-
Filter für Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten Bei allen sogenannten Prallflächenfiltern
für Luft, Gase und Dämpfe wird der Gasstrom zunächst in mehr oder weniger feine
Fäden und Bänder unterteilt und durch Prallflächen wiederholten Ablenkungen unterworfen.
Durch diese Ablenkung des Gasstroms werden ; Zentrifugalkräfte erzeugt, durch welche
alle schwereren im Gas enthaltenen festen oder flüssigen Stoffe ausgeschleudert
werden. Die Gasreinigung ist also abhängig von der Größe der Zentrifugalkraft bzw.
der Gasgeschwindigkeit, andererseits aber auch von der feinen Unterteilung des Gasstroms
in diliruste Fäden und Bänder, damit die Gas schicht, welche vom auszuscheidenden
Körper zu durchdringen ist, möglichst dünn ist. Neben diesen zwei wirksamcn Hauptfaktoren
sind dann noch eine Reihe anderer, welche die gute Wirkung des Filters erhöhen,
wie z. B. die Größe der dargebotenen Oberfläche, ferner zahlreiche für die Staubablagerung
dienende tote Räume sowie die Benetzung des ganzen Filters mit Flüssigkeiten für
die Festhaltung des Staubes usw.
-
Von den beiden vorgenannten Hauptfaktoren ist bei den bisher üblichen
Filtern aber nur der eine oder der andere, nie aber beide zugleich zur Anwendung
gelangt.
-
Die bisherigen Filter bestehen vielfach aus einer in der ganzen Tiefe
gleichmäßigen Lage von Füllkörpern, so daß also eine Änderung der Geschwindigkeit
und der Gasstromunterteilung nicht eintritt. Man findet auch Filter, in denen stufenweise
eine Verkleinerung der Füllkörper eintritt. Es ist jedoch mathematisch nachweisbar,
daß bei Füllkörpern, die sich im übrigen geometrisch ähnlich bleiben und nur der
Größe nach sich ändern, das Bohrvolumen gleichbleibt, so daß also wohl eine stärkere
Unterteilung des Gasstroms in feinste Fäden eintritt, dagegen keine Geschwindigkeitsänderung.
Dasselbe ist der Fall, wenn hiritereinander feiner werdende Drahtsiebe angeordnet
sind, da mit Verkleinerung der Maschenweite auch gleichzeitig dünnere Drahtstärken
verwendet werden, so daß auch hier die Durchtrittsquerschnåtbe bei den gleichbleibenden
An&ichtsflächen unverändert sind. Dasselbe ist auch bei der Sonderart von Filtern
aus Gliederband der Fall, da bei diesen die Spaltbreite ungefähr gleich der Drahtstärke
ist, so daß auch hier bei feineren Gliederbändern die Durchtrittsflächen für die
Gase unverändert bleiben. Bei all diesen Filtern tritt infolgedessen eine planmäßige,
bemerkenswerte und gewollte Geschwindigkeitssteigerung nicht ein.
-
Andere Gasreinigungsapparate verwenden dagegen gewollt die Steigerung
der Geschwindigkeit, z. B. durch Verwendung konischer Schnecken oder durch Verwendung
von Schnecken mit flacher werdendem Gewinde, so daß also eine Querschnittsveränderung
und Geschwindigkeitssteigerung dem Gas strom aufgezwungen wird. Dagegen verzichten
diese Apparate auf die feine Unterteilung des Gasstroms in feinste Fäden und gehören
deshalb
mehr in das Gebiet der Grobreinigungsapparate nach Art der
sogenannten Zyklone.
-
Die vorerwähnte Vereinigung beider Faktoren in stufenweiser Steigerung
ist nun Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
-
Durch die stufenweise Steigerung der Geschwindigkeit sowie die Gasstromunterteiümg
wird bewirkt, daß zunächst die gröbsten Teile und dann die feinsten Teile ausgeschieden
wenden und das Filter in seiner ganzen Tiefe zur Staubabscheidung und Staubbindung
ausgenutzt wird. Außerdem wird die zur Ausscheidung des feinsten Staubes notwendige
höchste Zentrifugalkraft nur in einer bestimmten Schicht angewandt, so daß eine
Ersparnis an Widerstandshöhe erzielbar ist, während andere Filter diese Zentrifugalkraft
in ihrer ganzen Tiefe mehrere Male, und zwar unnützerweise erzeugen. Will man dagegen
dieselbe Widerstandshöhe, wie andere Filter sie beanspruchen, ausnutzen, so gestattet
das Stufenfilter nach vorliegender Erfindung, in der letzten Stufe eine höhere Zentrifugalkraft
zu erzeugen als wie andere Filter, so daß auf jeden Fall eine fterlegenheit gegenüber
den anderen Konstruktioilen entsteht. Diese Wirkung kann durch die verschiedensten
Konstruktionen erzielt werden, von denen einige in den beiliegenden Abbildungen
dargestellt sind. Wie diese Abbildungen zeigen, bestehen die meisten Konstruktionen
aus streifenartigen oder stabförmigen Elementen. Das Wesentliche der Konstruktion
besteht darin, daß die au£einandexfolgenden Durchtrittsquerschnitte für das Gas
sowohl in der Gesamtsumme der Querschnittsfläche als auch der Einzelgröße der Durchtrittsquerschnitte
immer kleiner werden. Diese Durchtrittsquerschnitte sind entweder immer kleiner
werdende Lochungen oder Ausstanzungen am Rand der Stäbe und Streifen oder= immer
kleiner werdende Spaltöffnungen a, b, c, d, e, f, g, h (Abb. I bis 6).
-
Das Material, aus dem die Filter hergestellt werden, ist natürlich
vorzugsweise Blech aus Eisen, Messing usw., kann aber auch Glas, Ton, Steingut,
Holz usw. sein.
-
Die Durchtrittsquerschnitte werden dabei möglichst in der Art verkleinert,
daß die Form der Ausstanzungen und Löcher hauptsächlich der Breite nach abnimmt,
so daß die entstehenden Gasbänder immer dünner werden und die zu durchdringende
Gasschicht für die auszuscheidenden Unreinigkeiten möglichst klein,ist. Ein weiteres
Mittel, die Unterteilung des Gasstroms zu verstärken und gleichzeitig mehr Oberfläche
und tote Räume zu schaffen, ist das Einlegen von Drahtwindungen s, die zwischen
oder über die stabförmigen Elemente geschoben sind.
-
Bei diesen Drahtwindungen kann durch Indem rung der Drahtstärken bzw.
Drahtbreite oder durch Änderung der Steigung die Spaltbreite zwischen den Windungen
geändert werden, so daß auch hier in bequemster Weise die gewollte Steigerung der
Gasstromunterteilung und Geschwindigkeit erreichbar ist. Die zahlreichen Berührungspunkte
der Drahtwindungen mit den übrigen Prallflächen bilden zahlreiche tote Ecken für
die Staubablagerung und zugleich Speicherungsräume für die kapillar festgehaltene
Benetzun'gsflüssigkeit.
-
Wie weitere Darstellungen (Abb. 6 bis S) zeigen, lassen sich die Prallflächen
usw. ohne weiteres mit Röhren r versehen, wodurch in an sich bekannter Weise ein
weiterer Faktor, besonders für die Ausscheidung dampfförmiger Unreinigkeiten in
das Filter hineingebracht wird, indem durch Kühlen die Dämpfe zur Kondensation und
dadurch dann durch die Zentrifugalwirkung zur Ausscheidung gebracht werden. Diese
Rohre können auch in ebenfalls bekannter Weise zur Einführung geeigneter Stoffe
dienen, z. B. der Zuführung von Wasser, zur Absorption von Ammoniakgasen usw. oder
zur Zuführung von Stoffen zur Beschwerung der Staubteilchen (z. B. Dampf) oder zur
Beförderung der Flockung gewisser Staubarten. Auch könnten diese Röhren aus porösem
Material sein, so daß die Benetzungsflüssigkeit durch Durch schwitzen sich beständig
erneuert.
-
Ferner erlaubt die Konstruktion als weitere Faktoren zur Steigerung
der Filterwirkung auch die Elektrizität in bekannter Weise beizuziehen, indem durch
in gewissen Abständen aufgereihte Scheiben von den Prallflächen isolierte Drähte
in üblicher Weise elektrisch geladen werden, oder indem in der trogfönnigen Rinne
der Prallflächenelemente ein Belag von Harz oder Hartgummi angebracht wird und durch
Reibkissen, die auf endlosen Bändern durch die ganze Konstruktion hindurchgeführt
werden können, gerieben werden. Abb. 9 zeigt ein solches Filter, und stellt I das
endlose Band, k die Reibkissen, o die notwendigen Rollen, ni den Belag in den Stäben
n vor. Dieselbe Konstruktion nach Abb. 9 könnte auch dazu dienen, mit dem vorerwähnten
Reibkissen statt der Erzeugung von Reibungselektrizität die Benetzung und Reinigung
der Filterprallflächen vorzunehmen.
-
Die dargestellten Konstruktionen des Stufenfilters Innen nun als
Einzelfilter ausgeführt werden oder ist großen stehenden oder liegenden Flächen
oder in polygonalen oder runden liegenden oder stehenden Trommeln (Abb. IO) oder
in bekannter Weise auch als endloses, bewegliches Band (Abb. 12). Die Reinigung
und Benetzung könnte bei liegenden Trommeln oder endlosem Band in bekannter
Weise
durch Eintauchen in eine Flüssigkeit oder durch Abbrausen mit Spritzrohren u. dgl.
bewerkstelligt werden. Da jedoch die meisten dieser Konstruktionen aus Streifen
oder stabförmigen Elementen bestehen mit rinnenförmigen Hohlräumen m der Längsrichtung,
so ist es auch möglich, nach Abb. ir und I2 die Filterelemente in bekannter Weise
der Längsrichtung nach zur Reinigung bzw. zur Benetzung mit der Reinigungs- bzw.
Benetzungsfiüssigkeit zu durchspülen oder zu durchblasen. Ein Ventilator oder eine
Pumpe v bläst (spritzt) durch Filter tt hindurch, das während dieses Vorganges vorn
und hinten durch eine Wand w abgeschlossen wird, ein Spül- oder Benetzungsmittel
oder Chemikalien in den Raum, aus dem evtl. dieses Reininungs-oder Benetzungsmittel
wieder von der Pumpe v angesaugt wird. Selbstverständlich kann das Filter nicht
nur für Gase, Luft und Dampf, sondern auch für die Ausscheidung fester Verunreinigung
aus Flüssigkeiten, z. B. des Sandes aus Wasser, dienen, und außerdem kann durch
die Art der Konstruktion und des Ausscheidevorganges eine Sichtung nach Größe und
Gewicht der Staubkörper erfolg;en.