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Verfahren zum selbsttätigen Reinigen eines
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Flächenfilters und selbstreinigende Filtereinrichtung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Reinigung eines Flächenfilters und eine
selbstreinigende Filtereinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Bei einer bekannten Filtereinrichtung (DE-AS 1 153 600) besteht die
Reinigungsstation aus einer Schlitzblasdüse und einer ihr im Abstand gegenüberstehenden
Saugschlitzdüse und das als Scheibenfilter ausgebildete Flächenfilter durchläuft
den Spalt zwischen diesen beiden Düsen. Diese pneumatische Reinigungsstation ist
baulich aufwendig und ihr Luftverbrauch verursacht ständig relativ hohe Betriebskosten.
Auch ist häufige Wartung erforderlich.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur selbsttätigen
Reinigung eines dem Filtern von Gas dienenden Flächenfilters zu schaffen, welches
mit wesentlich geringeren Betriebskosten auskommt und
welches sich
auch mit baulich besonders einfachen Mitteln durchführen läßt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 angegebene
Verfahren gelöst.
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Eine erfindungsgemäße selbstreinigende Filtereinrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens ist in Anspruch 2 beschrieben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Filtergut von dem Flächenfilter
nicht pneumatisch abgenommen, sondern mechanisch abgestreift, so daß kein Druckluftverbrauch
zum Reinigen des Flächenfilters entsteht. Es entfallen also die bei der Filtereinrichtung
nach der DE-AS 1 153 600 durch den Druckluftverbrauch entstehenden fortlaufenden
Betriebskosten der Reinigung des Flächenfilters. Auch läßt sich das erfindungsgemäße
Verfahren mit baulich einfachen Mitteln durchführen.
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Die erfindungsgemäße selbstreinigende Filtereinrichtung benötigt außer
dem Drehantrieb für das Flächenfilter keine sonstigen angetriebenen Komponenten.
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Sie ist deshalb wartungsfreundlich und bedarf nur in längeren Zeitabständen
der Wartung überhaupt. Auch läßt sie sich relativ platzsparend ausbilden und kann
deshalb auch an Maschinen, beispielsweise an Textilmaschinen, eingebaut werden,
an denen zu filterndes Gas anfällt.
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Auch zeigte es sich, daß die erfindungsgemäße Filtereinrichtung auch
zum Filtern von in Textilfabriken anfallender, mit Fasern, Fadenresten und dergl.
verunreinigter Luft sich ausgezeichnet eignet. Sie kann jedoch noch zahlreiche weitere
Anwendungsgebiete außer Textilmaschinen und Textilfabriken haben, beispielsweise
kann sie auch dem Abscheiden anderer Partikel als Fasern und Fadenresten dienen,
beispielsweise Partikeln aus Holz, Kunststoff, Leder usw.
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Das Flächenfilter kann bevorzugt ein Siebfilter sein. Beispielsweise
kann als Filtermedium Lochblech und/oder Metallgaze bzw. Kunststoff-Gaze oder dergl.
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dienen. Wesentlich ist, daß das Flächenfilter so ausgebildet ist,
daß das sich auf ihm ansammelnde Filtergut durch den Abstreifer mechanisch abgestreift
werden kann. Wie erwähnt, gelingt dies selbst bei Verunreinigungen, die ganz oder
überwiegend aus Textilfasern und Fadenresten bestehen.
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Der Abstreifer kann irgendeine geeignete Bauart und Anordnung haben.
Besonders zweckmäßig kann er eine messerartige Leiste aus Metall oder Kunststoff
sein, die an die Unreinseite des Flächenfilters angedrückt ist. Dieser Abstreifer
kann dabei senkrecht oder auch in vielen Fällen zweckmäßig schräg zur Filterfläche
stehen.
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Wesentlich ist für die Funktionsfähigkeit der Reinigungsstation, daß
ständig ein Druckausgleich zwischen dem Druck in der Kammer und dem Druck im Unreinraum
der Filtereinrichtung stattfindet, durch welchen Druck-
ausgleich
verhindert wird, daß das durch den Abstreifer vom Flächenfilter abgestreifte Filtergut
durch die Einlaßöffnung der Kammer für das Flächenfilter in den an die Kammer angrenzenden
Unreinraum aus -tritt. Dies gelingt durch die die Kammer durchströmende Neben-Strömung
zur außerhalb der Kammer vorliegenden Hauptströmung des zu filternden Gases. Dabei
muß die Neben-Strömung in der Kammer solchen Verlauf haben, daß sie das Ablösen
des Filtergutes vom Flächenfilter und das nach unten Fallen des Filtergutes in der
Kammer nicht behindert. Zu diesem Zweck kann besonders vorteilhaft vorgesehen sein,
daß die Neben-Strömung zumindest im wesentlichen seitlich des vertikal unterhalb
des Abstreifers befindlichen Innenraumbereiches der Kammer verläuft. Der Volumenstrom
der Neben-Gasströmung ist selbstverständlich wesentlich kleiner als der Volumenstrom
der Hauptströmung. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung wurde in Verbindung mit
einem das Gas durch das Flächenfilter hindurchsaugenden Saugventilator erprobt.
Es ist jedoch auch möglich, anstelle eines solchen Saugventilators einen Druckventilator
stromaufwärts des Flächenfilters anzuordnen.
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Das Flächenfilter kann unterschiedliche Ausbildungen haben. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform, die auch besonders raumsparend ist, ist es als Scheibenfilter
ausgebildet. Andere zweckmäßige Ausbildungen können darin bestehen, daß das Flächenfilter
konisch oder als Trommelfilter ausgebildet ist.
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Der Abstreifer kann zweckmäßig an der Stelle der Kammer angeordnet
sein, an der das Flächenfilter aus der Kammer austritt. Es ist jedoch auch denkbar,
den Abstreifer im Abstand vom Auslaß der Kammer für das Flächenfilter innerhalb
der Kammer anzuordnen.
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Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn aus irgendwelchen Gründen
vorgesehen wird, daß das Flächenfilter wahlweise oder abwechselnd in zueinander
entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben wird, ohne daß bei dem Wechsel der
Drehrichtung an der Kammer irgendwelche Anderungen vorgenommen werden sollen.
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Im allgemeinen ist es ausreichend und vorteilhaft, wenn die Kammer
je eine einzige Gaseinlaßöffnung und Gasauslaßöffnung aufweist. Besonders zweckmässig
kann vorgesehen sein, daß die Gaseinlaßöffnung durch die sowieso für den Eintritt
des Flächenfilters in die Kammer erforderliche. Eintrittsöffnung der Kammer mitgebildet
ist.
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Um den Druckausgleich zwischen dem Innenraum der Kammer und dem Unreinraum
mit möglichst kurzen Strömungswegen für die Neben-Gasströmung herbeizuführen, ist
es ferner zweckmäßig, die Gasauslaßöffnung der Kammer unmittelbar benachbart der
Gaseinlaßöffnung anzuordnen.
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Das Flächenfilter kann in vielen Fällen zweckmäßig kontinuierlich
rotierend angetrieben werden. Besser
ist es im allgemeinen jedoch,
es intermittierend rotierend anzutreiben, sei es periodisch mittels einer Zeitschaltuhr
oder dergl. oder dadurch, daß der am Flächenfilter entstehende Gasdruckabfall gefühlt
und durch intermittierenden Antrieb des Flächenfilters auf einen vorbestimmten Differenzdruckbereich
zweipunktgeregelt wird. Im letzteren Falle wird also ein oberer und ein unterer
Wert für diesen Differenzdruck vorgegeben und bei Erreichen des oberen Wertes wird
das Flächenfilter so lange gedreht, bis der untere Differenzdruckwert erreicht ist.
Dann bleibt das Flächenfilter wieder stehen bis der obere Differenzdruckwert erneut
erreicht wird.
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Das in der Kammer nach unten fallende, vom Flächenfilter abgestreifte
Filtergut kann zweckmäßig in der Kammer gesammelt und von Zeit zu Zeit aus der Kammer
herausgeführt werden, sei es manuell oder auf andere Weise, beispielsweise mit einer
Förderschnecke oder pneumatisch. Es ist jedoch auch denkbar, es kontinuierlich aus
der Kammer abzuführen, beispielsweise unter Verdichtung durch eine Gasschleuse hindurch.
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Obwohl es besonders vorteilhaft ist, wenn die Gaseinlaßöffnung durch
den Eintrittsschlitz für das Flächenfilter in die Kammer mitgebildet ist, sind auch
andere Ausführungsformen möglich. Beispielsweise könnte der Eintrittsschlitz der
Kammer für das Flächenfilter durch ein an das Flächenfilter angedrtck
tes
Federblech abgeschirmt und an anderer Stelle der Kammer mindestens eine Gaseinlaßöffnung
für die Neben-Gasströmung vorgesehen sein.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß die Drehachse des Flächenfilters
ungefähr horizontal angeordnet ist. Dies ermöglicht besonders einfache Anordnung
des Abstreifers derart, daß das von ihm abgestreifte Fasergut auf den# Boden der
Kammer fallen kann. Jedoch sind auch andere Anordnungen der Drehachse des Flächenfilters
möglich, beispielsweise vertikale Anordnung seiner Drehachse.
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Der Abstreifer kann zweckmäßig ungefähr in Höhe der Drehachse des
Flächenfilters sich ungefähr horizontal erstreckend angeordnet sein. Jedoch sind
auch hier andere Anordnungen ebenfalls möglich.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Kammer
sich über einen auf die Drehachse des Flächenfilters bezogenen Zentriwinkel von
ungefähr 80 - 1800 erstreckt. Jedoch sind auch größere oder kleinere Zentriwinkel
der Kammer ebenfalls möglich.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Filtereinrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 eine Schrägvorderansicht des Flächenfilters
und seiner Reinigungsstation nach Fig. 1, wobei das Außengehäuse nur strichpunktiert
mit angedeutet ist,
Fig. 3 und 4 je einen Schnitt durch Fig. 2,
gesehen entlang der Schnittlinien 3-3 bzw. 4-4, wobei jedoch das Außengehäuse mit
dargestellt ist, Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Filtereinrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in im wesentlichen schematischer
Darstellung.
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Die Filtereinrichtung nach den Fig. 1-4 weist ein Außengehäuse 10
auf, in dessen Unreinraum 12 ein Einlaß 11 für zu reinigendes Gas führt. An einer
den Unreinraum 12 vom Reinraum 13 trennenden Zwischenwand 14 ist ein Scheibenfilter
20 um eine horizontale Drehachse drehbar gelagert und mittels eines Motors 16 über
ein Zugmittelgetriebe 17 kontinuierlich oder intermittierend rotierend antreibbar.
Im Auslaßkanal 18 ist ein Saugventilator 19 angeordnet, der das zu reinigende Gas
durch das ebene Scheibenfilter 20 hindurch saugt, das eine kreissektorförmige öffnung
40 eines Zentriwinkels von ca. 2700 in der Zwischen#wand 14 zum Filtern des diese
öffnung 40 durchströmenden Gases überdeckt.
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Der selbsttätigen Reinigung des Scheibenfilters 20 dient eine Reinigungsstation
9, an der ein mechanischer, horizontal ungefähr in Höhe der Drehachse des Scheibenfilters
20 angeordneter, leistenförmiger, messerartiger Abstreifer 21 angeordnet ist, der
beispielsweise aus Metall oder Kunststoff bestehen kann und an die Unreinseite des
Scheibenfilters 20 entlang
einer horizontalen Radiuslinie des Scheibenfilters
angedrückt ist. Seine genaue Einstellung ermöglicin in ihm angeordnete, senkrecht
zum Scheibenfilter 20 verlaufende Längsschlitze, die von Befestigungsschrauben durchdrungen
sind. Dieser Abstreifer 21 kann gegebenenfalls auch federnd an das Scheibenfilter
20 angedrückt sein. Er ist an der durch ihn mitgebildeten, geschlossenen Decke 22
einer Kammer 23 angeordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel von einem 110tKreissektor
des Scheibenfilters nahe ihrer an den Reinraum 13 angrenzenden Stirnwand 24 durchdrungen
ist. Diese Stirnwand 24 ist durch einen Abschnitt der Zwischenwand 14 gebildet.
Diese Stirnwand 24 bildet gegenüber der Reinseite des Scheibenfilters 20 eine kreissektorförmige
Abdeckung 25 des Scheibenfilters 20, die jedoch einen schmalen Kreissektor von ca.
200 des in der Kammer befindlichen 110°-Kreissektorabschnittes des Scheibenfilters
frei läßt. Durch den Abstreifer 21 wird das auf dem Scheibenfilter 20 als Belag
angesammelte Filtergut abgestreift und fällt dann unter dem Einfluß seiner eigenen
Schwerkraft nach unten auf den Boden der stationären Kammer 23, von wo es beispielsweise
von Hand von Zeit zu Zeit durch die durch einen Deckel verschließbare öffnung 27
der Kammer 23 entfernt werden kann.
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Die stationäre Kammer 23 ist im Betrieb allseitig geschlossen mit
Ausnahme der Ein- und Austrittsöffnungen für das Scheibenfilter 20, wobei erstere
angrenzend an den Unreinraum 12 einen Gaseinlaßschlitz 29 und angrenzend an den
Reinraum 13 der Filtereinrichtung eine kreissektorförmige Gasauslaßöffnung 32 bildet.
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Der Gaseinlaßschlitz 29 erstreckt sich unter ca. 200 zur Vertikalen
von der Nähe der Drehachse des Scheibenfilters 20 aus abwärts. Die Breite dieses
an der Schmalseitenwand 30 gebildeten Schlitzes 29 läßt sich mittels eines an dieser
Seitenwand 30 angeordneten Schiebers 28 auf einen gewünschten Wert einstellen.
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Die Gasauslaßöffnung 32 ist mit durch die vom Filter 20 überdeckte
öffnung 40 der Zwischenwand 14 gebildet und sie ist unmittelbar benachbart des Gaseinlaßschlitzes
29 yon diesem nur durch das Filter 20 getrennt vorgesehen.Diese Gasauslaßöffnung
32 beginnt also in Höhe der Einlaßseitenwand 30 der Kammer 23 sie erseckt sich in
eser~ Apsfühnangsbeispiel über ca. 20V Zentriwinkel /##oL neben ihr ist ctle ringe
Reinseite des in der Kammer 23 befindlichen Abschnittes des Filters 20 bis zum Abstreifer
21 durch den ca.900-kreissektorförmigen Bereich 25 der durch die Zwischenwand 14
mitgebildeten Stirnwand 24 der Kammer 23 abgedeckt. Und zwar steht dieser Bereich
25 der Reinseite des Scheibenfilters 20 in so geringem Abstand gegenüber, daß in
diesem schmalen Schlitz zwischen dem Bereich 25 und dem Scheibenfilter 20 keine
nennenswerte Luftströmung entsteht. Da sich dieser Bereich 25 über einen bezogen
auf die Drehachse des Scheibenfilters 20 bezogenen Zentriwinkel von ca. 900 erstreckt,
hat die kreissektorförmige Gasauslaßöffnung 32 in diesem Ausführungsbeispiel entsprechend
einen Zentriwinkel von ca. 200, da sich die Kammer 23 in diesem Ausführungsbeispiel
über ca. 1100 Zentriwinkel erstreckt.
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Der Gaseinlaßschlitz 29 und die Gasaustrittsöffnung 32 der Kammer
23 dienen dem Druckausgleich des Druckes
in der Kammer 23 mit dem
Druck des außerhalb der Kammer 23 im Unreinraum 12 strömenden Gases, indem im Betrieb
eine Neben-Gasströmung von Gaseinlaßschlitz 29 zur Gasauslaßöffnung 32 durch die
Kammer hindurch verläuft, die praktisch eine Bypass-Strömung zu der vom Unreinraum
12 außerhalb der Kammer 23 direkt in den Reinraum 13 strömenden Gashauptströmung
ist. Diese Neben-Gasströmung schließt in diesem Ausführungsbeispiel seitlich übergangslos,
ohne räumliche Trennung an die Gashauptströmung an. Es ist jedoch auch denkbar,
diese Neben-Gasströmung durch eine Trennwand von der Gashauptströmung zu trennen,
wobei dann allerdings der Einlaß der Kammer für die Neben-Gasströmung verlegt werden
muß, beispielsweise indem man die öffnung 29 durch ein an die Filterscheibe angelegtes
federndes Blatt verschließt und an ihrer Stelle im rückwärtigen Bereich der Seitenwand
30 eine Gaseinlaßöffnung anordnet.
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Die in der Decke der Kammer 23 befindliche Austrittsöffnung für das
Filter 20 ist durch den Abstreifer 21 und den Stirnwandbereich 25 praktisch abgedichtet)
so daß nur ein eng begrenzter, vom Gaseinlaßschlitz 29 zur Gasauslaßöffnung 32 führender
Innenraumbereich der Kammer 23 von der Neben-Gasströmung seitlich des vertikal unterhalb
des Abstreifers 21 befindlichen Kammennnenraumbereiches durchstrdnJc wird. Dies
ist deshalb der Fall, weil sich sowohl der Gaseinlaßschlitz 29, wie auch die Gasauslaßöffnung
32 seitlich des vertikal unter dem Abstreifer 21 befindlichen Kammerinnenraumbereiches
befinden. Diese Neben-Gasströmung behindert das Abfallen des vom Abstreifer 21 vom
Filter 20 abgelösten Filtergutes nicht.
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Der vorerwähnte Druckausgleich bewirkt, daß das vom Abstreifer 21
von der Filterscheibe 20 abgelöste Filtergut nicht aus der Kammer 23 in den Unreinraum
12 gelangen kann. Vielmehr fällt dieses abgelöste Filtergut auf den Boden der Kammer
23, wo es von Zeit zu Zeit durch die öffnung 27 hindurch entfernt werden kann.
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Die Arbeitsweise dieser Filtereinrichtung ist also wie folgt.
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Im Betrieb durchströmt das Verunreinigungen, wie Fasern, Staub oder
sonstige Partikel mitführende Gas infolge der Förderung durch den Ventilator 19
das Scheibenfilter 20 im Bereich außerhalb der Kammer 23, wobei jedoch ein geringer
Teil des Gases einen eng begrenzten Bereich der Kammer 23 von der Gaseinlaßöffnung
29 zur Gasauslaßöffnung 32 zum Druckausgleich durchströmt.
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Diese Neben-Gasströmung ist jedoch so begrenzt, daß sie das Abstreifen,
Ablösen und Herunterfallen des Filtergutes in der Kammer 23 nicht behindert. Und
zwar sammelt sich auf dem Scheibenfilter 20 fortlaufend die aus dem Gasstrom an
ihr abgeschiedenen Verunreinigungen an und bilden dann einen Belag, der in Rotationsrichtung
des Scheibenfilters beginnend oberhalb des Abstreifers 21 bis zur Gaseinlaßöffnung
29 der Kammer zunehmend dicker wird. Dieser Belag läuft dann durch die in Pfeilrichtung
(Fig. 2) erfolgende Rotation des Scheibenfilters 20 durch den Gaseinlaßschlitz 29
hindurch zusammen mit dem Scheibenfilter 20 in die Kammer 23 ein, wandert dann an
der Gasauslaß
öffnung 32 vorbei und gelangt dann in den Bereich
der Kammer 23, an welchem der in der Kammer 23 befindliche Reinigungsabschnitt des
Scheibenfilters 20 auf seiner Reinseite durch den Bereich 25 der Stirnwand 24 der
Kammer 23 abgedeckt ist. Dieser abgedeckte Bereich des Scheibenfilters 20 wird nicht,
oder allenfalls nur unwesentlich von Gas durchströmt, so daß auf diesem Bereich
das Abstreifen und Herunterfallen des Filtergutes vom Scheibenfilter nicht behindert
wird.
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Infolge des erwähnten Druckausgleiches des Druckes in der Kammer 23
mit dem Druck im Unreinraum 12 wird das abgestreifte Filtergut auch nicht zum Gaseinlaßschlitz
29 hingesaugt. Dieses abgestreifte Filtergut fällt also stets auf den Boden der
Kammer 23.
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Die in Fig. 5 dargestellte Filtereinrichtung weist als Flächenfilter
ein kreiszylindrisches Trommel-
filter 20' auf, das in einem nicht
näher dargestellten Gestell drehbar gelagert und durch einen ebenfalls nicht dargestellten
Motor in Drehung in Pfeilrichtung um seine horizontale Längsachse versetzt werden
kann. Dieses Trommelfilter befindet sich innerhalb eines nicht näher dargestellten
Raumes, in den das zu filternde Gas eingelassen wird, das dann das Trommelfilter
20' radial von außen nach innen durchströmt und dann vom Innenraum des Trommelfilters
aus als Reingas weitergeleitet wird.
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Der selbsttätigen Reinigung dieses Trommelfilters 20' dient wiederum
ein mechanischer Abstreifer 21 in Verbindung mit einer stationären Kammer 23.
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Der messerartige Abstreifer 21 ist ungefähr in Höhe der Drehachse
des Trommelfilters 20' angeordnet und erstreckt sich horizontal über die Länge des
Trommelfilters 20', an das er außenseitig angedrückt ist. Die Kammer 21 ist allseitig
geschlossen mit Ausnahme der Durchlässe für das Trommelfilter, wobei der eingangsseitige
Einlaß der Kammer 23 für das Trommelfilter so breit ausgebildet ist und die rechte
untere Seitenwand 30 der Kammer 23 solchen Abstand von dem Trommelfilter 20' hat,
daß wiederum eine schlitzförmige Gaseinlaßöffnung 29 und eine hier relativ breite
Gasauslaßöffnung 32 entsteht. Hierdurch ist die Kammer wiederum von einer räumlich
eng begrenzten Neben-Gasströmung durchströmt, die durch die Gaseinlaßöffnung 29
ein-
strömt und durch die Gasauslaßöffnung 32 wieder ausströmt.
Diese Gasauslaßöffnung 32 ist nur an ihrer linken Längsseite durch die kreisbogenförmige
Stirnwand 25 der Kammer 23 begrenzt; die eine der Reinseite des Trommelfilters 20'
ohne Abstand oder in geringem Abstand gegenüberliegende Abdeckung bildet und sich
in Drehrichtung des Trommelfilters 20' bis etwas über den Abstreifer 21 hinaus erstreckt.
Die Gaseinlaßöffnung 29 wie auch die Gasauslaßöffnung 32 befinden sich im weiteren
Bereich des untersten Bereiches des Trommelfilters 20', wogegen sich der Abstreifer
21 ungefähr in Höhe der horizontalen Drehachse des Trommelfilters 20' befindet.
Hierdurch strömt die vom Einlaß 29 zum Auslaß 32 in der Kammer 23 strömende Neben-Gasströmung
in relativ großem Abstand von der durch die Abstreifkante des Abstreifers 21 bestimmten
geometrischen Vertikalebene, so daß das vom Abstreifer vom Umfang des Trommelfilters
20' abgestreifte Filtergut ungestört von der Neben-Gasströmung in die Vertiefung
42 des Bodens 41 der Kammer 23 fällt, von wo es von Zeit zu Zeit beispielsweise
von Hand aus der Kammer 23 herausgenommen werden kann.
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Die Kammer 23 kann sich in beiden Ausführungsbeispielen auch über
andere als den dargestellten Zentriwinkel erstrecken. So kann es beispielsweise
in vielen Fällen zweckmäßig-seing diesen Zentriwinkel zu ca. 1800 vorzusehen und
dabei die#Gasauslaßöffnung über ca. 900#zu erstrecken.