DE19701983C1 - Annular ring injector for cleaning dry filter elements in an installation with multiple elements - Google Patents
Annular ring injector for cleaning dry filter elements in an installation with multiple elementsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Ringspaltinjektor, insbesondere für ein- und mehrere Injektorstufen, bestehend aus einem Strömungsrohr, an dessen äußerem Umfang am oberen Rohrende ein mit einem Reinigungsgasanschluß versehender Kanal angeordnet ist, der nach innen radial in einen als Düse wirkenden Ringspalt mündet.The invention relates to an annular gap injector, in particular for one and several injector stages from a flow tube, on its outer circumference at the top Pipe end with a cleaning gas connection Channel is arranged, the radially inward as a Nozzle-acting annular gap opens.
Nach der DE 30 04 453 A1 ist ein Zweistufen-Injektor zur Abgasreinigung von Staubfiltern bekannt, bestehend aus einem Gehäuse, das durch einen Trennboden in eine Rohgas kammer und eine Reingaskammer getrennt ist. In dem Trennboden sind soviel kreisförmige Öffnungen vorgesehen, wie Filterelemente vorhanden sind. Die Rohgaskammer des Gehäuses ist mit einem Rohgaseinlaß für das mit Staub beladene Rohgas und mit einem Staubaustrag zum Abziehen des ausgefilterten Staubes versehen. Die Reingaskammer hat einen Reingasauslaß für das Reingas. In die kreisförmigen Öffnungen sind Filterelemente eingehängt. Koaxial zur Öffnung eines jeden Filterelementes ist eine Einlaufdüse vorgesehen. Jede Einlaufdüse hat an ihrem Einlauf ein Radius, der mit der Krümmung nach außen in den Reingasraum weist. Im Reingasraum sind an der Druckluftzuführungs leitung Ringspaltinjektoren mit Anschlußmuffen angebracht. Am Ringspaltinjektor ist ein ringförmiger Kanal angeordnet, der nach innen radial in einen Ringspalt mündet, der als "Coanda"-Düse bezeichnet wird. Dieser Spalt ist kleiner und für radial nach innen zu einem zylindrischen Austrittsrohr des Ringspaltinjektors.According to DE 30 04 453 A1, a two-stage injector is used Exhaust gas cleaning of dust filters known, consisting of a housing that passes through a partition into a raw gas chamber and a clean gas chamber is separated. By doing There are so many circular openings in the partition, how filter elements are present. The raw gas chamber of the Housing is with a raw gas inlet for that with dust loaded raw gas and with a dust discharge to extract the filtered dust. The clean gas chamber has a clean gas outlet for the clean gas. In the circular Filter elements are hung in openings. Coaxial to The opening of each filter element is an inlet nozzle intended. Each inlet nozzle has one at its inlet Radius with the curvature outwards into the clean gas space points. In the clean gas room are at the compressed air supply Line annular gap injectors with connecting sleeves attached. An annular channel is arranged on the annular gap injector, which opens radially inwards into an annular gap, which as "Coanda" nozzle is called. This gap is smaller and for radially inwards to a cylindrical outlet pipe of the annular gap injector.
Nachteil dieser Erfindung sind die in Reihe geschalteten Ringspaltinjektoren, die nur gemeinsam mit Druckluft beaufschlagt werden können und somit die Filterelemente unabhängig von der anhaftenden Partikelmenge in Zeitintervallen reinigen. Dieses unkontrollierte Abblasen der Partikelmenge führt gelegentlich zu Materialhäufungen durch diskontinuierlichen Austrag des Filterpulvers am Ausgang der Reinigungsvorrichtung und ggf. zur Verstopfung des Materialausganges. Weiterhin entsteht durch den starken Druck der Reinigungsluft der gemeinsam geschalteten Ringspaltinjektoren ein störender Rückstoß auf die vorgeschaltete Prozeßanlage.The disadvantage of this invention is that it is connected in series Annular gap injectors that only work together with compressed air can be applied and thus the filter elements regardless of the adhering amount of particles in Clean time intervals. This uncontrolled blow off the amount of particles occasionally leads to material accumulation by discontinuous discharge of the filter powder on Output of the cleaning device and possibly for constipation of the material exit. Furthermore, the strong Pressure of the cleaning air of the jointly switched Annular gap injectors a disturbing recoil to the upstream process plant.
Aufgabe der Erfindung ist es, Ringspaltinjektoren zu schaffen, die ohne Ventilschaltungen am Zulauf des Reinigungsgases zum Reinigen von Filterelementen gesteuert werden können, wobei die Ringspaltinjektoren in einer Reinigungsvorrichtung in Abhängigkeit der anhaftenden Partikelmenge an den jeweils zugeordneten Filterelementen einzeln aktivierbar sein sollen und somit ein quasi kontinuierliches Austragen der Partikel aus der Reinigungsvorichtung ohne störenden Einfluß auf die vorgeschaltete Prozeßanlage erreichen.The object of the invention is to form annular gap injectors create that without valve circuits on the inlet of the Cleaning gas controlled for cleaning filter elements can be, the annular gap injectors in one Cleaning device depending on the adherent Amount of particles on the respective assigned filter elements should be activated individually and thus a quasi continuous discharge of the particles from the Cleaning device without interfering with the reach upstream process plant.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.According to the invention, the object is characterized by the features of Claim 1 solved. Beneficial Embodiments of the invention are in claims 2 to 10 described.
Vorteilhaft an der Erfindung ist das Zuschalten des Reinigungsgases durch einen Ventil, das nur mit geringvolumiger Steuerluft betrieben wird. Diese Ventile sind kostengünstig und somit für jeden Ringspaltinjektor in einer Reinigungsvorrichtung einsetzbar. Da die Schalt intervalle für die einzelnen Ringspaltinjektoren in Abhängigkeit von der vollen Funktionsfähigkeit der Filterelemente (Menge der anhaftenden Partikel) erfolgt, wird das Abströmen von unnötigem Reinigungsgas vermieden. Außerdem kann die Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit der Filterelemente von ihrer Plazierung in der Reinigungsvorrichtung berücksichtigt werden, da die Filterelemente in der Nähe der Zuströmöffnung des zu reinigenden Gases in der Reinigungsvorrichtung wesentlich stärker mit Partikeln behaftet werden. Durch die in unterschiedlichen Zeitintervallen aktivierbaren Ringspaltinjektoren wird ein störender Rückstoß auf die vorgeschaltete Prozeßanlage vermieden. Die Lösung ist auch so gestaltbar, daß ausgewählte Gruppen von Ringspaltinjektoren gemeinsam schaltbar sind. The advantage of the invention is that the Cleaning gas through a valve that only with low-volume control air is operated. These valves are inexpensive and therefore suitable for every annular gap injector a cleaning device can be used. Since the switching intervals for the individual annular gap injectors in Dependence on the full functionality of the Filter elements (amount of adhering particles), the flow of unnecessary cleaning gas is avoided. In addition, the dependency of the functionality of the Filter elements from their placement in the Cleaning device are taken into account because the Filter elements near the inlet opening of the cleaning gas in the cleaning device essential are more contaminated with particles. By in can be activated at different time intervals Annular gap injectors will cause an annoying recoil to the upstream process plant avoided. The solution is too so customizable that selected groups of Annular gap injectors can be switched together.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is illustrated below with reference to two Exemplary embodiments explained in more detail. The associated Drawings show:
Fig. 1: Eine Schnittdarstellung eines Ringspaltinjektors nach erstem Ausführungbeispiel einschließlich der in Wirkverbindung stehenden Aggregate. Fig. 1: A sectional view of an annular gap injector according to the first embodiment including the units in operative connection.
Fig. 2: Detailansicht aus Fig. 1 FIG. 2: detailed view from FIG. 1
Fig. 3: Eine Schnittdarstellung eines Ringspaltinjektors nach zweitem Ausführungbeispiel einschließlich der in Wirkverbindung stehenden Aggregate. Fig. 3: A sectional view of an annular gap injector according to the second embodiment including the units in operative connection.
Im ersten Ausführungsbeispiel sind in einem Druckkörper 8 mehrere nicht dargestellte Ringspaltinjektoren angeordnet. Bei jedem Ringspaltinjektor ist das Strömungsrohr 2 mit seinem oberen Bereich in dem Druckkörper 8 angeordnet, wodurch der Druckkörper 8 eine Art Kastenprofil mit obiger Ringöffnung aufweist. Zur Versorgung mit Reinigungsgas steht der Innenraum (Kastenprofil) des Druckkörpers 8 über ein Ventil 12 mit einem Drucklufterzeuger bzw. -behälter 11 in Wirkverbindung. Auf dem Ende des Strömungsrohres 2 ist ein Kanalinnenring 15 angeordnet, der an seinem inneren Rand radiale Krümmungen zum Inneren des Strömungsrohres 2 aufweist. Weiterhin ist auf dem Druckkörper 8 ein Außenring 1 befestigt, auf dem ein Oberteilring 3 angeordnet ist, dessen Innenrand an der radialen Krümmung des Kanal innenringes 15 mündet, wodurch der Ringspalt 13 gebildet wird. Durch diese Teilegestaltung entsteht zwischen Kanalinnenring 15 und Außenring 1 bzw. Kanalinnenring 15 und Oberteilring 3 ein Kanal 14, der am Ringspalt 13 ausläuft. In dem Kanal 14 ist zum Absperren des Durchgangs des Reinigungsgases eine Kreisringmembrane 4 angeordnet. Dabei ist der Außenrand der Kreisringmembrane 4 zwischen dem Außenring 1 und dem Oberteilring 3 eingespannt bzw. eingeschweißt und der Innenrand der Kreisringmembrane 4 ist mit dem Oberteilring 3 fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Zur Abdichtung ist zwischen Außenring 1 und Oberteilring 3 ein Dichtelement 5 angeordnet. Durch diese Kreisringmembranenanordnung bildet sich zwischen Kreisringmembrane 4 und Oberteilring 3 ein Ringkanal 16, der über ein Ventil 10 mit einem Drucklufterzeuger 9 in Wirkverbindung steht. Das Ventil 10 steht weiterhin mit einer Steuerung 7 in Wirkverbindung.In the first embodiment, a plurality of annular gap injectors, not shown, are arranged in a pressure body 8 . In each annular gap injector, the flow tube 2 is arranged with its upper region in the pressure body 8 , as a result of which the pressure body 8 has a type of box profile with the above ring opening. To supply cleaning gas, the interior (box profile) of the pressure body 8 is operatively connected to a compressed air generator or container 11 via a valve 12 . At the end of the flow tube 2 , an inner channel ring 15 is arranged, which has radial curvatures on the inner edge to the inside of the flow tube 2 . Furthermore, an outer ring 1 is fastened on the pressure body 8 , on which an upper part ring 3 is arranged, the inner edge of which opens at the radial curvature of the channel inner ring 15 , as a result of which the annular gap 13 is formed. By this design parts is formed between the channel inner ring 15 and outer ring 1 and inner ring channel 15 and the upper part of ring 3, a channel 14 which terminates at the annular gap. 13 A circular membrane 4 is arranged in the channel 14 to shut off the passage of the cleaning gas. Here, the outer edge of the annular diaphragm 4 is clamped between the outer ring 1 and the top ring 3 and welded and the inner edge of the annular diaphragm 4 is fixedly connected to the top ring 3, for example welded. A sealing element 5 is arranged between outer ring 1 and upper part ring 3 for sealing. This annular membrane arrangement forms an annular channel 16 between the annular membrane 4 and the upper part ring 3 , which is operatively connected to a compressed air generator 9 via a valve 10 . The valve 10 is still in operative connection with a controller 7 .
Die Ringspaltinjektoren sind in bekannter Art in eine Gasreinigungsvorrichtung mit beispielsweise zwei Injektorstufen eingebaut und dienen der Reinigung von Filterelementen 17, die im Gasreinigungsprozeß mit Partikeln behaftet werden.The annular gap injectors are installed in a known manner in a gas cleaning device with, for example, two injector stages and are used to clean filter elements 17 which are contaminated with particles in the gas cleaning process.
Dazu ist das Reinigungsgas über das Ventil 12 in den Innenraum des Druckkörpers 8 mit einem Druck von vorzugsweise etwa vier bar zugeschaltet. Gleichzeitig liegt im Ringkanal 16 Druckluft mit einem Steuerdruck von vorzugsweise sechs bar an. Der Druckunterschied drückt die Kreisringmembrane 4 gegen das Dichtelement 6, wodurch kein Reinigungsgas über den Ringspalt 13 ausströmt. Nachdem an dem zugeordnetem Filterelement 17 genügend Partikel anhaften, wird das Ventil 10 geschlossen, der Steuerbefehl kommt von der Steuerung 7. Mit Entlüften des Ringkanals 16 liegt an der Kreisringmembrane 4 kein Steuerdruck an, wodurch sich der Kanal 14 öffnet und das Reinigungsgas über den Ringspalt 13 zum Reinigen der Partikel am Filterelement 17 entströmt. Nach dem Reinigen des Filterelementes 17 wird im Ringkanal 16 die Druckluft wieder zugeschaltet, wodurch sich die Kreisringmembrane 4 gegen das Dichtelement 6 legt und das Abströmem des Reinigungsgases abschaltet. Die Schaltintervalle für das Reinigen der Partikel werden auf Grund von Erfahrungswerten geschaltet. Da die Filter elemente 17 entsprechend der Plazierung der Injektorstufen in der Reinigungsvorrichtung (unterschiedliche Plazierung zu der Gaszuströmöffnung) in zeitlicher Abhängigkeit unterschiedlich stark mit Partikeln behaftet werden, ist diese Abhängigkeit in den Schaltintervallen berücksichtigt. Dadurch werden nur die jeweils stark mit Partikeln behafteten Filterelemente 17 gereinigt und es kann ein störungsfreier Abtransport der entfernten Partikel in einem quasi kontinuierlichem Prozeß erfolgen. Durch die Einzelschaltung der Ringspaltinjektoren entsteht kein störender Rückstoß in der vorgeschalteten Prozeßanlage. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, die Filterelemente 17 mit Sensoren zur Messung der anhaftenden Partikelmenge zu versehen, diese Meßergebnisse in der Steuerung zu Befehlen für das Schalten der Druckluft im Ringkanal 16 zum Reinigen der Partikel an den Filterelementen 17 zu verarbeiten.For this purpose, the cleaning gas is switched on via the valve 12 into the interior of the pressure body 8 with a pressure of preferably approximately four bar. At the same time, 16 compressed air is present in the ring channel with a control pressure of preferably six bar. The pressure difference presses the annular membrane 4 against the sealing element 6 , as a result of which no cleaning gas flows out through the annular gap 13 . After sufficient particles adhere to the assigned filter element 17 , the valve 10 is closed, the control command comes from the controller 7 . When the annular channel 16 is vented, there is no control pressure on the annular membrane 4 , as a result of which the channel 14 opens and the cleaning gas flows out via the annular gap 13 for cleaning the particles on the filter element 17 . After cleaning the filter element 17 , the compressed air is switched on again in the annular channel 16 , as a result of which the annular membrane 4 lies against the sealing element 6 and switches off the outflow of the cleaning gas. The switching intervals for cleaning the particles are switched based on experience. Since the filter elements 17 are contaminated with particles to different degrees depending on the placement of the injector stages in the cleaning device (different placement to the gas inflow opening), this dependence is taken into account in the switching intervals. As a result, only the filter elements 17, each of which is heavily contaminated with particles, are cleaned, and the removed particles can be removed without problems in a quasi-continuous process. By switching the ring gap injectors individually, there is no disruptive recoil in the upstream process system. It is also within the scope of the invention to provide the filter elements 17 with sensors for measuring the amount of adhering particles, to process these measurement results in the control system for commands for switching the compressed air in the ring channel 16 for cleaning the particles on the filter elements 17 .
Im zweiten Ausführungsbeispiel wird eine analoge Grundanordnung aus dem ersten Ausführungsbeispiel benutzt. Im Unterschied dazu ist das Strömungsrohr 2 mit seinem oberen Bereich in einem Druckkörper 8 und auf dem Ende des Strömungsrohres 2 ein mit einem Ringkanal 21 versehener Unterteilring 20 angeordnet, auf dem ein Oberteilring 3 angeordnet ist. Der Innenrand des Oberteilringes 3 mündet an der radialen Krümmung des Unterteilringes 20, wodurch der Ringspalt 13 gebildet wird. Zwischen dem Ringkanal 21 und dem Innenraum des Druckkörpers 8 (Reinigungsgas zuführung) ist vorzugsweise ein Absperrelement angeordnet ist. Bei dem Absperrelement ist vom Ringkanal 21 aus zum Druckkörperinnenraum hin eine Ventilbohrung 22 eingebracht, die druckkörperseitig innerhalb der Ventilbohrung 22 einen Ventilsitz 23 aufweist. Auf dem Ventilsitz 23 sitzt ein hubbewegbarer Sperrkörper 24, der ringkanalseitig mit einem durch ein Führungsstück 25 geführten Druckstift 26 verbunden ist. Das Führungsstück 25 weist von der eigentlichen Führung aus nur seitliche Ausleger auf, so daß am Ringkanal 21 zum Ringspalt 13 ein Reinigungsgasdurchgang gewährleistet ist. Am anderen Ende des Druckstiftes 26 ist eine Druckmembrane 18 angeordnet, die im Oberteilring 3 befestigt ist. Auf der dem Druckstift 26 gegenüberliegenden Seite der Druckmembrane 18 ist ein Druckraum 19 angeordnet, der über das Ventil 10 mit dem Druckerzeuger 9 in Wirkverbindung steht. Zur Versorgung mit Reinigungsgas steht der Innenraum des Druckkörpers 8 über ein Ventil 12 mit einem Drucklufterzeuger bzw. -behälter 11 in Wirkverbindung.In the second exemplary embodiment, an analog basic arrangement from the first exemplary embodiment is used. In contrast to this, the flow tube 2 is arranged with its upper region in a pressure body 8 and on the end of the flow tube 2 there is a lower part ring 20 provided with an annular channel 21 , on which an upper part ring 3 is arranged. The inner edge of the upper part ring 3 opens at the radial curvature of the lower part ring 20 , as a result of which the annular gap 13 is formed. A shut-off element is preferably arranged between the annular channel 21 and the interior of the pressure body 8 (supply of cleaning gas). In the shut-off element, a valve bore 22 is introduced from the annular channel 21 toward the pressure body interior, which has a valve seat 23 inside the valve bore 22 on the pressure body side. On the valve seat 23 there is a stroke-movable blocking body 24 which is connected on the ring channel side to a pressure pin 26 guided by a guide piece 25 . The guide piece 25 has only lateral cantilevers from the actual guide, so that a cleaning gas passage is ensured on the annular channel 21 to the annular gap 13 . At the other end of the pressure pin 26 , a pressure membrane 18 is arranged, which is fastened in the upper part ring 3 . A pressure chamber 19 is arranged on the side of the pressure diaphragm 18 opposite the pressure pin 26 and is operatively connected to the pressure generator 9 via the valve 10 . To supply cleaning gas, the interior of the pressure body 8 is operatively connected to a compressed air generator or container 11 via a valve 12 .
Auch die Wirkungsweise und die Anwendungsbedingungen diese Ringspaltinjektors verlaufen analog dem ersten Ausführungsbeispiel.Also the mode of operation and the conditions of use Annular gap injector run analogous to the first Embodiment.
Das Reinigungsgas liegt in dem Innenraum des Druckkörpers 8 mit einem Druck von vorzugsweise etwa vier bar an.The cleaning gas is in the interior of the pressure body 8 at a pressure of preferably about four bar.
Gleichzeitig liegt im Druckraum 19 Druckluft mit einem Steuerdruck von vorzugsweise sechs bar an. Der Druckunterschied drückt die Druckmembrane 18 in Richtung Ventilsitz 23, wodurch der Sperrkörper 24 sich nach unten bewegt und auf dem Ventilsitz 23 abdichtend aufsitzt. Damit strömt kein Reinigungsgas über den Ringspalt 13 aus.At the same time there is compressed air in the pressure chamber 19 with a control pressure of preferably six bar. The pressure difference presses the pressure membrane 18 in the direction of the valve seat 23 , as a result of which the blocking body 24 moves downward and sits sealingly on the valve seat 23 . So that no cleaning gas flows out through the annular gap 13 .
Nachdem an dem zugeordnetem Filterelement 17 genügend Partikel anhaften, wird das Ventil 10 geschlossen, der Steuerbefehl kommt von der Steuerung 7. Mit Entlüften des Druckraumes 19 liegt an der Druckmembrane 18 kein Steuerdruck an, wodurch durch den Reinigungsgasdruck der Sperrkörper 24 aus seinem Dichtsitz nach oben bewegt wird und das Reinigungsgas vom Innenraum des Druckkörpers 8 aus über die Ventilbohrung 22, den Ringkanal 21 und dem Ringspalt 13 zum Reinigen der Partikel am Filterelement 17 entströmt. Nach dem Reinigen des Filterelementes 17 wird im Druckraum 19 die Druckluft wieder zugeschaltet, wodurch sich die Druckmembrane 18 wieder in Richtung Ventilsitz 23 und damit den Sperrkörper 24 zum Dichtsitz bewegt. Damit ist des Reinigungsgasdurchgang geschlossen und es strömt kein Reinigungsgas über den Ringspalt 13 aus.After sufficient particles adhere to the assigned filter element 17 , the valve 10 is closed, the control command comes from the controller 7 . When the pressure chamber 19 is vented, there is no control pressure on the pressure membrane 18 , as a result of which the blocking body 24 is moved upward out of its sealing seat by the cleaning gas pressure and the cleaning gas from the interior of the pressure body 8 via the valve bore 22 , the annular channel 21 and the annular gap 13 Cleaning of the particles on the filter element 17 flows out . After cleaning the filter element 17 , the compressed air is switched on again in the pressure chamber 19 , as a result of which the pressure membrane 18 moves again in the direction of the valve seat 23 and thus the blocking body 24 to the sealing seat. The cleaning gas passage is thus closed and no cleaning gas flows out through the annular gap 13 .
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