DE29521391U1 - Selbstreinigender Staubsauger - Google Patents
Selbstreinigender StaubsaugerInfo
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Description
Selbstrexnigender Staubsauger
Die Erfindung betrifft einen Staubsauger, insbesondere Industriestaubsauger, mit einem Gehäuse mit einem Ansaugstutzen,
der mit einem im Gehäuse angeordneten Staubkessel zur Aufnahme des Sauggutes in Verbindung steht, mit
einem Verdichter zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen dem Druck im Staubkessel und dem Umgebungsdruck sowie
mit einem Rundfilter, welcher den Staubkessel gegen einen Reingasraum abtrennt und zur Abscheidung von Staub aus der
mit Staub beladenen Saugluft dient.
Nahezu die meisten Einrichtungen zur Entstaubung von Arbeitsplätzen
in Industrie und Handwerk sind mit Einwegfiltern versehen, zum Beispiel Papierbeutel oder Filterpatronen
oder auch Schwebstoffilter, welche nach entsprechender
Gebrauchsdauer unbrauchbar sind, weil ihre Filterflächen mit dem angesaugten Staub zugesetzt sind, und
ausgetauscht werden müssen.
Solange es sich bei der Entstaubung um die Entsorgung von normalen, das heißt ökologisch oder gesundheitlich unbedenklichen,
Stäuben handelt, ist diese Verfahrensweise möglicherweise nur unwirtschaftlich, da je nach Staubanfall
Postbank: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Vülingen (BLZ 69470039) 146332 V.A.T. No. DE142989261
die Zyklen der Filterwechsel sehr rasch aufeinander folgen können und demgemäß häufig der erforderliche Filterwechsel
durchzuführen ist.
Problematisch, insbesondere im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit,
ist jedoch eine derartige Verfahrensweise, wenn es sich um die Entsorgung von solchen Verunreinigungen
handelt, die als Sondermüll eingestuft sind und daher nicht dem normalen Müll zugegeben werden dürfen.
Zwangsläufig führt die Beaufschlagung der Filter mit derartigen Stoffen zu einer erhöhten Konzentration dieser
Substanzen im bzw. am betreffenden Filter, so daß selbst, wenn die Ungefährlichkeit des betreffenden Stoffes in
niedrigen Konzentrationen bestätigt ist, wegen der hohen Konzentration dieses Stoffes im Filter dessen Einstufung
als gefährlich oder als umweltgefährdend erfolgen kann. Dies hat dann zur Folge, daß der jeweilige mit diesem Stoff
beladene Filter als Sondermüll besonderen Entsorgungsvorschriften mit den entsprechenden Konsequenzen in
der Handhabung unterworfen ist.
Unabhängig davon jedoch, ob es sich um Stäube handelt, die als Normal- oder Hausmüll eingestuft sind oder um solche,
für die besondere Vorschriften gelten, sollte generell der Gedanke der Müllvermeidung zur Entlastung der Umwelt verstärkt
Beachtung finden. Die Handhabung mit Einwegfiltern kommt diesem Anspruch nicht entgegen.
Zwar ist es im Prinzip bekannt, Staubsauger mit regenerierbaren Filtern zu versehen, zum Beispiel Staubsauger mit
einem Staubsack mit mechanischer Abreinigung oder Staubsauger mit einem Lamellen- beziehungsweise Patronenfilter
mit einer durch PreSluft von etwa 300 - SOO kPa Überdruck
bewirkten impulsartigen Abreinigung. Doch sind derartige Geräte sowohl bei der Anschaffung als auch im praktischen
Betrieb sehr kostspielig. Sei es wegen der aufwendigen
V-I1I;
mechanischen Zusatzeinrichtungen oder wegen der bei Verwendung von Preßluft zur Abreinigung resultierenden Sicherheit
sanf orderungen. Darüberhinaus muS die Hilfsenergie "Preßluft" bereitgestellt werden, was sich ebenfalls
kostenerhöhend auswirkt. Bei den bekannten, mit Preßluft beaufschlagten Filtern wird die Preßluft impulsartig mit
Schallgeschwindigkeit in die Filterkammer zugeführt, so daß sowohl der Filter als auch das ihn aufnehmende Gehäuse
genügend stabil sein müssen, um derartige Druckstöße unbeschadet aufnehmen zu können.
Infolge der Beaufschlagung des Staubsaugergehäuses mit
unter Überdruck stehender Luft zur Abreinigung ist das Staubsaugergehäuse als Druckbehälter anzusehen und muß
dementsprechend wegen der hierfür erforderlichen Druckfestigkeit verstärkt ausgeführt werden. Eine andere aber
ebenfalls kostspielige Möglichkeit besteht darin, den Überdruck durch gezielte Ableitung der Preßluft abzubauen, zum
Beispiel durch den Rohgaseintritt. Allerdings ist der rohgasseitige Druckabbau auf Großfilteranlagen mit erheblichem
Bauvolumen beschränkt, da bei kleinen Anlagen die Gefahr besteht, daß beim Abreinigen des Filters sich die Druckwelle
in die Rohgasleitung beziehungsweise in den Absaugeschlauch unmittelbar fortpflanzt und dabei Staub mitreißt.
Bei gesundheitlich gefährlichen Stoffen wäre eine solche Folge unbedingt zu verhindern. Somit bleibt als einzige
Möglichheit, während des Abreinigungsintervalls die Absaugung in Betrieb zu halten, was die Wirksamkeit derselben
reduziert und letztlich keine absolute Sicherheit für das Nichtaustreten von Staub auf der Rohgasseite gewährt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung einen Staubsauger der eingangs genannten Art zu
schaffen, der einen preiswerten regenerierbaren Filter aufweist, dessen Funktion auf einfache Weise, nämlich ohne
zusätzliche Energieträger, zum Beispiel elektrische Antriebe, gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dementsprechend ist eine Einrichtung zur Abreinigung des Filters vorgesehen
ist, welche den am Filter auf dessen staubkesselseitiger Filteroberfläche angelagerten Staub infolge einer Gasgegenströmung
mit Spülluft löst und so dessen Filterfunktion wiederherstellt.
Darüberhinaus liefert die vorliegende Erfindung einen Beitrag zur Müllvermeidung, indem die Entsorgung des Filters
jeweils erst nach langer Gebrauchsdauer erforderlich ist, wenn durch mechanischen oder sonstigen Verschleiß dessen
'^1" Funktion gestört ist..
Üblicherweise handelt es sich bei der zur Abreinigung des
Filters vorgesehenen Gasgegenströmung um saubere Luft, welche einer staubfreien Umgebung, zum Beispiel dem Reingasraum,
entnommen ist und dazu dient, die mit angesaugtem Staub zugesetzte äußere Oberfläche des Filters von innen
her frei zu blasen, um hierdurch den erforderlichen Ansaugdruck zu gewährleisten.
Ferner kommt dem erfindungsgemäßen Staubsauger zugute, daß
regenerative Filter normalerweise eine mehrjährige Lebens- f:% dauer aufweisen. Die Lebensdauer wird dabei praktisch nur
durch die Wechselwirkung der mechanischen Festigkeit des Filtermaterials einerseits und der Abrasivität des Saugguts
andererseits bestimmt, nicht jedoch durch die Verschmutzung des Filters, da angelagerter Staub entsprechend der Erfindung
zyklisch entfernt wird.
Vorteilhafterweise ist der erfindungsgemäße Staubsauger
modular aufgebaut, das heißt, er besteht aus den Hauptbaugruppen Gehäuse mit einer Filterkammer und dem Staubkessel,
der Abreinigungsvorrichtung und dem Verdichter. Dabei weist jede Hauptbaugruppe selbstverständlich weitere
Einzelteile auf.
Entsprechend einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist
die .^reinigungseinrichtung als Geblaselaufrad ausgebildet,
welches zyklisch den Filter in der dem Saugbetrieb entgegengesetzten
Richtung mit Spülluft beaufschlagt. Hierdurch wird erreicht, daß einerseits die Filterwirksamkeit
im Mittel konstant bleibt und andererseits die Gebrauchsdauer des Filters sich erhöht, da infolge der sich in entsprechendem
zeitlichen Turnus wiederholenden Luftspülung des Filters ein Anbacken des an der Filteroberfläche angelagerten
Staubes verhindert wird, was die Brauchbarkeit des Filters und damit dessen Nutzungsdauer wesentlich beeinträchtigen
würde.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemäß zum Einsatz vorgesehene
Filter als eine Rundpatrone mit spezifisch hoher Filterfläche ausgebildet, beispielsweise als einseitig offener
Filtertopf mit wellenartig geformten oder sternförmig gefalteten Filterflächen, um bei geringem Raumbedarf eine
möglichst große Filteroberfläche zu erhalten. Insbesondere ist an sogenannte Monopatronen gedacht, welche Filterflächen
zwischen 0,2m2 und ca. 20 m2 aufweisen. Dabei ist jeweils
nur ein Filterelement je Staubsauger vorgesehen.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der f$~: Ansaugstutzen gehäuseseitig mit einer Rückschlagklappe
versehen, welche sich aufgrund des erwähnten Druckunterschiedes öffnet und dem angesaugten Staub den Zugang in den
Staubkessel und damit zum Filter ermöglicht.
Um den Filter vor mechanischer oder gegebenenfalls thermischer Beschädigung, zum Beispiel infolge angesaugter
glühender Partikel, zu schützen, ist der Filter Zutrittsseitig mit einem Prallblech versehen, welches auftreffenden
Partikeln sowohl die kinetische als auch deren thermische Energie entzieht, so daß die Partikel anschließend entweder
den Filter gar nicht erst erreichen, sondern unmittelbar nach Auftreffen auf das Prallblech auf den Boden des Staub-
kesseis fallen, oder entsprechend abgekühlt zum Filter gelangen, wo sie sich anlagern.
Ausgehend von der Überlegung, daß eine impulsartige Druckbeaufschlagung, wie sie bei bekannten Saugeinrichtungen
erfolgt, neben Festigkeitsfragen auch Fragen zur Funktionssicherheit aufwerfen kann, ist entsprechend einer
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der von der Abreinigungseinrichtung ausgehende Gasstrom den Filter
gleichförmig über mehrere Sekunden mit geringem Überdruck beaufschlagt. Hiermit ist ein schonendes Abreinigen der
_.-._ Filteroberfläche gewährleistet, was mechanisch verursachte
**'r Funktionsstörungen, zum Beispiel infolge eines Druckstoßes,
ausschließt, da die Abreinigungseinrichtung den Filter mit einem Überdruck von höchstens 80 kPa, vorzugsweise mit
einem Überdruck von 10 bis 3 0 kPa, beaufschlagt.
Auch kann eine zusätzliche Quelle für die Spülluft als Hilfsenergie entfallen, da gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung die Abreinigungseinrichtung mit dem für den Saugbetrieb vorgesehenen Verdichter zusammenarbeitet.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist
,£:;; dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung ein
mit Schaufeln versehenes Gebläserad aufweist, welches von dem von dem für den Saugbetrieb vorgesehenen Verdichter
ausgehenden Spülluftstrom angetrieben ist, der zur Beaufschlagung
des Filters dient. Dabei erweist es sich als günstig, daß die Abreinigungsvorrichtung wenigstens ein
Düsenrohr aufweist, welches den Spülluftstrom in den Filter
leitet, und daß das Düsenrohr mit dem Gebläserad zusammenarbeitet. Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung
ist dabei das Düsenrohr als Rotationsdüse ausgebildet. Dies erlaubt den Spülluftdruck relativ niedrig zu halten, da die
Beaufschlagung des Filters jeweils örtlich erfolgt, das heißt an der jeweils verstopften Filterpore, so daß etwaige
Druck- und/oder Stromungsverluste, zum Beispiel infolge Verwirbelung, gering bleiben.
Vorteilhafterweise beaufschlagt das Gebläserad über einen Mitnehmer das Düsenrohr, welches innerhalb des Filters eine
Drehbewegung ausführt. Dabei ist vorgesehen, daß der Mitnehmer drehfest mit dem Gebläserad verbunden ist und als
strömungsdichte Luftführung ausgebildet ist, an welche das Düsenrohr angeschlossen ist.
Vorzugsweise ist der im folgenden als Luftführung bezeichnete Mitnehmer als rotationssymmetrische, allseits
geschlossene Kammer ausgebildet, zum Beispiel bestehend aus zwei kreisrunden koaxial im Abstand zueinander angeordneten
Böden, die mit einer gemeinsamen Ringwand verbunden sind. Das wenigstens eine Düsenrohr ist dabei wahlweise gerade
und axial an dem dem Filter zugewandten Boden angesetzt oder aber abgewinkelt und radial an die Ringwand angesetzt.
Hieraus resultiert in Weiterbildung der Erfindung, daß das rotierende Düsenrohr exzentrisch an dem Mitnehmer angeschlossen
ist.
Eine weitere das Düsenrohr betreffende Ausgestaltung der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr derart am Mitnehmer angeordnet ist, daß es sich .jeweils in
geringem Abstand zur Innenseite des Filters befindet, um diesen möglichst unmittelbar zu beaufschlagen.
Das rotierende Düsenrohr zeichnet sich entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, daß es an seinem
in den Filter kragenden Umfang mit abstandsgleichen Öffnungen
versehen ist, deren Mittelachsen radial gegen die Filterinnenseite gerichtet sind. Hierdurch wird der austretende
Spülluftstrom direkt auf die Filterinnenseite gerichtet, das heißt diametral der Richtung entgegengesetzt,
in welcher das staubbeladene Rohgas die Filteraußenseite beaufschlagt, und erreicht so bei verhältnis-
mäßig geringem Druck die gewünschte Ablösung des auf der Filteraußenseite angelagerten Staubs.
Vorteilhafterweise weisen die Öffnungen jeweils einen gleich großen Querschnitt auf. Dabei erweist sich für alle
Öffnungen ein Querschnitt als günstig, bei welchem der bestimmungsgemäße Spülluftstrom das Düsenrohr und die darin
angeordneten Öffnungen mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 120 m/s durchströmt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Staubsaugers weist am Verdichter jeweils saug- und/oder druckseitig ein Ventil auf, vorzugsweise ein Mehrwegeventil,
mittels welchem der Saugluftstrom beziehungsweise der Spülluftstrom einstellbar ist.
Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die
saug- und druckseitig am Verdichter angeordneten Ventile jeweils mit einem Umschalter zusammenarbeiten, der sie
gegeneinander so verriegelt, daß der Filter stets nur in einer Strömungsrichtung von einem Luftstrom beaufschlagt
ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich die einander entgegengerichteten Luftströme nicht gegenseitig beeinflussen
oder gar aufheben und damit die Funktion des Staubsaugers gefährden.
Die Umschaltung von Saugbetrieb auf Abreinigung des Filters erfolgt dabei durch manuelle Betätigung des Umschalters,
wobei stattdessen grundsätzlich auch die Einbeziehung einer selbsttätigen Steuerung vorgesehen sein kann.
Im Hinblick auf eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Umgebung des Staubsaugers ist zur Vermeidung einer Geräuschbelästigung
durch das Ansauggeräusch der Spülluft beziehungsweise durch das Ausströmgeräusch des Reingases
jeweils ein Schalldämpfer am Verdichter vorgesehen. Hierdurch ist gewährleistet, daß bei Abreinigung des Filters
die hierzu verwendete Spulluft dem Verdichter über einen
ersten Schalldämpfer zuströmt, der strömungsmäßig parallel
zum Ansaugstutzen am Staubkessel geschaltet ist.
Ebenso wird hierdurch erreicht, daß der im Filter gereinigte Reingasstrom austrittseitig einen zweiten Schalldämpfer
durchströmt, der dem Verdichter nachgeschaltet ist.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist
ein Differential-Manometer vorgesehen, welches den Druckunterschied zwischen dem Staubkessel und dem Reingasraum
anzeigt und so eine Beurteilung der aktuellen Staubbeladung des Filters erlaubt.
Gemäß der Erfindung kann der erfindungsgemäß ausgestaltete Staubsauger zur Staubentsorgung an Schweißanlagen und
Schweißarbeitsplätzen, an Schleifmaschinen und ähnlichen Bearbeitungsvorrichtungen beziehungsweise an Signier- und
Gravieranlagen oder generell an solchen Orten vorgesehen sein, an welchen bei der Fertigung anfallender Staub
schnell und sicher permanent entsorgt werden muß.
Bei großen Staubentsorgungsanlagen kann es vorteilhaft sein, daß an Stelle eines Verdichters mit verschiedener,
durch entsprechende Ventile einstellbarer Funktion für den Saugbetrieb und für den Spülbetrieb jeweils separate Verdichter
vorgesehen sind. Demgemäß sind dann ein erster großer Verdichter für den Saugbetrieb und ein zweiter Verdichter
für die Abreinigung des Filters vorgesehen, die zyklisch im Wechsel arbeiten.
Grundlage für die Erfindung war die Überlegung, den Luftfilter
unter Ausnutzung der kinetischen Energie von Unterdruck- und Überdrucksystemen durch gegenläufiges Spülen
bei gleichzeitiger Rotation entweder des Filters oder der Reinigungsanordnung ohne zusätzliche Hilfsenergie zu reinigen
und dabei bestmögliche Betriebssicherheit zu gewähr-
leisten. Dies führte zu einer neuen Anwendung von Spülluft. Dabei macht sich die Erfindung ferner zunutze, daß ein
Verdichter stets eine Saug- und eine Druckseite aufweist, welche beide bei der vorliegenden Erfindung abwechselnd zum
Einsatz kommen, nämlich die Saugseite beim normalen best immungs gemäßen Saugbetrieb und die Druckseite beim Abreinigungsbetrieb.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte
Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben
werden.
Es zeigt die einzige Figur
einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Staubsauger.
In der einzigen Figur ist ein Staubsauger 10 mit einem Gehäuse 12 mit einer Filterkammer 14 und einem Staubkessel
16 sowie mit einer Abreinigungsvorrichtung 18 und einem Verdichter 20 zum Teil schematisch im Längsschnitt gezeigt.
So sind beispielsweise Leitungen und Stellorgane jeweils symbolisch dargestellt.
Das Gehäuse 12 des Staubsaugers 10 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel
zylinderformig ausgebildet und weist an seiner Seitenwand 22 einen Ansaugstutzen 24 mit einer gehäuseseitig
integrierten Rückschlagklappe 26 auf, durch welchen das Sauggut über einen nicht näher dargestellten
Schlauch oder eine Saugleitung dem Gehäuse 12 zuströmt. Strömungsmäßig hinter der Rückschlagklappe ist ein Prallblech
28 angeordnet, welches die Filterkammer 14 mit einem darin angeordneten Filter 30 vor mechanischen oder ther-
mischen Schäden schützen soll. Derartige Beschädigungen können von größeren Saugpartikeln infolge deren kinetischer
Energie oder von angesaugten glühenden oder glimmenden Partikeln, wie sie bei der Werkstückbearbeitung anfallen
können, herrühren. Das dem Eintrittsstutzen 24 gegenüber befindliche, leicht gekrümmte Prallblech 28 deckt vorteilhafterweise
den Filter über einen Sektor von etwa einem Viertelkreis {ca. ± 9 0°) am Umfang des Filters 30 über
dessen gesamte Höhe ab, so daß größere Staubpartikel, welche mit entsprechender Energie auf das Prallblech auftreffen,
von dort unmittelbar in den Staubkessel abgelenkt werden, ohne jemals den Filter 30 zu berühren.
Der Filter 30 ist als topfartige Rundpatrone, vorzugsweise als Monopatrone, mit sternförmig gefalteten Filterlamellen
32 ausgebildet und weist in bekannter Weise einen nicht näher dargestellten flanschartigen Dichtrand auf. Er bildet
so eine strömungsdichte Barriere zwischen der Filterkammer 14 und dem Staubkessel 16 einerseits und einem oberhalb
davon angeordneten Reingasraum 34, in welchem sich gereinigtes Gas, insbesondere gefilterte Luft befindet. Speziell
für Kompaktanlagen ist es vorteilhaft, Filterelemente mit hoher spezifischer Oberfläche bei minimalem Raumbedarf
einzusetzen. Daneben soll auch der Anschaffungspreis günstig sein. Diese Anforderungen werden am besten mit einer
Monopatrone mit sternförmig gefalteten Filterlamellen 32 erfüllt, die eine Oberfläche zwischen 0,2 und 20 m2 aufweisen.
In dem Reingasraum 34 ist die Abreinigungsvorrichtung 18 angeordnet, die als wesentliches Bauteil wenigstens ein
Düsenrohr 36 aufweist, das im gezeigten Beispiel mit einem rotierenden als Luftführung 38 bezeichneten Mitnehmer verbunden
ist und über eine hierzu vorgesehene Spülluftleitung
40 mit Spülluft versorgt wird, welche über am Düsenrohr 36 an dessen Umfang angeordnete Spülluftöffnungen 42 austritt
und den Filter 3 0 an dessen Innenoberfläche diametral ent-
gegen der Richtung, in welcher der angesaugte Staub an der Außenseite des Filters 30 angelagert wird, mit Luft beaufschlagt.
Hierdurch wird der angelagerte Staub von dem Filter 30 abgelöst, so daß dieser praktisch seine ursprüngliche
Filterfunktion wiedererhält.
Die Spülluft gelangt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von der Druckseite des Verdichters 20 über die Spülluftleitung
40 zu der Abreinigungsvorrichtung 18, welche aus dem bereits erwähnten Düsenrohr 36 mit den Spülluftöffnungen
42, der rotierenden Luftführung 38 sowie einem Dreh-,-.·„
antrieb 44 mit einem Schaufelrad 46 gebildet ist. Dabei schließt die Spülluftleitung 40 an den Drehantrieb 44 an,
wobei sie das Schaufelrad 46 vergleichbar einer Luftturbine beaufschlagt. Das Schaufelrad 46 ist drehfest über eine
Hohlwelle 39 mit der Luftführung 38 verbunden, so daß diese gemeinsam mit dem wenigstens einen Düsenrohr 36 eine Drehbewegung
ausführt, wobei gleichzeitig die zugeführte Spülluft nach Beaufschlagung des Schaufelrads 46 durch die
Hohlwelle 39 und die Luftführung 3 8 zum Düsenrohr 36 gelangt .
Wie anhand der einzigen Figur leicht zu erkennen ist, schließt das Düsenrohr 36 exzentrisch an die Luftführung 38
(et:;. an bezogen auf deren Drehachse. Dabei ist die Exzentrizität
des Düsenrohres 36 so festgelegt, daß es sich bei seiner Drehbewegung stets in geringem Abstand zur Innenseite der
starr montierten Filterpatrone 30 befindet, um so eine bestmögliche Freiblasewirkung der Abreinigungsvorrichtung
18 zu gewährleisten.
Die Spülluft wird mit geringem Überdruck von etwa 10 bis 30 kPa der Abreinigungsvorrichtung 18 zugeführt, um zunächst
den Drehantrieb 44 zu beaufschlagen, der das Düsenrohr 36 mittelbar antreibt. Der verhältnismäßig geringe Überdruck
ist für den Antrieb einerseits ausreichend; andererseits ist er niedrig genug, um eine herkömmliche festigkeits-
mäßige Auslegung zu erlauben. Hierdurch können die Herstellkosten
niedrig gehalten werden, da sowohl hinsichtlich der zulässigen Werkstoffe als auch bezüglich der festigkeitsmäßigen
Nachweise sowie entsprechender Druckprüfungen keine Anforderungen bestehen. Der Spülluftstrom durchströmt
das Düsenrohr 36 und tritt aus den einzelnen Spülöffnungen
42 mit einer Geschwindigkeit von etwa 80 - 120 m/s aus, wobei die Spülluft auf die Filteroberfläche auftrifft und
hierdurch die einzelnen beaufschlagten Filterporen freibläst. Die übrige Spülluft verbleibt im Reingasraum, wo bei
Erreichen eines zu hohen Innendruckes eine dort angeordnete Überlasteinrichtung 35 anspricht.
Der Verdichter 20 ist herkömmlicher Bauart mit einer Saugseite, die über eine Saugleitung 48 mit einem Austrittsstutzen
50 am Reingasraum 34 verbunden ist, und mit der bereits erwähnten Druckseite, an welche die Spülluftleitung
40 angeschlossen ist.
An der Saugseite ist ein als Mehrwegeventil ausgebildeter erster Ventilblock 52 angeordnet, ebenso wie auch an der
Druckseite ein entsprechender zweiter Ventilblock 54 angeschlossen ist. Beide Ventilblöcke 52, 54 dienen dazu, die
jeweilige Funktion des Staubsaugers 10 einzustellen. Da der Saugbetrieb einerseits und der Abreinigungsbetrieb -andererseits
nie gleichzeitig erfolgen dürfen, sind die beiden über eine Steuerleitung 56 miteinander verbundenen Ventilblöcke
52, 54 gegeneinander verriegelt. Die Verriegelung verhindert dabei das gleichzeitige Ansaugen von Staub und
das Abreinigen des Filters 30.
Aufgabe der beiden Ventilblöcke 52, 54 ist es dementsprechend sicherzustellen, daß einerseits die im Saugbetrieb
aus dem Reingasraum 34 dem Verdichter 20 zuströmende Luft nicht anschließend über die Spülluftleitung 40 den Drehantrieb
44 und die Abreinigungsvorrichtung 18 beaufschlagt, sondern an die Umgebung abgegeben wird. Andererseits soll
im Abreinigungsbetrieb keine Luft aus dem Saugkreislauf,
das heißt aus dem Reingasraum, sondern aus der staubfreien Umgebungsatmosphäre entnommen werden.
Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daS jeder Ventilblock 52, 54 als Dreiwegeventil ausgebildet ist, wobei jeweils ein
Anschluß mit dem Verdichter 20, ein Anschluß mit der Umgebungsatmosphäre und ein Anschluß mit der zugeordneten
Saugleitung 48 beziehungsweise Spülluftleitung 40 verbunden ist. Dabei ist im Saugbetrieb bei geöffneter Saugleitung 48
druckseitig der Stromungsweg an die Umgebung freigeschaltet, während im Abreinigungsbetrieb saugseitig
die Verbindung mit der Atmosphäre offen ist und gleichzeitig druckseitig der Anschluß an die Spülluftleitung 40
geöffnet ist. Auch kann es zweckmäßig sein, den Staubsauger im Abstand zu der jeweiligen Staubquelle beziehungsweise
Saugstelle anzuordnen, um so eine Rückkopplung zwischen den staubführenden und den gereinigten Luftströmen zu verhindern.
Bei dem in der einzigen Figur gezeigten Staubsauger 10 erfolgt die Umschaltung vom Saugbetrieb auf Abreinigung des
Filters 3 0 manuell, der, wie hier nicht näher gezeigt ist, in an sich bekannter Weise mit dem Antriebsmotor des Verdichters
20 sowie mit den beiden Ventilblöcken 52/54 verbunden ist.
Um die Geräuschentwicklung des Staubsaugers in jedem Betriebszustand
gering zu halten, ist jeder der beiden Ventilblöcke 52, 54 mit einem Schalldämpfer 60, 62 versehen,
welche jeweils dazu dienen, die Ausstoß- und Ansauggeräusche des Verdichters zu dämpfen. Vorteilhafterweise kann
dabei der Ansaugdämpfer 60, durch welchen die zum Abreinigen benötigte Luft angesaugt wird, mit einem eigenen Luftfilter
versehen sein, um sicherzustellen, daß nur gereinigte Luft zur Abreinigungsvorrichtung 18 gefördert wird.
Anstelle der Ansaugung von Spülluft über den mit Schalldämpfer 60 versehenen Anschluß am Mehrwegeventil 52 kann
auch die im Reingasraum 34 angeordnete Überlasteinrichtung 35 herangezogen werden, sofern diese so gestaltet ist, daß
sie wahlweise einen Durchfluß in beiden Richtungen erlaubt und für den Saugbetrieb in Mittelstellung arretierbar ist
Um rechtzeitig zu erkennen, ob eine Abreinigung erforderlich ist oder ob der Saugbetrieb fortgesetzt werden kann,
ist der Reingasraum 34 mit einem Manometer 64 versehen, das als Differentialmanometer ausgebildet ist und den Druckunterschied
zwischen dem Staubkessel und dem Reingasraum, das heißt den Druck strömungsmäßig vor dem Filter 30 und
den Druck strömungsmäßig nach dem Filter 30, erfaßt und anzeigt. Sobald ein vorgegebener Grenzwert erreicht ist,
wird die Abreinigung des Filters 30 eingeleitet.
Für ein wirksames und betriebssicheres Abreinigen ist die Dosierung der Spülluft hinsichtlich Menge und Druck von
maßgeblichem Einfluß. Daher ist zur Einstellung und Begrenzung des Drucks im Reingasraum 34 die bereits erwähnte
Überlasteinrichtung 35 in Form eines Überdruckventils oder vorzugsweise in Form einer Überdruckklappe vorgesehen,
welche im Ansprechfall eine Verbindung zur Umgebungsatmosphäre herstellt.
Um die Funktion des Drehantriebs 44 trotz des geringen Luftüberdrucks der Spülluft sicher zu gewährleisten, ist
entsprechend einer vorteilhaften, im Ausführungsbeispiel gezeigten Weiterbildung der Erfindung eine Lagerung 66 der
Verbindungswelle 39 des Drehantriebs 44 mit der hiermit verbundenen Luftführung 38 vorgesehen, die vorzugsweise als
Wälzlager ausgebildet ist. Dabei ist, wie vorher bereits erläutert, die Verbindungswelle 39 als Hohlwelle ausgebildet,
durch welche die Spülluft zur Speisung des Düsenrohres 36 erfolgt. Auf der dem Filter 30 abgewandten Seite
des Drehantriebs 44 ist das Schaufelrad 46 ebenfalls ge-
führt, um die aus der exzentrischen Anordnung des Düsenrohres 36 resultierenden Reaktionskräfte aufnehmen zu können.
Am Beispiel eines angesaugten Staubpartikels soll die Wirkungsweise
des erfindungsgemäßen Staubsaugers erläutert werden. Das Staubpartikel wird an der jeweiligen Saugstelle
erfaßt und gelangt über einen Saugschlauch oder eine Saugleitung durch den Ansaugstutzen 24 an der Rückschlagklappe
26 vorbei in das Gehäuse 12. Je nach Größe und seiner dem entsprechenden Masse prallt das Staubpartikel gegen das
Prallblech und von dort in den Staubkessel 16, wo es liegen bleibt, oder es wird von dem Saugluftstrom mitgerissen und
lagert sich an der Außenseite des Filters 30 an. Gemeinsam mit den weiteren Staubpartikeln bildet sich so ein Filterkuchen,
der nach und nach die gesamte Oberfläche des Filters 30 mit einer stetig zunehmenden Schichtdicke bedeckt.
Dieser Vorgang wiederholt sich stetig solange, bis sämtliche Poren des Filters mit Staubpartikeln bedeckt sind, so
daß der Saugströmungsweg dadurch blockiert und die Saugluftförderung
unterbrochen ist. Soweit sollte es im praktischen Betrieb aber nicht kommen, sondern die Abreinigung
der Oberfläche des Filters 30 sollte bereits vorher erfolgen.
Um das Abreinigen zu intensivieren, kann bedarfsweise der Spülluftstrom pulsierend oder kurzfristig mit höherem Druck
arbeiten. Hierzu wird die Klappe 35 manuell in mehr oder weniger kurzer zeitlicher Abfolge betätigt. Dadurch kann
das Abreinigen selbst bei schwierigen Stäuben effizient durchgeführt werden. Ist der Filter von der außen
angelagerten Staubschicht befreit, was sich anhand einer entsprechenden Anzeige des Manometers 64 zeigt, kann wieder
auf Saugbetrieb geschaltet werden. Die Abreinigung selbst dauert dabei nur einige Sekunden.
10 Staubsauger
12 Gehäuse
14 Filterkammer
16 Staubkessel
18 Abreinigungsvorrichtung
20 Verdichter
22 Seitenwand
24 Ansaugstutzen
26 Rückschlagklappe
28 Prallblech
30 Filter
32 Lamellen
34 Reingasraum
35 Überlasteinrichtung
36 Düsenrohr
38 Mitnehmer (Luftführung)
39 Hohlwelle
40 Spülluftleitung 42 Spülluftöffnungen 44 Drehantrieb
46 Schaufelrad
48 Saugleitung
50 Austrittsstutzen
52 erster Ventilblock
54 zweiter Ventilblock
56 Steuerleitung
58 el. Schalter
60 erster Schalldämpfer (Saugseite)
62 zweiter Schalldämpfer (Druckseite)
64 Manometer
66 Lagerung
Claims (26)
1. Staubsauger (10), insbesondere Industriestaubsauger, mit einem Gehäuse (12) mit einem Ansaugstutzen (24), der mit
einer im Gehäuse (12) angeordneten Filterkammer (14) und einem Staubkessel (16) zur Aufnahme des Sauggutes in Verbindung
steht, mit einem Verdichter (20) zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen dem Druck im Staubkessel (16)
und dem Umgebungsdruck sowie mit einem in der Filterkammer (14) angeordneten Filter (30), welcher den Staubkessel (16)
gegen einen Reingasraum (34) abtrennt und zur Staubabscheidung der mit Staub beladenen Saugluft dient, dadurch gezeichnet,
daß eine Einrichtung zur Abreinigung des Filters (30) vorgesehen ist, welche den am Filter (30) auf dessen
staubkesselseitiger Filteroberfläche angelagerten Staub infolge einer Gasgegenströmung löst und den Filter (30) spült
und so dessen Wirksamkeit wiederherstellt.
2. Staubsauger nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abreinigungseinrichtung (18) als Gebläse ausgebildet ist, welches zyklisch den Filter (30) in der dem Saugbetrieb
entgegengesetzten Richtung mit Spülluft beaufschlagt.
3. Staubsauger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (30) als eine Rundpatrone mit
spezifisch hoher Filterfläche ausgebildet ist.
4. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der von der Abreinigungseinrichtung ausgehende Gasstrom den Filter (30) gleichförmig über mehrere
Sekunden mit geringem Überdruck beaufschlagt.
V.A.T.NO. DE142989261
5. Staubsauger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung den Filter (30) mit einem Überdruck
von höchstens 80 kPa, vorzugsweise von 10 bis 30 kPa, beaufschlagt.
6. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung (18) mit
dem für den Saugbetrieb vorgesehenen Verdichter (20) zusammenarbeitet .
7. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (30) eine sternförmig gefaltete
Filterfläche mit Lamellen (32) aufweist.
8. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (30) von einer Monopatrone
gebildet ist.
9. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung (18) ein
mit Schaufeln versehenes Gebläserad (46) aufweist, welches von dem von dem für den Saugbetrieb vorgesehenen Verdichter
(20) ausgehenden Spülluftstrom angetrieben ist, der zur Beaufschlagung des Filters (30) dient.
10. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abreinigungsvorrichtung (18) ein Düsenrohr (36) aufweist, welches den Spülluftstrom in
den Filter (30) leitet.
11. Staubsauger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (36) mit dem Gebläserad (46) zusammenarbeitet
und als Rotationsdüse ausgebildet ist.
12. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (36) über einen
Mitnehmer (38) das Düsenrohr (36) beaufschlagt, welches
innerhalb des Filters (30) eine Drehbewegung ausführt.
13. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (36) drehfest mit
dem Gebläserad (46) verbunden ist und als strömungsdichte
Luftführung, vorzugsweise als rotationssymmetrische geschlossene Kammer, ausgebildet ist, an welche das Düsenrohr
(36) angeschlossen ist.
14. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da-
W durch gekennzeichnet, daß das rotierende Düsenrohr (36) an
seinem in den Filter (30) kragenden Umfang mit abstandsgleichen
Öffnungen (42) versehen ist, deren Mittelachsen radial gegen die Filterinnenseite gerichtet sind.
15. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (42) jeweils einen
gleichen Querschnitt aufweisen.
16. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt aller Öffnungen
(42) so festgelegt ist, daß der bestimmungsgemäße Spüler:,
luftstrom das Düsenrohr (36) und die darin angeordneten Öffnungen (42) mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 120 m/s
durchströmt.
17. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Düsenrohr (3 6)
exzentrisch an dem Mitnehmer (38) angeschlossen ist.
18. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (3 6) derart am
Mitnehmer (38) angeordnet ist, daß es sich jeweils in geringem Abstand zur Innenseite des Filters (3 0) befindet.
19. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (20) druckseitig
ein Mehrwegeventil (54) aufweist, mittels welchem der Spülluftstrom
einstellbar ist.
20. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (20) saugseitig
ein Mehrwegeventil (52) aufweist, mittels welchem der Saugluftstrom einstellbar ist.
21. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die saug- und druckseitig am
Verdichter (20) angeordneten Mehrwegeventile (52, 54) jeweils gegeneinander verriegelt sind, so daß der Filter (30)
stets nur in einer Strömungsrichtung von einem Luftstrom beaufschlagt ist.
22. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von Saugbetrieb
auf Abreinigung des Filters (30) durch manuelle Betätigung vorgesehen ist.
23. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abreinigung des Filters (30)
die hierzu verwendete Spülluft dem Verdichter (20) über einen ersten Schalldämpfer (60) zuströmt, der strömungsmäßig
parallel zum Ansaugstutzen (24) am Staubkessel (16) geschaltet ist.
24. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Filter (30) gereinigte
Reingasstrom austrittsseitig einen zweiten Schalldämpfer (62) durchströmt, der dem Verdichter (20) nachgeschaltet
ist.
25. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reingasraum ein Manometer
(64), vorzugsweise ein Differeniial-ffanometer, aufweist,
welches den Druck zwischen Reingasraum und Rohgasraum anzeigt und die Beurteilung der aktuellen Staubbeladung des
Filters (30) erlaubt.
26. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Verdichter für den Saugbetrieb
und ein zweiter Verdichter für die Abreinigung des Filters vorgesehen sind, die zyklisch im Wechsel arbeiten.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29521391U DE29521391U1 (de) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | Selbstreinigender Staubsauger |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29521391U DE29521391U1 (de) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | Selbstreinigender Staubsauger |
DE1995117197 DE19517197A1 (de) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | Selbstreinigender Staubsauger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29521391U1 true DE29521391U1 (de) | 1997-04-03 |
Family
ID=26015044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29521391U Expired - Lifetime DE29521391U1 (de) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | Selbstreinigender Staubsauger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29521391U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004100752A1 (de) * | 2003-05-15 | 2004-11-25 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Staubsauger mit einer durch druckluft wirkenden reinigungsvorrichtung für keramikfilter |
EP2446794A3 (de) * | 2010-10-29 | 2017-04-05 | BSH Hausgeräte GmbH | Filterreinigungssystem für einen Staubsauger |
CN108514790A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-09-11 | 中国计量大学 | 手持式火灾烟雾消除装置及采用该装置消烟的方法 |
-
1995
- 1995-05-11 DE DE29521391U patent/DE29521391U1/de not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108514790A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-09-11 | 中国计量大学 | 手持式火灾烟雾消除装置及采用该装置消烟的方法 |
CN108514790B (zh) * | 2018-05-10 | 2023-10-03 | 中国计量大学 | 采用手持式火灾烟雾消除装置消烟的方法 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970515 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980806 |
|
R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20020301 |