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Die Erfindung betrifft hochtempe ratu rfeste 1 ndustriefilte r, insbesondere
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verbesserte Glasfasergewebefiltereinsätze für Schlauchfilter.
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Der Einsatz von Gewebefiltern für das Abscheiden und Auffangen von
Industriestaub mit hohen Temperaturen wurde verzögert durch die begrenzte Verfügbarkeit
von Filz- oder Gewebefiltereinsätzen, die über längere Zeit hinweg Einsatztemperaturen
oberhalb 400 F (204.4400) standzuhalten vermögen. Die meisten der herkömmlichen
Filz- und Gewebefiltermaterialien aus Natur- und Kunstfasern sind völlig ungeeignet,
Temperaturen oberhalb 400 F (204.4400) auszuhalten. Bestimmte andere Kunststoffe
sind Temperaturen bis zu 490 F (254.4400) gegenüber zwar beständig, aber für die
Verwendung als Filtermedium sehr teuer. Metallfaserfilter sind im größeren Umfang
noch nicht eingesetzt worden, weil es schwierig ist, aus diesen Fasern Metall gewebe
oder -filze herzustellen. Wegen seines hohen Schmelzpunktes wurde Glas lange Zeit
als wünschenswertes Filtermaterial für Hochtempe ratu rei nsätze angesehen, ohne
jedoch sehr häufig verwendet zu werden, weil es schnell bricht, wenn es wiederholten
Biege-, Falt- und Knitterbeanspruchungen ausgesetzt wird, wie diese normalerweise
beim Filter- bzw. Reinigungsbetrieb gegeben sind.
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Besonders stark präsentiert sich dieses Problem bei Gewebefiltern,
deren
Reinigung im Wege von pneumatischen Strahlverfahren erfolgt.
Das geschieht beispielsweise, indem zur Reinigung eines länglichen Schlauchfilters
ein lsft- oder Gasstoss kurzzeitig stossartig in das Innere des Filterschlauches
gelenkt wird. Hierdurch wird ein momentaner Gegenstrom mit einem anderen als dem
beim normalen Fllterbetrieb gegebenen Druck erzeugt, welcher die Staubteilchen vom
Filtermedium ablöst. Filter mit Reinigung im Wege des pneumatischen Strahlverfahrens
finden weitverbreitet Anwendung, weil diese Art der Säuberung des Filtermediums
als hochwirksam und wenig wartungsau##endig zu gelten hat, Die Filtereinsätze in
solchen Strahlreinigungsflltern sind normalerweise längliche Schlauchbeutel oder
-säcke aus Filz oder Tuchgewebe mit Anordnung um einen zylindrischen offenen Drahtrahmen
herum. In solchen Aggregaten ist der Filterschlauch für gewöhnlich etwas größer
als das Drahtgestell, um sowohl die anfängliche Montage des Schlauches auf den Rahmen
als auch seinen späteren Ausbau zwecks Erneuerung zu vereinfachen. Dies bringt unvermeidlich
eine gewisse Durchbiegung bzw. ein gewisses Spiel des Filterschlauches gegenüber
dem Drahtgestell mit sich. Erfolgt die Reinigung wie vorbeschrieben durch die plötzliche
und momentane Freigabe starker Luft- oder Gasstösse in das offene Ende des Schlauches,
so wird der letztere schnell vom Drahtgestell weggedrückt.
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Nach dem Reinigungsprozess von zeitlich kurzer Dauer setzt der normale
Filterdurchsatz wieder ein, wodurch eine plötzliche Bewegung des Filterschlauches
in Richtung auf das Drahtgestell bewirkt wird. Auf diese Weise
unterliegt
der Filterschlauch während der Reinigungs- und Filtervorgänge um und durch die offenen
Räume im Drahtgestell Biege-, Falt- und Knitterbeanspruchungen.
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Der schnelle Verschleiß von Glasgewebe-Filterschläuchen infolge dieser
Biege-, Falt- und Knitterbeanspruchungen hat den Einsatz dieser Filtereinsätze in
Staubfiltern mit Strahlreinigung begrenzt.
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Außerdem läuft bei diesen herkömmlichen Filtern der Reinigungsprozeß
zwischen den das Drahtgestell und das Filter bildenden Elementen ab, wo die Tendenz
des schnelleren Zusetzens gegeben ist, da sich die Schmutzablagerungen auf den Scheitelpunkt
des einen Freiraum des offenen Drahtgestells überspannenden Filtermediums beim Filtervorgang
konzentrieren. Damit sind die herkömmlichen Filter nicht so wirksam wie sie sein
könnten, wenn die Reinigung gleichmäßig, über die Gesamtfläche des Filterschlauches
verteilt, stattfände Kurz gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung einen verbesserten
Filterschlauch zum Abscheiden und Sammeln von Staub mit hoher Temperatur.
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Im weiteren Sinne umfaßt dieser Filterschlauch ein im wesentlichen
starres offenes Drahtgestell als Träger für den Filterschlauch. Über das Drahtgestell
ist eine Hülse aus flexiblem Drahtgewebe geschoben, die eine gelochte, relativ glatte
und geschlossene Oberfläche als Auflage für einen Filterschlauch aus Glastuch bildet.
Der Glastuch-Filterschlauch ist dabei so dimensioniert, daß er eng an der Drahtgewebehülse
anliegt.
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Ein stangenartiges Element wird dann in Längsrichtung zwischen die
Drahtgewebehülse und das offene Drahtgestell geschoben, um das Spiel zwischen Drahtgewebehülse
und dem sie und das offene Drahtgestell umgebenden Filterschlauch zu beseitigen
und den letzteren in einem straffen, glatten und knitterfreien Zustand zu halten.
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Zu den Vorteilen der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache zu zählen,
daß der hiernach geschaffene verbesserte Gewebe- oder Tuchfilterschlauch eine deutlich
längere Lebensdauer in Umgebungen mit hohen Temperaturen besitzt. Ein weiterer Vorteil
ist die Schaffung einer verbesserten Montagevorrichtung, welche den wirksamen Einsatz
von Glastuch - bzw. Glasgewebefiltereinsätzen in Strahlreinigungs5iltern, wie sie
zum Abscheiden und Sammeln von Staub mit hohen Temperaturen benutzt werden, ermöglicht.
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Schließlich hat als weiterer Vorteil die Schaffung eines verbesserten
Tuch-bzw. Gewebefilterelements zu gelten, das einen klar besseren Filterwirkungsgrad
gewährleistet.
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Weitere Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung und den belgerügten Zeichnungen, die eine zur Zeit bevorzugte
Ausfflhrungsform darstellen. Es zeigen: Fig. 1 ein Schema eines herkömmlichen Stoß-
oder Strahireinigungsfilters; Fig. 2 eine Draufsicht auf eine verbesserte Montagevorrichtung
fur Glastuch- bzw. Glasgewebefilterelemente mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung,
wobei einzelne
Teile gebrochen dargestellt sind; Fig 3 einen Querschnitt
auf der Achse 3 - 3 gemäß Fig. 2; Fig. 4 eine im größeren Maßstab gezeichnete Teilansicht
einer Hülse aus gewirktem Drahtmaterial und Fig. 5 eine im größeren Maßstab gezeichnete
Ansicht des zur Zeit bevorzugten Umrisses eines Stabelements zur Spielbeseitigung.
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Fig 1 zeigt in schematischer Darstellung ein herkömmliches Strahireinigungsfilter
und bestimmte grundsätzliche Funktionsteile desselben.
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Normalerweise umfassen Filter dieser Art ein rundes oder rechteckiges
Gehäuse 10, für gewöhnlich in Modulbauweise, und darin ein quer angeordnetes, gasundurchlässiges
Rohrblech 12, welches das Innere des Gehäuses 10 in eine Rein- und eine Staubluftkammer
14 bzw. 16 unterteilt.
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Von der Rohrplatte 12 nach unten hängend sind in der Staubluftkammer
16 eine Mehrzahl von Filterschlauchhaltern 20 in Form länglicher zylindrischer Gitterrohre
angeordnet, um die herum entsprechend geformte längliche zylindrische Schläuche
oder Beutel 18, bestehend aus dem Filtermedium, gestülpt sind. Die Filterschläuche
18 sind durchlässig und in herkömmlicher Weise aus Filz, Gewebe oder sonstigem Filtermaterial
hergestellt.
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Die Innenräume der Filterschlauchhalter 20 stehen an ihrem oberen
Ende mit der Reinluftkammer 14 in Verbindung, wobei die jeweiligen oberen
Enden
normalerweise mit einzelnen Düsenleitungen 22 versehen sind, welche von einer entsprechenden
Öffnung in der Rohrplatte 12 aufgenommen werden.
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Die Filterschlauchhalter 20 gemäß Fig. 2 sind vorzugsweise in Form
eines offenen Gitters aus Metall- oder Harzelementen in Längs- und Oueranordnung
statt aus starkem Draht oder Leichtstäben mit Verschweißung an den Kreuzungsstellen
ausgebildet. Diese Anordnung ergibt eine relativ starre Konstruktion, welche ein
Zusammenfallen des sie umgebenden Filterschlauches 18 im normalen Filterbetrieb
verhindert. Diese Gitter können wahlweise auch in Form von Zylindern aus stark perforiertem
Blech mit glatter oder gewellter Oberfläche hergestellt sein.
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Beim normalen Betrieb eines Stoßreinigungsfilters wird das Trägergas
mit der abzuscheidenden Teilchensubstanz von einem Gebläse oder einer sonstigen
Treibvorrichtung (nicht dargestellt) mit Anordnung vor der Reinluft-Auslaßleitung
26 durch eine Einlaßleitung 28 in den Trichterteil 24 des Filters 10, dann nach
oben in die Schmutzluftkammer 16 und über die durchlässigen Filterschläuche 18 in
die Innenräume der Filterschlauchhalter 20, anschließend nach oben durch die Diwisenleitung
22 in die Reinluftkammer 14 und schließlich aus dem Filter 10 durch die Reinluft-Auslaßleitung
26 geleitet.
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Die Schmutzteilchen im Schmutzluft- bzw. Trägergasstrom scheiden sich
auf den äußeren Oberflächen der durchlässigen Filterschläuche 18 ab und setzen allmählich
deren Poren und Oberfläche zu. Die Entfernung der solcherart
angesammelten
Schmutzteilchen von den Außenflächen der Filterschläuche 18 erfolgt beispielsweise
durch die abrupte und momentane Abgabe starker Reinigungsgasstösse aus Strahldüsen
30, die im Abstand voneinander und koaxial zu den Düsenleitungen 22 angeordnet sind.
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Während des Reinigungszyklus dieser Filter wird das Schnellschlußventil
34 von Zeit zu Zeit betätigt, um den Übergang von unter Druck stehendem Reinigungsgas
von einer entfernten Versorgungsquelle (nicht dargestellt) aus in das Innere einer
querverlaufenden Einblasleitung 32, mit der die Strahldüsen 30 verbunden sind, zu
bewirken. Das unter Druck stehende Reinigungsgas tritt aus den Düsen 30 in Form
starker, kurzer Stösse von normalerweise 1/10 sec. Dauer oder weniger aus. In einem
ordnungsgemäß konzipierten Filter dieser Art zur Staubabscheidung wirken die solcherart
ausgelösten Stösse dahingehend, daß der normale Schmutzluftstrom nach oben durch
die Düsenleitung 22 momentan angehalten und ein plötzlicher und momentaner Druckanstieg
in den Filtersäcken 18 mit daraus resultierender Druckwellenwirkung zur Ablösung
der Staubteilchen von den äußeren Oberflächen der Filterschläuche 18 bewirkt wird.
Diese Staubteilchen fallen in den Trichter 24, von wo sie über ein Luftschleusenventil
bzw. einenLuftschleusen-Drehschieber 36 von Zeit zu Zeit abgezogen werden.
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Um den offenen Filterschlauchhalter 20 herum ist eine Hülse aus Drahtgewebe
38, wie in Fig. 2 dargestellt, angeordnet. Eine Detailansicht dieser
Hülse
38 zeigt die Fig. 4. Die Hülse aus Drahtgeflecht 38 dient als Polsterung für den
Glastuch-Filterschlauch 18, der hochporös ist, und bietet der inneren Oberfläche
des Filterschlauches 18 eine im wesentlichen glatte und geschlossene Auflagefläche.
In Versuchen wurde festgestellt, daß beim normalen Filtereinsatz die Drahtgewebehülse
38 den Glastuch-Filterschlauch 18 in einer einen wirksameren Filterbetrieb gewährleistenden
Art und Weise aufnimmt, weil die gesamte Oberfläche und nicht nur die Fläche zwischen
den Elementen des offenen Filterschlauchhalters 20 dem Reinigungsprozeß ausgesetzt
wird und weil keinerlei Spitzen in dem Filtermedium im Bereich einer Gitteröffnung
des Filterschlauchhalters 20 entstehen.
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Ein stangenartiges Element 40 wird in Längsrichtung zwischen die Drahtgewebehülse
38 und die offene Filterschlauchhalterung 20 geschoben, um das Spiel zwischen der
Drahtgewebehülse 38 bzw. dem sie umgebenden Filterschlauch 18 und der offenen Halterung
20 durch Vergrößerung des Durchmessers der Filterschlauch 18 und Drahtgewebehülse
38 aufhehmenden Konstruktion zu verringern.
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Vorzugsweise hat dieses stangenartige Element 40 eine gegenüber der
Drahtgewebehülse 38 gemäß Fig. 3 gekrümmte Oberfläche, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich
ist. Nach dem Einschieben des stangenartigen Elementes 40 wird der Filterschlauch
18 in einem im wesentlichen gestrafften, glatten und knitterfreien Zustand gehalten.
Im Normalbetrieb bieten das stangenartige Element 40 und die Drahtgewebehülse dem
Filterschlauch 18
eine Auflage, welche in wirksamer Weise örtliche
Durchbiegungen, Faltungen und Knitterungen auf ein Mindestmaß reduziert Das stangenartige
Element 40 kann erfindungsgemäß auch in anderer Form, beispielsweise in Form eines
länglichen Nockens, ausgebildet sein, wobei dieser Nocken um seine Längsachse gedreht
wird, um den Filterschlauch 18 im wesentlichen straff, glatt und knitterfrei zu
halten, und des weiteren in eine andere Stellung drehbar ist, um den Filterschlauch
18 zur Abnahme von der Drahtgewebehülse 38 freizugeben.
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Wenngleich die grundsätzlichen Neuheitsmerkmale der Erfindung dargestellt
und beschrieben worden sind, versteht es sich dennoch, daß verschiedene andere Ausführungsformen
sowie Änderungen und Abwandlungen durch den Fachmann möglich sind, ohne daß der
Erfindungsgedanke verlassen oder der Erfindungsrahmen gesprengt wird. Somit fallen
alle diese Änderungen und Abwandlungen in den Umfang der Ansprüche.
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