-
Insbesondere,
doch nicht ausschliesslich, kann die Erfindung nutzbringend zum
Steuern und Betreiben einer Vorrichtung zum Reinigen von Staubfiltern
angewandt werden.
-
Während des
normalen Betriebes werden die Filterwände eines Staubfilters von
aussen nach innen von der zu filternden und zu reinigenden Luft durchströmt. Wenn
sie durch die Filterwände
strömen,
werden die in der Luft schwebenden Staubkörnchen zurückgehalten und an den Wänden abgelagert,
welche allmählich
verstopfen. Die Filterwände müssen daher
regelmässig
gereinigt werden, um sie von dem abgelagerten Staub zu befreien,
so dass eine gute Filterleistung beibehalten werden kann. Für den Reinigungsvorgang
werden verschiedene Typen von Filtereinigungsvorrichtungen benutzt,
von denen einige mit Hilfe eines pneumatischen Signals aktiviert werden
können,
generell ausgehend von der Druckluftanlage, die sich normalerweise
in der Werkstatt befindet, in welcher der Filter installiert ist.
-
Hauptzweck
der vorliegenden Erfindung ist, ein Regelventil vorzusehen, welches,
wenn der Filter verstopft ist, ein pneumatisches Signal aussenden kann,
das zum Auslösen
einer Reinigungsvorrichtung des Filters selbst benutzt werden kann.
-
Ein
Vorteil der Erfindung ist, die Reinigungsvorrichtung nur dann auszulösen, wenn
es notwendig ist, und zwar mit einer daraus sich ergebenden Verringerung
des Energieverbrauchs und des Verschleisses der Filterwände, welcher
normalerweise aufgrund der Reinigungswirkung hoch ist.
-
Ein
weiterer Vorteil ist der, dass die Erfindung ein vollkommen mit
Druckluft betätigtes
Regelventil zur Verfügung
stellt, welches absolut frei von elektrischen Komponenten und dem
Bedarf einer Stromspeisung ist, wobei es eine grössere Sicherheit bietet und
die Vorrichtung in die Lage versetzt, auch in einer Umgebung verwendet
zu werden, in welcher eine Explosionsgefahr besteht.
-
Ein
noch weiterer Vorteil ist, dass ein ausgesprochen zuverlässiges Ventil
vorgesehen ist, auch wenn es in besonders schmutzigen und staubigen Umgebungen
oder an Stellen benutzt wird, wo korrosive Substanzen und hohe Temperaturen
vorhanden sind.
-
Ein
noch weiterer Vorteil ist, dass das Ventil nach der Erfindung konstruktionsmässig einfach
und wirtschaftlich ist. Diese Zwecke und Vorteile und noch andere
werden alle erhalten durch die vorliegende Erfindung, wie sie in
den anhängenden
Ansprüchen
gekennzeichnet ist.
-
Weitere
Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer Ausführung derselben
hervor, die hier rein als ein nicht begrenzendes Beispiel in den
Abbildungen der Zeichnungen dargestellt ist, von welchen
-
1 eine
Ansicht teilweise im Schnitt von einem Ventil nach der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
2 ist
ein schematisches Diagramm eines Gerätes, enthaltend einen Staubfilter,
eine Reinigungsvorrichtung für
den Filter und eine Auslösevorrichtung
der Reinigungsvorrichtung, welche pneumatisch durch das Ventil aus 1 gespeist
wird.
-
Unter
Bezugnahme auf die oben erwähnte 1,
ist mit 1 in seiner Gesamtheit ein Ventil zur Regelung
der Zufuhr eines Druckgases bezeichnet.
-
Das
Ventil 1 enthält
einen Ventilkörper 2,
hergestellt aus verschiedenen, fest miteinander verbundenen Teilen,
enthaltend einen Einlass 3 für den Anschluss an eine Druckgasleitung 4 (von
bekanntem Typ und durch einen Pfeil in 1 angezeigt)
und einen Auslass 5, vorgesehen für den Anschluss an einen Verbraucher.
-
Im
Inneren des Ventilkörpers 2 ist
ein erstes Absperrorgan 6 vorgesehen, welches vertikal
beweglich und in der Lage ist, auf eine Betätigung hin eine Verbindung
zwischen dem Einlass 3 und dem Auslass 5 zu öffnen und
zu schliessen. Das erste Absperrorgan 6 ist vom Typ einer
Membrane und weist eine obere Seite auf, welche einem Hohlraum 7 zugewandt
ist, verbunden mit dem Einlass 3 durch eine Öffnung 8,
die von dem Absperrorgan 6 selbst aufgewiesen wird. Der
Druck in dem Hohlraum 7 oberhalb des ersten Absperrorgans 6 ist
im Betrieb dem Schliessen des ersten Absperrorgans 6 selbst
zugeordnet. Wenn der Einlass 3 an eine Druckluftquelle angeschlossen
ist und der Hohlraum 7 geschlossen bleibt und nicht mit
dem Aussenbereich bei atmosphärischem
Druck in Verbindung steht, kann die dem Einlass 3 zugeführte Druckluft
den Hohlraum 7 durch die Öffnung 8 füllen, so
dass der Druck in dem Hohlraum 7 das Schliessen des Absperrorgans 6 bewirken
kann.
-
Das
Ventil 1 enthält
ein zweites Absperrorgan 9, angeordnet im Inneren des Ventilkörpers 2, um
auf einen Antrieb hin eine Verbindung zwischen dem Hohlraum 7 und
einem Ablass 10 in den Aussenbereich zu öffnen oder
zu schliessen. Das zweite Absperrorgan 9 ist vertikal im
Inneren einer Kammer 11 beweglich, die mit dem Hohlraum 7 mit
Hilfe einer durchgehenden Bohrung 12 in Verbindung steht,
welche durch das zweite Absperrorgan 9 geöffnet oder geschlossen
werden kann. Die Kammer 11 steht auch mit dem Ablass 10 in
den Aussenbereich bei atmosphärischem
Druck in Verbindung, und zwar durch einen in dem Ventilkörper 2 aufgewiesenen Durchlass.
-
Das
zweite Absperrorgan 9 ist fest an einem starren Element 13 gehalten
und ist am unteren Teil des starren Elementes 13 selbst
angeordnet. Das zweite Absperrorgan 9 ist normaler weise
mit Hilfe einer Feder 14 geschlossen, welche auf das obere Ende
des starren Elementes 13 wirkt. Das zweite Absperrorgan 9 wird
geöffnet
durch die Wirkung einer Differenz zwischen zwei Drücken, p+
und p–,
die durch zwei Steuerleitungen 29 und 30 (s. 2)
in zwei ausserhalb des Ventils 1 liegenden Bereichen erfasst
werden können.
Bei der vorgezogenen Verwendung des Ventils 1 sind die
beiden oben erwähnten
Bereiche in der Tat jeweils die verunreinigte Atmosphäre und die
gereinigte Atmosphäre
eines Staubfilters 21. Wie bekannt ist, können während des Betriebes
des Filters 21 unterschiedliche Drücke erhalten werden: im Falle
eines Ansaugfilter zum Beispiel ist der Druck im Inneren des Filters 21 in
der verunreinigten Atmosphäre
grösser
als der Druck in der sauberen Umgebung. Der Druckunterschied Δp = p+ – p– ist um
so stärker
wie die Filterverstopfung zunimmt.
-
Die
Steuerleitungen 29 und 30, welche ein Ende an
den Filter 21 angeschlossen haben, münden mit den anderen Enden
in zwei Kammern 15 und 16, aufgewiesen im Inneren
des Ventilkörpers 2.
Die Drücke
p+ und p–,
welche sich auf die verschmutzten und die sauberen Bereiche beziehen,
werden in die beiden Kammern 15 und 16 geleitet,
welche eine über
der anderen angeordnet und durch eine erste Membrane 17 getrennt
sind, die an das starre Element 13 angeschlossen und über das
starre Element 13 selbst an das zweite Absperrorgan 9 angeschlossen
ist. Der Druck p+ in der unteren Kammer 16 ist dem Anheben
des zweiten Absperrorgans 9 zugeordnet und bewirkt somit
ein Öffnen
der Verbindung zwischen dem Hohlraum 7 und dem Ablass 10.
Der Druck p– in
der oberen Kammer 15 ist dem Senken des zweiten Absperrorgans 9 zugeordnet
und bewirkt somit ein Schliessen der oben erwähnten Verbindung.
-
Die
Steuerleitungen 29 und 30 sind auf solche Weise
an den Filter 21 angeschlossen, dass die Leitung 29,
die zu der unteren Kammer 16 führt, welche dem Öffnen des
zweiten Absperrorgans 9 und damit der Verbindung zwischen
dem Hohlraum 7 und dem Ablass 10 zugeordnet ist,
mit dem Filterbereich verbunden ist, welcher während des Betriebes einen Druck
p+ aufweist, der höher
ist als der Druck p in dem anderen Bereich; zum Beispiel ist im
Falle eines Ansaugfilters die dem Öffnen des zweiten Absperrorgans 9 zugeordnete
Leitung mit dem verschmutzten Bereich verbunden, der einen höheren Druck
p+ aufweist. Der Filterbereich mit einem niedrigeren Druck p– ist mit
der Kammer verbunden, die dem Schliessen des zweiten Absperrorgans 9 zugeordnet
ist. Auf diese Weise wird das Öffnen
des zweiten Absperrorgans 9 durch die Wirkung eines bestimmten
Wertes der Druckdifferenz Δp
zwischen den oben erwähnten Kammern 15 und 16 ausgelöst, und
zwar mit Hilfe einer Voreinstellung der Spannung der Feder 14.
-
Das
Ventil 1 enthält
zwei weitere Membranen 18 und 19, angeschlossen
an das starre Element 13 und vertikal beweglich zusammen
mit den Bewegungen der ersten Membrane 17 und des zweiten
Absperrorgans 9. Eine obere zweite Membrane 18 ist der
oberen Kammer 15 zugewandt und trennt die Kammer 15 von
einem Hohlraum mit atmosphärischem
Druck, welcher die Feder 14 aufnimmt. Eine untere dritte
Membrane 19 ist der unteren Kammer 16 zugewandt
und trennt die Kammer 16 von der Kammer 11, in
welcher das zweite Absperrorgan 9 beweglich ist.
-
Das
Ventil 1 enthält
einen Sammelbehälter 20,
welcher abdichtend verschlossen werden kann, und welcher fest mit
dem Ventilkörper 2 verbunden und
an den Auslass 5 angeschlossen ist.
-
2 zeigt
ein Beispiel der Verwendung des Ventils aus 1.
-
Mit 21 ist
ein Staubfilter bekannten Typs bezeichnet, versehen mit einer Blasvorrichtung 22 zum Reinigen,
ebenfalls von bekanntem Typ, angeschlossen an eine Druckluftquelle 23 (bekannt
und schematisch durch einen Pfeil dargestellt), die dazu bestimmt ist,
mit Hilfe von einem oder mehreren Absperrventilen 24 (drei
in der Abbildung gezeigt) auf den Filter 21 zu blasen.
In 2 sind der Filter 21 und die Reinigungsvorrichtung 22 in
zwei verschiedenen Seitenansichten dargestellt. Die Druckluftquelle 23 kann
einen Vorratsbehälter 25 speisen, welcher
an die Ventile 24 die zum Reinigen bestimmte Druckluft
liefert.
-
Während der
normalen Benutzung des Filters ist jedes Absperrventil 24 geschlossen
und dazu bestimmt, regelmässig
geöffnet
zu werden, um Druckluft an die Filterflächen des Filters selbst zu senden.
Das regelmässige Öffnen der
Absperrventile 24 wird durch eine Auslösevorrichtung 26 gesteuert, von
bekanntem Typ und schematisch in 2 gezeigt,
die durch Druckluft betätigt
wird. Die Auslösevorrichtung 26 erhält die Druckluft
durch das Regelventil aus 1. Die Auslösevorrichtung 26 ist über jeweilige
Verbindungsleitungen 27 an die Absperrventile 24 angeschlossen.
Die Auslösevorrichtung 26 kann
zum Beispiel einen Impulserzeuger enthalten, um im Eingang 28 ein
pneumatisches, von dem Regelventil 1 kommendes Signal zu
empfangen und das Signal in ein Ausgangssignal umzuwandeln, bestehend
aus einer Serie von Impulsen, welche zum Steuern eines Triebes von
bekanntem Typ verwendet werden können,
in der Lage, vorübergehend
ein oder mehrere Ventile zu öffnen,
die eine oder mehrere Verbindungsleitungen 27 mit einem
Ablass in Verbindung bringen. Der Ablass einer Leitung 27 bewirkt das
vorübergehende Öffnen des
entsprechenden Absperrventils 24 und leitet somit Druckluft
aus dem Behälter 25 in Richtung
der verschmutzten Filterflächen
des Filters 21, die nun betrieblich dem geöffneten
Ventil 24 zugeordnet sind.
-
Es
wurde hier eine kurze Beschreibung eines speziellen Typs von einer
Vorrichtung 22 zum Reinigen eines Filters und eines speziellen
Typs einer dafür
vorgesehenen Auslösevorrichtung 26 gegeben. Es
ist jedoch möglich,
das Regelventil 1 aus 1 in anderen
bekannten Typen von Reinigungsvorrichtungen zu verwenden, die durch
die Zufuhr von Druckgas ausgelöst
werden.
-
Es
soll nun kurz der Betrieb des Regelventils nach der Erfindung beschrieben
werden.
-
Solange
die Filterflächen
des Filters 21 verhältnismässig sauber
sind, ist der Druckunterschied zwischen den beiden Kammern 15 und 16 gering
und nicht ausreichend zum Öffnen
des zweiten Absperrorgans 9. In diesem Zustand ist das
erste Absperrorgan 6 geschlossen und das von der Druckgasleitung 4 kommende
Druckgas wird nicht durch die Auslösevorrichtung 26 zugeführt, welche
im nicht aktiven Zustand bleibt. Wenn die Druckdifferenz (Δp = p+ – p–) zwischen
dem verschmutzten Bereich und dem verstaubten Bereich des Filters 21 einen
ausreichend hohen Wert erreicht, kann das zweite Absperrorgan 9 nach
oben gehen, wobei es die Kraft der Feder 14 überwindet.
Der über
dem ersten Absperrorgan 6 liegende Hohlraum 7 kommt
in Verbindung mit dem Ablass 10, so dass das erste Absperrorgan 6 selbst nach
oben geht und es dem von der Quelle 4 kommenden Druckluftstrom
erlaubt, durch den Auslass 5 und somit in Richtung der
Auslösevorrichtung 26 zu fliessen.
Durch das Zuführen
von Druckluft wird die Auslösevorrichtung 26 aktiviert
und öffnet
(nach dem bekannten Verfahren) die Absperrventile 24 der
Reinigungsvorrichtung 22. Durch die Reinigungswirkung an
dem Filter 21 wird die Druckdifferenz Δp zwischen der verschmutzten
Atmosphäre
und der sauberen Atmosphäre
reduziert, woraufhin das zweite Absperrorgan wieder in seine geschlossene
Position zurück geht.
Folglich erhöht
sich der Druck in dem Hohlraum 7 oberhalb des ersten Absperrorgans 6,
bis das erste Absperrorgan 6 ebenfalls in die geschlossene
Position zurück
geht, wobei es die Zufuhr von Druckgas an den Verbraucher unterbricht,
welcher Verbraucher in diesem Falle die Auslösevorrichtung 26 ist.
Die Reinigungsvorrichtung 22 bleibt somit für eine bestimmte
Zeit im nicht aktiven Zustand, und zwar bis durch die Wirkung einer
erneuten Verstopfung des Filters 21 die Druckdifferenz Δp zwischen
den Bereichen des Filters über
einen bestimmten Wert hinausgeht, wobei sie einen neuen Zyklus des
oben beschriebenen Typs auslöst.
-
Im
Falle eines Ventils, das mit einem Sammelbehälter 20 versehen ist,
ist der Betrieb folgender. Beim Öffnen
des ersten Absperrorgans 6 wird der Behälter unter Druck gesetzt. Beim
Schliessen des ersten Absperrorgans liefert der Behälter 20 einen Vorrat
an Druckgas an den Auslass 5 des Ventils 1, welches
dann an den aussen liegenden Verbraucher geleitet wird. Im Falle
der in 2 gezeigten Anwendung versetzt die Verwendung
des Sammelbehälters 20 die
Filterreinigungsvorrichtung 22 in die Lage, auch dann zu
arbeiten, nachdem die Druckdifferenz Δp zwischen den Bereichen, dem
verschmutzten und dem sauberen, unter den Grenzwert zurück gegangen
ist, der das Öffnen
der Absperrorgane 6 und 9 bewirkt. Die Zeit, in
welcher die Reinigungsvorrichtung 22 auch nach dem Rückgang der
Druckdifferenz auf unterhalb des Grenzwertes Δp aktiv ist, hängt von
dem Volumen des Sammelbehälters 20 ab.
-
Das
Regelventil 1 befähigt
die Mittel zum Reinigen des Filters 21 nur, wenn dies auch
tatsächlich
notwendig ist, das heisst wenn der Filter verstopft ist, was durch
das Ablesen der Druckdifferenz Δp zwischen
den verschmutzten und sauberen Bereichen erfasst wird.
-
Vorteilhafterweise
hat das Ventil 1 keinerlei elektrische Auslösung, sondern
wird vollkommen durch pneumatische Mittel aktiviert.
-
Versuche
haben gezeigt, dass das Ventil nach der Erfindung sich selbst sauber
hält, obwohl
es normalerweise in staubigen Umgebungen arbeitet, weshalb es nur
einer sehr gemässigten
Wartung bedarf. Insbesondere hat man herausgefunden, dass die Menge
des Staubes, der durch die mit dem verschmutzten Bereich des Filters 21 verbundene
Steuerleitung 29 in das In nere des Ventils eindringt, verhältnismässig gering
ist und auf jeden Fall nicht von einer solchen Menge, die Probleme
für den
Betrieb des Ventils 1 schaffen könnte.
-
Das
Ventil nach der Erfindung könnte
bei allen Arten von Mitteln zum Auslösen einer Reinigungsvorrichtung
für Filter
angewandt werden, die anders ausgelegt sind als die in der 2 gezeigten.
Zum Beispiel kann das an den Auslass 5 des Regelventils 1 geleitete
Druckgas direkt einem gross bemessenen Absperrventil zugeführt werden,
angeschlossen an eine Druckluftquelle, so dass das Ventil geöffnet werden
kann, um die Druckluft auf die verschmutzten Oberflächen des
Filters zu leiten.