DE2045872C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Verschmutzungsgrades der Luft - Google Patents
Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Verschmutzungsgrades der LuftInfo
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Description
2. vorncntung nacn mupiuu. », o
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 1 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 Ansprächen 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 fiL· die durchströmende
Luft, wobei die Verengung den Bereich niedrigeren Luftdrucks erzeugt und mit der Auslaßleitung
(14) verbunden ist (F \ g. 3).
6. Vorrichtung nach Anspruch , gekennzeichnet durch einen pneumatischen Brückentreis im Überwacher
(13), bei dem das Filterelement (20) einen Teil eines Schenkels bildet, wobei ein Differentiaidruck-Meßgerät
(26) quer zum Brückenkreis eingebaut ist und auf eine vorbestimmte Änderung des Brückenausgleichs anspricht (F i g. 7).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenkreis einen ersten
Schenkel mit einem Paar Widerstände (R 2, R 3) und
. einem zweiten Schenket mit dem Filterelement (20)
und einem Widerstand (Al) besitzt, wobei das
Differentialdruck-Meßgerät (26) zwischen dem Zentrum des ersten Schenkels und dem Zentrum des
zweiten Schenkels diese verbindend angeordnet ist (F ig. 7). .
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet
durch eine derartge Bemessung des Brückenkreises, daß unter normalen Bedingungen
der Druck am Zentrum des ersten Schenkels kleiner der dem Luftansaugstutzen einer Maschine zufließenden
Luft beschrieben. Diese bekannte Einrichtung arbeitet derart, daß der durch die Verschmutzung des
Luftreinigers ansteigende Strömungswiderstand ein Kontrollsignal auslöst, das einstellbar ist und das einen
bestimmten Verschmutzungsgrad des Filters anzuzeigen in der Lage ist Hierdurch soll sichergestellt werden,
daß ein rechtzeitiges Auswechseln des Luftreinigers vorgenommen wird.
Mit dieser bekannten Vorrichtung kann der Verschmutzungsgrad der atmosphärischen Luft festgestellt
werden Ein Bruch im Filter des Luftreinigers odei ein Leck im Zuleitungsnetz zwischen Luftreiniger und
Motor wird aber durch diese bekannte Einrichtung nicht erfaßt so daß dann durch in den Motor eintretende
Feststoff partikelchen 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 Sicterheitselement 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 Hegt 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 jn den Reinluftweg
stromabwärts des eigentlich«:.1 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 Hitermediums
besteht Unter normalen Arbeitsbedingungen ohne Staublecks im System bleibt der Luftwiderstand,
hervorgerufen durch den Filterüberwacher. relativ konstant Es ergibt sich nur eine kleine Widerstandsändenineda
nur sehr kleine Staubteilchen hinter dem Luftreiniger, d. h. also im Reinluftweg. vorhanden sind,
und <Ja der Stabanteil, der durch den Luftreiniger
hindurchgeht auch den Überwacherfilter passiert
Die Erfindung bezieht sich auf eine 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
Mlterelements ansteigenden Strömungswiderstand ein Kontrollsignal gibt.
In der US-PS 30 33 030 wird eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Verschmutzungsgrades
Fall ändert sich der Widerstand des Überwacherelements, wobei diesei Widerstand ein Konirollsignal
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 Überwachersyslem 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
vom Luftreiniger und im Blickfeld der Bedienungsperson. Die Benutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung
macht die Benutzung anderer Sicherheitselemente überflüssig und verhindert kostspielige Motorenausfälle,
die durch FHterbruch oder andere Staubiecks eintreten
können.
Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen definiert
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Die Figure" der Zeichnung zeigt
F i g. 1 ein Schema des Überv/achersystems, angewandt
auf Vergasermotoren,
Fig.2 ein Schema des Überdach "ystems, angewandt
auf Turbo- oder Überiader-Μτ ren,
F i g. 3 ein Schema des Übt .*. i^nersystems, angewandt
auf selbstansaugende f-I^toren,
F i g. 4 ein Schema df. ÜDerwachersystems mit einem Turbulenzverstärker, dei . ' Ausgangssignal erzeugt,
F i g. 5 einen Schnitt durch den Überwacherfilter und die zugehörigen Arbauteile,
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 Ausführungsrormen, die
aus der Praxis bekannt sind, benutzt werden können. Zum Luftreiniger kann auch ein frägheits-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
wird, solange er einen normalerweise reinen Luftstrom durch die Leitungen erzeugt, die zu der Maschine
führen.
Wie sch?matisch in Fig. 1 dargestellt, gehört zum Sondenkreis eine Sonde 11, die in die Luftzuführung
eingebaut ist, eine Einlaßieitung 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 drn Überwacher 13 hindurchgesaugt oder zirkuliert durch ihn kontinuierlich hindurch. Falls
der Filter 10 beschädigt oder ungenau eingebaut ist,
gelangen unnormu^ Staub- oder Schmutzmengen durch den Luftreiniger in das Leitungssystem, das zum
Motor führt. Ein Teil dieser unnormal verschmutzten Luft v/ird in die Sonde 11 und durch den Überwacher 13
gezogen. Wenn dies geschieht, wird ein entsprechendes Ausgangssignal in einer weiter unten beschriebenen
Weise erzeugt.
F i g. 2 zeigt den gleichen Typ eines Überwachersystems, angewandt auf einen Turbo- oder ÜberiaJer-Motor.
ίο 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 Überwacher 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
Druckabfallquelle vorhanden, die einen Probenstrom erzeugen könnte. In diesem Falle kann der erwünschte
Probenstrom durch einen EjeV or 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 dui :h 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
ρ 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 i3b und ein kleines Filter 20. Das Gehäuseteil J3ö ist an einem Ende mit einer
Ausnehmung versehen, in die das Gehäuseteil 13a abdichtend eingesetzt werden kann. Die beiden
Gehäuseteil können durch Reibungssitz oder durch sich entsprechende Gewinde zusammengehalten wpr.
den. Beide Gehäuseteile 13a und t3b ί,'.ηά mit axialen
Luftkanälen 21 bzw. 22 versehen, die miteinander fluchten, wnn die Einheit zusammengebaut ist. Die
Luftkanäle 21 und 22 vergrößern sich im Durchmesser auf den Mittelpunkt der zusammengebauten Einheit zu
und bilden kegelstumpfförmige Kammern auf gegenüberliegenden Seiten des Filters ?0. 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 fcsl zwischen den beiden
Gehäusctcilen 13a und i3b gehalten, so daß sich der Mittelteil des Filters 20 über dem axialen Luftkanal
21-22 befindet. Deshalb muß die gesamte Luft, die durch den Überwachcr 13 fließt, durch den Filter 20
hindurchtreten.
Der Übervvacherfilter 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 Sqndendurchflußgeschwindigkeit,
vom gesamten Druckabfall über den Sondeinkreis und von den Eigenschaften der Ausgangs- oder
Signaltcile. Es ist notwendig, daß der Überwacherfilter die richtige Größe hat. um die richtige F mpfindlichkeit
gegen .Staubbeladung zu sichern. Weiterhin muß das Filicrmediüm daraufhin ausgewählt werden, daß die
normal saubere Luft, die durch den Sondenkreis fließt,
mehl /u 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.
Dpr Zweck des Überwachers ist — wir 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 Verfugung stelit Unter diesen Bedingungen
wird kein Signal an das Ausgangsgerät vom Turbulenzverstärker
gegeben. Wenn ein Leck entsteht, nimmt der Widerstand der Überwacherzclle 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 Differentialdruckschaiter 26 überwacht auf dies
Weise kontinuierlich den Druckunterschied zwischen dem Ausgang und Eingang des Überwachers 13. Die
Differenzdruckschalter 26 ist so eingestellt, daß der
normale Druckunterschied über dem Überwacher 13 während der gesamten normalen Lebensdauer des
Luftreinigersystems unterhalb seines Schaitpunktes :;
liegt. Auf diese Weise werden normale Verä^erungen
im Widerstand de? Überwachers 13 keinen Schaltyor- ·'
gang im Schalter 20 auslösen. Der Schaltpün'kt/wird nur ,
■*· dann erreicht, falls ein Staubleck entsteht, das einen ":'
bedeutenden Widerstandsanstieg des Überwacherele- \
ίο ments 20 er/.eugt Ein entsprechendes Ausgzngsgerät 27
ist vorgesehen, das im Falle "eines' Schaltyörgangs^ein
Signal abgibt. Das Ausgangsgerät 27 kann ein Licht; ein Summer oder ein änderet Signalgeber sein.
Eine weitere Möglichkeit zur Messung der Wider-
Standsänderung im Übeiwacher 13 ist in Fig.7
dargestellt. Zunächst ist die Sonde 11 oberhalb (stromaufwärts) in die Luftleitung einsr Venturidüse 17
eingebaut, mit deren Verengung die Auslaßleitung des Überwacherkreises 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 A/bezeichnet
Die Fluidwiderstände R 1, R2 und A3 sind bekannt
und festgelegt Es sind Mundstücke νσα kleinem
Durchmesser oder Röhren. In der vorzugsweisen
Ausfühi üngsform der vorliegenden Erfindung sind die
bekannten Fluid-Widerstände R1,Ä2undÄ3Äapülarröhren.
Bei Kapillarröhren ist der Fluidwiderstand gleich dem Druckabfall über die Röhre (ΔΡ) geteilt
durch die Fließgeschwindigkeit (QJl Er ist konstant für
alle Reynoldsschen Zahlen unterhalb 2000. Diese
Gleichung kann geschrieben werden:
\P
Für einen gegebenen Widerstand und Durchmesser der Kapillarröhre 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,
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 Luftreii igers im wesentlichen konstant
Bei Auftreten eines Staublecks und sich erhöhendem Widerstand des Überwachers 13 verschiebt
sich der Briickenwiderstand jedoch durch den Ausgleichs- oder Nullpunkt; die Druckabfall-Beeinflussung
wirkt in entgegengesetzter Richtung- Diese
Veränderung in der Bseinflussungsrichtung 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 Widerständsschehkel; /7? 2-
RZ) 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 /wischen Pc und Pd bekannt Der Anfangswert des Überwacherwiderstandes bei einer
gegebenen Fließgeschwindigkeit ist auch bekannt. Die Widerstände Ri. R2 und A3 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 Überv/acher unempfindlich gegenüber der Fließgeschwindigkeit
im Hauptkreislauf gemacht werden, weil der Ausgleichspunkl der Brücke immer erreicht ist, auch
wenn sich der Unterschied zwischen feund Pdstark mit
Änderungen des Luftkreislaufs in -der Hauptleitung ändert, wenn gilt
Rf
Rl
R3
35
Falls der Schaltpunkt auf einer, 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 tatsächlicher Fließgeschwindigkeiten
und Druckabfälle für einen tatsächlich gebauten und getesteten Brückenkreis angegeben. Die
Bezeichnung Q1 bezieht sich auf die Fließgeschwindigkeit
in dem R l/ftf-Schenkel der Brücke und Q 2 auf die
Fließgeschwindigkeit im festgelegten R 2IR 3-Schenkel der Brücke.
50
Q /IC | cm WS | dm3/min. | 155 | cm WS | |
7,OJ | dm3/min ' | 5,08 cm WS, | dm3/min | ||
R3 | = 20,4 | cm WS | 20,3 cm WS. | Rf = 4.49 - | cm WS |
ßl | dm /min | cm WS = cm | dm3/min | ||
02 | = I,42dm3/min, | ||||
Pb | = 0,57 | ||||
Pc | -Pa = | ||||
-Pd = | Wassersäule | ||||
55
60
65
Im obigen Beispiel wird das Differenzdruckgerät 26 so eingestellt, daß es ein Ausgangssignal 27 abgibt wenn
Pb — Pa = 0 ist. Dies geschieht wiederum dann, wenn
das Verhältnis · ,«·
^p^^gy^^^^ kann die
'geforderteiVersc^
^Hauptleitung'eingeführt ^efpen:'muB;damit,^ie;fti^en
Schaitvofgä^^^
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
anderer 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:
Je 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
Wan gnals 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 Fig.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 Fig.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 F i g. 9(a) ist die Geschwindigkeit
des Luftstroms durch die Sonde größer als die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Leitung um die
Sonde herum. In Fi g. 9(b) sind die beiden Geschwindigkeiten gleicn. In F i g. 9{c) ist die Luftgeschwindigkeit 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 Fig.S(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
6G9 685/147
Sonde hinein folgen. Die Erscheinung gemäß der F i g. 9(c) wird erhalten, indem der Luftstrom durch die
Probe so begrenzt wird, daß weniger Luft durch eine Querschnittsfläche entsprechend dem Sondeneingang
fließt, als dies der gegebenen Stromgeschwindigkeit entspricht. Bei Nutzung der Erscheinung gemäß der
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 Fig.9(cjdie Wahrscheinlichkeit eines irrtümlichen
Warnsignals.
Claims (1)
- Patentansprüche:1 Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Verschmutzungfgrades der dem L^augsUjtzen einer Maschine zufügenden Luft nut einem em Filterelement aufweisenden Uberwacher,der be dem durch Verschmutzung ^s F.Uerelements ansteigenden Strömungswiderstand emIO
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
US87045869A | 1969-10-15 | 1969-10-15 | |
US87045869 | 1969-10-15 |
Publications (3)
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DE2045872A1 DE2045872A1 (de) | 1971-04-22 |
DE2045872B2 DE2045872B2 (de) | 1976-05-20 |
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