DE19517197A1

DE19517197A1 - Selbstreinigender Staubsauger

Info

Publication number: DE19517197A1
Application number: DE1995117197
Authority: DE
Inventors: Manfred Butsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-14

Description

Die Erfindung betrifft einen Staubsauger, insbesondere Industriestaubsauger, mit einem Gehäuse mit einem An saugstutzen, der mit einem im Gehäuse angeordneten Staub kessel zur Aufnahme des Sauggutes in Verbindung steht, mit einem Verdichter zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwi schen dem Druck im Staubkessel und dem Umgebungsdruck sowie mit einem Rundfilter, welcher den Staubkessel gegen einen Reingasraum abtrennt und zur Abscheidung von Staub aus der mit Staub beladenen Saugluft dient.

Nahezu die meisten Einrichtungen zur Entstaubung von Ar beitsplätzen in Industrie und Handwerk sind mit Einweg filtern versehen, zum Beispiel Papierbeutel oder Filter patronen oder auch Schwebstoffilter, welche nach entspre chender Gebrauchsdauer unbrauchbar sind, weil ihre Fil terflächen mit dem angesaugten Staub zugesetzt sind, und ausgetauscht werden müssen.

Solange es sich bei der Entstaubung um die Entsorgung von normalen, das heißt ökologisch oder gesundheitlich unbe denklichen, Stäuben handelt, ist diese Verfahrensweise möglicherweise nur unwirtschaftlich, da je nach Staubanfall die Zyklen der Filterwechsel sehr rasch aufeinander folgen können und demgemäß häufig der erforderliche Filterwechsel durchzuführen ist.

Problematisch, insbesondere im Hinblick auf die Umwelt verträglichkeit, ist jedoch eine derartige Verfahrensweise, wenn es sich um die Entsorgung von solchen Verunreinigungen handelt, die als Sondermüll eingestuft sind und daher nicht dem normalen Müll zugegeben werden dürfen.

Zwangsläufig führt die Beaufschlagung der Filter mit der artigen Stoffen zu einer erhöhten Konzentration dieser Substanzen im bzw. am betreffenden Filter, so daß selbst, wenn die Ungefährlichkeit des betreffenden Stoffes in niedrigen Konzentrationen bestätigt ist, wegen der hohen Konzentration dieses Stoffes im Filter dessen Einstufung als gefährlich oder als umweltgefährdend erfolgen kann. Dies hat dann zur Folge, daß der jeweilige mit diesem Stoff beladene Filter als Sondermüll besonderen Entsor gungsvorschriften mit den entsprechenden Konsequenzen in der Handhabung unterworfen ist.

Unabhängig davon jedoch, ob es sich um Stäube handelt, die als Normal- oder Hausmüll eingestuft sind oder um solche, für die besondere Vorschriften gelten, sollte generell der Gedanke der Müllvermeidung zur Entlastung der Umwelt ver stärkt Beachtung finden. Die Handhabung mit Einwegfiltern kommt diesem Anspruch nicht entgegen.

Zwar ist es im Prinzip bekannt, Staubsauger mit regene rierbaren Filtern zu versehen, zum Beispiel Staubsauger mit einem Staubsack mit mechanischer Abreinigung oder Staub sauger mit einem Lamellen- beziehungsweise Patronenfilter mit einer durch Preßluft von etwa 300-600 kPa Überdruck bewirkten impulsartigen Abreinigung. Doch sind derartige Geräte sowohl bei der Anschaffung als auch im praktischen Betrieb sehr kostspielig. Sei es wegen der aufwendigen mechanischen Zusatzeinrichtungen oder wegen der bei Verwen dung von Preßluft zur Abreinigung resultierenden Sicher heitsanforderungen. Darüberhinaus muß die Hilfsenergie "Preßluft" bereitgestellt werden, was sich ebenfalls kostenerhöhend auswirkt. Bei den bekannten, mit Preßluft beaufschlagten Filtern wird die Preßluft impulsartig mit Schallgeschwindigkeit in die Filterkammer zugeführt, so daß sowohl der Filter als auch das ihn aufnehmende Gehäuse genügend stabil sein müssen, um derartige Druckstöße unbe schadet aufnehmen zu können.

Infolge der Beaufschlagung des Staubsaugergehäuses mit unter Überdruck stehender Luft zur Abreinigung ist das Staubsaugergehäuse als Druckbehälter anzusehen und muß dementsprechend wegen der hierfür erforderlichen Druck festigkeit verstärkt ausgeführt werden. Eine andere aber ebenfalls kostspielige Möglichkeit besteht darin, den Über druck durch gezielte Ableitung der Preßluft abzubauen, zum Beispiel durch den Rohgaseintritt. Allerdings ist der roh gasseitige Druckabbau auf Großfilteranlagen mit erheblichem Bauvolumen beschränkt, da bei kleinen Anlagen die Gefahr besteht, daß beim Abreinigen des Filters sich die Druck welle in die Rohgasleitung beziehungsweise in den Absauge schlauch unmittelbar fortpflanzt und dabei Staub mitreißt. Bei gesundheitlich gefährlichen Stoffen wäre eine solche Folge unbedingt zu verhindern. Somit bleibt als einzige Möglichheit, während des Abreinigungsintervalls die Ab saugung in Betrieb zu halten, was die Wirksamkeit derselben reduziert und letztlich keine absolute Sicherheit für das Nichtaustreten von Staub auf der Rohgasseite gewährt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung einen Staubsauger der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen preiswerten regenerierbaren Filter aufweist, dessen Funktion auf einfache Weise, nämlich ohne zusätzliche Energieträger, zum Beispiel elektrische An triebe, gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dementsprechend ist eine Einrichtung zur Abreinigung des Filters vorgesehen ist, welche den am Filter auf dessen staubkesselseitiger Filteroberfläche angelagerten Staub infolge einer Gasgegen strömung mit Spülluft löst und so dessen Filterfunktion wiederherstellt.

Darüberhinaus liefert die vorliegende Erfindung einen Bei trag zur Müllvermeidung, indem die Entsorgung des Filters jeweils erst nach langer Gebrauchsdauer erforderlich ist, wenn durch mechanischen oder sonstigen Verschleiß dessen Funktion gestört ist.

Üblicherweise handelt es sich bei der zur Abreinigung des Filters vorgesehenen Gasgegenströmung um saubere Luft, welche einer staubfreien Umgebung, zum Beispiel dem Rein gasraum, entnommen ist und dazu dient, die mit angesaugtem Staub zugesetzte äußere Oberfläche des Filters von innen her frei zu blasen, um hierdurch den erforderlichen Ansaug druck zu gewährleisten.

Ferner kommt dem erfindungsgemäßen Staubsauger zugute, daß regenerative Filter normalerweise eine mehrjährige Lebens dauer aufweisen. Die Lebensdauer wird dabei praktisch nur durch die Wechselwirkung der mechanischen Festigkeit des Filtermaterials einerseits und der Abrasivität des Saugguts andererseits bestimmt, nicht jedoch durch die Verschmutzung des Filters, da angelagerter Staub entsprechend der Erfin dung zyklisch entfernt wird.

Vorteilhafterweise ist der erfindungsgemäße Staubsauger modular aufgebaut, das heißt, er besteht aus den Haupt baugruppen Gehäuse mit einer Filterkammer und dem Staub kessel, der Abreinigungsvorrichtung und dem Verdichter. Dabei weist jede Hauptbaugruppe selbstverständlich weitere Einzelteile auf.

Entsprechend einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist die Abreinigungseinrichtung als Gebläselaufrad ausgebildet, welches zyklisch den Filter in der dem Saugbetrieb ent gegengesetzten Richtung mit Spülluft beaufschlagt. Hier durch wird erreicht, daß einerseits die Filterwirksamkeit im Mittel konstant bleibt und andererseits die Gebrauchs dauer des Filters sich erhöht, da infolge der sich in ent sprechendem zeitlichen Turnus wiederholenden Luftspülung des Filters ein Anbacken des an der Filteroberfläche ange lagerten Staubes verhindert wird, was die Brauchbarkeit des Filters und damit dessen Nutzungsdauer wesentlich beein trächtigen würde.

Vorzugsweise ist der erfindungsgemäß zum Einsatz vorgese hene Filter als eine Rundpatrone mit spezifisch hoher Fil terfläche ausgebildet, beispielsweise als einseitig offener Filtertopf mit wellenartig geformten oder sternförmig ge falteten Filterflächen, um bei geringem Raumbedarf eine möglichst große Filteroberfläche zu erhalten. Insbesondere ist an sogenannte Monopatronen gedacht, welche Filterflä chen zwischen 0,2 m² und ca. 20 m² aufweisen. Dabei ist je weils nur ein Filterelement je Staubsauger vorgesehen.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ansaugstutzen gehäuseseitig mit einer Rückschlagklappe versehen, welche sich aufgrund des erwähnten Druckunter schiedes öffnet und dem angesaugten Staub den Zugang in den Staubkessel und damit zum Filter ermöglicht.

Um den Filter vor mechanischer oder gegebenenfalls ther mischer Beschädigung, zum Beispiel infolge angesaugter glühender Partikel, zu schützen, ist der Filter zutritts seitig mit einem Prallblech versehen, welches auftreffenden Partikeln sowohl die kinetische als auch deren thermische Energie entzieht, so daß die Partikel anschließend entweder den Filter gar nicht erst erreichen, sondern unmittelbar nach Auftreffen auf das Prallblech auf den Boden des Staub kessels fallen, oder entsprechend abgekühlt zum Filter gelangen, wo sie sich anlagern.

Ausgehend von der Überlegung, daß eine impulsartige Druckbeaufschlagung, wie sie bei bekannten Saugeinrich tungen erfolgt, neben Festigkeitsfragen auch Fragen zur Funktionssicherheit aufwerfen kann, ist entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der von der Abreinigungseinrichtung ausgehende Gasstrom den Filter gleichförmig über mehrere Sekunden mit geringem Überdruck beaufschlagt. Hiermit ist ein schonendes Abreinigen der Filteroberfläche gewährleistet, was mechanisch verursachte Funktionsstörungen, zum Beispiel infolge eines Druckstoßes, ausschließt, da die Abreinigungseinrichtung den Filter mit einem Überdruck von höchstens 80 kPa, vorzugsweise mit einem Überdruck von 10 bis 30 kPa, beaufschlagt.

Auch kann eine zusätzliche Quelle für die Spülluft als Hilfsenergie entfallen, da gemäß einer vorteilhaften Wei terbildung der Erfindung die Abreinigungseinrichtung mit dem für den Saugbetrieb vorgesehenen Verdichter zusammen arbeitet.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung ein mit Schaufeln versehenes Gebläserad aufweist, welches von dem von dem für den Saugbetrieb vorgesehenen Verdichter ausgehenden Spülluftstrom angetrieben ist, der zur Beauf schlagung des Filters dient. Dabei erweist es sich als günstig, daß die Abreinigungsvorrichtung wenigstens ein Düsenrohr aufweist, welches den Spülluftstrom in den Filter leitet, und daß das Düsenrohr mit dem Gebläserad zusammen arbeitet. Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung ist dabei das Düsenrohr als Rotationsdüse ausgebildet. Dies erlaubt den Spülluftdruck relativ niedrig zu halten, da die Beaufschlagung des Filters jeweils örtlich erfolgt, das heißt an der jeweils verstopften Filterpore, so daß etwaige Druck- und/oder Strömungsverluste, zum Beispiel infolge Verwirbelung, gering bleiben.

Vorteilhafterweise beaufschlagt das Gebläserad über einen Mitnehmer das Düsenrohr, welches innerhalb des Filters eine Drehbewegung ausführt. Dabei ist vorgesehen, daß der Mit nehmer drehfest mit dem Gebläserad verbunden ist und als Strömungsdichte Luftführung ausgebildet ist, an welche das Düsenrohr angeschlossen ist.

Vorzugsweise ist der im folgenden als Luftführung be zeichnete Mitnehmer als rotationssymmetrische, allseits geschlossene Kammer ausgebildet, zum Beispiel bestehend aus zwei kreisrunden koaxial im Abstand zueinander angeordneten Böden, die mit einer gemeinsamen Ringwand verbunden sind. Das wenigstens eine Düsenrohr ist dabei wahlweise gerade und axial an dem dem Filter zugewandten Boden angesetzt oder aber abgewinkelt und radial an die Ringwand angesetzt. Hieraus resultiert in Weiterbildung der Erfindung, daß das rotierende Düsenrohr exzentrisch an dem Mitnehmer ange schlossen ist.

Eine weitere das Düsenrohr betreffende Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr derart am Mitnehmer angeordnet ist, daß es sich jeweils in geringem Abstand zur Innenseite des Filters befindet, um diesen möglichst unmittelbar zu beaufschlagen.

Das rotierende Düsenrohr zeichnet sich entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, daß es an seinem in den Filter kragenden Umfang mit abstandsgleichen Öff nungen versehen ist, deren Mittelachsen radial gegen die Filterinnenseite gerichtet sind. Hierdurch wird der aus tretende Spülluftstrom direkt auf die Filterinnenseite gerichtet, das heißt diametral der Richtung entgegenge setzt, in welcher das staubbeladene Rohgas die Filter außenseite beaufschlagt, und erreicht so bei verhältnis mäßig geringem Druck die gewünschte Ablösung des auf der Filteraußenseite angelagerten Staubs.

Vorteilhafterweise weisen die Öffnungen jeweils einen gleich großen Querschnitt auf. Dabei erweist sich für alle Öffnungen ein Querschnitt als günstig, bei welchem der bestimmungsgemäße Spülluftstrom das Düsenrohr und die darin angeordneten Öffnungen mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 120 m/s durchströmt.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungs gemäßen Staubsaugers weist am Verdichter jeweils saug- und/oder druckseitig ein Ventil auf, vorzugsweise ein Mehr wegeventil, mittels welchem der Saugluftstrom bezie hungsweise der Spülluftstrom einstellbar ist.

Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die saug- und druckseitig am Verdichter angeordneten Ventile jeweils mit einem Umschalter zusammenarbeiten, der sie gegeneinander so verriegelt, daß der Filter stets nur in einer Strömungsrichtung von einem Luftstrom beaufschlagt ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich die einander ent gegengerichteten Luftströme nicht gegenseitig beeinflussen oder gar aufheben und damit die Funktion des Staubsaugers gefährden.

Die Umschaltung von Saugbetrieb auf Abreinigung des Filters erfolgt dabei durch manuelle Betätigung des Umschalters, wobei statt dessen grundsätzlich auch die Einbeziehung einer selbsttätigen Steuerung vorgesehen sein kann.

Im Hinblick auf eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Umgebung des Staubsaugers ist zur Vermeidung einer Ge räuschbelästigung durch das Ansauggeräusch der Spülluft beziehungsweise durch das Ausströmgeräusch des Reingases jeweils ein Schalldämpfer am Verdichter vorgesehen. Hier durch ist gewährleistet, daß bei Abreinigung des Filters die hierzu verwendete Spülluft dem Verdichter über einen ersten Schalldämpfer zuströmt, der strömungsmäßig parallel zum Ansaugstutzen am Staubkessel geschaltet ist.

Ebenso wird hierdurch erreicht, daß der im Filter gerei nigte Reingasstrom austrittseitig einen zweiten Schall dämpfer durchströmt, der dem Verdichter nachgeschaltet ist.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Differential-Manometer vorgesehen, welches den Druck unterschied zwischen dem Staubkessel und dem Reingasraum anzeigt und so eine Beurteilung der aktuellen Staubbeladung des Filters erlaubt.

Gemäß der Erfindung kann der erfindungsgemäß ausgestaltete Staubsauger zur Staubentsorgung an Schweißanlagen und Schweißarbeitsplätzen, an Schleifmaschinen und ähnlichen Bearbeitungsvorrichtungen beziehungsweise an Signier- und Gravieranlagen oder generell an solchen Orten vorgesehen sein, an welchen bei der Fertigung anfallender Staub schnell und sicher permanent entsorgt werden muß.

Bei großen Staubentsorgungsanlagen kann es vorteilhaft sein, daß an Stelle eines Verdichters mit verschiedener, durch entsprechende Ventile einstellbarer Funktion für den Saugbetrieb und für den Spülbetrieb jeweils separate Ver dichter vorgesehen sind. Demgemäß sind dann ein erster großer Verdichter für den Saugbetrieb und ein zweiter Ver dichter für die Abreinigung des Filters vorgesehen, die zyklisch im Wechsel arbeiten.

Grundlage für die Erfindung war die Überlegung, den Luft filter unter Ausnutzung der kinetischen Energie von Un terdruck- und Überdrucksystemen durch gegenläufiges Spülen bei gleichzeitiger Rotation entweder des Filters oder der Reinigungsanordnung ohne zusätzliche Hilfsenergie zu reini gen und dabei bestmögliche Betriebssicherheit zu gewähr leisten. Dies führte zu einer neuen Anwendung von Spülluft. Dabei macht sich die Erfindung ferner zunutze, daß ein Verdichter stets eine Saug- und eine Druckseite aufweist, welche beide bei der vorliegenden Erfindung abwechselnd zum Einsatz kommen, nämlich die Saugseite beim normalen be stimmungsgemäßen Saugbetrieb und die Druckseite beim Abrei nigungsbetrieb.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und be schrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungs gemäßen Staubsauger.

In der einzigen Figur ist ein Staubsauger 10 mit einem Gehäuse 12 mit einer Filterkammer 14 und einem Staubkessel 16 sowie mit einer Abreinigungsvorrichtung 18 und einem Verdichter 20 zum Teil schematisch im Längsschnitt gezeigt. So sind beispielsweise Leitungen und Stellorgane jeweils symbolisch dargestellt.

Das Gehäuse 12 des Staubsaugers 10 ist im gezeigten Ausfüh rungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet und weist an seiner Seitenwand 22 einen Ansaugstutzen 24 mit einer ge häuseseitig integrierten Rückschlagklappe 26 auf, durch welchen das Sauggut über einen nicht näher dargestellten Schlauch oder eine Saugleitung dem Gehäuse 12 zuströmt. Strömungsmäßig hinter der Rückschlagklappe ist ein Prall blech 28 angeordnet, welches die Filterkammer 14 mit einem darin angeordneten Filter 30 vor mechanischen oder ther mischen Schäden schützen soll. Derartige Beschädigungen können von größeren Saugpartikeln infolge deren kinetischer Energie oder von angesaugten glühenden oder glimmenden Partikeln, wie sie bei der Werkstückbearbeitung anfallen können, herrühren. Das dem Eintrittsstutzen 24 gegenüber befindliche, leicht gekrümmte Prallblech 28 deckt vorteil hafterweise den Filter über einen Sektor von etwa einem Viertelkreis (ca. ± 90°) am Umfang des Filters 30 über dessen gesamte Höhe ab, so daß größere Staubpartikel, wel che mit entsprechender Energie auf das Prallblech auftref fen, von dort unmittelbar in den Staubkessel abgelenkt werden, ohne jemals den Filter 30 zu berühren.

Der Filter 30 ist als topfartige Rundpatrone, vorzugsweise als Monopatrone, mit sternförmig gefalteten Filterlamellen 32 ausgebildet und weist in bekannter Weise einen nicht näher dargestellten flanschartigen Dichtrand auf. Er bildet so eine strömungsdichte Barriere zwischen der Filterkammer 14 und dem Staubkessel 16 einerseits und einem oberhalb davon angeordneten Reingasraum 34, in welchem sich gerei nigtes Gas, insbesondere gefilterte Luft befindet. Speziell für Kompaktanlagen ist es vorteilhaft, Filterelemente mit hoher spezifischer Oberfläche bei minimalem Raumbedarf einzusetzen. Daneben soll auch der Anschaffungspreis gün stig sein. Diese Anforderungen werden am besten mit einer Monopatrone mit sternförmig gefalteten Filterlamellen 32 erfüllt, die eine Oberfläche zwischen 0,2 und 20 m² auf weisen.

In dem Reingasraum 34 ist die Abreinigungsvorrichtung 18 angeordnet, die als wesentliches Bauteil wenigstens ein Düsenrohr 36 aufweist, das im gezeigten Beispiel mit einem rotierenden als Luftführung 38 bezeichneten Mitnehmer ver bunden ist und über eine hierzu vorgesehene Spülluftleitung 40 mit Spülluft versorgt wird, welche über am Düsenrohr 36 an dessen Umfang angeordnete Spülluftöffnungen 42 austritt und den Filter 30 an dessen Innenoberfläche diametral ent gegen der Richtung, in welcher der angesaugte Staub an der Außenseite des Filters 30 angelagert wird, mit Luft beauf schlagt. Hierdurch wird der angelagerte Staub von dem Fil ter 30 abgelöst, so daß dieser praktisch seine ursprüng liche Filterfunktion wiedererhält.

Die Spülluft gelangt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von der Druckseite des Verdichters 20 über die Spülluft leitung 40 zu der Abreinigungsvorrichtung 18, welche aus dem bereits erwähnten Düsenrohr 36 mit den Spülluftöff nungen 42, der rotierenden Luftführung 38 sowie einem Dreh antrieb 44 mit einem Schaufelrad 46 gebildet ist. Dabei schließt die Spülluftleitung 40 an den Drehantrieb 44 an, wobei sie das Schaufelrad 46 vergleichbar einer Luftturbine beaufschlagt. Das Schaufelrad 46 ist drehfest über eine Hohlwelle 39 mit der Luftführung 38 verbunden, so daß diese gemeinsam mit dem wenigstens einen Düsenrohr 36 eine Dreh bewegung ausführt, wobei gleichzeitig die zugeführte Spül luft nach Beaufschlagung des Schaufelrads 46 durch die Hohlwelle 39 und die Luftführung 38 zum Düsenrohr 36 ge langt.

Wie anhand der einzigen Figur leicht zu erkennen ist, schließt das Düsenrohr 36 exzentrisch an die Luftführung 38 an bezogen auf deren Drehachse. Dabei ist die Exzentrizität des Düsenrohres 36 so festgelegt, daß es sich bei seiner Drehbewegung stets in geringem Abstand zur Innenseite der starr montierten Filterpatrone 30 befindet, um so eine bestmögliche Freiblasewirkung der Abreinigungsvorrichtung 18 zu gewährleisten.

Die Spülluft wird mit geringem Überdruck von etwa 10 bis 30 kPa der Abreinigungsvorrichtung 18 zugeführt, um zunächst den Drehantrieb 44 zu beaufschlagen, der das Düsenrohr 36 mittelbar antreibt. Der verhältnismäßig geringe Überdruck ist für den Antrieb einerseits ausreichend; andererseits ist er niedrig genug, um eine herkömmliche festigkeits mäßige Auslegung zu erlauben. Hierdurch können die Her stellkosten niedrig gehalten werden, da sowohl hinsichtlich der zulässigen Werkstoffe als auch bezüglich der festig keitsmäßigen Nachweise sowie entsprechender Druckprüfungen keine Anforderungen bestehen. Der Spülluftstrom durchströmt das Düsenrohr 36 und tritt aus den einzelnen Spülöffnungen 42 mit einer Geschwindigkeit von etwa 80-120 m/s aus, wobei die Spülluft auf die Filteroberfläche auftrifft und hierdurch die einzelnen beaufschlagten Filterporen frei bläst. Die übrige Spülluft verbleibt im Reingasraum, wo bei Erreichen eines zu hohen Innendruckes eine dort angeordnete Überlasteinrichtung 35 anspricht.

Der Verdichter 20 ist herkömmlicher Bauart mit einer Saugseite, die über eine Saugleitung 48 mit einem Aus trittsstutzen 50 am Reingasraum 34 verbunden ist, und mit der bereits erwähnten Druckseite, an welche die Spülluft leitung 40 angeschlossen ist.

An der Saugseite ist ein als Mehrwegeventil ausgebildeter erster Ventilblock 52 angeordnet, ebenso wie auch an der Druckseite ein entsprechender zweiter Ventilblock 54 an geschlossen ist. Beide Ventilblöcke 52, 54 dienen dazu, die jeweilige Funktion des Staubsaugers 10 einzustellen. Da der Saugbetrieb einerseits und der Abreinigungsbetrieb anderer seits nie gleichzeitig erfolgen dürfen, sind die beiden über eine Steuerleitung 56 miteinander verbundenen Ventil blöcke 52, 54 gegeneinander verriegelt. Die Verriegelung verhindert dabei das gleichzeitige Ansaugen von Staub und das Abreinigen des Filters 30.

Aufgabe der beiden Ventilblöcke 52, 54 ist es dementspre chend sicherzustellen, daß einerseits die im Saugbetrieb aus dem Reingasraum 34 dem Verdichter 20 zuströmende Luft nicht anschließend über die Spülluftleitung 40 den Dreh antrieb 44 und die Abreinigungsvorrichtung 18 beaufschlagt, sondern an die Umgebung abgegeben wird. Andererseits soll im Abreinigungsbetrieb keine Luft aus dem Saugkreislauf, das heißt aus dem Reingasraum, sondern aus der staubfreien Umgebungsatmosphäre entnommen werden.

Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß jeder Ventilblock 52, 54 als Dreiwegeventil ausgebildet ist, wobei jeweils ein Anschluß mit dem Verdichter 20, ein Anschluß mit der Um gebungsatmosphäre und ein Anschluß mit der zugeordneten Saugleitung 48 beziehungsweise Spülluftleitung 40 verbunden ist. Dabei ist im Saugbetrieb bei geöffneter Saugleitung 48 druckseitig der Strömungsweg an die Umgebung freigeschaltet, während im Abreinigungsbetrieb saugseitig die Verbindung mit der Atmosphäre offen ist und gleich zeitig druckseitig der Anschluß an die Spülluftleitung 40 geöffnet ist. Auch kann es zweckmäßig sein, den Staubsauger im Abstand zu der jeweiligen Staubquelle beziehungsweise Saugstelle anzuordnen, um so eine Rückkopplung zwischen den staubführenden und den gereinigten Luftströmen zu verhin dern.

Bei dem in der einzigen Figur gezeigten Staubsauger 10 erfolgt die Umschaltung vom Saugbetrieb auf Abreinigung des Filters 30 manuell, der, wie hier nicht näher gezeigt ist, in an sich bekannter Weise mit dem Antriebsmotor des Ver dichters 20 sowie mit den beiden Ventilblöcken 52, 54 ver bunden ist.

Um die Geräuschentwicklung des Staubsaugers in jedem Be triebszustand gering zu halten, ist jeder der beiden Ven tilblöcke 52, 54 mit einem Schalldämpfer 60, 62 versehen, welche jeweils dazu dienen, die Ausstoß- und Ansaugge räusche des Verdichters zu dämpfen. Vorteilhafterweise kann dabei der Ansaugdämpfer 60, durch welchen die zum Abreini gen benötigte Luft angesaugt wird, mit einem eigenen Luft filter versehen sein, um sicherzustellen, daß nur gerei nigte Luft zur Abreinigungsvorrichtung 18 gefördert wird.

Anstelle der Ansaugung von Spülluft über den mit Schall dämpfer 60 versehenen Anschluß am Mehrwegeventil 52 kann auch die im Reingasraum 34 angeordnete Überlasteinrichtung 35 herangezogen werden, sofern diese so gestaltet ist, daß sie wahlweise einen Durchfluß in beiden Richtungen erlaubt und für den Saugbetrieb in Mittelstellung arretierbar ist.

Um rechtzeitig zu erkennen, ob eine Abreinigung erforder lich ist oder ob der Saugbetrieb fortgesetzt werden kann, ist der Reingasraum 34 mit einem Manometer 64 versehen, das als Differentialmanometer ausgebildet ist und den Druck unterschied zwischen dem Staubkessel und dem Reingasraum, das heißt den Druck strömungsmäßig vor dem Filter 30 und den Druck strömungsmäßig nach dem Filter 30, erfaßt und anzeigt. Sobald ein vorgegebener Grenzwert erreicht ist, wird die Abreinigung des Filters 30 eingeleitet.

Für ein wirksames und betriebssicheres Abreinigen ist die Dosierung der Spülluft hinsichtlich Menge und Druck von maßgeblichem Einfluß. Daher ist zur Einstellung und Be grenzung des Drucks im Reingasraum 34 die bereits erwähnte Überlasteinrichtung 35 in Form eines Überdruckventils oder vorzugsweise in Form einer Überdruckklappe vorgesehen, welche im Ansprechfall eine Verbindung zur Umgebungsatmo sphäre herstellt.

Um die Funktion des Drehantriebs 44 trotz des geringen Luftüberdrucks der Spülluft sicher zu gewährleisten, ist entsprechend einer vorteilhaften, im Ausführungsbeispiel gezeigten Weiterbildung der Erfindung eine Lagerung 66 der Verbindungswelle 39 des Drehantriebs 44 mit der hiermit verbundenen Luftführung 38 vorgesehen, die vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet ist. Dabei ist, wie vorher bereits erläutert, die Verbindungswelle 39 als Hohlwelle ausge bildet, durch welche die Spülluft zur Speisung des Düsen rohres 36 erfolgt. Auf der dem Filter 30 abgewandten Seite des Drehantriebs 44 ist das Schaufelrad 46 ebenfalls ge führt, um die aus der exzentrischen Anordnung des Düsen rohres 36 resultierenden Reaktionskräfte aufnehmen zu kön nen.

Am Beispiel eines angesaugten Staubpartikels soll die Wir kungsweise des erfindungsgemäßen Staubsaugers erläutert werden. Das Staubpartikel wird an der jeweiligen Saugstelle erfaßt und gelangt über einen Saugschlauch oder eine Saug leitung durch den Ansaugstutzen 24 an der Rückschlagklappe 26 vorbei in das Gehäuse 12. Je nach Größe und seiner dem entsprechenden Masse prallt das Staubpartikel gegen das Prallblech und von dort in den Staubkessel 16, wo es liegen bleibt, oder es wird von dem Saugluftstrom mitgerissen und lagert sich an der Außenseite des Filters 30 an. Gemeinsam mit den weiteren Staubpartikeln bildet sich so ein Filter kuchen, der nach und nach die gesamte Oberfläche des Fil ters 30 mit einer stetig zunehmenden Schichtdicke bedeckt. Dieser Vorgang wiederholt sich stetig solange, bis sämtli che Poren des Filters mit Staubpartikeln bedeckt sind, so daß der Saugströmungsweg dadurch blockiert und die Saug luftförderung unterbrochen ist. Soweit sollte es im prakti schen Betrieb aber nicht kommen, sondern die Abreinigung der Oberfläche des Filters 30 sollte bereits vorher erfol gen.

Um das Abreinigen zu intensivieren, kann bedarfsweise der Spülluftstrom pulsierend oder kurzfristig mit höherem Druck arbeiten. Hierzu wird die Klappe 35 manuell in mehr oder weniger kurzer zeitlicher Abfolge betätigt. Dadurch kann das Abreinigen selbst bei schwierigen Stäuben effizient durchgeführt werden. Ist der Filter von der außen angelagerten Staubschicht befreit, was sich anhand einer entsprechenden Anzeige des Manometers 64 zeigt, kann wieder auf Saugbetrieb geschaltet werden. Die Abreinigung selbst dauert dabei nur einige Sekunden.

Bezugszeichenliste

10 Staubsauger
12 Gehäuse
14 Filterkammer
16 Staubkessel
18 Abreinigungsvorrichtung
20 Verdichter
22 Seitenwand
24 Ansaugstutzen
26 Rückschlagklappe
28 Prallblech
30 Filter
32 Lamellen
34 Reingasraum
35 Überlasteinrichtung
36 Düsenrohr
38 Mitnehmer (Luftführung)
39 Hohlwelle
40 Spülluftleitung
42 Spülluftöffnungen
44 Drehantrieb
46 Schaufelrad
48 Saugleitung
50 Austrittsstutzen
52 erster Ventilblock
54 zweiter Ventilblock
56 Steuerleitung
58 el. Schalter
60 erster Schalldämpfer (Saugseite)
62 zweiter Schalldämpfer (Druckseite)
64 Manometer
66 Lagerung.

Claims

1. Staubsauger (10), insbesondere Industriestaubsauger, mit einem Gehäuse (12) mit einem Ansaugstutzen (24), der mit einer im Gehäuse (12) angeordneten Filterkammer (14) und einem Staubkessel (16) zur Aufnahme des Sauggutes in Ver bindung steht, mit einem Verdichter (20) zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen dem Druck im Staubkessel (16) und dem Umgebungsdruck sowie mit einem in der Filterkammer (14) angeordneten Filter (30), welcher den Staubkessel (16) gegen einen Reingasraum (34) abtrennt und zur Staubabschei dung der mit Staub beladenen Saugluft dient, dadurch ge zeichnet, daß eine Einrichtung zur Abreinigung des Filters (30) vorgesehen ist, welche den am Filter (30) auf dessen staubkesselseitiger Filteroberfläche angelagerten Staub in folge einer Gasgegenströmung löst und den Filter (30) spült und so dessen Wirksamkeit wiederherstellt.

2. Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung (18) als Gebläse ausgebildet ist, welches zyklisch den Filter (30) in der dem Saugbe trieb entgegengesetzten Richtung mit Spülluft beaufschlagt.

3. Staubsauger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Filter (30) als eine Rundpatrone mit spezifisch hoher Filterfläche ausgebildet ist.

4. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Abreinigungseinrichtung ausgehende Gasstrom den Filter (30) gleichförmig über meh rere Sekunden mit geringem Überdruck beaufschlagt.

5. Staubsauger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung den Filter (30) mit einem Über druck von höchstens 80 kPa, vorzugsweise von 10 bis 30 kPa, beaufschlagt.

6. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung (18) mit dem für den Saugbetrieb vorgesehenen Verdichter (20) zu sammenarbeitet.

7. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (30) eine sternförmig gefal tete Filterfläche mit Lamellen (32) aufweist.

8. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (30) von einer Monopatrone gebildet ist.

9. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreinigungseinrichtung (18) ein mit Schaufeln versehenes Gebläserad (46) aufweist, welches von dem von dem für den Saugbetrieb vorgesehenen Verdichter (20) ausgehenden Spülluftstrom angetrieben ist, der zur Beaufschlagung des Filters (30) dient.

10. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Abreinigungsvorrichtung (18) ein Düsenrohr (36) aufweist, welches den Spülluftstrom in den Filter (30) leitet.

11. Staubsauger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (36) mit dem Gebläserad (46) zusammen arbeitet und als Rotationsdüse ausgebildet ist.

12. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (36) über einen Mitnehmer (38) das Düsenrohr (36) beaufschlagt, welches innerhalb des Filters (30) eine Drehbewegung ausführt.

13. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (36) drehfest mit dem Gebläserad (46) verbunden ist und als strömungsdichte Luftführung, vorzugsweise als rotationssymmetrische ge schlossene Kammer, ausgebildet ist, an welche das Düsenrohr (36) angeschlossen ist.

14. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das rotierende Düsenrohr (36) an seinem in den Filter (30) kragenden Umfang mit ab standsgleichen Öffnungen (42) versehen ist, deren Mittel achsen radial gegen die Filterinnenseite gerichtet sind.

15. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (42) jeweils einen gleichen Querschnitt aufweisen.

16. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Querschnitt aller Öffnungen (42) so festgelegt ist, daß der bestimmungsgemäße Spül luftstrom das Düsenrohr (36) und die darin angeordneten Öffnungen (42) mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 120 m/s durchströmt.

17. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das rotierende Düsenrohr (36) exzentrisch an dem Mitnehmer (38) angeschlossen ist.

18. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (36) derart am Mitnehmer (38) angeordnet ist, daß es sich jeweils in ge ringem Abstand zur Innenseite des Filters (30) befindet.

19. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Verdichter (20) druckseitig ein Mehrwegeventil (54) aufweist, mittels welchem der Spül luftstrom einstellbar ist.

20. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Verdichter (20) saugseitig ein Mehrwegeventil (52) aufweist, mittels welchem der Saug luftstrom einstellbar ist.

21. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die saug- und druckseitig am Verdichter (20) angeordneten Mehrwegeventile (52, 54) je weils gegeneinander verriegelt sind, so daß der Filter (30) stets nur in einer Strömungsrichtung von einem Luftstrom beaufschlagt ist.

22. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von Saugbetrieb auf Abreinigung des Filters (30) durch manuelle Betätigung vorgesehen ist.

23. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß bei Abreinigung des Filters (30) die hierzu verwendete Spülluft dem Verdichter (20) über einen ersten Schalldämpfer (60) zuströmt, der strö mungsmäßig parallel zum Ansaugstutzen (24) am Staubkessel (16) geschaltet ist.

24. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der im Filter (30) gereinigte Reingasstrom austrittsseitig einen zweiten Schalldämpfer (62) durchströmt, der dem Verdichter (20) nachgeschaltet ist.

25. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Reingasraum ein Manometer (64), vorzugsweise ein Differential-Manometer, aufweist, welches den Druck zwischen Reingasraum und Rohgasraum an zeigt und die Beurteilung der aktuellen Staubbeladung des Filters (30) erlaubt.

26. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche vor gesehen zur Staubentsorgung an Schweißanlagen und Schweißarbeitsplätzen.

27. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche vor gesehen zur Staubentsorgung an Schleifmaschinen und ähn lichen Bearbeitungsvorrichtungen.

28. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche vor gesehen zur Staubentsorgung an Signier- und Gravieranlagen.

29. Staubsauger nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein erster Verdichter für den Saugbetrieb und ein zweiter Verdichter für die Abreinigung des Filters vorgesehen sind, die zyklisch im Wechsel arbei ten.

30. Staubsauger nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Verdichter bei Groß-Sauganlagen vor gesehen sind.