DE3831891C1 - Dust filter having cassette-type filter elements - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft ein Staubfilter mit Filterelementen in Kassettenbauart gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist ein solcher Staubfilter mit Filterelementen in Kassettenbauweise bekannt, bei dem die Filterkassetten paarweise neben- und übereinander angeordnet sind. Das Filtergehäuse besteht aus getrennt voneinander und parallel zueinander angeordneten, horizontal verlaufenden Bahnen zur Aufnahme von Filtereinheiten für das ausströmende Filtermedium und Vorfiltereinheiten für das einströmende Filtermedium. Auf jeder Seite des Filter­ gehäuses befinden sich Zugangstüren, die groß genug sind, um neue Filtereinheiten in das Gehäuse einzubringen und verbrauchte Filtereinheiten seitlich aus dem Gehäuse zu entfernen. Das Filtergehäuse ist Teil einer Leitung und hat an seinem Ausströmende senkrecht angeordnete Dichtungsrahmen, die mit kontinuierlichen Dichtstreifen an jeder der Ausströmeinheiten zusammenwirken. Andruckmittel wirken über die nachgiebigen Schenkel unabhängiger Schraubenfedern auf die Ränder der Filtereinheiten an der Einströmseite ein und drücken die Dichtstreifen kontinu­ ierlich gegen die Dichtungsrahmen jeder Filtereinheit am Ausströmende (US 34 23 908).

Es ist ferner eine Verriegelung für ein Luftfilter­ element bekannt, das aus flächenförmigen, porösen Bahnen aus Filtermaterial besteht, die von einem Rand umgeben sind. Das Filterelement ist unter Zwischenlage eines Dichtstreifens in einen Rahmen eingelegt und wird mittels einer Verriegelungsvorrichtung gegen den Dichtstreifen gedrückt und in dem Rahmen gehalten. Dazu besteht die Verriegelungsvorrichtung aus einem Drahtbügel mit gekröpften Enden, die in Scharnieren des Rahmens schwenkbar gelagert sind. Auf dem Drahtbügel sitzt schwenkbar und verschiebbar ein Rastwinkel mit einer Öse. Mit einem Riegel kann der Rastwinkel hinter eine Lasche des Rahmens geschoben werden. Damit ist das Filterelement in dem Rahmen verriegelt. Zum Auswechseln des Filterelementes wird der Riegel aus der Lasche gezogen und zusammen mit dem Drahtbügel aus dem Bereich des Filterelementes geschwenkt. Ein verbrauchtes Filterelement kann in dieser Stellung des Drahtbügels und Rastwinkels dem Rahmen entnommen und gegen ein frisches Filterelement ausgetauscht werden (US 30 93 401). Dazu muß aber in das Filtergehäuse eingegriffen werden. Ein kontaminationsfreier Wechsel des Filterelementes ist auf diese Weise nicht möglich. Wenn das Filterelement im Laufe der Zeit an den Dichtstreifen angebackt ist, muß es von Hand mittels eines zusätzlichen Werkzeuges losgeschlagen werden, ehe es ausgewechselt werden kann. Dazu muß in den Staubgasraum des Filtergehäuses eingegriffen werden. Wenn sich das Dichtmaterial des Dichtstreifens im Laufe der Zeit setzt, ist der elastische Bereich des Randes des Filterelementes rasch aufgezehrt. Da die Scharniere gegenüber dem Rahmen in Richtung Dichtstreifen nicht verstellt werden können, wird der Sitz des Filterelementes im Rahmen nach Erschöpfung des elastischen Bereiches des Filterelementes undicht. Da sämtliche Teile der Verriegelungsvorrichtung innerhalb des Filtergehäuses angeordnet sind, ist das Austauschen eines Filterelementes umständlich und zeitraubend.

Bei Staubfiltern, auf die sich die vorliegende Erfin­ dung bezieht, werden Reststaubgehalte in der Größenordnung von weniger als 0,001 Milligramm, bezogen auf ein Gas­ volumen von einem Kubikmeter, gefordert. Um derart niedri­ ge Werte erreichen zu können, ist absolute Dichtigkeit zwischen den Filterkassetten und der zwischen dem Staub- und Reingasraum angeordneten Befestigungsplatte notwendig. Filtergehäuseteile werden aber aus Kostengründen aus­ schließlich in Blechbauweise hergestellt, bei der die Ebenheit der Dichtfläche vom Idealzustand mehr oder weni­ ger abweicht. Um trotzdem absolute Dichtigkeit zu errei­ chen, muß die Dichtung stark verformt werden. Dazu sind große Anpreßkräfte auf die Filterkassette erforderlich.

Außerdem fallen die Filterkassetten in den Abmessun­ gen und ihre Dichtelemente in der Härte bei jedem Herstel­ ler anders aus. Dadurch ist es erforderlich, die Befesti­ gungsvorrichtung für die Filterkassetten jeweils so einzustellen, daß eine optimale Anpreßkraft erreicht wird.

Aufgrund der notwendigen Verformungsfähigkeit der Dichtelemente sind für sie nur elastische Werkstoffe geeignet. Diese Werkstoffe haben aber, physikalisch bedingt, den Nachteil, unter Krafteinwirkung im Laufe der Zeit in ihrer Elastizität nachzulassen. In Fachkreisen nennt man diesen Vorgang: "Setzen der Dichtelemente". Bei starren Befestigungseinrichtungen für die Filterkassetten, z. B. mit Exzentern als Befestigungselemente, kann der Setzbetrag der Dichtungen nicht genügend ausgeglichen werden. Dadurch läßt die Anpreßkraft mit der Zeit nach und die Abdichtung kann gasdurchlässig werden.

Weiterhin ist bei der Filtrierung von toxischen Stäu­ ben ein berührungsloser (kontaminationsfreier) Kassetten­ wechsel notwendig. Dazu ist am Filtergehäuse ein Wechsel­ kragen angebracht, an dem ein Kunststoffsack befestigt ist, in den die Filterkassetten hineingezogen werden. Anschließend wird der Kunststoffsack mit der in ihm be­ findlichen Filterkassette luftdicht verschweißt. Dafür sind aber innerhalb des Filtergehäuses angeordnete und umständlich zu handhabende Einrichtungen nicht zu gebrauchen. Bei einem Kassettenwechsel der vorstehend beschriebenen Art darf nämlich der Kunststoffsack bei der Handhabung der Befestigungseinrich­ tung für die Filterkassetten nicht beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Staub­ filter mit Filterelementen in Kassettenbauart und einer Befestigungseinrichtung für die Filterkassetten der ein­ gangs geschilderten Art so zu gestalten, daß die Befesti­ gungseinrichtung einfach herstellbar, beim Befestigen und Lösen der Filterkassetten mit einem Handgriff leicht zu handhaben und auf jede Dichtungsart einfach einstellbar ist, sowie ein Nachlassen der Elastizität der Dichtelemen­ te mühelos auszugleichen vermag.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Filterkassetten an Halteschienen befestigt sind, die im Filtergehäuse senkrecht verschiebbar geführt sind, und daß in den Halteschienen mindestens eine Stabfeder drehbar gelagert ist, die an einem ihrer Enden als Kurbel und in ihrem weiteren Verlauf mit mindestens einem Kurbelzapfen versehen ist, der an der Befestigungs­ platte gelenkig abgestützt ist.

Der mit der Erfindung erzielbare technische Fort­ schritt beruht auf mehreren vorteilhaften Wirkungen. Beim Schwenken der Stabfeder in die Betriebsstellung werden die Halteschienen von dem Kurbelzapfen in Richtung auf die Be­ festigungsplatte gedrückt und die Filterkassette mit ihrem Dichtelement fest zwischen den Halteschienen und der Befe­ stigungsplatte eingespannt. Durch die bei diesem Befesti­ gungsvorgang auftretenden Kräfte wird die Stabfeder so weit tordiert, daß die bei der Herstellung zwangsläufig anfal­ lenden Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden und die nachlassende Elastizität des Dichtelementes durch den großen Federweg der Stabfeder kompensiert wird. Dabei kann die Federeigenschaft der Stabfeder durch die Wahl eines bestimmten Stabquerschnittes, den Abstand ihrer Lagerstel­ len voneinander, sowie der Länge ihrer auskragenden Enden individuell eingestellt werden.

Damit die seitlichen Halteschienen auf jede gewünschte Höhe eingestellt werden können und damit auch die daraus resultierende Anpreßkraft auf jede gewünschte Größe eingestellt werden kann, ist der Kurbelzapfen mittels mindestens einer Kuppellasche an dem einen Ende eines Gewindespannschlosses angelenkt, dessen anderes Ende an der Befestigungsplatte befestigt ist. Dabei besteht das Gewindespannschloß aus zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Gewindespindeln mit gegenläufigen Außengewinden und einer sie umgebenden Gewindehülse mit zwei gegenläufigen Innengewinden.

Das hat den Vorteil, daß beispielsweise in der Serienfertigung die Höhe der Halteschienen durch Anlegen einer Lehre oder Schablone genau eingestellt werden kann. Es ist auch möglich, die Höhe der Halteschienen und damit die Anpreßkraft in Betrieb befindlicher Anlagen jederzeit nachzustellen. Das kann z. B. dann erforderlich sein, wenn eine Filterkassette zur Inspektion oder Reinigung aus dem Filter herausgenommen und nach Beendigung dieser Arbeiten wieder eingebaut werden soll. Um hierbei das zeitraubende Auswechseln des Dichtelementes einzusparen, der verfügbare Federweg der Stabfeder durch die Verformung des eingebau­ ten Dichtelementes aber zum Teil bereits in Anspruch genommen worden ist, kann die Höhe der Halteschienen durch einige Umdrehungen der Gewindehülsen nachjustiert und die zum einwandfreien Dichtvorgang erforderliche Anpreßkraft wieder hergestellt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausfüh­ rungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 ein Staubfilter mit eingebauter Filterkassette in Ansicht, teilweise ausgebrochen in Betriebs­ stellung,

Fig. 2 das Staubfilter nach Fig. 1 in Ansicht mit teilweise ausgebrochenem Filtergehäuse in Offenstellung und

Fig. 3 den Schnitt durch das Filtergehäuse nach Linie III-III der Fig. 1.

Aufbau des Staubfilters

Das Staubfilter besteht aus einem Filtergehäuse 1, in dem eine Befestigungsplatte 2 mit einem Anschlag 2 a für eine Filterkassette 3 fest angeordnet ist. Die Filter­ kassette 3 besteht aus flächenförmigen, porösen Bahnen 4 aus Filtermaterial, die mäanderförmig gefaltet, zwischen den Falten mit Abstandshaltern auf gegenseitigen Abstand gehalten und von einem Rahmen 5 umgeben sind. Im Bereich der Filterkassette 3 hat die Befestigungsplatte 2 eine Öffnung 6 für den Eintritt des Staubgases. Die Filter­ kassette 3 ruht in Betriebsstellung mit ihrem Rahmen 5 unter Zwischenlage eines Dichtelementes 7 auf dem Rand der Öffnung 6. Das Innere des Filtergehäuses 1 ist durch eine Tür 8 zugänglich.

Arbeitsweise des Staubfilters

Die zu reinigenden Staubgase durchströmen die Filter­ kassette 3 in Pfeilrichtung 9. Dabei werden die in der Staubluft mitgeführten Staubpartikel von dem porösen Filtermaterial zurückgehalten.

Aufbau der Befestigungsvorrichtung

An den einander gegenüberliegenden Innenseiten der Wände 1 a, 1 b des Filtergehäuses 1 sind je zwei senkrecht untereinander angeordnete Führungsbolzen 11 vorgesehen, die in Langlöcher 12 von Halteschienen 13 greifen, so daß die Halteschienen über die Länge der Langlöcher 12 in senkrechter Richtung auf- und abbewegbar sind. Die Halte­ schienen 13 haben an ihrem oberen Ende je eine Führung 14, in die der obere Rahmenteil 5 a des Rahmens 5 der Filter­ kassette 3 eingeschoben ist. In jeder Halteschiene 13 ist eine Stabfeder 15 drehbar gelagert, die an einem ihrer Enden als Kurbel 16 mit einem Handgriff 17 ausgebildet ist. Die Stabfedern 15 sind im weiteren Verlauf nach ihrem anderen Ende hin mit einem Kurbelzapfen 18 versehen, auf dem je zwei Kuppellaschen 19 mit einem Langloch 20 drehbar und längsverschiebbar gelagert sind.

Die Kuppellaschen 19 sind an dem einen Ende eines Spanngewindeschlosses 21 angelenkt, dessen anderes Ende an der Befestigungsplatte 2 befestigt ist. Jedes Spann­ schloß 21 besteht aus zwei in axialer Richtung hinter­ einander angeordneten Gewindespindeln 22, 23 mit gegen­ läufigen Außengewinden und einer sie mit zwei gegenläufi­ gen Innengewinden aufnehmenden Gewindehülse 24. An der Innenseite der Wand 1 a des Filtergehäuses 1 ist ein Arretierbolzen 25 zur Begrenzung des Schwenkweges der Kurbel 16 vorgesehen.

Arbeitsweise der Befestigungsvorrichtung

Zum Einbauen einer Filterkassette 3 werden zunächst die Kurbeln 16 der Stabfedern 15 mittels der Handgriffe 17 in die aus Fig. 2 ersichtliche Offenstellung geklappt, wobei die Arretierbolzen 25 die Vorrichtung in Offenstellung festhalten. Die Filterkassette 3 wird mit ihrem oberen Rahmenteil 5 a in die Führung 14 der Halteschienen 13 eingeschoben. Dabei ist zwischen dem Dichtelement 7 der Filterkassette 3 und der Auflagefläche der Befestigungs­ platte 2 ein Abstand eingehalten, damit die Filter­ kassette 3, ohne das Dichtelement 7 zu beschädigen, in die Führungen 14 der Halteschienen 13 eingeschoben werden kann. Dabei wird die Filterkassette 3 durch den An­ schlag 2 a auf der Befestigungsplatte 2 in ihrer richtigen Stellung ausgerichtet. Anschließend werden die Kurbeln 16 entweder einzeln oder auch gleichzeitig in die aus Fig. 1 ersichtliche Betriebsstellung heruntergedrückt, und zwar so weit, daß der Handgriff 17 auf der Befestigungsplatte 2 ruht. Dabei stehen die Kurbelzapfen 18 der Stabfedern 15 zu den Handgriffen 17 in einer Stellung, die sich in Schwenkrichtung geringfügig hinter dem höchsten Punkt auf dem Schwenkradius befindet, also in Übertotpunktstellung. In dieser Stellung hält die in der Stabfeder 15 beim Befestigungsvorgang gespeicherte Kraft die Befestigungs­ vorrichtung in der Betriebsstellung selbsthemmend fest.

Zum Ausbauen der Filterkassette 3 werden die Kurbeln 16 der Stabfedern 15 einzeln oder gemeinsam nach oben in die Offenstellung geschwenkt. Dazu ist die Befestigungsein­ richtung so ausgelegt, daß durch die Kurbeln 16 über die Kurbelzapfen 18 der Stabfedern 15 eine so große nach oben gerichtete Kraft ausgeübt werden kann, daß auch ein Dicht­ element 7 abgelöst werden kann, das nach längerer Be­ triebszeit durch die Einwirkung der Anpreßkraft an der Befestigungsplatte 2 haftet. Je nachdem, wie fest das Dichtelement 7 haftet, kann es erforderlich sein, die Kurbeln 16 mehrmals ruckartig in die Offenstellung zu stoßen.

Alle Arbeitsvorgänge beim Öffnen und Schließen sind denkbar einfach angelegt und automatisch so abgesichert, daß Bedienungsfehler so gut wie ausgeschlossen sind. Dies ist ein wichtiger Vorteil, weil ein Staubaustritt durch eine nicht richtig funktionierende Dichtung verheerende Folgen haben kann, z. B. beim Filtern toxischer Stäube.

Weiterhin können alle Arbeitsgänge von der Front­ seite des Filters aus durchgeführt werden. Der sogenannte kontaminationsfreie Filterkassettenwechsel mit Hilfe eines Kunststoffsackes kann so sicher durchgeführt werden, daß der Sack nicht beschädigt wird. Deshalb ist ein möglicher Staubaustritt infolge eines beschädigten Sackes nicht zu befürchten.

Claims (10)

1. Staubfilter mit Filterelementen in Kassetten­ bauart, die aus flächenförmigen, porösen Bahnen aus Filtermaterial bestehen, die mäanderförmig gefaltet, zwischen den Falten mit Abstandshaltern versehen und von einem Rahmen umgeben sind, wobei die Filterkassetten auf einer zwischen dem Staub- und Reingasraum eines Filtergehäuses angeordneten Befestigungsplatte unter Zwischenlage eines Dichtelementes staubdicht befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkassetten (3) an Halteschienen (13) befe­ stigt sind, die im Filtergehäuse (1) senkrecht verschieb­ bar geführt sind, und daß in den Halteschienen mindestens eine Stabfeder (15) drehbar gelagert ist, die an einem ihrer Enden als Kurbel (16) ausgebildet und in ihrem weiteren Verlauf mit mindestens einem Kurbelzapfen (18) versehen ist, der an der Befestigungsplatte (2) gelenkig abgestützt ist.

2. Staubfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stabfeder (15) aus einem zusammenhängenden Materialstück geformt ist.

3. Staubfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stabfeder (15) aus einem stabförmigen Federwerkstoff mit kreisförmigem Querschnitt besteht.

4. Staubfilter nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Kurbel (16) in einem Winkel von etwa 90° zu einem Handgriff (17) abge­ bogen ist, der in Offenstellung der Filterkassette (3) geringfügig oberhalb der Oberkante der Filterkassette angeordnet ist.

5. Staubfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kurbel (16) und der Kurbel­ zapfen (18) der Stabfeder (15) in der Weise gegeneinander winkelversetzt angeordnet sind, daß der Handgriff (17) der Kurbel auf der Befestigungsplatte (2) ruht, wenn der Kur­ belzapfen (18) eine Übertotpunktstellung einnimmt.

6. Staubfilter nach einem der Ansprüche 1 bs 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Filterkassette (3) zwischen zwei seitlich angeordneten Halteschienen (13) gehalten ist, die im Filtergehäuse (1) senkrecht geführt sind.

7. Staubfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen (18) mittels mindestens einer Kuppellasche (19) an dem einen Ende eines Gewindespannschlosses (21) angelenkt ist, dessen anderes Ende an der Befestigungsplatte (2) befestigt ist.

8. Staubfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindespannschloß (21) aus zwei in axialer Rich­ tung hintereinander angeordneten Gewindespindeln (22, 23) mit gegenläufigen Außengewinden und einer sie umgebenden Gewindehülse (24) mit zwei gegenläufigen Innengewinden besteht.

9. Staubfilter nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschienen (13) an ihrem oberen Ende mit Führungen (14) für die Filterkassette (3) ver­ sehen sind.

10. Staubfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigungsplatte (2) mit einem An­ schlag (2 a) für die Filterkassette (3) versehen ist.