DE2847941C2 - Vorrichtung zum Messen des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolfiltern - Google Patents

Vorrichtung zum Messen des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolfiltern

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DE2847941C2 DE19782847941 DE2847941A DE2847941C2 DE 2847941 C2 DE2847941 C2 DE 2847941C2 DE 19782847941 DE19782847941 DE 19782847941 DE 2847941 A DE2847941 A DE 2847941A DE 2847941 C2 DE2847941 C2 DE 2847941C2
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Wolf Dieter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Kiessling
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    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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Description

dadurch gekennzeichnet,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 Testaeorosols 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 Entnahme von Testaerosol befinden,
c) an einem oder mehreren der Ausgänge (13) Meßstrecken (M) angeordnet sind, die jeweils aus einem Prüfling (14) mit nachgeschaltetem Absolutfilter (15M), Durchflußmesser (16M) und einstellbarer Drosseleinrichtung {17m) bestehen,
d) an mindestens einem der Ausgänge (15) eine jo Vergleichsstrecke (V) angeordnet ist, die ein Absolu!riiter(15r) mit nachgeschaltetem Durchflußmesser (16r) und einstellbarer Drosseleinrichtung (17r) aufweist
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zutdhr des Trägermediums eine Einlaßöffnung (18) zentral in einem der Böden des Druckkessels (1) vorgesehen ist
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck des Testaerosols in dem Druckkessel (1), z. B. durch eine Druckmittelquelle (7) mit Druckregelventil (11) einstellbar ist
4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubereinrichtung (2) aus einem radialsymmetrisch ausgebildeten, drehbaren Düsenkopf 6 oder aus einer hochtourig angetriebenen Schleuderscheibe besteht
6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei nur teilweiser Besetzung der Ausgänge (13) des Druckkessels (1) die Meßstrecken (M) und die Vergleichsstrecke (V) rotationssymmetrisch zur Kesselachse angeordnet sind.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolfütern, 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 DlN 24185 und der Aufsatz »Prüfverfahren für Luftfilter« in der Zeitschrift »Wasser, Luft und Betrieb 19 (1975), Nr. 1 S.: 9—14«. Bei diesen bekannten Anordnungen wird dem durch den zu prüfenden Abscheider geleiteten Testaerosol vor und hinter dem Prüfling je ein Teilstrom entnommen. Jeder dieser Teilströme wird durch ein Absolutfilter geführt Aus dem Verhältnis der in den beiden Absolutfiltern abgeschiedenen Mengen der Schwebeteilchen (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 Druekiuftfilter (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-Phthalat 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 Druckluftanlagen auftretenden Aerosolen.
Aus Industrie-Anzeiger 96, Nr. 39 (10. Mai 1974), Seite 881, 882 sind Testmethoden für Filter bereits bekannt, die Einrichtungen zum Fördern des Trägermediums sowie zum Zusetzen des Testaerosols aufweisen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die es gestattet mit verhältnismäßig einfachen Mittein eine exakte Messung des Abscheidewirkungsgrades von Acrosolabscheidern, 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 bpwirkt eine gleichmäßige Verteilung des Testaerosols auf alle Meß- und Vergleichsstrecken. Dabei liegt an jedem Ausgang jeweils Testaerosol gleicher Teilchengrößenverteilung und gleicher Konzentration vor.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
tin 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 Zerstäubereinrichtung 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 Rückschlagventil 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 ertolgt von einer Druckmittelquelle 7, ζ, B, einer DruekJuftleiWng mit Absperrventil 8, über einen Trockner 9, einen Wasserabscheider 10, ein Druckregelventil 11 und eine Durchflußmeßstrecke 12 ebenfalls durch das Einmündungselement 6 und den Düsenkopf 2 und/oder durch eine zentrale Einlaßöffnung IS im Boden des Druckkessel. Gleichmäßig in einer Ebene am Umfang verteilt, befinden sich in der Wand des Druckkessels 1 Öffnungen für Ausgänge 13, durch die das im Kessel in gebildete Restaerosol austreten kann. An einem 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 nachgeschalteten Absolutfilter 15a* einen Durchflußmesser 16« und eine einstellbare Drosseleinrichtung VIm enthalten. Mindestens einer der Ausgänge 13 führt in eine Vergleichsmeßstrecke V, die keinen Prüfling enthält, sondern nur aus einem Absolutfilter 15, mit nachgeschaltetem 2n Durchflußmesser 16vund einer einstellbaren Drosseleinrichtung 17,- besteht Die Meßstrecken M und die Vergleichsstrecke V 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 m dem Druckkessel 1 ein Flüssigkeitsabscheider 19 angebracht Der Druck im Kessel 1 wird durch ein Manometer 20 angezeigt Zur Bestimmung des Abscheidewirkungsgrades der als Prüflinge 14 in die Meßstrekken M eingesetzten Aerosolfilter werden die in den den ji Prüflingen nachgeschalteten (sekundären) Absolutfiltern 15m und die in den Absolutfiltern 15„ der Vergleichsmeßstrecken V abgeschiedenen Flüssigkeitsmengen in bekannter Weise gemessen.
Das zu verwendende Meßverfahren richtet sich nach dem zu erwartenden Abscheidewirkungsgrad. Da Pneumatikfilter einen sehr hohen Abscheidewirkungsgrad besitzen, ist ein entsprechend genaues Meßverfahren zu wählen; Bei der Verwendung von ölnebel als Testaerosol für Pneumatikfilter bewährt sich das Auswaschen der Absolutfilter in Meßstrecke und Vergleichsstrecke mit einem organischen Lösemitte! und nachfolgender Bestimmung der Lösungskonzentration mittels Fluoreszenzphotometrie. Das Differenzdruckmanometer 21 dient zu Bestimmung der Druckdif- >i> ferenz über dem Prüfling.
Der Abscheidewirkungsgrad ergibt sich bei gleicher Durchflußmenge des Trägermediums an den Durchflußmessern 16« und 16V und gleicher Meßzeit an Meßstrecke und Vergleichsstrecke aus der Gleichung
π -
1.00 [%]
OTM=im Absolutfilter 15Mder Meßstrecke abgeschiedene Flüssigkeitsmenge; m..=im Absolutfilter 15„ der Vergleichsstrecke abgeschiedene Flüssigkeitsmenge.
Zur Vermeidung einer Obersättigung des Absolutfilters 15 y in der Vergleichsstrecke kann es zweckmäßig sein, dieses nur kurzzeitig bei Versuchsbeginn mit Testaerosol zu beaufschlagen und anschließend die Vergleichsstrecke mit ausgebautem Absolutfilter und auf den ursprünglichen Luftdruchfluß nachgeregelten Drosseleinrichtung 16vweiterzubetreiben.
Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Durchflußzeiten durch die Absolutfilter 15« und 15V gibt auch diese Methode exakte Prüfergebnisse, wenn während der gesamten Meßzeit gleichbleibende Durchflußbedingungen vorliegen.
Anstelle des bei dem Ausführungsbeispiel erwähnten drehbaren Düsenkopfes kann zur Erzielung noch geringerer Tropfengrößen als Zersiäuhereänrichtung eine hierfür bekannte Schleuderscheibe mit hoher Drehzahl Verwendung finden. Auch die Anwendung einer axial angeordneten Einstoff- oder Mehrstoifdüse ist möglich, wenn diese ein Spritzbild mit rotationssymmetrischer Tröpfchenverteilung aufweist
Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ermöglicht eine Prüfung des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolabscheidern, insbesondere von Pneumatikfiltern, uxter 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 der Abscheidewirkungsgrad der Prüflinge in Abhängigkeit von der TröpfchengröBe des Aerosols untersucht 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 Vergleichsstrecke 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 Abscheidewirkungsijades von Staubfiltern Verwendung finden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    t. Vorrichtung zum Messen des Abscbeidewirkungsgrades von Aerosolabscheidern, insbesondere von Luftfiltern für Druckluftanlagen unter Verwendung von Absolutfiltern zur Bestimmung des Aerosolgehaltes des Trägermediums, und mit Einrichtungen zum Fördern des Trägermediums sowie zum Zusetzen des Testaerosols, ι ο
DE19782847941 1978-11-04 1978-11-04 Vorrichtung zum Messen des Abscheidewirkungsgrades von Aerosolfiltern Expired DE2847941C2 (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4215783A1 (de) * 1992-05-13 1993-11-18 Jagenberg Ag Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen der Filtrationswirkung von Filtern zur Filtration von Luft, Gasen oder Flüssigkeiten an Füll- und Verschließmaschinen oder dergleichen, insbesondere bei der Sterilluftaufbereitung

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