterführende
Rohr, z.B. das Rohr 1, auf einen abzubauenden Stoß oder auf
eine Obergabestation eines Förderers gerichtet ist. Der
Filterkörper wird auf seine Gleitbahn gesetzt und quer zum
Strömungskanal in diesen eingeschoben. Die Türen werden geschlossen und dichten die Seitenwandungen der Kammer ab. Die Elektromotoren 6 und 12 werden gleichzeitig eingeschaltet
und treiben das Gebläse und die Pumpe^ um einen Luftstrom im
Strömungskanal zu erzeugen und Wasser im Luftstrom im Bereich des Gebläses zu versprühen. Das Wasser passiert das Vorfilter-Sieb und sammelt sich auf den Schichten aus geknüpftem rostfreiem Stahldraht. Wie bereits oben erläutert wird das Wasser von den Schichten aus verhältnismäßig feinem Draht zurückgehalten und bildet einen Wasservorhang quer über den Strömungskanal, so daß Staubpartikel im Luftstrom benetzt und eingefangen
werden. Die benetzten Staubpartikel werden dann mit dem
Wasser ausgetragen, das in den Kanälen 42 zwischen benachbarten Lagen nach unten fließt, insbesondere in Kanälen, die
wenigstens teilweise an Schichten aus verhältnismäßig grobem Draht gebildet sind. Ein Teil des Wassers wird von dem Luftstrom aus dem Filterkörper zur Anordnung aus Fangplatten mitgeführt , wo es in Fangrinnen aufgefangen wird, wie oben ausgeführt wurde. Alle benetzten Staubpartikel, die mit dem Luftstrom zu der Anordnung aus Fangplatten mi (.geführt werden, werden dort ausgeschieden und mit dem Wasser in den Absetztank geleitet.

Das Wasser wird im Absetztank 12 gesammelt und dem Kreislauf über Pumpe 11 und Düsen 16 geführt. Der im Strömungskanal erzeugte Luftstrom nimmt Staubpartikel am Ort ihrer Entstehung auf und transportiert sie zum Filterkörper. Das Vorfilter-Sieb

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sammelt verhältnismäßig große Staubpartii 1, die von dort über die Abflußmulde 49 und das Abflußrohr 50 unmittelbar in den Absetztank 12 gelangen. Die verbleibenden Staubpartikel werden zu den gefalteten Lagen aus rostfreiem Stahldraht transportiert, wo sie durch Berührung mit dem verhältnismäßig starken, im Ergebnis durchgehenden Wasservorhang benetzt werden, wie das oben erläutert wurde. Weil das Wasser in den wenigstens teilweise an Lagen aus relativ grobem Draht gebildeten Kanälen schnell nach unten abfließt, werden die benetzten und eingefangenen Staubpartikel ständig aus dem Filterkörper ausgewaschen und über die Abflußmulde und das Abflußrohr in den Absetztank 12 überführt.

Weil die Staubpartikel ständig und mit gutem Wirkungsgrad aus dem Filterkörper ausgewaschen werden, ist es nicht nötig, den Filterkörper häufig auszuwechseln. Die Lagen aus rostfreiem Stahldraht besitzen eine lange Lebensdauer. Als einzige Wartung, die auszuführen ist, muß von Zeit zu Zeit der Absetztank 12 gereinigt werden. Das ist einfach und läßt s-ich schnell erledigen, indem der Antriebsmotor 10 stillgelegt und das Auslaßventil 25 geöffnet wird, um schmutziges Wasser aus dem Absetztank abzuziehen. Sobald der Wasserspiegel unter eine vorbestimmte Höhe fällt, wird das Steuerventil 18 über die Schwimmerkugel 19 betätigt, so daß Frischwasser über die Abgabeleitungen 21 in den Tank gelangt. Die Enden der Abgabeleitungen 21 sind so ausgebildet, daß sie fächerförmige Wasserstrahlen abgeben, die den Tankboden reinigen und dort abgesetzten Staub in Richtung auf das Auslaßventil 25 treiben. Dadurch wird der Absetztank schnell und leicht gereinigt und das Staubfilter ist wieder betriebsbereit.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Gebläse stromabwärts des Fi.lterkörpers angeordnet sein und Luft durch den Filter saugen.

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Bei einer weiteren Ausführungsform kann der tafelförmige Filterkörper gegen die Luftströmung geneigt sein.

Das erfindungsgemäße Staubfilter besitzt einen hohen Wirkungsgrad, ist robust und weist eine lange Lebensdauer auf.

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Claims

2745U1 PATENTANWALT BODE POSTFACH 6140 · D 403·) RATINITN 5 - HÖSCL · TILEFON 02102-60001 · TELEX 8585166 N 5 - 71 Coal Industry (Patents) Limited Patentansprüche:

1. Staubfilter mit einer als Strömungskanal dienenden Kammer, einem sich quer über den Strömungskanal erstreckenden, insbesondere tafelförmigen Filterkörper und wenigstens einer Düse zum Versprühen von Flüssigkeit in den Gasstrom stromaufwärts vom Filterkörper, dadurch gekennzeichnet , daß der Filterkörper (35) eine Mehrzahl von Seite an Seite angeordneten Filterlagen (45 bis 48) aufweist, die sich alle quer über den Strömungskanal (2) erstrecken, wobei wenigstens jede zweite Filterlage wenigstens Teile von Kanälen (42) aufweist, durch die die Flüssigkeit nach unten zwischen zwei benachbarten Filterlagen abfließt, und wobei der Flüssigkeitsstrom im Filterkörper (35) durch die Filterlagen (45 bis 48) derart verzögert wird, daß während des Betriebes ein Flüssigkeitsvorhang quer über dem Strömungskanal (2) gebildet ist.

2. Staubfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede Filterlage (45 bis 48) aus einem Material besteht, das gefaltet ist, um Teile der Kanäle (42) zu bilden.

3. Staubfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Material aus geknüpftem Draht besteht.

4. Staubfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht aus rostfreiem Stahl besteht.

5. Staubfilter nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Filterkörper (35) Filterlagen (Uj bis feinem und grobem geknüpften Draht aufweist.

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