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Reinigungseinrichtung für elektrostatische Abscheider
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Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Abscheider, der auch
als zweistufiger elektrostatischer Abscheider oder einfach als elektronischer Luftreiniger
bezeichnet werden kann und der Reinigung von Luft insbesondere im industriellen
Bereich dient, bevor diese wieder in die Atmosphäre zurückgeführt wird. Die Vorrichtung
ist besonders zur Abscheidung sehr feiner, pulverförmiger Teilchen in der Größenordnung
von einem Mikrometer und darunter geeignet, kann jedoch
ebenso wirksam
zur Abscheidung aller anderen Luftschwebeteilchen verwendet werden, die sich in
dem zu behandelnden Luftstrom befinden. Es ist dabei beabsichtigt, die Außenluft
sauber zu halten und zugleich in einigen Fällen Materialien wiederzugewinnen, die
in den Arbeitskreislauf zurückgeführt werden können.
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Obzwar die erfindungsgemäße elektronische Luftreinigungsvorrichtung
auch in der Lage ist, neben trockenen Teilchen bzw. Schmutzstoffen auch beispielsweise
bei der "Rauch"-Abscheidung flüssige Teilchen auszuscheiden, ist die Einrichtung
zur Reinigung und Selbstreinigung solcher elektronischen Luftreinigungsvorrichtungen
besonders dann geeignet, wenn nur trockene Schmutzstoffe aus dem zu behandelnden
Luftstrom zu entfernen sind. (Ein beträchtlicher Prozentsatz des "Rauches" ist oft
eine Flüssigkeit, jedoch kann mit der erfindungsgemM.ßen Reinigungseinrichtung sogar
unter solchen Bedingungen eine Verbesserung bei der Entfernung abgeschiedener Schmutzstoffe
von den Sammelplatten und/oder Sammeldrähten erreicht werden.) Elektrostatische
Abscheider sind bekannt. Dabei wird ein Ionisator zur Erzeugung eines elektrischen
Feldes verwendet, mit dem wiederum die diesem ausgesetzten Teilchen aufgeladen werden.
Die aufgeladenen Teilchen werden dann durch eine Sammelzelle geleitet, die zur Aufnahme
der aufgeladenen Teilchen bzw. Schmutzstoffe mit unter Spannung stehenden und geerdeten
Platten bestückt ist. Derartige Abscheider und dergleichen Einrichtungen sind der
US-Patentschrift 1 697 316, der US-Patentschrift 2 347 709, der US-Patentschrift
2 470 356, der US-Patentschrift 2 476 248, der US-Patentschrift 2 542 262 und der
US-Patentschrift 2 642 952 zu entnehmen.
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Andere bekannte Einrichtungen betreffen mehr die Entfernung des abgeschiedenen
Materials von den Sammelplatten. Solche Einrichtungen sind in der US-Patentschrift
2 667 941, in der US-Patentschrift 2 490 979, in der US-Patentschrift 3 605 955
und in der US-Patentschrift 1 758 404 offenbart.
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Es ist darüberhinaus eine Anzahl anderer US-Patentschriften bekannt,
die sich auf elektronische Luftreinigungsgeräte beziehen, die zuvor genannten Patentschriften
kommen jedoch dem Anmeldungsgegenstand am nächsten.
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Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung
zum Heinigen und Selbstreinigen eines zweistufigen elektrostatischen Abscheiders,
bei der den Traggliedern, auf denen die Schmutz-Sammelplatten montiert sind, direkt
Vibrationen aufgezwungen werden.
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Der erfindungsgemäß gestaltete zweistufige elektrostatische Abscheider
umfaßt dabei einen Ionisator, eine Sammelzelle, eine Luftfördervorrichtung, mit
der Luft zuerst durch die Sammelzelle förderbar ist, ferner in der Sammelzelle angeordnete
Schmutzsammelplatten, die auf einer Vielzahl von Traggliedern montiert sind, weiter
einen unter dem Ionisator und der Sammelzelle angeordneten Trichter zur Aufnahme
der von den Platten entfernten Schmutzstoffe, eine Energieversorgung zur Betätigung
des Ionisators, der Sammelzellen und der Luftfördervorrichtung sowie eine Vibrationseinrichtung
zur Erzeugung einer Vibrationsbewegung der Platten.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tragglieder obere
und untere Tragglieder umfassen, an denen die Platten im Bereich ihrer vier Ecken
direkt montiert sind, daß die Vibrationseinrichtung Vibrationen veränderlicher Frequenz
direkt einer der unteren Tragglieder im rechten Winkel zu den Platten aufzwingt
und damit Schmutzstoffe von den Platten in den Trichter fallen, wobei die
Vibrationseinrichtung
einen betriebswirksam mit dem einen der unteren Tragglieder verbundenen Vibrator
und eine Steuereinrichtung zur Betätigung des Vibrators umfaßt, daß ferner eine
Sperreinrichtung vorgesehen ist, die die Energieeinrichtung und die Steuereinrichtung
betriebswirksam miteinander verbindet und die gleichzeitige Einschaltung der Energieversorgung
und des Vibrators verhindert, daß weiterhin Zusatzeinrichtungen für die Steuereinrichtung
und den Vibrator zur Frequenzveränderung des Vibrators vorgesehen sind und die Zusatzeinrichtungen
eine Druckluftquelle sowie einen damit betriebswirksam verbundenen Behälter aufweisen,
wobei der Druckluftbehälter mit dem Abscheider verbunden ist und sich während des
Betriebs des Vibrators leert, daß ferner ein erster elektrischer Schaltkreis vorgesehen
ist, der mit der Energieversorgungseinrichtung verbunden ist und diese einschließt,
und daß ein zweiter elektrischer Schaltkreis vorgesehen ist, der mit der Steuereinrichtung
verbunden ist und diese umschließt, wobei die Sperreinrichtung eine Schalteranordnung
umfaßt, die betriebswirksam mit dem ersten und dem zweiten elektrischen Schaltkreis
verbunden ist und die eine Ausschaltstellung aufweist, bei der sowohl die Energieversorgungseinrichtung
als auch die Steuereinrichtung in Betrieb sind, und eine Einschaltposition, bei
der nur die Energieversorgungseinrichtung in Betrieb ist, sowie eine Reinigungsposition,
bei der nur die Steuereinrichtung in Betrieb ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Stromkreis mit
einem Rückstell-Zeitschaltwerk verstehen, das die Steuereinrichtung nur für eine
vorgegebene Zeit in Betrieb setzt, wenn die Schaltanordnung in die Reinigungsposition
eingestellt ist. Diese Ausführungsform kann weiterhin einen Druckschaltep zwischen
dem Tank und der Energieversorgungseinrichtung aufweisen, damit darüberhinaus sichergestellt
ist, daß die Energieversorgungseinrichtung außer Betrieb ist,
wenn
die Schaltanordnung in die Reinigungsposition eingestellt ist.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist eine Zusatzstellung
der Schaltanordnung vorgesehen, die die Reinigungseinstellung automatisch über einen
vorgegebenen Zeitraum betätigt, wenn diese über einen längeren Zeitraum eingestellt
ist.
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Der Abscheider umfaßt vorzugsweise in dem Ionisator Erdungsplatten
sowie ein unteres Tragglied in dem Ionisator, auf dem die Erdungsplatten direkt
montiert sind, während die Vibrationseinrichtung einen zusätzlich Vibrator umfaßt,
der betriebswirksam mit dem zuletzt erwähnten unteren Tragglied und der Steuereinrichtung
verbunden ist, wobei der Vibrator und der zusätzliche Vibrator zusammen betätigbar
sind.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsformen.
Es zeigen: Fig. 1 eine auseinandergezogene schaubildliche Teildarstellung, teilweise
schematisiert und teilweise schaltbildartig, der Grundkomponenten eines zweistufigen
elektrostatischen Abscheiders, bei dem die Erfindung anwendbar ist, Fig. 2 eine
schaubildliche Teildarstellung, teilweise schematisiert und teilweise schaltbildartig,
einer bei einer elektronischen Luftreinigungsvorrichtung vorgesehenen Ausführungsform
der Erfindung mit einer Mehrzahl der in Fig. 1 dargestellten Komponeunten,
Fig.
3 einen Teilschnitt mit Darstellung der Verbindung einer Vibratoreinheit mit der
Bodenstange für die Schmutz-Sammelplatten einer typischen Sammelzellen-Einheit,
Fig. 4 einen im wesentlichen der Fig. 3 entsprechenden Teilschnitt mit einer detaillierteren
Darstellung des Vibrators mit Darstellung seiner Zuordnung zu der Tragstange für
die in der Ionisator-Einheit einer elektronischen Luftreinigungsvorrichtung verwendeten
Platten, Fig. 5 eine teilweise schematisierte und teilweise schaltbildartige schaubildliche
Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung, die einer elektronischen Luftreinigungsvorrichtung
zugeordnet ist, welche aus einer einen zweistufigen elektrostatischen Abscheider
bildenden Vielzahl von Komponenten besteht, Fig. 6 eine schaubildliche Teildarstellung
einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, die die Verwendung eines Absperrorgans
in einer Luftleitung anstelle des bei den Ausführungsformen in Fig. 2 und 5 dargestellten
Luftbehälters zeigt, Fig. 7 eine schaubildliche Teildarstellung derjenigen Ausführungsform
der Erfindung, mit der die Reinigung durch die Aufbringung eines mechanischen Stosses
direkt auf das Ende des Traggliedes für die Schmutzsammelplatten herbeiführbar ist
und Fig. 8 ein schematisches Schaltbild für die Ausführungsform der Erfindung, bei
der ein Druckluftbehälter zur Erzeugung der Vibrationen variabler Frequenz und dergleichen
verwendbar ist.
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Die in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellte elektronische Luftreinigungsvorrichtung
ist als zweistufiger elektrostatischer Abscheider dargestellt, der einen generell
mit 20 bezeichneten Ionisator, eine generell mit 21 bezeichnete Sammelzelle und
eine generell mit 22 bezeichnete Luftfördervorrichtung aufweist. Die Luftfördervorrichtung
22 saugt Luft vorzugsweise zunächst durch den Ionisator 20 und dann durch die Sammelzelle
21 an. Die Luftfördervorricbtung 22 kann dabei dicht neben dem Ionisator 20 und
der Sammelzelle 21 angeordnet sein und sich sogar in dem selben Aufnahmeraum befinden,
oder aber in einem passenden anderen Bereich untergebracht werden, der von dem Ionisator
und der Sammelzelle gänzlich entfernt liegen kann. In der Aufnahmekabine oder anderswo
sind Leiteinrichtungen oder geeignete Luftsperren (nicht dargestellt) vorgesehen,
um sicherzustellen, daß die zu reinigende Luft vollständig durch den Ionisator und
die Sammelzelle geleitet wird.
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Der Ionisator 20 ist zur Erzeugung eines starken elektrischen Feldes
ausgebildet, das alle ihm ausgesetzten Teilchen wirksam auflädt. Er umfaßt geeignete
Rahmenbauteile 23, 24 sowie rrragglieder oder Tragstangen 25, auf denen eine Vielzahl
von Erdungsplatten 26 angeordnet sind, zwischen denen (nicht dargestellte) Ionisierungsleitungen
angeordnet sind.
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Diese Platten und Leitungen erzeugen ein intensives Ionisationsfeld.
Die Ionisationsleitungen sind an eine geeignete elektrische Energiequelle 27 angeschlossen,
wie sie generell bei 28 dargestellt ist. Ein Teil der trockenen Schmutzstoffe wird
innerhalb des Ionisators 20 abgeschieden und hauptsächlich auf den Erdungsplatten
26 innerhalb des Ionisators gesammelt.
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Die Sammelzelle 21 umfaßt einen geeigneten Rahmenaufbau 29 und 30
sowie obere und untere Tragglieder bzw. Tragstangen 31, auf denen eine Vielzahl
geerdeter Sammelplatten 32 angeordnet ist. Die oberen und unteren aufgeladenen Stangen
33
tragen aufgeladene Platten 34, die mit den geerdeten Sammelplatten
32 innerhalb der Sammelzelle 21 verschachtelt sind. Die aufgeladenen Stangen 33
sind an die elektrische Energiequelle 27 angeschlossen. Die Platten 32 und 34 liegen
im Abstand voneinander, während die Stangen 33 mit dem Rahmenaufbau 29, 30 durch
geeignete Isolatoren 36 verbunden sind, so daß sie und die aufgeladenen Platten
34 keine Erdungsberührung mit den anderen Bauteilen der Sammelzelle 21 haben.
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In der Praxis können die Ionsisierungsleiter der Ionsiationseinheit
20 bei geringer Stromstärke eine hohe Spannung im Bereich von zehntausend bis vierzehntausend
Volt führen, während die geladenen Stangen 33 der Sammelzellen-Einheit 21 bei geringer
Stromstärke eine Hochspannung im Bereich von fünftausend bis siebentausend Volt
führen können. Es lassen sich jedoch auch andere Spannungsbereiche für den Ionisator
und/oder die Sammelzelle verwenden. Die Erfindung ist bei all den Spannungsbereichen
verwendbar, die üblicherweise in zweistufigen Abscheidern verwendet werden.
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Etwas abhängig von der Art und der innerhalb des Ionisators und innerhalb
der Sammelzelle aufgebrachten Ladungsmenge sammeln sich trockene abgeschiedene Schmutzstoffe
auf allen Platten 32 und 34 und in gewissem Ausmaß auch auf den Platten 26 sowie
sogar auf den Ionisationsleitern, jedoch hauptsächlich auf den Erdungsplatten 32.
Dabei ist es wichtig, daß diese Erdungsplatten 32 so im Abstand von den an Spannung
anliegenden "heißen" Stangen 33 und Platten 34 im Abstand angeordnet und die so
aufgeladenen Bauteile so im Abstand von dem geerdeten Rahmenaufbau 29, 30 angeordnet
sind, daß der optimale Feldverlauf erreicht wird. Dies sollte der Fall sein, um
die Möglichkeit auf ein Minimum zu beschränken, daß abgeschiedene Teilchen ene Brücke
zwischen einem der aufgeladenen Bauteile und einem der geerdeten Bauteile
bilden
und dadurch einen Kurzschluß erzeugen können.
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Die Luftfördervorrichtung 22 ist in bekannter Bauart ausgeführt und
umfaßt einen nicht dargestellten Motor, der ein geeignetes Zentrifugalgebläse oder
bei der besonderen, in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Ausführung die Gebläseschaufeln
37 antreibt. Das Gebläse ist so gestaltet, daß ein Luftstrom zunächst durch den
Ionisator 20 und dann durch dio Sammelzelle 21 angesaugt wird. Zwar ist es auch
möglich, die Luftfördervorrichtung 22 an der Eingangsseite des Ionistators 20 anzuordnen,
so daß die Luft "positiv" durch das System gedrückt wird, jedoch wird bevorzugt,
die Luft durch den Ionisator und die Sammelzelle in der in Fig. 1 durch Pfeile gekennzeichneten
Weise anzusaugen (d.h. einen negativen" Druck zu verwenden). Wie vorangehend schon
erwähnt wurde, kann die Luftfördervorrichtung darüberhinaus auch gänzlich entfernt
von dem Ionisator und der Sammelzelle angeordnet sein. Es kommt lediglich darauf
an, daß ein durch die Reinigungsvorrichtung hindurchgehender Luftstrom erzeugt wird.
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Unterhalb der elektronischen Luftreinigungsvorrichtung ist ein Sammeltrichter
angeordnet. Ein solcher Trichter ist in Fig.5 mit 38 bezeichnet. Die Fig. 5 zeigt
eine elektronische Luftreinigungsvorrichtung, die aus einem Paar der in Fig. 1 dargestellten
Komponenten 20, 21 besteht, die nebeneinander angeordnet sind. Das Gebläse 22 saugt
dabei Luft durch sämtliche Komponenten und trägt diese in der eingetragenen Richtung
aus. Der Sammeltrichter 38 ist unter sämtlichen Komponenten des zweistufigen elektrostatischen
Abscheiders angeordnet.
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Das bedeutet, daß der Trichter die Schmutzteilchen von beiden Ionisatoren
20 und beiden Sammelzellen 21 aufnimmt. In dem Trichter 38 ist eine Leitwand 39
untergebracht und an der Übergangsstelle zwischen dem Ionisatoren 20 zu den Sammelzellen
21 angeordnet. Die Leitwand 39 verhindert, daß
der durch die Reinigungsvorrichtung
angesaugte Luftstrom übermäßig gestört wird und die in dem Trichter 38 gesammelten
trockenen Schmutzstoffe bewegt, wenn er von der Fördereinrichtung 22 durch die Reinigungsvorrichtung
gesaugt wird.
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Der Sammeltrichter 38 ist unter den Ionisatoren 20 und der Sammelzelle
21 angeordnet, die die Reinigungsvorrichtung bilden. Wenn diese einheiten in einem
gemeinsalnen Gehäuse oder dergleichen angeordnet sind, wird der Boden des Gehäuses
geöffnet ausgebildet, so daß der Sammeltrichter 38 dem gesamten Inneren der Ionisatoren
und Sammelzellen ausgesetzt ist. Die vier Seitenwände 40 des Sammeltrichters 38
sind nach unten zu geneigt und zu einer Austragsschnauze zusammengeführt, die in
der Trichtermitte liegt und normalerweise durch einen luftdichten Verschluß 41 geschlossen
ist.
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Dieser Verschluß kann zur Entfernung der gesammelten Schmutzstoffe
durch den generell mit 42 bezeichneten Handhaben-und Gestängemechanismus geöffnet
werden.
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Eine wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist darin zu
sehen, daß die elektronische Luftreinigungsvorrichtung nicht nur trockene Schmutzstoffe
aus der zu reinigenden Luft abscheidet sondern daß diese zugleich auch periodisch
von den verschiedenen Sammelplatten entfernt und so in einem Trichter gesammelt
werden, daß sie nicht in den zu reinigenden Luftstrom zurück gesaugt werden. Wenn
auch ein Teil der aus dem Luftstrom abgeschiedenen Schmutzstoffe beim Durchgang
durch den Ionisator 20 und die Sammelzelle 21 durch die Schwerkraftwirkung und andere
Einflüsse selbst in den Sammeltrichter 38 fällt, so wird doch der größte Anteil
in unterschiedlichem Maße auf den Platten 26, 32 und 34 gesammelt.
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Es ist deshalb erforderlich, diese abgeschiedenen Teilchen periodisch
zu lösen, damit sie sich innerhalb der verschiedenen Einheiten nicht in einer Weise
ansammeln, die den Luftreinigungswirkungsgrad herabsetzt oder die Einrichtung sogar
betriebsunwirksam
macht. Die Erfindung umfaßt deshalb in ihrer bevorzugten Aus führungs form die Verwendung
einer Vielzahl von Vibratoren 43 (siehe Fig. 2 und 5), die direkt an den Stangen
25 und 31 befestigt sind, an welchen die geerdeten Platten 26 und 32 innerhalb des
Ionisators 20 bzw. der Sammelzelle 21 gehalten sind. Diese Vibratoren werden periodisch
zum Lösen der sich auf den verschiedenen Sammelplatten abgesetzten Teilchen betätigt,
die dann in dem Trichter 38 gesammelt werden.
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Eine bevorzugte Aus führungs form der Erfindung ist in den Fig. 2'bis
5 und 8 dargestellt. Der Aufbau gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem Aufbau gemäß
Fig. 5 im wesentlichen nur dadurch, daß bei dem Aufbau in Fig. 2 vier zweistufige
elektrostatische Abscheider vorgesehen sind, und zwar jeweils ein Paar auf gegenüberliegenden
Seiten der Luftfördervorrichtung 22, wobei der Aufbau so gestaltet ist, daß die
zu reinigende Luft durch die vier Ionisatoren 20 und Sammelzellen 21 angesaugt und
in der Mitte der Vorrichtung wieder ausgetragen wird. Bei der in Fig. 5 dargestellten
Anordnung sind nur zwei elektrostatische Abscheider vorgesehen, die beide auf derselben
Seite der Luftfördervorrichtung 22 angeordnet sind, wobei die zu reinigende Luft
geradlinig hindurchgeführt wird, wie dies durch die Pfeile dargestellt und generell
auch bei der Anordnung nach Fig. 1 dargestellt ist. Die Vibratoren 43, die bei diesen
Ausführungsformen benutzt werden, sind in herkömmlicher Weise ausgebildet und bestehen
aus einem Pneumatikzylinder 44 mit einem Lufteingang 45, einem hin- und herbewegbaren
Kolben 46 und einer Feder 47. Durch den Kolben 46 verläuft eine Axialbohrung, die
eine Verbindung mit einer öffnung 48 schafft, welche wiederum mit der Zylinderkammer
49 in Verbindung steht, der Druckluft Uber den Eingang 45 zugeführt wird. Es versteht
sich für den Fachmann, daß die Zuführung von Druckluft zu dem Eingang 45 zu einer
Hin- und Herbewegung des Kolbens 46 in der Zylinderkammer 49 führt,
wodurch
wiederum den jeweils mit den Vibratoren 43 durch die zugeordneten Schraubverbinder
50 verbundenen Stangen 25 und 31 vibrierende oder schwingende Bewegungen mitgeteilt
werden.
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Der hin- und hergehende Kolben 46 ist abhängig von dem Luftdruck,
der Uber den'Eingang 45 eintritt. Je höher der Eingangsdruck ist, um so schneller
sind die Hin- und Herbewegungen und um so größer ist die Vibrations- oder Schwingfrequenz,
die den jeweiligen Stangen 25 und 31 mitgeteilt wird. Wenn der Luftdruck abfällt,
verringern sich auch die Hin- und Herbewegungen des Kolbens 46, so daß die sich
daraus ergebende Vibrations- oder Schwingfrequenz, die den Stangen 25 und 31 mitgeteilt
wird, ebenfalls verringert.
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Wie am besten die Fig. 3 und 4 erkennen lassen, sind die Verbindungsglieder
50 direkt an den Stangen 25 und 31 befestigt und kommen weder mit dem Rahmenaufbau
23 des Ionisators noch mit dem Rahmenaufbau 30 der Sammelzelle direkt in Berührung.
Die Stangen 31 sind vorzugsweise unabhängig von dem Rahmenaufbau 30 gehalten, so
daß die Vibrationen den Grundplatten 32 der Sammelzelle 21 direkt mitgeteilt werden,wodurch
die dieser relativ schweren Zelle zugeführte Energie am wirkungsvollsten eingesetzt
wird. Der Innisator ist jedoch relativ leichter ausgebildet, so daß hier eine geringere
Energiemenge ausreichen kann, um die erforderlichen Vibrationen zu erzeugen. Während
der Vibrator 50 wie bei der Stange 31 direkt mit der Stange 25 verbunden ist, kann
die Stange 25 selbst auch über die Mutter 23a mit dem Rahmen 23 des Ionisators verbunden
sein. Dabei versteht es sich jedoch, daß die Anordnung auch in der bei 30, 31 in
Fig. 3 dargestellten Weise erfolgen kann.
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Bei den in Fig. 2 bis 5 und 8 dargestellten Ausführungen wird Luft
von einem Druckluftbehwlter 51 allen pneumatischen Vibratoren 43 zugeführt, wobei
der Druckluftbehälter selbst
über die Leitung 52 Betriebsdruckluft
erhält.
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Die Energiequelle für die jeweiligen einen Ionisator 20 und eine Sammelzelle
21 umfassenden zweistufigen elektrostatischen Abscheider ist, wie schon generell
in Fig. 1 und wie in die Fig. 2 und 5 eingetragen, erneut mit dem Bezugszeichen
27 gekennzeichnet. Eine derartige Energiequelle 27 kann einen Hochspannungstransformator
umfassen. Der Transformator 27 ist dabei elektrisch leitend mit dem Hauptsteuergehäuse
53 verbunden, das wiederum elektrisch leitend mit dem Handstartknopf 54 und dem
Wahlschalter 55 über die Leitung 56 verbunden ist. Der Bauteil 54 ist in an sich
bekannter Weise mit einer geeigneten elektrischen Energiequelle verbunden. Alle
diese Einzelheiten werden bei Betrachtung der Fig. 8 verdeutlicht, auf die nun Bezug
genommen wird.
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Die elektrische Energie für die Luftreinigungseinheit ist schaltbildlich
als von einer geeigneten äußeren Energiequelle kommend dargestellt, wie sie generell
mit 70 in der oberen linke Ecke von Fig. 8 gekennzeichnet ist. Eine Eingangssteuerung
kann durch den manuell betätigbaren Startschalter 54 erfolgen. Der Wählschalter
55 ist mit einer "Aus", einer "Ein" und einer "Reinigung8n-Position versehen dargestellt.
Zugleich ist auch eine "24hn-Position dargestellt. Diese letzte Schaltposition bezieht
sich in Wirklichkeit auf einen zeitbetätigten Schalter. Ein solcher Schalter wird
für eine kurze Zeitdauer, in der Orößenordnung von zwei Minuten pro Stunde oder
Zwanzig Minuten pro zehn Stunden geschlossen. Es sind Zeitschalter für eine Vielzahl
von Zeitintervallen erhãltlich oder einstellbar, wie beispielsweise acht Stunden,
zwölf Stunden, vierundzwanzig Stunden usw. Der automatische Reinigungszeitraum kann
in Abhängigkeit von der benötigten Reinigungsfrequenz gewahlt werden.
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Das Hauptsteuergehäuse 53 enthält das magnetische Schaltschütz 71,
das betriebswirksam mit dem Motor 72 für die Luftfördervorrichtung 72 verbunden
ist. Die Einheit 71 ist ebenfalls betriebswirksam über eine Spule 73 mit dem Stromversorgungsteil
74 verbunden, der als Teil des Hochspannungstransformators 27 betrachtet werden
kann, der die Energie den Ionisatoren 20 und den Sammelzellen 21 zuführt.
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Das System ist mit einer Reihe von elektrischen Türverriegelungen
und Klappenrerriegelungen verstehen, die normalerweise geschlossen sind und in dem
Schaltplan als innerhalb der Einheit 75 liegend dargestellt sind. Während des Reinigungszyklus
der elektronischen Luftreinigungsvorrichtung leuchtet eine Anzeigelampe 76. Ein
Magnetventil 77 für den Druckluftbeh<er 51 ist mit einem Druckschalter 78
zusammengeschaltet, der normalerweise während des "Ein"-Luftreinigungszyklu8 der
Einheit geschlossen ist. Der "Reinigungs"-Schaltkreis der Einheit umfaßt auch den
Rückstellzeitschalter 79.
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Die Druckluft aus dem Betriebsnetz tritt Uber die Leitung 52 in die
Einheit ein und strömt durch eine Kombination aus Druckregler und Filter die generell
mit 80 bezeichnet ist. Von dem Druckregler und dem Filter 80 wird die Luft über
die Leitung 81 und je nach der Stellung des Magnetventils 77 und der Absperrorganeinheit
77a durch die Leitung 82 in den Behälter 51 geführt. Wenn die Kollektorplatten von
den angesammelten Schmutzstoffen befreit werden sollen, tritt Druckluft aus dem
Behälter 51 über die Leitung 82 und die Absperrorganeinheit 77a und dann durch eine
Leitung 83 mit einem darin eingeordneten Luftleitungsöler 84 aus. Druckluft wird
durch die Leitung 85 allen Vibratoren 43 zugeführt.
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Während des Betriebs, sobald der manuelle Startschalter 70 betätigt
ist und der Wählschalter 55 in die Ein"-Position
gemäß Fig. 8 eingestellt
ist, bewirkt der elektronische Luftreiniger eine Abscheidung von Schmutzstoffen
aus der hindurchströmenden Luft. Eine solche elektronische Luftreinigungsvorrichtung
kann dabei auch nur aus einem Paar Grundkomponenten, dem Ionisator 20 und den Sammelzellen
21 bestehen, die in Reihe mit der Luftfördervorrichtung 22 angeordnet sind, wie
dies in Fig. 1 dargestellt ist, es ist jedoch auch die Gestaltung einer sorgfältig
arbeitenden Reinigungsvorrichtung möglich, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist oder
die Gestaltung einer noch sorgfältiger arbeitenden Einheit, wie sie in Fig. 2 dargestellt
ist. Während des Betriebs des Ionisators, der Sammelzelle und der Luftfördervorrichtung
ist der Schaltkreis in jedem Fall, wie in Fig. 8 dargestellt, so eingestellt, daß
keine Druckluft von der Betriebsluftleitung 52 aufgenommen wird und der Druckluftbehälter
51 leer bleibt. In diesem Zustand sind auch die Türen und Sperreinrichtungen, die
bei 75 schaltbildlich dargestellt sind, geschlossen, wie dies auch der Fall wäre,
wenn die Einheit im richtigen Betriebszustand ist. Normalerweise ist für den Ionisator,die
Sammelzelle und die Luftfördervorrichtung in den Betriebsstromkreis ein Abwärtstransformator
enthalten. Wenn der Wählschalter 55 in die "Reinigung"-Position gestellt wird, wird
der Betriebsstromkreis für den Ionisator 20, die Sammelzelle 21 und die Luftfördervorrichtung
22 unterbrochen. Zugleich wird ein Stromkreis durch den Rückstellzeitschalter 79,
das Magnetventil 77 und die Anzeigelampe 76 geschlossen.
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Der Rückstellzeitschalter ist derart ausgebildet, daß er diesen Stromkreis
fUr eine bestimmte Zeit, in der Größenordnung von zwei Minuten geschlossen hält.
Während dieser Zeit wird das Absperrorgan 77a so betätigt, daß durch die Einheit
t30 filtrierte und druckregulierte Betriebsluft über die Leitung 52 und die Leitungen
81, 82 zum Füllen des Druckluftbehälters 51 zuströmen kann. Dabei wird der Druckschalter
78 betätigt, wodurch eine andere Unterbrechung des
normalen Betriebs
stromkreises der elektronischen Luftregelung erfolgt, wodurch ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor
gegeben ist. Weiterhin leuchtet auch die Anzeigelampe 76 bei Betätigung des Schalters
78 in Abhängigkeit von dem Behälterdruck auf.
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Nach Ablauf der im Rückstellzeitschalter 79 eingestellten vorbestimmten
Zeit öffnet dieser, so daß die Magnet-Absperrorgananordnung 77, 77a es der in dem
Behälter 51 befindlichen Druckluft ermöglicht, durch die Leitungen 82 und 83 sowie
durch den Luftleitungsöler 84 und dann durch die Leitung 85 allen Vibratoren 43
zuzuströmen. Die solchermaßen den Vibratoren zuströmende Druckluft erzeugt mit ihrer
Anfangsbewegung einen Hochdruck-Vibrationsstoß, der zur Einleitung der Schwingwirkung
des Vibrators erforderlich ist.
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Wenn sich die Zuführung von Druckluft in den Behälter 51 vermindert,
verringern sich auch die Vibrationen oder Schwingungen, die von den Vibratoren 43
ausgehen, welche die hin- und herbewegten Kolben 46 umfassen. Dadurch wird eine
variable Vibrationsfrequenz geschaffen, die zur wirksamen Reinigung der Ionisationsplatten
26 und der geerdeten Sammelzellenplatten 32 wichtig ist. Diese Platten sind, wie
vorangehend schon beschrieben, auf Traggliedern montiert, mit denen die jeweiligen
Vibratoren 43 direkt verbunden sind. Um sicherzustellen, daß die Vibrationen und
Schwingungen auf die Tragglieder konzentriert werden, mit denen die Vibratoren 43
verbunden sind und auf denen die Tragglieder der zu reinigenden Platten montiert
sind, sollten die Verbindungen 85a zwischen dem Leitungssystem 85 und den Vibratoren
83 flexibel sein.
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Wenn sich der Luftbehälter 51 leert, fällt der Druck und damit auch
die Frequenz und die Kraft der Vibratoren ab,
in erster Linie aber
die Frequenz. Dies ist ein bevorzugter Weg, um variable harmonische Schwingungen
auf die Sammelplatten zu übertragen, die einen wichtigen Teil des zweistufigen elektrostatischen
Abscheiders ausmachen, für die die erfindungsgemäße Lösung besonders gut geeignet
ist. Auf diese Weise wird eine ganz gründliche Entfernung der abgeschiedenen und
zuvor auf den Platten abgelagerten Schmutzstoffe dadurch erreicht, daß die Vibrationen
und Schwingungen veränderlicher Frequenzen verschiedene Bereiche der Platten erreichen;
je größer die Vielfalt der aufgebrachten Frequenzen ist, um so größer ist der beeinflußte
Bereich.der Platte.
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Ein anderer Vorteil der Aufbringung von Vibrationen mit variabler
Frequenz auf die Schmutzstoff-Sammelplatten ist darin zu sehen, daß ein gegebener
aegenstand üblicherweise eine Eigen-Resonanzfrequenz hat. Verlängerte Vibrationen,
die bei einer solchen Resonanzfrequenz aufgebracht werden, können einen solchen
Gegenstand zerstören. Durch die Aufbringung von Vibrationen mit variabler Frequenz
auf den Gegenstand, in diesem Fall die Schmutzstoff-Sammelplatte und die zugehörigen
Träger, wird die aefahr einer Zerstörung durch die falsche Anwendung einer Resonanzfrequenz
beseitigt.
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Die generelle Anordnung gemaß Fig. 8 umfaßt eine andere Besonderheit,
nämlich die automatische "24 h"-Betätigungseinrichtung, die zuvor bereits erwähnt
worden ist. Zur Betätigung des "24 h"-Schalters (beispielsweise) für die Einstellung
der Schließposition für einen Zeitraum von fünfzehn Minuten innerhalb von vierundzwanzig
Stunden ist eine Zeitschalteinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen. Dabei wird
wiederum ein Stromkreis durch den Rückstellzeitschalter 79 zu dem Magnet-Absperrorgan
77 geschlossen, wobei der Behälter
51 über einen Zeitraum von
zwei Minuten erneut mit Druckluft gefüllt wird, woraufhin der Rückstellzeitschalter
öffnet und die in dem Behälter 51 dann enthaltene Druckluft zur Betätigung der Vibratoren
43 in der zuvor beschriebenen Weise austreten kann. Da sich der Behälter 51 während
dieser Zeit mit Druckluft füllt (wobei zu berücksichtigen ist, da, obwohl der "24
h"-Schalter für fünfzehn Minuten geschlossen werden kann, der Rückstellzeitschalter
seinen Zwei-Minuten-Zyklus beibehält),stellt der Druckschalter 78 sicher, daß alle
Energieleitungen zu dem zweistufigen elektrostatischen Abscheider selbst unterbrochen
sind, so daß während des Betriebs der Einheiten 20, 21 oder 22 keine Vibrationen
auf die Schmutzstoff-Sammelplatten aufgebracht werden können, und die Lampe 76 aufleuchtet,
wodurch außerdem vor einer Einschaltung des Abscheiders gewarnt wird, so lange die
Vibrationsreinigung andauert. Wie bereits vorhergehend dargelegt wurde, kann der
automatische Zeitschalter in der erwünschten Weise eingestellt werden; die "24 h"-Stellung
ist nur als ein Beispiel ausgewählt.
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Eine abgewandelte Ausführung der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt.
Soweit vergleichbar, sind zur Bezeichnung der Teile dieser Aus führungs form die
gleichen Bezugszeichen verwendet worden. Bei der in Fig. 6 dargestellten Gestaltung
fehlt der Druckluftbehälter 51, der durch ein Droesel-Absperrorgan 100 ersetzt ist.
Die Funktion dieses Absperrorgans liegt in der Zustandssteuerung der durch die Leitung
52 und dann durch die Leitung 83 strömenden Druckluft. Dieses Absperrorgan kann
durch eine Bedienungsperson manuell so verstellt werden, daß der Druck, der durch
die Leitung 83 zu der Leitung 85 und den Vibratoren 43 strömenden Druckluft erhöht
oder erniedrigt wird. Durch diese Xnderung des Drucks der den'Vibratoren 43 zugeführten
Druckluft werden auch Veränderungen der Hin- und Herbewegungen der Vibrationskolben
46 und dadurch auch Veränderungen der Vibrationen und Schwing
gungen
erzeugt, die auf die Tragglieder 25 und 31 der Schmutzstoff-Sanimelplatten 26 und
32 aufgebracht werden.
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Obwohl nicht dargestellt, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung,
das Drossel-Absperrorgan 100 durch einen Motor und einen Zeitschalter zu betätigen.
Dabei ist darauf hinzuweisen, daß, obwohl bei der den Druckluftbehälter 51 verwendenden
Anordnung eine Druckveränderung von einem höheren zu einem niedrigeren Druck vorgesehen
ist, um die gewünschte Frequenzveränderung zu erreichen, eine Frequenzänderung nicht
notwendieerweise in dieser Richtung erfolgen muß. Bei der Steuerung durch eine Anordnung
wie das Absperrorgan 100 kann der Druck der Luft auch von einem niedrigen Anfangswert
zu einem hohen Endwert gehen. Wichtig dabei ist die Erzielung der Frequenzänderung
insbesondere gerade an der Stelle, an der die Schmutzstoff-Sammelplatten am direktesten
beeinflußt werden.
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Eine Erhöhung des Drucks bedeutet eine Steuerung der Vibration innerhalb
der Grenzen der Handhabenbewegung. Bei einer graduellen Erhöhung des Luftdrucks
kann es vorkommen, daß der Vibrator nicht anläuft; wie zuvor erwähnt wurde, sollte
ein anfänglicher Hochdruck-Stoßimpuls erzeugt werden. Dazu sollte das Absperrorgan
schnell geöffnet und dann in den Modulationsbereich für einen fortgesetzten Lauf
der Vibratoren bei unterschiedlichen Frequenzen zurückgestellt werden.
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Eine etwas einfachere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7
dargestellt. Bei dieser Ausführungsform verlaufen die Stange 25, die die Ionisationsplatten
26 trägt und die Stange 31, die die Sammelzellenplatten 32 trägt, gut über die Außenseite
der Einheit hinaus und sind dabei mit geeigneten Gliedern 110 versehen, an die eine
Bedienungsperson mit einem Schlegel oder dergleichen anschlagen kann. Obwohl dieser
Ausführungsforin einige der bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen erreichten
Feinheiten fehlen, bildet sie doch einen Teil der Erfindung,.die lehrt, daß die
erwünschten und verbesserten Ergebnisse einfach durch die Konzentration
der
Vibrationen und Schwingungen ganz an der Stelle erfolgen müssen, die nach den jetzigen
Feststellungen die am wirksamsten Stellen darstellen, nämlich die Stellen auf den
Bauteilen, an denen die Schmutzstoff-Sammelplatten befestigt sind.
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Zusammenfassend ist auszuführen, daß die vorliegende, insbesondere
bei einem zweistufigen elektrostatischen Abscheider verwendbare Erfindung durch
die Erkenntnis bestimmt ist, daß ein wesentlich höherer Prozentsatz von Schmutzstoffen
von einer Platte, auf der sie gesammelt worden sind, dadurch entfernt werden kann,
daß Vibrationen oder Schwingungen direkt auf das Tragglied aufgebracht werden, auf
dem die Platte montiert ist. Spezielle bei einem zweistufigen elektrostatischen
Abscheider werden die besten Ergebnisse dann erreicht, wenn die Vibrationen den
geerdeten Stangen mitgeteilt werden, auf denen die geerdeten Schmutzstoff-Sammelplatten
innerhalb des Ionisators und der Sammelzelle angeordnet sind.
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Die Erfindung wird darüberhinaus durch die Erkenntnis erweitert, daß
noch bessere Ergebnisse dann erzielbar sind, wenn die in der erfindungsgemäßen Weise
auf die geerdeten Stangen aufgebrachten Vibrationen und Schwingungen einer Frequenzänderung
unterzogen werden. In diesem Zusammenhang wurde ermittelt, daß bei einer bestimmten
Frequenz auf einem bestimmten Bereich einer Schmutzstoff-Sammelplatte eingewirkt
wird. Durch die Veränderung der Frequenz der Vibrationen und Schwingungen und durch
die Erzeugung eines Unterschieds zu den auf die Platte aufgebrachten harmonischen
Schwingungen wird ein größerer Bereich der Platte erreicht und durch derartige Vibrationen
und Schwingungen beeinflußt, wodurch wiederum ein erhöhter Wirkungsgrad bei der
Plattenreinigung erreicht wird.
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Kurz gesagt, werden die verbesserten Ergebnisse sowohl durch den Ort
als auch durch die Art der Aufbringung der Vibrationen und Schwingungen herbeigeführt.
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Den Fachleuten ist es klar, daß die Einrichtung und das Verfahren
zum Reinigen und Selbstreinigen eines elektrostatischen Abscheiders im Rahmen der
Erfindung noch Abänderungen erfahren kann. Einige dieser Abänderungen, wie die Vorkehrungen
für das manuelle Beklopfen der Tragstangen der geerdeten Platten und die Anordnung
eines Absperrorgans unmittelbar in der Luft leitung zur Drucksteuerung sind vorangehend
erläutert und in den Zeichnungen dargestellt worden.
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Andere Abänderungen, wie die Verwendung elektrischer Einrichtungen
zur Erzeugung der Vibrationen und Schwingungen an den Bauteilen, die die geerdeten
Schmutzstoff-Sammelplatten tragen, sind als weitere Möglichkeiten erwähnt. Eine
andere Möglichkeit ist die Ausbildung einer Einheit, wie die in Fig. 5 oder in Fig.
2 dargestellte Einheit, die alle erforderlichen Vorrichtungen mit Ausnahme des Druckluftbehalters
51 umfaßt. Eine Anzahl solcher Einheiten abzüglich eines zugeordneten Druckluftbeälters
51 kann in einem vorbestimmten Bereich Verwendung finden. Zu dem Zeitpunkt, zu dem
die Reinigung dieser Einheiten erforderlich ist, kann ein Druckluftbehälter 51,
der auf einem einemoder dergleichen angeordnet ist, in Position gerollt und an den
Auagleichsteil der Geräte im Bereich der Leitung 82 angeschlossen werden. Das bedeutet
natürlich, daß zu jeder Zeit immer nur eine Einheit gereinigt werden kann, dafür
wird aber eine Verringerung der Anzahl der benötigten Druckluftbehälter 51 erreicht.
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Schließlich versteht es sich, daß die beschriebenen Ausführungsformen
nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung sind, in deren Rahmen noch weitere
Abänderungen erfolgen können.
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