DE2847941A1

DE2847941A1 - Vorrichtung zum messen des abscheidewirkungsgrades von aerosolfiltern

Info

Publication number: DE2847941A1
Application number: DE19782847941
Authority: DE
Inventors: Wolf Dieter Dipl Ing Kiessling
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1978-11-04
Filing date: 1978-11-04
Publication date: 1980-05-14
Also published as: DE2847941C2

Description

Vorrichtung zum Messen des Abscheidewirkungsgrades
von kerosolfiltern Dte Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolfiltern, insbesondere von Luftfiltern für Druckluftanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bekannte Meßvorrichtungen dieser Art, die insbesondere zur Prüfung von Luftfiltern mit großen Abmessungen für Lüftungsanlagen bestimmt sind, beschreiben z.B. das Normblatt DIN 24185 und der Aufsatz "Prüfverfahren für Luftfilter" in der eitschrift "T..asser, Luft und Betrieb 19 (1975), Nr. 1 5,: 9 - 14". Bei diesen bekannten Anordnungen wird dem durch den zu prüfenden Abscheider geleiteten Tes-t,aerosol vor und hinter dem Prtifling je ein Teilstrom entnommen. Jeder dieser Teilströme wird durch ein Absolutfilter geführt. Aus dem Verhëltnis der In den beiden Absolutfiltern abgeschiedenen Merjgen der Schwebeteilohen (Tröpfchen oder Staub) läßt sich der Abscheidewirkungsgrad des Prüflings bestimmen.
Für die Messung des Abscheidewirkungsgrades von Luftfiltern für Druckluftanlagen sind diese bekannten Meßvorrichtungen weniger gut geeignet, da die Entnahme von Teilströmen ohne Beeinflussung der Strömung und der Teilchenverteilung wegen der geringen Abmessung von Druckluftleitungen und -filtern Schwierigkeiten bereitet.
Dieser Nachteil wird auch durch die weiter bekannten Testmethoden für Druckluftfilter (Industrie-Anzeiger 96 Jg. Nr. 39 vom 10. 5. 1974 S. 881/882) nicht behoben, bei denen die Druckluft als Schwebstoff Methylenblau, Kochsalzkristalle oder Di-Octyl-Pbtslat beigefügt wird. Abgesehen von den hierbei erforderlichen, aufwendigen Geräten für die Teilchenerzeugung und -messung entsprechen die mit den genannten Stoffen gebildeten Testaerosole in ihren Eigenschaften auch nicht den beim praktischen Betrieb in T)ruckluftanlagen auftretenden ærosolen.
Dem Anineldungsgegenstand liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die es gestattet, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine exakte Messung des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolabscheidern, insbesondere Druckluftfiltern, mit einem in der Praxis vorkommenden Testaerosol unter verschiedenen Betriebsbedingungen durchzuführen.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Der durch diese Merkmale definierte rotationssymmetrische Aufbau der Misch- und Verteileinrichtung für das Testaerosol bewirkt eine gleichmäßige Verteilung des Testaerosols auf alle Meß- und Vergleichsstrecken. Dabei liegt an jedem Ausgang jeweils Testaerosol gleicher Teilchengrößenverteilung und gleicher Konzentrations vor. Die Wahl der Zerstäubungsart und der Zerstäubingsparameter (Geometrie und evtl. Drehzahl der Zerstäubungseinrichtung, Druck und Menge der Flüssigkeit, Druck und Menge des Trägermediums) ermöglichen eine weitgehende Beeinflussung der Eigenschaften des Testaerosols.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
in den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und deren Anwendung anhand der schematischen Zeichnung beschrieben.
Die Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Druckkessel 1, längs dessen Symmetrieachse als Zerstäuber einrichtung ein drehbarer Düsenkopf 2 eingeführt ist, der von einem drehzahlregelbaren Motor 3 angetrieben wird. Dem Düsenkopf kann über eine Dosierpumpe 4, z.B. über einen pneumatisch betätigten impulsöler, ein Riickschlagventil 5 und ein die Flüssigkeit mit dem Trägermedium zusammenführendes Einmündungselement 6 die zur Erzeugung des vorgesehenen Aerosols benötigte Flüssigkeit zugeführt werden. Die Zufuhr des Trägermediums erfolgt von einer Druckmittelquelle 7, z.B.
einer Druckluftleitung mit Absperrventil 8, über einen Trockner 9, einen Wasserabscheider 10, ein ruckrlventil 11 und eine Durchflußmeßstrecke 12 ebenfalls durch das Einmündungselement 6 und den -Düsenkopf 2 und/oder durch eine zentrale Einlaßöffnung 18 im Boden des Druckkessels. Gleichmäßig in einer Ebene am Umfang verteilt, befinden sich in der .rand des Druckkessels 1 Öffnungen für Ausgänge 13, durch die das im Kessel gebildete Restaerosol austreten kann.
An einen oder mehreren dieser Ausgänge sind Meßstrecken M angeschlossen, die jeweils einen Prüfling 14, d.h. einen der zu untersuchenden Aerosolabscheider, insbesondere einen Pneumatikfilter, einen diesem nacilgeschalteten Absolutfilter 15X., einen Durchflußmesser 16M und eine einstellbare Drosseleinrichtung 17M enthalten. Mindestens einer der Ausgänge 13 führt in eine Vergleichsmeßstrecke V, die keinen Prüfling enthalt, sondern nur aus einem Absolutfilter 15v mit nachgeschaltetem Durchflußmesser 16v und einer einstellbaren Drosseleinrichtung 17 besteht. Die Meßstrecken M und die Vergleichs strecke sind auch bei nicht vollzählig besetzten Ausgängen 13 so angeordnet, daß sie insgesamt am Umfang des Kessels gleichmäßig verteilt sind.
So können bei insgesamt 12 Ausgängen unter Beibehaltung der Symmetrie an 2, 3, 4, 6 oder 12 Ausgänge Meß- oder Vergleichsstrecken angeschlossen werden.
Zur Abführung überschüssiger Flüssigkeit ist unten an dem Druckkessel 1 ein FlüssigkeitsabscheLder 19 angebracht. Der Druck im Kessel 1 wird durch ein Manometer 20 angezeigt.Zur Bestimmung des Abscheiewirkungsgrades der als Prüflinge 14 in die lXleßstrecken M eingesetzten Aerosolfilter werden die in den den Prüflingen nachgeschalteten (sekundären) Absolutfiltern 15M und die in den Absolutfiltern 15 der Verv gleichsmeßstrecken V abgesohiedenen Elüssigkeitsmengen in bekannter Weise gemessen.
Das zu verwendende Meßverfahren richtet sich nach dem zu erwartenden Abs che idewirkungsgrad. Da Pneumati.kfilter einen sehr hohen Abscheidewirkungsgrad besitzen, ist ein entsprechend genaues Meßverfahren zur wählen: Bei der Verwendung von Ölnebel als Testaerosol für Pneumatikfilter bewährt sich das Auswaschen der Absolutfilter in Meßstrecke und Vergleichsstrecke mit einem organischen Lösemittel und nachfolgender Bestimmung der Lösungskonzentration mittels Fluoreszenzphotometrie.
Das Differenzdruckmanometer 21 dient zur Bestimmung der Druckdifferenz über dem Prüfling.
Der Abscheidewirkungsgrad ergibt sich bei gleicher Durchflußmenge des Trägermediums an den Durchflußmessern 16M und 16V und gleicher Meßzeit an Meßstrecke und Vergleichsstrecke aus der Gleichung

(#) @@@@@@@

@ = im Al@@l@tfilter 15 M der Meßstrecke abgeschiedene Flüssigkeitsmenge;mv = im Absolutfilter 15V der Vergleichsstrecke abgeschiedene Flüssigkeitsmenge.
Auf Verme@@ung einer Übersättigung des Absolutfilters 15v in der Vergleichsstrecke kann es zweckmäßig sein, dieses nur kurzzeitig bei Versuchsbeginn mit testaerosl zu beau@schlagen und anschließend die Vergleichsstreck@ mit ausgebautem Absolutfilter und auf den unsprünglichen Lufdurchfluß nachgeregelten Drosseleinrichtung 16V weiterzugetreiben.
Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Durchflußzeiten durch die Absolutfilter 15 M und 15v gibt auch diese IIethode exakte Prüfergebnisse, wenn während der gesamten fleßzeit gleichbleibende Durchflußbedingungen vorliegen.
Anstelle des bei dem Ausführungsbeisp iel erwähnten drehbaren Düsenkopfes kann zur erzielung noch geringerer Uropfengrößen als Zerstäubereinrichtung eine hierfür bekannte Schleuderscheibe mit hoher Drehzahl Verwendung finden. Auch die Anwendung einer axial angeoraneten Einstoff- oder ljehrstoffdüse ist möglich, we?m diese ein Spritzbild mit rotationssymmetrischer Tröpfchenverte@lung aufweist.
Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ermöglicht eine Prüfung des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolabsciieidern, insbesondere von Pneumatikfiltern, unter praxisnahen Bedingungen, mit einem in der Praxis vorkommenden Test-Aerosol (z.B. Ölnebel). Durch die freie Wählbarkeit verschiedener Versuchsparameter (Drehzahl des Düsenkopfes, Dosierung der Flüssigkeit, Druck und Durchflußmenge des Testaerosols) ist eine Anpassung der Meßvorrichtung an die Betriebsverhältnisse des Prüflings möglich.
Durch die Variation der Tröpfchengrößenverteilung kann @@ er der Abscheidewirkungsgrad der Prüflinge in Abhängigkeit von der TröpÎchengröße des Aerosols unter sucht werden. Insbesondere ist bei der Verwendung einer Suspension auch die Beaufschlagung von Prüflingen mit Feststoffteilchen und Flüssigkeitströpfchen gleichzeitig möglich.
Durch die geometrische Symmetrie in der Anordnung der Meßstrecken und der Vergleichastrecke ergibt sich eine dynamische Symmetrie der Strömung durch die einzelnen Strecken, so daß jeder Prüfling und das Vergleichs-Absolutfilter unter denselben Bedingungen durchströmt werden.
Bei entsprechender Anpassung der Zerstäuber- und der Dosiereinrichtung könnte die erfindungsgemäße Meßvorrichtung auch zur Messung des Abscheidewirkungsgrades von Staubfiltern Verwendung finden. Leerseite

Claims

P a t e n t a n 5 p r ii c h e 1. Vorrichtung zum Messen des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolabscheidern, insbesondere von Luftfiltern für Druckluftanlagen, bei der von und hinter dem zuprüfenden Abscheider (Prüfling) Anordnungen mit Absolutfil-tern zur Bestimmung des Flüssigkeitsgehaltes des Trägermediums vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß a) im Bereich der Mittelachse eines rotationssymmetrischen, insbesondere zylindrischen Druckkessels (1) eine ein rotationssymmetrisches Spritzbild erzeugende Zerstäubereinrichtung (2) für die mengenregelbare Zufuhr der zur Bildung eines Testaerosols erforderlichen Flüssigkeit oder Suspension und gegebenenfalls eines Teils des Trägermediums vorgesehen ist.

b) sich in der Wand des Druckkessels, gleichmäßig an dessen Umfang in einer Ebene verteilt, Öffnungen für Ausgänge (13) zur En-tnahme von Testaerosol befinden, c) an einem oder mehreren der Ausgänge (13) Meßstrecken (M) angeordnet sind, die jeweils aus einem Prüfling (14) mit nachgeschaltetem Absolutfilter (15 M)' Durchflußmesser (16M ) und einstellbarer Drosseleinrichtung (17M ) bestehen, d) an mindestens einem der Ausgänge (15) eine Vergleichsstrecke (v) angeordnet ist, die ein Absolutfilter (15v) mit nachgeschaltetem Durchflußmesser (16V) und einstellbarer Drosseleinrichtung (17v) aufweist.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zufuhr des Trägermediums eine Einlaßöffnung (18) zentral in einem der Böden des Druckkessels (1) vorgesehen ist.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t oaS der Überdruck des vestaerosols in dem Druckkessel (1), z.B. durch eine Druckmittelquelle (7) mit Druckregelventil (11) einstellbar ist.
4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß fr die mengenregelbare Zufuhr der Flüssigkeit oder der Suspension zu der Zerstäubereinrichtung (2) eine Dosierpumpe (4), z.B. ein Impulsöler, vorgesehen ist.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Zerstäubereinrichtung (2) aus einem radial symmetrisch ausgebildeten, drehbaren Düsenkopf 6 oder aus einer hochtourig angetriebenen Schleuderscheibe besteht.
6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auch bei nur teilweiser Besetzung der Ausgänge (3.3) des Druckkessels (1) die Medßstrecken (il) und die Vergleichsstrecke (V) rotationssymmetrisch zur Keselachse angeordnet sind.