DE1097792B - Rueckspuelvorrichtung zum Abreinigen der Filterflaechen eines Staubabscheiders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückspülvorrichtung zum Abreinigen der Filterflächen eines Staubabscheiders mit einem auf der Reingasseite an der Filterstoffschicht entlangwandernden Blasrohr und mit einer Steuerungseinrichtung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten der Antriebsaggregate in Abhängigkeit von dem zwischen der Staubgasseite und der Reingasseite der Filterstoffschicht herrschenden Differenzdruck.

Es sind Rückbla9vorrichtungen mit Steuerungseinrichtungen bekannt, die auf Änderungen der Druckdifferenz zwischen der Anström- und der Abströmseite der Filterschicht ansprechen. Bei diesen Vorrichtungen wird mittels eines Differenzdruckmessers bei Über- oder Unterschreiten einer bestimmten Druckdifferenz die Rückspülvorrichtung ein- bzw. ausgeschaltet. Es ist auch bekannt, die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Abreinigungsaggregat und der Filterschicht dem Volumen der durchströmenden Filterluft anzupassen oder die Spülluftmenge bzw. den Blasdruck je nach Staubart und Staubkonzentration im Rohgas einzustellen.

Gegenüber diesen bekannten Vorrichtungen unterscheidet sich die Rückspülvorrichtung gemäß der Erfindung durch die zusätzliche Anwendung eines weiteren Differenzdruckmessers, der die Druckspülluftzufuhr zum Blasrohr während der Abreinigungsperiode kontinuierlich in der Weise steuert, daß sich die ausströmende Spülluftmenge proportional den Änderungen des Differenzdruckes an der Filterschicht ändert.

Am Beginn der Reinigungsperiode wird zunächst eine verhältnismäßig geringe Menge von Gegenstromspülluft zugeführt. Genügt diese Spülluftmenge nicht zum Ablösen der angesammelten Staubteilchen, dann erhöht sich die Druckdifferenz an der Filterschicht weiter, wodurch die Zuführungsgeschwindigkeit oder Zuführungsmenge der Gegenstromspülluft im direkten Verhältnis zum Steigen der Druckdifferenz erhöht wird. Der verstärkte Gegenstrom bläst die Staubteilchen ab. Infolgedessen fällt die Druckdifferenz wieder, wodurch die Spülluftmenge verringert und schließlich der Reinigungszyklus abgeschaltet wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt; es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung einer allgemein verwendbaren Ausführungsform der Rückspülvorrichtung,

Fig. 2 ein Filter in Vertikalschnitt mit einer Sonderausführung der Rückspülvorrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Filter nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Teilansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 2 und 3 in einer abgewandelten Ausführungsform mit Überströmventil und

Rückspülvorrichtung

zum Abreinigen der Filterflächen

eines Staubabscheiders

Anmelder:

The Morristown Trust Company,
Morristown, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. Mai 1954

Henry Johnson Hersey jun. ¹I₁ Chatham, N. J.

(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 5 das Überströmventil nach Fig. 4 in größerem Maßstab.

Die bei dem Beispiel für die allgemein verwendbare Ausführungsform in Fig. 1 mit dargestellten Teile eines an sich bekannten Gasfilters haben die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 und 3 und sind dort ausführlich beschrieben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der auf einer Konsole 188 befestigte Differenzdruckmesser 187 einerseits durch die Rohrleitung 202 an die Staubgasseite, andererseits durch die Rohrleitung 203 über eine Buchse 205 an die Reingasseite der Filterschicht 20 angeschlossen. Der Stellstift 191 des Differenzdruckmessers betätigt einen Schwenkhebel 193, der im Drehpunkt 195 auf der Konsole 188 gelagert ist und über ein Steuergestänge, bestehend aus einem Winkelhebel 180 mit zwei Lenkern 192 und 176, den Drehzahlhebel des Antriebsmotors 80 für das Spülluftgeblase verstellt. Der Drehzahlregelhebel 174 ist zwischen seinen der kleinsten und der größten Betriebsdrehzahl entsprechenden Grenzstellungen um etwa 70 Winkelgrade verschwenkbar. Der Gebläsemotor 80 ist durch das Kabel 92 mit einem Anlasser (siehe 94 in

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Fig. 2) verbunden, dessen Wirkungsweise noch er- 64 durch je ein Kabel 92 bzw. 96 mit einem an das läutert wird. . Stromnetz 98 angeschlossenen Anlasserkasten 94 ver-Eine besondere Ausführungsform der Rückspülvor- bunden. Gegebenenfalls können auch getrennte Anrichtung für einen bekannten -Druckschlauchfilter mit lasserkästen vorgesehen werden, wenn die Typen und atmosphärischem Druckniveau im Reingasauslaß ist in 5 Größen der verwendeten Motoren dies notwendig Fig. .2 und 3 dargestellt. Das vorzugsweise zylin- machen. In jedem Falle werden beide Motoren 64 und drische gasdichte Filtergehäuse 10 ist oben durch 80 von der nachstehend beschriebenen druckgesteuereinen Deckel 12 und unten durch einen zum Sammeln ten Schaltvorrichtung selbsttätig eingeschaltet und der abgeschiedenen Feststoffe bestimmten Trichter 14 ausgeschaltet.

geschlossen, der von Zeit zu Zeit über eine absperrbare io Der Anlasserkasten oder die Anlasserkästen 94 kön-Austragöffnung (nicht dargestellt) entleert wird. Das nen von beliebiger Art sein, wie sie im Handel erhältstaubhaltige Gas wird mit überatmosphärischem lieh und zum magnetischen Anlassen und Stillsetzen Druck durch einen tangential gerichteten Einlaßstut- von Elektromotoren üblich sind. Von dem im Anlaszen 16 in das Gehäuse 10 eingeführt; das gereinigte serkasten 94 eingebauten Magnetschalter oder Relais Gas strömt durch den auf dem Gehäusedeckel 12 an- 15 führt ein Fernsteuerungskabel 100 zu einem druckgeordneten Auslaßstutzen 18 aus der Mittelzone 22 des empfindlichen Steuerschalter 102, der auf Konsolen Filtergehäuses 10 ab. 104 am Filtergehäuse 110 befestigt ist, Der Steuerin dem Gehäuse 10 ist ein zylindrischer oder schalter steht durch die Rohrleitungen 106 und 110 schwach konischer Filterschlauch 20 aufgehängt, der einerseits mit dem Innenraum 22 des Filters (Reinam unteren Ende durch einen eingebundenen Falz- 20 gasseite der Filterschicht 20) und andererseits mit boden 21 verschlossen ist und aus biegsamem Filter- dem äußeren Filtergehäuseraum 10 (Staubgasseite) in stoff, vorzugsweise einem verhältnismäßig dicken ver- Verbindung.

filzten oder geschichteten Fasermaterial, wie Wollfilz, Die Schaltvorrichtung arbeitet in folgender Weise: besteht, welches der Reibwirkung des nachstehend Während des Filterbetriebes wächst mit zunehmender beschriebenen Gegenstromspülers standhält. Zur Ab- 25 Ablagerung von Staubteilchen auf oder in der Filtersteifung des Filterstoffmantels gegen den von außen schicht 20 auch der Durchströmwiderstand der Filternach innen gerichteten Strömungsdruck ist innerhalb schicht allmählich an. Dieser Anstieg des Durchströmdes Filterschlauches 20 ein steifes trommelartiges Widerstandes verursacht eine Erhöhung des Druck-Stützgestell 30 aus grobmaschigem Drahtgewebe, gefälles von der Anströmseite (Staubgasseite) zur Lochblech od. dgl. angeordnet. 30 Niederdruckseite (Reingasseite) der Filterschicht. Der GegenstromSpüler weist ein der Schlauchlänge Wenn dieser Druckabfall bzw. die Druckdifferenz angepaßtes Blasrohr 50 auf, das zwischen der Schlauch- einen Wert erreicht, ibei dessen Überschreitung das wandung 20 und dem Stützgestell 30 axial angeordnet Arbeiten des Filters ungenügend ist, wird die Rückist und mit dem sich über seine gesamte Länge er- spülvorrichtung durch den auf einen aus der Erfahstreckenden Spülschlitz an der Innenfläche der Filter- 35 rung bestimmten Sollwert des Differenzdruckes anschicht anliegt. Das Blasrohr ist an beiden, oben und sprechenden Steuerschalter 102 automatisch in Betrieb unten über das Stützgestell vorstehenden Enden mit gesetzt. Obwohl die Filteranlage während der Reinizwei teleskopartig verstellbaren, hohlen radialen Trag- gungsperiode weiter arbeitet, wird mit fortschreitenarmen 52 und 54 verbunden, die ihrerseits an der der Reinigungdas angehäufte S taubgut so· weit entfernt, koaxial im Schlauch angeordneten Hohlwelle 40 be- 40 daß das Druckgefälle abnimmt und schließlich den festigt sind. Bei Drehung der Hohlwelle wandert das Sollwert des Differenzdruckes unterschreitet. Sobald Blasrohr 50 also zwischen der Filterschicht 20 und der Differenzdruck um eine bestimmte Spanne unter dem Stützgestell 30 hindurch und streift während den Sollwert gesunken ist, setzt der Steuerschalter 102 eines Umlaufs mit seinem Spülschlitz über die ge- die Motore 64 und 80 still, womit die Reinigungssamte Innenfläche der Filterschicht. Der Filter- 45 periode beendet ist. Beispielsweise kann der Steuerschlauchmantel 20 ist im Durchmesser ein wenig schalter 102 so eingestellt werden, daß die Rückspülung größer als das Stützgestell 30, so daß er sich während einsetzt, wenn der Differenzdruck den Sollwert von der Bewegung des Gegenstromspülers fortlaufend glatt 100 mm Wassersäule übersteigt, und daß sie unterüber das wandernde Blasrohr wölbt. Das Spülgas, brochen wird, wenn der Differenzdruck auf 75 mm üblicherweise verdichtete Luft, wird dem Blasrohr 50 Wassersäule gefallen ist.

über die Hohlwelle 40, deren Innenraum mittels einer Häufig treten jedoch in den Filtern infolge wech-Schlauchmuffe 76 mit der Druckleitung 74 des Ge- selnder Staubladung oder atmosphärischer Eigenheibläses 72 verbunden ist, und die hohlen Tragarme 52 ten große Schwankungen der Abscheidebedingungen und 54 zugeführt. Der Antrieb des Gebläses erfolgt auf. Bei Annahme konstanter Verhältnisse kann eine durch den regelbaren Elektromotor 80 mittels des Rie- 55 bestimmte Stärke des Spülluft-Blasstrahles günstig menantriebes 86., der Drehantrieb der Hohlwelle des und einwändfrei sein, während sie bei veränderten Gegenstromspülers durch einen weiteren Motor 64 Betriebsbedingungen zu groß oder zu klein ist. SoI-über ein Untersetzungsgetriebe 66. chen Schwankungen wird nun erfindungsgemäß die Erfindungsgemäß ist die in der Zeiteinheit gefor- Blasenergie des Spülgasstrahles während der Reiniderte Spülluftmenge infolge der Drehzahlregelung des 60 gungsperiode selbsttätig angepaßt durch die vorge-Gebläsemotors proportional der Druckdifferenz zwi- sehene druckgesteuerte Drehzahlverstellung des Gesehen Staubgasseite und Reingasseite der Filter- bläsemotors 80. Der Stellhub des Druckfühlers 187 schicht, um den Staubbelag je nach der Dichte der bzw. 196 und der Schwenkwinkel des Drehzahlhebels Teilchenanhäufung mit einer größeren oder kleineren 174 des Gebläsemotors sind durch das Steuergestänge Blasstrahlgeschwindigkeit zu lösen. In bekannter 65 derart miteinander gekoppelt, daß die aus dem Blas-Weise werden dabei die Bewegungen des Gegenstrom- rohr 50 ausstrahlende Spülluftmenge entsprechend den i.pülers mit dem Blasrohr und die Zuführung der Änderungen des Differenzdruckes zu- oder abnimmt. Spülluft zum Blasrohr bei einer vorbestimmten Er- Das Übertragungsverhältnis des Steüergestänges läßt höhung der Druckdifferenz selbsttätig eingeleitet. Zu sich durch Einhaken des Lenkers 192 in verschiedene diesem Zweck sind die beiden Antriebsmotore 80 und 70 Rasten 206 des Winkelhebels 180 verändern.

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Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Aus- bei der die Regulierung der ausblasenden Spülluftführungsform der Drehzahlregelung mittels des dop- menge bzw. des Druckes im Blasrohr durch gesteuerte pelseitig angeschlossenen Differenzdruckmessers 187 Abzweigung oder Entnahme einer Teilluftmenge aus dient bei dem Sonderfall gemäß Fig. 2 und 3 als der Druckleitung zwischen dem Spülluftgebläse und Druckfühler ein ebenfalls außen am Filtergehäuse 10 5 dem Gegenstromspüler erfolgt. In diesem Falle ist auf einer Konsole 188 befestigter Balgen 186, der zum Antrieb des Spülluftgebläses nicht ein Motor 80 durch die Bodenplatte 196 und die um ein Gelenk 198 mit veränderlicher Drehzahl wie bei den vorher beschwenkbare Deckplatte 190 luftdicht abgeschlossen schriebenen Ausführungsformen der Erfindung, sonist. An der Deckplatte 190 greift der Lenker 192 des dem ein Motor 210 mit konstanter Drehzahl vorge-Steuergestänges an. An Stelle der hier bevorzugten io sehen, so daß das Druckgebläse 72 während der Form eines Druckmeßbalgens können für diesen Zweck Reinigungsperiode eine stets gleichbleibende Spülluftauch andere bekannte Balgen verwendet werden, z.B. menge fördert. An die Druckleitung74 des Gebläses solche, bei denen schon einer verhältnismäßig kleinen i_st nun eine in die Außenluft mündende Abzweig-Änderung im Druck eine verhältnismäßig große Hub- leitung 216 mit einem verstellbaren Überströmventil bewegung zugeordnet ist. Das Innere des Balgens 186 15 2I8 angeschlossen. Als Überströmventil dient beiist durch die Rohrleitung 202 mit dem hochdrucksei- spielsweise eine einfache, auf einem Drehzapfen 220 tigen (staubgasseitigen) Gehäuseraum des Filters ver- sitzende Drosselklappe, wie Fig. 5 in größerem Maßbunden. Beim Ansteigen bzw. beim Fallen des Druckes stab zeigt. Am Stellhebel 222 des Drehzapfens greift auf der Staubgasseite der Filterschicht 20 dehnt sich der Lenker 176 des vom Druckfühler 186 betätigten der Balgen 186 aus bzw. zieht sich zusammen. Dieser 20 Steuergestänges an.

Bewegung folgt die Deckplatte 190 mit einer entspre- Für die in Fig. 4 und 5 dargestellte Schließstellung

chenden Schwenkung, die wiederum mittels des Steuer- der Drosselklappe 218 ist angenommen, daß der Übergestänges 192, 180 und 176 auf den Drehzahlregel- druck auf der Staubgasseite der Filterschicht bereits hebel 174 des Gebläsemotors 80 übertragen wird. Bei seinen Höchstwert aufweist und der Druckmeß>balgen dieser besonderen Ausbildung der Vorrichtung wird 25 186 sich entsprechend ausgedehnt hat. Bei diesem Bealso die Motordrehzahl, und damit die geforderte triebszustand strömt die gesamte, vom Gebläse in die Spülgasmenge, in Abhängigkeit vom Überdruck vor Druckleitung 74 geförderte Spülluftmenge zum Blasder Filterschicht gegenüber dem äußeren Atmosphä- rohr 50 des Gegenstromspülers. Infolge der Reinirendruck gesteuert. gungswirkung des durch die Filterstoffschicht hin-

Der Balgen 186 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß 30 durchblasenden kräftigen Spülluftstrahles nimmt der er zusammengefaltet bleibt oder sich nur wenig aus- durch den Staubbelag erhöhte Durchströmwiderstand dehnt, wenn der Überdruck im Filtergehäuse 10 auf der Filterfläche und damit auch der Überdruck auf der den Sollwert ansteigt, bei dem die Reinigungsperiode Staubgasseite ab. Die Dehnung des Balgens 186 geht von dem Steuerschalter 102 eingeleitet wird, und daß entsprechend zurück, wobei dessen Deckplatte 190 er sich dann bei weiterer Erhöhung des Druckes ziem- 35 sich im selben Maße senkt und mittels des bereits lieh schnell ausdehnt. Die Deckplatte 190 ist so be- beschriebenen Steuergestänges das Überströmventil lastet, daß sie sich nur bewegt, wenn ein bestimmter 218 umgekehrt proportional zum Ausdehnungsgrad Überdruck erreicht ist. Die Federwirkung des Balgens des Balgens 196 öffnet.

kann verhältnismäßig schwach sein, so daß der Balgen Bei mehr oder weniger geöffnetem Überströmventil

in einem schmalen Druckbereich sehr empfindlich ist. 40 218 strömt ein größerer oder kleinerer Anteil der vom Der Motor 80 läuft daher am Beginn der Reinigungs- Gebläse geförderten Druckluftmenge durch die Abperiode zunächst mit seiner Mindestdrehzahl. Genügt Zweigleitung 216 ins Freie ab. Infolgedessen ändert dabei die vom Gebläse 72 geförderte Spülluftmenge zu sich die dem Blasrohr 50 zugeführte Spülluftmenge enteinem so gründlichen Abblasen des Staubbelages, daß sprechend, selbsttätig gesteuert durch die Änderungen der Überdruck vor der Filterschicht abnimmt, so läuft 45 des Überdruckes vor der Filterfläche. Vorsorglich ist der Gebläsemotor bis zum Ende der Spülperiode mit die Vorrichtung so bemessen und eingestellt, daß unter dieser Mindestdrehzahl. Reicht dagegen bei Beginn normalen Betriebsverhältnissen ziemlich große Druckeiner Reinigungsperiode die Spülluftmenge des Blas- luftmengen durch die Leitung 216 abgezweigt werden, Strahles nicht für eine genügend rasche Entfernung des um eine ausreichende Reservekapazität zum Reinigen Staubbelages aus, dann steigt der Überdruck vor der 50 des Filters auch bei gegebenenfalls auftretenden Filterüäche weiter an. Infolgedessen dehnt sich jetzt schwierigeren Betriebsbedingungen verfügbar zu hader Balgen 186 aus und bewirkt eine Erhöhung der ben. Wie bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 Motordrehzahl, die sich so lange fortsetzt, wie das bis 3 werden die Antriebsmotore für die Dauer der Ansteigen des Überdruckes wegen ungenügender Blas- Reinigungsperiode automatisch ein- und ausgeschaltet. Strahlenergie andauert. 55 In den schematischen Darstellungen der Fig. 4

Die Anlaßdrehzahl oder Mindestdrehzahl des Ge- und 5 ist das Überströmventil 218 nur als einfaches bläsemotors 80 wird zweckmäßigerweise so eingestellt, Drosselklappenventil gezeichnet. Es können jedoch daß die Spülluftmenge unter dem Betrag bleibt, der bei auch andere Ventilarten, beispielsweise Membrandurchschnittlichen Betriebsverhältnissen zur völligen ventile, verwendet werden; die Ventilkonstruktion ge-Reinigung der Filterschicht erforderlich wäre. Auf 60 hört nicht zur geschützten Erfindung, diese Weise bleibt ständig eine Minimalbestäubung Die Rückspülvorrichtung nach der Erfindung ist

aller Abschnitte der Filterfläche erhalten, die bekannt- nicht nur bei Druckfilteranlagen verwendbar, bei lieh zur Erreichung einer guten Abscheidewirkung denen das Förderaggregat für den Hauptgasstrom dem beiträgt, indem sie die Dichtigkeit oder Porosität der Filter vorgeschaltet ist, sondern auch bei Saugfiltern Filterschicht in einem für die Abscheidewirkung gün- 65 mit reingasseitig angeordnetem Saugventilator. Im stigen Sinne so beeinflußt, daß sehr feine Staubteil- letzteren Falle muß der Druckmeßbalgen 186 als Unchen während und auch am Ende der Reinigungs- terdruckmesser ausgebildet und auf der Saugseite des periode zurückgehalten werden. Filters angeschlossen sein. Bei genügend starkem

Fig. 4 zeigt die in Fig 2 und 3 dargestellte Rück- Saugzug kann Außenluft mit atmosphärischem Druck spülvorrichtung in einer abgewandelten Ausführung, 70 als Spülluft verwendet werden, wobei dann das Ge-

blase 72 entfällt und die Spülluftmenge durch ein in gleicher Weise wie das Überströmventil gesteuertes Einlaßventil geregelt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rückspül vorrichtung zum Ab reinigen der Filterflächen eines- Staubabscheiders mit einem auf der Reingasseite an der Filterstoffschicht entlangwandernden Blasrohr und mit einer Steuerungseinrichtung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten . der Antriebsaggregate in Abhängigkeit von dem zwischen der Staubgasseite und der Reingasseite der Filterstoffschicht herrschenden Differenzdruck, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Differenzdruckmesser (186, 187), der die Druckspülluftzufuhr zum Blasrohr (50) während des Abreinigungsintervalls kontinuierlich in der Weise steuert, daß sich die ausströmende Spülluftmenge proportional den Änderungen des Differenzdruckes an der Filterschicht (20) ändert.

2. Rückspül vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck-

messer (186,187) dieDrehzahl des Antriebsmotors (80) für das Spülluftgebläse (72) steuert.

3. Rückspül vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckmesser (186, 187) ein Überströmventil (218) an der Druckspülluftzuleitung (74) steuert.

4. Rückspülvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Spülluftvolumen steuerhdeDifferenzdruckmesser (186,187) nur in einem Differenzdruckbereich oberhalb derjenigen Druckdifferenz anspricht, durch welche die Steuerungseinrichtung (94 und 102) zum Ein- und Ausschalten der Antriebsaggregate (64, 80) ausgelöst wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 442 410;
französische Patentschrift Nr. 900 813;
britische Patentschrift Nr. 368 731;
USA.-Patentschriften Nr. 2 495 635, 2 559 428,
573 844, 2 633 206.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 009 699/148 1.61