DE69013140T2

DE69013140T2 - Staubsammelsystem mit off-line-filterreinigung.

Info

Publication number: DE69013140T2
Application number: DE69013140T
Authority: DE
Inventors: James Pittman
Original assignee: Future Air Tech
Current assignee: Future Air Tech
Priority date: 1989-01-03
Filing date: 1990-01-02
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2010-01-03
Also published as: AU628908B2; AU4819190A; WO1990007369A1; EP0452373B1; ATE112504T1; DE69013140D1; EP0452373A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen und Sammeln von aus Partikeln bestehenden Stoffen und von Faserstoffen. Die Vorrichtung ist insbesondere zur Verwendung als Asbestabscheidesystem gedacht, hat jedoch einen breiteren Anwendungsbereich, um grundsätzlich Faserstoffe und aus Partikeln bestehende Stoffe zu entfernen.
Zur erleichterten Darstellung wird in dieser Beschreibung auf Asbest und Asbestabscheidung Bezug genommen. Es sei jedoch festgestellt, daß dieser Bezug lediglich beispielhaft erfolgt.
Bei manchen Anwendungen können die gesammelten Stoffe toxisch oder auf andere Weise für Menschen oder die Umgebung schädlich sein, so daß die Emission der Feststoffe verhindert werden muß. Dies ist beispielsweise bei Asbestabscheidesystemen der Fall.
Die mit Asbestfasern, insbesondere den "siebfeinen" oder sehr kurzen Fasern zusammenhängenden, potentiellen Gesundheitsprobleme wurden sehr publik gemacht und führten zu großen Anstrengungen, um Asbestisolationen von Gebäuden und anderen Plätzen zu entfernen. Üblicherweise wird der Asbest von Arbeitern, die geeignete Schutzkleidung und Atemgeräte tragen, von den Wänden und Decken abgestreift und dann für eine Beseitigung gesammelt.
Somit besteht das Bedürfnis nach einer Vorrichtung, die auf effektive Weise die abgestreiften Asbestfasern sammelt, ohne daß die siebfeinen in die Umgebung gelangen können.
Die naheliegende Methode, Asbest und Asbestfasern zu sammeln, ist die Verwendung von einem in Wirklichkeit großen Vakuumreiniger, der mit geeigneten Filtern ausgerüstet ist. Solches wurde im Stand der Technik mit verschiedenen Anordnungen versucht. Da jedoch die Filter normalerweise sehr schnell verstopft werden, erfordern diese eine häufige Reinigung. In der Vergangenheit sind Probleme aufgetreten, die damit verbunden waren, wie die Filter effizient gereinigt werden können, wie die Filter ohne ein Herunterfahren des Systems gereinigt werden können und wie die Emission von Asbestfasern während des Filterreinigungsprozesses vermieden werden kann.
Es ist in keiner Weise wünschenswert, den Betrieb für eine Filterreinigung herunterzufahren. Folglich gibt es im Stand der Technik Systeme, bei welchen Filter einer kontinuierlichen oder periodischen Reinigung mittels einer Vibration oder einer mechanischen Reinigung oder mittels gepulster Luftstrahlen, die zurück durch die Filter geleitet werden, unterworfen werden. Solche Reinigungseinrichtungen sind dahingehend nachteilig, daß der Filter während der Reinigung in Betrieb bleibt, was die Effektivität der Reinigung stark herabsetzt; von dem Filter abgestreifte Teile werden durch den Gasstrom leicht wieder in den Filter zurückgezogen.
Somit besteht das Bedürfnis nach einer Vorrichtung, bei welcher die Filterreinigung effektiver durchgeführt werden kann, ohne daß der Betrieb des Systems herabgefahren werden muß. Insbesondere besteht das Bedürfnis bei Anwendungen, beispielsweise Asbestabscheidung, bei welchen große Volumina von Feststoffen beteiligt sind, da die Filter sehr schnell verstopfen und somit eine häufige Reinigung benötigen.
Verbunden mit dem Problem der Filterverstopfung ist die fehlende Fähigkeit der Systeme nach dem Stand der Technik mit einem ausreichend hohen Saugen (d.h. Unterdruck oder große Druckdifferenz unter Umgebungsdruck) zu arbeiten. Ein Grund für diese mangelnde Fähigkeit ist die große Druckdifferenz über den Filtern, wenn sie verstopfen. Ein weiterer Grund liegt in der Schwierigkeit der Abdichtung des Systems, um die hohe Saugung (Unterdruck) aufrechtzuerhalten. Es muß möglich sein, den Asbest aus dem System zu entfernen, ohne den Betriebsdruck ernsthaft zu beeinflussen.
Mit einer hohen Saugung (Unterdruck) arbeiten zu können, bedeutet einen längeren Ansaugschlauch verwenden zu können und bedeutet eine bessere Leistung hinsichtlich des Durchgangs des Systems, was grundsätzlich zu verringerten Betriebskosten und insbesondere zu geringeren Arbeitskosten führt. Wenn darüber hinaus der Asbest von einem Gebäude entfernt wird, erleichtert der niedrigere Betriebsdruck, den gewünschten Druckunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite des Gebäudes aufrechtzuerhalten, aus welchem der Asbest entfernt werden soll.
Die US-A-4 735 639 beschreibt eine Industrievakuumladevorrichtung, die ein Gemisch von Partikelstoffen und Umgebungsluft einführt und die Partikelstoffe für eine Beseitigung sammelt, während die eingeführte Luft vor dem Ablassen in die Atmosphäre gefiltert wird. Die Vorrichtung umfaßt ein Unterdruckgebläse, einen Aufnahmetank mit einer entfernbaren Sammeltasche darin und einen Sammelschlauch, der mit deren Außenseite verbunden ist, sowie ein Filtrationsmodul, welches das Gebläse und den Aufnahmetank verbindet. Das Filtrationsmodul umfaßt zwei Filtereinheiten, die beide einen Filteraufbau haben, zusammen mit Auswahlventilen, welche die Verwendung nur eines oder beider Filtereinheiten während des Betriebs ermöglichen und auch die Entleerung eines oder beider Filtereinheiten ermöglichen, so daß durch die Filter gesammelte Stoffe zu der Sammeltasche in dem Aufnahmetank zurückgeführt werden können.
Angesichts der obigen Probleme ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Filtern von Feststoffen aus einem Gasstrom zu schaffen, wobei eine verbesserte Reinigung der Filter erfolgt.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Stoffen vorgesehen, die in einem Gasstrom in einem Kanal mitgerissen werden, umfassend: eine Verdrängungskammer mit einem Einlaß, der mit dem Kanal verbunden ist, um den Gasstrom aufzunehmen, einen Feststoffsammel- und Ablaßbereich an deren Boden zur Aufnahme von Feststoffen, die von dem Gasstrom in der Verdrängungskammer herabfallen, und einen Gasstromausgang von einem oberen Bereich derselben; mindestens zwei Filtereinheiten, die jeweils mindestens einen Filter umfassen, der in einem Gehäuse montiert ist, wobei die Filter schmutzige und saubere Bereiche jeweils oberstromig und unterstromig der Filter festlegen, wobei die schmutzigen Bereiche zum Boden des Gehäuses offen sind, so daß Feststoffe von dort zum Boden des Gehäuses fallen können, wobei jedes Gehäuse parallel mit dem Gasstromausgang der Verdrängungskammer verbunden ist; einen Auslaß am Boden jedes Filtereinheitsgehäuses zum Entfernen der Feststoffe und einen Auslaß von einem sauberen Bereich des Filtergehäuses für den Gasstrom; und für jede Filtereinheit ein erstes Ventil zwischen dieser und dem Verdrängungskammergasstromausgang, um einen Strom durch die Filtereinheit zu blockieren, wenn dies zum Reinigen der Filtereinheit gewünscht wird, ein zweites Ventil in dem Filtergehäusegasstromauslaß zur Betätigung im Zusammenhang mit dem ersten Ventil, um die Filtereinheit vollständig von dem Kanal zu isolieren, ein drittes Ventil in dem Feststoffauslaß am Boden des Filtergehäuses, und ein viertes Ventil, welches das Filtergehäuse mit einer Gasquelle unter höherem Druck als dem in der Verdrängungskammer verbindet; gekennzeichnet durch eine Leitung, die ständig den Feststoffauslaß von jedem Filtergehäuse mit der Verdrängungskammer über das dritte Ventil verbindet, wodurch die Feststoffe, die sich in der Nähe des Feststoffauslasses ansammeln, zu der Verdrängungskammer geleitet werden, indem das erste und zweite Ventil geschlossen werden, um die Filtereinheit zu isolieren und dann das dritte und vierte Ventil geöffnet werden; und durch eine druckabgedichtete Fördereinrichtung, die mit dem Feststoffsammel- und Ablaßbereich in der Verdrängungskammer verbunden ist, wodurch Feststoffe von der Verdrängungskammer ohne Anhalten des Gasstromes entfernt werden können.
Bei der Erfindung können die Filter in den Filtereinheiten ohne Entfernen derselben aus dem System gereinigt werden und ohne daß die Integrität des Systems beeinflußt ist. Vorzugsweise wird die Reinigung durch Druckluftstrahlen bewirkt, welche von der sauberen Seite her in Richtung der Filter gerichtet sind, um Feststoffe von der schmutzigen Seite zu entfernen. Bei der bevorzugten Ausführungsform mit einer Verdrängungskammer werden die von den Filtern gereinigten Partikelstoffe und/oder Faserstoffe in die Verdrängungskammer zurückgeführt, so daß ein Ablassen in die Atmosphäre verhindert ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform zum Sammeln von beispielsweise Asbestpartikeln und Fasern sind die Auslässe an dem Boden jeder Filtereinheit sowie der Sammel- und Ablaßbereich an dem Boden der Sammelkammer von der umgebenden Umgebung abgedichtet, um eine Emission der ausgefilterten Feststoffe zu verhindern, wobei die ausgefilterten Feststoffe über mindestens eine Einsackeinheit in Säcke abgelassen werden, welche zu den Auslässen und dem Ablaßbereich abgedichtet ist. Vorzugsweise sind bei einer solchen Ausführungsform an dem Feststoffauslaß jeder Filtereinheit dritte Ventile vorgesehen und diese Auslässe sind über einen Rückführkanal wiederum mit der Sammelkammer verbunden. Vierte Ventile von der Filtereinheit sind mit einer Gasquelle unter einem höheren Druck als dem Druck in der Sammelkammer - beispielsweise Umgebungsdruck - verbunden, wodurch die Feststoffe zu der Sammelkammer geleitet werden können, indem die ersten und zweiten Ventile (jeweils oberstromig und unterstromig zu den Filtereinheiten) geschlossen werden und die dritten und vierten Ventile geöffnet werden.
Die Feststoffsammel- und Ablaßbaugruppe am Boden der Sammelkammer enthält vorzugsweise einen Ablaßtunnel und einen sich in dem Ablaßtunnel hin- und herbewegenden Kolben, um entlang des Ablaßtunnels einen Stopfen zu treiben. Das Abdichten des Ablaßbereiches erfolgt mittels des Stopfens aus Feststoffen in dem Ablaßtunnel, welche sich in einem Halsabschnitt verklemmen. Der Ablaßtunnel führt vorzugsweise direkt zu einer automatischen Einsackvorrichtung, welche die Feststoffe einsackt, ohne daß diese in die Umgebung emittieren können.
Weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend detailliert beschrieben.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung;
Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Anhänger, welcher die Vorrichtung enthält;
Fig. 3 eine Seitenansicht bei A-A in Fig. 2;
Fig. 4 eine Seitenansicht bei B-B in Fig. 2;
Fig. 5 eine Seitenansicht bei C-C in Fig. 2;
Fig. 6 eine Seitenansicht bei D-D in Fig. 2;
Fig. 7 eine Seitenansicht bei E-E in Fig. 2;
Fig. 8 eine Seitenansicht bei F-F in Fig. 2;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines der Filter;
Fig. 10 eine Darstellung einer horizontalen Platte in jeder Filtereinheit am Boden des Filters;
Fig. 11 eine weitere Seitenansicht der Sammelkammer oder "Verdrängungskammer";
Fig. 12A und 12B Querschnittsansichten des Ablaßtunnels, welche den Kolben jeweils in der ausgefahrenen und der zurückgezogenen Position zeigen; und
Fig. 13A, 13B und 13C Aufsicht, Seitenansicht und Endansicht des Ablaßtunnels.
Der Gasstrom, beispielsweise ein Gasstrom mit Asbest oder anderen Trümmern, wird durch einen Schlauch 1 aus einem Gebäude gesaugt, aus welchem der Asbest entfernt werden soll, beispielsweise in die Sammelkammer oder "Verdrängungskammer" 2. Ein Prallblech 3 leitet die einströmende Luft in der Verdrängungskammer nach unten. Das System wird mit negativem Druck, d.h. unter Saugen mit Hilfe eines großen Gebläses 4, betrieben, welches Luft durch das System saugt. Beim Eintritt in die Verdrängungskammer fallen die meisten Feststoffe auf den Boden. Eine vertikal befestigte Schraube 6 drängt die Feststoffe in Richtung des Kammerbodens.
Bei Ausführungsformen, bei welchen ein abgedichtetes System benötigt wird, um die Emission von gesammelten Stoffen in die Umgebung zu verhindern, wie dies bei der Asbestsammlung der Fall ist, öffnet sich der Boden der Verdrängungskammer vorzugsweise in die Oberseite eines horizontalen Ablaßtunnels 8, der bei der bevorzugten Ausführungsform zylindrisch ist. Ein Hydraulikkolben 10 (siehe Fig. 12A und 12B) bewegt sich in dem Tunnel hin und her und verdichtet einen Stopfen aus Feststoffen und drängt diese durch den Ablaßtunnel nach außen zu einer automatischen Einsackmaschine 12 (schematisch in Fig. 4 dargestellt). Wie nachher genauer beschrieben wird, wirken die verdichteten Feststoffe als Abdichtung des Ablaßtunnels von dem Umgebungsluftdruck, um ein Zurückblasen zu verhindern und den negativen Druck in der Verdrängungskammer aufrechtzuerhalten.
Die Luft verläßt die Verdrängungskammer 2 von oben über einen Verdrängungskammerauslaß 14. Obwohl bereits viel Feststoffe in der Verdrängungskammer entfernt worden sind, hat diese Luft dennoch einen hohen Feststoffanteil. Die mitgerissenen Feststoffe müssen aus der Luft gefiltert werden. Dies wird durch Filtereinheiten 16 erreicht, an die sich vorzugsweise eine HEPA-Sicherheitsfiltereinheit 18 anschließt. Die Luft von der Verdrängungskammer wird durch eine der Filtereinheiten 16 geführt. Die gereinigte Luft wird anschließend durch den Sicherheitsfilter 18 geführt, bevor sie in die Atmosphäre abgelassen wird. Der Sicherheitsfilter dient in erster Linie dazu, ein versehentliches Ablassen der Schmutzstoffe im Falle eines Versagens einer der Filtereinheiten zu verhindern.
Jede Filtereinheit 16 enthält drei zylindrische Kerzenfilter 20, die ca. 0,66 m (26 inch) hoch sind und einen Durchmesser von 0,305 m (12 inch) besitzen und die Seite an Seite in dem Filtergehäuse 21 angeordnet sind. Jedes in Fig. 9 dargestellte Filter 20 ist ein Gore-Tex(Warenzeichen)-Filter, das bei der Firma W.L. Gore & Associates, Inc., Elkton, Maryland, U.S.A. erhältlich ist. Jedes Filter besitzt eine Reihe von gefalteten Sieben 22, welche die Feststoffe aus der Luft entfernen. Die Außenseite jedes Filters ist die "schmutzige" Seite und die Mitte ist die "saubere" Seite. Die Filter besitzen einen angeschlossenen Boden 28 und eine offene Oberseite mit einem elastischen Dichtungsring 29 um den oberen Kreisring. In der Filtereinheit in der Nähe deren Oberseite ist eine in Fig. 10 dargestellte horizontale Platte 24 mit drei kreisförmigen Öffnungen 25 mit einem Durchmesser von ca. 0,23 m (9 inch) angeordnet, welche der offenen Oberseite der Filter entsprechen. Die Filter werden mittels Bolzen 30 nach oben gezogen, um die Dichtringe gegen die horizontale Platte zu drücken.
Bei jeder Filtereinheit ist der Filtereinlaß 32 von der Verdrängungskammer an der Seite des Filtergehäuses 21. Der Filterauslaß 34 zieht von dem oberen Mittelpunkt des Filtereinheitsgehäuses, d.h. auf der sauberen Seite der Siebe 22. Der einzige Weg von dem Einlaß zum Auslaß ist somit durch die gefalteten Siebe der Filter, dann nach oben und nach außen durch die Öffnungen 25 in der horizontalen Platte und dann nach außen durch den Auslaß.
Wie oben beschrieben, war in der Vergangenheit stets ein Problem, auf welche Weise die Filter gereinigt werden sollten. In der vorliegenden Erfindung ist dieses Problem gelöst, indem mindestens zwei Filtereinheiten 16 verwendet werden, so daß mindestens eine zu jedem Zeitpunkt in Betrieb sein kann, während eine oder mehrere andere Einheiten zur Reinigung abgeschaltet werden können. Der einfachste Fall ist der mit zwei Filtereinheiten, und dieser Fall wird nachfolgend beschrieben.
Während eine Filtereinheit 16 in Betrieb ist, befindet sich die andere Filtereinheit in einem Reinigungs- oder Entleerungszyklus. Während des Entleerungszyklus für eine Filtereinheit sind die pneumatischen Ventile 38 und 40 geschlossen, um die Filtereinheit zu isolieren. Drei Luftstrahlen 42, einer in der Nähe der Oberseite jeder Filtereinheit im Bereich oberhalb der horizontalen Platte 24 werden von einem Ansaugstutzen 44 zugeführt, der mit einem Kompressor 46 verbunden ist. Sie werden dann in einer schnellen Sequenz aktiviert, um die angesammelten Feststoffe aus den Sieben zu blasen. Die Luftstrahlen sind einige Inch oberhalb der Oberseite jedes Filters angeordnet, wobei die Blasrichtung nach unten gerichtet ist. Die Strahlen besitzen keine speziellen Düsen, sondern bestehen lediglich aus einem Rohr mit einem offenen Ende, was einen Blaswind mit einem Konus von typischerweise ca. 20º erzeugt, d.h. 10º von der Vertikalen in jeder Richtung, der von der Innenseite der Filter nach außen bläst.
Die durch den Luftstrahl von dem Filter abgeblasenen Feststoffe fallen auf den Boden des Filtergehäuses 21. Bei der einfachsten Ausführungsform können die Feststoffe dann einfach in einen Container oder auf einen Förderer abgeladen werden oder sie können auf andere Weise beseitigt werden. Bei der Ausführungsform mit abgedichtetem System ist das System etwas komplexer. Am Boden des Filtergehäuses hält ein Rührapparat 50 die Feststoffe in Suspension, um zu verhindern, daß sich diese absetzen und verdichten. Der Rührapparat wird durch einen Motor angetrieben, der mit der Rührwelle über eine Kette verbunden ist. Nachdem die Reinigung der Siebe durch die Luftstrahlen beendet ist, wird ein pneumatisches Rückflußventil 55 kurz geöffnet, ebenso wie ein Ventil 56, um an der Rückseite der Filtereinheit Atmosphärendruck anzulegen, so daß die am Boden der Filtereinheit befindlichen Feststoffe über ein Rückflußrohr 58 zurück in die Verdrängungskammer 2 zu einem Entleerungspunkt 59 der Hauptfiltereinheit gezogen werden. Die Ventile 55 und 56 werden dann geschlossen. Der Auslaß des Ventils 56 ist durch einen HEPA-Filter geschützt, so daß ein vesehentliches Auslassen von Schmutzstoffen verhindert ist. Die Filtereinheit ist dann bereit, wenn sie benötigt wird. Wenn es an der Zeit ist, die andere Filtereinheit zu reinigen, können die Ventile 38 und 40 wieder geöffnet werden, um den Filter wieder an das System anzuschließen und die entsprechenden Ventile können geschlossen werden, um die andere Filtereinheit zur Reinigung zu isolieren.
Vorzugsweise wird ein automatisches oder zumindest halbautomatisches Steuersystem zum Umschalten zwischen den Filtern verwendet. Druckanzeigen werden verwendet, um den Druckabfall über den Filtereinheiten zu detektieren. Wenn ein zu hoher Druckunterschied detektiert wird, was anzeigt, daß sich der Filter zu verstopfen beginnt, wird dieser Filter zur Reinigung aus dem System genommen und der andere Filter wird an das System geschaltet. Beispielsweise kann das System mit einem Betriebsdruck von beispielsweise 27,9 kPa (112 inch Wassersäule) ausgelegt werden, wobei als wünschenswerter Minimalsaugdruck 25,4 kPa (102 inch) festgelegt wird. Druckanzeiger, die auf jeder Seite des Filters den Druck messen, können verwendet werden, um das Umschalten zu dem anderen Filter auszulösen, wenn der Druckabfall über den Filtern auf 2,5 kPa (10 inch) ansteigt, d.h. wenn die Saugung von 27,9 kPa (112 inch) auf 25,4 kPa (102 inch) abfällt.
Mit diesem System der Filtration und Filterreinigung ist eine häufige Reinigung der Filter möglich, so daß die Filter nahe bei ihrer maximalen Effizienz und nahe bei einem minimalen Druckabfall betrieben werden können. Dies bedeutet eine bessere Gesamtleistung und einen niedrigeren Betriebsdruck (höhere Saugung) mit den oben erwähnten Vorteilen. Ein Vestopfen der Filter würde nicht nur eine geringere Saugung bedeuten, sondern auch die Möglichkeit mit sich bringen, daß die Filter aufgrund einer großen Druckdifferenz über diesen beschädigt werden. Ein häufiges Reinigen vermeidet diese Probleme und bedeutet gleichzeitig, daß die Asbestpartikel oder andere Feststoffe grundsätzlich nicht länger in dem Filter oder dem System bleiben, so daß sie keine Zeit haben, miteinander zusammenzubacken oder andere unerwünschte mechanische oder chemische Veränderungen zu vollziehen.
Die in dem Ablaßtunnel 8 unterhalb der Verdrängungskammer 2 angesammelten Feststoffe werden in geeigneten Intervallen als zylindrischer Materialklumpen, der ca. 0,91 bis 1,2 m (3 bis 4 Fuß) lang ist und einen Durchmesser von ca. 0,305 m (1 Fuß) besitzt, ausgestoßen, vorzugsweise in eine automatische Einsackvorrichtung 12, die schematisch dargestellt ist.
Der Hydraulikzylinder 10 besitzt eine gehärtete Stahlkrone (verchromt), die über eine Verbindungsstange 13 mit der Hydraulikkolbenanordnung verbunden ist und in einer Phosphorbronzelaufbüchse 11 mit Abstreifringen 15 läuft. Ein Näherungsschalter 17 wird verwendet, um die Position des Kolbens für Steuerungszwecke zu detektieren. Der Kolben drängt einen Stopfen aus Feststoffen entlang des Ablaßtunnels 8. Der Ablaßtunnel besitzt im Inneren einen Reduzierring 19, um einen kurzen Abschnitt mit verringertem Durchmesser zu schaffen. Der Ablaßtunnel erweitert sich dann von dem verringerten Durchmesser zu einem geringfügig größeren Gesamtdurchmesser an dem Flanschadapter 23, der auch den runden Querschnitt in einen rechteckigen Querschnitt ändert. Die kombinierte Wirkung dieser Durchmesser und Formänderungen und insbesondere des Reduzierringes 19 ist die, einen Hals zu bilden, wobei die Abdichtung des Ablaßbereiches mit Hilfe des Stopfens aus Feststoffen erfolgt, der den Hals nach hinten verstopft. Wenn sich der Kolben zurückzieht, kann der negative Druck in der Verdrängungskammer den Stopfen nicht zurückziehen; der Stopfen klemmt in dem Hals und versperrt damit diesen Weg, so daß kein Druckverlust auftritt. In dem Abschnitt 62 mit rechteckigem Querschnitt hinter dem Hals besitzt der Ablaßtunnel eine leicht nach außen geneigte Kegelform. Diese leichte Kegelform verhindert, daß sich Material in dem Ablaßtunnel stark verdichtet und damit stopft, wenn es sich in Richtung der automatischen Einsackvorrichtung 12 bewegt. Die schematisch dargestellte Einsackvorrichtung sackt die Stoffe ein, vorzugsweise zweifach. Ein manuelles Einsacken oder eine andere Einrichtung zum Beseitigen könnte optional vorgesehen werden, würden jedoch die Fähigkeiten des Systems nicht maximal ausnützen.
Der vorliegende Ablaßtunnel und die Dichtung schaffen nicht nur eine effiziente und effektive Einrichtung zum Abhalten des Asbestes oder anderer Stoffe von der Verdrängungskammer, sondern schaffen auch eine sehr effektive Dichtung während des Betriebs, um den niedrigen Betriebsdruck (hohe Saugung) mit den oben beschriebenen Vorteilen aufrechtzuerhalten.
Im manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, Bindemittel in den Tunnel zu injizieren, um eine ordnungsgemäße Verdichtung herzustellen, was von der Konsistenz des Asbestes abhängt.
Es sei bemerkt, daß jede andere geeignete Einrichtung zum Entfernen des Materials von dem Boden der Verdrängungskammer auf abgedichtete Weise verwendet werden könnte und die oben beschriebene Einrichtung lediglich eine bevorzugte Ausführungsform darstellt. Beispielsweise könnte auch ein Drehschieberventil verwendet werden (das in seinem Aufbau einer Drehtüre entspricht).
Wie Fig. 2 zeigt, ist die gesamte in Fig. 1 dargestellte und oben beschriebene Vorrichtung auf einem Anhänger 70 untergebracht, der an den Platz gebracht werden kann, an welchem die Feststoffe entfernt werden sollen. Der Anhänger ist in verschiedene Abschnitte unterteilt, nämlich in einen Maschinenraum 72, einen Betriebsraum 74, einen Luftschleusen/Dusch/Umkleideraum 76 und eine Steuerkabine 78. Arbeiter, die den Betriebsraum betreten, müssen durch den Luftschleusen/Dusch/Umkleideraum über die Steuerkabine gehen. Der Betriebsraum 74 befindet sich während des Betriebs auf einem negativen Druck von ca. 0,025 bis vorzugsweise 0,075 kPa (0,1 bis vorzugsweise 0,3 inch Wassersäule), und zwar mit Hilfe einer Unterdruckgebläseeinheit (nicht gezeigt), die durch PVC-Filter geschützt ist. Somit führt irgendein Abfall beispielsweise während des Einsackens dennoch nicht zu irgendeinem Freisetzen der Asbestfasern in die Umwelt. Eine interne Vakuumreinigungsleitung (nicht gezeigt) ist vorgesehen, die mit der Verdrängungskammer als Unterdruckquelle verbunden ist, so daß der Bediener kleinere Abfälle innerhalb des Betriebsraumes sofort entfernen kann, beispielsweise wenn dort während des Austausches eines Filters Schmutz entsteht. Da der Betrieb des Systems während eines Filterwechsels aufrechterhalten werden kann, besteht sogar dann nicht die Gefahr, daß Schmutzstoffe freigesetzt werden.
Der Maschinenraum enthält einen Dieselgenerator 80, um Energie für das System, seine Steuerungen, das Hauptgebläse 82 und den Luftkompressor und den Tank 84 zur Verfügung zu stellen. Die Ausgangsleitung von dem Sicherheitsfilter 18 gelangt von dem Sicherheitsfilter in dem Betriebsraum durch die Wand in den Maschinenraum, durch das Gebläse, durch einen Schalldämpfer 92 über einen Auslaßkanal 94 nach außen durch einen Auslaß 92. Andere Bauteile in dem Maschinenraum sind ein Dreiwegeisolatorschalter 98, ein mit 100 Amp abgesicherter Schalter 100, eine 110/220V Sicherungstafel 102, ein 110/220V Transformator 104, eine Generatorschalttafel 106, einen Luftauslaß 108 mit Schalluftklappen sowie eine elektrische Schalttafel 114.
Der Betriebsraum enthält die Verdrängungskammer 2 und die Filtereinheiten 16 sowie eine Hydraulikpumpe 88, welche den Kolben 10 antreibt, um den Stopfen aus Feststoffen vom Boden der Verdrängungskammer zu verdichten und auszustoßen. Die Hydraulikpumpe verwendet ein Fluid von einem Hydraulikreservoir 116, das mit Temperatur- und Pegelstandsanzeigen versehen ist. Ein Hydraulikölspulenventilblock 118 ist an einem Rahmen montiert.
Fig. 3 zeigt die beiden Filtereinheiten 16, deren Auslässe 34 zu dem Sicherheitsfilter 18 führen, sowie Einlässe 32 der Filtereinheiten, die mit dem Auslaß 14 der Verdrängungskammer verbunden sind. Pneumatisch betriebene Ventile 38 und 40 sind am Einlaß und am Auslaß jeder Filtereinheit vorgesehen. Am Boden jeder Filtereinheit befindet sich ein Rührapparat 50 und eine Staubentfernungsleitung oder ein Rückflußrohr 58.
Fig. 4 zeigt die Verdrängungskammer 2 mit ihrem Einlaß 1, an den der Einlaßschlauch angeschlossen ist. Der Einlaßschlauch besitzt eine unbestimmte Länge, wobei jede geeignete Anzahl an Abschnitten miteinander gekoppelt werden können, um die Schlauchlänge an die jeweilige Arbeitsumgebung anzupassen. Der Auslaß 14 der Verdrängungskammer führt zu den Filtereinheiten 16. Eine Inspektionstüre 27 ist vorgesehen. Die Hydraulikpumpe 88 treibt den Kolben 10 in dem Ablaßtunnel 8 an, um einen Stopfen aus Feststoffen in Richtung der automatischen Einsackeinheit 12 zu treiben, die schematisch gezeigt ist.
Verschiedene Sicherheitseinrichtungen sind vorgesehen. Wenn beispielsweise ein Filter platzt, so wird das Fehlen eines Druckverlustes über ein Filter sofort detektiert, um diese Filtereinheit für eine Reparatur abzusperren.
Es sei festgestellt, daß die obige Beschreibung lediglich beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsform beschreibt. Für den Fachmann ergeben sich viele Abänderungen der Erfindung in naheliegender Weise und derartige Abänderungen liegen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, wie sie beschrieben und beansprucht ist, auch wenn sie nicht ausdrücklich beschrieben sind.
Beispielsweise ist der Sicherheitsfilter 18 während eines normalen Betriebs nicht unbedingt erforderlich, auch wenn dies aus Sicherheitsaspekten sicherlich wünschenswert ist.
Bei Ausführungsformen, bei denen es nicht wesentlich ist, daß die Emission von Stoffen in die Umgebung verhindert werden muß, müssen die Filterauslässe nicht in den Vakuumtank zurückgeführt werden. Anstelle dessen kann der Auslaß direkt einem Abfallcontainer, einem Förderer, einer Einsackausrüstung oder ähnlichem zugeführt werden.
Bei der einfachsten alternativen Ausführungsform kann die Verdrängungskammer 2 weggelassen werden, wobei das System dann lediglich einen Einlaß 1 umfaßt, der zu zwei parallel vorgesehenen Filtereinheiten 16 führt, wobei jeder Filter einen Auslaß besitzt. Die Auslässe können, müssen jedoch nicht in den gleichen Kanal zurückgeführt werden. Die Verdrängungskammer ist grundsätzlich dort vorteilhaft, wo sich ein großes Volumen von Feststoffen in dem Gasstrom befindet, da ein großer Anteil dieser Feststoffe somit oberhalb der Filter entfernt werden kann.
Wie oben beschrieben, dient die Erfindung insbesondere zum Einsatz als Asbestentsorgungssystem, besitzt jedoch einen breiteren Anwendungsbereich und kann grundsätzlich zum Entfernen von aus Partikeln und Fasern bestehenden Stoffen eingesetzt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Entfernen von Stoffen, die in einem Gasstrom in einem Kanal mitgerissen werden, umfassend:

eine Verdrängungskammer (2) mit einem Einlaß (1), der mit dem Kanal verbunden ist, um den Gasstrom aufzunehmen, einen Feststoffsammel- und Ablaßbereich, an deren Boden zur Aufnahme von Feststoffen, die von dem Gasstrom in der Verdrängungskammer (2) herabfallen, und einen Gasstromausgang (14) von einem oberen Bereich derselben;

mindestens zwei Filtereinheiten (16), die jeweils mindestens einen Filter (20) umfassen, der in einem Gehäuse (21) montiert ist, wobei die Filter (20) schmutzige und saubere Bereiche jeweils oberstromig und unterstromig der Filter festlegen, wobei die schmutzigen Bereiche zum Boden des Gehäuses offen sind, so daß Feststoffe von dort zum Boden des Gehäuses fallen können, wobei jedes Gehäuse parallel mit dem Gasstromausgang (14) der Verdrängungskammer verbunden ist;

einen Auslaß am Boden jedes Filtereinheitsgehäuses (21) zum Entfernen der Feststoffe und einen Auslaß (34) von einem sauberen Bereich des Filtergehäuses für den Gasstrom; und

für jede Filtereinheit (16) ein erstes Ventil (38) zwischen dieser und dem Verdrängungskammergasstromausgang (14), um einen Strom durch die Filtereinheit zu blockieren, wenn dies zum Reinigen der Filtereinheit gewünscht wird, ein zweites Ventil (40) in dem Filtergehäusegasstromauslaß zur Betätigung im Zusammenhang mit dem ersten Ventil (38), um die Filtereinheit (16) vollständig von dem Kanal zu isolieren, ein drittes Ventil (55) in dem Feststoffauslaß am Boden des Filtergehäuses, und ein viertes Ventil (56), welches das Filtergehäuse (21) mit einer Gasquelle unter höherem Druck als dem in der Verdrängungskammer (2) verbindet;

gekennzeichnet durch

eine Leitung (58), die ständig den Feststoffauslaß von jedem Filtergehäuse (21) mit der Verdrängungskammer (2) über das dritte Ventil (55) verbindet, wodurch die Feststoffe, die sich in der Nähe des Feststoffauslasses ansammeln, zu der Verdrängungskammer (2) geleitet werden, indem das erste und zweite Ventil (38, 40) geschlossen werden, um die Filtereinheit (16) zu isolieren und dann das dritte und vierte Ventil (55, 56) geöffnet werden; und

durch eine druckabgedichtete Fördereinrichtung, die mit dem Feststoffsammel- und Ablaßbereich in der Verdrängungskammer (2) verbunden ist, wodurch Feststoffe von der Verdrängungskammer (2) ohne Anhalten des Gasstromes entfernt werden können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Strahlen (42) innerhalb jeder Filtereinheit, die in den sauberen Bereichen angeordnet sind, um Luft durch die Filter (20) in Richtung der schmutzigen Bereiche zu leiten, wobei die Luftstrahlen mit einer Luftdruckquelle (44, 46) verbunden sind, wodurch an den Filtern (20) anhaftende Feststoffe entfernt werden können, wenn die Strömung durch die Filtereinheit (16) durch zumindest das erste Ventil (38) blockiert wird, wobei die Feststoffe dann auf den Boden des Filtergehäuses (21) fallen können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Verdrängungskammer (2) niedriger als der Umgebungsdruck außerhalb der Vorrichtung ist, und daß die Gasquelle, an welche die vierten Ventile (56) verbunden sind, die Umgebungsluft außerhalb der Vorrichtung ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die druckgedichtete Fördereinrichtung, die in der Verdrängungskammer (2) mit dem Feststoffsammel- und Ablaßbereich verbunden ist, gekennzeichnet ist durch einen Ablaßtunnel (8) zur Aufnahme der Feststoffe durch eine Öffnung am Boden der Verdrängungskammer (2) und durch einen Kolben (10), der sich in dem Ablaßtunnel (8) hin- und herbewegt, um einen Stopfen aus Feststoffen von dem Bereich der Öffnung entlang des Ablaßtunnels zu treiben, wobei die Abdichtung des Ablaßbereiches mit Hilfe des Stopfens aus Feststoffen in dem Ablaßtunnel (8) durchgeführt wird, wobei der Druck in der Verdrängungskammer (2) geringer ist als der Umgebungsdruck um die Vorrichtung herum.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Ablaßtunnels (8) tunnelabwärts von dem Bereich des Kolbens (10) verringert ist, wobei der verringerte Bereichsabschnitt einen Hals (19, 23) festlegt, wobei die Abdichtung des Ablaßbereiches mit Hilfe des Stopfens aus Feststoffen erfolgt, der sich hinten in dem Hals mit Hilfe des Umgebungsdrucks festklemmt, welcher größer ist als der Druck in der Verdrängungskammer (2).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gebläse (4) zum Erzeugen einer Saugung, das mit dem Einlaß (1) über die Verdrängungskammer (2) verbunden ist, die verbunden ist, um in dem Gasstrom mitgerissene Feststoffe von dem Einlaß (1) aufzunehmen und die einen oberen Auslaß (14) hat, der zu den Filtereinheiten (16) führt, sowie einen druckabgedichteten Bodenausgang für Feststoffe, die von dem Gasstrom herabfallen; wobei die mindestens zwei Filtereinheiten (16) parallel zwischen der Verdrängungskammer (2) und dem Gebläse (4) angeordnet sind, wobei schmutzige Bereiche der Filter (20) verbunden sind, um den Gasstrom von dem oberen Auslaß (14) von der Verdrängungskammer (2) aufzunehmen und die sauberen Bereiche der Filter (20) verbunden sind, um in Richtung des Gebläses (4) zu führen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch Luftstrahlen (42) innerhalb jeder Filtereinheit, die in den sauberen Bereichen angeordnet sind, um Luft durch die Filter (20) in Richtung der schmutzigen Bereiche zu leiten, wobei die Luftstrahlen mit einer Druckluftquelle (44, 46) verbunden sind, um von diesen Feststoffe zu entfernen, wenn die Strömung durch zumindest das erste Ventil (38) blockiert wird, so daß an den Filtern anhaftende Feststoffe auf den Boden des Filtergehäuses (21) herabfallen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenausgang für die Feststoffe gekennzeichnet ist durch eine Öffnung in eine Ablaßanordnung, die einen Tunnel (8) und einen Kolben (10) umfaßt, der sich in dem Tunnel hin- und herbewegt, um von dem Öffnungsbereich einen Stopfen aus Feststoffen entlang des Tunnels zu drängen, wobei die Abdichtung des Bodenausgangs mit Hilfe des Feststoffstopfens in dem Tunnel erfolgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel (8) einen Abschnitt mit verringerter Fläche tunnelabwärts des Kolbens (10) besitzt, welcher Abschnitt einen Hals (23, 19) festlegt, wobei das Abdichten des Bodenausgangs mit Hilfe des Stopfens aus Feststoffen erfolgt, die sich nach hinten in dem Hals verklemmen.

10. Abgedichteter Anhänger, enthaltend die Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, wobei der Anhänger eine Gebläseeinheit besitzt, die Luft von dort durch ein Filter saugt, wodurch das Innere des Anhängers (70) ständig unter einem leichten negativen Druck gehalten wird, so daß jedes Material, das von der Vorrichtung kommt, innerhalb des Anhängers bleibt oder durch den Feinfilter eingefangen wird.