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FILTERELEMENT FÜR SCHLAUCHFILTER
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Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf die Staubabscheidetechnik,
insbesondere auf Filterelemente von Schlauchfiltern. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Filterelement kann in Industriezweigen verwendet werden, wo eine feine Entstäubung
von Gasen erforderlich ist, beispielsweise im Buntmetallhüttenwesen bei der Blei-
und Zinkproduktion und bei der Fabrikation von Zement und Ruß.
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Entwicklungen der Staubabscheideausrüstung haben es ermöglicht, eine
große Anzahl von Apparaten zur Feinreinigung von Gasen zu schaffen. Das bisher praktisch
einzige Verfahren, das den meisten Anforderungen in bezug auf die Qualität der Reinigung
von Feinstaub mit einer Teilchengröße unter 2 pm entspricht, ist die Filtration
von Gasen, wobei ein langandauernder Betrieb der Filter durch periodische Regenerierung
des Filterkörpers zur Entfernung des aufgefangenen Staubes sichergestellt wird.
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Bekannt sind regenerierbare Schlauchfilter mit zylindrischen Schläuchen,
die ihre Form während der Filtration aufgrund eines Druckgefälles beibehalten und
durch Rütteln mit Rückspülung regeneriert werden. Eine niedrige Filtrationsgeschwindigkeit
in den zylindrischen Schläuchen des Filterelementes, seine geringe Betriebsdauer
wegen hoher dynamischer Beanspruchungen sowie ein hoher Anteil von Metall bei bekannten
Konstruktionen wegen geringer Packungsdichte des Filterstoffes führten zur Schaffung
von wirksameren Filtern.
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Unter Filterstoff wird ein Material verstanden, aus welchem die Schläuche
des Filters angefertigt sind
Die Entwicklung von Schlauchfiltern
mit höheren Filtrationsgeschwindigkeiten führte zur Schaffung von Filtern mit impulsartiger
Regenerierung des Filterstoffes und zur Filtration von Gasen von außen ins Innere
des zylindrischen Schlauches, dessen Zusammenziehung in der- Filtrationsperiode
durch Einführung eines steifen Gerüstes in den Schlauch verhindert wird.
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Ein bekanntes Filter mit impulsartiger Regenerierung des Filterstoffes
besitzt an einem steifen Gerüst angeordnete Schläuche und einen Düsenapparat mit
Diffusor, welcher im oberen Teil eines jeden Schlauches angebracht ist (siehe DE-PS
12 28 130).
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Die Regenerierung des Filterstoffes zur Entfernung von aus Gasen aufgefangenem
Staub kommt im bekannten Schlauchfilter durch impulsartige Zuführung von Druckluft
zustande, die einem jeden Schlauch ohne Abschaltung des Filters in der Regenerierungsperiode
zugeführt wird.
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Das bekannte Schlauchfilter besitzt eine komplizierte Bauart des Fi#terele#entes
wegen eines steifen Gerüstes. Eine arbeitsintensive Auswechselung des abgenutzten
Filterelementes ist erforderlich.
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Die Erhöhung der Packungsdichte des Filterstoffes ermöglicht eine
Einsparung an Metall und eine Verkleinerung der Abmessungen von Filtern.
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Bekannt ist ein Schlauchfilter, bei dem das Filterelement wegen der
Aufteilung eines Schlauches durch eine Längsnaht in mehrere Teile eine höhere Packungsdichte
besitzt (GB-PS 891 806).
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Diese Aufteilung des Schlauches ermöglicht eine höhere Pakkungsdichte
des Filterstoffes, die das 1,5-fache des Schlauchfilters mit einem zylindrischen
Schlauch beträgt und führt
zur Verringerung des Anteils von Metall
und der Verkleinerung von Abmessungen des Schlauchfilters.
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Für das bekannte Schlauchfilter ist jedoch ein erhöhter Filterstoffverschleiß
und -verbrauch wegen Reibung der Oberfläche einzelner Teile des Filterelementes
aneinander charakteristisch. Die Reibung entsteht infolge der Instabilität dieser
Teile an der sie verbindenden Längsnaht. Um die Berührung dieser Schlauchteile miteinander
zu verhindern, wird ein Innengerüst verwendet, das eine Erhöhung des Anteils an
Metall bei dem Filter und eine komplizierte Montage des Filterelementes im Schlauchfilter
zur Folge hat.
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Bekannt ist ferner ein Filterelement bei Schlauchfiltern, das einen
inneren und einen äußeren Schlauch einschließt, die konzentrisch angeordnet sind
(US-PS 2 014 298).
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Der innere Schlauch des bekannten Filterelementes besitzt ein geschlossenes
unteres Ende, das an einem Stutzen für die Zuführung von staubhaltigem Gas befestigt
ist. Die Verhinderung der Zusammenziehung des inneren Schlauchs des Filterelementes
während der Filtration wird durch Spreizringe gewährleistet, die am inneren Schlauch
des Filters in bestimmten Abständen angebracht sind.
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Das Arbeitsprinzip des bekannten Filterelementes besteht in der Zuführung
eines staubhaltigen Gases in den Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren
Schlauch, in der Abscheidung des Staubes an ihren Oberflächen und in der nachfolgenden
Ableitung des bereits entstaubten Gases auf den beiden Seiten des Filterelementes.
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Das bekannte Filterelement ist aber kompliziert in der Herstellung
und Montage und besitzt eine unzureichende Packungsdichte des Filterstoffes. Außerdem
nimmt der Filterstoffverbrauch wegen der bevorzugten Ausbildung des inneren Schlauches
in Form eines Kegels zu.
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Somit sind für die bekannten Bauarten von Schlauchfiltern eine komplizierte
Herstellung und Befestigung der Filterelemente, eine niedrige Packungsdichte und
eine geringe Betriebsdauer des Filterstoffes charakteristisch, was zur Vergrößerung
der Abmessungen und des Anteils an Metall führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Filterelement
für Schlauchfilter zu schaffen, bei dem eine hohe Packungsdichte des Filterstoffes
durch Veränderung der Konfiguration des Filterelementes sowie durch eine sichere
Formbeständigkeit desselben während des Filtrationsvorgangs wegen Gasdruckgefälles
am Filterstoff gewährleistet sind.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Filterelement für Schlauchfilter
mit einem inneren und einem äußeren Schlauch, die konzentrisch angeordent sind,
erfindungsgemäß die Schläuche längs ihrer Erzeugenden mittels Längsnähten unter
Bildung von Zellen für staubhaltiges Gas zwischen ihnen miteinander verbunden sind,
von denen jede Zelle einen Abschnitt des äußeren Schlauches und einen Abschnitt
des inneren Schlauches aufweist.
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Wegen einer solchen konstruktiven Ausführung findet aufgrund eines
zwischen den Filterstoffschichten entstehenden Gasdruckgefälles ein Aufblähen des
Elementes und die Bildung einer geschlossenen Folge von zylindrischen Zellen kleinen
Durchmessers statt, es wird eine höhere Packungsdichte des Filterstoffes erreicht
und die Formbeständigkeit der Zellen und des ganzen Filterelementes während des
Filtrationsvorganges ohne Verwendung von Gerüsten oder Spreizringen sichergestellt.
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Der äußere Schlauchabschnitt des erfindungsgernäßen Filterelementes
besteht bei mindestens einer Zelle aus einem Filterstoff mit einer Verschleißfestigkeit,
die um das 1,2- bis 5,0-fache höher ist als die des Filterstoffes des Zellenabschnittes
des inneren Schlauches.
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Durch diese Ausführung des Filterelementes wird ein gleichmäßiger
Verschleiß des Filterstoffes der Zellen sowohl des inneren als auch des äußeren
Schlauches erreicht, was zur Verlängerung der Betriebsdauer des Filterelementes
sowie zu einer billigeren Herstellung desselben führt.
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Bei der Ausführung des Zellenabschnittes des äußeren Schlauches aus
einem Filterstoff, dessen Verschleißfestigkeit das 1,2-fache gegenüber der Verschleißfestigkeit
des Zellenabschnittes des inneren Schlauches unterschreitet, wird die Herstellung
eines derartigen Filters unzweckmäßig, da die zur Zeit hergestellten Filterstoffe
Schwankungen hinsichtlich der Verschleißfestigkeit von + 10 % aufweisen. Die Ausführung
des Zellenabschnittes des äußeren Schlauches aus einem Filterstoff, dessen Verschleißfestigkeit
das 5-fache gegenüber der Verschleißfestigkeit des Zellenabschnittes des inneren
Schlauches überschreitet, ist ebenfalls unzweckmäßig, da die Filter mit solchen
Filterelementen eine geringe Betriebsdauer aufweisen würden.
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Es ist zweckmäßig, daß zumindest an einer der Längsnähte, die die
Schläuche untereinander verbinden, ein zwischen den benachbarten Zellen angebrachter
durchgehender Schlitz ausgeführt ist, wodurch eine einfache Herstellung, Montage
und Bedienung des Filterelementes erreicht wird Es ist weiterhin zweckmäßig, daß
die inneren Abschnitte sämtlicher Zellen des Filterelementes mindestens an einem
Ende vermittels einer Absperrvorrichtung dicht untereinander verbunden sind, wodurch
die Filtrationsgeschwindigkeit des staubhaltigen Gases dank der konstanten Strömungsrichtung
des staubhaltigen Gases und des am Filterstoff abgeschiedenen Staubs innerhalb der
Zellen erhöht wird.
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Außerdem ist es zweckmäßig, daß der Abschnitt des inneren Schlauches
mindestens einer Zelle aus einem netzförmigen Stoff besteht, wodurch die Herstellung
und die Montage des
Filterelementes im Schlauchfilter vereinfacht
werden.
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Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Filterelementes von Schlauchfiltern mit Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtansicht des erfindungsgemäßen
Filterelementes von-Schlauchfiltern; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der
Fig. 1, bei der Zufuhr von Gas in das Filterelement; Fig. 3 die Baugruppe A nach
Fig. 1, bei einer Zufuhr von staubhaltigem Gas und einer Abführung von Staub über
den unteren Stutzen; Fig. 4 die Baugruppe B nach Fig. 1, bei einer Zufuhr von staubhaltigem
Gas über den oberen Stutzen; Fig. 5 die Baugruppe B nach Fig. 1, bei einer Zufuhr
von staubhaltigem Gas in das Filterelement über den unteren Stutzen; Fig. 6 die
Baugruppe A nach Fig. 1, bei innerem Schlauch aus einem netzförmigen Stoff; Fig.
7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6; Fig. 8 die Baugruppe B nach Fig.
1, bei innerem Schlauch aus einem netzförmigen Stoff.
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Das Filterelement von Schlauchfiltern enthält - konzentrisch angeordnet
- einen äußeren Schlauch 1 (Fig. 1, 3) und einen inneren Schlauch 2 (Fig. 3), die
längs Erzeugenden des Schlauches mittels Längsnähten 3 unter Bildung von Zellen
4 (Fig. 2) zwischen ihnen miteinander verbunden sind, von denen jede Zelle aus einem
Abschnitt 5 des äußeren Schlauches 1 und einem Abschnitt 6 des inneren Schlauches
2 besteht.
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Als Filterstoff für die Schläuche 1, 2 können Filtertuche (beispielsweise
Dacron), Filze (beispielsweise aus Nomex-Fa-
ser), nichtgewebte
Stoffe (beispielsweise aus Terylenfaser) u.a. verwendet werden.
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Der Abschnitt 5 des äußeren Schlauches 1 mindestens einer Zelle 4
besteht aus einem Filterstoff, dessen Verschleißfestigkeit um das 1,2- bis 5,0-fache
höher ist als die des Filterstoffes des Abschnittes 6 des inneren Schlauches 2.
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Zumindest an einer der Längsnähte 3, die die Schläuche 1, 2 untereinander
verbinden, ist ein zwischen den benachbarten Zellen 4 angebrachter durchgehender
Schlitz 7 (Fig. 3) ausgeführt.
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Die inneren Abschnitte 6 sämtlicher Zellen 4 sind mindestens an einem
Ende vermittels einer Absperrvorrichtung 8 (Fig. 3, 4, 5, 8) dicht untereinander
verbunden.
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Der Abschnitt 6 (Fig. 6, 7, 8) des inneren Schlauches 2 mindestens
einer Zelle 4 besteht aus einem netzförmigen Stoff.
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Das Filterelement wird in einem Schlauchfilter folgendermaßen eingebaut:
Zumindest an einem Ende wird der äußere Schlauch 1 mit dem Stutzen 9 des Schlauchfilters
(Fig. 1, 3, 4, 6) mittels einer Befestigung 10 verbunden. Eines der Enden des äußeren
Schlauches 1 (Fig. 1, 5, 8) kann mittels der Befestigung 10 mit einem beweglichen
Deckel 11 verbunden sein, in welchem eine Öffnung 12 und eine Zugstange 13 einer
(in der Zeichnung nicht abgebildeten) Rüttelvorrichtung ausgeführt sein können.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Filterelement arbeitet folgenderweise.
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Ein staubhaltiges Gas gelangt von unten über den Stutzen 9 in die
Zellen 4 des Filterelementes, die von den Abschnitten 5 des äußeren Schlauches 1
und den Abschnitten 6 des inneren Schlauches 2 gebildet sind. Infolge eines Druckgefälles
des
zu reinigenden Gases am Filterstoff blähen sich die Abschnitte
5 und 6 auf und verleihen den Zellen 4 eine Form, die der zylindrischen nahekommt.
Beim Durchgang des staubhaltigen Gases durch den Filterstoff scheidet sich der Staub
an der Innenfläche der Abschnitte 5 und 6 ab, und das gereinigte Gas wird auf der
Außenseite des äußeren Schlauches 1 und über die innere Zone des inneren Schlauches
2 herausgeführt. Dann wird das gereinigte Gas aus der inneren Zone des Filterelementes
über den durchgehenden Schlitz 7 und die Öffnung im beweglichen Deckel 11 herausgeführt.
Je nach der Staubansammlung an der Filterfläche der Abschnitte 5 und 6 wird ein
Ansteigen des Druckgefälles am Filterelement beobachtet. Bei Erreichen eines vorgegebenen
Grenzwertes des Druckgefälles erfolgt eine Reinigung des Filterelementes (Regenerierung).
Bei der Regenerierung des Filterelementes durch Rütteln und Rückspülen wird der
Staub über die Zellen 4 und den Stutzen 9 aus dem Filterelement abgeführt.
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Wenn das staubhaltige Gas in das Filterelement von oben über den Stutzen
9 (Fig. 4) zu den Zellen 4 gelangt, blähen sich die Abschnitte 5 und 6 der Schläuche
1 und 2 infolge des Druckgefälles des zu reinigenden Gases auf und verleihen den
Zellen eine Form, die der zylindrischen nahekommt. -Beim Durchgang des staubhaltigen
Gases durch den Filterstoff scheidet sich der Staub an der Innenfläche der Abschnitte
5 und 6 ab, und das gereinigte Gas wird auf der Außenseite des äußeren Schlauches
1 und über die innere Zone des inneren Schlauches abgeführt. Das gereinigte Gas
aus der inneren Zone des Filterelementes wird nur über den durchgehenden Schlitz
7 abgeführt.
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Die Abführung des aufgefangenen Staubes aus dem Filterelement in der
Periode seiner Regenerierung geschieht über den unteren Stutzen 9 (Fig. 3). Bei
der Zuführung des staubhaltigen Gases von oben bewegen sich der Staub und das Gas
in den Zellen 4 während des Fiitrationsvorganges in gleicher Richtung, was die sekundäre
Abscheidung des aufgefangenen Stau-
bes in der Periode der Regenerierung
des Filterelementes herabmindert und dadurch die Filtrationsgeschwindigkeit der
Gase insgesamt erhöht.
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Im Falle, daß der Abschnitt 6 des inneren Schlauches 2 mindestens
einer Zelle 4 (Fig. 6, 7, 8) aus einem netzförmigen Stoff besteht, gelangt das staubhaltige
Gas über den unteren Stutzen 9 und den Innenraum des inneren Schlauches 2 in das
Filterelement. Beim. Durchgang des staubhaltigen Gases durch den inneren Schlauch
2 wird eine unbedeutende Abscheidung des Staubes an seiner Oberfläche zu verzeichnen
sein, und das Gas wird hauptsächlich beim Durchgang durch den Abschnitt 5 des äußeren
Schlauches 1 gereinigt werden Bei der Regenerierung des Filterelementes durch Rütteln
und Rückspüle#n wird der aufgefangene Staub über die Zellen 4 und den Innenraum
des Schlauches 2 abgeführt. Dies gestattet, die Geschwindigkeit der Filtration des
staubhaltigen Gases durch Verminderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Gases innerhalb
des Filterelementes im Augenblick des Filtrationsbeginns nach seiner Regenerierung
zu erhöhen.
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Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Gasreinigung, insbesondere
zur Senkung der Kosten des Filterelementes, werden die inneren Abschnitte 6 der
Zellen 4 aus einem billigeren Filterstoff mit einer niedrigeren Verschleißfestigkeit
ausgeführt, während die äußeren Abschnitte 5 der Zellen 4 infolge großer dynamischer
Beanspruchungen, die während der Regenerierung entstehen, aus einem Filterstoff
mit einer hohen Verschleißfestigkeit ausgeführt werden. So kann beispielsweise für
den inneren Schlauch Glasgewebe und für den äußeren Schlauch Filz aus der Nomex-Faser
verwendet werden.