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Im normalen Betrieb hängen die beschriebenen Klappen senkrecht nach
unten, so daß der Strömungsquerschnitt durch sie nicht herabgesetzt wird. Bei schadhaftem
Filterelement erhöht sich der Gasdurchsatz pro Zeiteinheit und damit auch die Strömungsgeschwindigkeit,
so daß die an der hängenden Klappe vorbeiströmende Gasmenge einen Unterdruck erzeugt,
der die Klappe aus der nach unten hängenden Position entgegen der Schwerkraft nach
oben verschwenkt. Nach Beginn dieser Verschwenkbewegung wird die weitere Verschwenkung
auch dadurch ermöglicht, daß der Gasstrom in den Zwischenraum zwischen Wand und
in den
Strömungsquerschnitt eingeschwenkter Klappe gelangt, so daß
die Klappe auch durch direkte Gasbeaufschlagung weiter nach oben verschwenkt wird,
bis der Strömungsquerschnitt von der Klappe verschlossen ist.
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In diesem verschlossenen Zustand wird die Klappe durch den erhöhten
Gasdruck im Filterinnenraum selbsttätig gehalten, so daß auf diese Weise eine zwangsläufige
Schließung von schadhaften Filterelementen erreichbar ist.
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Da die Klappe im normalen Betrieb nach unten hängt, kann eine Reinigung
des Filterelementes durch Einleiten eines Druckgasimpulses in das Filterelement
jederzeit unbehindert erfolgen, da der Auslaßquerschnitt des Filterelementes bei
normalem Betrieb durch die herabhängende Klappe in keiner Weise zerstört ist. Selbst
wenn die Klappe durch besonders hohe Ausströmung aus dem Filterelement teilweise
verschlossen sein sollte, kann diese Reinigung durch Rückspülung noch erfolgen,
da das unter Druck in das Filterelement eingeblasene Reinigungsgas die Klappe in
die Offenstellung verschwenkt.
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Wichtig ist im Rahmen der Erfindung auch, daß das Öffnen und Verschließen
der Klappe sich an den Ausstoß des gereinigten Gases aus dem Filterelement anpaßt.
Wenn kurzfristige Druckerhöhungen auftreten, wird die Klappe zunächst geringfügig
geschlossen, so daß insgesamt ein gleichmäßiger Austrittsstrom aus dem Filterelement
gewährleistet ist. Fällt die geförderte Gasmenge wieder ab, öffnet sich die Klappe
automatisch, so daß dann wieder der volle Austrittsquerschnitt des Filterelementes
zur Verfügung steht.
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Günstig ist es, wenn die Klappe ein Tragflächenprofil hat. Dadurch
lassen sich die von dem strömenden Gas auf die Klappe ausgeübten Kräfte, die die
Klappe nach oben verschwenken, vergrößern.
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Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß zwei
Klappen an gegenüberliegenden Seiten des Strömungsquerschnitts gelagert sind, die
in ihrer Schließposition gegeneinander verschwenkbar sind. Vorzugsweise stützen
sich die beiden Klappen in ihrer Schließposition aneinander ab.
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Es ist günstig, wenn die Klappen aus Wolfram bestehen. Sie haben
dann ein großes Gewicht und sind auch bei hohen Temperaturen einsetzbar.
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Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Klappen
im oberen Randbereich der Filterelemente selbst gelagert sind.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform können die Klappen jedoch
in einem auf die Oberseite der Filterelemente aufsetzbaren, kaminartigen Zwischenstück
gelagert sein. Das hat den Vorteil, daß auf das Filterelement je nach Anwendungszweck
unterschiedlich geformte Zwischenstücke mit unterschiedlich geformten Klappen aufgesetzt
werden können, beispielsweise Zwischenstücke mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten
oder Zwischenstücke mit wahlweise einer Klappe oder zwei einander gegenüberliegenden
Klappen.
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Es ist dabei vorteilhaft, wenn an der Lochplatte eine das Zwischenstück
umgebende Hülse befestigt ist, an deren freiem Ende ein das Filterelement und das
Zwischenstück gegen die Lochplatte pressendes Andruckelement gehalten ist. Auf diese
Weise können Filterelement und Zwischenstück in einfacher Weise ausgewechselt werden.
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Vorzugsweise ist das Halteelement ein mittels eines Bajonettverschlusses
mit der Hülse verbindbarer Ring.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt F i g.
1 eine Teilschnittansicht eines an einer Lochplatte befestigten Filterelements mit
einem Zwischenstück mit Verschlußklappe; F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines
abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Zwischenstücks; Fig.3 eine perspektivische
Ansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Zwischenstücks; F i g. 4
eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Zwischenstücks;
F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines
Zwischenstücks; F i g. 6 eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels
eines Zwischenstücks; F i g. 7 eine vergrößerte Detailansicht einer teilweise aufgebrochen
dargestellten Klappe mit umlaufendem Dichtelement.
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Die Vorrichtung zum Filtrieren von Gasen umfaßt ein in der Zeichnung
nicht dargestelltes geschlossenes Gefäß, welches durch eine horizontale Lochplatte
in einen unteren, mit einem Gaseinlaß verbundenen Teilraum und in einen oberen,
mit einem Gasauslaß verbundenen Teilraum unterteilt ist. In die Löcher der Lochplatte
sind kerzenförmige oder rohrförmige Filterelemente eingehängt, beispielsweise aus
einem keramischen Werkstoff, die von außen nach innen von dem zu filtrierenden Gas
durchströmt werden.
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In F i g. 1 ist aus einer solchen Vorrichtung ein Teil einer Lochplatte
1 mit einem durchgehenden Loch 2 dargestellt. An der Unterseite schließt sich an
die Lochplatte eine das Loch 2 umgebende Hülse 3 an, die an ihrem freien Ende zwei
diametral gegenüberliegende, radial nach außen abstehende Haltestifte 4 trägt.
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In die Hülse sind von unten her ein hülsenförmiges Zwischenstück
5 und das Oberteil eines Filterelementes 6 eingeschoben, wobei zwischen Zwischenstück
5 und Filterelement 6 eine Ringdichtung 7 eingelegt ist. Eine weitere Ringdichtung
8 befindet sich auf der oberen Stirnseite des Zwischenstückes 5 zwischen diesem
und der Unterseite der Lochplatte 1, eine weitere Ringdichtung 9 ist zwischen einer
unteren Anlagefläche 10 eines flanschförmig abstehenden oberen Randes 11 des Filterelements
6 und einer Stützfläche 12 eines Halteringes 13 angeordnet, der an der Unterseite
der Hülse 3 so gehalten ist, daß er das Filterelement 6 und das Zwischenstück 5
fest gegen die Unterseite der Lochplatte 1 drückt. Zu diesem Zweck ist der Haltering
13 mit schrägen Umfangsnuten 14 versehen, durch welche die Haltestifte 4 hindurchtreten.
Der Haltering läßt sich in der Art eines Bajonettverschlusses von unten her so auf
die Hülse 3 aufsetzen, daß die Haltestifte 4 in die Nuten 14 eintreten. Durch anschließende
Drehung des Halteringes gleiten die Haltestifte längs der schrägverlaufenden Umfangsnuten
14, so daß der Haltering nach oben verschoben wird. Die untere Position, die der
Haltering beim Aufsetzen einnimmt, ist in F i g. 1 mit strichpunktierten Linien
dargestellt, die obere Position nach dem Festspannen mit ausgezogenen Linien.
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Im angepreßten Zustand füllen die Ringdichtungen 7, 8 und 9 die Zwischenräume
zwischen Zwischenstück und Lochplatte, zwischen Zwischenstück und Filterelement
und zwischen Filterstück und Haltering dichtend aus, wobei die Dichtungen geringfügig
auch in die Ringspalte zwischen Zwischenstück und Filterelement einerseits und Innenwand
der Hülse 3 andererseits eindringen.
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Diese Art der Anordnung ermöglicht es, in einfacher
Weise
Filterelement und/oder Zwischenstück auszuwechseln. Es genügt dazu, den Haltering
in die Offenstellung zu verdrehen und nach unten abzuziehen. Umgekehrt können Zwischenstück
und Filterelement in einfacher Weise an der Lochplatte befestigt werden, wobei in
umgekehrter Weise vorgegangen wird.
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Der Durchmesser des Loches 2, der Innendurchmesser des hülsenförmigen
Zwischenstückes 5 und der Innendurchmesser des Filterelementes 6 sind gleich groß
gewählt, so daß insgesamt ein durchgehender gleichbleibender Strömungsquerschnitt
für das filtrierte Gas erhalten wird.
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In dem Zwischenstück 5 ist an dessen oberem Rand eine Klappe 15 um
eine horizontal verlaufende Achse 16 verschwenkbar gelagert, die unter ihrem Eigengewicht
normalerweise senkrecht nach unten hängt und daher den Strömungsquerschnitt des
Zwischenstückes 5 im wesentlichen vollständig freigibt. Diese Klappe besteht vorzugsweise
aus Wolfram, da es sich hier um ein Metall mit hohem spezifischen Gewicht und hoher
Temperaturbeständigkeit handelt.
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Im Normalbetrieb strömt durch das Zwischenstück pro Zeiteinheit eine
Gasmenge, die nicht ausreicht, die Klappe aus ihrer senkrechten Ruhestellung nach
oben zu verschwenken. Wenn jedoch der Gasdurchsatz pro Zeiteinheit beispielsweise
durch eine Beschädigung des Filterelements über den normalen Betriebswert erhöht
wird, bildet sich an der dem offenen Strömungsquerschnitt zugewandten Seite der
Klappe ein Unterdruck aus, der die Klappe entgegen dem Eigengewicht in den Strömungsquerschnitt
hineinverschwenkt. Sobald diese Verschwenkbewegung begonnen hat, gelangt ein Teil
des durch den Strömungsquerschnitt strömenden Gases auch in den Zwischenraum zwischen
Klappe und Seitenwand, so daß die Klappe auch von der Unterseite her direkt mit
dem Gasstrom beaufschlagt wird. Insgesamt führt dies zu einer Verschwenkung der
Klappe nach oben, bis die Klappe mit ihrem freien Rand an der gegenüberliegenden
Seite des Zwischenstückes anschlägt.
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Durch geeignete Formgebung der Klappe kann erreicht werden, daß in
dieser Endstellung der Strömungsquerschnitt verschlossen ist, so daß das in das
beschädigte Filterelement eintretende Gas nicht nach oben durch die Lochplatte in
den oberen Teilraum gelangen kann.
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Dieser Zustand bleibt erhalten, bis der Betrieb unterbrochen wird,
da der Unterdruck an der Unterseite der Platte, der bei beschädigtem Filterelement
auftritt, aufrechterhalten bleibt.
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Die Klappe in dem Zwischenstück kann verschiedene Ausgestaltungen
erfahren, in den F i g. 2 bis 6 sind unterschiedliche Ausführungsformen von Zwischenstücken
und Klappen dargestellt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.2 weist das Zwischenstück einen
kreisförmigen Strömungsquerschnitt auf, die Klappe ist oval ausgebildet, so daß
sie in ihrer Endstellung, in der sie gegenüber der Längsachse unter einem spitzen
Winkel geneigt ist, an den Innenwänden des Zwischenstückes dichtend anliegt.
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In entsprechender Weise sind die Klappen der F i g. 4 und 5 derart
ausgebildet, daß sie entsprechend der dreieckigen oder quadratischen Form des Strömungsquerschnittes
diesen Durchlaß in der Schließstellung dicht verschließen.
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Im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 sind in einem Durchlaß mit quadratischem
Querschnitt auf gegenüberliegenden Seiten desselben zwei verschwenkbare Klappen
paarweise angeordnet, die normalerweise beide senkrecht nach unten hängen, im Schließzustand
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doch beide zur Mitte geschwenkt sind, so daß ihre unteren Ränder dichtend aneinanderliegen.
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Eine ähnliche Ausgestaltung ist im Ausführungsbeispiel der F i g.
6 dargestellt, dort haben die beiden Klappen noch eine Biegung, so daß sie insgesamt
ein tragflächenähnliches Profil erhalten, welches beim Vorbeiströmen des Gases die
die Klappen zur Mitte verschwenkenden Kräfte erhöht.
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Die Anordnung der Klappen in einem selbständigen Zwischenstück hat
den Vorteil, daß man bei jedem Filterelement ein bestimmtes Zwischenstück mit einem
für dieses Filterelement geeigneten Strömungsquerschnitt und mit einer für dieses
Filterelement geeigneten Plattenkonstruktion verwenden kann, gegebenenfalls lassen
sich diese Zwischenstücke auch in einfacher Weise austauschen, wenn es für ein bestimmtes
Filterelement notwendig werden sollte.
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Daneben ist es natürlich auch möglich, die Klappen unmittelbar in
dem Filterelement selbst anzuordnen, jedoch bedingt dies einen erhöhten Herstellungsaufwand
für die Filterelemente. Auch aus diesem Grunde ist es an sich vorteilhaft, die Klappen
in einem separaten Zwischenstück anzuordnen, da dann herkömmliche, nicht modifizierte
Filterelemente verwendet werden können.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 werden Filterelement und Zwischenstück
von unten her gegen die Lochplatte gedrückt. Bei einer in der Zeichnung nicht dargestellten,
abgewandelten Ausführungsform kann sich das Filterelement mit seinem Ringflansch
an der Lochplatte selbst abstützen. Es ist dann vorteilhaft, wenn eine entsprechende
Hülse mit bajonettartig aufsetzbarem Haltering an der Oberseite der Lochplatte angeordnet
ist, wobei der Haltering dann Zwischenstück und Filterelement von oben her gegen
die Lochplatte drückt.
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Um eine einwandfreie Abdichtung der geschlossenen Klappe gegenüber
der Innenwand des Filterelements zu erreichen, kann das Filterelement in den Seitenwänden
eine umlaufende Nut 17 aufweisen, in der ein bandförmiges Dichtelement 18 gehalten
ist, wie dies in F i g. 7 dargestellt ist. Dieses Dichtelement kann sich elastisch
in den Zwischenraum zwischen der Klappe 15 und der Innenwand des Filterelementes
legen und somit beim Schließen der Klappe eine einwandfreie Abdichtung erzielen.