DE4029994C2 - Filterpatrone zum Entstauben von Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterpatrone nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Filterpatronen dieser Gattung sind aus der US-PS 3,568,413 bekannt. Bei der dort insbesondere in Fig. 1 dargestellten Filterpatrone ist der am freien Korbende umgestülpte und sich innerhalb des Filterkorbes mit vermindertem Durchmesser in Richtung zum Befestigungsende zurückerstreckende Teil des Filterschlauchs zwischen dem freien Korbende und dem Befestigungsende frei ausgespannt, also in diesem Zwischenbereich nicht abgestützt. Dieser Schlauchbereich wird sich deshalb im normalen Filterbetrieb, wobei er von unten nach oben durchströmt ist, derart aufblähen, daß er sich zumindest im unteren Bereich von innen her an die längsgerichteten Käfigstäbe anlegt. An dieselben Käfigstäbe legt sich auch der äußere Teil des Filterschlauchs an. Infolgedessen wird der Strömungsquerschnitt zwischen dem äußeren Teil und dem inneren Teil des Filterschlauchs in einem an den unteren Käfigring angrenzenden Bereich erheblich verengt, so daß die Wirksamkeit des Filters in diesem Bereich vermindert oder sogar aufgehoben wird. Die Folge davon ist, daß die Wirkung des Filterschlauchs sich im wesentlichen auf dessen obere Hälfte beschränkt.

Zum Reinigen muß der aus der US-PS 3,568,413 bekannte Filter, der zu einem Staubsauger gehört, in der bei solchen Geräten üblichen Weise von Hand ausgebaut und abgeschüttelt werden. Ein automatisches Abreinigen durch Strömungsumkehr in der bei industriellen Schlauchfiltern üblichen Art ist nicht vorgesehen und würde auch nur bei dem äußeren Teil des Filteschlauchs erfolgreich sein können, da der innere Teil des Filterschlauchs bei gegensinniger Durchströmung - in Fig. 1 von oben nach unten - kollabieren und dadurch mindestens den in seinem oberen Bereich abgelagerten Staub festhalten würde.

Aus der US-PS 3,431,709 ist eine Filterpatrone bekannt, bei der zwei Filterkörbe gleichachsig ineinander angeordnet sind, wobei der äußere Filterkorb sich von einem oberen Befestigungsende aus zu einem unteren Kragen hin verjüngt und der innere Filterkorb sich von diesem Kragen aus nach oben verjüngt und in einer Kappe endet. An der Außenseite beider Filterkörbe stützt sich je ein Filterrohr ab, das von einem Maschengitter gebildet und beispielsweise mit einem Wollfilz versehen ist. Bei dieser Anordnung hält zwar der untere Kragen Außen- und Innenteil des Filters in einem ausreichendem Abstand, um im normalen Betrieb eine gleichmäßige Durchströmung aufrechtzuerhalten, und der innere Filterkorb verhindert, daß das innere Filterrohr kollabiert, wenn die Strömung zum Abreinigen des Filters umgekehrt wird. Der Kragen und der von ihm erzwungene, schon im unteren Endbereich des Filters erhebliche Abstand zwischen den beiden Filterrohren bedeuten aber, daß der Filter insgesamt im Verhältnis zu seiner wirksamen Filterfläche unnötig viel Raum beansprucht. Außerdem läßt sich mindestens das innere Filterrohr nicht leicht auswechseln, es ist deshalb erforderlich, die beiden Filterkörbe vollständig auseinanderzubauen.

Solche bekannten Filterpatronen sind meist in Gruppen von sechs oder mehr Filterpatronen parallel zueinander in einem Behälter angeordnet und mit dem Befestigungsende ihres Filterkorbes derart in einem Durchlaß eines Zwischenbodens befestigt, daß der Filterschlauch von diesem dicht umschlossen ist. Die Zwischenräume zwischen einander benachbarten Filterpatronen müssen so reichlich bemessen werden, daß das zu entstaubende Gas in diesem Zwischenräumen mit einer Geschwindigkeit strömt, die geringer ist als die Sinkgeschwindigkeit von Staubagglomeraten, die beim turnusmäßigen Abreinigen einzelner Filterschläuche von diesen abplatzen. Wenn die Sinkgeschwindigkeit solcher Staubagglomerate nicht erheblich größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit des zu entstaubenden Gases, dann ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß die von einem Filterschlauch abgeplatzten Staubagglomerate sich am Filterschlauch einer oder mehrerer benachbarten Filterpatronen anlagern. Wegen des somit notwendigerweise erheblichen Abstandes zwischen benachbarten Filterpatronen ist zur Unterbringung einer aus bekannten Filterpatronen bestehenden Filteranordnung von gegebener Gesamtfläche der Filterschläuche ein verhältnismäßig großer Bauraum erforderlich.

Aus der DE-PS 273 741 ist ein Filter mit einem Filterschlauch bekannt, der ein ortsfestes unteres Ende aufweist, sich nach oben bis zu einem Umkehrbereich und dann ein- oder mehrmals, sich jeweils konisch verjüngend, nach unten und ggf. wieder nach oben erstreckt, wobei er in den Umkehrbereichen jeweils aufgehängt ist und von dort aus frei pendelnd herabhängt. Diese Aufhängung fördert das Reinigen des Filterschlauchs durch Vibrationen. Für eine raumsparende Nebeneinanderanordnung mehrerer solcher Filterschläuche ist deren pendelnde Aufhängung jedoch zu wenig stabil. Vor allem aber kollabieren solche Filterschläuche bei Einwirkung eines äußeren Überdruckes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Raumbedarf von Filterpatronen der eingangs genannten Gattung im Verhältnis zu deren wirksamer Filterfläche zu verringern.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen senkrechten Axialschnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Wirbelbettapparatur;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem oberen Teil der Fig. 1; und

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem mittleren Teil der Fig. 1.

Die dargestellte Apparatur hat einen Behälter 10 mit einem zylindrischen Behälterteil 12, einem darunter angeordneten sphärischen Behälterteil 14 und einem unter diesem angeordneten schüsselförmigen Umlenkteil 16. Der Innenraum des sphärischen Behälterteils 14 und des Umlenkteils 16 ist teilweise durch ein rotationssymmetrisches hohles Kernstück 18 ausgefüllt, in das von unten her ein im wesentlichen kegelförmiges Verschlußstück 20 hineinragt.

Der Behälter 10 ist oben mit einem Deckel 22 verschlossen und enthält zwischen diesem und einem darunter angeordneten oberen Zwischenboden 24 eine Verteilkanmer 26, die einen Gaseinlaß 28 aufweist. Der Behälter 10 enthält ferner zwischen dem oberen Zwischenboden 24 und einem unteren Zwischenboden 30 eine Sam­ melkammer 32, die einen Auslaß 34 aufweist. Die Verteilkammer 26 ist durch ein zentrales Rohr 36, das sich vom oberen Zwi­ schenboden 24 senkrecht nach unten erstreckt und in das hohle Kernstück 18 mündet, ständig mit dem untersten Teil des Be­ hälters 10 so verbunden. Der obere Zwischenboden 24 ist durch einen Zuganker 38 mit dem zentralen Rohr 36 und über dieses mit dem unteren Zwischenboden 30 axial zusammengespannt.

Prozeßgas, das durch den Gaseinlaß 28 in die Verteilkammer 26 und von dort weiter durch das zentrale Rohr 36 und das hohle Kernstück 18 nach unten strömt, wird vom Verschlußstück 20 und vom Umlenkteil 16 nach oben umgelenkt und strömt durch einen ringförmigen Expansionsraum 40, der durch eine kegelstumpf­ förmige Innenfläche des Umlenkteils 16 und eine komplementäre Außenfläche des Kernstücks 18 begrenzt ist. Von dort gelangt das Prozeßgas durch einen zylindrischen Ringspalt 42, in dem Zwei- oder Dreistoff-Düsen 44 senkrecht angeordnet sind, in eine Prozeßkammer 46, die vom sphärischen Behälterteil 14, vom Kernstück 18 und vom unteren Bereich des zylindrischen Behäl­ terteils 12 begrenzt ist.

Der untere Zwischenboden 30 weist mehrere rings um das zentrale Rohr 36 in gleichmäßigen Abständen angeordnete Durchlässe 48 auf, an denen je eine Filterpatrone 50 aufgehängt ist. Die Ge­ samtanzahl der Filterpatronen 50 beträgt beispielsweise sechs; davon ist jeweils eine Teilanzahl von mindestens einer Fil­ terpatrone für verbrauchte Prozeßluft gesperrt, so daß diese durch die Restanzahl höchstens fünf Filterpatronen 50 und die zugehörigen Durchlässe 48 hindurch in die Sammelkammer 32 gelangt und von dort durch den Gasauslaß 34 abströmt.

Jede Filterpatrone 50 hat einen Filterkorb 52 mit einem Trag­ ring 54 und mehreren daran befestigten Drahtbügeln 56, die sich vom Tragring 54 längs je einer Mantellinie eines gedachten Zylinders nach unten erstrecken, um einen kreisförmigen unteren Stützring 58 herum nach innen gebogen sind und sich von dort längs je einer Mantellinie eines sich nach oben verjüngenden gedachten Kegels nach oben erstrecken und schließlich radial nach außen zum Tragring 54 hin gebogen und an ihm befestigt sind. Die äußeren, längs je einer Zylindermantellinie angeord­ neten Teile der Drahtbügel 56 sind durch zusätzliche, von in­ nen her an ihnen befestigte Stützringe 58 miteinander verbun­ den.

Zu jeder Filterpatrone 50 gehört ferner ein Filterschlauch 60, der einen zylindrischen äußeren Teil 62 und einen kegelförmigen inneren Teil 64 aufweist. Der zylindrische Teil 62 des Filter­ schlauchs 60 bildet eine äußere Umhüllung, während sein kegel­ förmiger Teil 64 eine innere Auskleidung des Filterkorbes 52 bildet. In den kegelförmigen Teil 64 sind Versteifungsringe 66 eingenäht. Der zylindrische Teil 62 ist oben am Tragring 54 festgeklemmt; der kegelförmige Teil 64 hat ein geschlossenes oberes Ende 68, das mit einer Feder 70 an einem diametral im Stützring 58 befestigten Joch 72 des Filterkorbes 52 aufgehängt ist.

Am Joch 72 sind symmetrisch zueinander zwei hakenartig abgebogene Stifte 74 befestigt, die durch Drehen der Filter­ patrone 50 um ihre Achse A in je einem Loch 76 einer Traverse 78 befestigt sind, welche sich diametral durch den zugehörigen Durchlaß 48 erstreckt und am unteren Zwischenboden 30 befestigt ist. Jede Filterpatrone 50 ist im zugehörigen Durchlaß 48 mit­ tels einer in diesen eingebetteten, aufblähbaren Ringdichtung 80 dicht festgeklemmt.

Jeder Filterpatrone 50 ist eine Doppelventilanordnung zuge­ ordnet, die aus folgenden Bauteilen besteht: Am oberen Rand jedes der Durchlässe 48 im unteren Zwischenboden 30 ist ein ringförmiger Ventilsitz 82 ausgebildet, dem ein elastischer, ringscheibenförmiger Dichtkörper 84 am unteren Ende eines Rohrstücks 86 zugeordnet ist. Jedes Rohrstück 86 ist über einen Stelltrieb 88, beispielsweise eine pneumatische Kolbenzylin­ dereinheit, am oberen Zwischenboden 24 aufgehängt und mit einem an diesem ausgebildeten Durchlaß 90 mittels eines Faltenbalgs 92 verbunden.

Am oberen Rand jedes Durchlasses 90 im oberen Zwischenboden 24 ist ebenfalls ein ringförmiger Ventilsitz 94 ausgebildet, der durch Betätigen eines Stelltriebs 96, beispielsweise wiederum einer pneumatischen Kolbenzylindereinheit, mit einem elasti­ schen, scheibenförmigen Dichtkörper 98 verschließbar ist. Der Öffnungshub jedes Stelltriebs 96 ist einstellbar, beispiels­ weise mittels einer Rändelmutter 100. Die Stelltriebe 88 und 96 werden derart gesteuert, daß bei einer Gesamtanzahl von sechs Filterpatronen 50 jeweils mindestens eine, höchstens aber drei Filterpatronen gleichzeitig gereinigt werden, während die Restanzahl von mindestens drei und höchstens fünf Filterpatronen 50 vom verbrauchten Prozeßgas durchströmt werden. Im normalen Filterbetrieb einer Filterpatrone 50, wie in der rechten Hälfte der Fig. 1 und 2 dargestellt, der dazugehörige untere Dichtkörper 84 von seinem Ventilsitz 82 abgehoben, so daß gefilterte Prozeßluft aus der betreffenden Filterpatrone 50 ungehindert in die Sammelkammer 32 strömen kann. Der zugehörige obere Dichtkörper 98 liegt hingegen auf seinem Ventilsitz 94, so daß eine Kurzschlußströmung von frischem Prozeßgas von der Verteilkammer 26 in die Sammelkam­ mer 32 ausgeschlossen ist.

Die zum Reinigen einer Filterpatrone 50 vorgesehene Stellung der zugehörigen Doppelventilanordnung ist in der linken Hälfte der Fig. 1 und 2 abgebildet. Diese Stellung wird dadurch er­ reicht, daß erst der zugehörige untere Dichtkörper 84 auf seinen Ventilsitz 82 aufgesetzt wird, um die betreffende Filterpatrone 50 von der Sammelkammer 32 zu trennen. An­ schließend wird der zugehörige obere Dichtkörper 98 von seinem Ventilsitz 94 abgehoben, so daß frische Prozeßluft aus der Verteilkammer 26 in die betreffende Filterpatrone 50 ein­ strömen kann. Deren Filterschlauch 60 wird in seinem zy­ lindrischen Teil 62 nach außen, in seinem kegelförmigen Teil 64 hingegen radial nach innen von den zugehörigen Drahtbügeln 56 weg aufgebläht, so daß anhaftende Staubablagerungen ab­ platzen und nach unten fallen.

Die dargestellten Doppelventilanordnungen können in der Weise abgewandelt werden, daß nur ein einziger ringförmiger Dicht­ körper 84 vorhanden ist, der in seiner unteren Endstellung, wie in Fig. 1 und 2 links abgebildet, gegen den Ventilsitz 82 so abdichtet, in seiner oberen Endstellung jedoch gegen einen Ventilsitz abdichtet, der beispielsweise an einem ortsfesten Teil des Stelltriebs 96 ausgebildet ist. Der obere Dichtkörper 98 samt zugehörigem Stelltrieb 96 kann dann fortgelassen werden. Einzelheiten einer solchen Doppelventilanordnung sind in der nicht vorveröffentlichten DE 39 41 321 A1 dargestellt und beschrieben.

Claims (3)

1. Filterpatrone (50) zum Entstauben von Gasen, mit

• - einem langgestreckten Filterkorb (52), der ein Befestigungsende und ein offenes freies Korbende aufweist, und
• - einem Filterschlauch (60), der an der Außenseite des Filterkorbes (52) abgestützt, an dessen Befestigungsende offen und am freien Korbende umgestülpt ist, sich innerhalb des Filterkorbes (52) mit vermindertem Schlauchdurchmesser in Richtung zum Befestigungsende des Filterkorbes zurückerstreckt und ein an diesem befestigtes geschlossenes Ende (68) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - der Filterkorb (52) einen Innenkorb aufweist, der sich zum Befestigungsende konisch verjüngt, und
• - der innere Teil (64) des Filterschlauches (60) sich an der Innenseite des Innenkorbes abstützt.

2. Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil (64) des Filterschlauchs (60) eingearbeitete Stützringe (66) aufweist.

3. Filterpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Ende (68) des Filterschlauchs (60) mit einer Feder (70) am Befestigungsende des Filterkorbes (52) angehängt ist.