Staubfilter für Schweißrauchabsaugung und sonstige Staubanwendungen zählen zu mechanisch filternden Abscheidern. Diese sind meisten mittels Druckluft abreinigbar und besitzen als Filtermedium Patronen-, Schaluch- oder Taschenfilter.
Ob ein Staubfilter zur Schweißrauchabsaugung verwendet wird, bei Trockenzerspannung (wie z.B. bei Graphit) oder auch bei Strahlanlagen eingesetzt wird, das Funktionsprinzip basiert auf einem filterndem Abscheider.
Mittels einem Ventilator wird in der Filterkammer ein Unterdruck erzeugt. Die Luft wird dabei durch die Filterpatronen, bzw. Schläuche oder Taschen angesaugt und durchströmt diese von Außen nach Innen. Dabei lagern sich die Staubpartikel an der Oberfläche des Filtermediums an und bilden mit der Zeit ein Staubkuchen, welcher das Filtermedium immer undurchlässiger.
Dadurch steigt die Abscheidewirkung des Filtermediums leicht an, während durch die veränderte Durchlässigkeit der Differenzdruck ansteigt und die Absaugleistung sinkt.
Um die Absaugleistung des Staubfilters wieder zu erhöhen und den benötigten Volumenstrom zu ermöglichen, können diese Filter abgereinigt werden. Das geschieht entweder durch ein Rüttelverfahren, Abklopfen oder Vibrieren (meistens bei Taschenfiltern eingesetzt) oder durch ein Druckluftimpuls (bei Schlauch- und Patronenfiltern).
Die Filtertaschen werden auf einem einseitig gelagerten Trägerrahmen gespannt. Dabei sind die Taschen nach oben hin zum Gebläse geöffnet, damit die Luft durch sie angesaugt werden kann. Sobald sich Staubablagerungen auf der Oberfläche der Taschen bilden, können diese durch Bewegung des Trägerrahmens abgeschüttelt werden. Dabei wird der Trägerrahmen entweder manuell oder automatisch (z.B. mittels Druckluftzylinder) bewegt und rüttelt die Taschen durch, so dass die anhaftenden Stäube in den sich darunter befindenden Staubbehälter fallen.
Teilweise wird auch bei Patronenfilter das Abrüttel- und Abklopfverfahren angewandt. Dabei wird z.B. über eine drehbare flexible Lamelle die Innenseite der Filterpatrone abgeklopft und rüttelt den außen anhaftenden Staub ab.
Für eine möglichst effektive Abreinigung muss der Staubfilter ausgeschaltet sein. Den solange in den Taschen ein Unterdruck vorhanden ist, werden die Stäube an das Filtermaterial angesaugt und können kaum abgeschüttelt werden.
In der Industrie setzen sich zumeist abreinigbare Patronen- und Schlauchfilter durch, welche durch ein, in sie hineingegebenen Druckluftimpuls (auch als Jet-Impuls bezeichnet) abgereinigt, bzw. „abgejettet“ werden. Dafür wird an der Filteranlage ein Drucklufttank installiert, welcher mit 6-10bar Druckluft versorgt wird. Sobald mittels Strömungswächter der eingestellte min. Volumenstrom unterschritten oder über einen Differenzdruckwächter der eingestellte max. Differenzdruck überschritten wird wird eine automatische Abreinigung aktiviert.
Diese erfolgt zumeist in zwei Betriebszuständen, online während des Betriebs der Filteranlage und bei Stillstand. Bei Aktivierung der Druckluftimpuls-Abreinigung werden die an dem Drucklufttank installierten Magnetventile für ca. 0,1 bis 0,5s geöffnet und lassen die Druckluft über Ausblasdüsen in die Filterpatronen, bzw. Filterschläuche impulsartig hineinströmen. Dabei werden die Schläuche, bzw. Filterpatronen-Lamellen stoßartig aufgebläht und der an der Oberfläche anhaftende Staub wird abgeworfen. Dieser fällt in den Staubbehälter, über den der Austrag später entsorgt werden kann.
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Es ist dabei jedoch anzumerken, dass eine Online Abreinigung bei weitem nicht so effektiv ist wie eine Reinigung bei Filterstillstand. Eine wiederkehrende (z.B. Zeit- oder Differenzdruckgesteuerte) Online Abreinigung ermöglicht jedoch eine partielle regeneration der Filterpatronen/Filterschläuche bei gleichzeitiger Beaufschlagung. Dadurch kann sich am Filtermaterial niemals ein so großer Staubkuchen bilden, wie bei seltener gereinigten Filteranlage. Als Folge dessen wird dadurch eine etwas höhere Filterflächenbelastung ermöglicht.
Ein Nachteil der Online Abreinigung ist ein möglicher Staubdurchschlag, welcher sich in Form von Emissionsspitzen in der Reinluft zeigen kann. Gelöste Staubpartikel erhöhen dabei kurzzeitig die Staubkonzentration im Rohgasbereich und können durch wieder frei gewordene Poren des Filtermaterials durchschlagen. Um dies zu verhindern ist vor allem auf die richtige Auswahl der Filtermeiden zu achten.
Eine gründliche Abreinigung sollte jedoch alle ca. 8-12 Stunden bei komplettem Anlagenstillstand erfolgen. Bei normalem Umgebungsdruck können die außen anhaftenden Stäube deutlich effektive abgestoßen werden um die Filteroberfläche nahezu vollständig zu regenerieren.
Die Steuerung der einzelnen Abreinigungs-Sequenzen können basierend auf der jeweiligen Anwendung, den Staubeigenschaften und Betriebszeiten der Entstauber mittels einem Taktsteuergerät programmiert werden. So dass diese nach vorgegebenen Zeit Intervallen und in Abhängigkeit vom Differenzdruck aktiviert werden.
Durch die richtige Auswahl der Filtermedien kann zudem das Abreinigungs-Verhalten verbessert werden. Vor allem bei sehr feinen und klebrigen Stäuben werden die Oberflächen der Filtermedien geglättet und z.B. mit PTFE (Polytetrafluorethylen) beschichtet. Filter, die mit einer PTFE-Membran aus gesintertem Material überzogen werden, bieten sehr gute Abscheide-Eigenschaften und verhindern zugleich das Durchschlagen des Staubs während der Druckluft-Abreinigung.
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