DE3726973A1 - Staubfilter mit filterschlaeuchen, die oberhalb eines vorabscheideraumes haengen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Staubfilter mit oberhalb eines Vorabscheideraumes hängenden Filterschläuchen, die inner­ halb eines Filtergehäuses angeordnet sind, bei welchem Staubfilter das staubhaltige Rohgas aus dem Vorabscheide­ raum über eine Einlaßöffnung in die Filterschläuche ein­ tritt und das gereinigte Gas in den Reingasbereich des Filters entweicht, wobei die Reinigung der Filterschläu­ che durch einen Spülprozeß mit umgekehrter Gasführung erfolgt.

Aus der DE-OS 28 52 357 des Anmelders ist ein derartiger Staubfilter bekannt. Der Staubfilter besteht aus einem zylindrischen Gehäuse, dessen oberer Reingasraum von dem unteren Vorabscheideraum durch eine Schlauchbodenscheibe getrennt wird. Die Schlauchbodenscheibe trägt eine Anzahl von radial angeordneten Schlauchbodenöffnungen. Das tan­ gential eingelassene staubhaltige Rohgas tritt in den Vorabscheideraum ein und wird durch die Schlauchbodenöff­ nungen in Ringspalte geblasen, die je durch einen Außen­ schlauch und einen Innenschlauch gebildet werden. Die Filterschläuche selbst sind im Zylindergehäuse aufge­ hängt, wobei der Außenschlauch mit seinem Rand mit der Schlauchbodenscheibe verbunden ist.

Das staubhaltige Rohgas wird tangential in den Vorab­ scheideraum geblasen. Die sich dabei entwickelnde Ro­ tationsbewegung ist von Turbulenzen begleitet.

Bei diesen Staubfiltern ist nachteilig, daß die Bewe­ gungsrichtung von sowohl der Luft als auch von den mitge­ rissenen Staubpartikeln und Körnern kreisförmig, parallel zu der Außenwandung des Vorabscheideraums ausgerichtet ist. Diese Bewegung selbst steht quer zu der Filter­ schlauch-Achse, d. h. die Richtung der Luftströmung muß bei Eintritt in die Schläuche stark umgelenkt werden. Da die Körner und Staubpartikel eine größere spezifische Masse, d. h. eine größere Trägheit, als die umgebende Luft aufweisen, treffen Partikel in dem unteren Bereich der Schlauchfilter kurz oberhalb der Schlauchfilteröff­ nung auf die Seitenwand des Filters auf. Hierdurch ergibt sich eine Verschleißwirkung, die mit Erscheinungen ver­ gleichbar ist, wie sie etwa bei Sandstrahlgebläsen auf­ treten. Eine erhöhte Abnutzung an einigen Stellen oder eine partielle Zerstörung der sonst im guten Zustand sich befindlichen Filterschläuche ist die Folge.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermei­ den, d. h. die Standzeiten der Filterschläuche zu erhö­ hen, um damit die Betriebskosten für die Anlage zu sen­ ken, sowie Beschädigungen und Verschleiß durch scharfkan­ tige Abriebgranulate vor allem an den Einlaßöffnungen und im unteren Bereich der Filterschläuche zu verringern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unterhalb der Einlaßöffnung der Filterschläuche eine Gasleitvorrichtung angeordnet ist, die dem Gasstrom vor und bei Eintritt in die Filterschläuche eine Vertikal­ strömungsrichtung vermittelt. Mit Hilfe einer derartigen Gasleitvorrichtung wird der Luftstrom samt den darin sich befindlichen Staubpartikeln und Abriebgranulaten aus der Rotationsbewegung um etwa 90° in eine parallel zu den Filterschlauchachsen verlaufende Richtung abgelenkt.

Hierbei ist weiterhin vorteilhaft, turbulente in laminare Strömungen umzuwandeln, um dadurch einen Verschleiß an den Filterschläuchen zu vermeiden. Die Gasleitvorrich­ tungen verhindern somit, daß Staubpartikel und Abrieb­ granulate auf die Wandung der Filterschläuche senkrecht auftreffen. Hierdurch läßt sich der Verschleiß verrin­ gern. Das Gas und sekundär die darin befindlichen Parti­ kel werden so umgeleitet, daß die Strömrichtung im we­ sentlichen parallel zu der Fläche der Filterschläuche verläuft.

Mit Vorteil besteht die Gasleitvorrichtung aus parallel angeordneten Lamellen, bei denen die Lamellenoberfläche im wesentlichen vertikal, d. h. in Richtung der Längs­ achse der Filterschläuche, verläuft. Auch wenn es vor­ teilhaft ist, daß die Lamellen in ihrem unteren Bereich in Richtung der rotierenden Luftströmung weisen, ist es erforderlich, daß der Großteil der Lamellenoberfläche parallel zu der Längsachse der Filterschläuche ausgerich­ tet ist. Hierdurch werden die Luftmoleküle und weiterhin auch die Staubpartikel und Abriebgranulate in ihrer Be­ wegung umgelenkt. Turbulenzen werden ausgeglichen.

Die Gasleitvorrichtung kann auch aus einem Gitterrost bestehen, das aus einzelnen, sich kreuzenden Lamellen besteht. Ein derartiges Gitterrost vereinigt sowohl ge­ ringe Herstellungskosten als auch hohe Stabilität. Durch das Gitternetz erhält der Rost eine hohe Festigkeit, so daß relativ geringe Wandstärken für die eingesetzten Lamellen gewählt werden müssen. Die Dicke des Gitterro­ stes sollte dabei so gewählt werden, daß die Luftströmung in ausreichender Weise umgelenkt wird. Auch ist es mög­ lich, daß mehrere derartiger Gitterroste übereinander angeordnet werden.

In einer anderen Ausführung kann bei dem Staubfilter sich ein oberhalb der Gasleitvorrichtung und unterhalb der Eintrittsöffnung der Filterschläuche mit nach oben wei­ senden Saugstutzen versehener Drehbalken befinden, der die Eintrittsöffnungen der Filterschläuche unmittelbar bestreicht, wie dies auch bei dem eingangs genannten Stand der Technik beschrieben ist. Die bekannten Staub­ filter können demnach nachträglich mit den erfindungsge­ mäßen Gasleitvorrichtungen versehen werden. Die Gasleit­ vorrichtung kann vorzugsweise fest in den Vorabscheide­ raum eingebaut sein.

Weiterhin kann die Gasleitvorrichtung kreisförmig sein, wobei die Achse parallel zu der Längsachse der Filter­ schläuche verläuft und die Gasleitvorrichtung unterhalb der Einlaßöffnung der Filterschläuche liegt und einen etwa gleichen Abstand zu den Einlaßöffnungen besitzt.

Alternativ dazu ist es auch möglich, die Gasleitvorrich­ tung als Zwischenboden zu gestalten, der an einem der Drehbalken befestigt ist und sich mit diesem dreht, wobei sich die gasleitenden Elemente jeweils zwischen den am Drehbalken angebrachten Saugstutzen befinden und diese nicht in ihrer Funktion behindern.

Bei den genannten Ausführungsbeispielen sind die Gasleit­ vorrichtungen in unterschiedlichen Abständen zu den Ein­ laßöffnungen der Filterschläuche angeordnet. Zum einen befinden sich die Gasleitvorrichtungen unterhalb des Drehbalkens, so daß die Luft schon in laminarer Strömung einen Raum durchströmt, der durch die Ausmaße des Dreh­ balkens vorgegeben ist. Andererseits wird bei der direk­ ten Montage unterhalb der Einlaßöffnungen der Filter­ schläuche die Luftströmung samt Staubpartikeln erst kurz vor der Einlaßöffnung parallel und laminar ausgerichtet sein. Aus räumlichen Gründen ist es dabei erforderlich, daß die Gasleitvorrichtung sich dabei synchron mit dem Drehbalken dreht. Dabei ist es sinnvoll, die Gasleit­ vorrichtungen mit dem Drehbalken zu verbinden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Staubfilters mit unterhalb eines Drehbalkens angeordneter Gasleitvorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Ausschnitt-Darstellung eines Staubfilters gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Staubfilter senkrecht zum Zylindergehäuse gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ausschnittdarstellung eines Staubfilters mit einer am Drehbalken befestigten Gasleitvorrichtung.

Wie die Fig. 1 zeigt, besteht der Staubfilter 100 aus einem Zylindergehäuse 1 und einem darunter liegenden Vorabscheideraum 2, die durch eine Schlauchbodenscheibe 3 voneinander getrennt sind. In dem Zylindergehäuse 1 sind Filterschläuche 4 angeordnet, die je aus einem Außen­ schlauch 5 und einem Innenschlauch 6 bestehen, welche eine gemeinsame Innenachse aufweisen. Die Schlauchboden­ scheibe 3 besitzt Schlauchbodenöffnungen 7, an deren Rändern der Außenschlauch 5 schlüssig befestigt ist. Der Außenschlauch endet blind am oberen Ende des Zylinderge­ häuses. Dagegen besitzt der Innenschlauch 6 eine Öffnung gegenüber dem Zylindergehäuse 1, endet jedoch selbst wiederum blind an seinem unteren Ende und ist dort durch eine gefederte Haltevorrichtung 8 befestigt. Außen­ schlauch und Innenschlauch bilden einen Ringspalt 9, in die das staubbeladene Rohgas eintritt und das Rohgas durch den Außenschlauch zentrifugal und durch den Innen­ schlauch zentripetal dringt.

Innerhalb des Vorabscheideraumes 2 und direkt unterhalb der Schlauchbodenscheibe 3 ist ein zentrisch gelagerter, rohrähnlicher Drehbalken 10 angeordnet, der über einen Drehflansch 11 an eine Unterdrucksphäre angeschlossen ist. Auf der Oberseite des Drehbalkens 10 befinden sich Saugstutzen 12, die auf den Kreislinien 13 zu liegen kommen, die durch die kreisförmig angeordneten Schlauch­ bodenöffnungen 7 gebildet werden. Hierdurch ergeben sich mehrere Kreislinien 13, welche konzentrisch ineinander zu liegen kommen. Die Abstände der Kreislinien 13 unterein­ ander sind größer als die Schlauchbodenöffnungen 7 (vgl. Fig. 3). Durch die Anordnung der Saugstutzen 12 auf dem Drehbalken 10 werden alle Schlauchbodenöffnungen 7 nach­ einander von den Saugstutzen des Drehbalkens überdeckt, wobei die Überdeckungszeit und damit die Reinigungszeit durch die Drehzahl des Drehbalkens 10 und in gewissen Grenzen auch durch die Flanschform und Größe der Saug­ stutzen 12 beeinflußt wird. An dem Drehflansch 11 des Drehbalkens 10 befestigt sind Räumeinrichtungen 17, wel­ che die sedimentierten Staubpartikel über eine Ausschütt­ öffnung 18 aus dem Vorabscheideraum entfernen.

Unterhalb des Drehbalkens, jedoch oberhalb der Räumvor­ richtung, befindet sich eine Gasleitvorrichtung 14, die als ein aus Lamellen bestehendes Gitterrost 15 ausgeführt ist. In der Fig. 2, die eine Ausschnittsvergrößerung der Fig. 1 ist, ist die Lage des Gitterrostes deutlich zu sehen. Das Gitterrost 15 ist fest in den Vorabscheideraum eingebaut und in seiner Gesamtheit wie eine Scheibe ge­ formt, die von den Seiten des Vorabscheideraums 2 bis hin zum Drehflansch 11 des Drehbalkens 10 sich erstreckt. Dabei fällt die Achse des Gitterrostes 15 mit der Achse des Vorabscheideraums 2 zusammen. Der Gitterrost selbst besteht aus einzelnen Lamellen oder Leitflächen 16, die im rechten Winkel zueinander stehen. Die Höhe der Leit­ flächen muß dabei derart gewählt werden, daß im ausrei­ chenden Maße die kreisförmig und turbulent fließende Luft in eine laminare Strömung überführt wird. Unterhalb des Gitterrostes 15 befindet sich der größere Teil des Vorab­ scheideraums 2.

Das staubhaltige Rohgas wird von einem Gebläse 19 über einen Rohgas-Eintrittstutzen 20 tangential in den Vorab­ scheideraum 2 eingeblasen. Der Rohgas-Eintrittstutzen verläuft in seiner Richtung parallel zu einer Tangente zu der Außenwandung des Vorabscheideraums 2.

Das anfallende staubhaltige Rohgas gelangt über den zuvor beschriebenen Weg vom Gebläse 19 in den Vorabscheideraum 2. Durch die tangentiale Anordnung des Rohgas-Eintritt­ stutzens 20 wird die Luft im Vorabscheideraum 2 in kreis­ förmige Bewegung versetzt, wobei größere Staubpartikel und Körner Richtung Boden des Vorabscheideraums 20 absin­ ken und dort liegen bleiben. Die Mischung aus Rohgas und leichteren Staubpartikeln durchdringen anschließend den Gitterrost 15. Ist die durchschnittliche Bewegungsrich­ tung des Rohgases im unteren Vorabscheideraum 2 im we­ sentlichen eine kreisförmig-turbulente, so wird sie nach dem Verlassen des Gitterrostes, d. h. oberhalb des Git­ terrostes, eine mehr laminare sein, deren Richtung vor­ nehmlich parallel zu der Achse der Filterschläuche ver­ läuft. Der Gitterrost erfüllt dabei die Aufgabe, das Gas samt den darin befindlichen Staubpartikeln aus der bishe­ rigen Richtung abzulenken und in einer neuen Richtung auszurichten. Weiterhin bewirkt der Gitterrost, daß eine zuvor turbulente Luftströmung in eine mehr laminare umge­ wandelt wird. Nachdem das Rohgas samt Staubpartikel in seiner Strömungsrichtung parallel zu den Filterschläuchen ausgerichtet worden sind, strömen sie zum Teil an dem Drehbalken vorbei durch die Schlauchbodenöffnungen 7 der Schlauchbodenscheibe 3 in den Ringspalt 9, der vom Außen­ schlauch 5 und Innenschlauch 6 gebildet wird. Die Luft durchtritt den Außenschlauch 5 vom Zentrum weg und den Innenschlauch 6 zum Zentrum hin. Die Filterschläuche 4 verhindern den Durchtritt der Staubpartikel, so daß nach Durchdringen der Filterschläuche die Luft in gereinigter Form vorliegt. Sie strömt anschließend in Richtung Auslaß 21, der am oberen Ende des Zylindergehäuses 1 montiert ist.

Während sich der Drehbalken 10 langsam um seine Achse dreht, verbleibt der Gitterrost 15 in seiner fest mon­ tierten Position. Hierdurch ist es möglich, eine sehr stabile Form an Gasleitvorrichtungen 14 zu wählen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel, welches in der Fig. 4 dargestellt ist, besitzt der Staubfilter 100 im Bereich des Vorabscheideraumes 2 eine Gasleitvorrichtung 14, die aus Lamellen 22 besteht. Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Gasleit­ vorrichtung 14 anders angeordnet. Das Zylindergehäuse 1, der Vorabscheideraum 2, die Filterschläuche 4, ebenfalls auch die Schlauchbodenscheibe 3, der Drehbalken 10 und Drehflansch 11 sind ähnlich mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, befindet sich die Gasleitvorrichtung 14 aus Lamellen 22 direkt unter der Schlauchbodenscheibe 3 und ist mit dem Drehbalken 10 über Streben 23 verbunden. Die Gasleitvor­ richtung 14 liegt parallel zu der Schlauchbodenscheibe 3. Da sie mit dem Drehbalken 10 verbunden ist, wird sie ebenfalls synchron mit dem Drehbalken 10 gedreht.

Die einzelnen Lamellen 22 der Gasleitvorrichtung 14 sind derart angeordnet, daß die einzelnen Flächen der Lamellen sowohl radial verlaufen als auch parallel zur Längsachse des Vorabscheideraums 2 sich erstrecken. Hierbei ist es erstrebenswert, die die Luftströmung leitenden Flächen möglichst ausgeprägt auszuführen, wo hingegen die Dicke der einzelnen Lamellen 22 gering gewählt werden. Die einzelnen Lamellen stehen somit senkrecht in der Scheibe, die von der Gasleitvorrichtung 14 gebildet wird. Die Scheibe der Gasleitvorrichtung 14 erstreckt sich von dem peripheren Ende des Drehbalkens 10 bis hin zum Zentrum.

In der Fig. 4 ist zu sehen, daß die Lamellen radiär angeordnet sind und sich über die Fläche erstrecken, die der Drehbalken 10 während einer gesamten Rotation über­ streicht. Diese Fläche ist identisch mit dem Teil der Schlauchbodenscheibe 3, der Schlauchbodenöffnungen 7 aufweist.

Die durch den Rohgas-Eintrittstutzen 20 einströmende Luft wird durch die tangentiale Anordnung des Eintrittstutzen 20 in kreisförmige Bewegung versetzt. Durch die Lamellen 22 der Gasleitvorrichtung 14 wird diese kreisförmige Be­ wegung in eine lineare umgewandelt. Die Luft tritt am un­ teren Ende der Lamellen 22 in die Gasleitvorrichtung 14 ein, wodurch die Bewegungsrichtung um 90° abgelenkt wird, da die Lamellen 22 den Luftstrom parallel zu der Achse des Zylindergehäuses 1 ausrichten. Nachdem das Gas samt Staubpartikeln die Lamellen 22 an ihrem oberen Ende ver­ lassen haben, tritt es durch die Schlauchbodenöffnungen 7 in den Ringspalt 9 der Filterschläuche 4 ein. Durch die Lamellen 22 wird der Luft eine Richtung aufgezwungen, die parallel zu der Achse der Filterschläuche 4 verläuft. Da die Lamellen 22 sich direkt unter der Schlauchbodenschei­ be 3 befinden, ist es nicht möglich, daß durch Verwirbe­ lungen eine andere Ausrichtung der Luftströmung auftreten kann.

Durch Ausführungen gemäß der Erfindung, wie sie in den zwei Beispielen vorgeführt werden, wird sehr effektvoll vermieden, daß Staubpartikel und Körner gegen die Wandung der Filterschläuche 4 geschleudert werden. Es wird ver­ hindert, daß derartige Partikel senkrecht auf die Wandun­ gen der Filterschläuche auftreffen, die Gasleitvorrich­ tung selbst bewirkt eine im wesentlichen parallel zu der Wandung der Filterschläuche auftretende Luftströmung.

Claims (6)

1. Staubfilter mit oberhalb eines Vorabscheideraumes hängenden Filterschläuchen, die innerhalb eines Fil­ tergehäuses angeordnet sind, bei welchem Staubfilter das staubhaltige Rohgas aus dem Vorabscheideraum über eine Einlaßöffnung in die Filterschläuche eintritt und das gereinigte Gas in den Reingasbereich des Filters entweicht, wobei die Reinigung der Filterschläuche durch einen Spülprozeß mit umgekehrter Gasführung er­ folgt, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Ein­ laßöffnung der Filterschläuche (4) eine Gasleitvor­ richtung (14) angeordnet ist, die dem Gasstrom vor und bei Eintritt in die Filterschläuche (4) eine Vertikal­ strömungsrichtung vermittelt.

2. Staubfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitvorrichtung (14) aus parallel angeord­ neten Lamellen (22) besteht, bei denen die Lamellen­ oberfläche im wesentlichen vertikal, d. h. in Richtung der Längsachse der Filterschläuche (4), verläuft.

3. Staubfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitvorrichtung (14) aus einem Gitterrost (15) sich kreuzender Lamellen besteht, deren Oberflä­ che im wesentlichen parallel zu der Längsachse der Filterschläuche (4) angeordnet ist.

4. Staubfilter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gasleitvorrichtung (14) fest in den Vorabscheideraum (2) eingebaut ist und daß oberhalb der Gasleitvorrichtung (14) und unterhalb der Ein­ trittsöffnung der Filterschläuche (4) sich ein mit nach oben weisenden Saugstutzen (12) versehener Dreh­ balken (11) befindet, der die Eintrittsöffnungen der Filterschläuche (4) unmittelbar bestreicht.

5. Staubfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitvorrichtung (14) kreisförmig ist, wobei die Achse des Kreises parallel zu der Längsachse der Filterschläuche (4) verläuft, und die Gasleitvorrichtung (14) unterhalb der Einlaßöffnung der Filterschläuche (4) liegt und einen etwa gleichen Abstand zu den Einlaßöffnungen besitzt.

6. Staubfilter nach Anspruch 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gasleitvorrichtung (14) als Zwi­ schenboden gestaltet ist und an einem Drehbalken be­ festigt ist, mit dem sich der Zwischenboden dreht, wobei die gasleitenden Elemente sich jeweils zwischen den am Drehbalken angebrachten Saugstutzen (12) befin­ den.