专利名称：用于有瓦斯危险的工况中的粉尘过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于有瓦斯危险的工况中的粉尘过滤器，特别是地下采矿或构筑隧道，其具有一个壳体，壳体中设有一个或多个吸收粉尘及流过含有粉尘的风流的过滤器元件，该过滤器元件具有抑制粉尘的过滤材料和/或相应地构成。
这样的粉尘过滤器，亦即干燥过滤器，用于不同工业领域，以将在开采或生产过程中产生的粉尘尽可能早且广泛地沉淀，及由此由空气流或风流中分离出来。在此在通常由金属制成的壳体里设有由虑布或相应针织物或类似材料构成的过滤元件，该过滤元件被空气流或风流穿过，其中过滤元件抑制流过的粉尘，使在壳体出口侧流出相应地清洁过的空气或风。
通过振动、逆流或类似措施清洁所述过滤元件，其中收集和清除沉降的粉尘。有瓦斯危险的工况中必须节流空气流或风流，使在相应的粉尘微粒或其他风流携带的微粒撞击(Auftreffen)时可不产生火花。由此这种除尘器或粉尘过滤器的流量大大减少，必须使用更大的设备，或必须寻找其他除尘途径。刚好在有瓦斯危险的工况中及特别在地下采矿中还必须不能释放影响其余的设备特别是过虑自救器的物质，这些设备应保护工作中的工人。特别在过滤元件的部分产生火花或在环境中燃烧时可发生这种不利影响，其中标准规定，不能将有毒或粘性(verklebend)的剩余气体释放到环境中。在这里安装的设备必须与此符合。
本发明的任务在于提供一种除尘器或一种干燥除尘过滤器，其用于有瓦斯危险的工况中。
该任务通过本发明如此解决，即在由金属板或类似的、导电的材料制成的壳体与过滤元件边缘之间设有不透气的密封，过滤材料导电，在绕开密封的情况下通过一个电导体与壳体相连。
这种粉尘过滤器和由此产生的除尘器在有瓦斯危险的工况中的使用由此可意想不到地安全和简单，而无由静电充电等引起的危险。虽然如此，即使在应当产生火灾时，有害物质首先不立即由壳体中流出。如果这在较小范围内下发生，那么所流出的瓦斯对于过虑自救器无害，使在极端情况下也不危及在该工况中或区域中工作的人。通过相应的过滤元件和由此制造的除尘器的特别方案保证，在过滤元件上有小粉尘颗粒撞击时不产生充电，因为过滤材料本身是导电的，而所产生的电流通过导体导走，使电流到达由金属板构成的壳体并在此处是无害的。由金属板构成的壳体不论怎样接地或基于相应分布，相应的电流完全不危险。由此大大减少了可能的点火。
按照本发明的一个合适的改进方案规定，过滤元件通过伸出过滤元件内侧的固定元件与壳体相连，电导体与壳体和过滤材料导电地固定。过滤元件通常通过固定螺纹件或类似元件固定在壳体上，以便更换过滤元件。如果过滤元件自身不固定在壳体上，而是固定在部分框架上，该部分框架可在壳体中可移动或可以其他方式固定，从而总是可保证，通过本发明可可靠防止总体元件上静电充电。固定元件在旋入时固定电导体，电导体自身与导电的过滤材料导电连接，使所述可能以高速撞击到过滤材料的粉尘颗粒的撞击问题可不发生。这如本发明原理所述有很大的优点，不必考虑流过壳体的空气或风。就是说可实现保证最佳使用除尘器或粉尘过滤器的最佳速度。
另一合适的方案规定，电导体由铜线构成，过滤材料在火灾时也不堵塞过滤器自救器。由此可简单实现可靠及及时地传递电荷，使即使在极限情况下，即火灾时不危及重要的过滤器自救器。这种材料也称为ATEX材料。
按照改进方案，优选为由铜线构成的电导体包围波状的过滤材料及具有通向固定元件的端件。电导体因此紧密地靠置在过滤材料上，使得总能保证放电，首先因为电导体包围过滤材料。通过具有端件的电导体，产生通过固定元件向由金属板构成的壳体的连接。
通过以下设置有效防止电导体的端件从固定元件上滑脱，即端件具有包围由螺纹件构成的固定元件的螺纹并在其上可移动的环。因此仅需将对应环形端件套到固定元件的螺纹上，并固定螺母，使总能保证电连接。
此外，由此看出，电导体应当包围过滤材料。在此补充规定，电导体与过滤材料导电地在多个位置上连接。电导体相应的包围过滤材料通常是足够的。为在振动运动或其他载荷作用下保证电导体与过滤材料之间的紧密接触，本发明规定，电导体与过滤材料导电地在多个位置正常(regelrecht)连接。
通过过滤材料防止产生充电，其中本发明在此规定，过滤材料涂有抗静电材料或由此浸湿，过滤材料的表面的连接是持久的。在此通过该方案保证，过滤材料仍然满足原本的任务，即由此由风流分离出粉尘微粒并且使之“无害”。通过抗静电材料例如以盐的形式涂覆在真正的过滤材料或滤布上，涂有抗静电材料的过滤材料可用现在的技术生产。在此保证风流不将抗静电材料与过滤材料分开，对于潮湿或带有水滴的风流当然需要避免或排除这种水组分撞击的其他措施。在此粉尘微粒可靠地被过滤材料束缚，因为按照一个改进方案规定，过滤材料有一个涂层，该涂层构成不易燃烧的、抗静电的、有微孔的发泡薄膜并设在流动侧(anstrmseitig)。特别通过薄膜的带有微孔的方案保证，空气流或风流流过过滤材料并导出净化空气。
如果涂层为丙烯酸泡沫或PU泡沫并与碳黑或石墨混合，可实现优化的发泡薄膜的带有微孔的方案。
通过在过滤材料中加入碳纤维、盐或特种钢纤维，特别可实现导出能力及过滤材料的导出能力。由此可使导电的组件可靠地与真正的过滤材料相连，从而保证总体织物的抗静电性。
既使在极端情况下，即在火灾时不损害过滤自救器的过滤材料为具有辅助织物(Stützgewebe)的聚酰亚胺针刺毡(Ploymid-Nadelfilz)。该过滤材料有利的是自支承的(selbsttragend)，其中该特性还可由添加物支持。为此补充规定，过滤材料附加有自支承的特性的接收器，其中通过折叠或类似措施可支持自支承特性。由此有利地产生织物，该织物可无框架，该织物可自支承地推入上述位置上，以在那里实现其功能，其中通过其他后面还要提及的特征改进其功能。
通过接受体加固过滤材料按照一个改进方案如下实现，即过滤元件边缘以具有不易燃烧内容物与PU隔离物(Vergussmasse)构成的过滤材料制成，过滤材料在周围或附加支承头侧及尾侧或成形过滤元件头及过滤元件尾。由此有利地产生总体加强的元件，该元件能可靠地移动到工作位置上，但如果在清洁单个过滤元件时被证明是必要的时，也可从那里更换。特别是所述具有微孔的发泡薄膜还导致最佳等级的除尘程度，其中以这种过滤元件容易地实现0.1mg/cm3。
如果带有大量潮气的风流输入壳体，本发明规定，过滤器壳体具有一个带有一个连接法兰的过滤器入口，该入口由待配属的预分离器的耦合法兰相应地构成，该法兰装有有利于流动地成型的分离器轮廓(Abschneiderprofile)并由此可将水滴和气溶胶分离。因此本发明简化地规定，风流极早地分离出潮气部分并且不通过加热，而是通过将分离器轮廓置于风流中，分离器轮廓由风流中分离出水滴和气溶胶。当然粉尘的一部分以沉积物形式排出，这不是不利的，而是有利的，因为由此后面真正的除尘器部分被减轻载荷。水滴或气溶胶和相应的流体或沉积物聚集在预分离器上然后清除。
可靠地分离水滴和气溶胶按照本发明可特别如下实现，分离器轮廓具有与风流或含粉尘的空气的流动方向相反突出的并产生一种袋式的鼻部，该分离轮廓预设有具有角型材的隔板。通过该隔板同时将尺寸过大的粉尘微粒一起清除，使后面的分离器轮廓和其后的过滤元件同时受到保护。具有角型材的隔板与沉积物泵和分离器轮廓的收集部分相连，使两者都被清洁。
由于不可避免的污染，保证粉尘过滤器或除尘器的持续工作，因为在分离器轮廓和隔板的角型材之前设有配有一个供应管并在风流流动方向上排出的水喷嘴。例如在区间掘进机或其他产生粉尘的机器静止时调节该水喷嘴然后使，分离器轮廓和隔板角型材清除附着的粉尘，并因此功能齐全地用于后面的工作。
此外还说明，电导体应该围绕过滤材料并与过滤框架无关地设置，其中在改进方案中还规定，电导体集成在共同支承过滤材料的边缘中并与过滤材料相接触，在端侧具有固定元件的连接部分。由此使得，将这样的电导体置于过滤器框架的保护中，其中通过两件式的过滤器框架的结构方案或类似措施在固定过滤材料的同时也一起固定电导体，使电导体保证电荷的导出，因为电导体端侧上具有固定元件的连接部分，也就保证了由过滤器框架的电连接。
使用的密封件必须不透气还有弹性，以产生必要的密封作用。与上述实施例不同，在此本发明规定，在由金属板或其他导电材料构成的壳体与过滤元件边缘之间设有一个不透气的密封件，该密封件与导电过滤材料连接且自身导电或涂有这样的弹性材料层。特别是具有弹性的涂层的实施例可实现。通过弹性保证必须的密封作用，其中如果特别是不透气密封件的尺寸较大时，该解决方案特别可行且合适。
本发明的特征特别在于，提供一种过滤元件或由相应过滤元件构成的粉尘过滤器，其可工作在对安全很重要的有瓦斯危险的工况中或应该工作在该工况中。本发明因此特别有利，因为提供了一种除尘器，其既可用于在正常工作条件也可用于有瓦斯危险的工况中，但也可用于有些时间段有瓦斯危险的工作环境中而然后又在正常工作条件工作。在此实施该方案的费用尽可能的低，因为过滤元件和整个粉尘过滤器的构造形式保持不变。仅需要提供由金属板构成的壳体与相应过滤元件之间的连接，这可完美而简单地进行。在此可实现相应大或相应小的过滤表面的放电，因为使用的电导体不是逐点地作用，而是保证平面上的放电。同时显著提高使用的导电过滤材料即使在火灾时也不危及地下的矿井或类似其它区域中使用的过滤自救器，即通过释放火灾残余物和瓦斯等不堵住过滤器自救器否则使其不能有效工作，过滤器自救器在这种极端情况下也可有效，并可由此引导过滤器自救器的佩带者进入安全区域。此外有利的是，既使在粉尘过滤器中真的发生问题，其是密封的，使危险的瓦斯不能由此溢出或在其中变的无害。这里导电过滤材料帮助减小危险或完全消除危险。最后有利的是，改进过滤元件自身，使其易于装配，因为例如不再需要过滤器框架，或更易操作，因为其自身具有所需的固有刚度并通过相应涂层改进其工作方式，从而可实现很好的价值。
本发明主题的其他细节和优点在以下附图描述中说明，附图以对此必要的细节和单个件描述优选实施例。
图1一个具有过滤元件的粉尘过滤器的侧视图；图2图1所示的具有一个过滤元件的粉尘过滤器的剖视图；图3单个过滤元件与边缘和壳体相结合的视图；图4电导体细部图；图5按照图1的过滤器之前的预设定的预分离器的侧视图；图6预分离器的俯视图并且部分无覆盖。
图1为一个粉尘过滤器1的侧视图，其中该粉尘过滤器由多个单个元件组装而成。该组装单元可置于地下或通过上面可见的钩子也悬挂在单轨架空道或其他构件上。所有这些单个单元的壳体2是相同的，其中过滤器入口3带有一个用于预除尘的粗滤网5，即这里从流过的风流中分离出较粗的部分。流动方向用4表示。
过滤器入口3具有一个连接法兰6，该连接法兰可连接后面详述的预分离器。
过滤器出口7构成壳体2的后端，其中所示粉尘过滤器1仅示出一个可能方案。对于这里所示的壳体2在过滤器出口7流出净化的风流。在壳体2中设有多个过滤元件10。过滤元件以规则的间距净化，其中在这里落下的粉尘落到排除输送器8中，该排除输送器定期地输出粉尘。也可想象其他收集设备和清除途径。
图2为壳体2的剖面图，壳体具有一个布置在其中的过滤元件10。该过滤元件10具有一个环绕边缘11，该边缘固定波形布状过滤材料12。含有粉尘的风流流过该过滤材料12，风流然后通过干净气体通道13离开粉尘过滤器1的壳体2。可看出，在边缘11和壳体框架14中间有密封件15。
该区域在图3中放大表示，其中可见边缘11环绕包围过滤材料12或表示该材料的边缘。
在与壳体框架14的连接区域中在壳体框架与边缘11之间装有密封件15，例如直径为圆形或类似构成的弹性密封突起，其在与壳体框架14和过滤材料压在一起时用于一个气密连接。该密封件15防止在布状过滤材料12区域中使静电充电放电并使其无害。图3示出，为导出电荷设有一个电导体16，电导体包围过滤材料12，并与由金属构成的固定元件18、19相连。为此图4所示的端件22、23设有一个环24，该环套在螺纹20上并通过在此未示出的螺母固定。螺栓头21及螺纹20或由螺纹件构成的固定元件18、19的该部分用于，从边缘11的内侧17实现与由金属制成的壳体框架14导电连接。
图4示出，该电导体16环绕包围过滤材料12，并用于即使在过滤材料12部分充电时，也保证真正地一直导出电荷。图4所示的电导体16的实施例为一根铜线25。
图3所示的过滤材料12为一种适合的材料ATEX，该材料即使在火灾时也不会堵塞过滤器自救器。该材料首先或在所示实施例中通过涂覆一种盐形式的抗静电材料、通过碳纤维或特种钢纤维26、27有抗静电性。相应地图3为局部截面，其中仅示出特种钢纤维26、27。为避免含有潮气或水滴的风流溶解该盐，图1所示的壳体可预设有一个预分离器28，见图5和图6。该预分离器28或其壳体具有一个耦合法兰29，该耦合法兰与壳体2的连接法兰6相应地形成，从而实现简单地装配和拆卸。
预分离器28在中间如图6所示具有多个分离器轮廓30，分离器轮廓装有鼻部31，鼻部形成一种袋32。该袋32与风流的流动方向4相反地敞开，使流入该袋时收集和沉降所含有的小水滴或气溶胶。在此收集的沉淀物或水输送到一个带有泵连接管40的收集管39，并可由此清除。
分离器轮廓30之前设有一个带有角型材34的隔板33，通过该隔板分离风流中的粗粉尘或粗组成部分，并同样通过一个收集管和与分离器轮廓30相同的和泵连接管40清除。具有水喷嘴36、38的供应管35、37设在分离器轮廓30及角型材34上游，其中放置水喷嘴36、38，使其在流动方向4上将净化水喷入分离器轮廓30或角型材34，从而实现净化。该含有沉淀物的水通过收集管39和泵连接管40输出。
图3示出的密封件15也可自身导电，为此引入附加的附图标记45。此外边缘11直接或通过一个连接件44如图3所示与壳体框架14或壳体2相连。过滤元件头部41和过滤元件尾部43按照图3由塑料材料制成，该材料使插入单个过滤元件10更容易。在图3a中仅示出，一钟过滤材料12也可设有一层涂层42，例如为丙烯酸泡沫或PU泡沫层，其不易燃烧、抗静电、有微孔并易于加工。该泡沫即涂层42、42’位于相应的过滤材料12上，其中一个流出通道的附图标记为50，通过该流出通道净化的风流流出。基于涂层42实现极高的分离程度。实现0.1mg/cm3。
未示出加固过滤材料12的接受体。接受体用于加固整个过滤元件，从而不需要过滤器框架，而提供自身刚度大的元件。过滤元件头部41和过滤元件尾部43有助于这一点。
从附图中可见的所有所述特征单独和结合地构成本发明的实质。
权利要求
1.一种粉尘过滤器，其用于有瓦斯危险的工况中，特别用于地下采矿或构筑隧道中，该粉尘过滤器具有一个壳体(2)，其中设有一个或多个吸收粉尘的并流过含有粉尘风流的过滤元件(10)，过滤元件具有一种抑制粉尘的过滤材料(12)和/或相应地构成，其特征在于，在由金属板或一种类似的导电材料构成的壳体(2)和过滤元件(10)的边缘(11)之间设有一个不透气的密封件(15)，过滤材料(12)导电并在密封件(15)周围通过一个电导体(16)与壳体(2)相连。
2.根据权利要求1所述的粉尘过滤器，其特征在于，过滤元件(10)通过伸出过滤元件(10)的内侧(17)的固定元件(18，19)与壳体(2)相连而电导体(16)导电地固定于壳体上及固定在过滤材料(12)上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，电导体(16)是铜线(25)，过滤材料(12)即使在火灾时也不堵塞过滤器自救器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，电导体(16)包围波形过滤材料(12)并具有向固定元件(18，19)延伸的端件(22，23)。
5.根据权利要求4所述的粉尘过滤器，其特征在于，端件(22，23)具有环绕固定元件(18，19)的螺纹(20)的环(24)，该环可在螺纹上移动。
6.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，电导体(16)与过滤材料(12)在多个位置上导电相连。
7.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，过滤材料(12)设有抗静电材料层和/或浸有抗静电材料，过滤材料(12)的表面的连接是持久的。
8.根据权利要求7所述的粉尘过滤器，其特征在于，过滤材料(12)具有一个涂层(42)，该层形成一种不易燃烧、抗静电、有微孔的泡沫薄膜，该薄膜设在流动侧。
9.根据权利要求8所述的粉尘过滤器，其特征在于，涂层(42)为丙烯酸泡沫或PU泡沫并掺有碳黑或石墨。
10.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，过滤材料(12)中包括碳纤维、盐或特种钢纤维(26、27)。
11.根据权利要求3所述的粉尘过滤器，其特征在于，过滤材料(12)由具有辅助织物的聚酰亚胺针刺毡构成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，过滤材料(12)添加有具有自支承特性的接受体，其中自支承特性可通过折叠或类似措施支持。
13.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，过滤元件(10)的边缘(11)用由PU隔离物与不易燃烧的内容物构成的过滤材料(12)制成，过滤材料(12)环绕地或附加支持在头侧和尾侧或成形一个过滤元件头部(41)和过滤元件尾部(43)地构成。
14.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，壳体(2)具有带有一个连接法兰(6)的一个过滤入口(3)，该过滤入口与一个待配属的预分离器(28)的耦合法兰(29)对应地构成，耦合法兰装有对流动有利地成形的分离器轮廓(30)，并由此能分离水滴和气溶胶。
15.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，分离器轮廓(30)具有与风流或含有粉尘的空气流动方向(4)相反伸出的并构成一种袋(32)式的鼻部(31)，该分离器轮廓上游设有具有角型材(34)的一个隔板(33)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，指向空气流动方向(4)的水喷嘴(36，38)设在分离器轮廓(30)和隔板(33)的角型材(34)的上游，水喷嘴配有一个供应管(35、37)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的粉尘过滤器，其特征在于，电导体(16)接触过滤材料(12)并集成在一同支承过滤材料(12)的边缘(11)上，并在端侧具有用于固定元件(18，19)的连接件(44)。
18.一种粉尘过滤器，其用于有瓦斯危险的工况中，特别用于地下采矿或构筑隧道中，该粉尘过滤器具有一个壳体(2)，其中设有一个或多个吸收粉尘的并流过含有粉尘空气流或风流的过滤元件(10)，过滤元件具有一种抑制粉尘的过滤材料(12)和/或相应地构成，其特征在于，在由金属板或其它的导电材料构成的壳体(2)和过滤元件(10)的边缘(11)之间设有一个不透气的密封件(45)，密封件与导电过滤材料(12)相连并自身导电或设有一种这样的弹性材料的层。
全文摘要
为主要用于有瓦斯危险的工况中，提出一种粉尘过滤器(1)，其具有过滤元件(10)，该过滤元件通过诸如碳纤维、盐或特种钢纤维(26、27)的导出组件可抗静电，其中过滤材料(10)通过导体(16)包围密封件(15)地与壳体框架(14)相连，避免不利的单个过滤元件(10)或粉尘过滤器(1)内部空间的充电。
文档编号B01D46/24GK1744937SQ200380109379
公开日2006年3月8日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年1月31日
发明者R·博特 申请人:Cft股份有限公司