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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Filter zum Filtern eines partikelhaltigen
Mediums und von dem Typ mit einer Kammer mit: einem ersten Abschnitt
und einem zweiten Abschnitt, einer sich im wesentlichen horizontal
erstreckenden Trennplatte, welche die beiden Abschnitte voneinander
trennt, wobei die Trennplatte mehrere Filtervorrichtungen trägt, durch
welche das zu filternde Medium vom ersten Abschnitt in den zweiten
Abschnitt läuft,
und mehreren Düsen,
die mit einer Quelle druckbeaufschlagten Reinigungsfluids verbunden
und in der Lage sind, eine auf die Trennplatte und/oder die Filtervorrichtungen
gerichtete Reinigungsfluidströmung
zu erzeugen, wobei die Düsen
ein Gehäuse
aufweisen mit einer Einlaßöffnung und
einer Auslaßöffnung für das Reinigungsfluid,
wobei die Öffnungen
zwischen einander einen von einer Wand begrenzten Durchlaß bilden,
einem Ventilkörper
mit einem Ventilteller und einer Ventilstange, wobei die Ventilstange
im Inneren des Durchlasses zwischen einer ersten Endposition und
einer zweiten Endposition bewegbar ist, um die Strömung des
Reinigungsfluids in Richtung der Trennplatte und/oder der Filtervorrichtungen
zu steuern, wobei die Auslaßöffnung einen
Ventilsitz bildet, der mit dem Ventilteller in der ersten Position
zusammenwirkt, um ein Ausfließen
von Reinigungsfluid zu verhindern, und einer Einrichtung zum Erzeugen
einer Vorspannung des Ventilkörpers
in Richtung der ersten Endposition.
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Filter
mit derartigen Reinigungsdüsen,
mittels welcher das Reinigen der Filtervorrichtungen durchgeführt werden
kann, haben unter den Benutzern großes Interesse geweckt, da es
durch das Ausstoßen
eines Reinigungsmediums aus den Reinigungsdüsen möglich ist, eine regelmäßige Reinigung der
Filtervorrichtungen, die beispielsweise vertikal aufgehängte Filterbeutel
sein können,
vor Ort durchzuführen,
d.h. ohne die Filtervorrichtungen aus der Filterkammer selbst entnehmen
zu müssen.
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Entsprechend
der herkömmlichen
Verwendung derartiger Filter werden ein oder mehrere vertikal hängende Filterbeutel
an der Trennplatte befestigt und der erste Abschnitt in der Kammer
bildet einen Staub enthaltenden unteren Bereich, während der
zweite Abschnitt einen oberen Reinluftbereich bildet. Das Filtern
erfolgt, indem das partikelhaltige Medium, das üblicherweise Luft ist, in den
ersten Abschnitt des Filters, durch die Filterwände der Filterbeutel und weiter
aufwärts
durch ein Loch in der Trennplatte und in den zweiten Abschnitt geleitet wird.
Die in der Trennplatte montierte Reinigungsdüse, die eine Strömung des
Reinigungsfluids in Richtung der Filterbeutel erzeugen kann, wird
mit einem druckbeaufschlagten Reinigungsfluid über eine Zuführleitung
versorgt. Ein Beispiel hierfür
ist in der Europäischen
Patentanmeldung 719 577 beschrieben, bei dem die Düsen einen
bewegbaren Ventilkörper mit
einem Ventilteller und einer Ventilstange aufweisen. Die Stange
wird mittels einer Feder geschlossen gehalten, welche den Ventilteller
in Anlage an einem Ventilsitz hält.
Die Düse öffnet sich,
wenn der direkt auf die Oberseite des Ventiltellers wirkende Druck des
Reinigungsfluids die entgegengesetzt gerichtete Kraft der Feder übersteigt,
wodurch das Reinigungsfluid, nachdem die Strömung durch die Oberseite des Ventiltellers
abgelenkt wurde, senkrecht zur Längsachse
der Ventilstange ausströmen
kann. Durch diesen Aufbau bewirken Schwankungen des Drucks des Reinigungsfluids
nur relativ geringfügige
Veränderungen
der Position des Ventiltellers. Während des Reinigungsvorgangs
kann das Reinigungsfluid ferner nur im wesentlichen horizontal entlang
der Unterseite der Trennplatte und in Richtung des angrenzenden Filterbeutels
ausgestoßen
werden, woraufhin das Reinigungsfluid unter Schwerkrafteinwirkung
den Filterbeutel hinabläuft.
Daher ist kein wirkliches Spülen eines
großen
Bereichs des oberen Teils des Filterbeutels gegeben, in dem sich
oft große
Mengen von Partikeln absetzen, weshalb das Reinigen keine optimale
Wirkung hat.
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Das
Prinzip der aus der genannten Europäischen Patentanmeldung bekannten
Düse ist
genauer in 1 der vorliegenden Anmeldung
dargestellt. In der Praxis hat sich bei dieser Düse herausgestellt, daß im Gebrauch
nur ein sehr kleiner Spalt zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz
gebildet wird, was nachteilig ist, da im Reinigungsfluid enthaltene
kleine Partikel sich auf dem Ventilteller ablagern können, wie
durch das Bezugszeichen 100 in 1 dar gestellt.
Derartige kleine Partikel haben den Effekt, daß die Düse nicht dicht schließen kann,
wenn die Strömung
des Reinigungsfluids stoppt, und daher muß die Reinigungsdüse in regelmäßigen Intervallen
zum Säubern
aus dem Filter entnommen werden. Diese Leckage bedeutet unter bestimmten
Umständen, daß beim Normalbetrieb
des Filters das zu filternde partikelhaltige Medium in die Düse strömt und sich möglicherweise
in der Düse
ablagert, was insbesondere dann vermieden werden muß, wenn
die Gebrauchsspezifikationen des Filters fordern, daß keine Brutstätte für Bakterien
an irgendeiner Stelle des Filters vorhanden sein darf, wie es beispielsweise
bei Sanitärsystemen
oder in der Nahrungsmittelindustrie der Fall ist.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die genannten Nachteile zu überwinden,
indem sie ein Filter schafft, mittels welchem ein vollständig dichtes
Anliegen des Ventiltellers an dem Ventilsitz im geschlossenen Zustand
der Düse
in einem höheren
Ausmaß als
zuvor erreicht werden kann, und mittels welchem es ferner möglich ist,
gegebenenfalls eine effektivere Reinigung der Filtervorrichtungen
zu erreichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Ventilkörper ferner
eine Kolbenvorrichtung aufweist, die als Hydraulikkolben wirkt,
wobei die Kolbenvorrichtung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung angeordnet
ist und einen Druckabfall im Reinigungsfluid während dessen Fließen von
der Einlaßöffnung und
durch den Durchlaß erzeugt,
wodurch der Ventilkörper
in Richtung der zweiten Endposition bewegt wird, um das Ausströmen von
Reinigungsfluid durch die Auslaßöffnung zu ermöglichen.
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Der
Druck des Reinigungsfluids wird dadurch zum Öffnen des Ventilkörpers verwendet,
wobei der Druck auf die Kolbenvorrichtung in einer entgegen der
Federkraft wirkenden Richtung aufgebracht wird. Die Düse ist somit
empfindlicher für Schwankungen
des Drucks des Reinigungsfluids, was erfindungsgemäß zum Einstellen
des Düsenkörpers in
verschiedene Reinigungspositionen verwendet wird, je nachdem, welcher
Teil des Filterbeutels gereinigt werden soll. Es ist hierdurch ferner
möglich, je
nach Bedarf eine sehr große Öffnung der
Düse zu erzeugen,
so daß auch
infolge des Umlaufens des Reinigungsfluids eventuell vorhandene
Partikel der üblicherweise
im Reinigungsfluid zu finden den Größe durch den Spalt zwischen
dem Ventilsitz und dem Ventilteller entweichen können.
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Gemäß vorteilhaften
Ausführungsbeispielen kann
die Kolbenvorrichtung wie in Anspruch 3 ausgeführt derart ausgebildet sein,
daß das
Reinigungsfluid durch mehrere kleine Kanäle getrieben wird, welche einen
relativ starken Druckabfall bewirken. Wie erwähnt, bewirkt dieser Druckabfall
eine Kraft auf die Kolbenstange, die bestrebt ist, die Kolbenstange
entgegen der Federwirkung zu bewegen, und bewirkt somit das Öffnen der
Düse. Die
Kolbenvorrichtung kann mit besonderen strukturellen Vorteilen wie
in Anspruch 4 ausgeführt
aufgebaut sein, und die Kanäle
sind vorzugsweise wie in Anspruch 5 beschrieben ausgeführt, so
daß das
Reinigungsfluid in eine schraubenlinienförmige Bewegung versetzt wird,
die zum Erzeugen eines geeigneten Ausstoßmusters verwendet werden kann.
Wenn der Durchlaß ferner mit
einer Verengung ausgebildet ist, wie in Anspruch 6 angegeben, wird,
in Kombination mit den schraubenlinienförmigen Kanälen, eine besonders gute Verteilung
des Reinigungsfluids erreicht.
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Die
Düsen des
Filters können
besonders vorteilhaft wie in den Ansprüchen 9–11 ausgeführt ausgebildet sein, so daß an verschiedenen
Positionen zwischen der ersten und der zweiten Endposition der Ventilkörper vorbestimmte
Ausflußmuster
für das Reinigungsfluid
erzeugen kann. Insbesondere ist es hierdurch möglich, wahlweise eine Reinigung
der Trennplatte oder der Filterbeutel vorzunehmen. Dies kann vorzugsweise
geschehen, indem die der Auslaßöffnung zugewandte
Fläche
des Ventiltellers einen konisch zulaufenden Bereich mit einem vorzugsweise
sehr kleinen Kegelwinkel v1 aufweist, wodurch das Reinigungsfluid
in einer bestimmten Position des Ventilkörpers aufwärts gelenkt wird und auf die Trennplatte
trifft.
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Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen
dargestelltes Beispiel näher
beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:
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1 die
Düse nach
der Europäischen
Patentanmeldung 719 577 in vergrößertem Maßstab,
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2 eine
erfindungsgemäße Reinigungsdüse, die
in der Trennplatte zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren
Abschnitt der Filterkammer angeordnet ist,
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3a die
Reinigungsdüse
von 2 in einer Position nahe der ersten Endposition,
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3b die
Reinigungsdüse
von 2 in einer von der ersten Endposition geringfügig weiter entfernten
Position,
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4a die
Reinigungsdüse
von 2 in einer Position nahe der zweiten Endposition,
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4b die
Reinigungsdüse
von 2 in der zweiten Endposition, und
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5 die
Reinigungsdüse
von 2 in der ersten Endposition und mit dargestellter
Feder, die bestrebt ist, den Ventilkörper in der ersten Endposition
zu halten.
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1 zeigt
den Ventilteller mit dem Bezugszeichen 200 in der aus der
Europäischen
Patentanmeldung 719 577 bekannten Düse, die in einer Trennplatte 300 zwischen
dem oberen und dem unteren Kammerabschnitt angeordnet ist. Ein herkömmlicher
Filterbeutel ist mit dem Bezugszeichen 500 dargestellt,
und das Bezugszeichen 400 bezeichnet den oberen Rand des
Filterbeutels. Der Ventilteller 200 ist mit einer Ventilstange 250 verbunden,
die in einem durch eine ringförmige
Wand 220 begrenzten zylindrischen Durchlaß 108 gesteuert wird.
Der Pfeil 110 gibt die vorzugsweise horizontale Strömung des
Reinigungsfluids an, die durch den Durchlaß 108 ausfließt und auf
den oberen Rand 400 des Filterbeutels 500 trifft.
Das Bezugszeichen 100 bezeichnet ein in dem Reinigungsfluid
enthaltenes Partikel, das in dem Spalt zwischen der dem Durchlaß 108 zugewandten
Fläche
des Ventiltellers 200 und einem Bereich 320 der
Trennplatte 300, der einen Ventilsitz für den Ventilteller 200 bildet,
abgelagert ist. Wie dargestellt, hat das Partikel 100 zur
Folge, daß der
Ventilteller in der Schließposition
nicht dicht abschließend
an dem Ventilsitz 320 anliegen kann, wodurch ein kleiner
Zwischenraum mit der Abmessung A gebildet wird.
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2 zeigt
die Reinigungsdüse 1 des
erfindungsgemäßen Filters
in einer Position, in der die dem Ventilsitz 32 zugewandte
Fläche 9 des
Ventiltellers 20 sich in einem bestimmten Abstand von dem Ventilsitz 32 befindet.
Die Düse 1 ist
in einem Filter angeordnet, das zwei Abschnitte aufweist, die voneinander
durch eine Trennplatte 30 getrennt sind. Die Düse 1 ist
mit einer (nicht dargestellten) Quelle für Reinigungsfluid verbunden,
bei dem es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit handelt, und das der
Düse 1 unter
Druck zugeführt
werden kann. Wie aus dem folgenden ersichtlich, weist die Düse 1 insbesondere ein
Düsengehäuse mit
einer oberen Einlaßöffnung und
einer unteren Einlaßöffnung für das Reinigungsfluid
auf, wobei diese Öffnungen
zwischen einander einen zylindrischen Durchlaß 8 bilden, der durch
eine Wand 22 im Düsengehäuse begrenzt
ist. In dem Durchlaß 8 ist
ein Ventilkörper
angebracht, der aus dem Ventilteller 20 und einer damit
verbundenen Ventilstange 25 und einer Kolbenvorrichtung 40 besteht.
Der Ventilkörper
kann als montierte Einheit in dem Durchlaß 8 in Richtung des
Pfeils P zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegt werden,
wobei die Kolbenvorrichtung 40 sich in dichtem Angriff an
der Wand 22 des Durchlasses 8 befindet. Eine (nicht
dargestellte) Feder bewirkt eine Vorspannung des Ventilkörpers in
Aufwärtsrichtung,
d.h. sie drückt die
Oberseite des Ventiltellers 20 in Anlage an dem Ventilsitz 32.
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Die
Kolbenvorrichtung 40 weist mehrere durchgehende Kanäle auf,
durch welche das Reinigungsfluid während seines Strömens von
der Einlaßöffnung zur
Auslaßöffnung fließen kann.
Der Durchlaß 8 weist
ferner einen verengten Abschnitt 18 auf, der gegebenenfalls
einen Anschlag für
die Kolbenvorrichtung 40 an einer Endposition bilden kann,
der jedoch vorzugsweise dazu dient, dem Reinigungsfluid vor dessen
Auslassen aus der Auslaßöffnung eine Drehbewegung
zu vermitteln.
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3a zeigt
eine Position des Ventilkörpers, in
der das Reinigungsfluid durch den Durchlaß 8 und durch die
Kanäle 44 in
der Kolbenvorrichtung 40 mit einem bestimmten, relativ
niedrigen Druck geleitet wird. Der Ventilteller 20 ist
durch einen ringförmigen konischen
Bereich 4 und eine ringförmige zylindrische Wand 7 begrenzt,
und der Ventilsitz besteht aus einem komplementären konischen Bereich und einer zylindrischen
Wand 6. Die Kanäle 44 in
der Kolbenvorrichtung 40 sind als schraubenlinienförmige Vertiefungen
in der Oberfläche
der Kolbenvorrichtung 40 ausgebildet und weisen eine relativ
kleine Querschnittsabmessung auf, wodurch ein Druckverlust des Reinigungsfluids
während
des Fließens
erzeugt wird. Dieser Druckverlust kann als Reaktionskraft beobachtet
werden, die ein Zusammendrücken
der Feder und eine abwärts
gerichtete Bewegung der Kolbenvorrichtung 40 bewirkt, wodurch
der Ventilteller 20 vom Ventilsitz 32 gelöst wird
und das Reinigungsfluid, das von der Oberseite des Ventiltellers 20 abgelenkt
wird, strömt
durch den gebildeten Umfangsspalt in der gezeigten Ausrichtung aus,
d.h. in einer durch den dargestellten Winkel v definierten primären Richtung.
Diese Strömungsrichtung
wird durch das Ausführungsbeispiel
des Ventiltellers und des Ventilsitzes gemäß der vergrößerten Darstellung in 3a erreicht,
bei dem der konische Ventilsitz 32 in eine Zylinderfläche 6 übergeht.
In dieser Position des Ventilkörpers
trifft der Reinigungsfluidstrahl den Filterbeutel mit einer relativ
großen
Geschwindigkeitskomponente in Abwärtsrichtung und fließt sodann
an den Seiten des Filters hinab.
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3b zeigt
den Ventilkörper 40 in
einer Position, in der der Druck des Reinigungsfluids geringfügig höher als
der in 3a verwendete Druck ist, und
bei dem der Spalt zwischen den Ventilteller 20 und dem
Ventilsitz 32 dadurch geringfügig größer ist. In der Figur bezeichnen
die Bezugszeichen 3 und 2 den ersten bzw. den
zweiten Abschnitt der Filterkammer, und das Bezugszeichen 500 bezeichnet
das obere Ende eines Filterbeutels. Das Bezugszeichen 42 bezeichnet
die erste oder obere Seite und die zweite oder untere Seite der
Kol benvorrichtung 40. in der dargestellten Position des
Ventilkörpers
ist der Winkel v geringfügig
größer, wodurch
das Reinigen des oberen Endes 500 des Filterbeutels ermöglicht ist.
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In 4a ist
der Ventilteller 20 in einer gegenüber 3b weiter
nach unten verschobenen Position dargestellt, in welcher der Strom
des Reinigungsfluids nunmehr frei durch den Spalt zwischen der Oberseite 9 des
Ventiltellers und der Unterseite der Trennplatte 30 hindurchtreten
kann, ohne auf die zylindrische Wand 6 zu treffen. Es ist
ersichtlich, daß in
dieser Position des Ventiltellers das Reinigungsfluid von der Oberseite 9,
die zu diesem Zweck eine konische Form hat, zurück- oder umgelenkt wird und anschließend auf
die Unterseite der Trennplatte 30 trifft, so daß auch dieser
Teil des Filters von abgelagerten Partikeln gereinigt werden kann. 4b zeigt die
Düse in
ihrer zweiten Endposition, in der das Reinigen der Düse selbst
erfolgen kann, da sämtliche
in dem Reinigungsfluid enthaltenen Partikel in dieser Position ungehindert
ausgespült
werden können,
wodurch das in Zusammenhang mit 1 erwähnte Zusetzen
der Düse
durch Partikel verhindert wird.
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5 zeigt
die Düse
des Filters in der geschlossenen Position, wobei ferner eine Feder 50 über der
Kolbenvorrichtung 40 dargestellt ist, die dazu dient, den
Ventilteller in der geschlossenen Stellung zu halten. Es ist ersichtlich,
daß die
Düse vorzugsweise
derart geformt ist, daß die
Unterseite des Ventiltellers 20, d.h. die dem "schmutzigen" Abschnitt 3 der
Kammer zugewandte Seite, sich in der gleichen Ebene erstreckt wie
die Unterseite der Trennplatte 30 in der geschlossenen
Position.