DE1757370C3

DE1757370C3 - Gasfilter

Info

Publication number: DE1757370C3
Application number: DE1757370A
Authority: DE
Inventors: Lee Ashbrook; William A. Medcalf
Original assignee: American Air Filter Co Inc
Current assignee: American Air Filter Co Inc
Priority date: 1967-05-01
Filing date: 1968-04-30
Publication date: 1975-12-04
Also published as: DE1757370A1; FR1564264A; US3509698A; BE714501A; DE1757370B2; SE358094B; GB1228784A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasfilter, mit wenigstens einem rohr- bzw. schlauchförmigen Filterelement, an dessen einem Ende koaxial mit dem Filterelement eine mit einer Druckgasquelle verbundene Düse zum Einführen eines reinigenden Druckgasstoßes in das Filterelement vorgesehen ist

Bei einem bekannten Gasfilter dieser Art (GB-PS 10 16 556) ist die Düse als Venturi-Düse ausgebildet, die das aus einem Einlaß kommende Druckgas zunächst in einem engeren Abschnitt beschleunigt und dann in einen weiteren Abschnitt übergeht, der in das schlauchförmige Filterelement mündet Infolge dieser Anordnung tritt über dem gesamten Querschnitt des Filterelements beim Einführen des reinigenden Druckgases ein Gasstoß auf, der sich wie eine geschlossene Gasblase entlang des Filterelements bewegt Es hat sich jedoch gezeigt, daß man mit derartigen blasenförmigen Gasstößen nur bei sehr kurzen Filterelementen eine zufriedenstellende Reinigung erreicht. Offensichtlich ist die Reibung zwischen der Gasblase und der Innenwand des Filterelements so groß, daß die Gasblase sich nicht mit ausreichendem Impuls über eine längere Strecke in einem rohr- bzw. schlauchförmigen Filterelement bewegen kann.

Dasselbe trifft auf einen anderen bekannten Gasfilter (FR-PS 13 78 772) zu. Dort wird das Reinigungsgas durch eine koaxial zum schlauchförmigen Filterelement angeordnete Rohrdüse in das Filterelement eingeführt. Auch hier entsteht eine Art Druckgasblase, die sich längs der Innenwand des Filterelements bewegt, jedoch wiederum nur über eine relativ kurze Strecke einen zum Reinigen ausreichenden Impuls aufweist.

Schließlich ist ein schlauchförmiges Filterelement bekannt (»Die Müllerei«, Nr. 17/62), an dessen einem Ende wiederum ein Venturi-Rohr angeordnet ist, durch welches aus einer dazu koaxialen Düse Reinigungsgas

in das Filterelement eingeführt werden kann. Auch diese Anordnung hat denselben Nachteil wie die bereits vorstehend besprochenen, bekannten Gasfilter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasfilter der eingangs erläuterten Gattung so auszugestalten, daß auch bei längeren Filterelementen eine zufriedenstellende Reinigung durch Druckgasslöße erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Düse ein mit ihr fluchtender Verdrängungskörper in Fließrichtung des Reinigungsdruckgases nachgeordnet ist, der zwischen sich und der Innenwand des Filterelemente bzw. eines mit diesem koaxialen Anschlußstutzens einen Ringraum für den Durchtritt einer ringförmigen Reinigungsdruckgaswelle freiläßt

Bei dem erfindungsgemäßen Gasfilter tritt die Druckwelle des Reinigungsgases nicht über den gesamten Rohrquerschnitt des Filterelements gleichförmig in dieses ein. Vielmehr ist im Zentrum des Fließweges des Reinigungsgases ein Strömungshindernis vorhanden, so daß das Reinigungsgas dieses Hindernis ringförmig umströmt um als torusartige Ringwelle in das Filterelement einzutreten. Es hat sich gezeigt daß eine solche tomsartige Druckgaswelle wesentlich längere Strecken zu durchschlagen vermag als die Druckgasblasen der bekannten Gasfilter. Bei dem erfindungsgemäßen Gasfilter tritt auch bei langen Filterelementen eine vollkommen zufriedenstellende Reinigung auf.
V/eitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gasfilter, teilweise in Ansicht,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 einen Vertikalschnitt nach der Linie 3-3 in F i ig. 2 durch den oberen Teil des Filterelements in größerem Maßstab,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 1,

F i g. 5 eine schematische Darstellung der Betriebsweise des Gasfilters und

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in F i g. 1.
Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besteht das Gasfilter gernäß der Erfindung aus einem Gehäuse 1, das eine Gaseinlaßkammer 2, einen Einlaß 3 für verunreinigtes Gas und einen Auslaß 11 für gefiltertes Gas und Mittel zürn Halten von rohr- bzw. schlauchförmigen gasdurchlässigen Filterelementen 7 in Längsrichtung des Gehäuse ses 1 aufweist Wie durch Pfeile angedeutet ist, strömt das durch den Einlaß 3 eintretende verunreinigte Gas durch die Filterelemente 7 und verläßt das Gehäuse 1 durch den Auslaß 11. Die im verunreinigten Gas enthaltenen Staubpartikeln usw. setzen sich auf der Außenflächft der Filterelemente 7 ab und werden durch Mittel, die weiter unten noch beschrieben werden, in einem Trichter 21 am Boden des Gehäuses 1 gesammelt Das gesammelte Material wird aus dem Trichter 21 durch den Auslaß 23 mittels einer Fördereinrichtung 22 abgezogen.

Zum Aufhängen der rohr- bzw. schlauchförmigen gasdurchlässigen Filterelemente 7 innerhalb des Gehäuses 1 können beliebige Mittel vorgesehen werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist an einem Ende des Gehäuses eine Sammelleitung 4 mit Stutzen 6 vorgesehen, an die ein Ende der Filterelemente 7 angeschlossen ist In der Nähe des anderen Endes des Gehäuses 1 ist eine Querwand 14 vorhanden, so daß eine

zusätzliche Kammer 12 gebildet wird. Die Querwand 14 enthält eine Reihe von Stutzen 19, die mit den einzelnen Stutzen 6 der Sammelleitung 4 fluchten und die entgegengesetzten Enden der Filterelemente 7 aufnehmen. Da die Stutzen 6 und 19 paarweise einander zugeordnet und aufeinander ausgerichtet sind, erstrecken sich die Filterelemente 7 von einem Stutzen 19 zum entsprechenden Stutzen 6 im wesentlichen parallel liegend in l-ängsrichtung im Gehäuse 1. Die Filterelemente 7 können im Querschnitt eine beliebige geometrische Form aufweisen, beispielsweise kreisförmig sein und aus Polyamidgewebe mit bestimmter Porengröße bestehen, was von den jeweiligen Verunreinigungen, die aus dem Gasstrom abzufiltern sind, und von dem gewünschten Filtergrad abhängt Handelt es sich um Filterelemente aus Gewebe, können Versteifungen 13, beispielsweise Federstahlwendeln, in die Filterelemente 7 eingesetzt werden, um die Filterelemente 7 gegenüber der zwischen Innenseite und Außenseite vorhandenen Druckdifferenz in ihrer vorhandenen Form zu halten und außerdem seitliche Bewegungen der Filterelemente 7 im Gehäuse 1 einzuschränken.
Die Befestigung der Filterelemente 7 an den Stutzen

6 bzw. 19 erfolgt beispielsweise durch Haltebänder 26, die etwa durch Spanschrauben 26a auf den Filterelementen 7 festgezogen werden.

Wie aus F i g. 2 und 5 ersichtlich ist, kann die Sammelleitung 4, die aus mehreren Einzelrohren bestehen kann, mit einer ausgewählten Anzahl von Stutzen 6 in bestimmter Anordnung versehen sein, was von der Größe des Gehäuses 1, der Anzahl der in das Gehäuse einzusetzenden Filterelemente 7 und von dem gewünschten Abstand zwischen den Filterelementen 7 abhängt

Jeder Stutzen 19 der Querwand 14 ist nach oben hin offen und in die Öffnung 8 kann Druckgas in jedes Filterelement 7 eingeführt werden, wie weiter unten noch beschrieben wird. Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Verdrängungskörper in Form eines Gasdiffusors 9 bestimmter Form im wesentlichen zentriert gegenüber jedem Filterelement 7 vorgesehen, wodurch eine Ringöffnung 10 zwischen dem Außenumfang des Gasdiffusors 9 und der Innenseite des Filterelements 7 gebildet wird (F i g. 4). Der Gasdiffusor kann innerhalb der öffnung 8 vorgesehen werden, von der aus das Druckgas in die Filterelemente

7 strömt. Der Gasdiffusor 9 kann verschiedene Formen haben. Wenn wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel die öffnung 8 kreisförmig ist, wird ein konischer Gasdiffusor 9 vorgesehen, wobei die Spitze des Konus in der Längsachse des entsprechenden Filterelements 7 liegt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Gasdiffusor 9 aus zwei Konussen mit gleicher Grundfläche, aber verschiedener Höhe, wobei die beiden Konusse mit den Grundflächer, aneinander sitzen und die Achse dieses Doppelkonusses im wesentlichen in der Längsachse des entsprechenden Filterelements 7 liegt. In bestimmten Fällen kann der Gasdiffusor 9 in den Stutzen 19 in fester Lage eingeschweißt sein. Der Gasdiffusor kann aber — wie dies beispielsweise in der Zeichnung dargestellt ist — innerhalb der öffnung 8 mittels zusammenwirkender Schrauben 24 (F i g. 3 und 4) gehalten werden, die in Gewindebohrungen der Stutzen 19 eingeschraubt sind und durch die Öffnungen 8 hindurchgehen, um den Gasdiffusor festzuklemmen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung befindet sich in der Kammer 12 eine Sammelleitung 18 für Druckgas, die mit Düsen 15 versehen ist, wobei jeder Düse ein Diffusor 9 zugeordnet ist Jede Düse 15 ist so angeordnet daß ein Druckgasstrom gegen jeden Diffusor 9 gerichtet wird. Beim dargestellten Ausiührungsbeispiel ist der DüsenauslaB im allgemeinen auf die Spitze des konischen Gasdiffusors 9 gerichtet Jede Düse 15 kann mit einem Ventil 16 versehen sein, beispielsweise ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, das durch Leitungen 17 an eine elektrische Stromquelle 20 angeschlossen ist so daß das Ventil wahlweise geöffnet werden kann, um einen Druckgasstrom austreten zu lassen. Die elektrische Stromquelle 20 kann mit Mitteln versehen sein, beispielsweise eine Zeitschalteinrichtung, so daß die Ventile 16 in aufeinanderfolgenden Zeitabständen geöffnet werden, um einen Druckgasstoß bzw. Druckluftstoß abzugeben, wodurch die Filterelemente 7 gereinigt werden, wie weiter unten noch beschrieben wird. Die Zeitschalteinrichtung kann so ausgebildet werden, daß sich alle Ventile 16 zur gleichen Zeit öffnen oder daß die Ventile 16 getrennt nach einem individuellen Zeitplan betätigt werden.

Im Betrieb des Gasfilters tritt das verunreinigte Gas durch den Auslaß 3 in die Gaseinlaßkammer 2 ein, wobei das Gas im allgemeinen in Richtung der Pfeile nach F i g. 1 und 5 strömt Der Druck in der Gaseinlaßkammer 2 kann unter oder über Atmosphärendruck liegen, was von den jeweiligen Verhältnissen abhängt, unter denen das Gasfilter arbeitet. Das durch den Einlaß 3 in das Gehäuse 1 eingetretene Gas wird gefiltert, und das gereinigte Gas verläßt das Gehäuse 1 durch den Auslaß 11. Die aus dem verunreinigten Gas abgeschiedenen Staubpartikeln usw. setzen sich auf der Außenfläche der Filterelemente 7 ab und fallen in den Trichter 21, aus dem sie abgezogen werden. Das Gasfilter gemäß der Erfindung kann in vielen Fällen benutzt werden. In manchen Fällen ist das aus dem Gas abgeschiedene Material wertvoll, so daß es erwünscht ist, dieses Material wiederzugewinnen, während in anderen Fällen das aus dem Gas abgeschiedene Material wertlos ist, so daß das aus dem Auslaß 23 austretende Material weggeworfen werden kann. Beim Filtern setzt sich das abgeschiedene Material auch in den Poren der Filterelemente 7 ab, so daß es notwendig ist, dieses Material von der Oberfläche der Filterelemente zu entfernen, um einen guten Filtergrad sicherzustellen. Gemäß der Erfindung wird — wie in F i g. 5 veranschaulicht ist — ein Druckgas- bzw. Druckluftstoß periodisch in die öffnung 8 der Stutzen 19 eingeblasen, der durch den Gasdiffusor 9 so verteilt wird, daß ein Hohlzylinder aus Druckgas gebildet wird, wie durch die gestrichelten Linien im Filterelement 7a der F i g. 5 angedeutet ist. Diese hohlzyiindrische Druckgaswelle wandert an der Innenfläche jedes Filterelements 7 entlang, so daß ein Teil 27 des Filterelements ausgedehnt wird. Die auf der Außenfläche des Filterelements 7a angehäuften Staubpartikeln werden durch die Bewegung des Filterelements entfernt, die durch das Ausdehnen entsteht, wobei der Säuberungseffekt das Ergebnis mehrerer Faktoren ist, einschließlich einer plötzlichen Beschleunigung der Medien in einer Richtung entgegen der normalen Richtung der Gasströmung und der totalen Verschiebung der Medien in Abhängigkeit von der Bewegung der hohlen Welle.

Wie in F i g. 5 dargestellt ist, können die Reinigungsstöße an den einzelnen Filterelementen 7 aufeinander folgen, so daß die einzelnen Filterelemente zu verschiedenen Zeiten gereinigt werden. Gemäß F i g. 5 ist der Reinigungsstoß gerade in das Filterelement 7a eingetreten und der ausgeweitete Abschnitt 27 des Filterele-

ments 7 befindet sich neben dem Stutzen 19, während ein vorausgegangener Reinigungsstoß 27 das benachbarte Filterelement Tb schon in ganzer Länge durchlaufen hat

Bei bekannten Gasfiltern mit einer Einrichtung zum S Leiten eines Druckgasstoßes von hoher Energie durch ein rohrförmiges Filterelement zwecks Reinigung desselben ist eine einzige Öffnung für das Austreten des gefilterten Gases und für das Einführen des Reinigungsstoßes vorgesehen. Der Reinigungsstoß wurde in das Filterelement in einer Richtung entgegen der normalen Richtung des zu filternden Gases in dem Filterelement eingegeben, so daß der Gasstrom im Filterelement während des Reinigungszyklus aufhörte. Es ist festzustellen, daß die Einrichtung gemäß der Erfindung so angepaßt werden kann, daß sie in solche Gasfilter und in Anlagen mit diesen Gasfiltern entsprechend der Zeichnung eingebaut werden kann, wobei das Druckgas in eine Öffnung des Fiiterelements eingeführt und das gefilterte Gas aus einer anderen Öffnung abgeführt *o wird. Bei Einrichtungen mit einer einzigen Öffnung im Filterelement wird dieses mit dem Gas des Reinigungsstoßes geführt so daß während des Reinigungszyklus kein Filtern stattfindet und daher das während des Reinigungszyklus eingeführte Gas vom Filterelement weggeführt werden muß, bevor der normale Betrieb wieder beginnt. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung geht der Filtervorgang, wie insbesondere aus F i g. 4 hervorgeht, auf der ganzen Länge des Filterelements während des Reinigungsstoßes weiter, ausgenommen der Abschnitt 27 des Filterelements 7, in dem gerade die Reinigungswelle wirkt und der sich in ausgedehntem Zustand befindet Zu bemerken ist, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Druckgas über die Länge des Filterelements hinwegströmt und mit dem gefilterten Gas im Sammelrohr 4 gemischt wird, so daß es bei Beendigung des Reinigungszyklus nicht notwendig ist, das durch den Reinigungsstoß eingeführte Gas zurückzuführen, bevor der normale Filterstrom wieder beginnt, wie dies bei bekannten Einrichtungen der Fall ist. Die auf der Außenfläche der Filterelemente angesammelten Staubpartikelchen 28 werden vom Filterelement 7 abgeworfen, wenn die Reinigungswelle über die Länge des Filterelements hinweggeht und fallen in den Trichter 21, wie bereits beschrieben wurde.

Bei einigen bekannten Gasfiltern, wo ein Druckgasstrom in den Mittelteil der rohrförmigen Filterelemente eingeführt wird, wurde dieser Druckgasstoß, so eingeleitet, daß er sich über die ganze Querschnittsfläche des Filterelements erstreckt Bei diesen Einrichtungen wurde festgestellt, daß die maximale Länge des Filterelements auf beispielsweise 1,8 bis 2,4 m (6 bis 8 Fuß) zu begrenzen ist, unabhängig von dem Druck des Druckgases und dem Querschnitt des rohrförmigen Filterelements und seiner Form sowie dem Aufbau des Gasfilters. Bei Einrichtungen gemäß der Erfindung wurde festgestellt daß bei Benutzung der Gasdiffusoren, beispielsweise des Gasdiffusors 9, wobei der Gasdruckstoß in eine zylindrische bzw. torische Form übergeführt wird, die Länge der Filterelemente beträchtlich größer sein kann. In manchen Fällen sind Filterelemente mit einer Länge von 3,7 m (12 Fuß) erfolgreich gereinigt worden, wenn die Einrichtung gemäß der Erfindung benutzt wurde.

Obwohl das in der Zeichnung dargestellte Ausfüh rungsbeispiel einen Aufbau zeigt, bei dem der verunrei nigte Gasstrom während des Filterns von außen nacr innen in die Filterelemente 7 einströmt, ist es klar, dat die Erfindung in gleicher Weise auch eine Anordnung umfaßt, bei der das verunreinigte Gas in den Innenraum der Filterelemente einströmt und dann beim FiI tern auf die Außenseite der Filterelemente gelangt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasfilter mit wenigstens einem rohr- bzw. schlauchförmigen Filterelement, an dessen einem Ende koaxial mit dem Filterelement eine mit einer Druckgasquelle verbundene Düse zum Einführen eines reinigenden Druckgasstoßes in das Filterelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düse (15) ein mit ihr fluchtender Verdrängungskörper (9) in Fließrichtung des Reinigungsdruckgases nachgeordnet ist, der zwischen sich und der Innenwand des Filterelements (7) bzw. eines mit diesem koaxialen Anschlußstutzens (19) einen Ringraum (10) für den Durchtritt einer ringförmigen Reinigungsdruckgas welle frei läßt

2. Gasfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (9) sich zur Düse (15) hin konisch verjüngt

3. Gasfilter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (9) sich auch von der Düse (15) weg konisch verjüngt

4. Gasfilter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (9) mit radialen Halteschrauben (24) im Zentrum des Anschlußstutzens (19) gehalten ist.