SE534258C2 - Filtreringsenhet och förfarande för att rena en luftström - Google Patents

Abstract

SAM MANDRAG Filtreringsenhet innefattande ett slutet hölje med ett inlopp (1) förmottagande av en förorenad luftström och ett utlopp (3), och en första kammare (14) med ett första filter (2) innehållande minst en impaktor. Filtreringsenheten innefattar en andra parallellt med den förstaanordnad kammare (14) med ett andra filter (2) innehållande minst enimpaktor, och en mellan det första och det andra filtret anordnadspjällanordning (11, 12) för att skifta luftströmmen mellan den första kammaren och den andra kammaren. (Fig 1)

Description

25 30 534 258 2 eller utsättas för en motsatt luftström, gärna pulserande, så att partiklama lossnar.

Ibland måste helt enkelt filtren bytas ut.

En ytterligare filtreringsmetod är en impaktor. Denna utnyttjar den process där partiklar på grund av sin massa och tröghet deponeras på grund av att de inte kan följa gasens strömlinjer runt ett hinder. l en impaktor strömmar en aerosol genom ett munstycke som är riktat mot en plan platta. Med en aerosol menas en gas som innehåller partiklara inom storleksintervallet 0,001 mikrometer till över 100 mikrometer Genom att dimensionera gasens hastighet, munstycket och plattans avstånd till munstycket kan impaktorn fås att filtrera olika stora partiklar. En vanlig utveckling av impaktorn är en labyrint där aerosolen tvingas att passera ett flertal tvära böjar varvid partiklarna deponeras på labyrintens väggar.

Genom SE 518 368 (Lindblom) är en filtreringsanordning för oljebemängd luft tidigare känd. Filtreringsanordningens uppgift är att erbjuda filtrering under kontinuerlig drift och som är självdränerande och tvättbart. Den kända filtreringsanordningen innefattar härför en kassett med veckat filtermaterial som är placerad parallellt med luftströmmen.

Genom WO03/028851 (Lindblom) är en filterenhet med flera filterelement tidigare känd, vars uppgift är att förlänga perioden mellan serviceintervallen. Den kända filterenheten består av en expansionskammare och en filterdel med ett flertal seriellt anordnande vertikalt stående filterkassetter innehållande fibermattor. Vid den kända enheten passerar den förorenade luften först en expansionskammare där partiklarnas hastighet sänks så att de större partiklama av gravitationskraften faller ner. Den förorenade lufter vänds därefter uppåt och tvingas passera ett flertal seriellt anordnade filter bestående av fibermattor med en i luftflödesriktningen allt större densitet.

Genom EP0564914 (Behr) är en anordning för att förstora små kletiga partiklar tidigare känd. Anordningen består av ett flertal skikt av korrugerad plåt som anordnats i vinkel med varandra. Härigenom uppstår kanaler som korsar varandra varvid uppstår ett flertal virvlar då förorenad luft passerar kanalerna. Dessa virvlar 10 15 20 25 30 534 258 3 medför att i luften transporterade kletiga partiklar avsätts på de korrugerade plåtarna.

Produktionslokaler för pressgjutning tillhör de smutsigaste och de mest svåra att hålla rena. Pressgjutmaskiner är stora och är ofta dåligt kapslade vilket gör att förorenad luft från tillverkningsprocessen läcker ut och förorenar allmänluften i lokalen. l dessa maskiner skapas stora mängder av en mycket speciell rök som inte går att filtrera bort från luften med konventionella metoder. Partiklama är förhållandevis stora (5-10um) men mycket kletiga. Detta gör att både filter gjorda för torra respektive våta partiklar fungerar otillfredsställande. Livslängden pà de filter som finns på marknaden är kort vilket skapar stora underhållskostnader.

Eftersom underhållskostnaderna blir höga på grund av den otillräckliga funktionen väljer många gjuterier att inte rena sin processluft alls. Detta leder till en dålig arbetsmiljö. Det förekommer också utsläpp till omgivningen av förorenad luft.

Miljöer liknande de i pressgjuterier kan man finna även i andra tillverkningsprocesser som Lex. varmpressning och processer som involverar en kallhammare.

Filterutrustning för den här typen av mycket stora mängder luftföroreningar bygger på att man på något sätt gör sig av med de partiklar man fångat. Utan någon form av dränering, rensning eller tvättning blir filtren igensatta på mycket kort tid på grund av de mycket stora mängder partiklar som skapas. Det finns idag system för att rensa filter för torra partiklar. Det finns också filter för våta partiklar som dränerar bort de partiklar som fångas. För kletiga partiklar som inte låter sig rensas eller dräneras med konventionella system finns idag inga bra system.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att anvisa utvägar för att frambringa en metod och en anordning för att ur en processluft filtrera bort kletiga partiklar 10 15 20 25 30 534 258 4 Dessa ändamål uppnås enligt uppfinningen av en filtreringsanordning enligt de i det oberoende kravets 1 kännetecknande del angivna särdragen samt med ett förfarande enligt de i det oberoende förfarandekravets 9 kânnetecknande del angivna särdragen. Fördelaktiga utföringsformer anges ide kännetecknande delarna av de beroende kraven.

Enligt uppfinningen innefattar filtreringsanordningen parallella filter varvid ett första filter filtrerar processluften medan ett andra filter anordnat parallellt med det första filtret genomgår en reningsprocess. Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är båda filtren ekvivalenta och innefattar en impaktor. I en utföringsform innefattar impaktorn minst en labyrint. Den förorenade luften tvingas göra ett flertal riktningsändringar i hög hastighet. De största och tyngsta partiklarna kommer då att träffa labyrintens väggar och fastna. Anger man partiklar i vikt kommer den största mängden partiklar att fastna i detta steg. Räknar man antalet partiklar kommer ett stort antal mindre partiklar passera förbi detta steg. Eftersom detta filtersteg kommer att fånga en mycket stor mängd kletiga partiklar kommer det också att sätta igen sig snabbt. Härför är enligt uppfinningen anordnat en metod för att rensa, dränera och eller tvätta filtersteget.

I en utföringsform innefattar reningsprocessen en värmekälla. Vännekällan kan innefatta strålningsvärme, varmluft eller mikrovågor. I en utföringsform innefattar reningsprocessen mekanisk rening i form av en skrapa.

Enligt en första aspekt av uppfinningen uppnås ändamålet av en filtreringsenhet innefattande ett slutet hölje med ett inlopp för mottagande av en förorenad luftström och ett utlopp, och ett första filter innehållande minst en impaktor. varvid filtreringsenheten innefattar ett andra parallellt med det första anordnat filter innehållande minst en impaktor. och en mellan det första och det andra filtret anordnad spjällanordning för att skifta luftströmmen mellan det första filtret och det andra filtret. Enligt en utföringsform innefattar vardera impaktorn minst en labyrint. Enligt en utföringsform innefattar filtreringsenheten en värmekälla. Enligt en utföringsform innefattar värmekällan en stràlningsvärmare. Enligt en utföringsform är värmekällan placerad parallellt med labyrinten. 10 15 20 25 30 534 258 Enligt en andra aspekt av uppfinningen uppnås ändamålet med ett förfarande för att rena en luftström innehållande kletiga partiklar av en filteranordning innehållande ett första filter och ett andra med det första parallellt anordnat filter, varvid luftströmmen under en första period bringas att genom strömma det förta filtret medan det andra filtret genomgår en reningsprocess, och varvid luftströmmen under en andra period bringas att passera det andra filtret medan det första filtret genomgår en reningsprocess.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning, där är en filtreringsenhet enligt uppfinningen innehållande ett första och ett andra filter, ett spjäll och en första och en andra värmekälla, och fig 1 fig 2 är en fördelaktig utföringsform av filtreringsenheten.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Filtreringsenheten enligt figur 1 och 2 består av en inneslutning med ett inlopp 1 för mottagande av en förorenad luftström och ett utlopp 3 för den renade luften.

Filtreringsenheten innefattar en första och en andra kammare 14 med var sin labyrintanordning 2 för rening av den genomströmmande luften.

Labyrintanordningen är utformad som en kassett med ett flertal plåt- eller aluminiumprofiler som bildar ett system av tvära böjar för deponering av föroreningar i luftströmmen. Varje kammare innehåller även var sin värmekälla 4 för uppvärmning av labyrintanordningen så att de deponerade partiklarna 13 minskar sin viskositet och rinner av kassetten. Filtreringsenheten innehåller också en spjällanordning för att dirigera luftströmmen till endera den första respektive den andra labyrintanordningen. l de visade figurerna 1 och 2 visas hur 10 15 20 25 30 534 258 6 spjällanordningen kan anordnas i ett öppet läge 11 och ett slutet läge 12. Enligt utföringsformen visad i figur 2 innefattar labyrintanordningen en dränering 5 varmed dräneras filtrerade varma kletiga partiklar 13.

Eftersom partiklarna är kletiga kommer partiklarna att stanna kvari labyrinten.

Den kommer således snabbt att sätts igen och bli tät. Inom en kort tid kommer ingen luft att kunna passera. När labyrinten blir tät växlar man över luftflödet till den andra kammaren med hjälp av spjällanordningen. Växlingen mellan kamrama kan ske manuellt eller automatiskt. Vid automatisk växling används elektriskt eller pneumatiskt styrda spjäll som får en signal från tryckgivare som känner av hur mycket luft som passerar den aktiva labyrinten. När denna luftmängd understiger en angiven nivå växlar luftströmmen från den första till den andra kammaren.

Parallellt med att luftströmmen filtreras i den andra kammaren genom gàr den nedsmutsade och täta labyrinten i den första kammaren en reningsprocess. Enligt en första metod renas labyrinten av en värmekälla i form av värmestrålar från en IR-värme. I rumstemperatur är viskositeten på de kletiga partiklarna mycket hög (de rinner inte). Värmer man upp dem sjunker viskositet och man kan få dem flyttande och pà det sättet få dem att rinna ur labyrinten.

Enligt en andra metod renas labyrinten av en värmekälla i form av varmluft 4, vilket fungerar på samma sätt lR-värme. Enligt en tredje metod renas labyrinten av en värmekälla i form av mikrovågor 4, som fungerar på samma sätt som IR- värme. Enligt en fjärde metod renas labyrinten medelst mekanisk rengörning av labyrinten med t.ex. en eller flera skrapor. Enligt en femte metod renas labyrinten genom att spraya en vätska på labyrinten som löser upp partiklarna och därmed sänker viskositeten.

De "smälta" kletiga partiklarna leds antingen direkt ur kammaren ned i ett uppsamlingskärl eller också kan de ledas ut till kammarens utlopp 13 där de rinner vidare ned i botten pà en efterföljande tilterenhet.

De beskrivna rengörningsmetoderna kan också kombineras. 10 15 20 534 258 Det är mycket stora mängder luft som passerar filterenheten. Denna luft kyler vilket innebär att det skulle gå åt mycket energi för att värma upp labyrinten om luften samtidigt passerar Iabyrintanordningen. Härför är anordnat parallella filter så att det ena filtret filtrerar luften medan den andra genom går en reningsprocess. Med mekanisk rening enligt metod fyra och med sprayning enligt metod fem kan Iabyrintanordningen renas samtidigt med att luften passerar men blir mer effektiv med luftströmmen avstängd.

Ytterligare filtersteg anordnas för att ta hand om de partiklar som passerat labyrinten. Detta/dessa filtersteg kan bestå av fiberbäddar, centrifugalfilter, elektrostatfilter och/eller roterande separator.

Ett sista filtersteg kan användas för att säkerställa att inga partiklar passerar genom filterenheten. Detta filtersteg kan då bestå av ett s.k. Hepa filter (filterklass H) eller liknande.

Genom att anordna parallella filter så att det ena filtrerar medan det andra rengörs kan en kontinuerlig filtrering av luftströmmen åstadkommas. Detta gör att kostnaden för filtrering av processluft i pressgjuteríer reduceras kraftigt.

Filterkoncept bygger på en filtrering av den förorenade luften i flera steg där den rena luften som lämnar filterenheten är helt fri från partiklar.

Claims (10)

10 15 20 25 534 258

1. PATENTKRAV

2. Filtreringsenhet innefattande ett slutet hölje med ett inlopp ( 1) för mottagande av en förorenad luftström och ett utlopp (3), och en första kammare (14) med ett första filter (2) innehållande minst en impaktor, k ä n n e t e c k n a d a v att filtreringsenheten innefattar en andra parallellt med den första anordnad kammare (14) med ett andra filter (2) innehållande minst en impaktor, och en mellan det första och det andra filtret anordnad spjällanordning (11, 12) för att skifta luftströmmen mellan den första kammaren och den andra kammaren.

3. Filtreringsenhet enligt krav 1, varvid vardera impaktorn innefattar minst en labyrint (2).

4. Filtreringsenhet enligt krav 1 eller 2, varvid vardera kammaren innefattar en värmekälla (4) för uppvärmning av de i labyrinten deponerade partiklarna så att de minskar sin viskositet och rinner av labyrinten.

5. F lltreringsenhet enligt krav 3, varvid värmekällan innefattar en stràlningsvärmare.

6. Filtreringsenhet enligt krav 3, varvid värmekällan innefattar mikrovågor.

7. F iltreringsenhet enligt krav 3, varvid värmekällan innefattar en varmluftskälla.

8. Filtreringsenhet enligt krav 3, varvid värmekällan är placerad parallellt med labyrinten.

9. Filtreringsenhet enligt krav 1 eller 2, varvid vardera kammaren innefattar en skrapa för rengöring av impaktorn. 10

10. 534 258 Förfarande för att rena en luftström innehållande kletíga partiklar med en filteranordning innehållande ett första filter (2) med minst en impaktor, k ä n n e t e c k n a t a v att filtreranordningen bringas att innehålla ett med det första filtret parallellt anordnat andra filter (2) med minst en impaktor, att luftströmmen under en första period bringas att genomströmma det första filtret medan det andra filtret genomgår en reningsprocess, och att luftströmmen under en andra period bringas att passera det andra filtret medan det första filtret genomgår en reningsprocess så att en kontinuerlig filtrering av luftströmmen möjliggörs. Användning av en filtreringsenhet enligt kraven 1-8, eller ett förfarande enligt kraven 9, för filtrering av förorenad luft från en process involverande pressgjutning.