DE3321455A1

DE3321455A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von gewebe

Info

Publication number: DE3321455A1
Application number: DE19833321455
Authority: DE
Inventors: John Clarence 43130 Lancaster Ohio Matthews
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1982-07-19
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1984-01-19
Also published as: ES533109A0; BE897309A; SE8303812L; KR840005354A; IT8348523A0; FR2530162A1; ES8500083A1; ES8503966A1; GB2125314A; BR8303623A; IT1167635B; GB8316116D0; FI832041A7; FI832041A0; FI832041L; ZA834242B; AU1490183A; JPS5929018A; SE8303812D0; ES524046A0

Description

BESCHREIBUNG:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Gewebe.

Zur Entfernung von trockenen pulverförmigen Verunreinigungen aus relativ empfindlichen Geweben oder weichen gewebeähnlichen Materialien, wie sie beispielsweise bei Staubfiltern Verwendung finden, ist es üblich, einen kontinuierlichen Luftstrahl mit relativ hohem Druck einzusetzen. Bei großen und teuren Filteranlagen, wie sie beispielsweise bei mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kesselanlagen Verwendung finden, sowie bei anderen industriellen Anlagen ist zum Staubfreimachen der Gischtgase bei der gegewärtigen Praxis eine Bedienungsperson erforderlich, die zum Reinigen der Filter einen Luftschlauch viele Stunden lang handhaben muß. Dieses Reinigungsverfahren ist jedoch mit der Gefahr einer ernsthaften Beschädigung des Filtermaterials verbunden. Häufig kann nur ein einziger Reinigungsvorgang durchgeführt werden, wonach der Filter außer Betrieb gesetzt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der schwierige Reinigungsvorgänge durchgeführt werden können, ohne daß hierbei die gereinigten Materialien beschädigt werden. Der Reinigungsvorgang soll schneller und wirtschaftlicher durchgeführt werden können.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Einrichtung zum Entfernen von trockenen Verunreinigungen aus weichen Geweben, bei der das Material mit Luftimpulsen von Schall- und Unterschallfrequenzen unter niedrigen Drücken jedoch mit einer ausreichenden Intensität und mit solchen Frequenzen beaufschlagt wird, daß das Material flattert.

Ferner soll ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, bei dem bzw. der die Impulsfrequenz an eine oder

mehrere Resonanzfrequenzen des Materials oder entsprechende Oberschwingungen dieser Resonanzfrequenzen angepaßt wird.

Schließlich soll ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, bei dem bzw. der der maximale Druck der Impulse in dem Bereich des zu reinigenden Gegenstandes oder einem Abschnitt dieses Bereiches konzentriert wird und der Gegenstand oder das zu reinigende Material unter einem Winkel zum Weg der Impulse bewegt wird, so daß Impulsanteile mit maximalem Druck auf unterschiedliche Abschnitte des Gegenstandes auftreffen können, und bei dem bzw. der die Frequenz so variiert wird, daß bei unterschiedlichen Resonanzfrequenzen und/oder Oberschwingungen dieser Frequenzen ein Flattern des Materiales oder Vibrationen auftreten <,

Die vorstehend genannten Aufgaben werden durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung nach den Patentansprüchen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Sämtliehe beschriebenen und gezeigten Teile können dabei von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine die Erfindung verkörpernde

Einrichtung;
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Figur 2 einen Schnitt im wesentlichen entlang Linie II-II in

Figur 1 in Richtung der Pfeile, wobei das Horn nur

teilweise dargestellt ist;

Figur 3 einen Schnitt entlang Linie III-III in Figur 1, der

den Impulserzeuger und einen Teil des Motors in vergrößertem Maßstab zeigt; und

Figur 4 eine abgewickelte Darstellung der Verschlußwand des Rotors des Impulserzeugers.

Das in Gischtgasstaubfiltern verwendete Gewebe ist häufig so stark mit trockenen Partikeln beladen, daß eine häufige Entfernung des Staubes mit Hilfe von Luftschläuchen nicht mehr in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden kann, ohne dabei das Filtermaterial zu zerstören. Nachfolgend wird daher ein bevorzugter Anwendungsfall der Erfindung in bezug auf einen derartigen Reinigungsvorgang beschrieben, d.h. der Reinigung eines typischen Gischtgasstaubfilters. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung allgemein bei der Entfernung von trockenen Partikeln aus irgendeinem relativ weichem Gewebe oder gewebeähnlichem Material Anwendung finden kann.

In den Figuren 1 bis 4 ist eine bevorzugte Vorrichtung dargestellt, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Der zu reinigende Gegenstand ist als allgemein zylindrischer Staubfilter F, der beim Filtern von Gischtgasen Verwendung findet, dargestellt. Das Filterelement umfaßt eine Gewebemanschette, die auf einen netzförmigen Metallträgerrahmen gepaßt ist. Dieser Rahmen ist nicht gezeigt. Die zu reinigenden Gegenstände stellen selbst keinen Teil der Erfindung dar. Derartige Filter, von denen eine große Anzahl bei Kraftwerken Verwendung findet, werden sehr stark mit Staubpartikeln beladen, so daß es daher schwierig und manchmal ganz unmöglich ist, diese Filter ohne Beschädigungen über herkömmliche Verfahren zu reinigen. Normalerweise weist der Rahmen Teile auf, mit denen das Filter lösbar an einem Träger 10 aufgehangen werden kann, der von einer drehbaren Welle 12 getragen wird, die in der Deckwand 14 eines Blechgehäuses 15 gelagert ist. Durch ein an der Welle oberhalb der Deckwand 14 befestigtes Handrad 18 können

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der Träger 10 und das daran befestigte Filter während des Reinigungsvorganges gedreht werden. Zum Drehen des Trägers 10 und des Filters kann natürlich auch ein motorischer Antrieb Verwendung finden. Das Gehäuse bildet mit Ausnahme seines Trichterbodens 20 eine staubdichte Umfassung und weist eine Tür 22 zum Einführen und Entfernen des Filters oder des zu reinigenden Gegenstandes auf. Ein durchsichtiges Beobachtungsfenster 24 ist in der Tür 22 oder einem anderen Teil des Gehäuses vorgesehen, wie gezeigt.

Ferner sind eine Vorrichtung zur Erzeugung von Luftimpulsen und eine Förderleitung für derartige Impulse vorgesehen, die aus einem Impulserzeuger 25 und einem Horn 26 bestehen. Das Horn besitzt aus Gründen der Kompaktheit eine gefaltete Form und ist mit seiner öffnung eng an eine öffnung 28 in einem mittleren Abschnitt von einer der Seitenwände des Gehäuses gekoppelt, und zwar in einer Lage, in der Impulse direkt auf das Filter oder einen anderen Gegenstand abgegeben werden können. Die Öffnung des Hornes besitzt einen Durchmesser von etwa 30,5 cm. Das Horn ist vorzugsweise als Exponentialtrichter ausgebildet und so angeordnet, daß es eine Reihe von Impulsen in der Form eines Strahles auf das zu reinigende Material abgeben kann. Der Weg dieses Strahles besitzt dabei einen geringeren Querschnitt als der Bereich des beaufschlagten Materiales.

Der Impulserzeuger 25 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 30, in dem eine axiale Welle 32 gelagert ist, die durch einen Elektromotor 33 antreibbar ist. Ein in einer Wand des Gehäuses 30 vorgesehener Lufteinlaß 34 kann an eine Druckluftquelle (nicht gezeigt) angeschlossen werden. Diese Druckluftquelle liefert während des Betriebes des Systems etwa 8,5 m³/min Luft. Ein in einer anderen Wand des Gehäuses 30 vorgesehener Auslaß 35 ist an das Horn 26 angeschlossen. Ein an der Welle 32 befestigter Rotor 36 besitzt eine zylindrische Verschlußwand 41, deren Axiallänge sinusförmig ausgebildet ist, so daß zwei Bögen 38, 3 9 gebildet werden, die beim Drehen des Rotors den

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Auslaß 35 abwechselnd öffnen und schließen. Die Wand 41 ist genau an die zylindrische Innenwand des Gehäuses 3 0 angepaßt und kann sich in enger Nachbarschaft zu dieser drehen. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform, bei der ein Rotor Verwendung findet, dessen Form in Figur 4 dargestellt ist, findet als Motor ein herkömmlich ausgebildeter Einphasen-Induktionsmotor Verwendung, der eine Nenndrehzahl von 1.800 UpM besitzt, so daß der Rotor bei normaler, voll ausgefahrener Drehzahl eine Impulsfrequenz zwischen 55 und 60 Hz erzeugt. Ein herkömmlich ausgebildeter, manuell und stufenlos regelbarer Drehzahlregler der schematisch bei 40 gezeigt ist, ist in die zum Motor 33 führende elektrische Schaltung eingearbeitet, so daß der Motor mit irgendeiner niedrigeren Drehzahl betrieben und die Drehzahl willkürlich variiert werden kann.

Das zu reinigende Material wird mit Hilfe des Handrades 18 gedreht, während es durch die Luftimpulse beaufschlagt wird, die eine Intensität besitzen, die nicht in der Lage ist, eine wesentliche Vibration des Materials zu verursachen, es sei denn bei Resonanzfrequenzen. Beim Einsatz der beschriebenen Vorrichtung wurde festgestellt, daß durch Aufwärts und Abwärtsregen der Drehzahl des Rotors eine Vielzahl von Resonanzfrequenzen aufgefunden wurden, bei denen das Material vibriert oder flattert. Diese Resonanzschwingungen sind nicht so stark oder besitzen keine solche Amplitude, daß das weiche Material der Filtereinheiten der beschriebenen Art beschädigt werden kann, führen jedoch zu einer wirksamen Entfernung der eingebetteten Staubpartikel, die lose gerüttelt werden. Obwohl die in das Gehäuse einströmende Luft nicht ausreicht, um das Material ohne derartige Resonanzschwingungen zu reinigen, bewirkt die Luft, daß die gelösten Staubpartikel abwärts und aus dem Trichter herausfließen.

Wenn beispielsweise bei etwa 20, 40 und 60 Hz Resonanzschwingungen auftreten und die Einheit so eingestellt wird,

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daß nacheinander jede dieser Resonanzfrequenzen durchlaufen wird, ist es wünschenswert, jede Resonanzfrequenz über eine bestimmte Zeitdauer aufrechtzuerhalten, bis keine Staubpartikel mehr gelöst werden. Nach dem durch diese nacheinander durchlaufenden Resonanzfrequenzen nahezu alle möglichen Staubpartikel entfernt worden sind, wird in bevorzugter Weise die Frequenz wieder auf eine oder mehrere der vorher durchlaufenen Resonanzfrequenzen bzw. auf eine Frequenz in der Nähe dieser Resonanzfrequenzen eingestellt. Diese "Frequenzrückkehr" kann mehrere Male durchgeführt werden und bewirkt das Lösen von weiteren Staubpartikeln. Der Grund für diese Phänomen ist nicht vollständig geklärt. Es wird jedoch angenommen, daß das zu reinigende Material bei Frequenzen vibriert, bei denen es sich sowohl um Grundfrequenzen als auch um Oberschwingungen handelt, und daß die Staubentfernung, die bei jeder Zeitspanne auftritt, für die aus Einfachheitsgründen eine Resonanzfrequenz oder Grundfrequenz zugrunde gelegt wird, eine Änderung in der Masse und Steifigkeit des Materials und somit eine Änderung in der tatsächlichen Resonanzfrequenz, Grundfrequenz oder Oberschwingung bewirkt. Diese Änderung der Grundfrequenzen und Oberschwingungen kann die Tatsache erklären, daß es möglich ist, in wiederholter Weise zu Frequenzen zurückzukehren, die sehr nahe an vorher benutzten Frequenzen liegen, und dadurch zusätzliches Material zu lösen, das vorher nicht gelöst werden konnte.

Staub weist als solcher in seinen physikalischen Eigenschaften, beispielsweise der Partikelgröße, Partikelform, Schlüpfrigkeit, statischen Aufladung etc., große Schwankungen auf, so daß auch die zu reinigenden Gewebe oder gewebeähnlichen Materialien in ihren Eigenschaften stark variieren. Es wird daher davon ausgegangen, daß auch die wirksamsten Reinigungsimpulsfrequenzen beträchtlich schwanken und beispielsweise in irgendeinem Bereich zwischen 10 und 100 Hz bei unterschiedlichen Bedingungen der verschmutzten Materialien liegen

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können, obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitete, als sie zur Reinigung von verschmutzten Filtern von Kraftwerken eingesetzt wurde, die einen beträchtlichen Verschmutzungsgrad aufwiesen. Auch kann die optimale Luftzufuhr in Abhängigkeit von den verschiedenen Materialien und Bedingungen variieren, obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Fall eine Luftzufuhr von 8,5 m³/min durch ein Horn mit einer Abgabeöffnung mit einem Durchmesser von 30,5 cm zur Reinigung von derartigen Filtern als sehr geeignet gefunden wurde. Vorzugsweise ist eine Steuerung für die Luftzufuhr in der Form eines Handventils 44 vorgesehen, um die Luftzufuhr und dadurch die Intensität der einzelnen Impulse regeln zu können.

Leerseite

Claims

332H55 PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Reinigen von trommeiförmigen Filtern, die aus weichem Gewebe o.a. bestehen, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (15) mit einer Seitenwand, Einrichtungen zur drehbaren Lagerung eines Filters (F) im Gehäuse an einer der Seitenwand gegenüberliegenden Stelle, eine Schallquelle (25), die in der Lage ist,

IQ Impulse in einem kontinuierlich variierenden Bereich zu erzeugen, der zwischen 10 und 100 Hz liegt, und die einen Abgabeabschnitt (28) mit begrenztem Querschnittsbereich aufweist, der von der Seitenwand einwärts gegen die Stelle gerichtet ist, an der das FiI-ter gelagert ist, so daß bei Drehung des Filters und Betrieb der Schallquelle unterschiedliche Abschnitte des Filters mit gegen diesen gerichteten Impulsen beaufschlagt werden.

2. Verfahren zum Reinigen von weichem porösem Material, dadurch gekennzeichnet, daß Luftimpulse unterschiedlicher Frequenzen, die in einem Bereich zwischen 10 und 100 Hz liegen, auf das Material gerichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2 zum Reinigen von weichem, porösem Material, das Abschnitte aufweist, die bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Resonanz- und/oder Oberschwingungen zwischen 10 und 100 Hz in Schwingungen geraten, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit Luftimpulsen von einer oder mehreren dieser Frequenzen beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz über eine bestimmte Zeitspanne auf jeder der Vielzahl von unterschiedlichen Frequenzen, bei denen durch Vibrationen des Materials eine Resonanzfrequenz oder eine Oberschwingung dieser Resonanzfrequenz angezeigt wird, im wesentlichen konstant gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Beobachtung des Materials die Frequenz der Impulse variiert wird und über eine bestimmte Zeitspanne auf jeder der Vielzahl von unterschiedlichen Frequenzen, bei denen durch Vibrationen des Materials eine Resonanzfrequenz oder eine

~_n Oberschwingung desselben angezeigt wird, im wesentlichen konstant gehalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse in der Form eines

2c konzentrierten Strahles auf das Material gerichtet werden, wobei dieser Strahl einen Querschnittsbereich aufweist, der geringer ist als der entsprechende Bereich des Materials, und daß das Material unter einem Winkel zur Richtung der Impulsbeaufschlagung bewegt wird, um unterschiedliche Abschnitte

^_n des Materials den Impulsen auszusetzen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schallerzeuger (25) mit einem mit einem Lufteinlaß (34) und einem Luftauslaß (35) versehenen Gehäuse und einem Unterbrecher (36), der den Luftzutritt zum Luftauslaß

nacheinander und periodisch blockieren und freigeben kann, und eine Impulsförderleitung (26) umfaßt, die einen an den Luftauslaß angeschlossenen Einlaß und einen Auslaß aufweist, der an eine Öffnung (28) in der Seitenwand des Gehäuses (15) angeschlossen ist und den Abgabeabschnitt bildet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Motor (33) mit regelbarer Drehzahl zur Betätigung des Unterbrechers (36) und Einrichtungen (40) zur wahlweisen Drehzahlregelung des Motors und des Unterbrechers aufweist.

9. Verfahren zum Reinigen von weichem gewebeähnlichen Material, das auf einem starren Rahmen angeordnet ist, ohne das Material vom Rahmen zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Luftimpulsen unterschiedlicher Frequenzen, die in einem Bereich zwischen 10 und 100 Hz liegen, ausgesetzt wird, um eine Vibration des Materials zu bewirken.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der eingesetzten Impulse ausreicht, um das Material bei Grundfrequenzen und/oder Oberschwingungen vibrieren zu lassen, jedoch nicht ausreicht, um eine merkliche Vibration bei anderen Frequenzen zu bewirken.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz über eine bestimmte Zeitspanne auf einer Vielzahl von Frequenzen, bei denen Resonanzfrequenzen oder Oberschwingungen von Resonanzfrequenzen durch Vibration des Materials angezeigt werden, im wesentlichen konstant gehalten wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zur Zuführung von Druckluft zum Lufteinlaß und Steuereinrichtungen (44) zum Ändern des Druckes aufweist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 und 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck der Impulse variiert wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Impulsförderleitung (26) um ein Horn handelt, das etwa Exponentialform besitzt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 4, 5, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz zwischen den Frequenzen, bei denen Resonanz- oder Oberschwingungen angezeigt werden, aufwärts und abwärts geregelt wird und daß die Frequenz ein zweites Mal auf einer dieser Frequenzen konstant gehalten wird, nachdem das Material Impulsen einer konstanten anderen Frequenz dieser Frequenzen ausgesetzt worden ist.

16. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse in einem Strahl mit begrenztem Querschnitt auf das Material gerichtet werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 4, 5, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsintensität im wesentlichen sinusförmig variiert.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zur Zuführung von unter konstantem Druck stehender Luft zu dem Lufteinlaß (34) und Lagereinrichtungen (10) zur lösbaren Halterung eines zu reinigenden Gegenstandes in einer Lage, in der er von den Impulsen getroffen werden kann, aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen (12) zur Bewegung eines Gegenstandes auf den Lagereinrichtungen (10) in Positionen aufweist, in 35

denen unterschiedliche Abschnitte des Gegenstandes zu dem Luftauslaß ausgerichtet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtungen (10) drehbar sind, so daß der Gegenstand um eine allgemein vertikale Achse im Gehäuse (15) bewegt werden kann.

21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz mehr als einmal aufwärts und abwärts geregelt und mehr als einmal auf einer Vielzahl dieser Frequenzen konstant gehalten wird.

22. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit Frequenzen von etwa 20, 40 und 60 Hz gearbeitet wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 11 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck und die Intensität der Impulse so niedrig sind, um bei anderen Frequenzen als diesen Frequenzen eine beträchtliche Bewegung oder Verformung des Materials zu bewirken.