DE1276001B - Verfahren zur Spannungsreglung von elektrostatischen Staubabscheidern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

BOId

Deutsche KL: 12 e - 5

Nummer: 1276 001

Aktenzeichen: P 12 76 001.9-23 (M 64844)

Anmeldetag: 10. April 1965

Auslegetag: 29. August 1968

Spannungsregelungen von elektrostatischen Staubabscheidern, bei denen die Spannung so hoch geregelt wird, daß dauernde Spannungsdurchbrüche auftreten, sind bekannt. In diesen Fällen nimmt die Abscheideleistung zunächst mit der Anzahl der Spannungsdurchbrüche pro Zeiteinheit zu, um nach Überschreiten eines Optimums wieder abzufallen. Erfahrungsgemäß ergeben sich optimale Werte für etwa 150" Überschläge pro Minute. Die Spannungssteuerung erfolgt so, daß diese optimale Überschlagszahl dauernd eingehalten wird. Zur elektrischen Erfassung der Überschlagszahl werden meistens die bei den Spannungsdurchbrüchen auftretenden Stromänderungen herangezogen. Diese impulsartigen Stromänderungen werden meist auf der Sekundärseite des Hochspannungstransformators abgenommen.

Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Impulsabnahme oder die Auskoppelung der Impulse primärseitig vorgenommen wird. Der Impulsabgriff oder die Auskoppelung der Impulse erfolgt in der Praxis galvanisch auf drei verschiedene Arten. Die erste¹ dieser drei Arten ist der ohmsche Abgriff oder die ohmsche Auskoppelung der Impulse, wie dies beispielsweise in den deutschen Auslegeschriften 1148 977 und 1179 541 beschrieben wird. Die Auskoppelung auf induktive Weise beschreibt die USA.-Patentschrift 2 297 740. Eine ähnlich der induktiven Auskoppelung weit verbreitete Form ist der kapazitive Impulsabgriff auf der Hochspannungsseite, wie er beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 623 608 beschrieben ist. Meistens werden die ausgekoppelten Impulse verstärkt, umgeformt und man erhält von der Überschlagszahl abhängige Strom- und Spannungswerte, die zur Steuerung eines Regelgliedes ausgenutzt werden. Nach den neuesten Erkenntnissen der Praxis sind die Regelglieder, Verstärker und Impulsumformer meist mit Transistoren ausgerüstet.

Schwierigkeiten haben sich bisher immer bei den erwähnten Arten der Auskoppelung der Strom- und Spannungsimpulse ergeben. Die durch die Spannungsdurchbrüche ausgelösten hochfrequenten Ausgleichsvorgänge erzeugen Überspannungen, und diese führen zu Beschädigungen in den der Koppeleinrichtung nachgeschalteten elektronischen Bauteilen, besonders den überspannungsempfindlichen Transistoren. Deshalb sind Vorschläge gemacht worden, wie beispielsweise die britische Patentschrift 783 922 zeigt, mittels radioaktiver Strahlung unter Anwendung von Geiger-Müller-Zählern Regelkreise miteinander zu koppeln. Abgesehen von der Gefährlichkeit der radioaktiven Strahlung ergaben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Empfindlichkeit der Regel-Verfahren zur Spannungsreglung von
elektrostatischen Staubabscheidern

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,

6000 Frankfurt, Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:

Horst-Günter Eishold, 6000 Frankfurt

einrichtung, wenn diese beispielsweise über Zählrohre gesteuert wurde. Der Nulleffekt durch atmosphärische Strahlung liegt im allgemeinen so hoch,

ao daß ein ständiges Ansprechen der Regelanordnung befürchtet werden muß, wenn die Empfindlichkeit nicht hinreichend gedämpft wird. Dadurch besteht jedoch die Gefahr, daß wegen der herabgesetzten Empfindlichkeit die eigentlichen Steuerimpulse nicht mehr alle erfaßt werden. Anordnungen dieser Art haben sich auch aus diesem Grund als ungünstig erwiesen.

Bei der Anordnung zur selbsttätigen Regelung auf konstante elektrische Spannung mittels Kohledruckreglern zur Verwendung in Zugbeleuchtungsanlagen, Postverstärkeranlagen, medizinischen Behandlungsgeräten und bei elektrischen Haushaltsgeräten ist es bekannt, Lichtimpulse zur Steuerung heranzuziehen. Nach der Erfindung kann die Überspannungsgefährdung durch Verwendung eines optischen Koppelgliedes vermieden werden.

Die Erfindung schlägt ein Verfahren vor zur Spannungsregelung von elektrostatischen Abscheidern in Abhängigkeit von der Anzahl und/oder der Intensität der elektrischen Durchbrüche, wobei die Übertragung der elektrischen Durchbrüche vom Spannungsversorgungskreis des Abscheiders auf den Regelkreis auf optischem Wege durch Lichtsignale in bekannter Weise erfolgt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Helligkeitsschwankungen an einer im Hochspannungsversorgungsschaltkreis eingeschalteten Glühoder Glimmlampe, die auf die elektrischen Durchbrüche im elektrostatischen Staubabscheider anspricht, von einem in den Steuerkreis eingeschalteten Fotoelement registriert und in bekannter Weise in elektrische Steuerimpulse umgewandelt.

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Nach der Erfindung kann die Glüh- oder Glimmlampe einem Ohmschen Widerstand im Hochspannungsversorgungsschaltkreis parallel geschaltet sein.

Die kurzzeitigen Stromänderungen der Spannungsdurchbrüche erzeugen Helligkeitsschwankungen des Glühfadens, die von der Selenzelle aufgenommen werden. Ihre äquivalenten Spannungsänderungen dienen nach der Vorverstärkung in einem Transistor zur Aussteuerung eines beliebigen Regelkreises.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die

F i g. 1 zeigt die optische Auskoppelung der Stromänderungsimpulse in einer schematischen Darstellung sowie ein kurzes Schaltschema unter Verwendung eines beliebig gestalteten Reglers; die

F i g. 2 zeigt eine Variante der Auskoppelung mit nachgeschaltetem Verstärker und Schmitt-Trigger-Stufe.

Der schematisch dargestellte elektrostatische Staubabscheider 1 besteht aus den Sprühelektroden 2 und den Niederschlagselektroden 3. Die Sprühelektroden sind über die Zuleitung 4 mit der Hochspannungsquelle, die nicht gezeichnet ist, verbunden, die Niederschlagselektroden über die Leitung 5 mit Erde. In F i g. 1 ist in die Erdleitung ein variabler Ohmscher Widerstand 6 eingeschaltet, dem eine Glüh- oder Glimmlampe? parallel liegt. Je nach den Stromänderungen gemäß den Spannungsdurchbrüchen im elektrostatischen Entstauber schwankt die Helligkeit der Glüh- oder Glimmlampe?. Diese Helligkeits-Schwankungen werden von einem Fotoindikator 8 aufgenommen, über einen Transistor 9 verstärkt und einem beliebigen Impulsumformer oder einer Integratorstuf e 10 zugeführt. Diese erhält ihre Speisespannung über die Klemmen 11. Am Ausgang 12 wird eine der Anzahl der Stromschwankungen entsprechende Zahl von Impulsen abgegriffen und in gewohnter Weise einer nicht gezeichneten Steuervorrichtung für die Steuerung der Elektroabscheiderspannung zugeführt. Der Einfachheit der Darstellung halber ist der Impulsumformer oder die Integratorstufe 10 nur schematisch gezeichnet Vorrichtungen sind in dieser Art hinreichend bekannt und gehören dem Stand der Technik an. Sie können beispielsweise aus den eingangs angeführten Patentschriften entnommen werden. Das gleiche gilt für die erwähnte Steuervorrichtung, die ebenfalls diesen Patentschriften als bekannt entnommen werden kann. -■-"''

Die Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig, Ϊ dadurch, daß die Glüh- oder Glimmlampe? dem elektrostatischen Staubabscheider 1 parallel geschaltet ist. Der Abgriff der Spannung für die Glimm- oder Glühlampe 7 erfolgt über die zwei parallelgeschalteten Widerstände 6' und 6, von denen der letztere ebenfalls variabel ist. Auch hier werden die Helligkeitsschwankungen der Lampe von einem Fotoindikator 8 aufgenommen und einem Verstärker, bestehend aus einem Transistor 9, aufgegeben. Der mit 10 bezeichnete Impulsumformer aus F i g. 1 ist in Fig. 2 eine Schmitt-Trigger-Stufe. Der Einfachheit des Beispiels halber wurde eine solche hier gewählt. Die Schmitt-Trigger-Stufe wird von den Spannungsänderungen des Fotoindikators 8, die über den Transistor 9 verstärkt werden, ausgesteuert. An ihrem Ausgang 12 erscheint eine der Anzahl der Stromschwankungen entsprechende Zahl von Rechteckimpulsen. Die Weiterverarbeitung der Impulse erfolgt in der gewohnten Weise.

Messungen mit den vorgeschlagenen Anordnungen haben ergeben, daß bei der Wahl dünner Glühfaden noch Impulsfrequenzen von über 100 Hz optisch übertragen werden können.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Hochspannung elektrostatischer Staubabscheider, wobei eine neue Art der Auskoppelung der Impulse verwendet wird, liegt auf der Hand. Da kein direkter elektrischer Kontakt zwischen den hochspannungsführenden Teilen und der Steuer- bzw. Regelvorrichtung vorhanden ist, können Schaden durch von hochfrequenten Ausgleichsvorgängen erzeugten Überspannungen an den elektronischen Bauteilen nicht mehr auftreten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Spannungsregelung von elektrostatischen Abscheidern in Abhängigkeit von der Anzahl und/oder der Intensität der elektrischen Durchbrüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der elektrischen Durchbrüche vom Spannungsversorgungskreis des Abscheiders auf den—Regelkreis auf optischem Wege durch Lichtsignale erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Helligkeitsschwankungen einer im Hochspannungsversorgungsschaltkreis eingeschalteten Glühlampe oder Glimmlampe von einem in den Steuerkreis eingeschalteten Fotoelement registriert und in bekannter Weise in elektrische Steuerimpulse umgewandelt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühlampe

- oder Glimmlampe einem gegebenenfalls variablen Ohmschen Widerstand im Hochspannungsversorgungsschaltkreis parallel geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 181893, 892 624,
1080 979, 1148 977, 1179 541;
britische Patentschrift Nr. 783 922;
USA.-Patentschriften Nr. 2297 740, 2623 608.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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