DE2754757A1 - Gegenspuelverfahren insbesondere fuer schlauchfilter zur staubluftreinigung und filter mit gegenspuelung - Google Patents

Description

Dr.-Ing.*. Dttrtn 8 MJincKan a

GEBRUEDER BUEHLER AG
9240 U ζ w i 1

MU 530 Gegenspülverfahren insbesondere für Schlauchfilter zur Staubluftreinigung und Filter mit Gegenspülung

Zur Reinigung von Luft mit sehr hoher Staubkonzentration haben sich in der Industrie Filter mit Gegenspülung stark durchgesetzt. Dieses System geht auf die, in der DT-PS 1 228 130 (Mikropul) gezeigte Grundidee zurück. Die staubhaltige Luft tritt im unteren Bereich in eine Staubluftkammer ein. Der Staub wird durch eine grössere Anzahl einzelner Filterschläuche in der Staubluftkammer zurückgehalten und die gereinigte Luft geht über freie Oeffnungen in einen Abluftraum, von wo sie zurück in den Arbeitsprozess oder ins Freie abgeführt wird. Oberhalb jeder freien Oeffnung der Filterschläuche sind Mündungsstücke bzw. Düsen angeordnet, die über Leitungsstücke und steuerbare Ventile an einer Hochdruckpumpe ange-

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schlossen sind. Die Ventile werden kurzzeitig nach wählbaren Intervallen geöffnet und ergeben durch einen Druckluftstoss eine Aufblähung der Filterschläuche. Die aussen am Filterschlauch haftende Staubschicht wird gelöst und fällt ab, so dass das Filtergewebe gereinigt ist und wieder voll wirksam arbeiten kann. Dieses System hat sich bis heute bewährt.

In Weiterführung dieses Gedankens ist in der GB-PS 1 021 (Bühler) ein Niederdruckfilter gezeigt, der mit einer entsprechenden Gegenspüleinrichtung versehen ist. Ein Niederdruckfilter arbeitet mit oelfreier trockener Spülluft und benötigt keine Presslufteinrichtung. Die in emer Staubluftkammer befindlichen Filterschläuche sind auch hier durch freie Oeffnungen mit einem über der Staubluftkammer be·indlichen Abluftraum verbunden. Allerdings sind bei diesem bekannten Filter über jeder Oeffnung Lavaldüsen angebracht, so dass die gereinigte Luft erst durch die Lavaldüsen in den Abluftraum strömt. Die Spülluft wird in einem Spüllufttank dauernd auf einen Druck unter 1 atü, in der Regel auf 0,3 - O,5 atü gehalten, wobei der Spüllufttank die notwendige Kapazität zur Lieferung der für die Spülung der Filterschläuche notwendigen Druckluftstöeee hat und deshalb über eine Rohrleitung mit einer Luftverteilkammer, an der die regelbaren Ventile angeschlossen sind, verbunden ist. Die Mündungsstücke der Ventile sind in einem kurzen Abstand über den Lavaldüsen jeweils mittig in die Lavaldüsen und damit ins Innere der Filterschläuche gerichtet. In der Luftverteilkammer ist eine kleine Luftreserve im Filter selbst vorhanden, die allein aber

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überhaupt keinen Rückspüleffekt ergeben würde. Hat die Luftverteilkammer zum Beispiel 40 1 Inhalt, die nun von O,5 auf 0,4 atü entspannt werden, so ergibt dies ganz überschlagsmässig gerechnet eine wirksame Spülluft von nur 4 1. Es wird aber bei den bekannten Niederdruckfiltern mit 4O - 80 1 wirksamer Spülluft gerechnet. Entsprechende Volumen lassen sich nicht mehr im Filtergehäuse einbauen.

Man hat deshalb bei einzelnen Fabrikaten, den Lufterzeuger selbst im Filterkopf integriert oder direkt daran angeschlossen. Die für eine Spülung notwendige bzw. wirksame Luft während der Spülphase wird somit vom Lufterzeuger, Kreiskolbenverdichter usw. direkt nachgeliefert. Vielfach wurden auch die Lufterzeuger bzw. die Luftquelle möglichst nahe an die Luftverteilkammer angeschlossen, um den entsprechenden Nachschub während der Spülung sicherzustellen.

Das Hauptproblem bei Niederdruckfiltern liegt darin, dass die Spülluft verhältnismässig wenig komprimiert ist, dadurch kann ein'eigentlicher Pressluftschlag nicht erzeugt werden. Der Spülluft-Druckstoss muss aber trotzdem auch bei einem niederen Druck von 0,5 atü oder weniger den Strom der gereinigten Luft in der Oeffnung umkehren und eine wirksame Gegenbzw. Rückspülung durchführen. Dieses Ziel wurde bei der genannten Bauart der Anmelderin dadurch erreicht, dass anstelle eines Spülluftstosses ein Spülluftstrom erzeugt wird, der über eine Lavaldüse eine erhebliche Menge von bereits gereinigter Luft aus dem Abluftraum mitreisst und so die

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Spülluftmenge annähernd verdoppelt und mit der Menge der Luft wiederum eine intensive Rückspülung und damit einen ausgezeichneten Reinigungseffekt ergibt. Das genannte Reinigungsverfahren, bei dem jeder Schlauch einzeln und insbesondere mit einstellbaren ZeitIntervallen beaufschlagt wird, wurde von der Anmelderin selbst nun während nahezu 15 Jahren erfolgreich in der Praxis, insbesondere mit sehr hohen Filterbelastungen in Luftmenge und Staubgehalt angewendet, zum Beispiel zur Abscheidung und Rückgewinnung von Mehlstaub in Mühlen.

Es sind ferner eine grosse Anzahl ähnlicher Lösungen bekanntgeworden, bei denen jeweils das Mitreissen von Sekundärluft bzw. von bereits gereinigter Luft unvollkommen bzw. nicht angewendet wurde. Bei einem solchen Niederdruckfilter wurde das Mündungsstück des Ventils direkt bis an die Oeffnung der Filterschläuche geführt, so dass nur ein kleiner Ringsp^ilt für die vom Filter gereinigte Luft freiblieb. Diese Lösung ergibt aber nachweislich einen geringeren Reinigungseffekt. Es ist hier eine wesentlich tiefere Filterbelastung zulässig, so dass die ganze Reinigungsanlage umfangreicher sein muss. Die Anmelderin hat selbst bei einer weiteren Aueführungeform den Reinigungseffekt dadurch zu verbessern versucht, indem die normalerweise freie Oeffnung des Filterschlauches durch ein mechanisch bewegtes Rohrstück direkt mit dem Mündungsstück des Ventils verbunden wurde. Obwohl bei dieser Bauform die Strömungsverluste niedrig gehalten wurden, gelang es mit

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mit der verwendeten Mechanik auch nach jahrelangen Bemühungen nicht, eine gleichmässige Spülwirkung zu erzielen. Bei niederen Filterbelastungen arbeitet dieser Filter wohl ausgezeichnet, bei hohen Belastungen werden jedoch grosse Unterschiede in der Abreinigung der einzelnen Schläuche beobachtet. Nach bisherigem Wissen war es nicht möglich sich die Probleme befriedigend zu erklären, denn gerade bei dem Fall der mechanischen Betätigung wurde der schlagartigste Druckanstieg bei Einsetzen der Rückspülung gemessen. Allerdings brach der Druck dann sofort auf einen Tiefstwert zusammen. Es wurden fast durchwegs bessere Eergebnisse vom erstgenannten Filter der Anmelderin , als ganzen in Bezug auf die letztgenannte mechanische Konstruktion, erzielt, wehalb dem aitgenannten im Verkauf der Vorzug gegeben wurde.

Der Erfindung wurde nun die Aufgabe zugrunde gelegt, einen Filter mit Rückspülvorrichtung zu verbessern und insbesondere auch die genannten teils nachteilig empfundenen Punkte zu vermeiden. Ueberraschendei weise ist nun herausgefunden worden, dass mit der Erfindung sowohl eine tatsächliche Erhöhung des Reinigungseffektes als auch eine wesentliche bauliche Vereinfachung erreicht wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Reinigung von langgestreckten Filterschläuchen oder dergleichen, mit einem Gegenspülstoss entgegengesetzt zur Strömung der durch den Filterschlauch gereinigten Luft und ist dadurch gekennzeichnet,

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- dass die Gegenspülung mit einem ersten Druckluftschock und einem zweiten unmittelbar anschliessenden Nachspülstoss mit geringerer Intensität, jedoch längerer Dauer durchgeführt wird. Die Erfindung bezweckt, dass eine Staubschicht schlagartig vom Filtergewebe weggeschleudert und einzelne Staubpartikel in einer Nachspülphase nach aussen aus dem Filtergewebe und vom Filtergewebe weggeblasen werden.

Erst mit diesem neuen Verfahren ist erkannt worden, dass der Reinigungsvorgang bis heute eigentlich nur eingeleitet, aber nicht sauber zu Ende geführt wurde. In der eingangs erwähnten DT-PS 1 228 130 wird erwähnt, dass in bezug auf die Reinigungswirkung die Zeitdauer der Spüldruckphase offenbar nicht von kritischem Einfluss sei, wie danach mit Versuchsbeispielen belegt wird. Erfindungsgemäss ist erkannt worden, dass der erste Schlag nur die Staubschicht wegschleudern soll, danach aber mit geringerer Intensität der SpUlluftwirkung das Filtergewebe sich langsam entspannen und zurück auf den Korb legen soll. In dieser Zeit werden die Staubteile im Filtergewebe gelockert und durch den Kachspülstrom aus dem Gewebe hinausgeblasen. Der bisher fast als Naturgesetz hingenommene Staubdurchbruch ins Schlauchinnere nach jedem Spülvorgang, der in einzelnen Fällen (feine Farbpulver) von blossem Auge als Staubwolke in der Reinluft festgestellt werden konnte, unterbleibt jetzt vollständig, ist zumindest mit den üblichen Geräten nicht mehr feststellbar.

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Das neue Verfahren lässt sich tatsächlich auf verschiedene Weise in die Praxis umsetzen. Die naheliegende Lösung liegt darin, aus einer Hochdruckquelle das Spülluftventil zeitlich und in der Luftmenge gemäss dem neuen Verfahren zu steuern, oder zum Beispiel ein Ventil mit zwei Oeffnungspositionen, zwei unterschiedliche Ventile oder aber ein Ventil mit einer besonderen konstruktiven Ausbildung der Schlussteile zu verwenden. Nach den bisherigen Ermittlungen haben sich beste Resultate ergeben, wenn die Nachspülphase 3-20 mal, bevorzugt 3-7,5 mal so lange dauert wie der erste Druckluftstoss, und der mittlere im Filterschlauch erzeugte Druck während der Nachspülphase ca. 2-6 mal kleiner ist als der entsprechende Spitzendruck des ersten Druckluftstosses.

Ein sehr wichtiger Punkt wird darin gesehen, dass während des gesamten Gegenspülvorganges im Filterschlauch ein Ueberdruck und ein allmählicher Uebergang zu dem wieder einsetztenden Filtervorgang erzeugt wird, bei dem fast, ausnahmslos die zu filternde Luft durch das Filtergewebe hindurchgesaugt wird, also im Filterschlauch ein Unterdruck herrscht in Bezug auf die umgebende Staubkammer. Um definierte Verhältnisse für den Kückspülvorgang, besonders die Ueberleitung in den Filtervorgang zu bekommen, und insbesondere auch um mit der kleinstmöglichen wirksamen Spülluftmenge den kleinstmöglichen Energie- bzw. Spülluftverbrauch 7.n erhalten, muss die Zeitdauer des Gegenspülstosses bevorzugt stufenlos

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einstellbar sein. Je nach dem auf welche Art das Verfahren vorrichtungsgemäss verwirklicht wird, soll die Intensität der Gegenspülluft gleichzeitig oder unabhängig beim ersten Druckluftstoss und bei Nachspülstoss einstellbar sein. Die besten Resultate konnten erzielt werden, wenn die wirksame Spülluftmenge etwa dem Inhalt eines Filterschlauches entspricht, und eine entsprechende Spülluftmerige in unmittelbarer Nähe der freien Oeffnung des Filterschlauches mit einem Druck von 30OO - 80OO mm WS, bevorzugt 4000 - 6000 mm WS bereitgehalten und über ein Grossflächenventil mit einer Treibdüse direkt gegen das Filterschlauchinnore abgegeben wird, und dass die Spülzeit so lange eingestellt ist, dass das Grossflächenventil bei einem Druck höher als 2OOO 3000 mm WS wieder schliesst. Das Verfahren kann deshalb ganz besonders vorteilhaft für die Reinigung eines Niederdruckfilters eingesetzt werden, bei dem eine etwa dem Inhalt eines Filterschlauches entsprechende wirksame Spülluftm^nge mit einem durchschnittlichen Ueberdruck von wenigstens 30OO höchstens aber 80OO mm WS direkt aus einem Lufttank über ein Grossflächenventil in eine frei in den Filterschlauch gerichtete Düse abgegeben wird. In den meisten Anwendungsfällen hat es sich als zweckmässig erwiesen, den Luftdruck im Spüllufttank vor einer Spülung auf 4000 - 60OO mm WS zu bringen und während der Spülung im Spüllufttank nun auf 20O0 - 3OOO mm WS fallenzulassen.

Die Fig. 4 zeigt nun den gemessenen Druckverlust an verschiedenen Stellen eines etwas über 2 m langen Filterschlauches

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-wobei der Luftdruck im Spüllufttank bei Beginn der Spülung ca. 5000 mm WS und am Ende der Spülung etwas unter 35OO mm WS betrug. Die Kurven wurden über Piezoquarze und Kathodenstrahloszilographen aufgenommen und zeigen Vertikal den Druckverlauf, horizontal die Zeit, rechts von 0 beginnend. Um etwas mehr Uebersicht zu bekommen, wurden die Kurven mit einem Abstand übereinander belassen.

Die Druckkurve A ist zuoberst bei der freien Oeffnung des Filterschlauches gemessen worden, die Kurve E zuunterst über dem verschlossenen unteren Ende des Filterschlauches. Die Kurve E ebenso wie die nächstgelegene D sind deshalb von Randeinflüssen mitbestimmt (Rückwerfen der Druckwelle usw.), zeigen aber doch schon einen verhältnismässig steilen ersten Druckanstieg bei Beginn (0,05 Sek.l) und lassen anschliessend an die Spitze die mit weniger Intensität bzw. Druck und etwa 3/10 Sek. dauernde Nachspülung deutlich erkennen. Die Kurven B und C, die repräsentativ für etwa 2/3 der Schlauchlänge von der Mitte aus sind, lassen sehr ausgeprägt das neue Verfahren erkennen. In beiden Fällen dauert der erste Druckanstieg ca. 1/100 Sek. und ist damit ausgesprochen schlagartig. Nach weiteren 3/100 Sek. ist die erste Reinigunsphase abgeschlossen. Zu vermerken ist noch, dass die Druckmessungen bei einem sauberen Filterschlauch durch-' geführt wurden. Ist auf dem Filterschlauch eine Staubschicht, wäre der Druckanstieg in der ersten Reinigungsphase noch wesentlich ausgeprägter. Die Kurven B und C zeigen ferner einen sanften Uebergang von der ersten Schockphase zu der

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zweiten Nachspülphase. Der Uebergang von der ersten Phase zu der zweiten Phase entscheidet ebenfalls, ob die grossen Vorteile des neuen Verfahrens voll genutzt werden können. Würde nämlich zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase eine auch nur ganz kurzzeitige Pause eintreten, bestünde die Gefahr, dass der Filterstoff zurück auf den Stützkorb schlägt und Feinstaub nach innen durchdrückt.

Die Phase der Nachspülung ist gekennzeichnet durch einen verhältnismässig ruhigen, jedoch tiefen Druckverlauf. Während der Nachspülphase ist der mittlere Druck je nachdem welche Kurve betrachtet wird, etwa um den Faktor 6 bis 2 mal grosser als der entsprechende Spitzendruck inder ersten Reinigungsphase. Die zeitlichen Proportionen von der ersten Schleuderphase zu der Rückspülphase liegt zwischen 1 : 3 und 1 : 7,5. Die optimalen Werte wurden bisher erst für wenige Produkte ermittelt. Es ist zu erwarten, dass bei gewissen Produkten die Nachspülzeit bis zu über 2O mal länger sein muss als die erste Phase. Der andere Extremwert dürfte etwa dort liegen, wo ein so langsamer Druckabbau stattfindet, dass das Filiergewebe nicht zurückschlägt, sondern entsprechend langsam auf den Stützkorb zurückgelegt wird.

Sehr interessant ist nämlich die Kurve zu Messpunkt A, der am oberen Antrittsende des Filterschlauches angeordnet war. Verfolgt man den Druckverlauf wiederum von rechts nach links, dann fällt einem eine erste Druckspitze auf, die steiler und

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höher ist als alle übrigen Druckwerte im Filterschlauch. Es ist dies sozusagen der erste Druckluftschlag auf die entgegengesetzt strömende Sauberluft, die aus dem Filterschlauch strömt. Die Zeit für den ersten Druckanstieg ist nicht einmal 5/1000 Sekunden. Selbstverständlich können durch eine derart kurze Einwirkzeit keine Schaden am Filtergewebe entstehen. Es darf eigentlich auch nichts andties erwartet werden, als dass beim ersten Aufeinanderprallen der zwei entgegengesetzten Luftströmungen eine Ueberdruckspitze entsteht. Nach weniger als 1/100 Sekunde kehrt der Ueberdruck in Unterdruck um. Die Kurve A zeigt nun aber, wenn man von den überlagerten leinen Schwingungen absieht, einen verhältnismässig raschen negativen Druckanstieg, der dann ganz allmählich bis zum Ende der Rückspülphase sich aufhebt. Daraus kann der Schluss gezogen werden, dass vom Anfang bis zum Ende der ganzen Rückspülphase eine positive Luftströmung vom Schlauchinnern nach aussen erfolgt, und wie schon mehrfach erwähnt, tritt ein sanfter Uebergang von der Rückspülung zum normalen Betrieb der Staubreinigung tatsächlich ein.

Aus dem bisher Gesagten konnten deshalb eine Anzahl neuer Lehren gezogen werden,

- ein schlagartiger Druckanstieg für die Einleitung der Gegenspülung

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eine kurzzeitig wirkende Druckspitze (das Wegschleudern des Staubes an der Gewebeaussenflache bedarf nur sehr kurzer Zeit, ein Verlängern dieser Zeit würde nichts mehr bringen, ausser einen grosseren Luftverlust).

Eine etwas verzögerte Ueberleitung in die zweite Nachspülphase, wobei hier ganz besonders wichtig ist, dass eine positive Luftströmung vom Filterinnern nach aussen aufrechterhalten bleibt.

Ein allmählicher Abbau des Druckes im Filterschlauch so dass die Luftströmungsumkehr von der Gegenspülphase zu der normalen Staubreinigungsphase sanft erfolgt und sich das Filtergewebe entsprechend auf den Stützkorb ablegt und die nach innen gebauchte Form annimmt.

Der ganze Gegenspülvorgang ist ganz kurz und dauert in der Regel weniger als 1 Sekunde, bevorzugt jedoch weniger als 1/2 Sekunde.

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. Die Erfindung betrifft ferner einen Niederdruckfilter mit Gegenspülvorrichtung zur Reinigung staubhaltiger Luft umfassend eine

- Staubluttkammer, darüber einen

- Abluftraum für die gereinigte Luft

- sowie einen Spüllufttank

wobei die Staubluftkammer durch eine grössere Anzahl Filterschläuche über freie Oeffnungen mit dem Abluftraum verbunden ist, und die Gegenspülvorrichtung einen Spüllufttank und steuerbare Ventile, mit in Richtung gegen das Innere der Filturschläuche gerichteten Mündungsstücken, aufweist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spüllufttank über, und mit Abstand zu deren Staubluftkammer am Niederdrückt liter angeordnet ist, und die Ventile am Spüllufttank angeschlossen sind, ao dass die für eine Gegenspülung notwendige Luftmenge mit dem vorgesehenen Druck in einstellbaren Zeitabständen aus dem Spüllufttank direkt in das Mündungsstück abgelassen werden kann.

In der Praxis sind zwei Auffassungen dominierend, gemäsder einen soll ein starker kurzer Pressluftschlag in den Schlauch gegeben werden. Gemäss der anderen soll ein längerdauernder Gegenspülstrom von wenigstens mehreren Sekunden jedoch mit entsprechend tiefer Intensität das Filtergewebe eher schonen und doch gut reinigen. Es ist nun aber erkannt worden, dass der Reinigungsvorgang bisher nur immer in einem Teilaspekt beeinflusst und kontrolliert wurde. Gemäss der neuen Erfindung

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wird die Gegenspülung intensiv eingeleitet und wirksam zu Ende geführt, was eine wesentlich höhere Filterbelastung erlaubt und auch einen besseren Reinigungseffekt ergibt.

Bei einem kleineren Filter von zum Beispiel 24 Filterschläuchen wird in einem Durchlauf jeder einzelne Schlauch nach dem anderen mit der Gegenspülung gereinigt. Dieses Spiel wird während der ganzen Betriebszeit wiederholt. Gemäss der Erfindung ist es nun vorteilhaft, wenn ein möglichst grosser Zeitabstand zwischen zwei Gegenspülungen eingestellt wird, so dass aussen am Filter eine relativ dicke Staubschicht von mehreren Millimetern bis zu 1 cm sich ansetzt. Die Staubschicht selbst ist bekanntlich ein besseres, zumindest produktspezifischeres Filtermaterial als irgend ein Fi!tergewebe, da die Poren in der Staubschicht kleiner sind als die zu reinigenden Staubteile. Die Staubschicht wird durch die strömende Luft etwas verfestigt und bildet einen zudanunenhängenden Staubmantel um den ganzen Schlauch herum. Das Filtergewebe ist bei jedem Schlauch über einen Drahtkorb gestülpt, so dass das Filtergewebe auch bei starker Luftströmung bzw. entsprechendem Luftdruck von aussen nach innen die Rohrform behält. In den einzelnen freien Flächen im Drahtkorb

baucht das Filtergewebe nach innen und die Staubschicht passt sich dieser Form an.Es wird nun durch plötzliches Oeffncn eines grossflächigen Membranvenlils ein erster Spülluftschock erzeugt, der direkt gegen das Innere des Filterschlauches wirksam ist. Mit dem ersten Schock wird die Luft-

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.säule im Filterschlauch komprimiert, es wird relativ zu dem Druck ausserhalb des Filtergewebes ein Ueberdruck erzeugt und mit der Energie der Schockwelle das Filtergewebe mit der Staubschicht aufgebläht und die Staubschicht weggeschleudert. Was jedoch bei den bisherigen Filtern nun geschah, hat man übersehen, denn das Filtergewebe bewegt sich bei den bekannten Ausführungen mit annähernd derselben Geschwindigkeit nach aussen und wieder nach innen. Es treten tatsächlich selbst bei geringen Druckdifferenzen Kräfte von 50 bis zu mehreren lOO kg auf, die das Filtergewebe wieder nach innen drücken, bzw. werfen. Die Rückwärtsbewegung kann bei den bekannten Filtern deshalb ebenfalls als schlagartig bezeichnet werden, was zur Folge hat, dass ein verhältnismässig grosser Anteil der um den Schlauch schwebenden Staubteile durch die voll offenen Gewebeporen hindurch, ebenso wie Staubteile, die im Filtergewebe selbst sich befinden, nach innen gedrückt.werden.

Es ist nun aber falsch, wenn man aufgrund dieser Tatsachen folgern würde, dass der Spülschlag einfach langer dauern müsse, denn dadurch würde nicht nur ein vielfaches an Druckluft, zum Beispiel bezogen auf das innere Schlauchvolumen benötigt, sondern darüber hinaus das Filtergewebe mit grossen Kräften gespannt, was zu frühzeitigem Reissen des Gewebes führt.

Erfindungsgemäss ist erkannt worden, dass optimale Werte für Luftverbrauch, Gewebebeanspruchung und auch für den

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Filtervorgang selbst erzielt werden, wenn nach einem ersten Schlag eine Nachspülung erfolgt, wenn ein Nachdruck erzeugt wird, der so gross ist, dass das Gewebe ganz langsam seine nach innen gebauchte Form wieder einnimmt. Der Teppich soll hier auch nur auf einer Seite, nämlich nach aussen geklopft werden.

Bei einem Niederdruckfilter ist eine gute Nachspülung gewährleistet, wenn eine etwa dem Inhalt eines Filterschlauches entsprechende Spülluftmenge mit einem durchschnittlichen Ueberdruck von wenigstens 3OOO, höchstens aber 8OOO mm WS direkt am Lufttank über ein Grossflächenventil in die frei in den Filterschlauch gerichtete Düse abgegeben wird. Bei einem Filterschlauch-Inhalt von 20 1 wurden mit 15 - 30 1 Spülluft sehr gute Resultate gewonnen. Beste Werte wurden erreicht, wenn der Druck im Lufttank vor der Spülung 40OO - 60OO mm WS beträgt und während der Spülung nicht mehr als 2OOO - 3OOO mm WS fällt, denn nur so ist bei einem Niederdruckfilter ein kraftvolles Nachspülen sichergestellt. Ist der Anfangsdruck zu hoch, würde zu viel Luft verbraucht.Stellt man aber bei zu hohem Druck eine kurze Zeit ein, müsste die Intensität für die Nachspülung gesondert; zum Beispiel durch eine besondere Bauweise des Ventils mit zwei Oeffnungsstufen usw., gesteuert werden. Getnäss der neuen Erfindung erübrigen sich bei Niederdruckfiltern aufgrund der besonders vorteilhaften Ausführungen solche Zusätze.

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.Eine der wesentlichsten Massnahmen beim neuen Niederdruckfilter wird auch darin gesehen, dass die wirksame Spülluftmenge sirekt beim Ventil bereitgestellt wird. Die Spülluft wird mit fast der vollen Energie direkt in eine Treiberdüse abgegeben. Die Treiberdüse ist mit etwas Abstand über der freien Oeffnung des Filterschlauches angeordnet und in das Schlauchinnere gerichtet. Die Druckenergie wird erst im
letzten Moment bei Schlauch in die erste Schockspülung und die anschliessende Nachspülung umgesetzt.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels erklärt und auch einzelne bevorzugte Ausbildungsgedanken werden beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt eine ganze Filteranlage mit 2 Niederdruckfiltern.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Spüllufttank mit Ventil und Düse.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnit III - III in der Fig. 2, ein Uebergangsdetail vom Spüllufttank in die Düse.

Die Fig. 4 zeigt den Druckverlauf an mehreren Stellen im
Filterschlauch während der Gegenspülung.

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Die Fig. 5 zeigt den nach innen gebauchten Filterschlauch im Schnitt bei Staubabscheidung.

Die Fig. 6 zeigt denselben Schlauch während der Rückspülung.

In der Folge wird nun Bezug genommen auf die Figuren 1, 2 und 3.

Fig. 1 zeugt den Einsatz von zwei Niederdruckfiltern. Der Filter 1 links und der Filter 2 rechts sind über Rohrverbindungen 3 und 4 sowie die Rohrleitung 5 an eine gemeinsame Gebläsegruppe 6 für die Spülluft angeschlossen. Die Gebläsegruppe 6 besteht aus einem Antriebsmotor 7, einem Kreiskolbengebläse 8 sowie einem ansaug- und druckseitigwirkendem Schalldämpfer 9. Da von den Gebläsen meistens ein störender Lärm verursacht wird, ist man in jüngerer Zeit dazu übergegangen, mehrere Einheiten von Gebläsen in einem schallgeschützten Gebläseraum aufzustellen. Dies trifft vor allem bei Mühlen zu, da dort für die pneumatischen Transporte meistens mehrere Gebläse im Einsatz sind. Wie mit einem Abzweigstutzen IO angedeutet ist, kann die Luft vom Gebläse andere Luftverbraucher speisen.

Der Filter 1 weist eine grosse Staubluftkammer 11 auf, die durch eine Schleuse 12 die Staubluftkammer nach aussen absperrt. Der Filter 1 weist ferner einen Einlaufstutzen 13

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.für die staubhaltige, zu reinigende Luft, sowie am oberen Deckel befestigte Filterschläuche 14 und 15 auf. In der Praxis wird nur in Sonderfällen, zum Beispiel für Siloaufsatzfilter nur zwei Filterschläuche verwendet. Zahlenmässig dürften dagegen Filter mit etwa 20 - 100 Schläuchen in der Industrie am häufigsten vorkommen. Beim Filterschlauch 14 ist ein rohrförmiges Filtergewebe 16 über einen Stützkorb 17 gestülpt, der seinerseits aus vertikalen Drähten 18 und spiralförmigen Windungen 19 aufgebaut ist, und so eine grosse Anzahl freier Felder 20 bildet. Der Stützkorb 17 kann zusammen mit dem Filtergewebe 16 oder das Filtergewebe allein von der Verbindung mit dem Deckel 27 der Staubluftkammer 11 gelöst werden. Jeder Filterschlauch 14 bzw. 15 hat eine nach oben offene freie Oeffnung 21, durch die die durch das Filtergewebe gereinigt Luft frei abströmen kann, wie bei Filter 2 ersichtlich ist. Alle Luft strömt durch die freie Oeffnung 21 in einen Abluftraum 22, der durch ein unteres Gehäuse 23 und einen Deckel 24 (Filter 1) gebildet und über ein Aspirationsrohr 25 an einen Ventilator bzw. eine zentrale Aspiration angeschlossen ist, von wo sie ins Freie oder zurück in den Arbeitsprozess geführt werden kann. Ein Spüllufttank 26 ist mit Abstand über der Staubluftkammer 11 angeordnet, so dass die Abluft ungehindert durch die freien Oeffnungen 21 in den Abluftraum 22 strömen kann. Der Spüllufttank 26 ist beim Filter 1 vollständig im Abluftraum 22 integriert und mit Zwischenstücken 28 auf dem Deckel 27 abgestützt. Beim Filter 2 ist der Spüllufttank 26 oben frei. Der Spüllufttank

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26 ist in Fig. 2 in vergrössertem Masstab mit einer Oase 3o, einem Ventil 31 über der freien Oeffnung 21 dargestellt. Der Spüllufttank 26 ist oben und unten flach ausgebildet, dies ist deshalb möglich, weil die Düsen 30 durch den Spüllufttank 26 hindurch geführt sind und oben und unten fest und dicht mit den zwei betreffenden Tankflächen verbunden sind. Je mehr Filterschläuche ein Filter aufweist, desto grösserflächiger wird der Spüllufttank 26 und entsprechend vergrössern sich die Abstützungen für beide Tankflächen.

Das Ventil 31 entspricht in seinem Aufbau der in der GB-PS 1 021 560 dargestellten Konstruktion. Es handelt sich um ein sogenanntes Grossflächenventil, das an die besonderen Anforderungen für die Gegenspülung von Niederdruckfiltern angepasst ist. Eine Grossflächenmembrane 32 ist durch ein Ventilgehäuse 33 über Schrauben 34 luftdicht auf den Spüllufttank 26 angepresst. Durch die besondere Formgebung der Membrane 32 und entsprechendem Zwischenraum zwischen dem Dichtrand 35, der Düse 30 und dem Ventilgehäuse 33 kann sich Membrane 32 in der gezeigten Konstruktion nur von und zu der Düse bewegen und entsprechend in die offene oder geschlossene Stellung gehen. In der Membrane 32 sind mehrere ganz kleine Löcher 36, so dass der im Spüllufttank 26 vorhandene Luftdruck sich auch auf der oberen Fläche der Membrane 32 einstellt. In der Düse 3O ist bei geschlossener Stellung der Membrane 32 kein Druck oder sogar Unterdruck entsprechend dem Druck im Abluftraum 22. Daraus folgt, dass die Membrane von oben auf einer grösseren Fläche mit Druckluft beaufschlagt wird als von unten. Die Membrane 32

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wird zudem mit einer schwachen Feder 37 nach unten gedrückt, so dass die Membrane 32 im Normalbetrieb geschlossen ist und zwar mit verhältnismässig grossen Kräften.

Der Raum über der Membrane 32 ist durch ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 31 unter Kontrolle. Wird das Elektromagnetventil 31 geöffnet, wird über eine in Bezug auf die Löcher 36 grosse Fläche die Druckluft über der Membrane 32 abgelassen, der Druck fällt plötzlich auf 0, was durch die nach wie vor von unten wirkenden Druckkräfte im Spüllufttank, auf die entsprechende freie Ringfläi ;.<.·, ein schlagartiges Freigeben des grossen Durchtrittsquerschnittes 38 zur Folge hat.

Die Druckluft wird mit dem gesamten Behälterdruck durch grosse Durchbrechungen 39 im Deckel des Spüllufttankes 26 und dem Durchtrittequerschnitt 38 in die Düse 30 getrieben. Die Düse selbst weist ein längeres zylindrisches Rohrstück 40 auf und ist mit dem unteren Ende als eine Treiberdüse 41 mit einer Treiböffnung 42 ausgebildet. Die verengende Form der Treiberdüse 41 hat nun zur Folge, dass sich die über grosse Querschnitte vom Spülluftbehälter 26 in die Düse 30 stürzende Druckluft in der TreiberdUse im Bereich der Stelle 43 fast auf den vollen Behälterdruck wieder komprimiert. Die Querschnitte 39, 28 und 42 sind in Strömungsrichtung sukzessiv kleiner.

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Die besten Werte konnten erzielt werden, wenn die Treiberdüse 41 mit Abstand über der freien Oeffnung 21 liegt, so dass der Querschnitt der freien Oeffnung 21 für die Strömung der gereinigten Luft von unten nach oben durch die Stelle etwa konstant bleibt. Eine interessante Sonderheit liegt in der konstruktiven Auslegung der die Luftströmung bestimmenden Teile. So wurde zum Beispiel das starre Verbindes des unteren und oberen Behälterbodens durch die Düse 30, und der Ausbildung des Durchtrittsquerschnitts 39 in Form einer grossen Anzahl auf einem Kreis angeordneter Einzelbohrungen als lufttechnisch anfänglich ungeeignet betrachtet. Ein trotzdem durchgeführter Versuch hat dann aber im Gegenteil gezeigt, dass damit eine effektive Optimal-Lösung gefunden wurde, die sowohl die baulichen Aufwendungen, strömungstechnisch wie auch in Bezug auf den Aufbau eines maximalen Druckes an der Stelle 43 und damit die grösstmögliche Wirksamkeit der Gegenspülung im Filterschlauch bewirkt.

In Fig. 1 ist der Filterschlauch 14 als frischer, noch nicht in Betrieb genommener Schlauch dargestellt. Der Schlauch im Filter 1 und auch in Fig. 5 hat eine zeichnerisch übertrieben starke Staubschicht nach längerer Staubluftfiltrierung,

Fig. 6 soll etwa den Höhepunkt der Schockspülung zeigen, wenn der staubbeschlagene Schlauch aufgebläht ist, und die Staubschicht beginnt wegzufliegen. Der Schlauch 50 im FiI-ter2 soll symbolisch den Zustand mitten in der Gegenspülung

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. zeigen, etwa beim Uebergang von der Schockspülung zu der Nachspülung. Die Hauptmenge des Staubes ist vom Gewebe weggeschlnudert worden. Mit der Nachspülung wird auch dafür gesorgt, dass der um den Filter schwebende Staub nicht sofort wieder auf das Filter zurückgesogen wird, sondern genügend Zeit bekommt, sich zu entfernen und nach unten zu iallen. Der ganze SpülVorgang kann deshalb auch mit dem gezwungenen Erzeugen einer Ruhepause nach der Schockspülung bezeichnet werden. Beim Schlauch 51 ist die Gegenspülung vollständig abgeschlossen und die Staubreinigung setzt wieder ein, aber erst jetzt, nachdem der Schlauch seine nach innen gebauchte Form wieder eingenommen hat.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist das Ventil 31 als Elektromagnetventil 53, welches über elektrische Steuerleitungen 54 an ein Steuergerät 55 angeschlossen ist. Das Steuergerät 55 weist eine Schaltuhr 56 auf, mit der die Zeitabstände für einen Spülvorgang wählbar sind. Mit entsprechenden elektrischen Elementen wird über die Steuerleitungen dafür gesorgt, dass jede einzelne Gegenspülung nach dem vorgewählten Intervali durchgeführt wird, wobei bei der gezeigten Ausführung für kleine Filter Jeder Filterschlauch einzeln, einer nach dem andern gegengespült wird. Bei grösseren Filtern, zum Beispiel 30 und mehr Schläuchen können zwei oder mehrere Schläuche gleichzeitig gespült werden. Ob ein Schlauch einzeln oder mehrere Schläuche

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gleichzeitig gespült werden, hängt auch von dem ganzen Aspirationssystem ab. Das Steuergerät 55 ist doppelt dargestellt, so dass die Filter 1 und 2 unabhängig eingestellt werden können.

Als besonders interessanter Punkt ist beim Steuergerät noch eine weitere Einstellung, nämlich die zeitliche Spüllängeneinstellung 57. Durch die weiter oben ausführlich beschriebenen baulichen Besonderheiten kann zusammen mit der Einstellung von Intervall und Zeitdauer der ganzen Gegenspülung mit den allereinfachsten Mitteln eine sehr grosse Anzahl spezifischer Fälle für die Staubluftreinigung auf bisher nicht gekannte optimale Weise lösen.

Es ist wohl davon auszugehen, dass die ganze Steuerung der Ventile mechanisch lösbar ist, sehr wahrscheinlich aber mit grossen baulichen Aufwendungen. Dagegen hat sich funktionell eine fluidische Steuerung ebenso gut bewährt wie eine elektrische Steuerung.

Selbstverständlich kann die Erfindung noch mit vielen Einzelheiten perfektioniert werden, sei es eine Drucküberwachung der Staubluft und Spülluft usw.

Ferner sind für die angegebenen Werte von Spülluftdruck und Spülluftmenge andere Werte ermittelt worden, da ja die Intensität der Gegenspülung sowohl mit dem Druck wie mit der Luftmenge beeinflusst werden kann. Bei den angegebenen Werten handelt es sich um Optimalwerte,, zumindest bei den untersuchten Staubproblemen.

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Claims (17)

1. Ansprüche

   ΓΐJ Verfahren zum Reinigen von langgestreckten Filterschläuchen oder dergleichen, bei dem ein Gas- oder Luftstoß entgegengesetzt zur Strömung der durch den Filterschlauch gereinigten Luft in den zu reinigenden Filterschlauch geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Filterschlauch zunächst ein erster Druckgasschock und unmittelbar anschließend ein Gas- NachspUlstoß mit geringer Intensität, Jedoch über eine längere Dauer eingeleitet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Nachspülstoß 3 bis 20 mal, bevorzugt 3 bis 7,5 mal, solange andauern läßt, wie den ersten Druckstoß.
3. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den mittleren Druck im Filterschlauch während der NachspUlphase cirka 2 bis 6 mal kleiner hält als den Spitzendruck während des ersten Druckstoßes.
4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der gesamten GegenspUlphase im Filterschlauch ein überdruck erzeugt und aufrechterhalten wird, und daß man den Druck danach allmählich bis auf den normalen Filterdruck, lnsb. den Saugdruck des wieder einsetzenden Filtervorganges ändert.

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   ORIGINAL INSPBCTED
5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gegenspül stoß weniger als 1 Sekunde, bevorzugt weniger als eine halbe Sekunde andauern läßt.
6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennz elchnet, daß man die Intensität der GegenspUlluft beim ersten Druckluftschock und beim NachspUlluftstoß unabhängig voneinander einstellt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die wirksame SpUlluftmenge etwa gleich dem Rauminhalt eines Filterschlauches wählt, eine entsprechend große SpUlluftmenge unter einem Druck zwischen 3000 und 8000 mmWS, bevorzugt zwischen etwa 4000 - 6000 mmVS in unmittelbarer Nähe der freien Öffnung des Filterschlauches bereithält und die SpUlluftmenge über ein Großflächenventil mit einer TreiberdUse direkt gegen das Filterschlauchinnere leitet, wobei man die SpUlzeit so wählt, daß das Großflächenventil mit einem Druck höher als 2000 bis 3000 mmWS geschlossen wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Druckluftschock im Filterschlauch ein Druck von mehr als 100 mmWS, höchstens aber ein Druck von 600 mmWS erzeugt wird.

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9. 9. Niederdruckfilter mit Gegenspülvorrichtung zur Reinigung staubhaltiger Luft, umfassend eine Staubluftkammer, einen darüber angeordneten Abluftraum für die gereinigte Luft sowie einen Spüllufttank, wobei die Staubluftkammer durch eine größere Anzahl von Filterschläuchen über freie öffnungen mit dem Abluftraum verbunden ist und die GegenspUlvorrichtung neben dem Spüllufttank steuerbare Ventile mit in Richtung gegen das Innere der entsprechenden Filterschläuche gerichteten MUndungsstUcken aufweist, insb. zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spüllufttank (24) über und mit Abstand zu der Staubluftkammer (11) am Niederdruckfilter (1,2) angeordnet ist und die Ventile (31) am SpUllufttank angeschlossen sind, und daß die für eine Gegenspülung notwendige Luftmenge mit dem vorgesehenen Druck in einstellbaren Zeitabständen aus dem SpUllufttank direkt in das MUndungsstück ablaßbar ist.
10. 10. Niederdruckfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das MUndungsstUck als Treiberdüse (41) ausgebildet ist.
11. 11. Niederdruckfilter nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η -ζ e i c h η et, daß die TreiberdUsen (41) in den Abluftraum (22) bis in den Breich der freien Öffnung (21) geführt sind.

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12. 12. Niederdruckfilter nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile am SpUllufttank oben angeordnet und die TreiberdUsen durch den SpUllufttank hindurch nach unten geführt sind, wobei die TreiberdUsen im Bereich der Ventile und darüber hinaus ein Stück weiter nach unten den größten Querschnitt aufweisen.
13. 13* Niederdruckfilter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die TreiberdUsen am unteren Ende eine Verengung aufweisen, die flächenmäßig kleiner ist als der größtmögliche Ventilöffnungsquerschnitt.
14. 14. Niederdruckfilter nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Abmessung des SpUllufttankes größer ist als der vertikale Abstand zwischen Spüllufttank und der freien öffnung (21)
15. 15. Niederdruckfilter nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberdüse fest mit oberen und unteren Flächen des Spüllufttanks verbunden und zugleich als Versteifung für diese beiden, bevorzugt ebenen, Flächen ausgebildet sind, und daß der Durchtrittsquerschnitt für die Druckluft vom SpUllufttank (26) zu dem Ventil durch eine große Anzahl von Löchern (39) gebildet 1st, die in einem um die Treiberdüse konzentrisch liegenden Kreis angeordnet sind.

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16. 16. Niederdruckfilter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Löcher (39) größer ist als der maximale Ventilquerschnitt und dieser Ventilquerschnitt wiederum größer ist als die Querschnittsfläche der Austrittsöffnung der Treiberdüse.
17. 17. Niederdruckfilter nach Anspruch 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der GegenspUlvorrichtung ein Steuergerät (55) zugeordnet ist, welches Einrichtungen zum Einstellen der Zeit sowohl zwischen zwei SpUlzyklen bezogen auf einen Filterschlauch als auch bezüglich einer einzelnen GegenspUlung aufweist.

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