Staubfilter
Die Erfindung betrifft ein Staubfilter mit einem einen oberhalb angeordneten Reingasraum von einem unterhalb angeordneten Staubgasraum unterteilenden Trennboden, mit von oben her in den Trennboden eingesetzten Rohrfiltern, deren obere Enden offen und deren untere Enden verschlossen sind, wobei die Rohrfilter, sich in den Staubgasraum hinein erstreckend, mit ihren oberen Enden in Öffnungen des Trennbodens angeordnet sind, sowie mit im Bereich des offenen Endes jedes Rohrfilters angeordneten Niederhaltern, sowie von den Rohrfiltern räumlich getrennten Reinigungseinrichtungen.
Ein Staubfilter mit diesen Merkmalen ist aus dem Gebrauchsmuster G 94 00 913.9 bekannt. Zur Fixierung der Rohrfilter in den dafür vorgesehenen Öffnungen des Trennbodens dienen starre Bügel, die sich von oben her auf den Rohrfiltern abstützen. Dabei stützt sich jeder Bügel mit seinem einen Ende auf einem der Rohrfilter, und mit seinem anderen Ende auf dem jeweils benachbarten Rohrfilter ab. Die Halterung dieser Bügel wiederum erfordert nicht näher beschriebene zusätzliche Befestigungsmittel, was zum einen eine zum Aufbau des Staubfilters große Gesamtbauteilzahl bedingt, zum anderen müssen an dem Trennboden korrespondierende Befestigungselemente wie etwa Bohrungen, Gewindelöcher o.a. angeordnet sein. Die Herstellung und Montage eines solchen Staubfilters erfordert daher viele Fertigungsschritte und zudem lange Montagezeiten, sowohl bei der Erstmontage als auch beim Austausch einzelner Rohrfilter.
Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, bei einem Staubfilter der eingangs genannten Art eine montagefreundliche, unter Nutzung der konstruktiven Gegebenheiten des Staubfilters mit nur wenigen Einzelteilen auskommende Befestigung der einzelnen Rohrfilter zu schaffen.
Zur L ö s u n g wird bei einem Staubfilter mit den eingangs angegebenen Merkmalen vorgeschlagen, daß sich jeder Niederhalter gegenüber den Reinigungseinrichtungen oder deren Zuleitungen abstützt, und so eine Axialkraft auf das Rohrfilter erzeugt.
Da sich der Niederhalter gegenüber den ohnehin vorhandenen Reinigungseinrichtungen oder deren Zuleitungen abstützt, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Befestigungselemente vorzusehen, wodurch sich Kosten einsparen lassen, da sich die zur Herstellung dieser Teile erforderliche Anzahl Fertigungsschritte reduziert. Darüber hinaus ergibt sich ein Montagevorteil, da die erfindungsgemäße Befestigung des Niederhalters an vorhandenen benachbarten Bauteilen eine für den Monteur gleichermaßen einfache wie auch schnell durchzuführende Montage erlaubt. Denn der Niederhalter ist in einem ersten Schritt lediglich über dem Rohrfilter zu positionieren, bevor dann mit einem weiteren Handgriff die Abstützung gegenüber beispielsweise den benachbarten Reinigungseinrichtungen erfolgt.
Vorteilhaft ist der Niederhalter oberhalb des offenen Endes des Rohrfilters angeordnet, wodurch sich im Aufbau einfache Konstruktionen des Niederhalters sowie des oberen Endes des Rohrfilters realisieren lassen.
In vorteilhafter Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Niederhalter in Axialrichtung des Rohrfilters federnd ausgeführt und gegen das obere Ende des Rohrfilters vorgespannt ist. Durch diese Vorspannung wird das obere Ende des Rohrfilters auch bei maximaler Filterleistung und den dabei herrschenden Druckverhältnissen zuverlässig in der Öffnung des Trennbodens fixiert. Denn die auf das Rohrfilter wirkende Vorspannkraft ist so gewählt, daß das Rohrfilter auch bei größeren Druckdifferenzen zwischen Rein- und Staubgasraum stets druckdicht in der Öffnung des Trennbodens anliegt, so daß ausschließlich die zuvor das Rohrfilter durchlaufende und damit gereinigte Luft in den Reingasraum gelangen kann.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, daß der Niederhalter mit über seinem Umfang verteilten federnden Abschnitten versehen ist, deren äußere Enden sich gegenüber den Reinigungseinrichtungen oder deren Zuleitungen abstützen. Wenn die sich mit ihren Enden abstützenden federnden Abschnitte gleichmäßig über dem Umfang verteilt sind, ergibt sich eine symmetrische Kraftverteilung bezogen auf das obere Ende des Rohrfilters, wodurch dieses zuverlässig an dem Trennboden fixiert ist. Die Anzahl der über den Umfang verteilten, federnden Abschnitte kann dabei z.B. entsprechend der Anzahl der Anzahl der unmittelbar benachbarten Reinigungseinrichtungen gewählt werden. Es ist aber auch möglich, daß die Anzahl der federnden Abschnitte so gewählt wird, daß nur jede zweite Reinigungseinrichtung zur Abstützung des Niederhalters beiträgt. Auch ist es möglich, den Niederhalter mit nur einem einzigen federnden Abschnitt zu versehen.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die federnden Abschnitte radial von dem im übrigen eine ringförmige Gestalt aufweisenden Niederhalter nach außen abstehende, federnde Arme sind. Dies ermöglicht einen konstruktiv einfachen Aufbau des Niederhalters, dessen ringförmiger Bereich auf dem öffnungsseitigen, oberen Ende des Rohrfilters unter einer Axialkraft aufliegt, die von den federnden Armen bereitgestellt wird. Die federnden Arme sind in Länge sowie Federkraft auf die bei maximaler Filterleistung herrschende Druckdifferenz angepaßt. Über die Länge der Arme ist ferner eine Anpassung an den Abstand der benachbarten Reinigungseinrichtungen bzw. deren Zuleitungen möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Enden der federnden Abschnitte in an den Reinigungseinrichtungen vorgesehenen Ausnehmungen von unten her eingreifen und so verriegelt sind. Indem die federnden Abschnitte von unten her jeweils in eine Ausnehmung eingreifen, die nach oben hin begrenzt ist, erfolgt unter Vermeidung zusätzlicher Bauteile eine konstruktiv einfache Abstützung des Niederhalters in axialer Richtung und entgegen der auf das Rohrfilter erzeugten Axialkraft.
Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Niederhalter aus zwei miteinander verbundenen Draht- oder Blechformteilen zusammengesetzt ist. Derartige Draht- bzw. Blechformteile lassen sich kostengünstig mit Hilfe bekannter Fertigungsverfahren, wie beispielsweise Stanzen, Biegen usw., herstellen. Die anschließende Verbindung kann auf einfache Weise z.B. durch Punktschweißen erfolgen. Daneben ist es natürlich auch möglich, den Niederhalter als einteiliges Stanzteil oder als ein aus Kunststoff gefertigtes Spritzgußteil auszuführen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Staubfilters werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen und Einzelheiten der Erfindung weglassenden Darstellung ein Staubfilter für industrielle Anwendungen mit einer Vielzahl darin eingesetzter Rohrfilter;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des oberen Endes eines in einen Trennboden eingesetzten Rohrfilters;
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Fig. 3 in einer teilweise geschnittenen Darstellung einen stark vergrößerten Ausschnitt der in Fig. 2 mit III bezeichneten Einzelheit;
Fig. 4 in einer Draufsicht eine Einzelteildarstellung eines Niederhalters;
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Rohrfilter, dessen benachbarte Reinigungseinrichtungen sowie den Niederhalter zur Erläuterung der Montage und Positionierung des Niederhalters;
Fig. 6 die Gegenstände nach Fig. 5 nach Abschluß der Montage des Niederhalters und
Fig. 7 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht mit zusätzlicher Darstellung von Reinigungseinrichtungen sowie deren Waschmittelzuleitungen auf der Oberseite des Trennbodens.
Fig. 1 zeigt in einer Übersichtsdarstellung ein Staubfilter für industrielle Anwendungen. Dieses besteht aus einem vertikal ausgerichteten, vorzugsweise zylindrischen Gehäuse 1 , welches durch einen horizontal angeordneten Trennboden 2 in einen unten liegenden Staubgasraum 3 höheren Innendrucks und einen oben liegenden Reingasraum 4 niedrigeren Innendrucks unterteilt ist. Der Trennboden 2 ist nach Art eines Rohrbodens gestaltet und verfügt über eine Mehrzahl von vorzugsweise kreisrunden Öffnungen für darin eingesetzte, langgestreckte Filterelemente. Vorzugsweise ist der Rohrboden 2 eine ebene Stahlplatte, vorzugsweise aus Edelstahl. Bei den gleichmäßig über den Trennboden 2 verteilten Filterelementen handelt es sich um Rohrfilter 5, deren untere Rohrenden bei 5a verschlossen sind, wohingegen die oberen Enden 5b der Rohrfilter 5 zwecks Durchströmung offen sind. Die Rohrfilter 5 sind von oben her in die Öffnungen in dem Trennboden 2 eingehängt. Die wirksame Filterfläche wird durch die Mantelfläche der zylindrisch gestalteten Filterelemente gebildet. Es können auch mehrere Filterelemente so zueinander angeordnet sein, daß sie eine Gruppe bzw. ein Filterbündel bilden.
Zum Reinigen und damit Regenerieren der einzelnen Rohrfilter 5 befinden sich oberhalb ihrer Öffnungen Druckluftquellen eines Druck-Impuls-Injektorsystems, mit dessen Hilfe kurzzeitig ein starker Luftstrahl von oben her in die Rohrfilter 5 abgegeben werden kann, so daß diese von dem an ihren Außenflächen ausfiltrierten Staub oder dem staubhaltigen Produkt gereinigt werden, wie dies im rechten Teil von Fig. 1 angedeutet ist. Das Staubfilter verfügt darüber hinaus über Reinigungseinrichtungen nach Art von Wascheinrichtungen, die zur
Reinigung der Filterelemente innerhalb der Staubgasraumes Waschflüssigkeit eindüsen. Einzelheiten dieser Wascheinrichtungen sind z.B. in der EP O 719 577 B1 beschrieben.
Das Material der schlauchförmigen Rohrfilter 5 ist gasdurchlässig, jedoch von so feiner Porosität, daß sich die Staubpartikel an der Außenfläche fangen. Für diesen Einsatzzweck bekannt sind z. B. Polyesterfliese. In jedem der Rohrfilter 5 befindet sich ein aus senkrechten und waagerechten Stäben oder Drähten zusammengesetzter Stützkorb. Der Stützkorb gibt dem schlauchförmigen Rohrfilter Formstabilität bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer ausreichend großen Durchtrittsfläche für das zu reinigende Gas.
Fig. 2 zeigt das obere Ende 5b eines der Rohrfilters 5 einschließlich jenes Bereiches des Trennbodens 2, in welchem das betreffende Rohrfilter 5 sitzt. Zu erkennen ist, daß das obere Ende 5b des Rohfilters 5 gegenüber dem übrigen Durchmesser des Rohrfilters 5 radial erweitert ist und auf der Oberseite 12 des Trennbodens 2 aufliegt. In gewissem seitlichen Abstand zum Rohrfilter 5 sind zwei Reinigungseinrichtungen 50 ebenfalls an dem Trennboden befestigt, die über die Waschdüsen 52 Waschflüssigkeit in den Staubgasraum eindüsen, wie dies durch die Pfeile angedeutet ist.
Auf dem oberen Ende 5b des Rohrfilters 5 ist ein Niederhalter 53 zu erkennen. Dieser ist beim Ausführungsbeispiel mit insgesamt vier nach Art von Armen gestalteten federnden Abschnitten 54 versehen, die sich gegenüber den Reinigungseinrichtungen 50 abstützen, und so die das Rohrfilter 5 in seiner Position sichernde Axialkraft erzeugen.
Weitere Einzelheiten der Befestigung des Rohrfilters 5 in der Öffnung des Trennbodens 2 läßt noch besser Fig. 3 erkennen, bei der es sich um eine detaillierte Schnittdarstellung handelt. Der in dem Rohrfilter 5 angeordnete Stützkorb stützt sich mit seinem unteren Ende gegen das verschlossene Filterschlauchende 5a ab und ragt mit dem oberen Ende 13 aus dem Rohrfilter 5 heraus. Dieses obere Ende 13 ist durch zweifaches Biegen um insgesamt etwa 180° umgebogen, so daß es sich auf der Oberseite 10 des Trennbodens 2 abstützt und hierdurch das Rohrfilter 5 entgegen seiner Gewichtskraft in der Öffnung des Trennbodens 2 hält. Hierdurch wird auch eine Erdung des aus mehreren Drähten zusammengesetzten Stützkorbes gegen elektrostatische Aufladung erzielt.
Zur Unterstützung des Druck-Impuls-Injektorsystems ist ferner eine Einlaufdüse 16 vorhanden, bestehend aus einem horizontalen Flansch 17, welcher über eine sanfte Rundung 18 in eine in das Rohrfilter 5 hinein führende Hülse 19 übergeht. Vorzugsweise ist
die Einlaufdüse 16 in geeigneter Weise oben an dem Stützkorb fixiert, etwa durch eine Bajonettsicherung. Beim Ausführungsbeispiel liegt der Niederhalter 53 auf der Einlaufdüse 16 von oben her auf. Daneben ist es natürlich auch möglich, daß der Niederhalter 53 unmittelbar auf dem oberen Ende 5b des Rohrfilters 5, oder auf anderen mit dem Rohrfilter 5 fest verbundenen Bauteilen anliegt und so eine nach unten gerichtete Axialkraft auf das Rohrfilter 5 ausübt.
Weiter läßt Fig. 3 ein Klemmelement 22 in Form eines wellenförmig gestalteten Rings erkennen, welches zwischen sich und dem Rand der Öffnung des Trennbodens 2 das Filtermaterial des Rohrfilters 5 gemeinsam mit dem weiteren Ring 43 einklemmt. Das Filtermaterial des Rohrfilters 5 ist auf der Höhe der beiden Ringe 22, 43 von einem das Rohrfilter radial erweiternden Filzring 42 umgeben. Der Filzring 42 ist fest mit dem Schlauchmaterial verbunden und stützt sich auf der Oberseite 10 des Trennbodens 2 ab, wobei er sich noch innerhalb der umgebogenen freien Enden 13 des Stützkorbes befindet.
Die Filter-Waschelemente 50 werden im Rahmen einer doppelten Funktion dazu herangezogen, die Rohrfilter 5 über den Niederhalter bzw. dessen federnde Arme 54 von oben her gegen den Trennboden 2 zu drücken und so zu fixieren. Einzelheiten des Niederhalters 53 läßt Fig. 4 erkennen. Der Niederhalter ist im wesentlichen ringförmig, wobei eine Anzahl von beim Ausführungsbeispiel insgesamt vier federnden Armen sich in radialer Richtung von dem ringförmigen Anschnitt weg erstrecken. Der ringförmige Abschnitt liegt auf dem oberen Ende 5b des Rohrfilters 5 auf, die freien Enden der Arme 54 sind zur Seite hin biegsam und auf diese Weise an den Reinigungseinrichtungen 50 verriegelbar. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse der Reinigungselemente 50 mit Ausnehmungen 55 versehen, in die die Arme 54 von unten her formschlüssig eingreifen, und auf diese Weise verriegelbar sind.
Der Niederhalter 53 ist beim Ausführungsbeispiel aus zwei gleichermaßen gestalteten Drahtformteilen zusammengesetzt, wodurch dessen Herstellung besonders günstig erfolgen kann. Die Drahtformteile weisen zwei geradlinige Endbereiche und einen sich über einen Winkelbereich von in etwa 270° erstreckenden Kreisbereich auf und werden durch Ablängen und anschließendes Biegen hergestellt. Jeweils zwei solcher Drahtformteile werden in um 180° gegeneinander verdrehter Position aufeinander gelegt und z.B. miteinander verschweißt oder verklammert. Daneben ist es natürlich auch denkbar, die Niederhalter 53 in einem einzigen Arbeitsschritt als Stanz- oder Spritzgußteil herzustellen.
Die Montageprinzip des Niederhalters 53 ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Zunächst wird der Niederhalter 53 vom Monteur in eine Position auf dem oberen Ende 5b des Rohrfilters 5 gebracht. Anschließend werden die Enden der federnden Arme 54 durch Drehen oder seitlichen Verschwenken in die Ausnehmungen der Reinigungseinrichtung gebracht.
In Fig. 7 ist schließlich eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung des Rohrfilters 5 zu sehen, bei welcher zusätzlich die Waschmittelzuleitungen 51 dargestellt sind. Auch gegenüber diesen Zuleitungen 51 ist die Abstützung des Niederhalters möglich.
Bezugszeichenliste
Gehäuse
Trennboden
Staubgasraum
Reingasraum
Rohrfilter a unteres Rohrende b oberes Rohrende
Staubaustritt 0 Oberseite 1 Unterseite 3 Ende 2 Klemmelement, Ring 2 Filzring 3 Zusatzring 0 Reinigungseinrichtung 1 Zuleitung, Waschmittelzuleitung 2 Waschdüse 3 Niederhalter 4 federnder Abschnitt, Arm 5 Ausnehmung