DE1197736B

DE1197736B - Staubabscheider fuer Luft und Gase, insbesondere fuer Druckgasleitungen, mit haengend angeordneten steifen Filterkerzen und Abklopfvorrichtung

Info

Publication number: DE1197736B
Application number: DEH25642A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Harnisch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-12-01
Filing date: 1955-12-01
Publication date: 1965-07-29

Description

Staubabscheider für Luft und Gase, insbesondere für Druckgasleitungen, mit hängend angeordneten steifen Filterkerzen und Abklopfvorrichtung Bekannte Staubabscheider mit Filtervorrichtungen, wie sie insbesondere bei Ferngas-Druckleitungen gebräuchlich sind, haben im oberen Teil des Abscheidergehäuses einen meist waagerecht angeordneten, die untere Filterkammer von der oberen Reingaskammer trennenden Zwischenboden, der eine Anzahl von Öffnungen aufweist, in die steife röhrenförmige, am unteren Ende geschlossene Filterkerzen eingehängt sind.
Obwohl die Gase in den mit solchen Filtervorrichtungen ausgestatteten Druckleitungen nur wenig Staub mit sich führen (Staubanteil in der Größenordnung bis zu 3 g/m8), müssen doch die Filterkerzen etwa alle zwei bis vier Wochen gereinigt werden. Bei bekannten Ausführungsformen solcher Abscheider mit Filterkerzen aus porösem keramischem Werkstoff muß man zu diesem Zweck nach Stillsetzung der Filtervorrichtung den Deckel des Gehäuses losschrauben und die Filterkerzen einzeln aus dem gelochten Boden herausnehmen und außerhalb der Anlage reinigen. Diese Art der Reinigung ist ziemlich umständlich und führt leicht zu Beschädigungen der keramischen Filterkerzen, namentlich an ihren Bunden, mit denen sie in den Hängeboden eingesetzt sind. Es ist auch bei ähnlichen Abscheidevorrichtungen bekannt, die anhaftenden Staubschichten von den porösen keramischen Filterkerzen, ohne diese auszubauen, lediglich durch Rückspülen mit einem reinen Druckgas abzublasen.
Bei sich elektrostatisch aufladenden oder feuchten oder sonstwie klebenden Stäuben gelingt dies jedoch nur unvollständig, vor allem auch deshalb, weil infolge der aus Festigkeitsgründen erforderlichen Wandstärke der Filterkerzen die Rückspülkraft an der äußeren, mit Staub beladenen Oberfläche der Kerzen gering ist, so daß dann trotzdem die Notwendigkeit eines öfteren Ausbaus der Kerzen mit der vorher erwähnten Möglichkeit einer Beschädigung besteht.
Es liegt auf der Hand, daß solche, namentlich am Einhängebund beschädigten Filterkerzen nicht mehr dicht mit der Lochplatte schließen, so daß eine Feinstreinigung des Gases nicht mehr erreicht wird.
Überhaupt ist die Benutzung solcher keramischer Kerzen mit einer erheblichen Unsicherheit behaftet, denn trotz aller Sorgfalt kommt es doch gelegentlich vor, daß die Kerzen schon beim Einbau, vor allem aber im Betrieb durch die Gasstöße und Druckschwankungen, zerbrechen oder daß sie - insbesondere an den Einhängebunden - springen, was von außen nach dem Einbau nicht erkennbar ist.
Bei anderen bekannten Staubabscheidern mit ver- tikal eingehängten Filterschläuchen sind zum Abreinigen auf den Hängeboden wirkende Vibrier- oder Rüttelvorrichtungen vorgesehen, die den Filtern Auf-und Abwärtsbewegungen oder auch Querbewegungen erteilen.
Hierbei können die flexiblen Filterflächen sich abwechselnd straffen und lockern und - auch wenn sie durch in die Filterschläuche eingelegte Drähte versteift sind - in waagerechter Richtung flattern, wodurch der angesammelte Staub abfällt. Die Verwendung solcher Vibriereinrichtungen zum Abreinigen starrer Filterkerzen führt nicht zum Erfolg.
Als weit wirksamer für das Abreinigen vertikal eingehängter steifer Filterkerzen hat sich das ebenfalls bekannte Abklopfen mittels auf den Hängeboden wirkender Prellschläge erwiesen. Von dieser Erkenntnis ausgehend besteht die Erfindung darin, daß der Hängeboden auf einer elastischen Ringdichtung ruht und die von der Klopfvorrichtung auf den Hängeboden ausgeübten Prellschläge in an sich bekannter Weise senkrecht zur Ebene des Hängebodens gerichtet sind. Die Filterkerzen müssen dabei so eingesetzt sein, daß sie mit dem Hängeboden zusammen ein elastisch getragenes Ganzes bilden und daß die Prellschläge in Längsrichtung auf sie übertragen werden, ohne daß zwischen dem Boden und den Kerzen wie auch zwischen dem Boden und dem Abscheidergehäuse Undichtigkeiten entstehen. Die Elastizität der Abdichtungsringe trägt entscheidend dazu bei, die Kerzen zu schonen und doch eine sehr wirksame Abreinigung zuzulassen.
Da die eingangs erwähnten keramischen Filterröhren infolge der Sprödigkeit ihres Werkstoffes gegen starke Erschütterungen empfindlich sind, ist erfindungsgemäß die Verwendung von Filterkerzen vorgesehen, die in bekannter Weise aus gelochten Stützrohren, z. B. aus Metallblech oder Kunststoff von ausreichender mechanischer Festigkeit, mit mehreren auf ihrer äußeren Mantelfläche befestigten Filterschichten aus Fasermaterial bestehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß spröde Glas- oder Mineralfasern bei längerer Beanspruchung unter der Einwirkung starker Erschütterungen bald brechen. Am besten geeignet sind die bekannten gasdurchlässigen, mit einem gegen das Arbeitsgas beständigen, elastisch bleibenden Bindemittel imprägnierten Textilfaserfilze. Die gelochten Stützrohre selbst bestehen vorzugsweise aus korosionsgeschütztem Material.
Der bekannte, für erschütterungsunempfindliche Filterkerzen besonders bewährte Faserfilz wird hergestellt aus Textil-Abfallfasern, die durch ein Bindemittel, z. B. Latex aus natürlichem oder künstlichem Kautschuk, gebunden sind. Derartige Filzüberzüge haben infolge ihrer übereinander liegenden Fein- und Feinstporenschichten die Eigenschaft, einerseits auch sehr feinen Staub zurückzuhalten und andererseits diesen bei Prellschlägen in der Schichtrichtung sehr leicht abfallen zu lassen, im Gegensatz zu Überzügen aus Textilien, die aus Schuß und Kette gewebt sind.
Die Dichtungen zwischen den Kerzen und dem gelochten Hängeboden müssen natürlich unter den auftretenden Betriebsbedingungen genügend widerstandsfähig, also z. B. chemisch beständig sein gegen die Gase bzw. die von diesen mitgeführten Lösungsmittel oder gegen chemisch aggressive Dämpfe.
Zur Ausübung der Prellschläge auf den Hängeboden mit den fest darin eingehängten Filterkerzen können die verschiedensten Mittel vorgesehen sein.
Man kann entweder in der üblichen Weise den Gehäusedeckel abnehmen und dann mit einem Hartgummi-, Kupfer-, Blei- oder Leichtmetallhammer durch leichte Schläge von oben her unmittelbar auf den Hängeboden den ganzen Filtereinsatz erschüttern oder auch einen an sich bekannten, durch eine verschließbare öffnung in die Gehäusedecke eingesetzten Schlagbolzen verwenden, wobei die Bolzenführung durch eine Stopfbüchse oder einen metallischen Faltenbalg abgedichtet ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß als Klopfvorrichtung ein oder mehrere in die Gehäusedecke eingebaute pneumatisch oder elektromagnetisch betriebene Schlaghämmer dienen, die mittels von Hand bedienter Hähne, Schalter u. dgl. nach Bedarf in Tätigkeit gesetzt oder in bekannter Weise von der obere wachungszentrale aus ferngesteuert bzw. durch Druckmoßsteuerung in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Staubgaseinlaß und dem Reingasauslaß der Filterkammer selbsttätig ein- und ausgeschaltet werden.
In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt.
A b b. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Filtervorrichtung, bei der ein Schlagbolzen zum Erschüttern des Hängebodens und der daran befestigten Filterkerzen dient, A b b. 2 einen waagerechten Schnitt durch dieselbe Vorrichtung nach der Linie II-II der A b b. 1; A b b. 3 stellt eine etwas abweichende Bauform im Vertikalschnitt dar, bei der eine Klopfvorrichtung mit pneumatischen Schlaghämmern vorgesehen ist, während Abt. 4 schematisch eine elektromagnetisch betriebene Klopfvorrichtung zeigt.
In den Abbildungen bezeichnet 1 das Abscheidergehäuse, 2 den Gehäusedeckel, 3 die Zu- und 4 die Ableitung für das Druckgas. Der Deckel 2 und das Gehäuse 1 haben an der Auflagestelle Flanschen 5, die durch Schrauben 6 und Muttern 7 zusammengezogen werden. 8 ist der gelochte Hängeboden mit den Filterkerzen 9. Wie in A b b. 1 dargestellt ist, weist jede Kerze am oberen Rand einen BundlO auf, der den Abdichtring 11 in eine flache Aussparung des Hängebodens 8 drückt, wenn die Kerze gegen den Hängeboden festgespannt wird. Zu diesem Zweck dient eine AuflagepIatte 12, die durch Flügelmuttern 13 auf die Kerzenbunde 10 gedrückt wird.
Der Hängeboden 8 hat am äußeren Rand unten eine halbkreisförmig eingewölbte Ringnut 14, die beim Einsetzen des Hängebodens auf eine elastische Ringdichtung aus lösungsmittelbeständigem synthetischem Kautschuk zu liegen kommt. Diese Ringdichtung 15 liegt ihrerseits auf einem metallischen Stützring 16 und wird von einem Innenring 17 festgehalten; sie dient sowohl zur Abdichtung des Spaltes zwischen dem Hängeboden und der Filterkammerwand wie auch dazu, die durch die Klopfschläge bewirkten Erschütterungen des Hängebodens abzufangen, so daß zwar der auf den Filterkerzen angesammelte Staub abgerüttelt wird, jedoch der Hängeboden und die Kerzen nicht beschädigt und die Erschütterungen nur stark gedämpft auf das Gehäuse übertragen werden.
Bei der Ausführungsform nach A b b. 1 und 2 ist in der Mitte des Hängebodens 8 eine Metallplatte 18 befestigt, auf die der Schlagbolzen 20 aufgesetzt wird, der durch die Öffnung 19 im Gehäusedeckel beweglich geführt ist. Die öffnung 19 kann nach Bedarf durch eine Schraubkappe 21 verschlossen werden.
Das Gehäuse ist im unteren Teil als Staubsammeltrichter ausgebildet, an dessen Auslaufstutzen 22 über einen Absperrschieber 24 ein Beutel 23 oder ein sonstiges Gefäß zur Aufnahme des Staubgutes angeschlossen ist.
Die Filterkerzen 9 bestehen in bekannter Weise aus einem gelochten Metallrohr 25, das unten geschlossen ist und oben den Bund 10 trägt und im Bereich der Lochungen mit einem Textilfilterfllz 26 überzogen ist.
Die Vorrichtung nach Ab b. 3 ähnelt weitgehend derjenigen nach A b b. 1. Die Reingasableitung 4 ist hier jedoch von dem Kammerraum oberhalb des Hängebodens 8 zentral nach unten geführt und verläßt das Gehäuse 1 in gleicher Höhe wie die Staubgaszuleitung 3. In den Gehäusedeckel 2 sind hier zwei Preßgashämmer 27 eingebaut, die durch die Leitung 28 mit Druckgas versorgt werden, wenn der Hängeboden geklopft werden soll. Das Arbeitsdruckgas kommt aus einem Speicherkessel 29, der unter dem Staubtrichter des Gehäuses angeordnet ist und während des normalen Filterbetriebes aus der Ableitung 4 durch die Speiseleitung 30 mit gereinigtem Druckgas gefüllt wird. Beim öffnen des Entnahmeventils 31 und geschlossenem Zuleitungsventil 32 strömt das Druckgas durch die Leitung 28 in die Klopfhämmer27, aus denen die geringen Mengen des verbrauchten Arbeitsgases bei 33 ins Freie entweichen können.
Bei der Ausgestaltung nach Abb. 4 ist im Gehäusedeckei 2 eine elektromagnetisch betriebene Klopfvorrichtung 34 vorgesehen, deren beweglicher Spulenkern als Schlaghammer wirkt.
Die Erfindung hat besondere Bedeutung für Leitungen von Gasen unter hohen Drücken, z. B. von 20 bis zu 80 atü, und insbesondere auf sehr lange Strecken. Die Filteranlagen werden besonders gebraucht für Ferngas- und Erdgasleitungen, für die Bewetterung von Bergwerken und auch für lange Luftleitungen zur Belüftung industrieller Fertigungsstätten wie beispielsweise Verarbeitungsstätten für Kunststoffe, Betriebsräume, in denen antibiotische Mittel hergestellt werden, oder in Atomkraftwerken.
Bei starker Verunreinigung der Gase mit größeren Staubmengen ist zu empfehlen, dem Kerzenfilter einen Grobabscheider, z. B. einen Fliehkraftstaubabscheider, vorzuschalten, damit die in die Gasleitungen einzubauenden Filtereinrichtungen nach der Erfindung, die für die Feinstreinigung gedacht sind, entlastet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Staubabscheider für Luft und Gase, insbesondere für Druckgasleitungen, mit starr in einen Hängeboden eingehängten, erschütterungsunempfindlichen steifen röhrenförmigen Filterkerzen und einer auf den Hängeboden wirkenden, von außen betätigten Klopfvorrichtung zum Abreinigen der Filterkerzen, d a du r c h g e -kennzeichnet, daß der Hängeboden(8) auf einer elastischen Ringdichtung (15) ruht und die von der Klopfvorrichtung auf den Hängeboden ausgeübten Prellschläge, wie an sich bekannt, senkrecht zur Ebene des Hängebodens gerichtet sind.
2. Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen (9) in bekannter Weise aus einem gelochten Stützrohr (25) mit mehreren auf seiner äußeren Mantelfläche befestigten Filterschichten (26) aus gasdurchlässigem, mit einem gegen das Arbeitsgas beständigen, elastisch bleibenden Bindemittel imprägnierten Textilfaserlllz bestehen.
3. Staubabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gelochten Stützrohre (25) der Filterkerzen aus korrosionsgeschütztem Metall bestehen.
4. Staubabscheider nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Klopfvorrichtung ein an sich bekannter, durch eine verschließbare Öffnung (19) in der Gehäuse decke (2) geführter Schlagbolzen (20) dient, wobei die Bolzenführung durch eine Stopfbüchse oder einen metallischen Faltenbalg abgedichtet ist.
5. Staubabscheider nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Klopfvorrichtung ein oder mehrere in die Gehäusedecke (2) eingesetzte, pneumatisch oder elektromagnetisch betriebene Schlaghämmer (27, 34) dienen.
6. Staubabscheider nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Fernsteuerung der Schlaghämmer von der Überwachungszentrale der Gesamtanlage aus.
7. Staubabscheider nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch selbsttätige, vorzugsweise pneumatische Steuerung der Klopfvorrichtung in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Staubgaseinlaß und dem Reingasauslaß der Filterkammer derart, daß die Schlaghämmer jeweils bei Überschreiten eines bestimmten Höchstwertes dieses Differenzdruckes in Tätigkeit gesetzt werden.
8. Staubabscheider nach den Ansprüchen 5 bis 7mit pneumatisch betriebenen Schlaghämmern für Hochdruck-Gasleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas zum Antrieb der Schlaghämmer (27) über ein Abzweigventil (32) aus der Reingasableitung (4) entnommen und in einem Vorratskessel (29) gespeichert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 255 535, 256 418, 348 200, 736 283, 867 780, 887 295; deutsche Patentanmeldungen p 39505 IVc/l2dD (bekanntgemacht am 14. 10. 1954), B 13449 III/SOn (bekanntgemacht am 4.11.1954), D 7048 III/50n (bekanntgemacht am 14. 6. 1951); deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1701 508; französische Patentschriften Nr. 959 667, 1067714; USA.-Patentschrift Nr. 631734.