DE2045872B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen kontrolle des verschmutzungsgrades der luft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur itinuierlichen Kontrolle des Verschmutzungsgrades dem Luftansaugstutzen einer Maschine zufließen-1 Luft mit einem ein Filterelement aufweisenden erwacher, der bei dem durch Verschmutzung des erelements ansteigenden Strömungswiderstand ein ntroilsignal gibt.

η der US-PS 30 33 030 wird eint: Vorrichtung zur itinuierlichen Kontrolle des Verschmutzungsgrades der dem Luftansaugstutzen einer Maschine zufließenden Luft beschrieben. Diese bekannte Einrichtung arbeitet derart, daß der durch die Verschmutzung des ' uftreinigers ansteigende Strömungswiderstand ein Kcntrollsignal auslöst, das einstellbar ist und das einen b-stimmten Verschmutzungsgrad des Filters anzuzeigen in der Lage ist. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß ein rechtzeitiges Auswechsein des Luftreinigers vorgenommen wird.

Mit dieser bekannten Vorrichtung kann der Verschmutzungsgrad der atmosphärischen Luft festgestellt werden. Ein Bruch im Filter des Luftreinigers oder ein Leck im Zuleitungsnetz zwischen Luftreiniger und Motor wird aber durch diese bekannte Einrichtung nicht erfaßt so daß dann durch in den Motor eintretende Feststoffpartikelchen ein Motorverschleiß oder Maschinenverschleiß eintreten kann. Auch kann ein unrichtiger Zusammenbau des Luftreinigers, beispielsweise ein falsches Einsetzen des Filters im Luftreiniger, derartige schädliche Wirkungen hervorrufen. In solchen Fällen wird durch die bekannte Vorrichtung kein Warnsignal erzeugt, so daß diese Störungen unbemerkt bleiben, was zu schweren Maschinenschäden, insbesondere bei in staubigen Arbeitsverhältnissen arbeitenden Maschinen, wie Baumaschinen od. dgl, führen kann.

Es ist bekanntgeworden, um sich gegen die Wirkung derartiger sogenannter Stablecks zu schützen, innerhalb des Luftreinigers ein Sekundärfilterelement einzubauen. Dieses sogenannte Sicherheitselement ist einfach ein weiterer Filter, der in Serie mit dem ersten Filter geschaltet ist. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie die Größe und die Kosten des Luftreinigers erheblich vergrößern, und zeigen auch wiederum Lecks im eigentlichen Reinluftweg nicht an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zuschaffe, die kurz vor der Ansaugstelle des Motors im Reinluftweg den Verschmutzungsgrad der dort fließenden Luft anzeigt.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Filterelement in den Reinluftweg stromabwärts des eigentlichen Luftreinigers eingeschaltet ist. ,

Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet derart, daß eine Probe der im Reinluftweg fließenden Luft kontinuierlich durch einen Überwacher geschickt wird, der aus einem kleinen Stück eines passenden Filtermediums besteht. Unter normalen Arbeitsbedingungen ohne Staublecks im System bleibt der Luftwiderstand, hervorgerufen durch den Filterüberwacher, relativ konstant. Es ergibt sich nur eine kleine Widerstandsänderung, da nur sehr kleine Staubteilchen hinter dem Luftreiniger, d. h. also im Reinluftweg, vorhanden sind, und da der Stabanteil, der durch den Luftreiniger hindurchgeht, auch den Überwacherfilter passiert. Wenn ein Staubleck auftritt, sind wesentlich größere Staubteilchen im Reinluftweg vorhanden und in diesem Fall ändert sich der Widerstand des Überwacherelements, wobei dieser Widerstand ein Kontrollsignal erzeugt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich auf alle Motorenarten anwenden und kann in vorhandene Systeme ohne Vergrößerung des Aufnahmesystems eingebaut werden. Das System ergibt keine wesentlichen zusätzlichen Ansaugverluste für den Motor. Wird das Überwachersystem genau vor dem Motor eingebaut, schützt es gegen alle Ansauglecks, d.h. nicht nur gegen die. die im Reinigungssystem selbst auftreten. Das System überwacht fortlaufend den Luftstrom und

erzeugt kurz nach Erscheinen eines Stabublecks ein Warnsignal, vorzugsweise an einem Ort in Entfernung von Luftreiniger und im Blickfeld der Bedienungsperson. Die Benutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung macht die Benutzung anderer Sicherhehselemente überflüssig und verhindert kostspielige Niotorenausfälle, die durch Filterbruch oder andere Staublecks eintreten können.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen definiert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Schema des Überwachersystems, angewandt auf Vergasermotoren,

Fig.2 ein Schema des Überwachersystems, angewandt auf Turbo- oder Überlader-Motoren,

Fig.3 ein Schema des Überwachersystems, angewandt auf selbstansaugende Motoren,

F i g. 4 ein Schema des Überwachersystems mit einem Turbulenzverstärker, der ein Ausgangssignal erzeugt,

F i g. 5 einen Schnitt durch den Überwacherfilter und die zugehörigen Anbauteile,

F i g. 6 schematisch die Verwendung eines Differenzdruckschalters zur Messung des Widerstandes des Überwacherfilters,

Fig.7 ein Schema mit einem pneumatischen Brükkenkreis zur Messung des Widerstandes des Überwacherfilters,

F i g. 8 ein Diagramm, in dem die Teilchengrößenverteilung über der Teilchengröße unter normalen und unnormalen Ansaugbedingungen aufgetragen ist,

Fig.9 eine Reihe von drei Schemabildern, die die Wirkung der Luftgeschwindigkeiten im Führungskanal und in der Sonde auf größere Staubteilchen zeigen.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen schematisch die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf drei verschiedene Motorentypen. In allen Fällen ist der Motor mit einem Luftreiniger und mit entsprechenden Leitungen versehen, die vom Luftreiniger zum Motor führen. Wie schematisch F i g. 1 darstellt, kann zum Luftreiniger ein Zylinderfilter 10 gehören, durch den Luft angesaugt wird. Der Filter 10 kann aus einem faserigen Medium hergestellt sein, gefaltet oder auf andere Weise, wobei beliebige Ausführungsformen, die aus der Praxis bekannt sind, benutzt werden können. Zum Luftreiniger kann auch ein Trägheits-Vorreiniger und ein Filter, der damit in Serie geschaltet ist, gehören. Es kann auch ein Luftfilter mit ölbad verwendet werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht auf den Typ des Luftfilters oder Reinigers, der benutzt vird, solange er einen normalerweise reinen Luftstrom durch die Leitungen erzeugt, die zu der Maschine führen.

Wie schematisch in F i g. 1 dargestellt, gehört zum Sondenkreis eine Sonde 11, die in die Luftzuführung eingebaut ist, eine Einlaßleitung 12, die zwischen der Sonde 11 und dem Überwacher 13 angeordnet ist, und eine Auslaßleitung 14, die zwischen dem Überwacher 13 und dem Ansaugsystem des Motors angebracht ist. In dieser Anordnung von Einzelteilen in einem Vergasermotor ist das Potential oder der Druckabfall über den Sondenkreis ungefähr gleich dem Unterdruck des Ansaugsystems. Das Potential oder der Druckabfall treibt genügend »saubere« Luft aus der Luftleitung. Die Luft wird durch den Überwachen 13 hindurchgesaugt oder zirkuliert durch ihn kontinuierlich hindurch. Falls der Filter 10 beschädigt oder ungenau eingebaut ist, ίτρίηησρη unnormale Staub- oder Schmuizmengen durch den Luftreiniger in dai Leitungssystem, das zum Motor führt. Ein Teil dieser unnormal vsrschmutzten Luft wird in die Sonde 11 und durch den Übenvacher 13 gezogen. Wenn dies geschieht, wird ein entsprechendes AusgangEsignal in einer weiter unten beschriebenen Weise erzeugt.

Fig.2 zeigt den gleichen Typ eines Überwachersystems, angewandt auf einen Turbo- oder Überlader-Motor.

In solchen Fällen wird Luft oberhalb des Atmosphärendrucks benutzt; hierbei kann der Sondenkreis auf der Hochdruckseite des kompressors eingebaut werden. Der Probenstrom kann dann durch den Übenvacher 13 geschickt und in die Atmosphäre durch ein Steuerventil 15 abgelassen werden, das einen Rückstrom durch den Überwacher verhindert.

In selbstansaugenden Maschinen, wie in F i g. 3 dargestellt, ist kein natürliches Potential bzw. eine Druckabfaliquelle vorhanden, die einen Probenstrom erzeugen könnte. In diesem Falle kann der erwünschte Probenstrom durch einen Ejektor 16 erzeugt werden, der entweder durch eine Preßluftquelle oder Auspuffgasenergie angetrieben werden kann. Wiederum erzeugt ein Druckunterschied zwischen der Sonde 11 und der Verengung des Ansaugers 16 den Probenstrom durch den Überwacher 13.

Die F i g. 4 und 7 zeigen eine weitere Möglichkeit, das Potential für einen Meßstrom in einem beliebigen geschlossenen Luftkreislauf zu erzeugen. Bei dieser Methode wird eine Verschiedenheit im statischen Druck auf Grund verschiedener Luftgeschwindigkeiten an zwei Punkten in der Luftleitung benutzt. Eine wirksame und praktische Durchführung der Nutzung der Geschwindigkeitsverschiedenheit in dem Luftleitsystem geschieht durch eine Venturidüse 17, die in die Luftleitung eingebaut ist. Die Sonde 11 wird oberhalb (stromaufwärts) der Verengung der Venturidüse 17 angeordnet. Der statische Druck ist an der Verengungsstelle der Venturidüse immer geringer als am Eingang der Sonde. Deshalb ergibt sich immer ein Strom in die Sonde, durch den Überwacher und zurück in den Primärstrom an der Verengung der Venturidüse. Wie oben angedeutet, kann eine Venturidüse in einen beliebigen geschlossenen Luftstrom eingebaut werden, um eine Druckdifferenz zur Herstellung eines Luftstromes durch den Überwacher herzustellen.

Der Aufbau des Überwachers 13 ist in F i g. 5 dargestellt. Der Überwacher 13 besitzt ein Paar Gehäuseteile 13a und 136 und ein kleines Filter 20. Das Gehäuseteil 136 ist an einem Ende mit einer Ausnehmung versehen, in die das Gehäuseteil 13a abdichtend eingesetzt werden kann. Die beiden Gehäuseteile können durch Reibungssitz oder durch sich entsprechende Gewinde zusammengehalten werden. Beide Gehäuseteile 13a und 130 sind mit axialen Luftkanälen 21 bzw. 22 versehen, die miteinander fluchten, wenn die Einheit zusammengebaut ist. Die Luftkanäle 21 und 22 vergrößern sich im Durchmesser auf den Mittelpunkt der zusammengebauten Einheit zu u.'d bilden kegelstumpfförmige Kammern auf gegenüberliegenden Seiten des Filters 20. Die äußersten Enden der Luftkanäle 21 und 22 sind mit der Einlaß- und Auslaßleitung 12 bzw. 14 verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Filter 20 kreisförmig und liegt in einer kleinen kreisförmigen öffnung 23, die koaxial zum Kanal 21 in der Endwand des kleinen Gehäuseteils 13a ausgeformt ist. Wenn die Einheit zusammengebaut ist, werden die

Ränder des Filters 20 fest zwischen den beiden Gehäuseteilen 13a und 136 gehalten, so daß sich der Mittelteil des Filters 20 über dem axialen Luftkanal 21-22 befindet. Deshalb muß die gesamte Luft, die durch den Überwacher 13 fließt, durch den Filter 20 hindurchtreten.

Der Überwacherfilter 20 kann aus einem einzelnen flachen Filterblatt bestehen, das ungefähr 2,54 cm Durchmesser hat. Die genaue Größe hängt von der Art des Materials ab, von der Sondendurchflußgeschwindigkeit, vom gesamten Druckabfall über den Sondenkreis und von den Eigenschaften der Ausgangs- oder Signalteile. Es ist notwendig, daß der Überwacherfilter die richtige Größe hat, um die richtige Empfindlichkeit gegen Staubbeladung zu sichern. Weiterhin muß das Filtermedium daraufhin ausgewählt werden, daß die normal saubere Luft, die durch den Sondenkreis fließt, nicht zu schnell den Fließwiderstand des Überwacherfilters 20 durch Schmutz und Staub ändert. Der Überwacherfilter sollte so groß sein und aus einem solchen Material hergestellt sein, daß er gleichzeitig mit der Wartung des Hauptluftreinigers gereinigt und ersetzt werden kann.

Der Zweck des Überwachers ist — wie bereits ausgeführt —, kontinuierlich einen Probenanteil der normalerweise sauberen Luft zu überwachen, um die Anwesenheit unnormaler Schmutz- oder Stabmengen zu entdecken. Wenn eine unnormale Bedingung auftritt, werden die größeren Staubpartikeln aus dem Probenstrom durch den Überwacherfilter 20 ausgefiltert. Wegen der relativ geringen Größe des Überwacherfilters 20 nimmt durch die Schmutzaufnahme darauf der Widerstand des Luftstromes rasch zu. Diese Zunahme des Widerstandes des Luftstromes durch den Überwacherfilter 20 ist der Parameter oder die Variable, die überwacht werden muß, um ein entsprechendes Ausgangssignal aus dem System zu erhalten. Das Ausgangsgerät muß derartig geschaltet sein, daß es auf den Druckabfall reagiert, der durch unnormale Leckbedingungen entsteht, jedoch nicht auf die relativ kleinen Änderungen im Druckunterschied über den Filter, die während der normalen Arbeitsweise entstehen. Letztere dürfen kein Warnsignal ergeben.

Eine Form des Ausgangsgeräts ist in Fig. 4 dargestellt. Der Fühler kann ein Turbulenzverstärker 25 sein, wobei der Probenstrom durch den Überwacher 13 als Vergleichseingangswert auf den Turbulenzverstärker wirkt. Mit einem sauberen Luftstrom ändert sich der Widerstand des Überwachers 13 nicht, so daß ein Vergleichsstrom von der Auslaßleitung 14 vollständig als Vergleichseingangswert für den Turbulenzverstärker zur Verfügung steht Unter diesen Bedingungen wird kein Signal an das Ausgangsgerät vom Turbulenzverstärker gegeben. Wenn ein Leck entsteht, nimmt der Widerstand der Überwacherzelle zu und verringert den Vergleichsstrom zum Turbulenzverstärker. Wenn der Vergleichsstrom genügend verringert ist, erzeugt der Turbulenzverstärker ein Signal zum Ausgangsgerät. Die Einzelheiten des Turbulenzverstärkers sind nicht dargestellt, da diese Bauteile käuflich erhältlich sind.

Eine andere Methode zur Überwachung des Druckabfalls über den Überwacher 13 ist in F i g. 6 dargestellt. Ein Differentialdruckschalter 26 ist — wie dargestellt — über eine entsprechende Rohrverbindung mit der Einlaßleitung 12 und der Auslaßleitung 14 verbunden. Der Differentialdruckschalter 26 überwacht auf dies Weise kontinuierlich den Druckunterschied zwischen dem Ausgang und Eingang des Überwachers 13. Die Differentialdruckschalter 26 ist so eingestellt, daß der normale Druckunterschied über dem Überwacher 13 während der gesamten normalen Lebensdauer des Luftreinigersystems unterhalb seines Schaltpunktes liegt. Auf diese Weise werden normale Veränderungen im Widerstand des Überwachers 13 keinen Schaltvorgang im Schalter 26 auslösen. Der Schaltpunkt wird nur dann erreicht, falls ein Staubleck entsteht, das einen bedeutenden Widerstandsanstieg des Überwacherelements 20 erzeugt. Ein entsprechendes Ausgangsgerät 27 ist vorgesehen, das im Falle eines Schaltvorgangs ein Signal abgibt. Das Ausgangsgerät 27 kann ein Licht, ein Summer oder ein anderer Signalgeber sein.

Eine weitere Möglichkeit zur Messung der Wider-

Standsänderung im Überwacher 13 ist in Fig. 7 dargestellt. Zunächst ist die Sonde 11 oberhalb (stromaufwärts) in die Luftleitung einer Venturidüse 17 eingebaut, mit deren Verengung die Auslaßleitung des Uberwacherkreises verbunden ist, um die notwendigen Durchgangsluftströme zu erzeugen. Bei dieser Möglichkeit ist der Überwacher 13 in einen pneumatischen Brückenkreis eingebaut und bildet einen Teil eines seiner Schenkel. Der Brückenkreis hat einen ersten Schenkel, der aus einem Paar bekannter Fluid-Widerstände R 3 und R 2 besteht, und einen zweiten Schenkel, der aus dem Überwacher 13 (Rf) und einem anderen bekannten Fluid-Widerstand R 1 besteht. Ein Differentialdruckgerät 26, das einen statischen Druck Pa überwacht, stellt die Verbindung zwischen dem Zentrum des ersten Schenkels und dem Zeantrum des zweiten Schenkels her, wobei ein statischer Druck Pb überwacht wird. Der gesamtdruck in der Leitung, die die Sonde 11 umgibt, wird mit Pc bezeichnet. Der statische Druck in der Verengung der Venturidüse 17, am Ausgang des Detektorkreises, ist mit Pc/bezeichnet.

Die Fluidwiderstände Al, R2 und R3 sind bekannt und festgelegt. Es sind Mundstücke von kleinem Durchmesser oder Röhren. In der vorzugsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die

bekannten Fluid-Widerstände Ri, R 2 und A3 Kapillarröhren. Bei Kapillarröhren ist der Fluidwiderstand gleich dem Druckabfall über die Röhre (-4P) geteilt durch die Fließgeschwindigkeit (Q). Er ist konstant für alle Reynoldsschen Zahlen unterhalb 2000. Diese Gleichung kann geschrieben werden:

R =

IP

Für einen gegebenen Widers:and und Durchmesser der Kapillarrohre kann die Länge der Röhre bestimmt werden.
Der Anfangs- oder Normalwiderstand des Überwachers wird so gewählt, daß der Brückenkreis in der bevorzugten Richtung beeinflußt wird. Dies erzeugt ein Druckabfall-Potential über das Druckunterschiedsgerät 26. Unter allen normalen Arbeitsbedingungen bleibt die Beeinflussung in dieser bevorzugten Richtung erhalten,

da der Überwacherwiderstand im wesentlichen konstant bleibt. Wie vorher angedeutet, bleibt der Widerstand des Überwachers 13 über die gesamte Lebensdauer des Luftreinigers im wesentlichen konstant Bei Auftreten eines Staublecks und sich erhöhendem Widerstand des Überwachers 13 verschiebt sich der Brückenwiderstand jedoch durch den Ausgleichs- oder Nullpunkt; die Druckabfall-Beeinflussung wirkt in entgegengesetzter Richtung. Diese

Veränderung in der Beeinflussungsrichtung erzeugt das notwendige Signal für das Ausgangsgerät 27.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Brücke so konstruiert, daß der niedrige Druck anfangs in dem bekannten Widerstandsschenkel (R 2- R 3) besteht und nicht im Schenkel mit dem Filterelement. Dies wird durch entsprechende Bemessung der festgelegten Widerstände erreicht. Vorzugsweise ist der Schaltpunkt der Brücke für den Null- oder Ausgleichspunkt dorthin gelegt, wo Pa gleich Pb ist. Unter normalen Bedingungen ist Pb größer als Pa. Für ein beliebiges gegebenes System ist der anfängliche Druckunterschied zwischen Pc und Pd bekannt. Der Anfangswert des Überwacherwiderstandes bei einer gegebenen Fließgeschwindigkeit ist auch bekannt. Die Widerstände Al, R2 und /?3 werden so ausgewählt, daß die richtige Fließgeschwindigkeit durch die Schenkel des Brückenkreises erhalten wird, wobei gleichzeitig ein passender Druckunterschied zwischen Pa und Pb beibehalten wird. Wieder sollte unter normalen Fließbedingungen Pb größer sein als Pa. Wenn der Schaltpunkt dann auf den Nullpunkt des Brückenkreises gesetzt wird, ist der Überwacher unempfindlich gegenüber der Fließgeschwindigkeit im Hauptkreislauf gemacht. Auf diese Weise kann der Überwacher unempfindlich gegenüber der Fließgeschwindigkeit im Hauptkreislauf gemacht werden, weil der Ausgleichspunkt der Brücke immer erreicht ist, auch wenn sich der Unterschied zwischen Pcund Pdstark mit Änderungen des Luflkreislaufs in der Hauptleitung ändert, wenn gilt

R\

R 3
R2

35

Falls der Schaltpunkt auf einen anderen Punkt als den Ausgleichspunkt der Brücke eingestellt ist. kann der gewählte Unterschied zwischen Pa und Pb abhängig von der Fließgeschwindigkeit im Hauptkreis bei verschiedenen Staubbeladungen am Überwacher 13 eintreten.

Im folgenden ist ein Beispiel tatsäch'xher Fließgeschwindigkeiten und Druckabfälle für einen tatsächlich gebauten und getesteten Brückenkreis angegeben. Die Bezeichnung Q1 bezieht sich auf die Fließgeschwindigkeit in dem R l//?/"-Schenkel der Brücke und Ql auf die Fließgeschwindigkeit im festgelegten /?2//?3-Schenkel der Brücke.

= 9.65

cm WS

----^₇-.--.-dm /min

Rl = 15.5

cm WS
dm/mm

50

R 3 = 20.4 · ρ' - -- ■ Rf = 4.49 ^' --"· dnr/min dnv/min

Q] --= l,42dmVmin.
Ql= O.57dnr\'min.
Pb - Pa ='- 5.08 cm WS.
Pc-Pd = 20.3 cm WS.

cm WS = cm Wassersäule

Im obigen Beispiel wird das Differenzdruckgerät 26 »o eingestellt, daß es ein Ausgangssignal 27 abgibt, wenn

60 Pb — Pn -- 0 ist. Dies geschieht wiederum dann, wenn das Verhältnis

RJ
Rl

«3
R2

Durch Veränderung dieser Variablen kann die geforderte Verschmutzung geändert werden, die in die Hauptleitung eingeführt werden muß, damit, wie für den Schaltvorgang erforderlich, Pb — Pa = 0 wird. Falls beispielsweise ein stärkerer Strom durch den Überwacher 13 fließt, wird dieser sich schneller beladen, wenn Schmutz vorhanden ist. Eine Veränderung in der Fließgeschwindigkeit würde entsprechend die Veränderung andere 1 Variablen erfordern. Die Empfindlichkeit des Brückenkreises für einen beliebigen gegebenen Überwacher 13 und beliebige Fließgeschwindigkeit kann durch Auswechseln der festen Widerstände geändert werden, so daß ein geänderter Normaldruckunterschied zwischen Pa und Pb hergestellt ist. Allgemein gilt:

)e größer der Normaldruckunterschied zwischen Pa und Pb, um so mehr Schmutzbelastung ist erforderlich, um den Brückenkreis den Nullpunkt erreichen zu lassen.

Eine bevorzugte Probenahmetechnik ist auch gefunden worden, die die Möglichkeit eines irrtümlichen Warnsignals verringert. Nachdem die Filtrierung vollendet ist, enthält der Luftstrom normalerweise eine gewisse Anzahl von Teilchen, die durch das Filtersystem hindurchgelangt sind. Für jedes beliebige Filtersystem haben diese Teilchen eine Größenverteilung, die graphisch dargestellt werden kann. Ein Diagramm eines typischen Systems ist in F i g. 8 dargestellt. Die durchgezogene Linie des Diagramms ist eine Kurve der Teilchengrößenverteilung über der Teilchengröße unter normalen Fließbedingungen. Es ist daraus zu ersehen, daß relativ viele kleinere Teilchen, aber relativ wenige große Partikelchen bzw. Teilchen vorhanden sind. Eine unnormale Bedingung, wenn ein Staubleck vorhanden ist, ist mit der gestrichelten Linie dargestellt. Daraus kann ersehen werden, daß die Teilchengrößenverteilung verändert ist und daß eine größere Anzahl größerer Teilchen vorhanden ist. Um deshalb diese unnormale Situation zu erkennen, sollte das Überwachersystem möglichst einen Anstieg der Anzahl größerer Teilchen unterscheiden können. Die grundsätzliche Funktion des Staubleck-Überwachers ist es, die unnormale Teilchengrößenverteilung zu erkennen und die Erscheinung zu signalisieren.

Wie in F i g. 9 dargestellt, kann das Überwachersystem zur Erkennung größerer oder »unnormaler« Teilchen eingestellt werden. In Fig.9 ist die Sonde 11 unter drei verschiedenen Luftgeschwindigkeitsbedingungen dargestellt. In Fig.9(a) ist die Geschwindigkeit des Luftstroms durch die Sonde größer als die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Leitung um die Sonde herum. In F i g. 9(b) sind die beiden Geschwindigkeiten gleich. In Fi g. 9(c) ist die Luftgeschwindigkeil in der Leitung größer als die Geschwindigkeit durch die Sonde. Die meisten »normalen« Teilchen folgen den Stromlinienpfeilen, die in F i g. 9 dargestellt sind. Auf der anderen Seite werden die größeren oder »unnormalen« Teilchen wegen ihres größeren Impulses auf ihrem normalen Wege weitertreiben. Deshalb wird die Erscheinung gemäß der F i g. 9(c) dazu benutzt, Staublecks zu entdecken, da viele der normalgroßen Teilchen den Stromlinien um die Sonde herum folgen, während die schwereren Teilchen dem normalen Weg in die

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; hinein folgen. Die Erscheinung gemäß der )(c) wird erhalten, indem der Luftstrom durch die : so begrenzt wird, daß weniger Luft durch eine schnittsfläche entsprechend dem Sondeneingang , als dies der gegebenen Stromgeschwindigkeit rieht. Bei Nutzung der Erscheinung gemäß der

10

F i g. 9(c) spricht der Überwacher insbesondere auf eine unnormale und relativ weniger auf eine »normale« Teilchengrößenverteilung an. Deshalb verringert sich bei Nutzung der Probenentnahmemöglichkeit gemäß der F i g. 9(c) die Wahrscheinlichkeit eines irrtümlichen Warnsignals.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Verschmutzungsgrades der dem Luftansaugstutzen einer Maschine zufließenden Luft mit einem ein Filterelement aufweisenden Überwacher, der bei dem durch Verschmutzung des Filterelements ansteigenden Strömungswiderstand ein Kontrollsignal gibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (20) in den Reinluftweg stromabwärts eines; Luftreinigers (10) eingeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in den Reinluftweg eingebaute Sonde (11), eine Einlaßleitung (12) zum Filterelement (20) und eine Auslaßleitung (14), die das Filterelement (20) stromabwärts desselben mit einem Bereich niedrigeren Luftdrucks als in der Einlaßleitung (12) verbindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch ä und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (20) bei normalsauberer Luft eine Lebensdauer aufweist, die wenigstens der des Luftreinigers (10) entspricht.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Probeluftstroms durch die Sonde (11) kleiner als die Luftgeschwindigkeit im Reinluftweg in der Nähe der Sonde (11) ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Venturidüse (17) im Reinluftweg, eine Druckluftquelle für die durchströmende Luft, wobei die Verengung den Bereich niedrigeren Luftdrucks erzeugt und mit der Auslaßleitung (14) verbunden ist (F i g. 3).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen pneumatischen Brückenkreis im Überwacher (13), bei dem das Filterelement (20) einen Teil eines Schenkels bildet, wobei ein Differentialdruck-Meßgerät (26) quer zum Brückenkreis eingebaut ist und auf eine vorbestimmte Änderung des Brückenausgleichs anspricht (F i g. 7).

7. Vorrichturg nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenkreis einen ersten Schenkel mit einem Paar Widerstände (R 2, R 3) und einem zweiten Schenkel mit dem Filterelement (20) und einem Widerstand (R 1) besitzt, wobei das Differentialdruck-Meßgerät (26) zwischen dem Zentrum des ersten Schenkels und dem Zentrum des zweiten Schenkels diese verbindend angeordnet ist (Fig. 7).

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Brückenkreises, daß unter normalen Bedingungen der Druck am Zentrum des ersten Schenkels kleiner ist als der Druck am Zentrum des zweiten Schenkels.