WO2019042496A1 - Vorrichtung und verfahren zum ablösen von staubschichten von dünnwandig hohlen filterkörpern - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ablösen von staubschichten von dünnwandig hohlen filterkörpern Download PDF

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WO2019042496A1
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compressed gas
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gas supply
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Arnold Kalka
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Arnold Kalka
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    • B01D46/04—Cleaning filters
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    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
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    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/70—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter
    • B01D46/71—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter with pressurised gas, e.g. pulsed air

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for detaching dust layers of thin-walled hollow filter bodies made of textile, ceramic or plastic material. Furthermore, it relates to an arrangement for cleaning a filter system.
  • Cylinder-like filter bodies are often used in dust filters, which are traversed by a laden with a dust-laden gas, in particular air or other gases, from outside to inside, wherein the
  • Filtriervorgang be deposited.
  • the purified gases flow over the mostly cylindrical and open on one side open filter body in a clean gas room, from which they are discharged with a rule officially prescribed degree of purity to the atmosphere.
  • the accumulated by the filtration process dust layers on the filter body oppose the gas flowing through, depending on the operating time and dust loading, due to their increasing mass increasing flow resistance.
  • the dust layers deposited on the filter bodies must be removed from the filter bodies at specific time intervals. According to the prior art, this can be achieved by so-called
  • Pressure impulse systems take place.
  • a gas stored at high pressure via fast switching valves, usually diaphragm valves, blown via a blowpipe in the form of a pressure wave in one or more filter body.
  • Filter bodies leads to a Abcurisströmung, which causes a detachment of the dust layers.
  • the filter bodies cleaned in this way are then available almost continuously for a short-term interrupted filter operation.
  • valve outputs are connected to the blowpipes.
  • a method for backwashing filters is known from EP 1 997 547 B1, in which a compressed air tank has a plurality of outlet lines, which are brought together in a nozzle. Each outlet line has a nimble valve, with the opening times of the fast valves, usually diaphragm valves, being tuned to release them
  • Partial pressure pulses arrive simultaneously at a common purge line or the blowpipe.
  • Apparative devices such as compressed gas storage tank and diaphragm valves are required in ever larger nominal widths in order to clean at least the same or even a larger number of filter bodies can.
  • Apparative devices such as compressed gas storage tank and diaphragm valves are required in ever larger nominal widths in order to clean at least the same or even a larger number of filter bodies can.
  • there are technical and economic limits since on the one hand from increasingly larger pressure systems pose greater risk potentials, which require appropriate safety precautions, and on the other diaphragm valves from a certain nominal diameter for the pressure impulse systems considered here due to their inertia are no longer usable.
  • Object of the present invention is to provide a technically and economically improved device for detaching dust layers of thin-walled hollow filter bodies made of textile, ceramic or plastic material.
  • the device comprises a compressed gas supply line and at least one blowpipe for delivering a pressure pulse in a filter body and the
  • Compressed gas feed line for the passage of a gas via a valve body is connected to the blowpipe, wherein the valve body has a plurality of
  • Diaphragm valves and a central outlet pipe has, which with the at least one blowpipe is connected, the diaphragm valves to the
  • Valve body on the input side directly that is, without the provision of a compressed gas storage tank, to a compressed gas supply line, and the output side preferably also directly to a blowpipe for delivering a
  • Pressure pulse in one or more filter body connected or connected in an advantageous embodiment is a direct connection or a direct connection between the
  • the function of the compressed gas storage tank can be taken over by the compressed gas supply line, or in other words, the
  • Compressed gas supply line have the function of a compressed gas storage tank.
  • an explicit compressed gas storage tank can be dispensed with.
  • a compressed gas supply line which is rather longer in comparison to the prior art is designed to be so long that its
  • Pressure medium volume corresponds to that of a pressure gas storage container used in the prior art, or such that it is tuned to produce a sufficiently large, depending on the dimension of one or more to be cleaned filter body, pulse.
  • the compressed gas supply line is designed to supply a high volume of pressure medium to feed from two sides.
  • the compressed gas supply line may be designed, for example, as a ring line. In this case, it has a particularly advantageous economic effect that the
  • Compressed gas storage tank itself for which in larger systems usually considerable safety precautions, combined with technical monitoring and / or certification are required, is dispensed with.
  • valve body has a plurality of diaphragm valves and a central outlet pipe. This means that small diaphragm several valves are integrated in a valve body, the valve body, however, only one input and one
  • Diaphragm valves have a lower inertia in relation to larger, whereby they are also useful for generating relatively hard, steep-flank pressure pulses in conjunction with a large mass flow. Furthermore, by the use of a corresponding plurality of diaphragm valves and comparatively slow and therefore cost-effective diaphragm valves can be used.
  • the device with today commercially available diaphragm valves with a nominal diameter of preferably DN 50 executable In an advantageous embodiment of the device, the diaphragm valves to a standardized and / or normalized design, which can usually be used on a larger number of suppliers.
  • the device has a central outlet pipe.
  • a central arrangement of the outlet pipe means that within the valve body a plurality, but at least two diaphragm valves to the
  • Outlet pipe are arranged around.
  • Outlet tube within the valve body may comprise a central or eccentric arrangement of the outlet tube.
  • the outlet pipe is arranged centrally within the valve body, whereby a simple, symmetrical construction of the valve body is supported.
  • the diaphragm valves are arranged radially around the outlet pipe. A radial orientation allows an arrangement of a plurality of
  • Diaphragm valves in a small space while also the connections of the valves are easily accessible.
  • the distances of the diaphragm valves to the outlet pipe can also be designed to be of different lengths in order to allow a staggered arrangement a larger packing density of the diaphragm valves and thus at the same time an even smaller construction.
  • An orientation of the diaphragm valves in the direction of the axis of the outlet pipe can advantageously also take place at a different angle than a right angle, for example, advantageously at 45 °, in order to minimize a flow resistance within the valve body.
  • the arrangement of the diaphragm valves around the outlet pipe around can be done at the same height, or offset in height.
  • the valve body is constructed symmetrically to the central axis of the central outlet pipe or the diaphragm valves are arranged in the valve body symmetrically to the central axis of the central outlet pipe.
  • symmetrical to the central axis as can be seen from FIG. 3, FIG. 5 or FIG. 7, also mean that in each case identical circular angles exist between radially installed diaphragm valves.
  • symmetrical to the central axis can mean that the
  • Cross-sectional areas of the valve body in cross-sectional planes perpendicular to the central axis in the planes, which are provided for receiving diaphragm valves, are designed symmetrically to a mirror axis through a point of the central axis. Furthermore, several or all diaphragm valves can be arranged perpendicularly, in the same plane of rotation and at equal distances from the central axis of the central outlet tube. Such Design allows a simple, symmetrical structure and thus a simple and thus cost-effective production of the valve body.
  • a plurality of diaphragm valves open out in height offset in the central outlet pipe.
  • Such a configuration has the advantage of being able to integrate a larger number of diaphragm valves in the valve body at a given diameter of the valve body.
  • the valve body may also have multiple planes of rotation with a plurality of diaphragm valves.
  • the valve body is designed and connected to the compressed gas supply, that an input-side flow resistance between the compressed gas supply line and the diaphragm valve for all diaphragm valves is the same, so that equally high partial pressure pulses are generated by all diaphragm valves and equal high air or Gas mass flows flow.
  • a central axis of the valve body and the center axis of the outlet pipe cover and the valve body on the opposite side of the outlet pipe have a centrally disposed opening for connection to the compressed gas supply line.
  • this opening may be circular or have a shape which correlates with the arrangement of the diaphragm valves in the valve body.
  • the opening may, for example, have a square design.
  • valve body made of extruded profiles made of aluminum or plastic, which allow a cost-effective production of a plurality of similar valve housing.
  • the valve body advantageously produced by injection molding or in 3D printing.
  • the device is designed such that the diaphragm valves are both jointly and individually switchable. So can in one
  • Diaphragm valves together or be switchable in two or three groups, for example, alternately or in certain timing sequences.
  • the device may have a control unit which is set up to control the diaphragm valves in order to generate a pressure pulse.
  • the control device is configured, under specification of, inter alia, the
  • the device can advantageously have a pressure sensor which is arranged, for example, in the blower tube and connected to the control device.
  • the control unit is set up, the calculated opening times and opening times and a selection of the used
  • valve body at least partially in the
  • Such a configuration offers the advantage of further reducing the space requirement of the device.
  • the outlet pipe and at least one diaphragm valve arranged radially around the outlet pipe can also be at least partially let into the compressed gas feed line.
  • at least one diaphragm valve arranged radially around the outlet pipe is completely embedded in the compressed gas supply line.
  • valve body can at least partially by the
  • the Compressed gas supply form a body portion of the valve body, which is closed, for example by a flange.
  • valve body can be carried out completely by the compressed gas supply line.
  • valve body proportionally or completelyplexformen by the compressed gas supply line, the advantage of several valve body close to each other to arrange.
  • the pressurized gas supply line may for example have an extruded profile in the form of an axial section of the valve body.
  • At least one diaphragm valve can be radial to the axis of the
  • Diaphragm valve may be arranged both radially to the axis of the compressed gas supply line and radially to the central axis of the outlet pipe.
  • a radial, in particular symmetrical, arrangement allows low flow resistance and easy to maintain accessibility.
  • the device has several
  • Diaphragm valves which are aligned to a point at which the center axis of the compressed gas feed line and the center axis of the outlet pipe intersect.
  • the center axis of the outlet pipe advantageously the
  • the invention relates to an arrangement for cleaning a
  • Filter system wherein the arrangement comprises a plurality of above-described devices for cleaning dust layers of thin-walled hollow filter bodies made of textile, ceramic or plastic material by blowing back by means of pressure pulses and wherein the valve body of several of these
  • Filter systems such as those used in power plant construction, often have a plurality of filter bodies arranged in an array, wherein the filter bodies are spanned, for example, line by line of a plurality of blowpipes for cleaning the filter body in the respective line.
  • nozzles located on the blower tube By means of nozzles located on the blower tube, a pressure pulse in the form of blown jets can be emitted into the filter bodies of the respective row.
  • the arrangement has the advantage that the arrangement for the cleaning of the filter system only has a pressurized gas supply line in the upper filter area. With regard to the example, this is advantageously arranged parallel to a first column of the array.
  • the compressed gas supply line is directly connected to a plurality of valve bodies, wherein the outlet pipes of the valve body are each connected to a blowpipe, which is arranged above a row of the array.
  • Valve body allows its lateral extent in the direction of
  • the invention relates to a method for cleaning dust layers of thin-walled hollow filter bodies made of textile, ceramic or
  • Plastic material by back-blowing by means of pressure pulses, wherein in a previously described arrangement or a device described above for cleaning the filter body, a control pulse for generating the pressure pulse is applied to at least one diaphragm valve.
  • one or more diaphragm valves are controlled or opened simultaneously or with a time offset with control pulses of the same or different length in order to form the pressure pulse.
  • Fig. 1 is a conventional prior art diaphragm valve in a
  • Fig. 2 shows an exemplary embodiment of a valve body with two
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a valve body with three
  • Fig. 4 shows an exemplary embodiment of a valve body with four
  • Fig. 5 shows an exemplary embodiment of a valve body with five
  • Fig. 6 shows an exemplary embodiment of a valve body with six
  • Fig. 7 shows an exemplary embodiment of a valve body with seven
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a valve body with eight
  • Diaphragm valve in a detail in a valve body for four cartridge valves.
  • 10 shows an example of a compressed gas feed line in cross-section with a connected quadruple valve body and a blow pipe connected thereto.
  • 11 shows the filter function "filtration" shown schematically.
  • Fig. 12 shows the filter function "cleaning" shown schematically.
  • Fig. 13 is a schematically illustrated arrangement for cleaning a
  • Filter bodies here in the form of filter bags.
  • valve 1 a diaphragm valve 1 with valve cover 1 a, diaphragm 1 b, 1 c screws and solenoid valve 1 d can be seen, which can be installed in a polar orientation in an apparent from the figures 2 to 8 valve body 3.
  • valve body 3 in whose respective valve seats 2 diaphragm valves 1 are installed, wherein the respective valve seats 2 open into the outlet pipes 5 to 11 radially.
  • the valves in Figs. 2 to 8 are referred to as two to eight times multi-valve.
  • a four-valve multi-valve with four diaphragm valves 1 can be seen.
  • the four-way multi-valve is closed in Fig. 10 on the one hand with a cover 12, wherein the lid 12 has an opening for connection to a
  • Blow pipe 13 has, and on the other hand fastened with the screw 15 to the compressed gas supply line 14.
  • FIG. 11 shows the filter function "filtering" shown schematically.
  • the dust gas 19 hits the filtering surface of here as
  • the clean gas 21 leaves the filter body 17 open at the top for further discharge.
  • Fig. 12 shows the filter function "cleaning" shown schematically.
  • a pressure pulse is generated by the membrane valves 1, which are opened for a short time, and which flows out of the blower pipe 13 in the form of blow jets 16 into the filter body 17.
  • the dust 20 accumulated on the filter body 17 is released as a result of the pressure pulse flow 22.
  • the dust 20 can then be discharged from the dust filter for further use.
  • Fig. 13 shows a large number of filter bodies 17, which are arranged in the form of an array on a filter plate 18, as well as in a more schematic
  • the arrangement has for each row of the array on a device for cleaning the filter body 17 of each row, wherein the valve body 3 of the
  • Compressed gas supply line 14 are arranged.
  • the compressed gas line 14 is oriented parallel to a column of the array.
  • the blowpipes 13 of this arrangement are arranged parallel to one another and the lateral extension of the valve body 3 is smaller than the center distance of the blowpipes thirteenth
  • the valve body 3 are designed as a four-way multi-valve and allow the delivery of a pressure pulse in the connected blowpipes 13, from which this emerges in the form of blow jets 16.
  • the blow jets 16 are directed centrally in the open top filter body 17, wherein the filter body 17, here in the form of filter bags, are mounted dust-tight in the filter plate 18.
  • the filter plate 18 is a separating element between the dust gas space and the clean gas space. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abreinigen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern (17) aus textilem-, keramischem- oder Kunststoffmaterial durch Rückblasen mittels Druckimpulsen, wobei die Vorrichtung eine Druckgaszuleitung (14) und zumindest ein Blasrohr (13) zur Abgabe eines Druckimpulses in einen Filterkörper (17) aufweist und die Druckgaszuleitung (14) zur Durchleitung eines Gases über einen Ventilkörper (3) mit dem Blasrohr (13) verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zum Reinigen einer Filteranlage, wobei die Anordnung mehrere der beschriebenen Vorrichtungen aufweist, sowie ein Verfahren zum Abreinigen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern (17) mit Hilfe der Vorrichtung oder der Anordnung. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Ventilkörper (3) eine Mehrzahl von Membranventilen (1) sowie ein zentrales Abgangsrohr aufweist, welches mit dem zumindest einen Blasrohr (13) verbunden ist, die Membranventile (1) um das Abgangsrohr angeordnet und ausgangsseitig mit diesem verbunden sind, und wobei der Ventilkörper (3) direkt mit der Druckgaszuleitung (14) verbunden ist.

Description

Beschreibung Titel
Vorrichtung und Verfahren zum Ablösen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Ablösen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern aus textilem-, keramischem- oder Kunststoffmaterial. Desweiteren betrifft sie eine Anordnung zum Reinigen einer Filteranlage.
Stand der Technik
In Staubfiltern finden oftmals zylinderartige Filterkörper Einsatz, welche von einem mit einer Staubfracht beladenen Gas, insbesondere Luft oder auch anderen Gasen, von außen nach innen durchströmt werden, wobei die
Staubpartikel an der äußeren Oberfläche der Filterkörper durch den
Filtriervorgang abgeschieden werden. Die gereinigten Gase strömen über den zumeist zylinderartig und einseitig offen ausgeführten Filterkörper in einen Reingasraum, aus dem sie mit einem in der Regel behördlich vorgeschriebenen Reinheitsgrad an die Atmosphäre abgegeben werden. Die durch den Filtrierprozess angehäuften Staubschichten auf dem Filterkörper setzen dem durchströmenden Gas, je nach Betriebsdauer und Staubbeladung, infolge ihrer zunehmenden Masse einen zunehmenden Strömungswiderstand entgegen. Um diesen gering und somit in wirtschaftlichen Grenzen halten zu können, müssen die auf den Filterkörpern abgeschiedenen Staubschichten in bestimmten Zeitabständen von den Filterkörpern entfernt werden. Gemäß dem Stand der Technik kann dies durch sogenannte
Druckimpulssysteme erfolgen. Hierbei wird ein mit hohem Druck gespeichertes Gas über schnell schaltende Ventile, in der Regel Membranventile, über eine Blasrohrleitung in Form einer Druckwelle in einen oder mehrere Filterkörper eingeblasen.
Die hierdurch bewirkte Umkehr der Filtrierströmung in den einzelnen
Filterkörpern führt zu einer Abreinigungsströmung, welche ein Ablösen der Staubschichten bewirkt. Die auf diese Weise gereinigten Filterkörper stehen anschließend einem nur kurzzeitig unterbrochenen Filterbetrieb quasi kontinuierlich zur Verfügung.
Bei üblichen Druckimpulssystemen werden Membranventile an einen
Druckluftbehälter entweder direkt angeschlossen oder in diesen als Einbauventile integriert, wobei die Ventilausgänge mit den Blasrohren verbunden sind.
Weiterhin ist aus der EP 1 997 547 B1 ein Verfahren zum Rückspülen von Filtern bekannt, bei welchem ein Druckluftbehälter mehrere Abgangsleitungen aufweist, welche in einem Hosenrohr zusammengeführt werden. Jede Abgangsleitung weist ein flinkes Ventil auf, wobei die Öffnungszeitpunkte der flinken Ventile, in der Regel Membranventile, so abgestimmt werden, dass von ihnen freigesetzte
Teildruckimpulse gleichzeitig an einer gemeinsamen Spülleitung bzw. dem Blasrohr ankommen.
Bei allen Druckimpulssystemen dieser Art muss physikalisch bedingt jedem Filterkörper ein bestimmtes Druckgasvolumen zur hinreichenden Abreinigung zur
Verfügung gestellt werden. Dieses erfolgt durch eine entsprechende
Dimensionierung des Druckgasspeicherbehälters sowie den daran
angeschlossenen Membranventilen. Mit zunehmend größeren und damit wirtschaftlicheren Filteranlagen geht einher, dass die Filterkörper eine zunehmend große Länge aufweisen. Um diese zu reinigen werden zunehmend größere Luft- bzw. Gasmassenströme erforderlich, um die gewünschte Reinigungswirkung zu erzielen.
Apparative Einrichtungen wie Druckgasspeicherbehälter und Membranventile werden in immer größeren Nennweiten erforderlich, um mindestens die gleiche oder aber auch eine größere Anzahl an Filterkörpern abreinigen zu können. Hierbei bestehen jedoch technische wie wirtschaftliche Grenzen, da zum einen von zunehmend größeren Drucksystemen größere Gefahrenpotentiale ausgehen, welche entsprechende Sicherheitsvorkehrungen erfordern, und zum anderen Membranventile ab einer bestimmten Nennweite für die hier betrachteten Druckimpulssysteme auf Grund ihrer Trägheit nicht mehr verwendbar sind.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine technisch wie wirtschaftlich verbesserte Vorrichtung zum Ablösen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern aus textilem-, keramischem- oder Kunststoffmaterial anzugeben.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist eine Vorrichtung zum Abreinigen von
Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern aus textilem-,
keramischem- oder Kunststoffmaterial durch Rückblasen mittels Druckimpulsen, wobei die Vorrichtung eine Druckgaszuleitung und zumindest ein Blasrohr zur Abgabe eines Druckimpulses in einen Filterkörper aufweist und die
Druckgaszuleitung zur Durchleitung eines Gases über einen Ventilkörper mit dem Blasrohr verbunden ist, wobei der Ventilkörper eine Mehrzahl von
Membranventilen sowie ein zentrales Abgangsrohr aufweist, welches mit dem zumindest einen Blasrohr verbunden ist, die Membranventile um das
Abgangsrohr angeordnet und ausgangsseitig mit diesem verbunden sind, und wobei der Ventilkörper direkt mit der Druckgaszuleitung verbunden ist. Eine derartige Vorrichtung weist mehrere Vorteile auf, von denen ein erster darin besteht, dass die Vorrichtung sehr kleinbauend ausführbar ist, da ein
Ventilkörper eingangsseitig direkt, das heißt ohne die Bereitstellung eines Druckgasspeicherbehälters, an einer Druckgaszuleitung, und ausgangsseitig vorzugsweise ebenfalls direkt an einem Blasrohr zur Abgabe eines
Druckimpulses in ein oder mehrere Filterkörper anschließbar bzw. in einer vorteilhaften Ausgestaltung angeschlossen ist. Dabei ist die Bedeutung eines direkten Anschlusses bzw. einer direkten Verbindung zwischen den
Komponenten derart auszulegen, dass sie eine Zwischenschaltung kurzer Verbindungsstücke oder Sensor-, Steuer- oder Regeleinrichtungen mit umfasst. Damit kann insbesondere in vergleichsweise großen Filteranlagen auf eine aufwendige Rohrinstallation zwischen einem Druckgasspeicherbehälter und den Blasrohren verzichtet werden.
Mit anderen Worten kann die Funktion des Druckgasspeicherbehälters von der Druckgaszuleitung übernommen werden, oder anders formuliert, die
Druckgaszuleitung die Funktion eines Druckgasspeicherbehälters aufweisen. Somit kann gegebenenfalls auf einen expliziten Druckgasspeicherbehälter verzichtet werden. Vorteilhaft ist eine dafür im Vergleich zum Stand der Technik eher länger auszuführende Druckgaszuleitung derart lang ausgeführt, dass ihr
Druckmittelvolumen dem eines nach dem Stand der Technik verwendeten Druckgasspeicherbehälters entspricht, bzw. derart, dass es zur Erzeugung eines genügend großen, in Abhängigkeit von der Dimension eines oder mehrerer zu reinigender Filterkörper, Impulses abgestimmt ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Druckgaszuleitung zur Bereitstellung eines hohen Druckmittelvolumens von zwei Seiten zu speisen ausgeführt. Weiterhin kann die Druckgaszuleitung beispielsweise als Ringleitung ausgeführt sein. Dabei wirkt sich insbesondere wirtschaftlich vorteilhaft aus, dass der
Druckgasspeicherbehälter selbst, für welchen bei größeren Anlagen in der Regel erhebliche Sicherheitsvorkehrungen, verbunden mit technischer Überwachung und/oder Zertifizierung erforderlich sind, verzichtbar ist.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass der Ventilkörper eine Mehrzahl von Membranventilen sowie ein zentrales Abgangsrohr aufweist. Das bedeutet, dass kleinbauend mehrere Membranventile in einem Ventilkörper integriert sind, wobei der Ventilkörper jedoch lediglich einen Eingang und einen
Ausgang aufweist. Durch eine Verteilung des Luft- bzw. Gasmassestroms auf mehrere Membranventile sind die einzelnen Membranventile, welche vorteilhaft in gleicher Bauart ausgeführt sein können, kleiner dimensionierbar. Dabei sind mit der geringeren Dimensionierung sowohl technische als auch wirtschaftliche Vorteile erzielbar. Technisch vorteilhaft weisen kleinere
Membranventile eine in Relation zu größeren geringere Trägheit auf, wodurch sie auch zur Erzeugung relativ harter, steilflankiger Druckimpulse in Verbindung mit einem großen Massefluss verwendbar sind. Desweiteren sind durch den Einsatz einer entsprechenden Mehrzahl von Membranventilen auch vergleichsweise langsame und somit kostengünstige Membranventile verwendbar. Vorteilhaft ist die Vorrichtung mit heute handelsüblichen Membranventilen mit einer Nennweite von vorzugsweise DN 50 ausführbar. In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung weisen die Membranventile eine standardisierte und/oder normierte Bauform auf, wodurch in der Regel auf eine größere Anzahl von Zulieferern zurückgegriffen werden kann.
Als weiteren Vorteil weist die Vorrichtung ein zentrales Abgangsrohr auf. Dabei bedeutet eine zentrale Anordnung des Abgangsrohres, dass innerhalb des Ventilkörpers mehrere, zumindest jedoch zwei Membranventile um das
Abgangsrohr herum angeordnet sind. Die zentrale Anordnung des
Abgangsrohres innerhalb des Ventilkörpers kann eine mittige oder außermittige Anordnung des Abgangsrohrs umfassen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Abgangsrohr mittig innerhalb des Ventilkörpers angeordnet, wodurch ein einfacher, symmetrischer Aufbau des Ventilkörpers unterstützt wird. Vorteilhaft sind die Membranventile radial um das Abgangsrohr angeordnet. Eine radiale Ausrichtung ermöglicht eine Anordnung einer Vielzahl von
Membranventilen auf engem Raum, wobei zudem die Anschlüsse der Ventile gut zugänglich sind. Vorteilhaft sind die Membranventile in gleichem Abstand um das
Abgangsrohr angeordnet. Bei einer derartigen Ausführung laufen bei
gleichzeitiger Öffnung von mehreren Membranventilen die jeweiligen
Teildruckimpulse gleichzeitig im Abgangsrohr zusammen. Vorteilhaft können innerhalb des Ventilkörpers die Abstände der Membranventile zum Abgangsrohr auch unterschiedlich lang ausgeführt sein, um durch eine versetzte Anordnung eine größere Packungsdichte der Membranventile und damit gleichzeitig eine noch kleinere Bauausführung zu ermöglichen. Eine Ausrichtung der Membranventile in Richtung der Achse des Abgangsrohrs kann vorteilhaft auch unter einem anderen als einem rechten Winkel, vorteilhaft beispielsweise unter 45° erfolgen, um einen Strömungswiderstand innerhalb des Ventilkörpers zu minimieren. Die Anordnung der Membranventile um das Abgangsrohr herum kann auf derselben Höhe, oder auch in der Höhe versetzt erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Ventilkörper symmetrisch zur Mittelachse des zentralen Abgangsrohrs aufgebaut oder sind die Membranventile in dem Ventilkörper symmetrisch zur Mittelachse des zentralen Abgangsrohrs angeordnet. Dabei kann symmetrisch zur Mittelachse, wie aus Fig. 3, Fig. 5 oder Fig. 7 ersichtlich, auch bedeuten, dass zwischen radial eingebauten Membranventilen jeweils gleiche Kreiswinkel bestehen. Anders ausgedrückt kann symmetrisch zur Mittelachse bedeuten, dass die
Querschnittsflächen des Ventilkörpers in Querschnittsebenen senkrecht zu dessen Mittelachse in den Ebenen, welche zur Aufnahme von Membranventilen vorgesehen sind, symmetrisch zu einer Spiegelachse durch einen Punkt der Mittelachse ausgeführt sind. Weiterhin können mehrere oder alle Membranventile senkrecht, in derselben Rotationsebene sowie in gleichen Abständen zur Mittelachse des zentralen Abgangsrohrs angeordnet sein. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt einen einfachen, symmetrischen Aufbau und damit eine einfache und somit kostengünstige Herstellung des Ventilkörpers.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung münden mehrere Membranventile in der Höhe versetzt in das zentrale Abgangsrohr. Eine derartige Ausgestaltung bietet den Vorteil, bei gegebenem Durchmesser des Ventilkörpers eine größere Anzahl von Membranventilen in den Ventilkörper integrieren zu können. So kann der Ventilkörper beispielsweise auch mehrere Rotationsebenen mit mehreren Membranventilen aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Ventilkörper derart gestaltet und mit der Druckgaszuleitung verbunden, dass ein eingangsseitiger Strömungswiderstand zwischen der Druckgaszuleitung und dem Membranventil für alle Membranventile gleich ist, so dass durch alle Membranventile gleich hohe Teildruckimpulse generiert werden und gleich hohe Luft- bzw. Gasmassenströme fließen.
Vorteilhaft können sich zur Optimierung der Luft- bzw. Gasströmung eine Mittelachse des Ventilkörpers und die Mittelachse des Abgangsrohrs decken und der Ventilkörper auf der dem Abgangsrohr gegenüberliegenden Seite eine mittig angeordnete Öffnung zur Verbindung mit der Druckgaszuleitung aufweisen. Dabei kann diese Öffnung kreisrund ausgestaltet sein oder eine Form aufweisen, welche mit der Anordnung der Membranventile im Ventilkörper korreliert. So kann bei einem Ventilkörper, welcher vier auf derselben Höhe angeordnete Membranventile aufweist, die Öffnung beispielsweise quadratisch ausgeführt sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ventilkörper aus Strangpressprofilen aus Aluminium oder Kunststoff hergestellt, welche eine kostengünstige Fertigung einer Mehrzahl gleichartiger Ventilgehäuse ermöglichen.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist, insbesondere wenn diese einen Ventilkörper unter einstückiger Ausbildung des Abgangsrohres sowie der Abgänge der Membranventile aufweist, der Ventilkörper vorteilhaft im Spritzgussverfahren oder im 3D-Druck hergestellt. Vorteilhaft ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass die Membranventile sowohl gemeinsam als auch einzeln schaltbar sind. So können in einer
Vorrichtung mit beispielsweise sechs Membranventilen alle sechs
Membranventile gemeinsam, oder in zweier oder dreier Gruppen, beispielsweise alternierend oder in bestimmten Taktfolgen, schaltbar sein.
Vorteilhaft kann die Vorrichtung eine Steuereinheit aufweisen, welche zur Ansteuerung der Membranventile zwecks Erzeugung eines Druckimpulses eingerichtet ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Steuereinrichtung ausgestaltet, unter Vorgabe von unter anderem den
Ausgestaltungsparametern des Ventilkörpers und der darin angeordneten Membranventile, sowie unter Vorgabe einer vorgegebenen oder vorgebbaren Form eines Druckimpulses, eine Berechnung der Öffnungsdauer und der Öffnungszeitpunkte sowie eine Auswahl der zu verwendenden Membranventile vorzunehmen. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung vorteilhaft einen Drucksensor aufweisen, welcher beispielsweise im Blasrohr angeordnet und mit der Steuereinrichtung verbunden ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Steuereinheit eingerichtet, die berechneten Öffnungszeiten und Öffnungszeitpunkte sowie eine Auswahl der zu verwendenden
Membranventile vorzunehmen, einen erzeugten Druckimpuls mit Hilfe des Drucksensors zu messen und die Stellgrößen zur Erzeugung des Druckimpulses nachzuführen. Weiterhin vorteilhaft kann der Ventilkörper zumindest teilweise in die
Druckgaszuleitung eingelassen sein. Eine derartige Ausgestaltung bietet den Vorteil, den Raumbedarf der Vorrichtung weiter zu verringern.
Zu diesem Zweck kann beispielsweise auch das Abgangsrohr und zumindest ein radial um das Abgangsrohr angeordnetes Membranventil zusammen zumindest teilweise in die Druckgaszuleitung eingelassen sein. In einer besonders kleinbauenden Ausgestaltung ist zumindest ein radial um das Abgangsrohr angeordnetes Membranventilvollständig in die Druckgaszuleitung eingelassen.
Weiterhin vorteilhaft kann der Ventilkörper zumindest anteilig durch die
Druckgaszuleitung ausgeführt sein. So kann beispielsweise die Druckgaszuleitung einen Körperabschnitt des Ventilkörpers formen, welcher beispielsweise durch einen Flansch geschlossen wird.
Vorteilhaft kann der Ventilkörper vollständig durch die Druckgaszuleitung ausgeführt sein. Eine derartige Ausgestaltung bietet die Möglichkeit, die
Druckgaszuleitung in einem Querschnittsprofil auszuführen, welches einen Ventilkörper ausformt. Diese Ausgestaltung kann weiterhin einen direkten Einbau von Membranventilen in die Druckgaszuleitung ermöglichen.
Weiterhin bietet die Ausgestaltung, den Ventilkörper anteilig oder vollständig durch die Druckgaszuleitung auszuformen, den Vorteil, mehrere Ventilkörper dicht nebeneinander anzuordnen. Die Druckgaszuleitung kann beispielsweise ein Strangprofil im Form eines axialen Schnitts des Ventilkörpers aufweisen.
Ferner kann zumindest ein Membranventil radial zur Achse der
Druckgaszuleitung angeordnet sein. Darüber hinaus kann zumindest ein
Membranventil sowohl radial zur Achse der Druckgaszuleitung als auch radial zur Mittelachse des Abgangsrohres angeordnet sein. Eine radiale, insbesondere symmetrische, Anordnung ermöglicht einen geringen Strömungswiderstand und eine wartungsfreundliche Zugänglichkeit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung mehrere
Membranventile auf, welche auf einen Punkt ausgerichtet sind, an dem sich die Mittelachse der Druckgaszuleitung und die Mittelachse des Abgangsrohres kreuzen. Dabei kann die Mittelachse des Abgangsrohres vorteilhaft der
Mittelachse des Blasrohres entsprechen.
Im Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Reinigen einer
Filteranlage, wobei die Anordnung mehrere vorbeschriebene Vorrichtungen zum Abreinigen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern aus textilem-, keramischem- oder Kunststoffmaterial durch Rückblasen mittels Druckimpulsen aufweist und wobei die Ventilkörper mehrerer dieser
Vorrichtungen direkt an einer gemeinsamen Druckgaszuleitung angeordnet sind. Filteranlagen, wie sie beispielsweise im Kraftwerksbau zum Einsatz kommen, weisen vielfach eine Vielzahl von in einem Array angeordneten Filterkörpern auf, wobei die Filterkörper beispielsweise zeilenweise von einer Mehrzahl von Blasrohren zur Reinigung der Filterkörper in der betreffenden Zeile überspannt werden. Über an dem Blasrohr befindlichen Düsen ist ein Druckimpuls in Form von Blasstrahlen in die Filterkörper der betreffenden Zeile abgebbar.
Für derartige Filteranlagen bietet die Anordnung den Vorteil, dass die Anordnung für die Reinigung der Filteranlage lediglich eine Druckgaszuleitung in dem oberen Filterbereich aufweist. Im Bezug auf das Beispiel ist diese vorteilhaft parallel zu einer ersten Spalte des Arrays angeordnet.
Weiterhin vorteilhaft ist die Druckgaszuleitung direkt mit einer Mehrzahl von Ventilkörpern verbunden, wobei die Abgangsrohre der Ventilkörper jeweils mit einem Blasrohr verbunden sind, welches über einer Zeile des Arrays angeordnet ist. Diese kompakte Installation wird durch eine kleinbauende Form der
Ventilkörper ermöglicht, deren seitliche Erstreckung in Richtung der
Spaltenachse den Mittenabstand der Blasrohre nicht überschreitet. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abreinigen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern aus textilem-, keramischem- oder
Kunststoffmaterial durch Rückblasen mittels Druckimpulsen, wobei in einer vorbeschriebenen Anordnung oder einer vorbeschriebenen Vorrichtung zur Reinigung des Filterkörpers ein Steuerimpuls zur Erzeugung des Druckimpulses auf zumindest ein Membranventil gegeben wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Formung des Druckimpulses ein oder mehrere Membranventile gleichzeitig oder zeitversetzt mit Steuerimpulsen gleicher oder unterschiedlicher Länge angesteuert bzw. geöffnet.
Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein nach dem Stand der Technik übliches Membranventil in einer
Ausführung als Einbauventil;
Fig. 2 eine beispielhafte Ausführung eines Ventilkörpers mit zwei
Einzelventilen, Fig. 3 eine beispielhafte Ausführung eines Ventilkörpers mit drei
Einzelventilen,
Fig. 4 eine beispielhafte Ausführung eines Ventilkörpers mit vier
Einzelventilen,
Fig. 5 eine beispielhafte Ausführung eines Ventilkörpers mit fünf
Einzelventilen,
Fig. 6 eine beispielhafte Ausführung eines Ventilkörpers mit sechs
Einzelventilen,
Fig. 7 eine beispielhafte Ausführung eines Ventilkörpers mit sieben
Einzelventilen, Fig. 8 eine beispielhafte Ausführung eines Ventilkörpers mit acht
Einzelventilen,
Fig. 9 eine beispielhaft dargestellte Anordnung eines Einzel-
Membranventils in einem Detailausschnitt in einem Ventilkörper für vier Einbauventile.
Fig. 10 ein Beispiel einer Druckgaszuleitung im Querschnitt mit einem angeschlossenen Vierfach-Ventilkörper und ein daran angeschlossenes Blasrohr. Fig. 11 die schematisch dargestellte Filterfunktion "Filtrieren".
Fig. 12 die schematisch dargestellte Filterfunktion "Abreinigen". Fig. 13 eine schematisch dargestellte Anordnung zum Reinigen einer
Filteranlage mit einem Vierfach-Ventilkörper und dessen
Zuführungsleitung, einem angeschlossenen Blasrohr, den Blasstrahlen und den in einer Filterplatte eingebauten
Filterkörpern, hier in Form von Filterschläuchen.
Aus Fig.1 ist ein Membranventil 1 mit Ventildeckel 1 a, Membrane 1 b, Schrauben 1 c und Magnetventil 1d ersichtlich, welches in polarer Ausrichtung in einen aus den Figuren 2 bis 8 ersichtlichen Ventilkörper 3 einbaubar ist.
Die Fig. 2 bis 8 zeigen unterschiedliche Ventilkörper 3, in deren jeweiligen Ventilsitzen 2 Membranventile 1 eingebaut sind, wobei die jeweiligen Ventilsitze 2 in die Abgangsrohre 5 bis 11 radial einmünden. Je nach Anzahl der Membranventile 1 werden die Ventile in den Fig. 2 bis 8 als zwei- bis achtfach Multiventil bezeichnet.
Aus den Fig. 9 und 10 ist ein Vierfach-Multiventil mit vier Membranventilen 1 ersichtlich. Das Vierfach-Multiventil ist in Fig. 10 einerseits mit einem Deckel 12 verschlossen, wobei der Deckel 12 eine Öffnung zur Verbindung mit einem
Blasrohr 13 aufweist, und andererseits mit den Verschraubungen 15 an der Druckgaszuleitung 14 befestigt.
Fig. 11 zeigt die schematisch dargestellte Filterfunktion "Filtrieren". In der Filtrierphase trifft das Staubgas 19 auf die filternde Oberfläche der hier als
Filterschläuche ausgeführten Filterkörper 17 und bleibt dort als Staub 20 in Form einer Staubmasse oder Staubschicht haften. Das Reingas 21 verlässt die oben offenen Filterkörper 17 zur weiteren Ableitung. Fig. 12 zeigt die schematisch dargestellte Filterfunktion "Abreinigen". Bei der Filterkörper-Abreinigung wird durch die kurzzeitig geöffneten Membranventile 1 ein Druckimpuls erzeugt, welcher aus dem Blasrohr 13 in Form von Blasstrahlen 16 in den Filterkörper 17 strömt. Dabei löst sich der an dem Filterkörper 17 angesammelte Staub 20 in Folge der Druckimpulsströmung 22 ab. Der Staub 20 kann daraufhin zur weiteren Verwendung aus dem Staubfilter ausgetragen werden.
Fig. 13 zeigt eine große Anzahl von Filterkörpern 17, welche in Form eines Arrays an einer Filterplatte 18 angeordnet sind, sowie in schematischer
Darstellung eine Anordnung zum Reinigen einer Filteranlage mit mehreren Vorrichtungen zum Abreinigen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern 17 aus textilem-, keramischem- oder Kunststoffmaterial durch Rückblasen mittels Druckimpulsen.
Die Anordnung weist für jede Zeile des Arrays eine Vorrichtung zum Abreinigen der Filterkörper 17 der jeweiligen Zeile auf, wobei die Ventilkörper 3 der
Vorrichtungen nebeneinander an einer gemeinsamen, durchgängigen
Druckgaszuleitung 14 angeordnet sind. Dabei ist die Druckgasleitung 14 parallel zu einer Spalte des Arrays orientiert. Die Blasrohre 13 dieser Anordnung sind parallel zueinander angeordnet und die seitliche Erstreckung der Ventilkörper 3 ist kleiner als der Mittenabstand der Blasrohre 13.
Die Ventilkörper 3 sind als Vierfach-Multiventil ausgeführt und ermöglichen die Abgabe eines Druckimpulses in die angeschlossenen Blasrohre 13, aus welchem dieser in Form von Blasstrahlen 16 austritt.
Die Blasstrahlen 16 sind zentrisch in die oben offenen Filterkörper 17 gerichtet, wobei die Filterkörper 17, hier in Form von Filterschläuchen, in der Filterplatte 18 staubdicht befestigt sind.
In einem Filtergehäuse stellt ist die Filterplatte 18 ein trennendes Element zwischen dem Staubgasraum und dem Reingasraum dar. Bezugszeichenliste
I Membranventil, komplett, mit Ventildeckel a), Membrane b), Schrauben c) und Magnetventil d)
2 Ventilsitz
3 Ventilkörper
5 Ventilkörper mit Abgangsrohr für zwei Membranventile
6 Ventilkörper mit Abgangsrohr für drei Membranventile
7 Ventilkörper mit Abgangsrohr für vier Membranventile 8 Ventilkörper mit Abgangsrohr für fünf Membranventile
9 Ventilkörper mit Abgangsrohr für sechs Membranventile
10 Ventilkörper mit Abgangsrohr für sieben Membranventile
I I Ventilkörper mit Abgangsrohr für acht Membranventile 12 Deckel
13 Blasrohr
14 Druckgaszuleitung
15 Verschraubung
16 Blasstrahlen
17 Filterkörper (Filterschläuche)
18 Filterplatte
19 Staubgas
20 Staub
21 Reingas
22 Druckimpulsströmung

Claims

Ansprüche
Vorrichtung zum Abreinigen von Staubschichten von dünnwandig hohlen Filterkörpern (17) aus textilem-, keramischem- oder Kunststoffmaterial durch Rückblasen mittels Druckimpulsen, wobei die Vorrichtung eine
Druckgaszuleitung (14) und zumindest ein Blasrohr (13) zur Abgabe eines Druckimpulses in einen Filterkörper (17) aufweist und die Druckgaszuleitung (14) zur Durchleitung eines Gases über einen Ventilkörper (3) mit dem Blasrohr (13) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ventilkörper (3) eine Mehrzahl von Membranventilen (1) sowie ein zentrales Abgangsrohr aufweist, welches mit dem zumindest einen Blasrohr (13) verbunden ist, die Membranventile (1) um das Abgangsrohr angeordnet und ausgangsseitig mit diesem verbunden sind, und wobei der Ventilkörper (3) direkt mit der Druckgaszuleitung (14) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Membranventile (1) radial um das Abgangsrohr angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Membranventile (1) in gleichem Abstand um das Abgangsrohr angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) symmetrisch zu Mittelachse des zentralen
Abgangsrohrs aufgebaut ist. 5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranventile (1) eine standardisierte oder normierte Bauform aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranventile (1) sowohl gemeinsam als auch einzeln schaltbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) zumindest teilweise in die Druckgaszuleitung (14) eingelassen ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgangsrohr und zumindest ein radial um das Abgangsrohr angeordnetes Membranventil (1) zusammen zumindest teilweise in die Druckgaszuleitung (14) eingelassen sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) zumindest anteilig durch die Druckgaszuleitung (14) ausgeführt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) vollständig in die Druckgaszuleitung (14) integriert ist.
1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Membranventil (1) radial zur Achse der
Druckgaszuleitung (14) angeordnet ist.
12. Anordnung zum Reinigen einer Filteranlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mehrere Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist, wobei die Ventilkörper (3) an einer gemeinsamen
Druckgaszuleitung (14) angeordnet sind.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasrohre (13) dieser Anordnung parallel zueinander angeordnet sind und die seitliche Erstreckung der Ventilkörper den Mittenabstand der Blasrohre (13) nicht überschreitet.
14. Verfahren zum Abreinigen von Staubschichten von dünnwandig hohlen
Filterkörpern (17) aus textilem-, keramischem- oder Kunststoffmaterial durch Rückblasen mittels Druckimpulsen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Anordnung oder einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Reinigung des Filterkörpers (17) ein Steuerimpuls zur Erzeugung des Druckimpulses auf zumindest ein Membranventil (1) gegeben wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Formung des Druckimpulses ein oder mehrere Membranventile (1) gleichzeitig oder zeitversetzt durch Steuerimpulse gleicher oder unterschiedlicher Länge geöffnet werden.
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