NO152731B - Filtreringsapparat av filterposetypen, med luftfordelingsroer av spioralkonstruksjon - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et filtreringsapparat av typen med langstrakte, rørformede filterposer for fjerning av partikkelformig materiale fra en luft- eller gasstrøm. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen et slikt filtreringsapparat med en forbedret luftfordelerkonstruksjon anordnet i langstrakte, avstivende bur som holder filterposene utspilet.

I oppfinnerens US patentskrift nr. 4 231 770 er det beskrevet en teknikk for rengjøring av gassgjennomtrengelige filterposer som normalt oppsamler støv, sot og annet partikkelformig materiale på de utvendige flater etterhvert som den filtrerte luft blåses ut gjennom filterposenes åpne utløps-ender. I tillegg til det vanlige rørformede, avstivende bur inne i hver rørformede filterpose er der i henhold til nevnte patentskrift anordnet et hult, perforert luftfordelingsrør som strekker seg i lengderetningen på innsiden av hvert bur og den respektive filterpose og kommuniserer med posens utløpsende, slik at når en motsatt rettet strøm av renseluft med visse mellomrom ledes inn i filterposens utløpsende, blir luften spredd av fordelerrøret og mer jevnt fordelt på filterposen. En slik mer ensartet fordeling av den motsatt rettede strøm av renseluft resulterer i en meget effektiv rengjøring av filterposen, samtidig med at også overdreven bøying av filterposen reduseres og likeledes slitasjen på denne. Der-

ved økes effektiviteten av filtreringsapparatet, samtidig med at filterposens brukstid økes betydelig.

Under den tidlige utvikling av luftfordelingsrøret

ifølge nevnte patentskrift ble det benyttet luftfordelingsrør av sammenrullet form, dvs. de ble fremstilt ut fra en perforert metallplate hvis motstående langsgående kanter ble lagt over hverandre og festet sammen, såsom ved sveising og/eller nagling, for dannelse av en skjøt som strakte seg parallelt med fordelingsrørets akse. Skjønt fordelingsrør av sammenrullet form har kunnet anvendes med ganske godt resultat for spredning og fordeling av den motsatt rettede strøm av renseluft på de respektive filterposer under rengjøringsoperasjonene, har det vist seg at fordi den langsgående skjøt i hvert av de "sammenrullede"luftfordelingsrør er ugjennomhullet, har

skjøten tendens til å hemme den utadrettede strømning av renseluft i en smal sone i den rørformede filterposes lengde-lengderetning. Da det likeledes er ønskelig at fordelingsrøret over hele overflaten er forsynt med relativt små, tett fordelte perforeringer, har det vært ønskelig å konstruere slike sammenrullede fordelingsrør av relativt tykt platemetall, slik at de ikke så lett vil bøyes eller beskadiges på annen måte under den normale håndtering av fordelingsrørene under fremstilling, lagring og installasjon.

Det er følgelig et mål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et filtreringsapparat av den beskrevne type, med luftfordelingsrør av forbedret stivhet og stabilitet og som hovedsakelig eliminerer det problem med strømningshemning som de langsgående skjøter i de sammenrullede luftfordelings-rør hittil har representert. Luftfordelingsrøret som anvendes

i henhold til oppfinnelsen, er likeledes av en slik konstruksjon at det kan fremstilles av en relativt lett metallplate, sammenlignet med de hittil anvendte metallplater, og har forbedret stivhet og stabilitet, slik at det mer effektivt bibeholder sin form og forblir uskadd under normal behandling og bruk og dessuten utgjør et mer økonomisk fremstilt produkt.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes der således et filtreringsapparat av den beskrevne type, nemlig av den type som har minst én rørformet filterpose gjennom hvilken en partikkelholdig gass føres for filtrering og tilbakeholdelse av det partikkelformige materiale på posens utside,

med uttagning av den filtrerte gass gjennom posens utløpsende, i hvilket apparat filterposen understøttes av et rørformet bærebur anordnet inne i filterposen og et hult luftfordelings-rør strekker seg i lengderetningen inne i det rørformede bærebur og kommuniserer med filterposens utløpsende, og i hvilket apparat filterposen rengjøres ved at der i motsatt retning av den normale strømningsretning periodisk sendes en strøm av renseluft inn gjennom posens utløpsende, slik at det hule luft-fordelingsrør sprer og fordeler den tilførte luft for å avstedkomme en mer effektiv rengjøring av filterposen og likeledes for å unngå overdreven bøying av filterposen og slitasje på denne. Det nye filtreringsapparat er særpreget ved at

det hule luftfordelingsrør er fremstilt av en perforert, spiralviklet strimmel av platemetall, hvis tilstøtende sidekanter overlapper hverandre i låsende inngrep i hverandre og danner en ikke-perforert, forsterket skjøt som strekker seg i en spiral rundt luftfordelingsrøret og strukturelt forsterker rørets omkrets. Derved blir det mulig å anvende en relativt tynn metallplate ved fremstillingen av luftfordelingsrøret, og man unngår tilstedeværelsen av et luftstrømningshindrende, ikke-perforert, rettlinjet område som strekker seg langs luftfordelingsrøret, slik som i de tidligere kjente luftfor-delingsrør av sammenrullet form.

Noen av de trekk og fordeler som er knyttet til oppfinnelsen, er omtalt i det ovenstående, mens andre vil tre frem av den følgende, mer detaljerte beskrivelse, hvor det henvises til de vedføyede tegninger. På disse tegninger viser fig. 1 et skjematisk vertikalsnitt gjennom et filtreringsapparat av typen hvor der anvendes flere rørfiltere av posetypen, mens fig. 2 er et sideriss av en montasje av et filter av posetypen, delvis i snitt, og viser filterposen, dens avstivende bur og det hule fordelingsrør ifølge oppfinnelsen, fig. 3 er et sideriss av en del av en perforert strimmel av platemetall anvendt for fremstilling av det forbedrede, hule luftfordelingsrør ifølge oppfinnelsen, fig. 4 er et for-størret sideriss av et mellomparti av luftfordelingsrøret vist på fig. 2, fig. 5 er et utsnitt av et lengdesnitt gjennom luftfordelingsrørets vegg, hovedsakelig etter linjen 5 - 5 på fig. 4, og fig. 6 er et forstørret delriss av en foretrukken form av den skjøt .som binder sammen tilstøtende kanter av den perforerte strimmel av spiralviklet platemetall som danner det forbedrede, hule luftfordelingsrør.

Fig. 1 illustrerer et konvensjonelt filtreringsapparat av den type hvor det gjøres bruk av langstrakte, poselignende rørfiltere. Filteringsapparatet innbefatter et filterhus 10, som vanligvis betegnes "posehus", som med en horisontal vegg 11 er inndelt i et nedre filtreringskammer 12 og et øvre uttakskammer 13 for filtrert luft. En rekke langstrakte, hule, rørformede filterposer, angitt ved henvisningstall 14, er montert hovedsakelig vertikalt i filtreringskammeret 12,

med de øvre ender festet til den horisontale'skillevegg 11.

De øvre ender av de respektive filterposer 14 kommuniserer

med uttakskammeret 13 for den filtrerte luft via huller i veggen 11.

Gjennom en innløpsrørledning 15 føres partikkelholdig gass inn i filtreringskammeret 12, hvor gassen strømmer rundt de respektive filterposer 14 og deretter strømmer gjennom de gassgjennomtrengelige filterposer, mens det partikkelformige materiale frafiltreres og tilbakeholdes på filterposenes ytterflate. Etter å ha strømmet inn i filterposenes 14 indre strømmer den filtrerte gass i retning oppad gjennom filterposenes utløpsender og inn i uttakskammeret 13 for den filtrerte luft. Fra dette kammer føres den filtrerte gass ut gjennom en utløpsrørledning 16.

Etterhvert som det partikkelformige materiale bygger seg opp på filterposenes 14 utside, blir det nødvendig å rengjøre filterposene ved å fortrenge det oppsamlede partikkelformige materiale fra disse. Dette oppnåes ved at man med mellomrom retter en strøm av renseluft gjennom filterposene 14. Som angitt i ovennevnte US patentskrift nr. 4 231 770

kan den motsatt rettede strøm av renseluft tilveiebringes ganske enkelt ved at man periodisk fører komprimert luft inn i uttakskammeret 13 for filtrert luft, mens strømningen av luft fra uttakskammeret til utløpsrørledningen 16 blok-keres, slik at den komprimerte luft føres i motsatt retning inn i utløpsendene av de respektive filterposer 14. I det viste filtreringsapparat rettes renseluft fra en kilde 17

for komprimert luft i form av separate luftstråler inn i de åpne, øvre ender av filterposene 14 via respektive dyser 20 som er forbundet med kilden 17 for komprimert luft via reguleringsventiler 21. Reguleringsventilene 21 er normalt lukkede og blir periodisk hurtig åpnet ved hjelp av en egnet styreanordning 22. Det partikkelformige materiale som fjernes fra filterposene 14, kan oppsamles i den nedre seksjon av filterhuset 10 og kan fjernes ved hjelp av en hvilken som helst egnet innretning, såsom en skruetransportør 23.

Fig. 2 viser de forskjellige komponenter av en filter-montasje. Som vist er hver enkelt langstrakt, rørformet filterpose 14 fremstilt av et gassgjennomtrengelig stoff og har strømpelignende form, med en åpen ende og en lukket ende. Filtermontasjen innbefatter likeledes en langstrakt, rør-formet bæreramme 26, som vanligvis betegnes "bur". Bærerammen eller buret 26 har en åpen veggstruktur for å tillate uhindret strømning av luft gjennom denne, og buret er i typiske til-feller fremstilt av tykk ståltråd. Bærerammen eller buret 26 har en utadrettet kant eller flens 27 i den øvre ende for å feste buret til filterhusets stort sett horisontale vegg 11,

og den nedre ende av buret 26 er lukket med en ikke vist ende-plate. Som videre angitt i nevnte US patentskrift nr. 4 231 770 er buret 26 tilpasset for anbringelse på innsiden av den respektive rørformede filterpose 14, for å holde filterposen utspilet og hindre den i å klappe sammen under filtreringsoperasjonen, når den partikkelformige gass strømmer inn gjennom posen.

Som et hjelpemiddel for å oppnå effektiv rengjøring av hver filterpose er der i hvert rørformet bur 26 anordnet et forbedret, hult, perforert luftfordelingsrør 30. Luftfordelings-røret 30 tjener det samme formål som luftfordelingsrøret ifølge nevnte US patentskrift nr. 4 231 770, men det nye luftfordelingsrør er av en forbedret konstruksjon for å gi det stivhet og stabilitet og for hovedsakelig å eliminere problemet med blinde soner som skyldes de langsgående sømmer på de hittil anvendte luftfordelingsrør av sammenrullet form.

Som vist er luftfordelingsrøret 30 av en størrelse

som er avpasset for innføring i det hule bur 26 i dettes lengderetning. Fordelingsrøret 30 er fortrinnsvis forsynt med en utadragende leppe eller flens 31 i dets øvre ende for å lette monteringen av fordelingsrøret i det rørformede støttebur

26. Fortrinnsvis er diameteren av fordelingsrøret 30 så stor som mulig, for å sikre at fordelingsrørets tverrsnittsareal blir så stort som mulig, samtidig som det tillates tilstrek-kelig klaring mellom fordelingsrøret og buret 26 til å mulig-gjøre innføring av fordelingsrøret i buret 26, og til å sikre at fordelingsrøret ikke kommer i vesentlig kontakt med det omgivende bur 36 og filterposen 14. I et typisk filtreringsapparat ifølge oppfinnelsen ble et luftfordelingsrør 30 med en utvendig diameter på ca. 88,9 mm benyttet sammen med en filterpose 14 av diameter ca. 101,6 mm.

Som vist på fig. 2 har luftfordelingsrøret 30 en lengde som er noe mindre enn den totale lengde av bæreburet 26, og såvel den øvre som den nedre ende av fordelingsrøret 30 er åpne. Aller helst bør fordelingsrøret 30 ha en lengde som er fra to tredjedeler til tre fjerdedeler av burets 26 totale lengde. Det har imidlertid vist seg at også lengder som er betydelig mindre enn disse foretrukne lengder, fortsatt gir meget gunstige resultater, sammenlignet med de resultater som oppnåes i henhold til de kjente arrangementer hvor der ikke benyttes noe fordelingsrør.

Som angitt i nevnte US patentskrift nr. 4 231 770 har det vist seg at en av hovedgrunnene til at det ble oppnådd en lite effektiv rengjøring med det konvensjonelle filterpose-arrangement er at pulsen eller støtet av motsatt rettet renseluft ble konsentrert til området nær det sted hvor luften strømmet inn i filterets indre, nemlig nær filterets utløps-ende. Virkningen av den motsatt rettede strøm av renseluft var nærmest null i den andre ende av filteret, lengst borte fra luftuttaket. Mens således filterets utløpsende ble på-virket av den motsatt rettede strøm av renseluft, og faktisk kan ha blitt rengjort overdrevent godt, ble den andre ende av filteret praktisk talt ikke rengjort. Som følge herav ble filterposen ikke utnyttet effektivt for filtrering i hele sin lengde, og følgelig ble filterets virkningsgrad lavere enn man kunne ønske. Det hule, perforerte fordelingsrør ifølge nevnte US patentskrift er i likhet med fordelings-røret som nu tilveiebringes,i stand til å avsted-

komme den ønskede spredning og fordeling av pulsen eller støtet av rengjøringsluft over hele filterposen, slik at der oppnåes mer effektiv rengjøring av filterposen.

For å bibringe luftfordelingsrøret stivhet og stabilitet, samtidig som man hovedsakelig eliminerer problemet med blinde soner som skyldes de langsgående sømmer i de hittil anvendte luftfordelingsrør av sammenrullet form er det hule luftfordelingsrør 30 som her beskrives dannet ut fra en perforert strimmel av spiralviklet platemetall. En del av en slik strimmel er angitt ved 34 på fig. 3 i den tilstand i hvilken strimmelen foreligger før den formes til luftfor-delingsrøret 30. Hensikten er å vise at strimmelen 34 er forsynt med ikke-perforerte randpartier 34a langs de motstående langsgående sidekanter. Den øvrige, større andel av strimmelens 34 bredde er perforert med relativt små perforeringer 35, som er fordelt i relativt tett ordnede tverrstilte rader, idet annenhver rad er forskjøvet i forhold til perforeringene 35

i de mellomliggende rader, slik at radene av perforeringer kan plasseres relativt nær hverandre, uten at fordelingsrøret svekkes i uønsket grad. Skjønt størrelsen av perforeringene ikke er av avgjørende betydning, kan det f.eks. anordnes hull eller perforeringer 35 av diameter ca. 3,175 mm i strimmelen 34. Eksempelvis hadde en platemetallstrimmel 34 som vist på fig. 3, av bredde ca. 152,4 mm, av hvilken det ble fremstilt et typisk luf tfordelingsrør 30 av diameter 88,9mmmed perforeringer 35 av diameter 3,175 mm ordnet i tverrgående rader hvis sentere var anordnet på ca. 4,762 mm avstand fra hverandre, mens avstanden fra senter til senter mellom hvert nabopar av perforeringer 35 i to naborader likeledes var ca. 4,762 mm.

Av figurene 4, 5 og 6 vil det sees at mot hverandre vendende sidekanter av strimmelen 34 er forbundet med hverandre ved hjelp av en skjøt vist generelt ved 36, hvor de mot hverandre orienterte sidekanter av strimmelen 34 overlapper hverandre i låsende inngrep i hverandre, idet skjøten 36 snor seg i spiral rundt luftfordelingsrøret fra den ene ende av dette til den andre. Som best vist på figurene 5 og 6 er skjøten36 dannet av de mot hverandre vendende ikke-perforerte partier 34a av strimmelen 34, idet disse partier brettes 180° og bringes i låsende inngrep i hverandre. Det er imidlertid å merke at den innvendige overflate av luftfordelings-røret 30 er hovedsakelig glatt over hele rørets lengde, idet de spiralformede sammenlåsende partier av strimmelen som utgjør skjøten 36 strekker seg mot utsiden og ikke mot innsiden av fordelingsrøret, under dannelse av et fortykket parti som gir luftfordelingsrøret 30 stivhet og derved gir det styrke til å motstå sammenpressing.

For ytterligere å forbedre styrken av "det forbedrede luftfordelingsrør 30 er det ønskelig at bredden av den perforerte strimmel 34, vist på fig. 3, er slik at stigningen av den spiralformede skjøt 36 ikke er større enn ca. to ganger diameteren av røret 30, for derved å gi røret en vesentlig trykkfasthet.

Dessuten bør minstebredden av strimmelen 3 4 og stigningen av skjøten være tilstrekkelige til at på hverandre følgende omdreininger av skjøten 36 ikke kommer så nær hverandre at de i uønsket grad hemmer luftstrømmen gjennom rørveggen.

Et typisk luftfordelingsrør 30 anordnet i henhold til oppfinnelsen hadde en diameter på 88,9 mm og var fremstilt av

en perforert metallstrimmel 34 av bredde ca. 152,4 mm, idet sømmen 36 var ca. 7,938 mm bred og spiralens stigning var ca. 139,7 mm.

Det vil forståes at de partier 34a av mot hverandre vendende sidekanter av strimmelen 34 som danner skjøten, er hovedsakelig eller helt ikke-perforerte gjennom skjøten 36, hvilket ytterligere forbedrer den styrke som den spiralformede skjøt 36 bibringer luftfordelingsrøret 30. Det vil forståes at perforeringene 35 i strimmelen 34 er relativt små og er fordelt stort sett ensartet over hele strimmelens 34 lengde og en vesentlig del av dens bredde, men ikke er til-stede i partier av de mot hverandre vendende sidekanter av strimmelen 34 som danner skjøten 36.

Da perforeringene 35 er dannet i tverrgående rader i strimmelen 34, slik det fremgår av fig. 3, før strimmelen 34 er blitt formet til spiralrøret 30, vil det ut fra fig. 4 forståes at perforeringene kan ordnes i rader som strekker seg diagonalt i forhold til luftfordelingsrørets 30 lengdeakse .

Det sees således at de hverandre overlappende og sammenlåsende sidekanter av strimmelen 34 danner en ikke gjennomhullet spiralformet skjøt som strukturelt forsterker røret i dets omkrets, og at man derved unngår tilstedeværelsen av et luftstrømningshindrende ikke-perforert rettlinjet område som strekker seg i rørets lengderetning, slik som i de tidligere kjente luftfordelingsrør av enkel, sammenrullet form. Det har vist seg at spiralviklede luftfordelingsrør av platemetall av den utformning som her beskrives,

har forbedret stivhet og stabilitet selv når de er fremstilt av relativt lette metallplater, sammenlignet med de tyngre metallplater av hvilke sammenrullede fordelingsrør tidligere er blitt fremstilt for å oppnå den ønskede stivhet og stabilitet .

Eksempelvis er tidligere et luftfordelingsrør av sammenrullet type og av diameter 88,9 mm blitt fremstilt av 24 gauge plater av rustfritt stål med tykkelse ca. 0,597 mm og

2

vekt ca. 4,77 kg/m . Et fordelingsrør av samme størrelse fremstilt ved spiralvikling som her beskrevet kunne fremstilles av en relativt lett, 28 gauge plate av rustfritt stål, dvs. en plate som var ca. 0,381 mm tykk og som veiet ca.

3,07 kg/m 2. Luftfordelingsrøret av spiralviklet metallplate ble således fremstilt av metall med tykkelse og vekt som var ca. en tredjedel lavere enn for de samme luftfordelings-rør av samme størrelse med en sammenrullet type, samtidig som det oppviste forbedret stivhet og stabilitet sammenlignet med rørene av den sammenrullede type. Den forbedrede stivhet av disse spiralviklede rør kunne lett påvises direkte ved håndtering av rørene og ved forsøk på manuelt å presse sammen eller deformere disse for å danne fordypninger i dem. Det gjorde seg gjeldende en betydelig motstand i det spiralviklede rør mot slike trykkpåkjenninger, sammenlignet med de tyngre metallrør av den sammenrullede type, fremstilt av metallplater med større tykkelse. Eksempelvis oppviste røret av sammenrullet type meget liten motstand mot deformering som følge av relativt svake trykk utøvet med hånden. Det spiralviklede rør kunne på den annen side bare deformeres eller trykkes inn ved manuelle trykk som var betydelig større enn de trykk som lett trykket inn røret av sammenrullet type.

Det vil således forståes at luftfordelingsrøret av spiralviklet metallplate som her beskrives er av forbedret konstruksjon selv når det er dannet av metall med lettere vekt. Ved anvendelse av metallplater av lettere vekt oppnåes det derfor en vesentlig besparelse av frem-stillingskostnadene, samtidig som håndtering, transport og installasjon av rørene lettes.

Claims (6)

1. Filtreringsapparat av den type som har minst én rør-formet filterpose (14) gjennom hvilken en partikkelholdig gass føres for filtrering og tilbakeholdelse av det partikkelformige materiale på posens utside, med uttagning av den filtrerte gass gjennom posens utløpsende (ved 13), i hvilket apparat filterposen understøttes av et rørformet bærebur (26) anordnet inne i filterposen og et hult luftfordelingsrør (30) strekker seg i lengderetningen inne i det rørformede bærebur og kommumiserer med filterposens utløpsende, og i hvilket apparat filterposen rengjøres ved at der i motsatt retning av den normale strømningsretning periodisk sendes en strøm av renseluft inn gjennom posens utløpsende (ved 13), slik at det hule luftfordelingsrør (30) sprer og fordeler den tilførte luft for å avstedkomme en mer effektiv rengjøring av filterposen og likeledes for å unngå overdreven bøying av filterposen og slitasje på denne, karakterisert ved at det hule luftfordelings-rør (30) er fremstilt av en perforert, spiralviklet strimmel (34) av platemetall, hvis tilstøtende sidekanter overlapper hverandre i låsende inngrep i hverandre og danner en ikke-perforert, forsterket skjøt (36) som strekker seg i en spiral rundt luftfordelingsrøret (30) og strukturelt forsterker rørets omkrets.

2. Filtreringsapparat ifølge krav 1, karakterisert ved at perforeringene (35) i strimmelen (34) er relativt små og er hovedsakelig jevnt fordelt over strimmelens lengde og over en vesentlig del av dennes bredde, men ikke forefinnes i de partier (34a) av strimmelens motstående sidekanter som danner nevnte skjøt (36) .

3. Filtreringsapparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at perforeringene (35) er ordnet i rader som strekker seg diagonalt i forhold til luftfordelingsrørets (30) lengdeakse.

4. Filtreringsapparat ifølge krav 3, karakterisert ved at perforeringene (35) i annenhver rad er forskjøvet i forhold til perforeringene i de mellomliggende rader, slik at radene av perforeringer kan anordnes relativt nær hverandre uten at luftfordelingsrøret (30) svekkes i uønsket grad.

5. Filtreringsapparat ifølge krav 1-4, karakterisert ved at metallplatens tykkelse er ca. 0,381 mm og at stigningen av den spiral som skjøten (36) danner, ikke er større enn ca. to ganger luftfordelings-rørets (30) diameter.

6. Filtreringsapparat ifølge krav 1-5, karakterisert ved at luftfordelingsrøret (30) er hovedsakelig glatt innvendig over hele dets lengde, og at den spiralformede skjøt (36) rager utad fra luftfordelings-røret (30) .