DE29617150U1

DE29617150U1 - Filteranlage zur Reinigung gasförmiger Medien

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Publication number: DE29617150U1
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Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2006-10-03

Description

GEBRÄUCHSMÜSTERÄNMELDÜNG

ⁿ Filteranlage zur Reinigung gasförmiger Medien"

Karl Stauber Fünfkirchenerstraße 34 88069 Tettnang/Bürgermoos-

Tettnang, den 01.10.1996

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Reinigung gasförmiger Medien, &zgr;. &Bgr;. Luft, yon festen und/oder staubförmigen Partikeln oder Teilen, nach dem sogenannten Zyklonprinzip. Sie besteht aus einem senkrecht stehenden zylinderförmigen Gehäuseunterteil, das als Schmutzauffangbehälter und als Schmutzauffangraum dient und einem senkrecht stellenden, zylinderförmigen, mit dem Gehäuseunterteil hermetisch weitgehend dicht verbindbareh Gehäuseoberteil mit einer konzentrisch angeordneten, auswechselbaren hohlzylinderformigen Filterpatrone, Das Gehäuseoberteil weist einen Eintrittsstutzen und einen Austrittsstutzen auf, an dem ein Unterdruck erzeugbar ist, so daß das verschmutzte Medium über den Eintrittsstutzen, die Hülse, den Leitschaufelring, dem Schmutzauffangraum, das Filter zum Austrittsstutzen gelangen kann.

Solche Filter finden z. B. in Brennkraftmaschinen in Lkws Verwendung zur Reinigung der Ansaugluft.

Aus der deutschen Patentschrift DE 2756751 ist eine derartige Lösung bekannt. Durch eine speziell ausgebildete Leitwand im Staubauffangbehälter wird das Rücksaugen von Staub aus dem Staubauffangbehälter verhindert. Nachteilig ist das kleine Volumen des Staubauffangbehälters, das erstens immmer wieder zu ungewollten Staubaufwirbelungen, insbesondere von feinen Stauben, führt und zweitens die Notwendigkeit der häufigen Reinigung der Anlage, die große Stillstandszeiten bedingt.

Größere Teile in der Ansaugluft würden den Staubauffangbehälter sofort verstopfen.

In Fertigungsanlagen für elektronische Geräte, z.B. Konfektionierungs- und Bestückungsanlagen für Leiterfilme, ist es z. ß. üblich, die anzusaugende Luft direkt auf ein Filter zu geben. Da in der Luft oft gröbere und/oder klebrige Partikel enthalten sind₇ haben derartige Filter nur eine Standzeit von wenigen Tagen und müssen anschließend ersetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Standzeit derartiger Filter zu verlängern, insbesondere eine preiswerte Filteranlage anzugeben.

Die Aufgabe wird gelöst, indem das Volumen des Schmutzauffangraumes des Gehäuseunterteiles mindestens dem 1,5-fachen des Gehäuseoberteiles beträgt, vorzugsweise dem 2,5- bis 6-fachen.

Gute Reinigungswerte werden erzielt, wenn das Volumen des Schmutzauffangbehälters mindestens 401, besser 60-150 1 beträgt.

Durch diese sehr große Dimensionierung des zylindrischen Schmutzauffangbehälters gegenüber dem Filterraum wird in Verbindung mit einer speziellen Filtertechnik erreicht, daß

große Teile, &zgr;. B. Stofffetzen oder große Leiterfilmstücken, im zu reinigenden gasförmigen Medium nicht zu einer Verstopfung des zylinderförmigen Schmutzauffangbehälters führen.

Günstig ist es, wenn die Höhe des Schmutzauffangbehälters größer ist als deren Durchmesser. Hierdurch wird auch für feine Stäube eine geringe Aufwirbelung erreicht. Um möglichst kostengünstig zu filtern,, besteht die Filteranlage größtenteils aus preiswerten und leicht zu besorgenden Einzelteilen. Als Gehäuseunterteil ist ein Blechoder Kunststofffaß verwendbar, das einen Deckel und einen Spannringverschluß aufweist. Derartige Fässer werden für den Transport und die Lagerung von Farben oder'Chemikalien verwendet.

Der Deckel weist einen Stutzen auf, auf den das Gehäuseoberteil aufgesteckt werden kann. Zwischen Deckel und Faß wird der Rand eines KunststoffSackes, z. B. eines Polyethylensackes (Müllsack) eingespannt. So ist es möglich, sehr leicht den Sclirautzauffangbehälter zu leeren ohne die möglicherweise giftigen Stäube aufgewirbelt werden.

Die zweite Variante der Erfindung betrifft eine Filteranlage mit einem integrierten zylinderförmigen Vorabscheider. Dieser einfach aufgebaute Vorabscheider besteht im wesentlichen aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren. Hierdurch ist es möglich noch effektiver zu filtern und die Standzeit des

Filters nochmals zu erhöhen.

Weitere Einzelheiten und Varianten der Erfindung sollen anhand der Figuren 1-3 erläutert werden.

Es zeigt

Figur 1 eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Filteranlage

Figur 2 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Filteranlage mit Vorabscheider

Figur 3 eine dritte Variante einer erfindungsgeraäßen Filteranlage mit Vorabscheider

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Filteranlage, die aus einem zylindrischen Gehäuseoberteil 24 und einem zylindrischen Gehäuseunterteil 25 besteht, die lösbar miteinander verbunden sind. Das zu reinigende gasförmige Medium, &zgr;. B. Luft, wird durch Unterdruck am Austrittsstutzen 23 in den Eintrittsstutzen 22 gesaugt _r an den ein nicht dargestelltes Zuleitungsrohr angeschlossen ist. Die Luft

prallt vorzugsweise frontal durch den rechtwinklig angeordneten Eintrittsstutzen 22 auf die Hülse 2a und wird durch den Leitschaufelring 2b wie in einer Zentrifuge in Rotation versetzt (Zyklonprinzip). Hierfür sind aber keine bewegten Teile (Rotor) notwendig. Durch die Rotation bilden sich sich zwei Hauptströmungen aus, eine äußere, die senkrecht nach unten gerichtet ist und eine innere, die senkrecht nach oben gerichtet ist und durch das Filter 3a gesaugt wird. Durch die Rotation und Abwärtsbewegung der angesaugten Luft, gelangt ein Teil der Luft nicht unmittelbar zum Filter 3a sondern in den Bereich unterhalb des Filters 3a _f des Deckelstutzens 8a und des Schmutzauffangbehälters Ein Teil der schwereren Schmutzteilchen wird durch die Zentrifugalwirkung an die Innenwandung des Filterteils 24a bzw des Schmutzauffangbehälters 10 geschleudert und fällt dann in den Schmutzauffangbehälter 10.

Dieser Schmutzauffangbehälter 10 besteht z.B. aus einem handelsüblichen Blechfaß mit einem Volumen von mindestens 40 1, vorzugsweise 60-150 1.

Durch das große Volumen des Schmutzauffangraumes 10a bzw. Gehäuseunterteiles 25 gegenüber dem Volumen des Gehäuseoberteiles 24 (mindestens 1,5:1, vorzugsweise ist das Verhältnis 2,5:1 bis 6:1) kommt es nur zu einer äußerst geringen Aufwirbelung von Staub, der in das Filter 3a gelangt. Dies wird auch dadurch ermöglicht, daß das Verhältnis der Höhe zum Durchmesser des

Schmutzauffangbehälters 10 mindestens 1:1, vorzugsweise 1,5:1 bis 2,5:1 beträgt.

Es ist günstig,als eigentlichen Schmutzauffangraum 10a einen Kunststoffsack 11 (z. B. einen Müllsack) zu verwenden, der um den Rand des Schmutzauffangbehälters 10 gelegt und durch den Spannring 9 fixiert wird. Der Kunststoffsack 11 kann dann sehr leicht ausgewechselt werden. Da der Schmutz sich nicht direkt im Schmutzauffangbehälter 10 befindet, kann es bei dessen Entleerung auch nicht zur Aufwirbelung bzw. Entweichen eventuell giftiger Stäube wie bei bekannten Lösungen kommen. Wenn der Schmutzauffangbehälter 10 geleert wird, kann im gleichen Zuge durch Lösen der Flügelschraube 6 das Gehäuseoberteil 24, in diesem Fall das Filterteil 24a vom Deckelstutzen 8a bzw. von der Halterung .7 getrennt werden. Durch Lösen der Flügelmutter 5 können auf einfache Weise die zylinderförmige Filterpatrone 3 und die einstückig ausgebildete Leiteinrichtung 2 (Hülse 2a und Leitschaufelring 2b) nach unten herausgezogen und ausgewechselt bzw. gereinigt werden.

Weil durch die rechtwinklige Anordnung des Eintrittsstutzens 22 die Luft frontal auf die Hülse 2a auftrifft, lagern sich klebrige Schmutzbestandteile zum großen Teil auf der leicht auswechselbaren und leicht zu reinigenden Hülse 2a ab und nur zu einem geringen Teil auf der schwerer zugänglichen Innenseite des Filterteiles 24a.
Es hat sich als günstig erwiesen, das Filter 3a nicht erst in

Höhe des Leitschaufelringes 2b beginnen zu lassen, sondern schon in Höhe des Eintrittsstutzens 22. So ist eine gute Platzausnutzung und eine große Filterfläche gewährleistet. Im eigentlichen Filterbereich, also unterhalb des Leitschaufelringes 2b sollte das Verhältnis von Innendurchmesser des Filterteils 24a zu Außendurchmesser der Filterpatrone 3 1,8:1 bis 1,3:1, vorzugsweise etwa 1,6:1 betragen. Die Länge der Hülse 2a sollte etwa 30-40 % der Länge der Filterpatrone 3 (z.B. handelsübliche Papiersternfilterpatrone, 300 mm lang), betragen.

Figur 2 zeigt eine zweite Varaiante der Erfindung mit einem zylindrischen Vorabscheider 13. per Vorabscheider besteht aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren. Die zu filternde Luft gelangt von oben in das innere Eintrittsrohr 15 , das maximal 30 % in den Schmutzauffangfoehälter 10 hineinragt. Durch die starke Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in dem großen Schmutzauffangraum 10a gelangt gröberer Schmutz nicht in das Austrittsrohr 16, dessen oberer Teil horizontal in den Lufteintrittsstutzen des Filterteiles mündet. Der Vorabscheider 13 ist an dem Stutzen 17 des Deckels 8 befestigt. Da vom Filterteil· nur noch feinerer Schmutz in den Schmutzauffangraum 10a gelangt, ist am Deckel ein leicht lösbarer vorzugsweise rotationssymmetrischer Staubauffangbehälters 12 mit einer hermetisch dicht schließenden Klappe 14 angebracht. Diese Klappe ist durch ihr

eigenes Gewicht geöffnet, wenn am Austrittsstutzen kein Unterdruck erzeugt wird und durch den Unterdruck im Filterteil (24a) geschlossen (selbsttätig schließend), wenn am Austrittsstutzen Unterdruck erzeugt und somit Luft angesaugt wird. Auf diese Art und Weise wird zum einen die strömungstechnisch notwendige Sperre erreicht, damit bei Betrieb der Anlage nur Luft über das Äustrittsrohr 16 in das Filterteil 24a gelangt, und zum anderen eine einfache automatisch Entleerung des Staubauffangbehälters 12.

Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Vorabscheiders 13. Die Luft gelangt über das äußere Eintrittsrohr 15 (Durchmesser z. B. 120 mm) in den Schmutzauffangraum 10a und von dort zum Austrittsrohr 16 (Durchmesser z. B. 80 mm) und zum Filterteil 24a (Durchmesser z. B. 200 mm). Das Eintrittsrohr 15 weist eine Leitwendel 18 (z. B. ein an der Rohrinnenwandung befestigtes Luftleitblech) auf, das wie der Leitschaufelring 2b eine Rotation der Luft verursacht und verhindert, daß die schwereren Teilchen in das Austrittsrohr 16 eingesaugt werden. Dies verhindert auch ein auf das Austrittsrohr 16 aufgesteckter Ansaugschutz 19, der auch den leichten Kunststoffsack 11 von der Ansaugöffnung fernhält.

Bezugszeichenliste:

1 Filteranlage

2 Leiteinrichtung 2a Hülse

2b Leitschaufelring

3 Filterpatrone 3a Filter

3b Filtergehäuse

4 Halterung für Filterpatrone

5 Flügelmutter

6 Flügelschraube

7 Halterung

8 Deckel

8a Deckelstutzen

8b scheibenförmiger Teil

9 Spannring

10 Schmutzauffangbehälter 10a Schmutzauffangraum · 10b Faß

11 Kunststoffsack

12 Staubauffangbehälter

13 Vorabscheider

14 Klappe

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15 Eintrittsrohr

16 Austrittsrohr

17 Stutzen

18 Leitwendel

19 Ansaugschutz

20 Dichtung

21 Befestigungsmittel

22 Eintrittsstutzen

23 Austrittsstutzen

24 Gehäuseoberteil 24a Filterteil

25 Gehäuseunterteil .

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Claims

Schutzansprüche:

1. Filteranlage (1) nach dem Zyklonprinzip zur Reinigung gasförmiger Medien von festen und/oder staubartigen Partikeln oder Teilen, bestehend aus einem senkrecht stehenden zylinderförmigen Gehäuseunterteil (25), das als Schmutzauffangbehälter (10) und als Schmutzauffangraum (10a) dient und einem senkrecht stehenden, zylinderförmigen, mit dem Gehäuseunterteil (25) hermetisch weitgehend dicht verbindbaren Gehäuseoberteil (24) mit einer konzentrisch angeordneten, auswechselbaren hohlzylinderförmigen Filterpatrone (3), mit einem Eintrittsstutzen (22) und einem Austrittsstutzen (23), an dem ein Unterdruck erzeugbar ist, so daß das verschmutzte Medium über den -Eintrittsstutzen (22), die Hülse (2aj, den Leitschaufelring (2b), dem Schmutz auf fangraum (10a), das Filter (3a,) zum Austrittsstutzen (23) gelangen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Schmutzauffangraumes (10a) des Gehäuseunterteiles (25) mindestens dem 1,5-fachen des Gehäuseoberteiles (24) beträgt.

2. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Schmutzauffangraumes (10a) des Gehäuseunterteiles (25) dem 2,5- bis 6-fachen des Gehäuseoberteiles (24) beträgt.

3. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Höhe zu Durchmesser des Schmutzauffangbehälters 10 mindestens 1:1, vorzugsweise 2,5:1 bis 1,5:1 beträgt.

4. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Schmutzauffangraumes (10a) des Gehäuseunterteiles (25) mindestens 40 1 beträgt.

5. Filteranlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Schmutzauffangraumes (10a) des Gehäuseunterteiles (25) 60 bis 150 1 beträgt.

6. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseunterteil (25) aus einem Schmutzauffangbehälter (10) in Form eines handelsüblichen Fasses (10b) und einem dazugehörigen Deckel (8) mit nachträglich angebrachtem Deckelstutzen -(8a) besteht*.

7. Filteranlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Faß (10b) und der Deckel (8) mittels Spannring (9) hermetisch dicht bzw. weitgehend dicht verbindbar sind.

8. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Faß (10b) ein handelsüblicher Kunststoffsack (11),

z.B. PE-Sack, als eigentlicher Schmutzauffarbbehälter (10) eingelegt bzw. eingehängt ist, dessen Rand zwischen Deckel (8) und Faßrand eingeklemmt ist.

9. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (24) aus einem Filterteil (24a) und einem Vorabscheider (13) besteht.

10. Filteranlage (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (25) im Bereich des Deckels 8 einen hermetisch dichten Staubauffangbehälter (12) mit Klappe (14) aufweist und mit diesem durch Befestigungsmittel (21) lösbar verbunden ist.

11. Filteranlage (l) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Vorabscheider (13) aus einem inneren Eintrittsrohr (15) mit nach oben gerichtetem Eintrittsstutzen (22) besteht, durch das das Medium in den Schmutzaüffangraum (10a) gelangt, und einem äußeren, das Eintrittsrohr (15) umgebenden Austrittsrohr (16), durch das das vorgereinigte Medium in das Filterteil (24a) gelangen kann,,

12. Filteranlage (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Vorabscheider (13) aus einem äußeren Eintrittsrohr (15) mit seitswärts gerichtetem Eintrittsstutzen (22) besteht, durch das das Medium in den

Eintrittsrohr (15) umgebenden Austrittsrohr (16), durch das das vorgereinigte Medium in das Filterteil (24a) gelangt.

13. Filteranlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsrohr (15) maximal zu 30% in den Schmutzauffangbehälter (10) hineinragt.

14. Filteranlage (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsrohr (16)maximal zu 30% in den Schmutzauffangbehälter (10) hineinragt.

15. Filteranlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsrohr (16) am unteren Ende einen großmaschigen Ansaugschutz (19) aufweist.

16. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Innendurchmesserss des Filterteils (24a) zum Außendurchmesser der Filterpatrone (3) 1,8 bis 1,3, vorzugsweise etwa 1,6 beträgt.

17. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Ein- und Äustrittstutzens (22, 23) 60 bis 150 mm beträgt.

19. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kunststoffhülse (2a), die bezüglich des

Filter's konzentrisch in geringem Abstand angeordnet ist, 30 bis 40 % der Länge der Filterpatrone beträgt.

19. Filter'anlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2a) und der Leitschaufelring (2b) einstückig ausgebildet sind.

20. Filteranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2a) aus dem Filterteil (24a) herausnehmbar ist.