DE29980204U1

DE29980204U1 - Staubbindungsgerät

Info

Publication number: DE29980204U1
Application number: DE29980204U
Authority: DE
Original assignee: Roxon Oy
Current assignee: Roxon Oy
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: FI981766A0; FI981766L; ZA994934B; WO2000010236A1; AU5293199A; AR021202A4; PE20000675Z; FI108972B

Description

Staubbindungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Staubbindungsgerät, das Koronaelektroden, Spannungsversorgungsmittel zum Speisen der Koronaelektroden mit hoher Spannung und eine Steuereinheit zum Steuern der Funktion des Staubbindungsgeräts aufweist.

Es ist oft notwendig wenigstens eine Art Staubentfemungssystem in Verbindung mit Förderern für Massenmaterial, zum Beispiel Grubenerz, zu montieren. Staub wird typisch in einer auf Ionisierung basierenden Staubbindungseinrichtung entfernt, wobei die Koronaelektroden mit hoher Spannung gespeist werden. Die Wand und andere Stahlstrukturen des Gehäuses des Staubbindungsgeräts sowie das zu fördernde Material bringen eine geerdete Fläche zustande, und ein elektrisches Feld entsteht zwischen den Elektroden und der geerdeten Fläche. Wenn die Spannung bei einer Elektrode hoch genug ist, überschreitet das elektrische Feld nahe der Elektrode die elektrische Durchschlagsfestigkeit der Luft, was zu Ionisierung der Luft führt. Eine partielle elektrische Entladung auf der Elektrodenfläche nennt man Elmsfeuer. In einem negativen Elmsfeuer emittiert die Elektrode freie Elektronen, die weg von der Elektrode unter dem Einfluss des elektrischen Felds treiben. Zwischen der Elektrode und der geerdeten Fläche gibt es ein elektrisches Feld, wo ein elekirischer Strom unter dem Einfluss von freien Ladungsträgern zu fliessen beginnt. Wenn negative Ionen und freie Elektronen entgegen die geerdete Fläche unter dem Einfluss des elektrischen Felds kommen, stoßen sie gegen Staubpartikel in der Luft, was zur Folge hat, dass die Staubpartikel geladen werden. Staubpartikel akkumulieren durch zwei verschiedene Mechanismen.

Erstens findet der größte Teil der Akkumulation unter dem Einfluss eines externen elektrischen Felds statt, wobei geladene Staubpartikel gegen die geerdete Fläche treiben und daran anhaften. Der zweite Mechanismus, durch den Partikel akkumulieren, ist die sogenannte durch Raumladung verursachte Akkumulation.

Die von einer Koronaelektrode benötigte Spannung wird typisch durch eine Hochspannungseinheit erzeugt, die einen Hochspannungsspeiser und einen Spannungsmultiplikator in derselben Umhüllung aufweist. Eine Hochspannungseinheit erzeugt die von Koronaelektroden benötigte Spannung, und die erwähnte Spannung wird einer Verteilereinheit und von dort weiter jeder Staubbindungseinheit zugeführt. Die Hochspannungseinheit wird von einem manuell einstellbaren Steuertransformator gesteuert, mit dem die

der Hochspannungseinheit zugeführte Spannung eingestellt wird. Hochspannungseinheiten sind äusserst groß und schwer. Ausserdem sind die erforderlichen Hochspannungskabel dick und teuer, und sie müssen über ziemlich ~ weite Strecken montiert werden. Auch Verteilereinheiten sind groß und teuer. Es ist auch kompliziert das System einzustellen, weil jede einzelne Staubbindungseinheit für sich nicht eingestellt werden kann, sondern alle Einheiten gleichzeitig eingestellt werden. Lösungen, bei denen eine solche Anordnung verwendet wird, sind zum Beispiel in SU-Veröffentlichungen 1208265 und 1574828 offenbart.

In einer anderen bekannten Lösung wird die von Koronaelektroden benötigte Spannung durch eine Einrichtung erzeugt, die eine Hochspannungseinheit mit einer Hochfrequenzeinheit, einem Transformator und einem Multiplikator aufweist. Die Funktion der Hochspannungseinheit wird mit einer separaten Steuereinheit gesteuert. Die erwähnte Struktur ermöglicht, dass die Hochspannungseinheit kleiner als in der oben erwähnten Lösung ausgebildet werden kann, und deshalb kann eine separate Hochspannungseinheit für jede Staubbindungseinheit montiert werden. Jedoch ist die Hochspannungseinheit immer noch ziemlich groß und setzt demnach ein ziemlich großes unhandliches und teures Gehäuse voraus, insbesondere wenn die Einheit in die Nähe der Staubbindungseinheit zu stellen ist. Wenn die Einheit wiederum nicht in die Nähe der Staubbindungseinheit gestellt wird, muss teure Hochspannungsverkabelung verwendet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Staubbindungseinrichtung zustande zu bringen, mit der die oben erwähnten Nachteile vermieden werden.

Die Staubbindungseinrichtung der Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungsmittel eine Mittelspannungseinheit und einen Spannungsmultiplikator aufweisen, welcher Spannungsmultiplikator und welche Mittelspannungseinheit in einen Abstand voneinander gestellt werden, welcher Spannungsmultiplikator in Verbindung mit den Koronaelektroden angeordnet wird, und welche Mittelspannungseinheit und welcher Spannungsmultiplikator durch ein Mittelspannungskabel aneinander angekoppelt werden.

Eine wesentliche Idee der Erfindung ist, dass die Einrichtung eine Mittelspannungseinheit zum Erzeugen der Mittelspannung und einen Spannungsmultiplikator zum Erzeugen der Endhochspannung aufweist und die

Mittelspannungseinheit und der Spannungsmultiplikator in einem Abstand voneinander angeordnet und durch ein Mittelspannungskabel angekoppelt werden.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass wesentlich nur der Spannungsmultiplikator in Verbindung mit der Koronaelektrode gestellt wird und die Mittelspannungseinheit in einen Abstand von der Staubbindungseinheit gestellt wird, wobei schwierige staubige Verhältnisse nur bei der Einkapselung des Spannungsmultiplikators berücksichtigt werden müssen und die übrige zum Erzeugen der Hochspannung nötige Einrichtung sich in einer Umgebung mit wesentlich einfacheren äusseren Verhältnissen befinden kann. In diesem Fall braucht Hochspannung nicht über weite Strecken entlang einem teuren Hochspannungskabel geleitet zu werden, sondern die Spannung wird von einer Mittelspannung entlang einem Mittelspannungskabel geleitet. Die somit zustande gebrachte Einrichtung ist klein und preiswert herzustellen. Jede Staubbindungseinheit kann separat eingestellt werden, und die Steuereinheit hat die Aufgabe verschiedene Fehiersituationen zu überwachen und die Einrichtung genau einzustellen.

Die Erfindung wird in der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Figur 1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer Staubbindungseinheit der Erfindung in Teilausschnitt, und

Figur 3 ein Blockdiagramm einer zweiten Einrichtung der Erfindung. Figur 1 ist ein Blockdiagramm einer Einrichtung der Erfindung. Ein Spannungsspeiser 1 wird verwendet um eine Mittelspannungseinheit 2 mit Betriebsspannung zu speisen. Die Mittelspannungseinheit 2 besteht aus einer Hochfrequenzeinheit 3 und einem Spannungstransformator 4. Die Hochfrequenzeinheit 3 und der Spannungstransformator 4 können auf derselben Leiterplatte montiert werden, was eine kleine Einrichtung zur Folge hat, die leicht herzustellen ist. In der Hochfrequenzeinheit 3 wird die Frequenz des elektrischen Stroms hoch, zum Beispiel ungefähr auf 15 kHz, erhöht. Die Spannung wird dann mit dem Spannungstransformator 4 auf das Maximum von einigen kVs erhöht. Nach der Mittelspannungseinheit 2 kann die maximale Spannung zum Beispiel 10 kV betragen. Eine zum Beispiel zwischen 0 und 24 V variierende Spannung kann der Mittelspannungseinheit 2 zugeführt werden, und die Mittelspannungseinheit 2 erzeugt eine Spannung, die zum Beispiel zwischen 0

und 2 kV variiert. Die durch die Mittelspannungseinheit 2 erzeugte Mittelspannung wird über ein Mittelspannungskabei 5 zu einem Spannungsmultiplikator 6 geleitet. In diesem Fall befinden sich der Spannungsmultiplikator 6 und die Mittelspannungseinheit 2 in einem Abstand voneinander. Der Spannungsmultiplikator 6 erzeugt die Endspannung, die zum Beispiel zwischen 0 und 60 kV variieren kann und mit der Koronaelektroden 7 gespeist werden. Bei Staubbindung muss die Spannung der Koronaelektroden 7 über 40 kV sein, so dass die Einrichtung in Verbindung mit einem Massenmaterialverarbeitungsgerät Staub binden kann. Die Funktion der verschiedenen Teile der Einrichtung wird durch eine Steuereinheit 8 überwacht und gesteuert.

Der Spannungsspeiser 1 und die Steuereinheit 8 können zum Beispiel durch einen Serienbus miteinander verbunden werden. Die Steuereinheit 8 misst die Spannung und den Strom des Spannungsspeisers 1 und stellt die Spannung und den Strom auf ein hinsichtlich der Funktion der Einrichtung passendes Niveau. Weiterhin bekommt die Steuereinheit 8 Fehlerinformation vom Spannungsspeiser 1. Die Steuereinheit 8 schaltet die Hochfrequenzeinheit 3 an und aus, und Überstrom, Überhitzungsalarme und Strommessung können von der Hochfrequenzeinheit 3 zu der Steuereinheit 8 gespeist werden. Zum Beispiel ein Überhitzungsalarm kann vom Spannungstransformator 4 zur Steuereinheit 8 gespeist werden. Zum Beispiel Strom- und Spannungsmessungen können vom Spannungsmultiplikator 6 zur Steuereinheit 8 gespeist werden. Die Steuereinheit 8 kann an das übrige Datensystem beispielsweise durch einen Serienbus angekoppelt werden.

Figur 2 zeigt die Einrichtung der Erfindung, die in Verbindung mit einem Förderer 9 angeordnet ist. Anstatt eines Förderers 9 kann die Staubbindungseinrichtung in Verbindung mit einem anderen Massenmaterialverarbeitungsgerät wie einem Speiser, einem Sieb oder einem Brecher gestellt werden. Die Staubbindungseinrichtung kann auch zum Beispiel in ein Lagerhaus, einen Silo oder eine Massenmaterialempfangsstation gestellt werden.

Der Förderer 9 fördert Material, zum Beispiel Grubenerz, in Richtung des Pfeils A. Der Förderer 9 ist mit einem Staubbindungsgehäuse 10 versehen. Das Staubbindungsgehäuse 10 weist die Koronaelektroden 7 auf eine an sich bekannte Weise auf. Da die Mittelspannungseinheit 2 und der Spannungsmultiplikator 6 durch das Mittelspannungskabel 5 angekoppelt sind, können sie in einen Abstand voneinander gestellt werden, wobei zusätzlich zu den Elektroden 7 nur der Spannungsmultiplikator 6 in Verbindung mit dem Staubbin-

dungsgehäuse 10 gestellt werden muss. Der Spannungsmultiplikator 6 wird in Verbindung mit den Koronaelektroden 7 innerhalb eines Isolators gestellt. Die Mittelspannungseinheit 2 kann in weniger anspruchsvolle Umgebungsverhältnisse gestellt werden. Auf jeden Fall muss eine sehr hohe Spannung im Mit-" telspannungskabel 5 nicht geleitet werden, und das Mittelspannungskabel 5 kann derart dimensioniert werden, dass es eine maximale Spannung von z.B. 1OkV hat.

Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten Einrichtung der Erfindung. Bei der Lösung der Figur 3 wird die Mittelspannungseinheit 2 verwendet um eine hochfrequente Mittelspannung zu erzeugen, die zum Beispiel zwischen 0 und 20 V variiert und mittels des Mittelspannungskabels 5 zu einer Einheit gespeist wird, die aus dem Spannungstransformator 4 und dem Spannungsmultiplikator 6 besteht und die die Koronaelektroden 7 mit der erforderlichen Spannung von über 40 kV speist. In diesem Fall braucht die zulässige Spannung im Mittelspannungskabel 5 nicht sehr hoch sein. Da eine Kraft von ungefähr 100 W ausreichend für die Einrichtung ist, braucht der Strom im Mittelspannungskabel 5 in der Lösung der Figur 3 10 A nicht überschreiten, wobei Verluste und Erwärmen des Mittelspannungskabels 5 keine Probleme verursachen. Der Spannungstransformator 4 und der Spannungsmultiplikator 6 können innerhalb desselben Isolators angeordnet werden, indem sie zum Bei-. spiel in denselben Harzgehäuse gegossen werden.

Die Zeichnung und die dazugehörige Beschreibung dienen lediglich zur Veranschaulichung der Idee der Erfindung. Die Einzelheiten der Erfindung können im Rahmen der Schutzansprüche variieren.

Claims

1. Staubbindungsgerät, das in Verbindung mit einem Massenmaterialverarbeitungsgerät anzuordnen ist, welches Staubbindungsgerät Koronaelektroden (7), Spannungsversorgungsmittel zum Speisen der Koronaelektroden (7) mit hoher Spannung und eine Steuereinheit (8) zum Steuern der Funktion des Staubbindungsgeräts aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungsmittel eine Mittelspannungseinheit (2) und einen Spannungsmultiplikator (6) aufweisen, weicher Spannungsmultiplikator (6) und welche Mittelspannungseinheit (2) in einen Abstand voneinander gestellt werden, welcher Spannungsmultiplikator (6) in Verbindung mit den Koronaelektroden (7) angeordnet wird, und welche Mittelspannungseinheit (2) und welcher Spannungsmultiplikator (6) durch ein Mittelspannungskabel (5) aneinander angekoppelt werden.

2. Staubbindungsgerät nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelspannungseinheit (2) eine Hochfrequenzeinheit (3) und einen Spannungstransformator (4) aufweist.

3. Staubbindungsgerät nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzeinheit (3) und der Spannungstransformator (4) auf derselben Leiterplatte montiert werden.

4. Staubbindungsgerät nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Staubbindungsgerät einen in Verbindung mit dem Spannungsmultiplikator (6) angeordneten Spannungstransformator (4) aufweist.

5. Staubbindungsgerät nach irgendeinem der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsmultiplikator (6) innerhalb eines Isolators angeordnet wird.

6. Staubbindungsgerät nach irgendeinem der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der Koronaelektroden (7) bei Staubbindung 40 kV überschreitet.