DE2748944A1

DE2748944A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von filtern

Info

Publication number: DE2748944A1
Application number: DE19772748944
Authority: DE
Inventors: Knut Edvin Bergdahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-11-02
Filing date: 1977-11-02
Publication date: 1978-05-11
Also published as: DE2748944C3; JPS5357570A; NO773715L; DE2748944B2; NO146016C; SE7612149L; GB1555169A; FI60653B; FI60653C; US4130404A; FI773231A; SE410783B; FR2368983A1; NO146016B

Description

München, den 31. Oktober 1977 125/OO1

Knut Edvin Bergdahl, Kvartsgränd 4, S-852 52 Bundsvall/Schweden

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Filtern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Filtern nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs, sowie auf eine zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Das z.B. aus der DE-OS 2 433 934 und der US-PS 3 262 573 bekannte Reinigungsverfahren besteht darin, den Filterkörper mit hoher Drehzahl in Umdrehung zu versetzen, um die Verunreinigungen abzuschleudern. Dieses Verfahren hat sich aber nicht bewährt, insbesondere wenn das zu filternde Strömungsmedium (Luft) sehr kleine Teilchen enthalt. Demgemäe neigen solche Filter zur Verstopfung, so daß ihr Strömungswiderstand erheblich ansteigt.

Die mit der Erfindung gelöste Aufgabe besteht darin, diesen Nachteil zu vermeiden und eine erheblich verbesserte Reinigungswirkung zu erzielen.

Dr.Hk/Me

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Durch umkehr der Strömungsrichtung durch den mit hoher Drehzahl umlaufenden Filterkörper wahrend des Reinigungsintervalls kann eine stark verbesserte Reinigungswirkung des Filters erzielt werden. Dies rührt davon her, daß die umgekehrte Gegenströmung in dem Filterkörper abgeschiedene Teilchen in der Richtung zur Außenfläche des Filterkörpers mitnimmt, von wo sie durch die kombinierte Wirkung der Zentrifugalkraft und des Durchflusses abgeschleudert werden. Wenn dagegen keine umgekehrte Strömung vorgesehen ist, bleiben die in und an dem Filter niedergeschlagenen kleinen Teilchen zwischen den Pasern oder dgl.,auf denen der Filterkörper besteht, zurück.

Weitere Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind

Fig. 1 eine schematische; teilweise geschnittene Seitepansicht einer erfindungsgemfieen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Querschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Filtervorgangs,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Filteranordnung mit mehreren Filterkörpern und

Fig. 5 Bin Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.

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In der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 ist der Filterkörper mit 1 bezeichnet. Der Filterkörper ist so ausgebildet, daß er feste und tröpfchenförmige Verunreinigungen aus einem Strömungsmittel, z.B. einem Gas und insbesondere aus Luft, entfernt. Es kann sich um ein Trockenfilter oder um einen mit Haftmitteln behandelten oder getränkten Typ handeln. In der dargestellten Ausführung ist der Filterkörper 1 zylindrisch und zwischen kreisförmigen Bändern 2 eingeklemmt, die ein Schaufelrad 3 umgeben. Letzteres ist zusammen mit dem Filterkörper 1 an einer Antriebsvorrichtung 4, vorzugsweise einem Elektromotor,und einem Lager 5 gelagert. Das Schaufelrad 3 befindet sich innerhalb des Filterkörpers und trägt einen Zapfen, der in das Lager 5 hineinragt. Der Motor 4, d.h. der Ständer desselben, und das Lager 5 sind ihrerseits über Befestigungsmittel, z.B. Streben oder dgl.,mit einem Gehäuse 8 verbunden, in dem der Filterkörper untergebracht ist. Das Gehäuse 8 ist vorzugsweise zylindrisch und einerseits mit einem Einlaßstutzen 12, andererseits mit einem Auslaßstutzen 16 verbunden. Das Gehäuse 8 und die Stutzen 12 und 16 bilden eine Leitung für die zu reinigende Luft.

Ein nicht dargestelltes Gebläse ist so angeordnet, daß es einen Unterdruck im Auslaßstutzen 16 und demzufolge auch im Gehäuse 8 und im Einlaßstutzen 12 erzeugt, um Luft aus dem Einlaßstutzen 12 durch den Filterkörper 1 in den Auslaßstutzen 16 zu saugen, wie es mit den gestrichelten Pfeilen in Fig. 1 angedeutet ist. Das nicht dargestellte Gebläse soll also rechts vom Gehäuse 8, gesehen in Fig. 1, angeordnet sein.

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Zwischen dem Antriebsmotor 4 und dem Filterkörper 1 befindet sich eine ringförmige Scheidewand 6, die gewährleistet, daß während der Filtration die Luft durch den Filterkörper in den von ihm umschlossenen Hohlraum strömt. Die Scheidewand ist mit dem Rotor des Antriebsmotors 4 und mit dem Filterkörper 1 verbunden. An dem Schaufelrad 3 und dem Filterkörper 1 ist eine weitere ringförmige Wand 7 befestigt, die den Zwischenraum zwischen dem Filterkörper 1 und der Innenfläche des Gehäuses 8 überbrückt. Die Wände 6 und 7 sind an den Enden des FiIterkörpers 1 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise angeordnet.

Bei der normalen Luftströmung durch den Einlaßstutzen 12, das Gehäuse 8 und den Auslaßstutzen 16 in Richtung der gestrichelten Pfeile mittels des nicht dargestellten Gebläses wird der Filterkörper 1 durch das mit ihm verbundene Schaufelrad 3 in Umdrehung versetzt und übt dadurch eine erhöhte Filterwirkung aus_r wie nachstehend beschrieben wird.

Der Filterkörper 1 kann vom Antriebsmotor 4 mit hoher Drehzahl in Umlauf versetzt werden, um den Filterkörper durch Zentrifugalkraft zu reinigen, indem die zurückgehaltenen Teilchen aus den Filterkörper gelöst und radial nach außen abgeschleudert werden. So lange der FiIterkörper 1 diese Schleuderreinigung erfährt, wird die Strömungerichtung der Luft durch den Filterkörper umgekehrt, so daß'die Luft aus dem inneren Hohlraum durch den Filterkörper nach außen strömt. Dieser umgekehrte Luftstrom wird durch das Schaufelrad 3 bewirkt. Das nicht dargestellte Gebläse im Auslaßstutzen 16 ist natürlich so lange stillzusetzen. Der umgekehrte Luftstrom ist in Fig. 1 mit ausgezogenen Pfeilen angedeutet. Der Antriebsmotor 4 1st so ausgebildet, daß er

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zum Reinigungsschleudern den Filterkörper 1 in umgekehrter Richtung im Vergleich zum Umlauf während des Filtrierens antreibt.

Vorzugsweise ist vor dem Filterkörper 1 (gesehen in Strömungsrichtung während des Filtrierens) ein selbsttätiges Rückschlagventil 13 vorgesehen. Es besteht aus einer Jalousie, die sich in Richtung der Luftströmung zur Filtration öffnet, den Einlaßstutzen 12 jedoch beim Reinigungsvorgang Infolge der umgekehrten Luftströmung selbsttätig schließt. Im Strömungsweg der Luft zwischen dem Rückschlagventil 13 und dem Filterkörper 1 befindet sich ferner ein zweites Rückschlag ventil 10, das einen Auslaß 9 in der Wand des Gehäuses 8 während der Filtration schließt, diesen Auslaß jedoch während des Reinigungsvorgangs und demgemäß während der Luftströmung in Gegenrichtung öffnet.

Innerhalb oder in der Nähe des Hohlraums des Filterkörpers 1 ist vorzugsweise eine Sprühvorrichtung 14 angeordnet, um während der Reinigung des Filterkörpere 1 durch Zentrifugalkraft und Gegenströmung ein Reinigungsmittel auf die Innenseite des Filterkörpers zu sprühen. Dies kommt insbesondere dann in Frage, wenn der auf oder in dem Filterkörper 1 niedergeschlagene Staub klebrig ist oder wenn der Filterkörper mit Filteröl oder einem sonstigen Haftmittel getränkt ist. Die Reinigungsflüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft gezwungen, den Filterkörper 1 zu durchdringen. Wenn zur Filtrierung ein mit öl od.dgl. getränkter Filterkörper verwendet wird, befindet sich vorzugsweise in der Nähe oder innerhalb des Hohlraumes eine zweite Sprühvorrichtung 15, die zum Aufsprühen von Filteröl oder einem Haftmittel auf

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die Innenseite des Filterkörpers dient, nachdem ein Reinigungsvorgang beendet ist. Im Gehäuse 8 ist ein Ablaßstutzen für die Reinigungsflüssigkeit vorgesehen. Die Sprühvorrichtungen 14 und 15 sind in irgendeiner Weise am Gehäuse 8 befestigt.

Um die Reinigungswirkung durch den Gegenstrom weiter zu erhöhen, kann das Schaufelrad 3 so ausgebildet sein, daß es einen pulsierenden Luftstrom von innen nach außen hervorruft.

Anhand der schematischen Darstellung in Fig. 3 wird die Filterwirkung eines rotierenden Filterkörpers erläutert. Ά bezeichnet ein Staubteilchen und B und C sind Filterfasern. Falls der Zwischenraum zwischen zwei Fasern gleich dem Teilchendurchmesser ist, kann das Teilchen in einem bestimmten Zustand zwischen den Fasern in Richtung Ά hindurchgelangen, wenn die Fasern sich nicht ihrerseits bewegen. Wenn aber die Fasern eine Bewegung in Richtung B ausführen, ereignet sich unter den gleichen Bedingungen ein Zusammenstoß zwischen dem Teilchen A und den Filterfasern B, C. Eine erhöhte Stoßwahrscheinlichkeit bedeutet aber auch eine verbesserte Filterwirkung, insbesondere bei klebrigem Staub oder mit einem Haftmittel überzogenen Fasern. Dadurch, daß der FiIterkörper während des Filtrierens umläuft, erhält man also eine erheblich verbesserte Filterwirkung.

Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Im Normalbetrieb herrscht ein Unterdruck in dem Auslaßstutzen 16, dem Gehäuse 8 und dem Einlaßstutzen 12 dank des in Betrieb befindlichen Gebläses. Die Luft wird aus dem Einlaßstutzen durch den Filterkörper 1 gesaugt, wie die gestrichelten Pfeile angeben. Das Rückschlagventil 10 ist durch den Unter-

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druck geschlossen, während das Rückschlagventil 13 offen gehalten wird. Der Filterkörper 1 wird durch den Einfluß des Luftstromes auf das Schaufelrad 3 in Drehung versetzt, während der Antriebsmotor 4 nicht eingeschaltet ist und sein Rotor freiläuft. In bestimmten Zeitabständen, z.B. alle 24 Stunden, wird zwecks Reinigung des Filterkörpers 1 das Gebläse im Auslaßstutzen 16 stillgesetzt. Dann wird der Antriebsmotor 4 eingeschaltet und der Filterkörper 1 mit hoher Drehzahl in Gegenrichtung zur Drehrichtung während der Filtration in Umlauf versetzt. Hierbei kehrt das Schaufelrad 3 die Richtung des Luftstromes durch den Filterkörper um, wie die ausgezogenen Pfeile in Fig. 1 angeben. Unter dem Einfluß des im Gehäuse 8 durch das Schaufelrad erzeugten Oberdrucks wird das Rückschlagventil 13 geschlossen und das Rückschlagventil 10 geöffnet. Der auf dem Filterkörper 1 angesammelte Staub wird durch die Schleuderwirkung und den turbulenten Luftstrom in Gegenrichtung gelockert und durch den Stutzen 9 ausgeblasen. Es ist wichtig, daß der Filterkörper während des Reinigungsvorgangs in Gegenrichtung, verglichen mit der Bewegung beim Filtrieren, umläuft, da hierdurch der Reinigungsvorgang verbessert wird. Wenn der Staub klebrig oder der Filterkörper mit einem öl oder Haftmittel getränkt ist, kann während des Reinigungsvorganges ein Lösungsmittel mittels der Sprühvorrichtung 14 auf den Filterkörper 1 gesprüht werden. So ergibt sich ein Wascheffekt. Das Lösungsmittel wird durch den Ablaßstutzen 11 abgeführt. Falls der Filterkörper mit öl ader einem Haftmittel getränkt war, kann nach dem Waschen neues öl oder Haftmittel mittels der Sprühvorrichtung 15 aufgesprüht werden. Dann wird die Antriebsvorrichtung 4 ausgeschaltet und das Gebläse im Auslaßstutzen 16 wieder eingeschaltet. Hierdurch öffnet sich das Rückschlagventil 13

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und das Rückschlagventil 10 schließt sich. Der Filtriervorgang beginnt, wobei der Filterkörper 1 durch das Schaufelrad 3 in Umlauf versetzt wird.

Fig. 4 und 5 zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel, bei dem mehrere Filterkörper in einer Anlage zusammengefaßt sind. Es sind zwei Antriebsvorrichtungen 17 vorgesehen, die je über eine Welle 2O mit zwei FiIterkörpern 1 verbunden sind. Die Luft tritt in die Einlaßstutzen 18, 18* ein und gelangt durch die Filterkörper in den Auslaßstutzen 19. Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist im übrigen grundsätzlich die gleiche wie diejenige der Anordnung nach Fig. 1 und 2. In der Anordnung nach Fig. 4 und 5 erhält man eine sehr hohe Durchflußkapazität.

Der Hauptvorteil der Erfindung liegt wie gesagt darin,daß durch die Kombination der Zentrifugalkraft und des Luftstroms in Gegenrichtung während des Schleuderns eine erheblich verbesserte Reinigungswirkung des Filterkörperβ erzielt wird. Da ferner mindestens ein Schaufelrad mit dem Filterkörper verbunden ist, ergibt sieh eine außerordentlich wirksame Lösung, die sowohl einen Umlauf des Filterkörpers während der normalen Filtration, als auch eine einfache Umkehr der Ströraungsrichtung durch den Filterkörper während des Reinigungsvorgangs ermöglicht. Dank den selbsttätigen Rückschlagventilenio und 13 wird die mitSchmutzteilchen und Staub beladene Luft wirksam durch den Auslaß 9 abgeführt.

Es sei bemerkt, daß die Verbindung des Filterkörpers mit mindestens einem in dem Weg eines SErömungsmitteis liegenden Schaufelrad bei jeder Filtriervorrichtung angewandt werden kann, die mindestens einen drehbar gelagerten Filterkörper

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und eine Vorrichtung enthält, um ein Strömungsmittel durch den Filterkörper zu leiten. Das Schaufelrad oder die Schaufelräder können also verwendet werden, um nur den Filterkörper während des Filtrierens zu drehen und so die Filterwirkung zu verbessern. Der Filterkörper könnte dann in irgendeiner beliebigen Weise gereinigt werden.

Nach einer anderen Abwandung ist es möglich, den Filterkörper 1 auch während des Filtrierens mit einem Antriebsmotor 4 in Drehung zu versetzen; in diesem Falle kann das Schaufelrad wegfallen. Die Umkehr der Strömungsrichtung wird dann in irgendeiner anderen Weise bewirkt, z.B. mittels eines umsteuerbaren Gebläses im Strömungskanal, und die Drehzahl des Filterkörpers kann unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft so gewählt werden, daß die maximale Filterwirkung erzielt wird. Da offensichtlich die Filterwirkung bei einer gegebenenVilchengeschwindigkeit mit zunehmender Drehzahl des Filterkörpers bis zu einer gewissen Grenze ansteigt, die durch die Kräfteverhältnisse, den Filtertyp und die Art der Teilchen gegeben ist, können die besten Betriebsbedingungen leicht für jede Situation durch entsprechende Überlegungen gewählt werden. Der Filterkörper kann verschiedene Gestalt annehmen, z.B. konisch oder nahezu scheibenförmig, und der Ausdruck "Kohlraum" soll deshalb im allgemeinsten Sinne verstanden werden. Das Schaufelrad oder die Schaufelräder 3 können in beliebiger Weise ausgebildet und auch außerhalb des Hohlraums des Filterkörpers 1 angeordnet sein, solange sie imstande sind, den Filterkörper 1 während des Durchsaugens der Luft zu drehen und andererseits den Luftstrom durch den Filterkörper umzukehren, wenn sie von dem Antriebsmotor 4 in Drehung versetzt werden. Weitere Abwandlungen sind für den Fachmann ohne weiteres möglich.

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Claims

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München, den 31. Oktober 1977 125/001

Knut ldνin Bergdahl, Kvartsgränd 4, S-852 52 Sundsvall/Schweden

Patentansprüche

Verfahren zur Reinigung von Filtern für Strömungsmittel mit mindestens einem einen Hohlraum umgebenden Filter-* körper, der während der Filtration von dem Strömungsmittel in Richtung zum Hohlraun durchströmt und zur Reinigung mit Zentrifugalkraft in rasche Umdrehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Reinigung die DurchfluBrichtung des Strömungsmittels durch den Filterkörper umgekehrt wird, so daß das Strömungsmittel den Filterkörper in Richtung von dem Hohlraum weg durchfließt.
2. Reinigungsvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für Filter, die mindestens einen Filterkörper aufweisen, der einen Hohlraun mindestens teilweise umgibt, und so ausgebildet sind, dafi wfthrend des Filtrier-

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Vorgangs das Strömungsmittel in Richtung zum Hohlraum den Filterkörper durchfließt, wobei der Filterkörper zwecks Reinigung durch Zentrifugalwirkung mit hoher Drehzahl in Umdrehung versetzbar ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (3) zur Umkehr der Strömungsrichtuna durch den Filterkörper (1).
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (1) mit mindestens einem im Weg des Strömungsmittels angeordneten Schaufelrad (3) verbunden ist, das so angeordnet ist, daß es einerseits

beim Filtrieren den Filterkörper in Umdrehung versetzt und andererseits beim Reinigen den Luftstrom durch den Filterkörper umkehrt.
4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (l)in einer Förderleitung (12,16) für das Strömungsmittel angeordnet ist, daß in der zum Filtrieren dienenden Strömungsrichtung vor dem Filterkörper ein Rückschlagventil (13) derart in der Leitung angeordnet: ist, daß es im Filtrationszustand die Zuleitung (12) offenhält, beim Reinigen des Filters

in umgekehrter arömungsrichtung dagegen die Zuleitung geschlossen hält, und daß ein zweites Rückschlagventil (10)

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im Strömungsweg zwischen dan ersten Rückschlagventil (13) und dem Filterkörper (1) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß es beim Filtrieren einen Auslaß (9) in der Wand (8) der Förderleitung schließt, diesen Auslaß jedoch beim Reinigen des Filters mit umgekehrter Strömungsrichtung offenhält.
5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Sprühvorrichtung (14) zum Aufsprühen einer Reinigungsflüssigkeit auf den Filterkörper (1) während des Reinigungsvorganges, sowie eine weitere Sprühvorrichtung

(15) zum Aufsprühen von Filteröl oder einem Haftmittel auf den Filterkörper (1) nach dem Reinigen, wobei beide Sprühvorrichtungen in dem Hohlraum des Filterkörpers oder in der Nähe desselben angeordnet sind.
6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (3) so ausgebildet ist, daß es eine pulsierende Gegenströmung des Strömungsmittels erzeugt.
7. Filtriervorrichtung mit mindestens einen drehbaren Filterkörper und Mitteln zum Durchleiten eines Strömungsmittels durch den Filterkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (1) mit mindestens einem Schaufelrad (3) verbunden ist, das derart im Weg des Strömungsmittel s angeordnet ist, daß es den Filterkörper in

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Drehung versetzt.