DE3341786A1

DE3341786A1 - Mit druckluft abreinigbare filteranlage zur abscheidung von staub oder sand aus der luft

Info

Publication number: DE3341786A1
Application number: DE19833341786
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Dr. 1000 Berlin Lippold; Gerhard Max Neumann
Original assignee: Delbag Luftfilter GmbH
Current assignee: Delbag Luftfilter GmbH
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1983-11-17
Publication date: 1985-06-20

Description

Mit Druckluft abreinigbare Filteranlage zur
Abscheidung von Staub oder Sand aus der Luft Die Erfindung betrifft eine mit Druckluft abreinigbare Filteranlage zur Abscheidung von Staub oder Sand aus angesaugter Luft nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Für Gasturbinen, Kompressoren und andere luftverbrauchende Maschinen werden Luftfilteranlagen vorgesehen, über die die notwendige Luft von zum Beispiel Gasturbinen, Kompressoren und anderen Maschinen angesaugt wird. Zur Reinigung dieser Ansaugluft können mehrere Filterstufen vorgesehen sein, von denen der in der Luft vorhandene Staub oder Sand abgeschieden wird. Die einzelnen Filterstufen bestehen dabei aus mehreren Filtermodulen, die über den gesamten Ansaugquerschnitt Filterelemente, zum Beispiel Filterpatronen, aufweisen, die senkrecht hängend an einer den Staubluftraum vom Reinluftraum trennenden Wand befestigt sind. Uber jedem Filterelement befindet sich eine Venturi-oder lavalähnliche Düse. Oberhalb dieses düsenartigen Reinluftaustritts der Filterelemente erstreckt sich eine Reinluftabführung, die das Weiterleiten der gereinigten Luft zu den Gasturbinen, Kompressoren oder anderen Maschinen ermöglicht. Die zum Beispiel runden oder V-förmig angeordneten Filterelemente werden vom Luftstrom von außen nach innen durchströmt, wobei sich dabei der Staub an den Oberflächen der Filterelemente ablagert, während die gereinigte Luft in die luftverbrauchende Maschine strömt. Um ein zu häufiges Wechseln der Filterelemente zu vermeiden, werden diese einem intermittierenden Reinigungsvorgang unterzogen. Dazu werden kurze Druckluftimpulse im Gegenstrom zur Ansaugrichtung der Luft nacheinander jeweils an einige Filterelemente über die Venturidüsen gegeben. Hierbei wird der auf der Oberfläche angesammelte Staub oder Sand ohne Unterbrechung des Ansaugvorganges abgerüttelt oder abgeblasen. Dieser Reinigungsvorgang wird von elektronischen Steuergeräten, die die Druckdifferenzen des Filters erfassen, über die Druckluftrohreund Magnetventile weitergeleitet. Auf diese Weise entfällt der häufige manuelle und teure Wechsel von noch brauchbaren Filterelementen und die Filterelemente müssen nur dann ausgewechselt werden, wenn sie so gesättigt sind, daß eine Druckluftabreinigung nicht mehr funktioniert. Bei diesen bekannten Filteranlagen besteht die Gefahr, daß der von der Druckluft abgeblasene Staub von der Ansaugluft etwa im Sinne eines Kreislaufes sofort wieder an die Filterelemente angesaugt wird.
Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Filteranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die verbesserte Reinigungseigenschaften aufweist und ein sofortiges Ansaugen des abgeblasenen Staubes weitgehend verhindert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Durch Anordnung von automatischen Verschließelementen an den der Reinluftseite zugewandten Auslaßseiten der Venturidüsen kann die angesaugte Luft in dem Moment abgesperrt werden, wenn die Druckluft entgegen der Luftansaugrichtung während des Abblasevorgangs in die Venturidüsen eingeleitet wird. Auf diese Weise entstehen im Filterbereich der Filterelemente keine durch die Druckluft und die Ansaugluft hervorgerufenen kurzschließenden Verwirbelungen. Der Staub kann dadurch vollständig von den Filterementen weggeblasen werden, ohne den Luftkurzschluß befürchten zu müssen.
Hierdurch kann die Lebensdauer der einzelnen Filte-releinente und der Wechselturnus verlängert werden.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Filterelemente mit heißer Druckluft beaufschlagt werden, wodurch feucht gewordenes Filterpapier wieder getrocknet und ein Kleben der Falten der Filterelemente verhindert wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Reihe von Filterpatronen; Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf eine Anzahl von Filterpatronen; Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verschließelemente in offenem und geschlossenem Zustand; Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Verschließelemente in geschlossenem Zustand; Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel des Verschließelementes in offenem Zustand; Fig 6 eine Schnittdarstellung durch eine Filteranordnung mit V-förmig angeordneten Plattenfiltern; und Fig. 7 eine Seitenansicht der Filteranordnung entsprechend Fig. 6.
In Fig. 1 sind mehrere Filterpatronen 1 vorgesehen, die an einer den Staubluftraum 2 von dem Reinluftraum 3 trennenden Wand 4, die als Bodenblech oder dergleichen ausgebildet ist, zum Beispiel mittels Bajonettverschluß, in dem Rohluftraum 2 befestigt sind. Von der Reinluftseite 3 her sind über den einzelnen Filterpatronen 1 Lufttrichter 5 angeordnet, die als Venturi- oder Laval-Düsen ausgebildet sind. In die einzelnen Lufttrichter 5 führen Düsenrohre 6, die über Druckluftleitungen 7 mit einer Druckluftquelle verbunden sind und die über nicht dargestellte Ventile, zum Beispiel Magnetventile,abschließbar sind. An der Austrittsseite der Lufttrichter 5 zum Reinluftraum 3 sind Klappen 8 angeordnet, die während des üblichen Filtervorganges geöffnet sind, so daß Luft entsprechend den mit 9 angedeuteten Pfeilen angesaugt werden kann, und die während des Reinigungsvorganges durch den Unterdruck und die Injektorwirkung der Druckluft geschlossen. werden, wodurch die angesaugte Luft abgesperrt wird und nur die Druckluft in die durch die Pfeile 10 angedeutete Richtung entgegen der Ansaugluftrichtung in die Lufttrichter eingeblasen wird. Eine nicht dargestellte elektronische Steuereinheit steuert für den Reinigungsvorgang eine bestimmte Anzahl von Magnetventilen an, wobei diese Ansteuerung abhängig von der Druckdifferenz, von der Zeit oder anderen Auslagungsgrößen erfolgt. Die Steuereinheit gibt außerdem ein Schließsignal an eine weiter unten beschriebene elektromagnetische Verschlußeinrichtung (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5) der Klappen 8, durch die die Klappen 8 gegen die Federkraft von Federn 11 geschlossen gehalten werden.
Fig. 2 zeigt eine Anzahl von nebeneinanderliegenden Lufttrichtern 5 von oben mit Druckluftleitungen 7 und angedeuteten Düsenrohren 6.
An dieser Figur soll schematisch der Reinigungsbereich der Filterpatronen 1 angedeutet werden, wobei die schraffierten Linien die Filterpatronen angeben, die mit Druckluft beaufschlagtsind und deren Klappen 8 geschlossen sind. Im mittleren eng schraffierten Bereich entsteht zwischen den und unter den Filterpatronen 1 ein Totraumgebiet für die Staubluft, das heißt, in diesem Gebiet wird das Wiedermitreißen von während des Reinigungsvorganges abgeblasenem Staub verhindert.
Selbstverständlich kann auch ein größerer Reinigungsbereich gewählt werden, wobei dann zum Beispiel alle schraffierten Filterpatronen von den sie umgebenden abgeschirmt sind, so daß sie vollkommen gereinigt werden.
Fig. 3 zeigt in größerer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der die Lufttrichter 5 abschließenden Klappen, wobei Fig. 3a eine Seitenansicht in geschlossenem Zustand, Fig. 3b im geschlossenen Zustand und Fig. 3c eine Seitenansicht im geöffneten Zustand der Klappen 8 darstellt. Die Klappe 8 nach Fig. 3 weist zwei Flügel 12, 13 auf, die mittig über den gesamten Durchmesser zum Beispiel über ein Einfach- oder Doppeischarnierband 14 schwenkbar befestigt sind. Am oberen Band des Lufttrichters 5 ist ein umlaufendes Abdichtelement 15 vorgesehen, auf dem die Klappe 8 in geschlossenem Zustand aufliegt. Beide Flügel 12, 13 der Klappe 8 weisen Vorsprünge 16 auf, an denen jeweils ein Ende der als Zugfeder ausgebildeten Feder 11 befestigt ist. Mit dem Bezugszeichen 17 ist eine zum Beispiel als Elektromagnet ausgebildete elektromagnetische Verschlußeinrichtung bezeichnet, die in der Figur nur schematisch angedeutet sein soll und die abhängig von dem Schließsignal der nicht dargestellten Steuereinheit angesteuert wird. In diesem Falle tritt die elektromagnetische Verschlußeinrichtung 17 mit den aus magnetischem Material bestehenden oder mit magnetischem Material versehenen Flügeln 12, 13 in Haftkontakt, die in die Schließstellung entgegen die Federkraft der Feder 11 gebracht werden und dort festgehalten werden. Wird die elektromagnetische Verschlußeinrichtung 17 gelöst, so werden die Flügel durch die Federkraft der Feder 11 in die in Fig. 3c dargestellte Stellung zurückgeklappt. In den Flügeln 12, 13 sind Öffnungen 18 angeordnet, die mit flexiblen Klappen 19 verschlossen sind. Bei der Beaufschlagung der Lufttrichter 5 und der Filterpatronen 1 mit Druckluft öffnen sich diese flexiblen Klappen und durch die entstehende Injektorwirkung wird zusätzlich noch Luft aus dem Reinluftraum 3 mit angesaugt.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der die Lufttrichter 5 abschließenden Klappen 8, wobei 4a den geschlossenen Zustand und 4b den offenen Zustand darstellt. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Klappe 8 einstückig und deckelartig ausgebildet, wobei das Düsenrohr 6 als Führung für eine mit der Klappe mittig befestigten Hülse 20 dient. An der Hülse 20 und im Bereich der Druckleitung 7 sind Spannstifte 21 angeordnet, zwischen denen die Federn 11 gespannt sind. Das in den Lufttrichter 5 hineinragende Düsenrohr trägt außerdem die elektromagnetische Verschlußeinrichtung 17 und ihr gegenüber ist an der Klappe 8 bzw. der Hülse 20 eine Scheibe aus magnetischem Material 22 angeordnet, die mit der elektromagnetischen Verschlußeinrichtung 17 zusammenarbeitet.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Klappe 8 als aerodynamisches Formteil ausgebildet ist, das auf dem Düsenrohr 6 verschiebbar ist. Auf dem Düsenrohr 6 ist eine Druckfeder 23 angeordnet. Wird durch die Druckluftleitung 7 und das Düsenrohr 6 Druckluft geleitet, so wird wie auch in den anderen Ausführungsbeispielen die Klappe 8 durch die Injektor- oder Sogwirkung der Druckluftwelle nach unten bewegt und durch die elektromagnetische Verschlußeinrichtung 17 mit der an der Klappe 8 angebrachten Scheibe 22 aus magnetischem Material verriegelt. Dabei wird die Druckfeder 23 zusammengedrückt, wobei nach Beendigung des Reinigungsvorganges die gespeicherte Federkraft die Klappe wieder in die Offenstellung drückt. Die Ansaugluft 9 wird dann an der als aerodynamisches Formteil ausgebildeten Klappe 8 vorbei in den Reinluftraum 3 geleitet.
In den Fig. 6 und 7 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem V-förmig angeordneten Plattenfilter dargestellt. Dabei sind für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern wie in den vorhergehenden Figuren verwendet.
An der Trennungswand zwischen Reinluftraum 3 und Rohluftraum 2 sind die Plattenfilter 25 V-förmig befestigt und mittels herausnehmbarer Verriegelungsstangen 26 verriegelt.
Die über den Plattenfiltern 25 angeordneten sich längs erstreckenden Lufttrichtern 5 sind mit einem sich längs erstreckenden Verschlußdeckel 27 abschließbar. Da die Lufttrichter 5 nach diesem Ausführungsbeispiel eine größere Abmessung aufweisen, werden mehrere Düsenrohre 6 in den Lufttrichter 5 geleitet. Der Verschlußdeckel 27 wird über Deckelführungen 28 an den Düsenrohren6 oder an nicht dargestellten Führungsstangen geführt.
Die Wirkungsweise dieser Filteranordnung entspricht der oben beschriebenen Wirkungsweise. Strichpunktiert ist das während des Reinigungsvorganges gebildete Totraumgebiet 29 für Staubluft angedeutet.
Wenn die Filteranlage in einer Gegend mit feuchterem Klima aufgestellt ist, kann die zur Reinigung dienende Druckluft nach den Kompressoren aufgeheizt werden. Die heiße Luft wird in die Lufttrichter 5 und die Filterpatronen geblasen, wodurch feucht gewordene Filterpatronen getrocknet werden. Auf diese Weise wird ein ständiges Ein- und Ausschalten des Reinigungsvorganges verhindert, wenn die Druckdifferenz zwischen Roh- und Reinluftseite aufgrund des Zusammenklebens der Filterfalten zu groß geworden ist.
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Claims

Patentansprüche 1. Mit Druckluft abreinigbare Filteranlage zur Abscheidung von Staub oder Sand aus angesaugter Luft mit einer Vielzahl von Filterelementen, über die von der Reinluftseite her eine Vielzahl von Lufttrichtern angeordnet ist, die mit Druckluftblasvorrichtungen versehen sind, die zur Reinigung der Filterelemente von angesammeltem Staub die Lufttrichter von der Reinluftseite her kurzzeitig mit Druckluft beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß an den der Reinluftseite zugewandten Auslässen der Lufttrichter (5) Verschließelemente (8,27) angeordnet sind, die beim Abblasreinigungsvorgang der Filterelemente (1,25) mit Druckluft die Auslässe sektionsweise für ein bestimmtes Strömungsschattengebiet abschließen und beim üblichen Filtervoroang offen halten.
2. Filteranlage nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß die Lufttrichter (5) als Venturi- oder lavalähnliche Düsen ausgebildet sind, in die Düsenrohre (6) der Blasvorrichtungen etwas hineinragen und daß die Verschließelemente (8,27) derart ausgebildet sind, daß sie sich durch die während der Beaufschlagung der Lufttrichter mit Druckluft mitgerissenen Injektorluft selbsttätig schließen.
3. Filteranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Lufttrichter (5) eine Verschlußeinrichtung (17) zugeordnet ist, die das den Lufttrichter (5) abschließende Verschließelement (8,27) während und kurzzeitig nach dem Reinigungsvorgang verriegelt.
4. Filteranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung (17) als Elektromagnetanordnung ausgebildet ist, die abhängig von der Beaufschlagung des Lufttrichters (5) und des dazugehörigen Filterelementes (1,25) mit Druckluft durch eine elektrische Steuereinheit betätigt wird und das Verschließelement (8,27) kurzzeitig über einen festgelegten Zeitraum festhält.
5. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließelement (8) als zweiflügelige Klappe (12,13) ausgebildet ist.
6. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließelement (8,27) als verschiebbarer einstückiger Deckel ausgebildet ist.
7. Filteranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (8,27) auf mindestens einem Düsenrohr (6) verschiebbar geführt ist.
8. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließelement (8,27) den Lufttrichter (5) gegen die Federkraft mindestens eines Federelements (11,23) abschließt.
9. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließelement (8,27) als aerodynamisches Formteil ausgebildet ist.
10. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschließelemente (8,27) durch elastische Klappen (19) verschließbare öffnungen (18) aufweisen, die in Richtung der Druckluft durch Injektorluft oder stärkeren Unterdruck bei der Beaufschlagung mit Druckluft geöffnet werden.
11. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente als runde Filterpatronen (1) ausgebildet sind.
12. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente als Plattenfilter (25) ausgebildet sind, die eine V-förmige Anstellung haben und über ihre ganze Plattenlänge durch das Verschließelement (27) verschließbar sind.
13. Filteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft zur Beaufschlagung der Lufttrichter (5) und Filterelemente (8,27) aufgeheizt ist.