CH357376A - Electrostatic gas cleaner - Google Patents

Electrostatic gas cleaner

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Publication number
CH357376A
CH357376A CH357376DA CH357376A CH 357376 A CH357376 A CH 357376A CH 357376D A CH357376D A CH 357376DA CH 357376 A CH357376 A CH 357376A
Authority
CH
Switzerland
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voltage
relay
gas cleaner
gas
switch
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Application number
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German (de)
Inventor
Darby Kenneth
John Quick David
Original Assignee
Lodge Cottrell Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68Control systems therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Description

  

  Elektrostatischer     Gasreiniger       Das Erzielen eines optimalen Wirkungsgrads eines  elektrostatischen Gasreinigers wird dadurch erschwert,  dass sich die erforderlichen elektrischen Bedingungen  mit der Art des durch den Gasreiniger hindurchtre  tenden Staubs oder Gases     verändern.    Es ist daher  nicht immer möglich, bestimmte Bedingungen für die       Steuerung    im voraus festzulegen, und die Steuerung  auf der Primärseite der Hochspannungsanlage ist nicht  völlig zufriedenstellend.  



  Eine elektrische     Gasreinigungsanlage        besteht    ge  wöhnlich aus einem veränderlichen     Netzspannungs-          wandler,    z. B. aus einem Stufentransformator, dessen  Ausgangsspannung einem Hochspannungstransfor  mator zugeführt wird, der Spannungen bis zu 75     kV     oder höher liefern kann. Diese Hochspannung wird  einem Gleichrichter zugeführt, der ein mechanischer,  statischer oder Röhrengleichrichter sein kann oder  irgendein anderer Hochspannungsgleichrichter an sich  bekannter Art, dessen Ausgang mit den Entladungs  elektroden des Gasreinigers verbunden ist.  



  Gewöhnlich nimmt, wenn die Eingangsspannung  der elektrischen Anlage erhöht wird, der Mittelwert  der den Entladungselektroden zugeführten Spannung  zunächst zu, bis ein Punkt erreicht ist, an dem eine  weitere Erhöhung der Eingangsspannung zu einer     un-          proportionalen    Zunahme des Stroms führt. Die den  Entladungselektroden des Gasreinigers zugeführte  Spannung steigt an dieser Stelle dann nicht mehr wei  ter an und nimmt meistens sogar ab.  



  Dieses Verhalten kann noch ausgeprägter gestal  tet werden, wenn ein geeignet hoher     Ohmscher    Wider  stand oder Scheinwiderstand in die Leitung zwischen  dem Gleichrichter und dem Gasreiniger geschaltet  wird.  



  Der Höchstwert des Mittelwerts der Sekundär  spannung kann sich je nach der Art des Staubs und    des Gases im Gasreiniger und der     Gasreinigerbela-          stung    innerhalb weiter Grenzen ändern.  



  Der Erfindungsgegenstand ist ein elektrostatischer  Gasreiniger, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er  mit einer selbsttätigen     Regelvorrichtung    versehen ist,  welche von einer von der Wirksamkeit des Reinigers  abhängigen Spannung gesteuert wird und die     Elektro-          denspannung    derart regelt, dass sie in einem Bereich,  der ihren maximalen Wert enthält, bleibt.  



  Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung wer  den nachfolgend in Verbindung mit der     beiliegenden     Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:       Fig.    1 eine graphische Darstellung, welche die  Veränderung der den Entladungselektroden     eines    Gas  reinigers zugeführten Sekundärspannung (Es) in Ab  hängigkeit von der Eingangsspannung (E) zeigt,       Fig.    2 ein     Prinzipschaltbild    der     RQgeleinrichtnug,          Fig.    3 ein Teilschaltbild eines ersten Beispiels,

         Fig.    4 ein Teilschaltbild einer anderen     Ausfüh-          rungsform    der     Steuerungsschaltanordnung,          Fig.    5 ein Schaltbild für die Anzeige der Span  nung der Entladungselektroden an einem entfernten  Schaltbrett ohne Gefährdung durch Hochspannung,       Fig.    6 ein Schaltbild für die Anzeige der Hoch  spannung am Reiniger und       Fig.    7     ein    Schaltbild für eine     Begrenzung    des der       Steuerungsschaltanordnung    zugeführten Stroms auf  einen bestimmten Wert.  



  Wie sich aus     Fig.    1 ergibt, nimmt, wenn die Ein  gangsspannung E zum Eingangstransformator zu  nimmt, der Mittelwert der den Entladungselektroden  zugeführten Spannung     E;    vorerst ebenfalls zu, was  durch den Ast<I>a</I> bis zum Punkt<I>b</I> der Kurve dar  gestellt ist, von dem weg eine weitere Erhöhung der  Eingangsspannung E keine Veränderung im Mittel  wert der     Elektrodenspannung    Es     verursacht,    sondern      eine     unproportionale    Zunahme des Stroms stattfindet,  während eine weitere Erhöhung, wie der Kurvenast c  zeigt, ein Abfallen des Mittelwertes der den Elektro  den zugeführten Spannung Es verursacht.  



  Wie     Fig.    2 zeigt, ist eine Spannungsquelle mit der  Spannung E an einen Hochspannungstransformator  <I>T</I> gelegt, dessen Sekundärwicklung<I>t2</I> eine Spannung  E' von beispielsweise 75     kV    an einen Gleichrichter X  liefert, der von beliebiger, an sich bekannter Art, bei  spielsweise ein mechanischer, statischer oder Röhren  gleichrichter sein kann. In der Zeichnung ist ein me  chanischer Gleichrichter dargestellt, dessen Ausgang  über eine Impedanz Z mit der Entladungselektrode e  des Gasreinigers P verbunden ist, während das Gas  reinigergehäuse geerdet und der Gleichrichter X über  ein     Milliamperemeter   <I>MA</I> mit der Erde verbunden ist.

    In die Leitung ! I     zur    Elektrode ist ein hoher     Ohm-          scher    oder Scheinwiderstand Z als Impedanz geschal  tet und von einem Punkt zwischen der Impedanz Z  und der Elektrode e führt ein     Nebenschlussstromkreis,     in dem sich ein hoher Widerstand Rin Reihe mit  einem Spannungsteiler     PD    befindet, nach Erde.

   Der  Abgriff am oberen Teil des Spannungsteilers     PD    ist  einem Regelgerät I zugeführt, das ein     Potentiometer     enthalten kann, welches Gerät einen     Messteil    aufweist,  der die Spannung     E6    durch die Betätigung eines Kom  pensationsmechanismus in an sich bekannter Weise  misst und welches Gerät zusätzlich mit einem Geber  zur     Übertragung    der     Messgrösse    ausgerüstet sein kann.  



  Das von einer Spannungsquelle U gespeiste Re  gelgerät 1     empfängt    eine Teilspannung, die von den       Veränderungen    der den Entladungselektroden des  Gasreinigers zugeführten Sekundärspannung abhängig  ist. Infolge der von Zeit zu Zeit auftretenden Über  schlägen zwischen den Elektroden des Reinigers, weist  die     Elektrodenspannung    Es kurzzeitige, aber starke  Schwankungen auf. Damit diese Schwankungen kei  nen beträchtlichen Einfluss auf das Regelgerät aus  üben, besitzt das Messgerät eine grosse Zeitkonstante  von der Grössenordnung einer Sekunde, so dass das  Messgerät auf den     Mittelwert    der     Elektrodenspannung          E,    anspricht.

   Der Kompensationsmechanismus des  Regelgerätes steuert über einen Schalter SS ein Relais  R1, das seinerseits entsprechend     Fig.    3 oder 4 einen  zur Regelung der Spannung E dienenden, vom Netz       AC        gepeisten    Motor M     steuert.     



  Das     Reglergerät    wirkt derart auf den Schalter SS,  dass, wenn die Spannung     E'    an der Entladungselek  trode zunimmt, der Schalter<I>SS</I> geschlossen wird.  Wenn keine Zunahme der Spannung Es vorhanden  ist, das heisst, wenn die Spannung konstant ist oder  abnimmt, wird der Schalter<I>SS</I> geöffnet. Mit Rück  sicht auf die     Fig.    1 ist der Schalter<I>SS</I> geschlossen,  wenn die Spannung von<I>a</I> bis<I>b</I> wandelt, und dann  geöffnet von b bis c. Wandelt die Spannung in ent  gegengesetzter Richtung, so wird der Schalter<I>SS</I> von  c bis<I>b</I> geschlossen und von<I>b</I> bis<I>ä</I> geöffnet.  



  Wie     Fig.    3 zeigt,     steuert    der Schalter<I>SS</I> das Re  lais     R1,    das einen Arbeitskontakt R1C1 und einen  Umschaltkontakt R 1     C2'R    1C3 aufweist. Zwei Relais    R2 und R3 werden durch die Kontakte     TS2    und       TS3    eines Zeitschalters     TS    gesteuert, von welchen  Relais jedes einen Arbeitskontakt     R2C    bzw.     R3C    im  Stromkreis des Regelmotors M aufweist.

   Der Zeit  schalter     TS    ist     derart    eingestellt, dass alle 29 bis 32  Sekunden der Kontakt     TS3    während 2 bis 3 Sekun  den geschlossen wird und dass 1 bis 2 Sekunden nach  seiner Öffnung der Kontakt     TS2    während 1 bis 2  Sekunden geschlossen wird. Nachher bleiben beide  Kontakte     TS2    und     TS3    während etwa 25 Sekunden  geöffnet und dann beginnt wieder die Schaltperiode  mit dem Schliessen des Kontaktes     TS3.    Jedes der Re  lais     R1,    R2 und R3 wird von einer gesonderten  Stromquelle S erregt.

   Der Umschaltkontakt des Re  lais R 1 steuert ein Relais R4 mit einem Ruhekontakt  R4C1 und einem Arbeitskontakt R4C2 im Strom  kreis des Regelmotors M. Das Relais R4 wird beim  Schliessen des Ruhekontaktes R 1C3 durch die Ent  ladung eines Kondensators C erregt, der von einer  Gleichstromquelle S beim Anziehen des Relais R 1  über dessen Kontakt R 1C2 aufgeladen wird. Die  Erregungszeit des Relais R4 wird durch die Kapazität  des Kondensators C und durch die Einstellung des  Widerstandes r bestimmt, der parallel zur Wicklung  des Relais R4 geschaltet ist und das Abklingen des       Entladestromes    des Kondensators C mitbestimmt.  



  Die Stromversorgung des Regelmotors M ge  schieht von einer gesonderten Stromquelle     AC    aus,  deren einer Pol direkt und deren anderer Pol über die  Kontakte der Relais R1, R2, R3 und R4 mit dem  Motor M verbunden ist.  



  Wenn die Spannung     E,    an der Entladungselek  trode von<I>a</I> nach<I>b</I> oder c nach<I>b</I>     (Fig.    1) zunimmt,  schaltet die Regeleinrichtung 1 den Schalter<I>SS</I> wie  schon erwähnt ein, so dass das Relais R 1 zum An  ziehen gebracht wird. Dies hat zur Folge, dass der  Arbeitskontakt R1C1 geschlossen wird und der Um  schaltkontakt R1C2 den Kondensator C mit der  Stromquelle S verbindet. Wenn nun der Zeitschalter       TS    seinen Kontakt     TS3    schliesst, wird ein Stromkreis  über die Klemme<I>a</I> des Motors<I>M</I> und die Kontakte       R3C    und R4C1 geschlossen, so dass die Eingangsspan  nung E eine Erhöhung erfährt.  



  Die Regeleinrichtung 1 stellt dann fest, ob sich  der Arbeitspunkt auf dem Ast     a-b    (Schalter SS  bleibt geschlossen und Relais R 1 angezogen) oder  auf dem Ast     b-c    (Schalter SS öffnet, Relais R 1 fällt  ab, Relais R4 zieht auf) befindet. Im ersteren Falle  wird beim Schliessen des Kontaktes     TS2    die Spannung  E nochmals erhöht, im zweiten Fall nicht. Wenn die  Spannung der Entladungselektroden im ersteren Fall  ihren maximalen Wert erreicht hat, oder im oben ge  nannten zweiten Fall (Ast     b-c),    öffnet sich der  Schalter SS, so dass das Relais R 1 abfällt, während  das Relais R4 über die Kontakte R 1C3 durch die  Entladung des Kondensators C erregt wird.

   Hier  durch wird der Arbeitskontakt R4C2 geschlossen, so  dass die Stromquelle mit der Klemme<I>b</I> des Motors<I>M</I>  direkt verbunden wird und eine Verringerung der  Eingangsspannung E bewirkt.      Das Relais R4 bleibt eine gewisse Zeit angezogen,  welches mittels des Widerstandes r einstellbar ist.  Diese Zeit ist etwas länger als die Summe der Schalt  dauer der Kontakte     TS2    und     TS3.    Die Schaltdauer  des Relais R4 kann z. B. fünf bis sechs Sekunden er  reichen. Durch die beschriebene Wirkungsweise wird  die Spannung     E,    im Bereich ihres maximalen Wertes  gehalten, da die Geschwindigkeit des     Reglermotors     M in beiden Drehrichtungen gleich gross ist.  



  Bei der Schaltanordnung nach     Fig.    4 steuert der  Schalter<I>SS</I> das Relais R1, welches einen Arbeits  kontakt     RIC    aufweist, während das Relais R2 mit  seinem Arbeitskontakt R2C1 und seinem Ruhekon  takt R2C2 in Aufeinanderfolge durch die Zeitschalter  kontakte     TS2    und     TS3    gesteuert und das Relais R3  mit seinem Arbeitskontakt     R3C    durch den Zeitschal  terkontakt     TS4    gesteuert wird.  



  In diesem Beispiel arbeitet der Zeitschalter wie  folgt:  Der Kontakt     TS2    wird zuerst während 1 bis 2  Sekunden geschlossen, und nach Ausschalten dieses  Kontaktes wird der Kontakt     TS3    für eine gleich lange  Periode geschlossen. Sobald der Kontakt     TS3    wieder  geöffnet ist, schaltet der Kontakt     TS4    für eine Periode  von 2 bis 4 Sekunden ein. Diese Schaltfolge wieder  holt sich alle 30 Sekunden.  



  Wenn die Spannung der Entladungselektrode, wie  zuvor dargelegt, zunimmt, ist der Schalter SS ge  schlossen und schliesst sich der Arbeitskontakt     R1C     des Relais R I. Durch das Schliessen des Kontaktes       TS2    wird das Relais R2 zum Anziehen gebracht, so  dass der Kontakt R2C1 geschlossen wird und der  Regelmotor M in der      Erhöhungs -Richtung    zur Er  höhung der Eingangsspannung E angetrieben wird.  



  Wenn der Schalter SS beim Schliessen des Kon  taktes     TS2    jedoch offen ist, das heisst, wenn die den  Entladungselektroden zugeführte Spannung keine  Veränderung oder eine Verringerung erfährt, bleibt  das Relais R2 in Ruhe, und es wird beim Schliessen  des Kontaktes     TS4    das Relais R3 erregt und die  Klemme b     gespiesen,    was eine Verringerung der Span  nung E durch den Motor M bewirkt. Das Schliessen  des Kontaktes     TS3    hat das Anziehen des Relais R2  unabhängig von der Betätigung des Relais R1 zur  Folge, so dass dem Motor M in jedem Fall ein Im  puls im      Erhöhungs -Sinn    mitgeteilt wird.  



  Was die zeitliche Arbeitsfolge betrifft, so wird der  Kontakt     TS3    wie dargelegt betätigt, bevor der Zeit  schalter     TS4    betätigt wird, da seine Funktion, wie  bei der Schaltanordnung nach     Fig.    3, darin besteht,  zu verhindern, dass die Spannung E zu niedrig wird,  was der Fall sein könnte, wenn der Motor M in der        Verringerungs -Richtung    weiter bewegt werden  würde.  



  Bei der Schaltanordnung nach     Fig.    4 soll die Ge  samtzunahme oder  Erhöhung  bei der durch die  Betätigung der Zeitschalter     TS2    und     TS3    bewirkten  Regelung     annähernd    gleich der durch den Zeitschalter       TS4    bewirkten Herabsetzung oder  Verringerung   sein.

   Die erwähnte Reihenfolge ist jedoch bei der    Schaltanordnung nach     Fig.    3 nicht erforderlich, da  eine Bewegung im      Verringerungs -Sinn    dem Regler  jedesmal mitgeteilt wird, wenn der Wahlschalter SS  bis zu dem Punkt öffnet, an dem der Ladekreis für  den Kondensator C für einen zur Ladung des     Kon-          densators    ausreichenden Zeitraum geschlossen wird.  



  Aus dem Vorangehenden ergibt sich, dass die       Regelfrequenz    der Eingangsbedingungen durch den  Zeitschalter     bestimmt    wird, der den Regler mit einem  vorbestimmten Betrag in festen Zeitintervallen be  tätigt. Sowohl der Betrag der     Reglerveränderung    als  auch die Frequenz der Veränderung werden den je  weiligen Arbeitsbedingungen angepasst.  



  Es ist     möglich,    dass Bedingungen auftreten, in  denen der höchste Mittelwert der Sekundärspannung,  die aufrechterhalten werden kann, einem höheren  Wert des Primärstroms entspricht, als normalerweise  für das Steuerungsgerät als ratsam betrachtet werden  kann.  



  In diesem Falle ist eine Vorrichtung vorgesehen,  die auf der Primärseite des Steuerungsgeräts wirksam  ist und bei einem vorbestimmten Wert des Stroms ein  Relais in der Erhöhungsleitung des Reglers öffnet.  Auf diese Weise wird jeder weitere Anstieg im Strom  verhindert.  



  Nachdem dieses Relais einmal     offen    ist, kann jede  weitere Zunahme des Stroms nur auf Kosten einer  Verringerung in der     Elektrodenspannung    stattfinden,  wenn der Steuerschalter normal arbeitet und den  Regler im Verringerungssinn bewegt.  



  Die Aufgabe dieser Vorrichtung besteht darin, zu       verhindern,    dass ein Zustand eintritt, bei welchem der  Strom derart werden kann, dass ein häufiges Aus  lösen des Trennschalters die Folge ist.  



  Der Steuerbereich ist dann der besterreichbare  innerhalb der Grenzen des zulässigen Stroms, das  heisst er ist so, dass er den Höchstwert von ES noch  enthält, aber den Bereich c     (Fig.    1) eventuell nicht  mehr in sich schliesst, in welchem die     Spannung    ES  fällt.  



       Fig.7    zeigt eine Zusatzeinrichtung zur Begren  zung des Stromes auf einen vorbestimmten Wert.  Diese Einrichtung kann in die Schemata der     Fig.    3  und 4 eingeschaltet werden.  



  In der einen Eingangsleitung des Hochspannungs  transformators<I>T</I> befindet sich ein Widerstand<I>r7.</I>  Der Spannungsabfall über diesem Widerstand ist pro  portional dem     Stromfluss.    Ein Relais R5 mit zwei  Kontakten R5C1 und R5C2 ist mit einem     Gleitkon-          takt    r75 verbunden, so dass eine bestimmte     Spannung     zum Relais R5 abgezweigt werden kann. Das Relais  R5 ist ein empfindliches Relais, das so ausgelegt ist,  dass es bei einem bestimmten Strom anzieht, so dass  bei jeder Stellung des Gleitkontaktes r75 ein anderer  Belastungsstrom fliesst, der das Anziehen des Relais  R5 bewirkt.

   Durch das Anziehen des Relais R5 wer  den die Kontakte R5C1     in    der      Erhöhungs -Leitung     zum Regelmotor M geöffnet und die Kontakte R5C2  in der direkten Leitung von der Stromquelle     AC    zur        Verringerungs -Leitung    zum Motor geschlossen, so      dass der Motor     fortfährt,    die     Reglerspannung    zu ver  ringern, bis der Strom unter den vorbestimmten Wert       abfällt.     



  Bei der Schaltanordnung nach     Fig.    6 speist eine  Gleichstrom- oder     Wechselstromniederspannungs-          quelle    ein     Potentiometer        DP6,    dessen verstell  barer Gleitkontakt     DP6S    durch den     Servomecha-          nismus    der Regeleinrichtung 1 betätigt wird. Ein Volt  meter V6 zeigt die Spannung über das     Potentiometer          DP6    an, und zwar derart, dass sie direkt proportional  der an die Entladungselektroden gelegten Spannung  ist.

   Das Voltmeter     V6    kann in einer beliebigen geeig  neten     Entfernung    vom Gasreiniger P angeordnet und  so geeicht werden, dass die     Elektrodenspannung    un  mittelbar abgelesen werden kann, obwohl es an sich  von einer Niederspannungsquelle gespeist wird.  



  Da der Ausgleich des     Potentiometers    mit Hilfe  eines Kompensationsmechanismus     ausgeführt    wird,  steht ausreichend Kraft zur Drehung- der Welle einer  Vorrichtung, beispielsweise eines     Drehübertragungs-          gebers,    zur Verfügung. Dieser Geber kann so ausgelegt  werden, dass der Winkel, um welchen sich die Welle  dreht, proportional der Bewegung des     Potentio-          metersteuerschalters    zum Ausgleichspunkt für die       Elektrodenspannung    ist.  



       Fig.    5 zeigt eine für diesen Zweck geeignete  Schaltanordnung. Die     Rotorwelle    des Gebers     MSMl     wird durch den Kompensationsmechanismus der Re  geleinrichtung 1 angetrieben, und wenn die Bewegung  des Kompensationsmechanismus direkt proportional  der Spannung Es ist, ist die Drehung der Geberwelle  ebenfalls proportional dieser     Spannung.    Die Feld  wicklungen     MSM1   <I>f</I> des Gebers sind mit den Feld  wicklungen     MSM2f    eines Empfängers     MSM2    ver  bunden, und die     Rotorwelle    des Empfängers trägt  einen Zeiger P, der sich über eine Skala S bewegt.

    Der Geber und Empfänger werden von der gleichen       Wechselstromquelle        AC    erregt, so dass die Drehung  der Geberwelle durch die Empfängerwelle genau re  produziert wird und die Bewegung der Empfänger  welle daher direkt     proportional    der Spannung an den  Entladungselektroden ist. Der Empfänger     MSM2     zeigt daher in einer angemessenen und sicheren Ent  fernung des mit einer hohen Spannung betriebenen  Gasreinigers die Spannung an den Entladungselektro  den genau an.  



  Schaltkontakte können entweder auf der     Potentio-          meterwelle    oder am     Anzeigemechanismus    vorgesehen  werden, um Alarmeinrichtungen zu betätigen, wenn  der     Mittelwert    der     Elektrodenspannung    unter die für  eine wirksame Gasreinigung     erforderliche    Höhe ab  fällt, und um, falls erforderlich, den Trennschalter zu  betätigen. Hierdurch wird die Anlage vor Beschädi  gung geschützt, wenn eine Überfüllung der Behälter       eintritt,    so dass Staub das     Elektrodensystem    berührt.  



  Selbstverständlich kann die beschriebene Einrich  tung auch zur Steuerung der Spannung einer oder  einer Vielzahl von mit einem     einzigen    Gleichrichter  verbundenen     Gasreinigerelektrodenreihen    angewendet  werden.    Die gleiche Steuerung kann erreicht werden, wenn  der Eingang des     Steuerungssystems    mit dem Ausgang  der Photozelle eines am Ausgang des Gasreinigers  angeordneten Rauchdichtemessers verbunden wird.  In diesem Falle sind keine hohen Widerstände erfor  derlich     und    die Steuereinrichtung arbeitet genau wie  vorangehend beschrieben.

   Die Ausgangsspannung     Ep     der Photozelle nimmt bekanntlich mit der Sauberkeit  der Ausgangsgase des Reinigers zu, wobei die Sauber  keit um so grösser ist, je höher die     Elektrodenspan-          nung    des Reinigers ist. Die Steuereinrichtung arbeitet  auch dann genau, wie vorangehend beschrieben.



  Electrostatic Gas Cleaner Achieving optimal efficiency from an electrostatic gas cleaner is made difficult because the electrical conditions required vary with the type of dust or gas passing through the gas cleaner. It is therefore not always possible to set certain conditions for the control in advance, and the control on the primary side of the high voltage system is not entirely satisfactory.



  An electrical gas cleaning system usually consists of a variable mains voltage converter, e.g. B. from a step transformer, the output voltage of which is fed to a high voltage transformer that can deliver voltages up to 75 kV or higher. This high voltage is fed to a rectifier, which can be a mechanical, static or tube rectifier or any other high-voltage rectifier of a known type, the output of which is connected to the discharge electrodes of the gas cleaner.



  Usually, when the input voltage of the electrical system is increased, the mean value of the voltage applied to the discharge electrodes initially increases until a point is reached at which a further increase in the input voltage leads to a disproportionate increase in the current. The voltage supplied to the discharge electrodes of the gas cleaner then no longer increases at this point and usually even decreases.



  This behavior can be made even more pronounced if a suitably high ohmic resistance or impedance is connected in the line between the rectifier and the gas cleaner.



  The maximum value of the mean value of the secondary voltage can change within wide limits depending on the type of dust and gas in the gas cleaner and the gas cleaner load.



  The subject of the invention is an electrostatic gas cleaner, which is characterized in that it is provided with an automatic control device which is controlled by a voltage dependent on the effectiveness of the cleaner and regulates the electrode voltage in such a way that it is in a range that is its maximum Contains value remains.



  Some exemplary embodiments of the invention are described in more detail below in connection with the accompanying drawings. It shows: Fig. 1 is a graph showing the change in the discharge electrodes of a gas cleaner supplied secondary voltage (Es) as a function of the input voltage (E), Fig. 2 is a basic circuit diagram of the RQgeleinrichtnug, Fig. 3 is a partial circuit diagram of a first Example,

         4 is a partial circuit diagram of another embodiment of the control circuit arrangement, FIG. 5 is a circuit diagram for displaying the voltage of the discharge electrodes on a remote control panel without the risk of high voltage, FIG. 6 is a circuit diagram for displaying the high voltage on the cleaner and FIG 7 is a circuit diagram for limiting the current supplied to the control circuit arrangement to a specific value.



  As can be seen from Fig. 1, when the input voltage E to the input transformer increases, the mean value of the voltage E applied to the discharge electrodes; also for the time being, which is represented by the branch <I> a </I> up to the point <I> b </I> of the curve, from which a further increase in the input voltage E does not change the mean value of the electrode voltage Es but a disproportionate increase in the current takes place, while a further increase, as the curve branch c shows, causes a decrease in the mean value of the voltage Es supplied to the electric.



  As Fig. 2 shows, a voltage source with the voltage E is applied to a high-voltage transformer <I> T </I>, the secondary winding <I> t2 </I> of which supplies a voltage E 'of, for example, 75 kV to a rectifier X, which can be of any known type, for example a mechanical, static or tube rectifier. The drawing shows a mechanical rectifier, the output of which is connected to the discharge electrode e of the gas cleaner P via an impedance Z, while the gas cleaner housing is earthed and the rectifier X is connected to earth via a milliammeter <I> MA </I> is.

    In the line! A high ohmic resistance Z is connected to the electrode as an impedance and a shunt circuit, in which there is a high resistance R in series with a voltage divider PD, leads from a point between the impedance Z and the electrode e to earth.

   The tap on the upper part of the voltage divider PD is fed to a control device I, which can contain a potentiometer, which device has a measuring part that measures the voltage E6 by operating a compensation mechanism in a known manner and which device also has a transmitter Transmission of the measured variable can be equipped.



  The Re gel device 1, fed by a voltage source U, receives a partial voltage which is dependent on the changes in the secondary voltage supplied to the discharge electrodes of the gas cleaner. As a result of the occasional surges between the electrodes of the cleaner, the electrode voltage Es shows brief but strong fluctuations. So that these fluctuations do not exert any significant influence on the control device, the measuring device has a large time constant of the order of one second, so that the measuring device responds to the mean value of the electrode voltage E.

   The compensation mechanism of the regulating device controls a relay R1 via a switch SS, which in turn controls a motor M which is used to regulate the voltage E and is fed from the mains AC according to FIG. 3 or 4.



  The regulator device acts on the switch SS in such a way that, when the voltage E 'at the discharge electrode increases, the switch <I> SS </I> is closed. If there is no increase in the voltage Es, i.e. if the voltage is constant or decreasing, the switch <I> SS </I> is opened. With reference to FIG. 1, the switch <I> SS </I> is closed when the voltage converts from <I> a </I> to <I> b </I>, and then opened from b to c. If the voltage converts in the opposite direction, the switch <I> SS </I> is closed from c to <I> b </I> and from <I> b </I> to <I> ä </ I > open.



  As FIG. 3 shows, the switch <I> SS </I> controls the relay R1, which has a normally open contact R1C1 and a changeover contact R 1 C2'R 1C3. Two relays R2 and R3 are controlled by the contacts TS2 and TS3 of a time switch TS, each of which relays has a normally open contact R2C or R3C in the circuit of the control motor M.

   The timer TS is set so that every 29 to 32 seconds the contact TS3 is closed for 2 to 3 seconds and that 1 to 2 seconds after it is opened, the contact TS2 is closed for 1 to 2 seconds. Afterwards both contacts TS2 and TS3 remain open for about 25 seconds and then the switching period begins again with the closing of contact TS3. Each of the relay R1, R2 and R3 is energized by a separate current source S.

   The changeover contact of the relay R 1 controls a relay R4 with a normally closed contact R4C1 and a normally open contact R4C2 in the circuit of the control motor M. The relay R4 is excited when the normally closed contact R 1C3 is closed by the discharge of a capacitor C supplied by a direct current source S. when the relay R 1 is picked up, its contact R 1C2 is charged. The excitation time of the relay R4 is determined by the capacitance of the capacitor C and the setting of the resistor r, which is connected in parallel to the winding of the relay R4 and also determines the decay of the discharge current of the capacitor C.



  The power supply of the regulating motor M happens from a separate power source AC, one pole of which is connected directly to the motor M and the other pole of which is connected to the motor M via the contacts of the relays R1, R2, R3 and R4.



  When the voltage E, at the discharge electrode increases from <I> a </I> to <I> b </I> or c to <I> b </I> (FIG. 1), the control device 1 switches the Switch <I> SS </I> on, as already mentioned, so that relay R 1 is brought on. This has the result that the normally open contact R1C1 is closed and the switching contact R1C2 connects the capacitor C to the current source S. If the time switch TS now closes its contact TS3, a circuit is closed via the terminal <I> a </I> of the motor <I> M </I> and the contacts R3C and R4C1, so that the input voltage E increases learns.



  The control device 1 then determines whether the operating point is on branch a-b (switch SS remains closed and relay R 1 pulled in) or on branch b-c (switch SS opens, relay R 1 drops out, relay R4 picks up). In the first case, when the contact TS2 closes, the voltage E is increased again, in the second case not. When the voltage of the discharge electrodes has reached its maximum value in the former case, or in the second case mentioned above (Ast bc), the switch SS opens, so that the relay R 1 drops out, while the relay R4 through the contacts R 1C3 the discharge of the capacitor C is excited.

   This closes the normally open contact R4C2, so that the power source is directly connected to the <I> b </I> terminal of the motor <I> M </I> and the input voltage E is reduced. The relay R4 remains attracted for a certain time, which can be set by means of the resistor r. This time is slightly longer than the sum of the switching duration of contacts TS2 and TS3. The switching duration of the relay R4 can, for. B. five to six seconds he range. As a result of the mode of operation described, the voltage E, is kept in the range of its maximum value, since the speed of the governor motor M is the same in both directions of rotation.



  In the switching arrangement of FIG. 4, the switch <I> SS </I> controls the relay R1, which has a working contact RIC, while the relay R2 with its working contact R2C1 and its rest contact R2C2 in succession through the timer contacts TS2 and TS3 controlled and the relay R3 with its normally open contact R3C is controlled by the timer contact TS4.



  In this example the timer works as follows: Contact TS2 is first closed for 1 to 2 seconds, and after this contact has been switched off, contact TS3 is closed for an equally long period. As soon as contact TS3 is opened again, contact TS4 switches on for a period of 2 to 4 seconds. This switching sequence is repeated every 30 seconds.



  When the voltage of the discharge electrode increases, as stated above, the switch SS is closed and the normally open contact R1C of the relay RI closes. Closing the contact TS2 causes the relay R2 to attract, so that the contact R2C1 is closed and the control motor M is driven in the increase direction to increase the input voltage E.



  However, if the switch SS is open when the contact TS2 is closed, that is, if the voltage supplied to the discharge electrodes does not change or decrease, the relay R2 remains at rest and the relay R3 is energized when the contact TS4 closes the terminal b fed, which causes a reduction in the voltage E through the motor M. Closing the contact TS3 causes the relay R2 to pick up independently of the actuation of the relay R1, so that the motor M is always given a pulse in the increase sense.



  As far as the time sequence is concerned, the contact TS3 is operated as stated before the timer TS4 is operated, since its function, as in the switching arrangement according to FIG. 3, is to prevent the voltage E from becoming too low, which could be the case if the motor M were to be moved further in the decrease direction.



  In the switching arrangement according to FIG. 4, the total increase or increase in the regulation effected by the actuation of the time switches TS2 and TS3 should be approximately equal to the reduction or reduction caused by the time switch TS4.

   However, the mentioned sequence is not required in the switching arrangement according to FIG. 3, since a movement in the reduction direction is communicated to the controller every time the selector switch SS opens up to the point at which the charging circuit for the capacitor C is used for charging of the capacitor is closed for a sufficient period of time.



  It follows from the foregoing that the control frequency of the input conditions is determined by the time switch, which actuates the controller with a predetermined amount at fixed time intervals. Both the amount of the controller change and the frequency of the change are adapted to the respective working conditions.



  It is possible that conditions will arise where the highest mean value of secondary voltage that can be sustained equals a higher value of primary current than can normally be considered advisable to the control device.



  In this case, a device is provided which is effective on the primary side of the control device and opens a relay in the booster line of the regulator at a predetermined value of the current. This prevents any further increase in the current.



  Once this relay is open, any further increase in current can only take place at the expense of a decrease in electrode voltage if the control switch is operating normally and moving the regulator in the direction of decrease.



  The object of this device is to prevent a state from occurring in which the current can become such that the circuit breaker trips frequently as a result.



  The control range is then the best achievable within the limits of the permissible current, that is, it is such that it still contains the maximum value of ES, but possibly no longer includes the range c (FIG. 1) in which the voltage ES falls .



       7 shows an additional device for limiting the current to a predetermined value. This facility can be incorporated into the schemes of FIGS. 3 and 4.



  There is a resistor <I> r7 in one input line of the high-voltage transformer <I> T </I>. </I> The voltage drop across this resistor is proportional to the current flow. A relay R5 with two contacts R5C1 and R5C2 is connected to a sliding contact r75 so that a certain voltage can be branched off to relay R5. The relay R5 is a sensitive relay which is designed in such a way that it picks up at a certain current, so that a different load current flows for each position of the sliding contact r75, which causes the relay R5 to pick up.

   By pulling in relay R5, contacts R5C1 in the increase line to control motor M are opened and contacts R5C2 in the direct line from the AC power source to the decrease line to the motor are closed, so that the motor continues to adjust the control voltage Decrease until the current drops below the predetermined value.



  In the switching arrangement according to FIG. 6, a direct current or alternating current low voltage source feeds a potentiometer DP6, the adjustable sliding contact DP6S of which is operated by the servo mechanism of the control device 1. A volt meter V6 shows the voltage across the potentiometer DP6 in such a way that it is directly proportional to the voltage applied to the discharge electrodes.

   The voltmeter V6 can be arranged at any suitable distance from the gas cleaner P and calibrated in such a way that the electrode voltage can be read directly, although it is actually fed by a low voltage source.



  Since the potentiometer is compensated with the aid of a compensation mechanism, sufficient power is available to rotate the shaft of a device, for example a rotary transmitter. This transmitter can be designed so that the angle through which the shaft rotates is proportional to the movement of the potentiometer control switch to the compensation point for the electrode voltage.



       Fig. 5 shows a circuit arrangement suitable for this purpose. The rotor shaft of the encoder MSMl is driven by the compensation mechanism of the Re gel device 1, and if the movement of the compensation mechanism is directly proportional to the voltage Es, the rotation of the encoder shaft is also proportional to this voltage. The field windings MSM1 <I> f </I> of the encoder are connected to the field windings MSM2f of a receiver MSM2, and the rotor shaft of the receiver carries a pointer P that moves over a scale S.

    The transmitter and receiver are excited by the same alternating current source AC, so that the rotation of the transmitter shaft is exactly reproduced by the receiver shaft and the movement of the receiver shaft is therefore directly proportional to the voltage on the discharge electrodes. The MSM2 receiver therefore displays the voltage at the discharge electrodes at a reasonable and safe distance from the gas cleaner operated with a high voltage.



  Switching contacts can be provided either on the potentiometer shaft or on the display mechanism to activate alarm devices if the mean value of the electrode voltage falls below the level required for effective gas cleaning and, if necessary, to activate the isolating switch. This protects the system from damage if the container is overfilled, so that dust touches the electrode system.



  Of course, the device described can also be used to control the voltage of one or a plurality of rows of gas cleaning electrodes connected to a single rectifier. The same control can be achieved if the input of the control system is connected to the output of the photocell of a smoke density meter arranged at the output of the gas cleaner. In this case, no high resistances are neces sary and the control device works exactly as described above.

   As is well known, the output voltage Ep of the photocell increases with the cleanliness of the cleaning agent's output gases, the higher the electrode voltage of the cleaning agent, the greater the cleanliness. The control device then also works exactly as described above.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Elektrostatischer Gasreiniger, dadurch gekenn zeichnet, dass er mit einer selbsttätigen Regelvorrich tung versehen ist, welche von einer von der Wirksam keit des Reinigers abhängigen Spannung (E, oder<B>EI')</B> gesteuert wird und die Elektrodenspannung (E,) der art regelt, dass sie in einem Bereich, der ihren maxi malen Wert enthält, bleibt. UNTERANSPROCHE 1. PATENT CLAIM Electrostatic gas cleaner, characterized in that it is provided with an automatic control device which is controlled by a voltage (E, or <B> EI ') </B> and the electrode voltage (E ,) regulates the way that it remains in a range that contains its maximum value. SUBSCRIBE 1. Gasreiniger nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet; dass die Regelvorrichtung (1) ein Mess gerät zur Betätigung eines Schalters<I>(SS)</I> aufweist, welcher die Erregung eines Relais (R1) steuert, wo bei ein Regelmotor (M) in der Richtung Erhöhung oder Verringerung der Elektrodenspannung (E<B>)</B> unter Mitwirkung des Relais (R1) zur Drehung ge bracht wird und ein Zeitschalter (TS) ein Arbeiten der Regeleinrichtung in durch Pausen getrennten, nacheinander stattfindenden Perioden bewirkt. 2. Gasreiniger nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zeitschalter (TS) hinsichtlich Schaltfolge, Periodizität und Schliesszeit seiner Kon takte verstellbar ist. 3. Gas cleaner according to claim, characterized in that; that the control device (1) has a measuring device for operating a switch <I> (SS) </I>, which controls the excitation of a relay (R1), where a control motor (M) in the direction of increasing or decreasing the electrode voltage (E <B>) </B> is made to rotate with the assistance of the relay (R1) and a time switch (TS) causes the control device to work in consecutive periods separated by pauses. 2. Gas purifier according to dependent claim 1, characterized in that the timer (TS) is adjustable with regard to switching sequence, periodicity and closing time of its con tacts. 3. Gasreiniger nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitschalter (TS) mindestens zwei Relais (R2, R3) steuert, die in Verbindung mit einem weiteren Relais (R4) zur Betätigung des Re gelmotors (M) für die Erhöhung der Eingangsspan nung (E) arbeiten und dass das weitere Relais (R4) unabhängig vom Zeitschalter zur Betätigung des Re gelmotors für die Verringerung der Eingangsspannung (E) wirkt (Fig. 3). 4. Gasreiniger nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass drei vom Zeitschalter gesteuerte Relais (R1-R3) zur Betätigung des Regelmotors (M) für die Veränderung der Eingangsspannung (E) vor handen sind (Fig. 4). 5. Gas cleaner according to dependent claim 1, characterized in that the time switch (TS) controls at least two relays (R2, R3) which, in conjunction with a further relay (R4) for actuating the control motor (M) for increasing the input voltage (E ) work and that the other relay (R4) acts independently of the timer to operate the Re gelmotor for reducing the input voltage (E) (Fig. 3). 4. Gas cleaner according to dependent claim 1, characterized in that three relays controlled by the timer (R1-R3) for actuating the regulating motor (M) for changing the input voltage (E) are available (Fig. 4). 5. Gasreiniger nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass durch das Erregen des Relais (R1) das Aufladen eines Kondensators (C) bewirkt wird, der sich beim Abfallen dieses Relais (R1) entlädt, um ein anderes Relais (R4) zu erregen, das die Um schaltung des Regelmotors von Erhöhung auf Verringerung der Eingangsspannung (E) steuert. 6. Gasreiniger nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine ein Relais (R5) aufweisende Sicherheitsvorrichtung zur Begrenzung des Ein gangsstroms auf einen festgelegten Wert betätigbar ist (Fig. 7). 7. Gas purifier according to dependent claim 1, characterized in that the energizing of the relay (R1) causes the charging of a capacitor (C) which discharges when this relay (R1) drops in order to energize another relay (R4) which controls the switching of the control motor from increasing to decreasing the input voltage (E). 6. Gas cleaner according to claim, characterized in that a relay (R5) having a safety device for limiting the input current to a specified value can be actuated (Fig. 7). 7th Gasreiniger nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Anzeigevorrichtung (P, S) vorgesehen ist, die vom Gasreiniger aus fernbetätigt wird und die den Entladungselektroden zugeführte Spannung (Es) anzeigt. B. Gasreiniger nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Steuerspannung (Ep) der Re gelvorrichtung (1) durch eine Photozelle eines Rauch dichtemessers geliefert wird. Gas purifier according to patent claim, characterized in that a display device (P, S) is provided which is operated remotely from the gas purifier and displays the voltage (Es) supplied to the discharge electrodes. B. Gas purifier according to claim, characterized in that the control voltage (Ep) of the gel device Re (1) is supplied by a photocell of a smoke density meter.
CH357376D 1956-07-19 1956-07-19 Electrostatic gas cleaner CH357376A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0050883A1 (en) * 1980-10-25 1982-05-05 Metallgesellschaft Ag Optical regulating process for the operating tension of an electrostatic separator

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