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Filternder Abscheider
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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet filternder Abscheider, vorzugsweise
solcher mit zylindrischen Filterelementen als Abscheideorgane; sie betrifft eine
Spannvorrichtung zum Aufspannen hängender, zylindrischer Filterelemente mit starren
Kopfstücken an einen mit die Filterelemente aufnehmenden Lochungen versehenen Aufnahmeboden,
insbesondere zum Aufspannen von Filterelementen mit venturiartigem Kopfstück; sie
betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Aufspannen derartiger Filterelemente in
einem filternden Abscheider.
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Filternde Abscheider werden im allgemeinen durch einen Schlauchboden
in zwei Abteile unterteilt, eins der Abteile steht mit dem Rohgaseintritt und mit
dem Staubbunker in Verbindung, das zweite dient zum Sammeln der gereinigten Luft
(oder gereinigter anderer Gase) und ist über Abströmöffnungen, mit der die gereinigte
Luft
oder die gereinigten anderen Gase entweder einer abführenden
Leitung zuströmen oder direkt in die freie Atmosphäre gelangen, verhunden. An dem
diese beiden Abteilungen trennenden Schlauchboden sind die Filterelemente befestigt,
wobei eine Art der Konstruktion das untere Ende zylindrischer Filterelemente aufnimmt,
während deren oberes Ende im Reinluftraum aufgehängt ist. Bei einer anderen Konstruktion
sind diese zylindrischen Filterelemente an dem Schlauchboden so befestigt, daß sie
in das mit Rohgaseintritt und Staubbunker verbundene Abteil des Abscheiders hineinhängen.
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zur Abreinigung dieser Filterelemente wird bei dieser Konstruktion
ein Preßluftstoß axial in das Filterelement gegeben, dieser Preßluftstoß reißt aus
dem Reinluftraum Sekundär luft mit und führt sowohl zu einer mechanischen Dehnung
des filternden Elements als auch zu einem entgegengesetzt zur ursprünglichen Strömungsrichtung
gerichteten Durchströmen. Beide Effekte lockern die auf der Außenseite dieser Filterelemente
sitzende Staubschicht und bringen sie zum Abplatzen. Die besondere Art dieser Konstruktion
bedingt, daß die filternden Elemente gegen ein Kollabieren geschützt sein müssen.
Dies wird dadurch erreicht, daß entweder ein das filternde Element versteifender
Drahtkorb innen angeordnet ist oder daß das filternde Element in sich - beispielsweise
lisierte Pappe - steif genug ist, um die Beanspruchung auszuhalten. Als zweite notwendige
Folge dieser Konstruktion müssen diese so versteiften Filterelemente an dem Schlauchboden
so befestigt werden, daß sie bei bestimmungsgemäßer Beanspruchung als auch im Abreinigungsbetrieb
hinreichend festsitzen. Dazu werden verschraubbare Flanschverschlüsse oder bajonettartige
Rastverschlüsse vorgesehen. Bei der Verschlußauswahl ist es notwendig.dasVolumen
des Filterelements so freizuhalten, daß der Druckluftimpuls zur Abreinigung seine
Wirkung voll entfalten kann. In diesem Zusammenhang wurde nach dem DE-GM 80 33 050
vorgeschlagen, die hängenden, zylindrischen Filterelemente durch die Löcher eines
oberen
Schlauchbodes zu führen, wobei der am oberen Ende des Filterelements vorgesehene
und mit diesem verbundene Ring auf den Schlauchboden dadurch aufgespannt wird, daß
ein Federbügel eingesetzt wird, der in auf dem Schlauchboden befestigten Niederhalter
einrastet und den Schlauchboden mit seiner Federkraft belastet.
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Bei notwendigen Wartungs- und Reparaturarbeiten zeigt es sich, daß
derartige Vorrichtungen erhebliche Aufwendungen an Montagearbeiten verursachen,
da jedes Filterelement einzeln aus seiner Verspannung gelöst werden muß, wobei der
Schlauchboden wegen der an ihm befestigten Spannbügelhalter und der dazu gehörigen
Niederhalter aufwendig und teuer ist und nicht ohne weiteres "begangen" werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und sichere
Spannvorrichtung für Filterelelmente zu schaffen, die mit ihrer Hilfe einfach auf-
und sicher nachgespannt werden können, wobei das Nachspannen jeweils eine zusammengehörige
Reihe von Filterelementen betrifft, die sowohl ein Lösen jedes einzelnen Filterelements
allein als auch ein Lösen aller Filterelemente einer zusammenhängenden Reihe ermöglicht,
die einfach und sicher einzusetzen ist und die wirtschaftlich herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das aufzuspannende
starre Kopfstück jedes der Filterelemente mit einem schwenkbaren federnden Spannbügel
versehen ist, daß oberhalb der zusammengehörigen Reihe von Filterelementen eine
Traverse mit Mitteln zum Einrasten der Spannbügel vorgesehen ist und daß die Mittel
zum Einrasten mit einer von der Kontur der Traverse zur Nase der Rastmittel über
leitenden Aufgleitschräge und einer den einrastenden Spannbügel aufnehmenden Ausnehmung
versehen sind. In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die Mittel zum
Einrasten als die Traverse umgreifende Spannbügel ausgebildet sind. Weiter wird
vorgeschlagen, daß die Spannbügel eine mindest angenäherte
Kreisform
besitzen, die einen Winkel von etwa 3000 umschließt und deren der offenen Seite
gegonüberliegende Abschnitt zu einer parallel zur offenen Seite ausgerichteten Sehne
verformt ist, und weiter, daß die offenen Enden der federnden Spannbügel hakenförmig
umgebogen sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird darüber hinaus vorgeschlagen,
daß für eine zusammengehörende Reihe von Filterelementen eine Traverse mit Rastmitteln,
die in ihrer Anzahl der Anzahl der Filterelemente in dieser Reihe entsprechen, versehen
ist, wobei die Traverse axial bewegbar gelagert ist. Eine weitere Ausbildung zeichnet
sich dadurch aus, daß die axial bewegbaren Traversen mit Mitteln zum axialen Verschieben
entgegen der Aufgleitrichtung und zum Fixieren der in Bewegungsrichtung erreichbaren
Endlage versehen sind, wobei vorzugsweise als Mittel zum Verschieben Hebel mit Über-Totpunktstellung
oder selbsthemmende Schraubgewinde vorgesehen sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die axial bewegbare Traverse
als Druckluftverteiler mit Ausströmöffnungen koaxial zu den Filterelementen ausgebildet,
wobei die Anzahl der Ausströmöffnungen mit der Anzahl der Filterelemente der zu
dieser Traverse gehörenden Reihe übereinstimmt. Schließlich wird vorgeschlagen,
daß die Rastmittel gegenüber den Achsen der Filterelemente in Aufgleitrichtung seitlich
versehtzt angeordnet sind und weiter, daß der Betrag der seitlichen Versetzung der
Rastmittel mindestens der Summe von Halbmesser der Ausströmöffnung und Halbmesser
des den Spannring bildenden Materials entspricht. In weiterer Ausgestaltung dieser
Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß das starre Abschlußteil der Filterelemente
als Venturidüseneinlauf ausgebildet ist, an dessen oberen Rand zwei diametral gegenüberliegende
öffnungen zur Aufnahme des Spannbügels vorgesehen sind. Schließlich wird vorgeschlagen,
daß die als Druckluftverteiler ausgebildeten axial bewegbaren Traversen mit Druckluftschraubkupplungen
versehen sind, deren selbsthemmendes Gewinde die axiale Bewegung und die Fixierbarkeit
bewirkt.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zum Spannen von
Filterelementen mit venturidüsenartiq ausgebildeten starren Kopfstücken in einem
mit Druckluftstoß abgereinigten filternden Abscheider umfaßt nach dem Vorschlag
der Erfindung die Verfahrensschritte, Einhängen des zylinderförmigen Filterelements
in die Lochung des oberen Schlauchbodens, Aufsetzen des venturiartig ausgebildeten
starren Kopf stücks mit dem federnden Spannbügel auf das Kopfstück des sich im Schlauchboden
befindenden zylindrischen Filterelements und Aufrichten des Spannringes und Eindrücken
in die Ausnehmung des Rastmittels in Pfeilrichtung B bis zum Einrasten In bevorzugter
Ausführungsform des Verfahrens werden alle Filterelemente einer zusammengehörenden
Reihe eingesetzt, und dabei wird so vorgegangen, daß nach den Verfahrensschritten
A) und B) für jedes einzelne Filterelement, die, vorzugsweise als Druckluftverteiler
ausgebildete Traverse in ihre Führungen eingelegt und an die Spannvorrichtung gekuppelt
wird, und daß nach dem Verfahrensschritt C) mit Hilfe der Spannvorrichtung, vorzugsweise
der Druckluftschraubkupplung, die Traverse angezogen wird. Mit Hilfe des Verfahrens
lassen sich sowohl einzelne Filterelemente als auch gesamte Filterelementreihen
auswechseln. Beim Auswechseln eines einzelnen Filterelements bleiben alle anderen
Filterelemente gespannt. Hierbei muß naturgemäß für das Einrasten des Spannbügels
dieses Filterelementseine größere Kraft aufgewandt werden, die jedoch bei der Ausbildung
des Spannbügels in Grenzen bleibt. Bei der Auswechslung einer gesamten, zusammengehörenden
Reihe von Filterelementen kann dagegen diese Kraft dadurch verringert werden, daß
die die Rastmittel tragende Traverse zum Wechseln gelöst ist und so eine "Vorentspannung"
der Spannbügel noch im eingerasteten Zustand erfolgt. Das Wiedereinsetzen der entfernten
Filterelemente erfolgt dann so wie das Einsetzen eines einzelnen Filterelements,
wobei vor dem Aufrichten der Spannringe naturgemäß die Traverse eingelegt und mit
den Spannmitteln gekuppelt werden muß. Das nachfolgende Aufrichten und Einrasten
der Spannmittel bedarf wegen der noch gelösten Traverse einer verringerten Kraft.
Erst danach wird die Traverse mit Hilfe der
Spannkupplung in ihre
Endposition gezogen, wobei die Spannbügel endgültig gespannt werden.
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Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 4 dargestellt,
ohne sie auf das dargestellte Ausführungsbeispiel zu beschränken.
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Dabei zeigen: Fig. 1 einen filternden Abscheider mit Patronen als
Filterelemente und Druckluft-Impulsreinigung, Fig. 2 das Kopfteil eines Filterelements
mit Spannring, Fig. 3 einen Spannring, Fig. 4 die als Druckluftverteiler ausgebildete
Traverse mit Rastmittel Im einzelnen zeigt die Fig. 1 einen filternden Abscheider
1 mit einer Reihe von filternden Elementen 20, im dargestellten Beispiel 4, die
im Schlauchboden 1o angeordnet sind und dort mit ihrem Kopfteil auf liegen. Der
Schlauchboden 1o trennt dabei den filternden Abscheider in den staubluftseitigen
Raum 12 und den reinluftseitigen Raum 11. Der staubluftseitige Raum 12 ist sowohl
mit der Eintrittsöffnung 13 für die zu reinigende Luft oder für die zu reinigenden
anderen Gase als auch mit der Staubaustragsöffnung 4 des Staubbunkers 3 verbunden.
Die im wesentlichen rechtwinklig zum Schlauchboden 10 angeordnete Wand 10' trennt
den Eintritt von den anderen Räumen. Das Untergestell 2 gestattet es, den filternden
Abscheider aufzustellen. Auf die Kopfteile der filternden Elemente 20 sind die venturiartigen
Aufsätze 23 so aufgesetzt, daß sie die Kopfstücke auf den Schlauchboden 1o drücken.
Die Kraft für dieses Aufdrücken wird durch die gespannten Spannbügel 26 bewirkt,
die in den Rastmitteln 30 eingerastet sind. Die Rastmittel 30 selbst sind auf der
hier als Druckluftverteiler ausgebildeten Traverse 18 angeordnet, wobei Zahl und
Anordnung der Zahl und der Anordnung der filternden Elemente in der zu der Traverse
gehörenden Reihe entsl>rc!chen. l)le Traverse 18 selbst ist in axialer
Richtung
bewegbar gelagert. Mit Hilfe der als Druckluft-Schraubkupplung 17 1 dargestellten
Mittel zur axialen Verschiebung in Pfeilrichtung A (Fig 4) kann diese Verschiebung
durchgeführt werden. Dabei werden die federnden Spannbügel 26 notwendigerweise um
die Schwenkpunkte an den starren Kopfstücken der Filterelemente 20 gedreht und gespannt.
Die dabei auftretende Kraft bewirkt das Anpressen des Kopfstückes an den Schlauchboden
lo. Die Druckluftversorgung selbst geschieht über den als Rohr ausgebildeten Druckluftvorratsbehälter
15, der zur Abreinigung über das von einem zentralen Steuergerät kurzzeitig geöffnete
Ventil 14 einen Druckluftimpuls in die Leitung 16 abgibt, der dann in die als Druckluftverteiler
ausgebildete Traverse überströmt.
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In der Figur 2 ist eine auf das starre Kopfstück 21 des Filterelements
20 aufsetzbare Venturidüse 23 dargestellt, die mit ihrem Kragen 24 das Kopfstück
21 mit der Dichtung 22 gegen den Schlauchboden 10 drückt. Die Kraft dazu liefert
der federnde Spannbügel 26, der mit seinen abgewinkelten Enden 28 durch die Öffnungen
25 im Venturidüsenaufsatz greift und der mit Sicherungsscheiben 28' gesichert ist.
Der federnde Spannbügel 26 hat eine angenäherte Kreisform, wobei ler Umfangswinkel
etwa 3000 beträgt. Die Kreisform wird an dem dem geöffneten Teil gegenüberliegenden
Kreisstück dadurch unterbrochen, daß dort der federnde Spannbügel eine parallel
zur offenen Seite ausgerichtete Sehne 29 bildet. Beim Einrasten dieses Teiles 29
in die Rastmittel werden die beiden Außenkonturen 26.1 und 26.2 elastisch verformt;
sie liefern die zum Anpressen und Abdichten notwendige Kraft Die Figur 3 zeigt einen
federnden Spannbügel 26 mit hakenförmig abgewinkelten Enden 27 und der der offenen
Seite gegenüber liegenden Sehne 29. Schließlich ist in Fig. 4 eine Ausführungsform
eines Rastmittels 30 dargestellt, das als U-förmiges Teil die als Druckluftverteiler
ausgebildete Traverse 18 übergreift. Um ein zwangloses Einrasten des federnden Bügels
26 bei seiner Bewegung in Pfeilrichtung s (Fig. 1) in die Ausnehmung 32 zu ermöglichen,
ist
die Aufgleitschräge 31 vorgesehen. Diese Aufgleitschräge leitet die obere Kappe
bzw. die obere Sehne 29 des federnden Spannbügels 26 über die Nase 33 des Rastmittels
30 hinweg in die den Spannbügel aufnehmende Ausnehmung 32. Ein zusätzliches Verschieben
der Traverse in Pfeilrichtung A bewirkt ein weiteres Spannen des federnden Spannbügels.
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Im einzelnen wirken die Elemente wie folgt zusammen: Die Traverse
18 mit den Rastmitteln 30 befindet sich in gelöster Position. Die filternden Elemente
20 mit ihrem Kopfteil 21 und den zwischen den Lochwänden 20' und 20'' angeordneten
Filtermedien wird durch die Lochungen des Schlauchbodens 10 eingesetzt, dabei legt
sich die Dichtung 22 auf den Schlauchboden auf. Die von der Masse des Filterelements
bewirkte Auflagekraft reicht nicht aus, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten,
da die von dem Raum 12 nach dem Raum 11 durch das Filterelement 20 fließende Luft
bzw. Gas infolge der am Filterelement entstehenden Druckdifferenz dieses anheben
wurde. Ein zusätzliches, einfaches Verriegeln ist notwendig. Dazu dient ein am starren
Kopfstück bzw. an einem Aufsatz des Kopfstückes befestigter federnder Spannbügel
26, der in oberhalb und in Abstand von den Filterelementen angeordneten Rastmittel
eingreift, wobei die Rastmittel in Zahl und Anordnung der Zahl und der Anordnung
der Filterelemente einer der lie Rastmittel tragenden Traverse zugeordneten Reihe
von Filterelementen entspricht.
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Nach Aufrichten der federnden Spannbügel des einzusetzenden Filterelements
in Pfeilrichtung B (Fig. 1) läßt sich dieser mit seinem Oberteil über die Aufgleitschräge
31 gleitend spannen und rastet in die Ausnehmung 32 ein. Beim Wechsel aller Filterelemente
einer Filterreihe ist es vorteilhaft, die Traverse 18 durch Entkuppeln der Schnellkupplung
17.1 zu entspannen bzw. zu entfernen.
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Nach dem Einsetzen dieser Filterelemente wird die Traverse wieder
eingesetzt und gekuppelt, und die Spannbügel 26 lassen sich unter Aufwendung verringerter
Kraft mit ihrem Oberteil über die Aufgleitschrägen 31 gleitend vorspannen, bis sie
in die Ausnehmunqen 32 einrasten. Eine gegen die Bewegunqsrichtung des Einrastens
erfolgende
Verschiebung der Traverse 18 in Pfeilrichtung A (Fig. 4) bewirkt das endgültige
Spannen der federnden Spannringe und erbringt somit die zum dichten Auflegen der
Kopfteile der Filterelemente mit ihrer Dichtung notwendige Kraft. Bei nachlassender,
sich unelastisch verformender Dichtung kann dieses "Nachspannen" im Rahmen der axialen
Verschiebung der Traverse auch wiederholt werden. Somit ergibt sich das Verfahren
zum Festspannen von Filterelementen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in der Abfolge der Verfahrensschritte, Einhängen der zylinderförmigen Filterelemente
20 in die Lochungen des Schlauchbodens lo, Einlea des nruclçlurtvertcilers 18 in
die ahrllngen 17.2, Aufrichten ler Spannringe 26 und Eindrücken in die Ausnehmungen
32 der Rastmittel 30, Ansetzen der Druckluft-Schraubkupplung 17.1 und Anziehen der
Druckluft-Schraubkupplung 17.1.
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Durch das erfindungsgemäße Aufspannen jedes der Filterelemente wird
gewährleistet, daß die Filterelemente selbst nicht übermäßig genau zentriert sein
müssen. Die einzuhaltende Zentrierung ist nicht mehr vom Festspannen, sondern lediglich
noch von der Abreinigung gegeben, d.h. die Druckluftdüsen 19 am Druckluftverteiler
18 müssen innerhalb gewisser Toleranzen koaxial zu den zylindrischen Filterelementen
20 positioniert sein. Dadurch, daß nur noch diese Zentrierbedingung besteht und
keine weitere, die die Position der zylindrischen Filterelemente in Bezug auf das
Anspannen betrifft, wird der Einbau und auch der Wechsel der zylindrischen Filterelemente
wesentlich vereinfacht. Darüber hinaus ist der Schlauch boden bei entnommenen Filterelementen
völlig frei, und er kann gefahr los "befahren" werden. Die venturidüsenartigen Kopfstücke
oder die venturidüsenartigen Aufsätze für die Kopfstücke sind bei Druckluftimpuls
abgereinigten Filtern übliche Bestandteile, ebenso wie die über den reihenförmig
angeordneten Filterelementen vorhandenen Druckluftverteiler. Die venturiartigen
Kopfstücke mit Spannbügel und mit Rastmitteln zu versehen, ist gegenüber den bekannten
Befestigungsvorrichtungen kein Aufwand. Der besondere Vorteil
der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt sich, wenn ein Nachspannen notwendig wird. Während
bisher zum Nachspannen der Schlauchboden "befahren" werden mußte, genügt es nunmehr,
wenn die Traverse in Spannrichtung nachgezogen wird.
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In ähnlich einfacher Weise lassen sich die zylindrischen Filterelemente
lösen. Dazu wird die Traverse entgegen der Spannrichtung bewegt, etwa durch Lösen
der Druckluft-Schraubkupplung oder durch Lösen eines Hebelverschlusses, wobei die
Spannung der federnden Spannbügel bereits erheblich verringert wird. Das Ausheben
ler federnden Spannringe aus den Ausnehmungen, in die sie eingerastet sind, wird
durch die verringerte Spannung wesentlich erleichtert.
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Nach dem Freiwerden der federnden Spannringe kann die Traverse aus
ihrer Position entfernt werden. Dies ist zweckmäßig, wenn der Abstand zwischen Traverse
und Schlauchboden geringer ist als die Höhe der zylindrischen Filterelemente und
die Traverse so einen Ausbau stört. Da der Durchmesser des Grundkreises der federnden
Spannelemente jedoch frei wählbar ist, wird es in vielen Fällen möglich sein, einen
hinreichend großen Abstand zwischen der Traverse und dem Schlauchboden zu wählen,
so daß der Ausbau der Traverse nicht in allen Fällen notwendig ist. Überschreitet
die Länge der zylindrischen Filterelemente ein gewisses Maß, hätte dies zur Folge,
daß der Durchmesser der filternden Spannelemente so groß wird, daß eine gegenseitige
Störung der Spannelemente benachbarter Reihen eintritt. In diesem Falle ist der
Ausbau der Traverse vorzuziehen. Nach dem Entfernen der zylindrischen Filterelemente
ist der Schlauchboden frei, und er kann - etwa zum Entfernen klebengebliebener Dichtungsreste
ohne Gefahr "begangen" werden.
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