DE19606800A1 - Vorrichtung zur Entstaubung staubhaltiger Luft - Google Patents

Description

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung bereits bestehender und bekannter Cyclon­ staubfilter zu schaffen, mit der Zielsetzung die Arbeitsleistung von einem, insbesondere mehreren Cyclonen in enger platzsparender Anordnung und bei unabhängiger Einbaulage zu optimieren, so daß auch unter ungünstigen Einsatzbedingungen/Einbauverhältnissen eine variable Staub- und Aerosolabscheidung möglich ist.

Vorrangig wird daher eine Verbesserung und Minimierung von Cyclonfiltereinheiten angestrebt, die speziell zur Staubabscheidung für ABC-Schutzbelüftungsanlagen in mobilen wehrtechnischen Einrichtungen benötigt werden.

Die bisher bekannten Cyclonfiltereinheiten sind in ihrer Arbeitsleistung lageabhängig, welches sich besonders im Einsatz in gepanzerten Fahrzeuge ungünstig auswirkt. Befindet sich z. B. das Fahrzeug in einer für das Cyclonfilter ungünstigen Schräglage, kann es zu Staubablagerungen und Verstopfungen im Bereich des Filtergehäuses führen, wenn dieser tiefer liegt als die Staubaustriftsöffnung.

Desweiteren können auch Staubablagerungen entstehen, wenn an einer standardisierten Cyclonfiltereinheit aufgrund ungünstiger Platzierung eine sehr lange Staubaustrittsleitung installiert werden muß, über die die Stäube außerhalb des Schutzraumes transportiert werden. In diesem Falle erhöht sich der staubauswurfseitiger Luftwiderstand, die Staubaustritts­ geschwindigkeit reduziert sich zwangsläufig, und die Stäube größerer Masse werden nicht mehr vom Staubluftstrom mitgerissen.

Um eine Minimierung der Gasamtabmessungen und eine lageunabhängige Cycloneinheit zu schaffen, werden daher erfindungsgemäß mehrere Einzelcyclone auf kleinstem Raum zu einer Einheit zusammengefaßt, die Umlenkung und Ausbringung der Stäube auf kürzestem Wege unter Verwendung von Leitschaufeln verbessert.

Die einzelnen Cyclonrohre werden mit geraden, rechts- oder linksdrehenden Wirbelgene­ ratoren ausgestattet und so angeordnet, daß die austretenden rotierenden Stäube sich weitestgehend nicht durch gegenläufige benachbarte Rotation behindern. Die Trennrohre, welche sich auf der Austrittsseite der Cyclonrohre befinden, werden, wenn sie nur eine Leitschaufel besitzen, so ausgerichtet das der über die Leitschaufeln geführte Staubstrom den kürzesten Weg zur Staubaustrittsöffnung des Filtergehäuses nimmt. Um zusätzlich unnötige Verwirbelung durch gegenläufige rotierende Stäube, die von der Anzahl und der Anordnung der in einem Gehäuse integrierten Einzelcyclone abhängt, zu unterbinden, wird z. B. zwischen mehreren linksdrehenden und rechtsdrehenden Einzelcyclonen ein Cyclonrohr plaziert, welches einen links- oder rechtsdrehenden Wirbelgenerator besitzt und dessen zugeordnetes Trennrohr, welches am Austritt des Cyclonrohres plaziert ist, gerade in Achsrichtung verlaufende Leitschaufeln aufweist. Durch diese Anordnung wird durch das zwischen die gegenläufig rotierenden Staubströme geschaltete und mit geraden Leitschaufeln bestückte Trennrohr ein neutraler Staubstrom erzeugt, der nach Austritt aus dem Cyclonrohr sich den in seiner Nähe rotierenden Stäuben anpaßt, ohne daß die gegenläufig rotierenden Stäube der benachbarten Cyclone merklich beeinflußt werden.

Desweiteren wird in der aus mehreren Einzelcyclonen zusammengestellten Filtereinheit zur optimalen Lenkung der Staubströme in dem Aufnahmebehälter/Gehäuse unterhalb auf der Austrittsseite der Cyclonrohre eine oder mehrere Leitschaufeln bzw. Trennwände integriert, die die Stäube nach Austritt aus den einzelnen Cyclonrohren in eine vorgegebene Richtung lenken. Die Leitschaufeln sind je nach Anordnung der Cyclonrohre in ihrer Formgebung so gestaltet, daß erstens die Geschwindigkeit der aus den Cyclonrohren austretenden Stäube annähernd gleich bleibt, um Ablagerungen zu vermeiden, und zweitens die Staubströme auf kürzestem Wege in Richtung Staubaustrittsöffnung des Aufnahmebehälters/Gehäuses der Filtereinheit geführt werden. Um Ruhezonen, in denen sich Stäube ablagern können, zu vermeiden, sind einige Leitschaufeln (Trennwände) entsprechend zusätzlich so geformt, daß Staubablagerungen und eine damit verbundende Verstopfung des Gehäuses der Filtereinheit unabhängig der Einbaulage unterbunden werden.

Da, wie bekannt, die Rotationskraft in Abhängigkeit zur Strömungsgeschwindigkeit den Wirkungsgrad der Staubabsonderung bestimmt, verringert sich diese mit zunehmender Länge der an der Cycloneinheit anzuschließenden Staubaustrittsleitung aufgrund des erhöhten Leitungswiderstandes.

Um diesen Leitungswiderstand und die damit verbundene Rotationsabnahme ausgleichen zu können, kann durch Verstellung des Abstandes der Cyclonrohre zu den Trennrohren die Staubluftmenge erhöht werden.

Die Regelung der Staubluftmenge erfolgt vorzugsweise durch das Verschieben des oder der Cyclone in Achsrichtung in Richtung von oder zu den Trennrohren, welche auf der Austrittsseite jedes Cyclonrohres plaziert sind. Dadurch wird erreicht, daß der vorhandene Freiraum zwischen dem konischen Trennrohr und der Austrittsöffnung des Cyclonrohres bei Bewegung des Cyclonrohres in Richtung weg von Trennrohr dieser größer wird, welches zu Erhöhung der Staubluftmenge führt.

Wird die Austrittsöffnung des Cyclonrohres in Richtung zum konischen Trennrohr verschoben, verkleinert sich der Freiraum zwischen Trennrohr und dem Cyclonrohr und der Staubluftstrom mit entsprechender gewählten Einstellung nimmt ab.

Diese Einstellmöglichkeit hat besonders dann den Vorteil, wenn die Cycloneinheit für unterschiedliche Anwendungsfälle bei variierenden Staubaustrittsleitungslängen verwendet werden soll, da dann nicht für jeden Anwendungsfall ein hierzu passendes Cyclonfilter gefertigt werden muß.

Der Vorteil einer Verstellmöglichkeit der Cyclone wird auch für die Verwendung gesehen, in der unterschiedliche Staub-, Granulat- oder Aerosolabscheideleistungen gewünscht werden. So kann unter Verwendung von ein- und derselben Cyclonfiltereinheit ohne konstruktive Änderungen nur durch Verstellen/Verschieben der Cyclone in Achsrichtung zu den Trennrohren die Partikelgröße und die Menge der abzuscheidenden Stoffe frei gewählt werden. Als Beispiel sei hier genannt die aufwendige Aussiebung von Granulaten oder gebrochener Aktivkohle, die zur optimalen Adsorbtionsleistung in verschiedenen Korngrößen benötigt wird. Eine Verstopfung der Filtersiebe und die Aufreibung des Kohlegranulates bis zur feinsten Staubbildung, die zwangsläufig durch Aussieben gegeben ist, wird bei Verwendung einer Cyclonfiltereinheit als Nebeneffekt ausgeschlossen.

Die Vorrichtung wird nachstehend anhand von zeichnerischen Darstellungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 zeigt eine komplette Cyclonfiltereinheit im Schnitt. Cyclonrohre (1) mit integrierten rechtsdrehenden Wirbelstromgeneratoren (2) als ein in Achsrichtung verschiebbares Modul (15) zusammengefaßt, mit Skala (14) und schematisch dargestelltem Hebelarm. Ein Filtergehäuse (10) mit fest integrierten Trennrohren (6), eine schematisch dargestellte Staubaustrittsöffnung (9) und eine mit dem Gehäuse verbundene Einstellmechanik (14), die die Verschiebung des Cyclonmoduls (15) in Achsrichtung erlaubt.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Fig. 1 mit einem Leitblech (5) im Filtergehäuse (10) angeordnet gegenüber der Staubaustrittsöffnung, um Ruhezonen zu vermeiden und um den anfallenden Staub in Richtung Staubaustrittsöffnung zu lenken.

Fig. 3 zeigt eine Cycloneinheit mit drei Cyclonrohre (1) und innenliegenden rechtsdrehend ausgerichteten Wirbelstromgeneratoren (2). Eintritt der staubhaltigen Luft (3) und Austritt der rotierenden Luft aus dem Wirbelstromgenerator (4). Am Ende jedes Cyclonrohres befindet sich je ein Trennrohr (6), an denen seitlich die Stäube (8) abgeleitet werden und mittig die Reinluft (7) zur weiteren Aufbereitung strömt. Die Leitschaufeln (12) des linken und des rechten Trennrohres sind rechtsdrehend angeordnet, und die Leitschaufeln (11) des mittleren Trennrohres sind gerade in Achsrichtung angeordnet und bilden zwischen dem linken und dem rechten Cyclonrohre eine neutrale Zone. Das Filtergehäuse (10) (hier nur im unterem Bereich dargestellt) mit den fest integrierten Trennrohren (6) und der Staubaustrittsöffnung ist schematisch dargestellt.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung der Fig. 3 im Schnitt "A-A". Zu erkennen sind die Endstücke der Cyclonrohre (1) mit den innenliegenden durch die Leitschaufeln (11 und 12) geführten Trennrohre (6). Schematische Darstellung des Staubstromes (8) im Gehause (10) mit Leitschaufel (5) und Staubaustrittsöffnung (9).

Bezugszeichenliste

1 Cyclonrohr
2 Wirbelstromgenerator mit 4 Leitschaufeln
3 Cycloneintritt
4 Cyclonaustritt
5 Leitschaufel/Trennwand
6 Trennrohr
7 Reinluftstrom
8 Staubluftstrom
9 Staubaustrittöffnung am Gehäuse
10 Gehäuse/Filtergehäuse
11 Trennrohrleitschaufeln gerade (ohne Drall)
12 Trennrohrleitschaufeln mit rechts- oder linksdrehendem Drall
13 mechanisch-optische Anzeige
14 Einstellmechanik
15 Cyclonmodul

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Entstaubung staubhaltiger Atemluft, die vor deren Eintritt in Filteranlagen insbesondere ABC-Filteranlagen mittels eines Cyclonfilter den vorhandenen Staubanteil von der Atemluft trennt und außerhalb des Schutzraumes befördert, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclonfilter aus einem oder mehreren Einzelcyclonen besteht, deren Reinluftmenge und filterbare Staubmenge durch Verschieben des Cyclonrohres oder des am Cyclonrohr­ austritt plazierten Trennrohres in Achsrichtung zueinander oder voneinander einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennrohr konisch oder nicht konisch ausgebildet ist, und daß es an der äußeren Ummantelung eine oder mehrere Leitschaufeln aufweist, die in der Draufsicht auf die Eintrittsöffnung gesehen den Staub gerade, rechtsdrehend oder linksdrehend leiten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclonrohr einen links- oder rechtsgedrehten Wirbelstromgenerator aufweist, der aus einem oder mehreren Leit­ schaufeln besteht, die am Ende des Cyclonaustrittsrohres als Leit- und Abstandsschaufeln zur Zentrierung und Aufnahme des am Cyclonrohraustritt plazierten Trennrohres ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclonrohr auf der Luftaustrittsseite konisch aufgeweitet ist und innenseitig eine oder mehrere Leit- und Abstandsschaufeln aufweist, die nicht mit dem Wirbelstromgenerator verbunden sind, welche die auf die Austrittsöffnung gesehen den Staub gerade, rechts- oder linksdrehend herausleiten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Cyclone mit rechts- und/oder linksdrehenden Wirbelstromgeneratoren in einem Aufnahmebehälter/Ge­ häuse untergebracht sind, in dem wahlweise Leitschaufeln integriert sind, die die Stäube nach Austritt aus den Cyclonrohren im Aufnahmebehälter/Gehäuse umleiten und lenken, oder die Cyclonrohre voneinander trennen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung bzw. Verschiebung der Cyclonrohre mittels einer Skaleneinteilung optisch oder durch eine ertastbare Markierung erkennbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Cyclonrohre und/oder Trennrohre mit einem Gewinde ausgestattet sind, über das durch Herein- oder Herausschrauben in eine entsprechende Gewindebuchse am Aufnahmebehälter/Gehäuse eine Verstellung in Achsrichtung möglich ist.