DE2307960A1

DE2307960A1 - Elektrostatischer staubabscheider

Info

Publication number: DE2307960A1
Application number: DE19732307960
Authority: DE
Inventors: Helge Hoegh Petersen
Original assignee: FLSmidth and Co AS
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 1972-02-18
Filing date: 1973-02-17
Publication date: 1973-08-23
Also published as: BR7301155D0; FR2172348A1; AU5221073A; ES411703A1; SE381409B; FI53539C; CH545657A; JPS4890070A; ZA73820B; US3844742A; CA986851A; GB1330612A; IT979146B; FR2172348B1; DE2307960C2; SU733506A3; FI53539B

Description

Dr. ί-θ· Λ. vasi Aa? Worth -j ^ f [B. 1373

ei Hamburg »O

WUstorfer SM-eö· M b2O?-5 F.L.Smidth * Go. A/S.

Vigerslev Alle 77, DK-25OO Kopenhagen-Valby/Dänemark

Elektrostatischer Staubabscheider

Priorität: 18.Februar 1972, Großbritannien,Nr.07713/72

Elektrostatische Staubabscheider, wie sie in der Technik zum Entstauben von Rauchgasen, beispielsweise in Anlagen zur Herstellung von Zement, benutzt werden, sind üblicherweise mit draht- oder bandartigen Entladungselektroden und plattenartigen Sammelelektroden ausgerüstet. Der niedergeschlagene Staub wird auf den Sammelelektroden abgelagert. Um zu verhindern, dass Schichten aus Staub auf diesen Elektroden die Wirksamkeit des Abscheiders verringern, ist es notwendig, die Sammelelektroden rein zu halten, das heißt, den auf diesen Elektroden abgelagert« Staub in regelmässigen Zeitabstände in zu entfernen.

Üblicherweise werden die Sammelelektroden gereinigt durch Schütteln mittels Klopfmechanismen, welche auf die Sammelelektroden oder auf ihre eiserne Befestigung schlagen. Bei einer bekannten Ausführungsform sind die Samnielelektroden in Reihen zusammengestellt, welche eine gemeinsame Klopfstange für jede Reihe besitzen, und wobei die Reihen vibriert werden mittels fallender Hämmer, welche auf die Klopfstangen in bestimmter Aufeinanderfolge aufschlagen.

Jedoch besitzt diese Einrichtung verschiedene Wachteile, Das stetige Klopfen und Vibrieren, welchem der Mechanismus ausgesetzt ist, ruft sehr hohe mechanische Beanspruchungen hervor, insbesondere der Fallhämmer und Klopfstangen, und infolgedessen starke Abmitzimo· *m<3 ain im?»■**>e T.a>um λ ^c

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gesaraten Mechanismus. Ferner sind die zu entstaubenden Gase üblicherweise heiss, sodass die verschiedenen Bestandteile des Mechanismus grossen Wärmeausdehnungen unterworfen sind, welche ungleichmässige Belastungen durch die Schläge der fallenden Hämmer und daraus folgende vergrösserte Beanspruchung mit sich bringen, sodass der Mechanismus in sehr kurzer Zeit in übermässiger Weise abgenutzt werden kann.

Gemäss der Erfindung besitzt ein elektrostatischer Staubabscheider mindestens eine Sammelelektrode, versehen mit einem Klopfmechanismus, welcher mindestens einen Fallhammer umfasst, der um eine waagerechte Welle gedreht wird, sodass er stetig in einer freien Pendelbewegung schwingt, bis eine flache Schlagfläche des Hammers gegen einen abgerundeten Amboss schlägt, welcher zentral auf dem Ende einer Klopfstange angeordnet ist, v/odurch diese/axial bewegt wird, um die Elektrode zu rütteln, wobei die Klopfstange durch das Gewicht der Elektrode getrieben wird, die exzentrisch zu einer Ruhestellung angebracht ist, worin sich die Schlagfläche des Hammers im Augenblick des Schlags lotrecht zu der Achse der Klopfstange befindet, und der Abstand vom Rotations Zentrum des Fallhammers zu seiner Schlagstelle mit dem Amboss am Ende der Klopfstange im wesentlichen gleich dem Radius der Kreisbewegung des Hammers ist.

Weil die flache Schlagfläche eines Fallhammers immer im tatsächlichen Augenblick des Schlags in rechten Winkeln zur Achse der Klopfstange sein wird, besteht das erhaltene Ergebnis darin, dass eine Klopfstange von ihrem entsprechenden Fallhammer zentral und in der gleichen Weise durch jeden Schlag getroffen wird. Die mechanische Beanspruchung der Konstruktion wird infolgedessen so mild wie möglich sein, und in der gleichen Zeit wird der ganze Schlag in der Form einer Vibration der Sammelelektroden übertragen, ohne sich in der Deformation der Teile der Konstruktion zu verlieren. In diesem Zusammenhang ist es sehr wichtig, dass die Länge der Fallhammer, berechnet-von ihrem Ro ta-

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tionszentrum zu ihrem SchlagZentrum,gleich dem Radius de? Kreisbewegung ist, das ist zu der Länge eines äquivalenten einfachen Pendels, weil dadurch normalerweise keine Reaktion aus dem Schlag auf das Lager der Fallhämmer vorhanden sein wird.

Die Achse der Klopfstange und die Schlagrichtung fallen sogar zusammen, wenn geringere Verschiebungen in den relati ven Stellungen von Fallhammer und Klopfstange in einer lotrechten Ebene zur Achse der Klopfstange auftreten, wobei solche Verschiebungen veranlasst werden beispielsweise infolge Deformierungen eines Filtergehäuses des Abscheiders oder Unterschieden in der Wärmeausdehnung eines Filtergehäufes und der Sammelelektroden.

Bei einer Ausführungsform ist eine oder jede Klopfstange von der bzw. den Sammelelektroden aufgehängt und hat ein axial abflachendes abgerundetes Schlagglied, welches mit der entsprechenden Elektrode im Wesentlichen an der Achse der Stange in Eingriff kommt, sodass die Reaktion zwischen der Klopfstange und der Elektrode ihre ganze Aktitanslinie im wesentlichen längs der Achse der Klopfstange hat.

Die Klopfstangen werden von geeigneten Stützen getragen, vorgesehen an dem niedrigeren Ende der Sammelelektroden, ohne jedoch starr an diesen befestigt zu sein.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die oder jede Klopfstange unabhängig von der bzw. jeder Sammelelektrode abgestützt, welche frei senkrecht bewegliche relativ zu der entsprechenden Klopfetange bzw. Klopfstangen ist bzw. sind, und es let ein Anschlag vorhanden, welcher die waagerechte Bewegung der Klopfetange beschränkt. In diesem Fall kann die bzw. jede Klopfstange ein axial abgeflachtes abgerundetes Schlagglied aufweist ., welches mit der entsprechenden Elektrode im wesentlichen an der Achse der Stange in Eingriff kommt, sodass die Reaktion zwischen der Klopfstange und der Elektrode ihre Aktionslinie im wesentlichen längs der Achse der Klopfetange hat.

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AIs ein Ergebnis dieser speziellen Abstützung der Klopfstangen, welche Abstützungen Gleitlagerscharniere, Federn oder dergleichen sein .können, wird ihre Stellung durch keine Wärmeausdehnung der Sammelelektroden oder ihre Aufhängungen beeinträchtigt.

Ein besonderer Vorteil dieser Aufhängungsweise besteht darin, dass die Fallhammer auf Wellen angebracht sein können, welche in Lagern drehbar sind, die an der Stütze der Klopfstangen befestigt sind. Beim Entstauben heisser Drehofengase kann der Abscheider erheblicher Wärmeausdehnungen unterworfen sein, und um den Abstand zwischen der Schlagstelle und dem Aufhängepunkt des Fallhammers gleich dem Radius seiner Kreisbewegung zu halten, ist es daher wichtig, dass die Fallhämmer und die Klopfstangen auf der gleichen Stütze montiert sind, durch welche ihre Ausgangsstellung im Augenblick des Schlags unabhängig von strukturellen Veränderungen infolge Wärmeausdehnungen oder Verlagerungen ist·

Die Fallhammer sind vorzugsweise drehbar auf Armen montiert, welche mittels Klemmen an Wellen befestigt sind, die beispielsweise von einem Elektromotor über ein Getriebe angetrieben werden.

Diese Anordnung gibt die Möglichkeit, nach Belieben die Stellung der Fallhämer längs der Welle und ihre Winkelverschiebung im Verhältnis zueinander einzustellen, " wodurch eine genaue Einstellung der Fallhämmer im Verhältnis zu den Ambossen der Klopfstangen erhalten wird. Ferner können Verlagerungen während des Betriebs ohne Schwierigkeit korrigiert werden.

Wenn der elektrostatische Abscheider starken Beanspruchungen durch die zu entstaubenden sehr heissen Gase ausgesetzt ist, können die Fallhämmer,ihre Aufhängung und ihr Antriebssystem ausserhalb des Filtergehäuses vorgesehen sein, wobei die Klopfstangen durch die Wand des Filtergehäuses hervorragen und von Membranen umgeben sind, welche die Klopfstangen an dem Filtergehäuse abdichten.

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Zwei Beispiele erfindungsgemässer Abscheider werden an den Zeichnungen erläutert, welche darstellen:

Pig· 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Abscheiders mit Sammelelektroden, Klopfstangen und Fallhämmern;

Fig. 2 eine gleiche Ansicht der zweiten Ausführungsform; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils von einem der Beispiele, welche zeigt, wie die Klopfstangen sich durch ein Filtergehäuse er strecken und daran abgedichtet sein können.

Me dargestellten Konstruktionen besitzen plattenartige Sammelelektroden 1 und Klopfstangen 2, welche lose mit den Elektroden verbunden sind. Die Sammelelektroden sind beweglich aufgehängt an ihren fest angeordneten Trägern 4 mittels Paßstücken 3 (Fig.2),und an ihren unteren Enden haben sie Zungen 5, welche sie mit den Klopfstangen 2 verbinden, sodass eine Klopfstange gemeinsam für eine Anzahl von Sammelelektroden vorhanden ist. Die Klopfstange kann mit Anschlägen zusammenarbeiten, um richtige Stellung der Stange zu gewährleisten. Solche Anschläge sind in der Fig. 2 gezeigt.

Bei dem Beispiel gemäss Fig. 1 sind die Klopfstangen 2 von den Sammelelektroden aufgehängt, wobei die Zungen durch Schlitze hindurchgehen, welche in den rohrförmigen Klopfstangen vorgesehen sind, sodass die Stangen an durch die Zungen 5 hindurchgehende»Bolzen 6 aufgehängt sind. Befestigt an den rohrförmigen Klopfstangen sind abgerundete Ambosse 7, welche Schläge von der Stange auf die Platten 1 über die Zungen 5 übertragen. An den Enden der Klopfstangen sind runde Ambosse 8 angebracht, welche mit den Fallhämmern 9 zusammenarbeiten. Die Fallhammer 9 sind an den Armen 10 angelenkt, welche an einer Welle 11 mittels Klemmbügel 12 mit zwei Muttern befestigt sind. Die Welle 11 ruht in festen Lagern 13, von welchen nur eines in der Zeichnung der Klarheit wegen gezeigt ist. Die Welle wird über ein Getriebe von einem Motor (beides

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nicht gezeigt) angetrieben.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Abänderung sind die Klopfstangen 2 nicht von den Sammelelektroden aufgehängt ,sondern sind in Schellen 14 und 15 abgestützt. Die Schelle 14 ist mit einem Bügel 16 versehen und die Klopfstange arbeitet mit einem Anschlag 17 zusammen, um die richtige Stellung der Klopfstange in Längsrichtung sicherzustellen. Die Schelle 15 ist an einer Stütz* 18 befestigt, welche gleichzeitig dazu dient, die festangeordneten Lager (nicht gezeigt in Pig. 2) der Welle 11 zu tragen.

Gemäss Pig. 2 sind die Sammelelektroden exzentrisch aufgehängt und,da die rohrförmige Klopfstange gleitbar auf Gleitflächen ist, welche auf den Schellen 14 und 15 vorgesehen sind, werden die Sammelelektroden die Klopfstange 2 nach links drücken, bis der Bügel 16 durch den Anschlag 17 aufgefangen wird. In diesem Ruhezustand wird eine Klopfstange daher immer die gleiche Stellung einnehmen, welche so in Beziehung zu der ^teilung des zugehörigen Fallhammers bestimmt ist, dass die Schlagfläche des Fallhammers lotrecht zu der Achse der Klopfstange im Augenblick des Schlags ist, Feröer ist das AmbossZentrum, die Schlagstelle, in einem solchen Abstand von der Drehachse des Fallhammers auf dem Arm 10 gelegen, dass dieser Abstand gleich dem berechneten Radius der Kreisbewegung _T _ _ / T \2 des Fallhammere ist, wobei

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T die Schwingperiode ist, wenn der Hammer als ein einfaches Pendel schwingen gelassen würde, und g die Gravitationskonstante bedeutet»

Im Betrieb befindet sich die Welle 11 in Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeiger, wie durch Pfeile in der Zeichnung angegeben, und bei jeder Umdrehung versetzt der Fallhammer der Klopfstange einen Schlag. Nach dem Schlag wird der Fallhammer durch den Arm 10 gehoben und während der anschliessenden Abwärtsbewegung des Arms 10 ruht der Fallhammer auf dem Arm, bis er ausser Gleichgewicht kommt und in einer freien Pendelbewegung abwärts auf den Amboss der Klopfetange fällt.

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Weil der Abstand zwischen der Schlags teile, und· der· Drehachse gleich dem Radius der Kreisbewegung ist, entsteht praktisch keine Reaktion aus dem Schlag auf die Aufhägung des Fallhammers.

Der Fallhammer schlägt den Amboss auf dessen Mitte, das heisst an einer auf der Mittellinie der Klopfstange gelegenen Stelle und der Schlag wird von der Klopfstange über die abgerundeten Schlagglieder 7 auf die Zungen 5 und anschliessend auf die Sammelelektroden übertragen. Weil der Fallhammer zentral aufschlägt und. die Energie aus dem Schlag zentral über die abgerundeten Schlagglieder übertragen wird, wird grösste Kraft z>ur Vibration der Sammelelektroden ausgenutzt werden.

Als Ergebnis dieser Konstruktion werden keine ungleichmassigen Schläge auftreten und der Klopfmechanismus wird eine lange Lebenszeit haben.

Bei dem Klopfmechanismus gemäss Fig. 1 ist es nur erforderlich, die Klopfstangen in ihrer Ruhestellung zu fixiere^, während die Längsbewegung der Klopfstangen von der Klopfstelle durch die Trägheit an dem System begrenzt ist. Um weiterhin sicherzustellen, dass die tragenden Sammelelektroden in ihrer Ruhestellung in Berührung mit den Schlaggliedern 7 ruhend sind, können keilartige Plattenabschnitte 19 an der Klopfstange für die erste und letzte Sammelelektrode einer Reihe befestigt werden.

Weil die Arme 10, an welchen die Fallhämmer 9 befestigt sind, an der Welle 11 mittels Klemmbügel 12 gesichert sind, kann die Stellung der Fallhammer im Verhältnis zu den Ambossen 8 recht leicht eingestellt werden, sodass eine korrekte Einstellung des Klopfmechanismusses erhältlich ist· Es ist weiterhin möglich. , jede gewünschte Einstellung der Schlagfrequenz einer Anzahl von Fallhämmern zu erzielen·

Wie in Fig, 3 gezeigt können die Elektroden in einem Filtergehäuse 20 angeordnet sein, welches von einem Gestell 21 abgestützt ist. Das Gehäuse hat einen oder

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mehreve Bau.entTlch.ter 22. zum Sammeln des yon den Elektroden fallenden -^taubs. Me Hanauer 9 sind ausserhalb des Gehäuses 20 angeordnet und die Klopfstangen 8 erstrecken sich in das öelaättse ninein durch Öffnungen in dem Gehäuse, welche durcQ biegsame Membranen 23 abgedichtet sind,

Me iallliäJEaer üex erläuterten Konstruktion können naturgeaäss alternatiT zvm Klopfen der Stütze für die fintladuags· elektroden oder andere laeohanische -Einrichtungen benutzt werdeii, welche zu. den Sältladungselektroden gehören·

Claims

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Patentansprüche

f1 J ileKtrostatischer Staubabscheider mit mindestens einer
Saiiiiueleieictrode, versehen mit einem Klopfmeehanismus, weicher mindestens einen Fallhammer umfasst, der um eine waagerechte
Weile gedreht wird, dadurch geKennzeichnet, dass der Fallhammer (9) stetig in einer freien Pendelbewegung schwingt,
bis eine flache Schlagfläche des Hammers (9) gegen einen abgerundeten Amboss (8) schlägt, welcher zentral auf dem
i^nde einer Klopf stange (2) angeordnet ist, wodurch diese
axial bewegt wird, um die Elektrode (1) zu rütteln, v/obei die Klopfstange (2) durch das Gewicht der Llektrode (1) getrieben wird, die exzentrisch zu einer Ruhestellung angebracht ist,
worin sich die Schlagfläche des Hammers (9) im Augenblick des Schlags lotrecht zu der Achse der Klopfstange (2) befindet,
und der Abstand vom Rotations Zentrum (10) des Fallharuiiers (9) zn r.einer Schiagstelle mit dem Amboss (8) am Ende der Klopfstange (2) im wesentlichen gleich dem Radius der Kreisbewegun des Hamners (9) ist.

2. Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die oder jede h.lopfstange '(2) von der bzw. den SammeleleKtroden (1) aufgehängt ist und ein axial abflachendes
abgerundetes Schlagglied (7) hat, welches mit der entsprechen den Elektrode (1) im wesentlichen an der Achse der stange (2) in eingriff kommt, sodast; die Reaktion zwischen der ^lopfstan ge (2) und der Elektrode (1) ihre ganze Aktionslinie im
wesentlichen längs der Achse der Klopfstange (2) hat.

5. Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die oder jede Klopfstange (2) unabhängig von der Sammelelektrode (1) bzw. den Sammelelektroden (1) abgestützt ist,
wej-che frei senkrecht beweglich relativ zu der entsprechenden Klopfstange (2) bzw. Klopfstangen (2) ist bzw. sind, und ein ^; Anschlag (17) vorhanden ist, welcher die v/aagerechte Bewegung der /vlopfstange (2) beschränkt.

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4. Staubabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw- jede Klopfstange (2) ein axial abgeflachtes abgerundetes Schlagglied (7) aufweist, v/elches mit der entsprechenden Elektrode (1) in wesentlichen an der Achse der Stange (2) in Eingriff kommt, sodass die Reaktion zwischen der Klopfstange (2) und der Elektrode (1) ihre Aktionslinie im wesentlichen längs der Achse der Klopfstange (2) hat.

5. Staubabscheider nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der o0der jeder Fallhammer (9) auf einer Welle (11) angebracht ist, welche in Lagern (13) drehbar ist, die ander Stütze (15,18) der Klopfstangen befestigt sind.

6. Staubabscheider nach Anspruch 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das abgerundete Schiagglied (7) sich am Ende eines senkrechten axialen Schlitzes in der klopfstange befindet, wobei die entsprechende Elektrode (1) eine Zunge (5) besitzt, welche sich durch den Schlitz erstreckt.

7. Staubabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Fallhammer (9) drehbar auf einem Arm montiert ist, welcher mittels Klemmbügel (12) an einer getriebenen Welle (11) befestigt ist.

6. Staubabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fallhammer (S),ihre Aufhängung (12) und ihr Antriebssystem (11) ausserhalb des Filtergehäuses (20) vox'gesehen sind, wobei die klopf stangen (2) durch die V/and des i'iltergehäuses (20) hervorragen, an welchei sie mittels umgebender !Membranen (23) abgedichtet sind.

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