DE2550352A1 - Automatisch selbstreinigender staubabscheider - Google Patents

Description

Ateliers DANDY S. A.

Route de Gourrejean
g-53150 BEGLES

Automatisch seIbstreinigender Staubabscheider

Die vorliegende Erfindung betrifft einen automatisch selbstreinigenden Staubabscheider für Luft, der die Rückgewinnung nicht nur grober und mittlerer Partikel sondern auch feinen und sehr feinen Staubes ermöglicht.

Es sind unter der Bezeichnung Zyklone Fliehkraftstaubabscheider bekannt» bei denen der Staub mittels Zentrifugalkraft aus der Luft abgeschieden wird und die aus zwei konzentrisch angeordneten Zylindermänteln bestehen, deren äußerer unterendig durch einen sich nach unten zunehmend verjüngenden konischen Fortsatz verlängert ist und deren innerer beidendig offen ist. Der zwischen den beiden Zylindermänteln eingeschlossene Ringraum ist im oberen Bereich des äußeren Zylindermantels verschlossen, während der beidendig offene innere Zylindermantel eine Art Kamin bildet, durch den die gereinigte Luft austritt, die vorher mit Partikeln und Staub beladen durch eine in dessen oberem Bereich angeordnete öffnung tangential in den von beiden Zylindermänteln begrenzten Ringraum eingeblasen worden ist. Infolge ihres tangentialen Eintrittes rotiert die mit Partikeln und Staub beladene

609821/072 4

-Z-

Luft in dem von den beiden konzentrischen Ringmänteln begrenzten Ringraum in einer nach unten absteigenden Schraubenlinie mit hoher Geschwindigkeit, wobei die von der Luft mitgeführten, verhältnismäßig schweren Feststoffanteile unter der Wirkung der Fliehkraft gegen die Innenfläche des äußeren Zylindermantels bzw. des an diesen anschließenden konischen Abschnittes geschleudert werden und wobei ferner im Zentrum des rotierenden Luftmantels ein Unterdruck entsteht, der ausgehend von dem durch eine Schleuse verschlossenen Boden des konischen Fortsatzes des äußeren Zylindermantels eine vertikal nach oben gerichtete Strömung der gereinigten Luft bewirkt, derart, daß diese durch den kaminartig wirkenden inneren Zylindermantel ins Freie abzieht. Die entlang der Zylinderachse¹des inneren Zylindermantels vertikal nach oben gerichtete Aufwärtsströmung der gereinigten Luft wird durch die Konizität des unteren Abschnittes des äußeren Zylindermantels unterstützt.

Derartige Fliehkraft-Staubabscheider sind gut für das Abscheiden grober und mittlerer Partikel und in einem gewissen Umfang auch noch für das Abscheiden von Staub geeignet, versagen jedoch völlig wenn feine und feinste Staubpartikel oder ähnliche Verunreinigungen aus der Luft abgeschieden werden müssen.

Für die Reinigung von Luft sind weiterhin Filter bekannt, mittels derer gröbere Partikel oder feine Stäube aus der Luft abgeschieden werden können und die aus einem beidendig verschlossenen Zylindermantel und einem Filtereinsatz bestehen. An der oberen Stirnfläche des Zylindermantels bzw. seiner Verschlußplatte ist üblicherweise eine Luftaustrittsoffnung angeordnet, während die Lufteintrittsöffnung für die zu reinigende Luft im Umfang des Zylindermantels angeordnet ist, derart, daß die zu reinigende Luft tangential zur Zylinderachse in das Filtergehäuse eingeblasen werden kann. Der Filtereinsatz ist üblicherweise aus einer Vielzahl aufrecht stehend angeordneter und sowohl zueinander als auch zum Filtergehäuse konzentrisch angeordneter Ringelemente aus synthetischem Filz gebildet. Die mit Partikeln und Staub beladene, zu reinigende Luft wird durch eine im Zylindermantel des Gehäuses entsprechend angeordnete Öffnung tangential eingeblasen

609^21/0724

und beim Durchgang zwischen den ringförmigen Filterelementen von den Partikeln bzw. dem Staub befreit und schließlich durch die oberseitig im Filtergehäuse angeordnete Austrittsöffnung ins Freie entlassen. Die aus der Luft abgeschiedenen Partikel und Staubteile verstopfen dabei die Filterelemente sehr rasch, was insbesondere dadurch noch verstärkt wird, daß die gröberen Partikel und die Staubteile mit hoher Geschwindigkeit auf die Filterelemente auftreffen und teilweise in diese einschlagen, so daß eine Reinigung der Filterelemente häufig nicht mehr möglich ist und diese ausgewechselt werden müssen. Ansonsten kann der aus Filterelementen bestehende Einsatz dadurch regeneriert werden, daß aus der Umgebungsluft entnommene Preßluft in umgekehrter Richtung durch das Filtergehäuse gedruckt wird, wobei die Reinigungsluft durch die in einer am Filtergehäuse befestigten, den Träger und gegebenenfalls einen oder zwei Käfige für die Filterelemente bildenden Befestigungs- bzw. Halteplatte vorgesehenen öffnungen gedruckt wird. Die Befestigungs- bzw. Halteplatte bildet nicht nur den Träger der Filtereinsätze sondern auch zwei Käfige, in deren äußeren die staubbeladene Luft eingeleitet und vorgereinigt wird, während in deren anderem die vorgereinigte Luft nachgereinigt wird, bevor sie durch die Austrittsöffnung des Filtergehäuses ins Freie entlassen wird. Filtern bzw. Staubabscheidern dieser Bauart haftet der erhebliche Mangel einer vorzeitigen Verstopfung ihrer Filterelemente durch die Ablagerungen aus der zu reinigenden, staubbeladenen Luft an, so daß die Filterelemente praktisch ständig verstopft sind und damit die Wirksamkeit eines derartigen Filters außerordentlich gering ist. Zwar kann eine Entschlammung der Filterelemente durch Preßluft oder sonstige von außen eingeblasene Luft erreicht werden, wobei es jedoch erforderlich ist, eine wesentliche Filterfläche vorzusehen, die geeignet ist, die zu reinigende Luft und die Reinigungsluft durchzulassen. Häufig jedoch schlagen die aus der zu reinigenden, staubbeladenen Luft, insbesondere die gröberen Staubpartikel derart in die Filterelemente ein, daß diese nicht mehr gereinigt bzw. regeneriert werden können und daher infolge dieser irreparablen Verstopfung häufig ausgewechselt werden müs-' sen.

609821/0724

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend dargelegten Nachteile der bekannten Staubabscheider zti "vermeiden und insbesondere einen automatisch selbstreinigenden Staubabscheider zu schaffen, welcher sowohl zum Abscheiden grober bis mittlerer Partikel als auch zum Abscheiden feinen und feinsten Staubes geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Staubabscheider einen oberseitig verschlossenen Zylindermantel mit unterseitig anschließendem, an seinem unteren Ende durch eine Schleuse abgeschlossenen konischen Abschnitt, ein in den Zylindermantel teilweise eintauchendes und zu diesem konzentrisch angeordnetes, einen Filtereinsatz aufnehmendes Gehäuse und eine oberhalb des Filtereinsatzes in diesem Gehäuse angeordnete Einrichtung zum Verteilen von Seinigungsluft umfaßt. Die obe'rseitige Abdeckung des Zylindermantels übergreift die zwischen diesem und dem in diesen eingreifenden Gehäuse verbleibende Ringfläche, wobei das Gehäuse oberseitig durch einen Deckel verschlossen ist. Das den Filtereinsatz aufnehmende Gehäuse greift achsial in den Zylindermantel ein und nimmt einen aus vertikal gerichteten, in konzentrischen Ringreihen angeordneten Filterrohren gebildeten Filtereinsatz auf, wobei die Filterrohre oberendig über in einer nach Art eines Zwischenbodens in das Gehäuse eingesetzten Befestigungsplatte eingedrückte, doppelt konische Anschlußstutzen befestigt bzw. gehalten sind. Unterendig sind die Filterrohre des Filtereinsatzes über Halteringe oder ein Befestigungsgitter aus Metallstäben im Gehäuse gehaltert. Die als Zwischenboden in das den Filtereinsatz aufnehmende Gehäuse eingeschaltete Befestigungsplatte bildet den unterseitigen Abschluß einer im oberen Bereich des Gehäuses angeordneten, als Entspannungsraum dienenden Kammer, in der eine rotierende Verteilereinrichtung zum Einblasen von EntschLammungsluft in die Filterrohre des Filtereinsatzes angeordnet ist. Die im Entspannungsraum angeordnete Verteilereinrichtung ist so angeordnet, daß sie durch Vermittlung eines Gebläses die erforderliche Entschlammungsluft aus dem Bereich der oberseitig in dem den Filtereinsatz aufnehmenden Gehäuse angeordneten Luftauslaßöffnung entnimmt. Unterseitig ist das in den äußeren Zylindermantel eintauchende, den

Filtereinsatz aufnehmende Gehäuse offen und dient als Abzug für die pereinigte Luft.

An dessen oberem Abschnitt ist im äußeren Zylindermantel eine Lufteinlaßöffnung vorgesehen, die derart angeordnet ist, daß die mit Partikeln und Staub beladene Luft, die zweckmäßigerweise mittels eines Getläses eingeblasen bzw. zugeführt wird, gleichmäßig und tangential in den Zylindermantel eintritt. Das den Filtereinsatz aufnehmende Gehäuse taucht um einen solchen Betrag in den äußeren Zylindermantel ein, daß die in den äußeren Zylindermantel eingeblasene, zu reinigende Luft um dessen unteres Ende herumströmt und somit die Filterrohre des Filtereinsatzes gegen eine all zu grobe Verschmutzung gesichert sind. Die eingeblasene., staubbeladene Luft rotiert mit erheblicher Geschwindigkeit in einer absteigenden Schraubenlinie entlang der Innenfläche des äußeren Zylindermantels und des an diesen anschließenden konischen Abschnittes, wobei ein Teil der Staubpartikel und sonstigen Verunreinigungen durch die dabei auftretende Zentrifugalkraft aus der Luft ausgeschieden und an die Innenfläche des Zylindermantels bzw. des anschließenden konischen Abschnittes geschleudert wird. Auf diese Weise werden jedoch, während des Abstiegweges der im Zylinder bzw. in dem anschließenden konischen Abschnitt rotierenden Luft nicht sämtliche Staubpartikel und Verunreinigungen ausgeschieden und steigt ein Teil der Staubpartikel aufgrund des im Zentrum der nach unten absinkend rotierenden Luft entstehenden Unterdruckes in der Zylinderachse wiederum vertikal nach oben, wosich die noch vorhandenen Staubpartikel an der Innenfläche des den Filtereinsatz aufnehmenden Gehäuses anlegen, so daß die restlichen Staubpartikel abgeschieden werden, bevor die Luft durch die oberseitig in dem den Filtereinsatz aufnehmenden Gehäuse angeordnete Austrittsöffnung abströmt. Bevor sich die restlichen Staubpartikel an der Innenfläche des den Filtereinsatz aufnehmenden Gehäuses anlegen, wird ein Teil der aufsteigenden Luft mit der durch den rotierenden /erteiler und die Filterrohre eingeblasenen ßeinigungsluft vermischt und die noch vorhandenen Staubpartikel dank der im Gegenptrom bzw. im Querstrom durch die Filterrohre eingeführten Entschlammungsluft niedergeschlagen, in der'Weise, daß die Abschei-

603^21/07

dung durch die Zentrifugalkraft verstärkt wird.

Die iSntschlaimnungseinrichtung selbst "besteht aus einem an der oberen Abschlußplatte des den Filtereinsatz aufnehmenden Gehäuses aufgehängten, rotierenden Verteiler, der mit einer Reihe von Düsen versehen ist, die ihrerseits zu den Ringreihen der Filterrohre bzw. ihren Befestigungsanschlüssen im Zwischenboden korrespondierend angeordnet sind, derart, daß die Entschlammungsluft jeweils direkt in die entsprechenden Rohre eingeblasen wird. Die Breite des rotierenden Verteilers entspricht jeweils dem Durchmesser des Filtereinsatzes, in der Weise, daß die durch dessen Düsen austretende Luft während des jeweiligen Durchganges des Verteilers gleichmäßig auf die Filterrohre bzw. deren Innenraum verteilt wird. Die zur Entschlammung verwendete Luft wird vor dem Ausgang des Entstaubers von einem Ventilator aus der abziehenden, gereinigten Luft entnommen, so daß die Filterfläche bzw. die Filtergröße insgesamt ausschließlich auf das Volumen der einzublasenden, staubbeladenen und daher zu reinigenden Luft ausgelegt sein kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beispielsbeschreibung in Verbindung mit der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen. In der Zeichnung zeigt die

Figur 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Entstaubers;

Figur 2 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Entstauber gemäß Figur 1;

Figur 3 einen Filtereinsatz in Verbindung mit einer Entschlammungseinrichtung für einen Entstauber gemäß Figur 1;

Figur 4 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Entstauber gemäß Figur 1 Jedoch bei in Eingreihen verschiedenen Durchmessers angeordneten Filterrohren des Filtereinsatzes.

Der in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Staubabscheider umfaßt einen äußeren, nach unten durch einen konischen, unterseitig durch eine Luftschleuse 3 verschlossenen Abschnitt 2 ver-

60982 f/0724

längerten Zylindermantel 1 und ein in den äußeren Zylindermantel 1 eintauchendes, zu diesem konzentrisch, angeordnetes Gehäuse 5 sowie eine obere Abdeckung 4 des Zylindermantels 1, welche die zwischen dem Zylindermantel 1 und dem Gehäuse 5 verbleibenden Hingrauin überbrückt. Das Gehäuse 5 enthält einen Filtereinsatz 6 Ulii ist an seinem unteren Ende 7 offen, an seinem oberen Ende dagegen durch eine Platte8 verschlossen, auf welcher eine Luftaustrittsöffnung 9 angeordnet ist. In der Luftaustrittsöffnung 9 ist ein Gebläse 10 angeordnet, welches einen Teil der aus der Öffnung 9 austretenden Luft auffängt und in eine rotierende Verteilereinrichtung 11 drückt, welche ihrerseits konzentrisch zu diesen an der Verschlußplatte 8 des Gehäuses 5 drehbar aufgehängt ist. Die Verteilereinrichtung 11 dient der Zufuhr und Verteilung von Entschlammungsluft auf die Filterrohre 12 des Filtereinsatzes im Gehäuse 5» wobei den Filterrohren 12 Entschlammungsluft in der Weise zyklisch zugeführt wird, daß die Entschlammungsluft im Gegenstrom zur abziehenden, noch nicht völlig gereinigten Luft eine völlige Abscheidung sämtlicher Partikel bewirkt. Die Anzahl und der Querschnitt der Filterrohre 12 des Filtereinsatzes des Gehäuses 5 ist dem stündlichen Durchsatz an zu reinigender Luft entsprechend ausgelegt und braucht für die zur Entschlammung dienende Luft nicht vergrößert zu werden, da diese dem Strom der austretenden, gereinigten Luft entnommen wird. Die Filterrohre 12 sind oberendig über Doppelkonusse 13 in einer einen Zwischenboden 14 des Gehäuses 5 bildenden Platte 14 in für diesen Zweck vorgesehenen Ausnehmungen 15 befestigt. Die Filterrohre 12 sind in vertikaler Ausrichtung hin .zum Gehäuse 5 konzentrischen Ringreihen angeordnet, wobei die Eingreihen untereinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen können, um eine maximale Filterfläche auf einem geringstmöglichen Abschnitt des Gehäuses 5 unterzubringen. Im Bereich ihres unteren Endes sind die Filterrohxe 12 über ein Metallgitter 16 gehalten bzw. befestigt. Der Zwischenboden 14 des Gehäuses 5 schließt zusammen mit dessen oberer Abschlußplatte 8 eine Entspannungskammer 17 ein, in welcher die rotierende Verteilereinrichtung 11 für die Entschlammungsluft angeordnet ist. Die Verteilereinrichtung 11 ist zweckmäßigerweise motorisch angetrieben und verteilt die aus dem Luftabzug 9 des Gehäuses 5 entnommene Luft durch Vermittlung von Düsen 19 auf die

609-851-/07 2 4

Filterrohre 12 in der Weise, daß diese im Gegenstrom zur aufsteigenden, teilgereinigten Luft durchströmt werden. Zu diesem Zwecke sind die Düsen 19 der Verteilereinrichtung 11 unmittelbar über den Filterrohren 12 angeordnet. Im oberen Bereich des Zylindermantels 1 ist eine Lufteintrittsoffnung 18 angeordnet, durch die die mit Partikeln und Staub beladene Luft durch Vermittlung eines Gebläses kontinuierlich und tangential zum Zylinder in diesen eingebracht wird, wobei die Lufteintrittsoffnung in mehrere Kanäle unterteilt sein kann. Das Gebläse kann dabei in den Zuführungskanälen oder unmittelbar am Staubabscheider angeordnet sein. Die Lufteintrittsoffnung 18 ist derart im oberen Bereich des Zylindermantels 1 angeordnet, daß die in diesen eintretende Luft zunächst in einen Ringraum zwischen dem äußeren Zylindermantel 1 und dem Mantel des Gehäuses 5 gelangt, in der Weise,_daß sie keinen direkten Kontakt mit den Filterrohren 12 bekommt und eine zwangsweise Rotationsbewegung entlang einer absteigenden Schraubenlinie, welche sich infolge der konischen Gestaltung des unteren Abschnittes 2 des Zylindermantels 1 gegen die Schleuse 3 hin konzentriert. Durch die beim Rotieren der Luft innerhalb des Zylindermantels 1 und seines konischen Abschnittes auftretende Zentrifugalkraft wird ein Teil der schwereren, festen Bestandteile der Luft, insbesondere die gröberen Partikel, gegen die Innenfläche des Zylindermantels 1 und seines konischen Fortsatzes 2 geschleudert. Durch das Rotieren der Luft entsteht im Zentrum des Zylindermantels 1 und seines konischen Fortsatzes ein Unterdruck, welcher ein vertikales Aufsteigen der Luft direkt gegen den Filtereinsatz 6 des Gehäuses 5 hin bewirkt. Die im Zentrum des Zylindermantels 1 gegen den Filtereinsatz 6 hin aufsteigende Luft wird durch die über die Filterrohre 12 eingeführte, der Entschlammung dienende Luft in der Weise abgelenkt, daß ein Teil dieser aufsteigenden Luft mit der vorzureinigenden, kontinuierlich in den Zylindermantel 1' und den konischen Abschnitt eingeblasenen Luft vermischt wird, wodurch eine Verstärkung der Reinigungswirkung durch die vorhandene Zentrifugalkraft erreicht wird. Ein anderer Teil der aufsteigenden Luft durchströmt die Filterrohre 12, wobei sie durch die letzteren entstaubt wird, be- j vor sie über die Luftauslaßöffnung 9 aus dem Entstauber abströmt. Da die Filterrohre 12 des Filtereinsatzes 6 durch den Verteiler

609821/072A

— 9 —

zyklisch und abwechselnd von oben her mit Gegenstromluft beaufschlagt werden, ist ständig eine überwiegende Anzahl eier .Filterrohre Λ? bereit, die aus dem Zylindermantel 1 aufsteigende Luft nach oben, gegen die Auslaßö'ffnung 9 des Entstaubers hin durchzulassen.

Der erfindungsgemäße Entstauber kann zum Entstauben von Luft,
die Partikelchen oder Staub sowohl von Holz als auch von Stein oder Zement oder dergl. enthält, verwendet werden.

- 10 -

Claims (1)

1. - 10 Patentansprüche :

   Automatisch selbstreinigender Staubabscheider für grobe und mittlere sowie feine und feinste Partikel bzw. Stäube, bestehend aus einem mit einer anschließenden sich konisch verjünpjenden Verlängerung versehenen äußeren Zylindermantel, dessen konische Verlängerung unterendig durch eine Schleuse verschlossen ist und einem konzentrisch angeordneten, zylinderischen Filtereinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz aus einer Vielzahl paralleler, vertikal angeordneter Filterrohre und einer Einrichtung zum intermetierenden, abwechselnden Beschicken der Filterrohre mit gereinigter, der aus dem Staubabscheider abströmenden Luft entgegengesetzt strömenden Luft besteht.

   2. Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt strömende Entschlammungsluft in oder vor der Luftaustritteöffnung des den Filtereinsatz aufnehmenden Gehäuses aufgefangen und über an einem rotierenden Verteiler angeordnete Düsen fortlaufend abwechselnd und im Gegenstrom zur aufsteigenden Luft in die Filterrohre des Filtereinsatzes eingeblasen wird.

   3. Staubabscheider nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterrohre des Filtereinsatzes in einer oder mehreren zueinander und zum Gehäuse konzentrischen Ringreihen angeordnet sind.

   4. Staubabscheider nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» daß die Filterrohre des Filtereinsatzes untereinander verschiedene Durchmesser aufweisen.

   y. Staubabscheider nach Anspruch 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet,, daß die Gesamtquerschnittsfläche aller Filterrohre dem Gesamtvolumen der in einer Zeiteinheit in den Staubabscheider insgesamt eingeblasenen, zu reinigenden Luft entspricht.

   - 11 -

   609821/0724

   f». Staubabscheider nach Anspruch 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Verteiler an der Deckenseite eines im oberen Bereich des Gehäuses vorgesehenen Entsparinurigskammer aufgehängt und mit in solchen Abständen voneinander angeordneten Düsen versehen ist, daß Jeweils mindestens eine der Düsen unmittelbar oberhalb einer Ringreihe von Filterrohren umläuft.

   7- Staubabscheider nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterrohxe oberendig in einer, einen Zwischenboden des Gehäuses bildenden Halte- bzw. Befestigungsplatte über Doppelkonusse und unterendig an einem Gitter aus Metallstäben befestigt sind.

   8. Staubabscheider nach. Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das den Filtereinsatz aufnehmende Gehäuse in den äußeren Zylindermantel eintaucht und unterhalb dessen Luftzuführungsöffnung endet.

   609821/0724