DE3248098C1 - Abzugs- und Filtereinrichtung - Google Patents

Description

• Ferner hat sich gezeigt, daß bei bekannten Einrichtungen schwallartige Emissionen, wie sie sich beim Öffnen von Gießformen oder dergleichen einstellen, trotz großer Absaugleistungen unter den Abzugshauben hindurchdringen und zur Beeinträchtigung der Arbeitsbedingungen am Arbeitsplatz führen. Ein großes Problem ist die Brandgefahr bei brennbaren Medien im Abgasstrom, die fast immer eine vollständige Zerstörung der mit diesen Medien belasteten Filteranlagen nachsichziehen.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Abzugseinrichtungen eingangs genannter Art derart zu verbessern, daß die vorbeschriebenen Nachteile bekannter Einrichtungen behoben werden und darüber hinaus mit geringerer Gebläseleistung eine effektivere Absaugung erreicht werden kann.
• Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Abzugs- und Filtereinrichtung gemäß dem Oberbegriff erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Abzugs- und Filtereinrichtung aus einer größeren äußeren und einer kleineren inneren Abzugshaube besteht, zwischen denen ein Zwischenhohlraum gebildet ist, dessen Öffnungsquerschnittsfläche mit einer Absaugkraft höherer Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagt ist als die Strömungsgeschwindigkeit der Absaugung an der offenen Grundfläche der inneren Abzugshaube.
• Eine mit diesen Merkmalen ausgestattete Abzugs-und Filtereinrichtung gewährleistet die Behebung aller vorbeschriebenen Nachteile bei bekannten Einrichtungen, obwohl die Leistung der Abzugsaggregate reduziert werden kann. Die nach der Erfindung nunmehr erforderliche geringe Leistung des Abzugsgebläses ist ausreichend, weil die Öffnungsquerschnittsfläche des Zwischenhohlraumes zwischen der äußeren und inneren Abzugshaube verhältnismäßig klein ist zur gesamten Grundfläche der Abzugshaube und nur der gesamte untere Rand der Abzugs- und Filtereinrichtung mit sehr hoher Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagt ist.
• Diese starke Abzugsströmung ist völlig von der Herstellungsmaschine resp. von dem Werkstück abgeschirmt. Die hohe Arbeitstemperatur bleibt im Inneren der inneren Abzugshaube erhalten. Die Abzugsströmung im Zwischenhohlraum kann weder den Herstellungsprozeß noch die Abkühlung des Werkstücks in unbeabsichtigter Weise thermisch ungünstig beeinflussen, während die äußere Abzugshaube durch die hohe Abzugsströmung vorteilhaft gekühlt wird. Die vom Werkstück bzw. der Herstellungsvorrichtung mit geringer Geschwindigkeit aufsteigenden dampfförmigen Emissionsanteile gelangen erst im oberen Teil durch die Abgasöffnung der inneren Abzugshaube in den Zwischenhohlraum, der im oberen Bereich einen größeren Raum einnimmt als am Öffnungsquerschnitt und infolgedessen in diesem Bereich die Strömungsgeschwindigkeit geringer ist. Das hat den Vorteil, daß die dampfförmigen Emissionsanteile, wie z. B. Wasser, nicht in die anschließenden Filteranlagen gerissen werden, sondern nach dem Durchtntt durch die Abgasöffnung der inneren sofort an den kühlen Flächen der äußeren Abzugshaube kondensieren, an den geneigten Flächen abfließen und als Kondensat abgeleitet werden. Aber auch die durch den Öffnungsquerschnitt durch den Zwischenhohlraum abgesaugten dampfförmigen bzw.
• flüchtigen Anteile kondensieren ebenfalls an den kühlen Flächen der äußeren Abzugshaube und werden mit dem übrigen Kondensat aus der Abzugsströmung bereits vor der anschließenden Filteranlage entfernt.
• Diese und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche2 bis 11.
• Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Diese zeigt F i g. 1 eine perspektivische, teilgeschnittene Zeichnung der Abzugs- und Filtereinrichtung, F i g. 2 eine Anordnung der eingebauten Filter.
• In F i g. 1 ist eine Abzugs- und Filtereinrichtung 1 für eine Gießmaschinenanlage 2 dargestellt, welche im wesentlichen aus einer äußeren 3 und einer inneren Abzugshaube 4 besteht, wobei im Randbereich zwischen der äußeren 3 und inneren Abzugshaube 4 ein Zwischenhohlraum 5 gebildet ist und eine Öffnungsquerschnittsfläche 6 aufweist, die wesentlich kleiner ist als die gesamte Öffnungsquerschnittsfläche aus der lichten Breite 7 und der Länge 8 der inneren Abzugshaube 4. Der Zwischenhohlraum 5 weist am Eingang 9 die geringste Öffnungsquerschnittsfläche 6 auf, die sich nach oben im Zwischenhohlraum 5 ständig vergrößert und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Absaugung zunehmend gemindert wird. Das hat den Vorteil, daß gas- bzw. dampfförmige Abgasteilchen an der inneren Wandung 10 der kühlen äußeren Abzugshaube 3 kondensieren und mittels einer Auffangrinne 11 abgeleitet werden können. Die verringerte Absaugströmung 12 im oberen Bereich 13 des Zwischenhohlraums 5 ist ausreichend, um auch die schwereren Teilchen in der Absaugströmung 12 nunmehr nur in etwa horizontaler Richtung weiterzufördern. Die geminderte Absaugströmung 12 im oberen Bereich 13 hat außerdem den Vorteil, daß durch diese Beruhigung des Abgasstromes ein großer Teil der groben Feststoffanteile in den in diesem Bereich angeordneten großflächigen Grobfiltereinsätzen 15 bereits abgelagert werden, bevor die Absaugströmung 14 in die Hauptfilteranordnung 16 gelangt.
• Die Absaugung mit geringem Sog aus der inneren Abzugshaube 4 erfolgt über im oberen Teil angeordneten Abluftöffnungen 17, deren Querschnittsfläche in Relation zur Öffnungsquerschnittsfläche 6 am Eingang 9 des Zwischenhohlraumes 5 gewünschter unterschiedlicher Absaugintensität festgelegt bzw. mittels nicht dargestellter querschnittsverändernder Einrichtungen einreguliert werden kann, sofern eine gemeinsame Absaugung erfolgt, wie in F i g. 1 dargestellt ist Die Absaugung der inneren 4 und der äußeren Abzugshaube 3 kann jedoch auch getrennt über zwei Absaugsysteme erfolgen, wobei die Regulierung der Absaugintensität sowohl an der Öffnungsquerschnittsfläche 6 als auch an den Abluftöffnungen 17 der inneren Abzugshaube 4 nach den unterschiedlichsten Absaugerfordernissen optimal eingestellt werden kann.
• Die durch die Abstrahlung der heißen Werkstücke thermisch unterstützte Absaugung durch die Abluftöffnungen 17, z. B. beim Öffnen der Gießformen einer Gießanlage 2, fördert überwiegend die gas- bzw.
• dampfförmigen Abluftanteile 18 in dem Zwischenhohlraum 5, wo sie an der inneren Wandung 10 der äußeren Abzugshaube 3 kondensieren und in die Auffangrinne 11 abfließen. Schwere Feststoffteilchen entweichen überwiegend seitlich der vertikalen Absaugströmung 19 und fallen in Pfeilrichtung 20 wieder nach unten. Beim Herunterrieseln der Feststoffteilchen gelangen diese in Bodennähe in die Nähe der Querstromöffnungen 21 der inneren Absaughaube 4 und werden infolge des Unterdrucks der hier herrschenden höheren Strömungsgeschwindigkeit in den Zwischenhohlraum 5 abgezogen und in Pfeilrichtung 22 in die beschriebene Absaugströmung 12 eingeleitet.
• Zum gleichen Zweck kann aber anstatt der Querstromöffnungen 21, oder zusätzlich, der untere Rand der inneren Abzugshaube 4 um ein Maß 28 verkürzt ausgebildet sein, um die Einleitung der an der inneren Wandung der inneren Abzugshaube 4 herabgleitenden Emissionsanteile in die Absaugströmung 12 unter der verkürzten unteren Kante hindurch zu ermöglichen.
• In F i g. 2 ist die vorteilhafte Hauptfilteranordnung 16 dargestellt, die im Anschluß an den oberen Bereich des Zwischenhohlraumes 5 angeschlossen ist. Zunächst gelangen die auszufilternden Anteile in Pfeilrichtung bei einer relativ geringen Strömungsgeschwindigkeit in den Grobfilter 23, wo die größeren Feststoffanteile optimal aufgefangen werden. Um die Feinstoffteilchen an der Ablagerung hinter dem Grobfilter 23 zu mindern, ist nach dem Grobfilter 23 ein Zwischenkanal 24 mit querschnittsverengender Tendenz angeordnet, um die kleineren, leichten Emissionsanteile in der erhöhten Absaugströmung dem Feinstoffilter 25 zuzuführen. Es wurde festgestellt, daß die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit durch den Feinfilter 25 nicht nur zur besseren Überwindung des erhöhten Widerstandes von Feinfiltern vorteilhaft ist, sondern auch für eine bessere Ablagerung von Teilchen in den tieferen Schichten des Filters 25. Die so relativ gut mechanisch feingefilterte Absaugluft gelangt dann durch einen weiteren zwischengeschalteten Kanal 26 mit querschnittsvergrößernder Tendenz und wird erst bei stark geminderter Strömungsgeschwindigkeit einem Elektrofilter 27 zugeführt. Die Abstufungen der Strömungsgeschwin- digkeiten innerhalb der Abzugshauben 3 und 4 und nicht zuletzt die Anordnung der Filtereinrichtung 16 mit Vor-, Grob-, Feinstoffilter und Elektrofilter in Verbindung mit den ihren unterschiedlichen Eigenschaften angepaßten Strömungsgeschwindigkeiten gewährleisten eine bisher nicht gekannte optimale Abgasreinigung bei relativ geringem Leistungsaufwand und erhebliche Verlängerung der Wartungspausen zwecks Reinigung der Filtereinrichtungen. Aber auch die Ausdehnung von Bränden bis in die nachgeordneten Filteranlagen sind beim Erfindungsgegenstand kaum möglich, da mögliche Brände, z.B. beim Öffnen der Gießformen, auf den Raum innerhalb der inneren Abzugshaube 4 begrenzt bleiben. Hierzu ist von großem Vorteil, die Abzugs- und Filtereinrichtung verfahrbar auszubilden, z. B. mit Rädern 29 auf Schienen 30, um nach dem Verschieben der Abzugs- und Filtereinrichtung 1 Brandherde sowohl an der Gießmaschine als auch innerhalb der inneren Abzugshaube (4) sofort und direkt bekämpfen zu können.
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Claims (11)

1. Patentansprüche: 1. Abzugs- und Filtereinrichtung zum Auffangen von Emissionen an Vorrichtungen zur Herstellung von großen Werkstücken, insbesondere für Gießmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugs- und Filtereinrichtung (1) aus einer größeren äußeren (3) und einer kleineren inneren Abzugshaube (4) besteht, zwischen denen ein Zwischenhohlraum (5) gebildet ist, dessen Öffnungsquerschnittsfläche (6) mit einer Absaugkraft höherer Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagt ist als die Strömungsgeschwindigkeit der Absaugung an der offenen Grundfläche (7,8) der inneren Abzugshaube (4).
2. 2. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhohlraum (5) zwischen der äußeren (3) und der inneren Abzugshaube (4) von der Öffnungsquerschnittsfläche (6) nach oben eine zunehmend größere Querschnittsfläche aufweist.
3. 3. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug aus der äußeren Abzugshaube (3) und der inneren Abzugshaube (4) gemeinsam mittels eines Abzugsgebläses oder getrennt, jeweils mittels eines separaten Abzugsgebläses, erfolgt
4. 4. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bei Verwendung eines gemeinsamen Abzugsgebläses die Öffnungsquerschnittsfläche (6) des Zwischenhohlraumes (5) größer ist als die Querschnittsfläche der oberen Abluftöffnungen (17) der inneren Abzugshaube (4).
5. 5. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug aus der äußeren Abzugshaube (3) und der inneren Abzugshaube (4) jeweils für sich regulierbar ist.
6. 6. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Abluftöffnungen (17) mittels Vorrichtungen, z. B.

   mittels Klappen oder Schiebern, auf einen kleineren oder größeren Querschnitt einstellbar sind.
7. 7. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Abzugshaube (4) am unteren Ende kürzer ausgebildet ist als die äußere Abzugshaube (3) und/oder im unteren Bereich mit Querstromöffnungen (21) zum Zwischenhohlraum (5) ausgestattet ist.
8. 8. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wandung der äußeren Abzugshaube (3) mit in etwa horizontaler Ebene mit Kondensatauffangrinnen (11) ausgestattet ist.
9. 9. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhohlraum (5) im oberen Bereich einen größeren Raum bildet als im Bereich der Öffnungsquerschnittfläche (6) und in diesem Bereich geringerer Strömungsgeschwindigkeit Grobfiltereinsätze (15) angeordnet sind, an die sich eine Hauptfilteranordnung (16) anschließt.
10. 10. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfilteranordnung (16) aus einem Grobfilter (23) in einem Kanal mit geringer Strömungsgeschwindigkeit, einem anschließenden Feinfilter (25) in einem Kanal (24) mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und einem anschließenden Elektrofilter (27) in einem Kanal (26) niedriger Strömungsgeschwindigkeit besteht.
11. 11. Abzugs- und Filtereinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugs- und Filtereinrichtung verfahrbar, z. B.

    mittels Räder (29) auf Schienen (30), ausgebildet ist.

    Die Erfindung betrifft eine Abzugs- und Filtereinrichtung zum Auffangen von Emissionen an Vorrichtungen zur Herstellung von großen Werkstücken, insbesondere für Gießmaschinen.

    Bekannte Absaugeinrichtungen in der Industrie, z. B.

    in der Gießereitechnik, weisen immer noch erhebliche Mängel auf, wenn insbesondere bei der Herstellung von großen Werkstücken Emissionen auch im gesamten Bereich der Herstellungsmaschinen abgesaugt werden müssen. Große Absaughauben mit der erforderlichen großen Öffnungsquerschnittsfläche zwecks Umfassung der gesamten Maschinenanlage und die benötigten großen Gebläseleistungen erschweren nicht allein die Lösung schwieriger Konstruktionsaufgaben, sondern auch die physikalisch unterschiedlichen Medien, wie z. B. Wasser- und Öldämpfe, Rauch und andere gasförmige Abscheidungen in Verbindung mit grob- und feinkörnigen Feststoffteilchen. Dazu kommen noch die Bewältigung der thermischen Probleme. Eine rechnerische Ermittlung für Abgas- und Filteranlagen ist mindestens dann nicht möglich, wenn die Faktoren zur theoretischen Erfassung von Filtrationsproblemen sehr variabel sind.

    Bei bekannten Einrichtungen eingangs genannter Art ergeben sich eine Vielzahl von Nachteilen. Um z. B.

    grobkörnige Feststoffteilchen bei sehr großer Absaugquerschnittsfläche absaugen zu können, werden erheblich große Gebläseleistungen benötigt, um eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit für die erforderliche Beschleunigung der größeren Feststoffteilchen zu erzielen. Bei großvolumigen Abzugshauben ist aber eine an allen Stellen gleichmäßige Absauggeschwindigkeit sehr schwierig zu erreichen, so daß Feststoff-Emissionen, insbesondere größerer Körnung, nicht überall abzusaugen sind. Der hohe Luftdurchsatz bei bekannten Einrichtungen ergibt außerdem eine nachteilige Kühlung der Absaugluft, durch die eine Kondensation der dampfförmigen Emissionsanteile, z. B. Wasser und Öl, an den Feststoffteilchen bewirkt wird. Solche Abscheidungen neigen zum Verkleben und zur Schlammbildung in den Filtern und führen zur kurzfristigen Verstopfung der Filteranlagen. Die mit dem hohen Luftdurchsatz verbundene starke Kühlung kann ferner, z. B. bei der Herstellung von Spritzgußwerkstücken, nicht erwünschte thermische Reaktionen im Gußgefüge bewirken, die z. B. bei Rißbildung im Werkstück zur Unbrauchbarkeit, mindestens aber zur Qualitätsminderung, führen können.