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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Durchlaufdrehfilter. Er wird bei
der Herstellung von Steinwolle zum Entfernen von Faserteilchen aus
der Luft verwendet, die durch Ansaugen von technologischer Luft
aus der Sammelkammer erzeugt wird.
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Eine
der Haupteinheiten einer Steinwolle-Herstellungsstraße ist die
Sammelkammer, wo die Primärschicht
aus Fasern durch Abscheiden auf sich bewegenden Fangrosten gebildet
wird. Der Aufbau der Schicht, der durch die geometrischen Materialeigenschaften
der Fasern gekennzeichnet ist, hängt gewöhnlich von
den aerodynamischen und Geschwindigkeitsbedingungen an dem Ansaugpunkt ab,
wo die technologische Luft aus der Sammelkammer abgesaugt wird.
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Die
aerodynamischen Bedingungen hängen von
der örtlichen
Geschwindigkeit in dem Luftstrom von der Rotorabblasung und von
dem Volumenstrom der Luft ab, die durch das Ansauggebläse in der Sammelkammer
erzeugt wird. Die örtlichen
Geschwindigkeitsbedingungen beeinflussen die Mikrostruktur der primären Steinwollelage,
wie sie durch die lokale Anordnung der Fasern auf den sich bewegenden
Fangrosten und durch die lokale Flächenmasse der Faserschicht
wiedergegeben wird. Der Aufbau der Primärschicht aus Fasern bei dem
technologischen Prozess beeinflusst die Qualität des Endprodukts beträchtlich.
Das Erreichen einer homogenen primären Schicht aus Steinwolle
in der Sammelkammer ist eine wesentliche Vorbedingung zur Gewährleistung
eines Endprodukts mit Qualität.
Die Änderungen
der aerodynamischen Eigenschaften als solche hängen stark von den Änderungen
der Widerstandseigenschaften des Ansaugsystems ab, das aus den folgenden
Hauptelementen zusammengesetzt ist:
- – einer
Sammelkammer,
- – einer
Ansaugrohrleitung,
- – einem
Ansaugfilter,
- – einem
installierten Radialgebläse,
und
- – einer
Druckrohrleitung, die mit dem zentralen Kamin verbunden ist.
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Während des
Betriebs geht ein Teil der Fasern durch den Fangrostaufbau des Lamellenförderers
zusammen mit dem Phenolbindemittel hindurch. Mit dem Luftstrom treten
die Fasern in die Filterzone ein, deren Funktion darin besteht,
den Luftstrom am Ansaugpunkt aus der Sammelkammer zu reinigen. Die
Phenoldämpfe,
d.h. das Bindemittel und die Fasern, die durch den Lamellenförderer der
Sammelkammer hindurchgegangen sind, sammeln sich an der Oberfläche des
Filters. Aufgrund des kontinuierlichen Transports der Phenoldämpfe und
der Steinwollefasern ändern
sich die Widerstandseigenschaften des installierten Filters mit
der Zeit. Die Änderung der
Widerstandseigenschaften des Filters spiegelt sich in der Erhöhung der
Druckdifferenz in dem Filter wider, die eine Änderung des Betriebspunkts
des installierten Fördergebläses und
eine Änderung
des Volumenstroms in dem Ansaugsystem verursacht. Durch Reinigen
der Filter – Austauschen
der Filtermatten und Reinigen der Förderkanäle – wird der Betriebszustand
periodisch aufrechterhalten, was die gewünschte Qualität des Produkts
gewährleistet.
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Das
Problem, das noch in zufrieden stellender Weise zu lösen bleibt,
ist die Änderung
der aerodynamischen Eigenschaften über der Zeit aufgrund des Verschließens des
Filters und demzufolge der Unterbrechung des Prozesses, um die Filter
zu reinigen.
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Die
US 4 253 855 offenbart einen
Drehfilter mit einem Filterzylinder, der sich entgegengesetzt zu dem
tangentialen Einlass der die Steinwollfasern enthaltenden Luft dreht.
Die Fasern werden von dem Filterzylinder durch Saugstutzen abgenommen,
die sich in der Nähe
des Filterzylinders befinden. Das Filtersieb wird dadurch gereinigt,
dass periodisch heiße trockene
Luft durch das Sieb in die Saugstutzen gestrahlt wird.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Drehfilter
bereitzustellen, der konstante aerodynamische Eigenschaften hat.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Drehfilter mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den Ansprüchen
2 und 3 beansprucht.
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Der
Drehfilter der vorliegenden Erfindung gewährleistet eine Durchlauffiltrierung
mit Hilfe der beiden gegenrotierenden Zylinder. Somit werden konstante
Widerstandseigenschaften an dem Ansaugpunkt aufrechterhalten, was
konstante aerodynamische Bedingungen in der Zone gewährleistet,
wo die Hauptschicht aus Steinwolle gebildet wird.
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Nachstehend
wird der Durchlaufdrehfilter für die
Herstellung von Steinwolle nach der vorliegenden Erfindung unter
Bezug auf eine beispielsweise Ausführungsform und die beiliegende
Zeichnung beschrieben, in der
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1 eine
schematische Darstellung des Drehfilters bei der Herstellung von
Steinwolle ist.
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In
der Sammelkammer 21 befindet sich eine Saugvorrichtung 22,
welche die technologische Luft zusammen mit den Resten der Fasern
und dem Phenolbindemittel ansaugt. Danach tritt diese Luft in den inneren
rotierenden Zylinder 1 in axial symmetrischer Weise ein.
Die Filterfläche
des inneren Zylinders 1 besteht aus einem Stahlgitter mit
einer Perforation im Bereich von 1 bis 0,1 mm. Das Stahlgitter wird
von einem tragenden perforierten Blech gehalten, das vorzugsweise
einen Durchmesser D von 10 bis 20 mm, eine Teilung von t von 13
bis 25 mm und eine Dicke δ von
2 mm hat. Der Luftstrom geht durch das Gitter und das perforierte
Blech des inneren Zylinders 1 hindurch in den Zwischenraum,
der von dem inneren Zylinder 1 und dem äußeren drehenden Zylinder 2 gebildet
wird. Der Aufbau des äußeren Zylinders 2,
der als Feinfilter wirkt, wird durch die Perforation des Stahlgitters,
die im Bereich von δ von
0,2 bis 0,4 mm liegt, und durch das perforierte Tragblech bestimmt, das
vorzugsweise einen Durchmesser D von 10 bis 20 mm, eine Teilung
t von 13 bis 25 mm und eine Dicke δ von 2 mm hat.
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Der
innere Zylinder 1 und der äußere Zylinder 2 drehen
in entgegengesetzte Richtungen und werden getrennt und entgegengesetzt
durch Motoren M3 bzw. M4 angetrieben. Die Drehgeschwindigkeiten der
beiden Zylinder sind synchronisiert und in der Frequenz einstellbar.
Die Drehfrequenz von beiden hängt
von der vorliegenden Last an dem Filter ab. Die Last an dem Drehfilter 3 wird
durch die Druckdifferenz zwischen einem Einlasskanal 4 und
einem Auslasskanal 5 des Filters 3 gemessen. Die
Fasern, die zusammen mit dem Luftstrom durch den Plattenförderer der
Sammelkammer 21 und den Einlasskanal 4 in den
inneren Zylinder 1 des Drehfilters hindurchgegangen sind,
sowie der Teil des Bindemittels, d.h. eine Lösung aus Phenol und Wasser,
sammeln sich an der Oberfläche
des Filters. Die geometrischen Eigenschaften der Filteroberflächen des
inneren und äußeren Zylinders,
nämlich
die Perforation und die Dicke der Stahlfilterdrähte und die Eigenschaften des tragenden
perforierten Blechs, werden experimentell auf der Basis einer simulierten
Faseransammlung auf den Filterflächen
und der Messung der entsprechenden Druckdifferenzen an dem Filter 3 abhängig von
dem erwar teten Volumenstrom der Luft und der geforderten Ansammlung
auf dem Filter 3 gewählt. Nach
dem Durchgang durch den äußeren Zylinder 2 des
Drehfilters 3 tritt der Luftstrom radial aus dem äußeren Zylindergehäuse aus.
Beim Durchgang durch den Kanal 5 und das radiale Gebläse 6 wird
die Luft durch den Schornstein 7 in die Atmosphäre freigegeben.
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Eine
fortlaufende Reinigung der Filteroberfläche wird sowohl an dem inneren
Zylinder 1 als auch an dem äußeren Zylinder 2 des
Drehfilters 3 ausgeführt.
In beiden Fällen
setzt sich der Reinigungsprozess aus den gleichen Funktionssegmenten
zusammen.
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Das
Reinigen an dem inneren Zylinder 1 und an dem äußeren Zylinder 4 des
Filters 3 erfolgt in Kombination mit örtlichem Spülen, Ausblasen und Aspiration
des Filtergitters. Die örtliche
Aspiration des Gitters erfolgt mit einem aerodynamisch geformten
Saugstutzen 8. Der Saugstutzen 8 befindet sich an
der Innenseite des Zylinders, so dass der in den Saugstutzen 8 eintretende
Luftstrom die Abfallfasern einfängt,
die sich auf der inneren Filterfläche oder auf dem Gitter befinden.
Der Ansaugstutzen 8 ist an einem Teleskoprohr 9 befestigt,
welches es dem Ansaugstutzen 8 ermöglicht, sich axial längs des
filtrierenden Zylinders über
der gesamten aktiven Oberfläche
des Drehfilters 3 zu bewegen, und wird durch zwei einstellbare
Anschläge
5S1, 6S1 bzw. 5S2, 6S2 beschränkt.
Die Axialbewegung der Teleskoprohre wird mit Hilfe von Antrieben
M5 und M6 bewirkt. Um zu verhindern, dass Abfallmaterial (d.h. die
Fasern) sich an den Wänden
des Teleskoprohrs 5 festlegen, wird es in einem Doppelmantel
mit Wasser gekühlt. Zu
einem flexiblen Schlauch ist das Teleskoprohr 9 mit dem
Transportrohrsystem 10 und mit den Regulierventilen 2Y2
und 1Y3 mit dem stationären
Filter 11 verbunden, dessen Aufgabe darin besteht, das
Abfallmaterial zu sammeln. Der stationäre Filter 11 ist mit
einer nicht kontinuierlichen Abführung
versehen, die von Niveauschaltern 1S1 und 1S2 gesteuert wird. Der
Volumenstrom durch das Reinigungssystem wird durch die sich abwechselnden
Turbogebläse
M1 bzw. M2 erzeugt. Auf der Druckseite der Turbogebläse M1 und
M2 wird die gereinigte Luft in die Atmosphäre oder alternativ zurück in das
Reinigungssystem geführt.
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Die
zweite Phase des Reinigungsprozesses – das lokale Ausspülen und
Ausblasen – erfolgt
dadurch, dass Sprühdüsen 11 und
Blasdüsen 13 aufeinander
folgend in Reihen angeordnet sind, die synchron an dem System mit
dem Teleskoprohr 9 festgelegt sind. Die Düsen 12 bzw. 13 bewegen
sich gleichzeitig mit dem Ansaugstutzen 8 in Axialrichtung
des Drehfilters 3. Der reinigende Wasserstrom wird durch die
Pumpen M7 für
den inneren Zylinder 1 und M8 für den äußeren Zylinder 2 des
Filters 3 erzeugt. Die Ventile 8Y1 und 7Y1 haben die Aufgabe,
die Wasserzuführung
zu den Düsen 12 zu
regulieren. Zusätzlich sind
Druckregulierschaltungen 8S1 und 7S1 bei dem System vorgesehen.
Durch die Ventile 7Y2 bzw. 8Y2 wird Druckluft zu den Blasdüsen 13 befördert. Das Reinigen
des Filters 3 geht folgendermaßen vor sich: Während sich
die Zylinder 1 und 2 in entgegengesetzte Richtungen
drehen, bewegen sich die Sprühdüsen 12,
die Blasdüsen 13 und
die Stutzen 8 an dem Teleskoprohr 9 axial an den
Filtern der Zylinder 1 und 2 vorbei, wodurch diese
Filter gespült,
durchgeblasen und durchgesaugt werden. Das aus dem Spülen entstehende
Abwasser strömt
teilweise weg zum Boden des Filters 3 und gelangt zu einem
Abwasserbecken und wird teilweise durch die Stutzen 8 angesaugt
und über
das Rohrleitungssystem 10 zu dem stationären Filter 11 abtransportiert.