DE602005002120T2

DE602005002120T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigungsregelung eines elekromagnetischen Klopfmechanismus

Info

Publication number: DE602005002120T2
Application number: DE602005002120T
Authority: DE
Inventors: Anders 36051 Johansson
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2025-02-11
Also published as: ATE370792T1; US20080196579A1; ES2292054T3; EP1690599A1; CN101115565A; ZA200707181B; EP1690599B1; PL1690599T3; US7459010B2; DE602005002120D1; CA2597019C; CA2597019A1; WO2006084873A1; CN101115565B

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Erfindungsgebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Beschleunigung einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung, insbesondere für einen Elektroabscheider, nach Anspruch 1 und eine entsprechende Vorrichtung nach Anspruch 7.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Klopfvorrichtungen sind elektromagnetische Einrichtungen, die dazu verwendet werden, Oberflächen mechanisch und periodisch von Staub zu reinigen. Während des Betriebs von Elektroabscheidern, elektronischen Filtern und Staubsammlern müssen die Kollektorplatten, Elektroden oder andere Komponenten durch elektromechanische Klopfvorrichtungen gereinigt werden, um den Staub zu beseitigen, der sich an diesen Oberfläche angesammelt hat. Im allgemeinen besteht eine Klopfvorrichtung aus einem Hammer, der mechanisch auf eine zu reinigende Oberfläche schlägt, oder einem Ambos, der mit der zu reinigenden Oberfläche verbunden ist. Der von dem aufschlagenden Hammer verursachte Schock bewirkt das Ablösen des Staubs.
Aus dem US-Patent 4,767,423 ist ein Klopfmechanismus bekannt, der in Elektroabscheidern verwendet wird. Bei dem offengelegten Mechanismus ist hinter einem zylindrischen Hammer eine Feder oder ein Fallhammer vorgesehen, um die Schlagkraft des Hammers zu erhöhen. Die Feder oder der Fallhammer kann so befestigt sein, daß sie beziehungsweise er für den Fall, daß eine zusätzliche Schlagkraft benötigt wird, aus einer inoperativen Position in eine operative Position geschwenkt werden kann. In einer operativen Position wird die Schlagkraft aufgrund der zusätzlichen Masse des Fallhammers oder aufgrund der elastischen Kraft der Feder gesteigert.
Aus dem kanadischen Patent Nr. 1129788 ist eine Klopfvorrichtung für einen Elektroabscheider beschrieben. Ein Freifallhammer ist an einer sich drehenden Welle angebracht, so daß er von einem oberen Totpunkt gegen einen Amboß fällt. Die Größe und das Gewicht dieses Freifallhammers sind so gewählt, daß die gewünschte maximale Klopfintensität mit einem freien Fall erhalten wird. Um die Klopfintensität zu variieren oder herabzusetzen, befindet sich innerhalb des Freifallbereichs des Hammers eine Dämpferplatte. Indem der Hammer während seines Herunterfallens abgefangen und er danach freigegeben wird, wird die Schlagkraft auf ihre gewünschte Größe reduziert. Die Dämpferplatte kann justiert werden, um die Klopfintensität zu modifizieren.
Das korrekte Gleichgewicht aus Klopfintensität, Dauer und Frequenz ist für eine optimale Abscheiderleistung unabdingbar. Inadäquate Reinigung von Entladungselektroden und Sammelplatten ist eine dominante Ursache für eine schlechte Abscheiderleistung, was zu einer erhöhten Funkenbildung, reduziertem Strom zu dem Abscheider und höheren Emissionen führt. Die immer strengeren Überwachungen der Emission der Industrie führen zu verstärkten Bemühungen zur Entwicklung höchst effektiver Abscheider.
Sowohl in dem eine elektromagnetische Klopfvorrichtung beschreibenden US-Patent 4,767,423 als auch dem einen Freifallhammer beschreibenden kanadischen Patent Nr. 1129788 kann die Intensität der Schlagkraft des Hammers mit Hilfe mechanischer Einrichtungen wie etwa eines Fallhammers oder einer Feder zum Erhöhen der Schlagkraft oder einer Dämpferplatte zum Herabsetzen der Schlagkraft variiert werden. Die Implementierung dieser mechanischen Einrichtungen kann sich jedoch bezüglich Installation und Wartung als komplex und teuer herausstellen.
Aufgabe der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für die Beschleunigung einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung, insbesondere für einen Elektroabscheider, die mit Hilfe der Beschleunigung des Hammers eine erhöhte Reinigungskapazität umfaßt, was auf technisch weniger aufwendige und teure Weise implementiert werden kann.
Kurze Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren für die Beschleunigung einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung, insbesondere für einen Elektroabscheider, wie in Anspruch 1 beansprucht, und eine entsprechende Vorrichtung wie in Anspruch 7 beansprucht gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen spezifiziert.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird die Reinigungskapazität einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung erhöht, indem die elektrische Spule mit einem zusätzlichen elektrischen Impuls zum Beschleunigen eines Metallzylinders als Hammer der Klopfvorrichtung versorgt wird, wenn der Metallzylinder den Maximalpunkt seiner Bewegungsbahn erreicht hat. Dieser zusätzliche elektrische Impuls bewirkt eine zusätzliche Magnetkraft, die zusammen mit der Schwerkraft zu einer erhöhten Beschleunigung und somit zu einer erhöhten Schlagkraft des Metallzylinders führt. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß existierende elektrische Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule verwendet werden können, um den zusätzlichen elektrischen Impuls zum Beschleunigen des Metallzylinders zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Beschleunigung einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung, insbesondere für einen Elektroabscheider, die einen Metallzylinder als einen Hammer, eine elektrische Spule zum Heben des Metallzylinders und elektrische Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule umfaßt. Zum Reinigen einer Oberfläche wird der Metallzylinder durch einen von dem elektrischen Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule erzeugten anfänglichen elektrischen Impuls gehoben. Die elektrischen Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule versorgen die elektrische Spule mit einem zusätzlichen elektrischen Impuls, so daß der Metallzylinder beschleunigt wird, wenn er den Maximalpunkt seiner Bewegungsbahn erreicht hat. Gemäß dem der elektrischen Spule zugeführten zusätzlichen elektrischen Impuls nimmt die Geschwindigkeit des Metallzylinders schneller zu als ohne den zusätzlichen elektrischen Impuls. Aufgrund des zusätzlichen elektrischen Impulses kann zudem die Maximalgeschwindigkeit des Metallzylinders höher sein als die Maximalgeschwindigkeit ohne Anlegen des zusätzlichen elektrischen Impulses. Mit Hilfe des zusätzlichen elektrischen Impulses werden die kinetische Energie und somit die Schlagkraft des Metallzylinders erhöht. Da die Geschwindigkeit des Metallzylinders durch den zusätzlichen elektrischen Impuls erhöht wird, wird die Dauer, bis der Metallzylinder auf die zu reinigende Oberfläche oder einen mit der zu reinigenden Oberfläche verbundenen Amboß aufschlägt, verringert. Dies führt während des Betriebs der elektromagnetischen Klopfvorrichtung zu kürzeren Klopfzyklen.
Insbesondere wird eine Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses variiert, so daß der Metallzylinder auf eine Schlagkraft beschleunigt wird, die erwünscht ist, um eine vordefinierte Reinigungskapazität zu erhalten. Die Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses beeinflußt die zusätzliche Beschleunigung des Metallzylinders und somit die auf ihm ausgeübte zusätzliche Magnetkraft. Durch angemessenes Auswählen der Impulsintensität kann auf die zu reinigende Oberfläche eine Kraft ausgeübt werden, die an eine effiziente Reinigungskapazität und eine verbesserte Lebensdauer der an dem Reinigungsprozeß beteiligten Maschinenteile angepaßt ist.
Weiterhin kann die Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses variiert werden, so daß der Metallzylinder auf eine Schlagkraft beschleunigt wird, die erwünscht ist, um eine vordefinierte Reinigungskapazität zu erhalten. Außerdem beeinflußt die Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses die zusätzliche Beschleunigung des Metallzylinders und somit die auf ihm ausgeübte zusätzliche Magnetkraft.
Es ist möglich, daß die Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses je nach der Dauer und der Intensität des anfänglichen Impulses variiert wird, um insbesondere einen hocheffizienten Reinigungsprozeß zu erzielen.
Außerdem ist es möglich, daß die Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses je nach der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses variiert wird.
Deshalb können durch Justieren der Intensität und der Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses sowie des zusätzlichen elektrischen Impulses die Hubhöhe des Metallzylinders und die Beschleunigung des Metallzylinders in einer großen Vielfalt an verschiedene Anforderungen angepaßt werden. Die Erfindung ermöglicht es somit, entweder die Reinigungskapazität des Metallzylinders zu erhöhen oder Klopfvorrichtungen zu bauen, die kleiner sind und eine Schlagkraft aufweisen, die mit größeren Klopfvorrichtungen verglichen werden kann, die die Erfindung nicht anwenden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Dauer zwischen dem Zuführen des anfänglichen elektrischen Impulses und dem zusätzlichen elektrischen Impuls je nach der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses berechnet. Sowohl mit der Intensität als auch mit der Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses kann die Hubhöhe des Metallzylinders und die Zylindergeschwindigkeit oder die Zeit, in der der Metallzylinder die Maximalhöhe erreicht, justiert werden. Zudem kann je nach diesen Werten der optimale Zeitpunkt für das Zuführen des zusätzlichen elektrischen Impulses, bevorzugt zu der Zeit, wenn der Metallzylinder den Maximalpunkt seiner Bewegungsbahn erreicht, berechnet werden.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für die Beschleunigung einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung, insbesondere für einen Elektroabscheider, umfassend einen Metallzylinder als einen Hammer, eine elektrische Spule zum Heben des Metallzylinders und elektrische Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule. Zum Reinigen einer Oberfläche wird der Metallzylinder durch einen von dem elektrischen Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule erzeugten anfänglichen elektrischen Impuls gehoben. Die elektrischen Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule sind dafür ausgelegt, die elektrische Spule mit einem zusätzlichen elektrischen Impuls zu beliefern, so daß der Metallzylinder beschleunigt wird, wenn er den Maximalpunkt seiner Bewegungsbahn erreicht hat. Unter Verwendung existierender elektrischer Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule durch Zuführen des anfänglichen elektrischen Impulses ist es möglich, den zusätzlichen elektrischen Impuls für eine Beschleunigung des Metallzylinders auf technisch weniger extensive und teure Weise zuzuführen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die elektrischen Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule einen Impulsgenerator zum Erzeugen des anfänglichen elektrischen Impulses und des zusätzlichen elektrischen Impulses und einen Klopfvorrichtungscontroller zum Steuern des Impulsgenerators. Bevorzugt kann der Impulsgenerator die elektrische Spule mit einem anfänglichen elektrischen Impuls und einem zusätzlichen elektrischen Impuls mit der gleichen Polarität versorgen und eine Ummagnetisierung des Metallzylinders vermeiden, die Strom verbraucht und deshalb die Beschleunigung des Metallzylinders herabsetzt. Bei anderen Ausführungsformen könnte es erforderlich sein, Polaritäten umzuschalten. In diesem Fall kann der Impulsgenerator Mittel umfassen zum Umschalten der Polarität der zugeführten Impulse, um elektrische Impulse mit verschiedenen Polaritäten zu liefern. Der Klopfvorrichtungscontroller kann weiterhin Steuersignale erzeugen und sie an den Impulsgenerator schicken, um die Intensität und Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses und des zusätzlichen elektrischen Impulses je nach der gewünschten Reinigungskapazität zu justieren.
Insbesondere der Klopfvorrichtungscontroller umfaßt Mittel zur Dateneingabe zum Justieren einer Dauer und einer Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses und des zusätzlichen elektrischen Impulses. Bei Anwendungen, die mehrere Klopfvorrichtungen umfassen, kann eine Außendateneingabe erforderlich sein. In diesem Fall kann ein Zentralcomputer ein entsprechendes Funktionieren und eine entsprechende Kooperation der mehreren Klopfvorrichtungen steuern und kann deshalb mit den Mitteln zur Dateneingabe verbunden sein. Die Mittel zur Dateneingabe könnten auch mit einer Benutzerschnittstelle verbunden sein, die es einem Bediener ermöglicht, die Klopfvorrichtungsfunktionen manuell zu steuern.
Bevorzugt umfaßt der Klopfvorrichtungscontroller Mittel zum Variieren der Intensität und der Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses. Durch Justieren der Intensität und der Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses, um eine angemessene Reinigungskraft auf der Oberfläche zu erhalten, die gereinigt werden soll, können Schäden an dieser Oberfläche aufgrund von unangemessenen Kräften verhindert werden.
Zudem kann der Klopfvorrichtungscontroller Mittel umfassen zum Variieren der Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses, so daß der Metallzylinder auf eine Schlagkraft beschleunigt wird, die erwünscht ist, um eine vordefinierte Reinigungskapazität zu erhalten.
Alternativ oder zusätzlich kann der Klopfvorrichtungscontroller Mittel umfassen zum Variieren der Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses, so daß der Metallzylinder auf eine Schlagkraft beschleunigt wird, die erwünscht ist, um eine vordefinierte Reinigungskapazität zu erhalten.
Es ist möglich, daß der Klopfvorrichtungscontroller Mittel umfaßt, zum Variieren der Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses in Abhängigkeit von der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses.
Es ist auch möglich, daß der Klopfvorrichtungscontroller Mittel umfaßt, zum Variieren der Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses in Abhängigkeit von der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses.
In der Regel kann der Klopfvorrichtungscontroller Mittel umfassen zum Berechnen der Dauer zwischen dem anfänglichen elektrischen Impuls und dem zusätzlichen elektrischen Impuls.
Die Mittel zum Variieren der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses, die Mittel zum Variieren der Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses, die Mittel zum Variieren der Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses, die Mittel zum Variieren der Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses und die Mittel zum Berechnen der Dauer zwischen dem anfänglichen elektrischen Impuls und dem zusätzlichen elektrischen Impuls können Steuersignale erzeugen. Diese Steuersignale bewirken, daß der Impulsgenerator den anfänglichen elektrischen Impuls und den zusätzlichen elektrischen Impuls mit entsprechenden Intensitäten und Dauern wie für die gewünschte Reinigungskapazität der Klopfvorrichtung erforderlich erzeugen.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Ausführungsform einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung mit elektrischen Mitteln zum Bestromen der elektrischen Spule gemäß der Erfindung,
2 ein Blockdiagramm des Klopfvorrichtungscontrollers der elektromagnetischen Klopfvorrichtung von 1 und
3 in einem Zeitsteuerdiagramm einen Klopfzyklus des Metallzylinders der elektromagnetischen Klopfvorrichtung von 1.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine elektromagnetische Klopfvorrichtung 20 zum Reinigen von Oberflächen verschiedener Geräte. Die Klopfvorrichtung 20 ist prinzipiell eine große elektrische Spule 23, die bei Bestromen einen Metallzylinder 25 hebt. Zudem umfaßt die Klopfvorrichtung ein Gehäuse 21 für den Metallzylinder 25, ein Führungsmittel 22 für den Metallzylinder 25 und Mittel zum Befestigen der Klopfvorrichtung 24 in einer vordefinierten Entfernung von der zur reinigenden Oberfläche 26 oder dem mit der zu reinigenden Oberfläche verbundenen Amboß. Die elektrische Spule 23 ist mit elektrischen Mitteln zum Bestromen der elektrischen Spule 28 durch eine Drahtverbindung 27 zum Versorgen der Spule mit elektrischer Energie verbunden. Die elektrische Energie wird über elektrische Impulse geliefert zum Bewegen des Metallzylinders 25 innerhalb des Führungsmittels 25. Wenn die elektrische Spule 23 mit elektrischer Energie von den elektrischen Mitteln 28 bestromt wird, wenn insbesondere ein elektrischer Strom durch die elektrische Spule 23 fließt, wird der Metallzylinder 25 aufgrund der von der elektrischen Spule 23 verursachten Magnetkraft bewegt.
Die elektrischen Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule 23 umfassen einen Impulsgenerator 29 und einen Klopfvorrichtungscontroller 30. Eine Stromquelle 32 zum Versorgen der elektrischen Spule mit elektrischer Energie ist durch eine Drahtverbindung 33 mit dem Impulsgenerator 29 verbunden.
Der Impulsgenerator 29 erzeugt Impulse aus der von der Stromquelle 32 gelieferten elektrischen Energie. Bei dieser Ausführungsform wird der Impulsgenerator von einem Gleichstrom betrieben, und die Polaritäten des anfänglichen elektrischen Impulses und des zusätzlichen elektrischen Impulses sind gleich. Bei anderen Ausführungsformen könnte es möglicherweise erforderlich sein, mit einem Wechselstrom zu arbeiten und Polaritäten des anfänglichen elektrischen Impulses 4 und des zusätzlichen elektrischen Impulses 7 umzuschalten. In diesem Fall kann der Impulsgenerator 29 Mittel umfassen zum Umschalten der Polarität der erzeugten Impulse. Wegen des Änderns der Magnetisierung des Metallzylinders 25 gibt es nach jeder Polaritätsverschiebung eine Entmagnetisierungsperiode. Ein Integral von auf dem Metallzylinder 25 ausgeübten Kräften wird dann kleiner sein als ohne die Änderung der Magnetisierung des Metallzylinders 25.
Der Klopfvorrichtungscontroller 30 erzeugt Steuersignale 31, die an den Impulsgenerator 29 übertragen werden, um die Intensität und die Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses 4 und des zusätzlichen elektrischen Impulses 7 in Abhängigkeit von der gewünschten Reinigungskapazität zu justieren.
Ein Zentralcomputer 35 ist zum Erzeugen von Steuersignalen zum Steuern der elektrischen Mittel 28 vorgesehen, insbesondere für die Erzeugung von elektrischen Impulsen. Eine Datenverbindung 34 ist zwischen dem Klopfvorrichtungscontroller 30 und dem Zentralcomputer 35 vorgesehen, über die die Steuersignale von dem Zentralcomputer 35 an den Klopfvorrichtungscontroller 30 übertragen werden. Insbesondere bei Anwendungen, wo mehrere Klopfvorrichtungen befestigt sind, steuert der Zentralcomputer 35 das entsprechende Funktionieren und die Synchronisation dieser mehreren Klopfvorrichtungen.
2 zeigt den Klopfvorrichtungscontroller 30 ausführlicher. Der Controller 30 weist Mittel 40 zur Dateneingabe, Mittel 41 zum Variieren der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses, Mittel 42 zum Variieren der Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses, Mittel 43 zum Variieren der Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses, Mittel 44 zum Variieren der Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses und Mittel 45 zum Berechnen der Dauer zwischen dem anfänglichen elektrischen Impuls und dem zusätzlichen elektrischen Impuls auf.
Die Mittel 40 zur Dateneingabe verarbeiten Daten von dem Zentralcomputer 35, d.h. steuern die Mittel 41 bis 45 in Abhängigkeit von der empfangenen Dateneingabe von dem Zentralcomputer 35.
Die Mittel 41 zum Variieren der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses, die Mittel 42 zum Variieren der Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses, die Mittel 43 zum Variieren der Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses, die Mittel 44 zum Variieren der Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses und die Mittel 45 zum Berechnen der Dauer zwischen dem anfänglichen elektrischen Impuls und dem zusätzlichen elektrischen Impuls erzeugen weitere Steuersignale 31, die von dem Impulsgenerator 29 verarbeitet werden. Insbesondere veranlassen die Steuersignale 31 den Impulsgenerator 29, den anfänglichen elektrischen Impuls 4 und den zusätzlichen elektrischen Impuls 7 mit entsprechenden Intensitäten und Dauern wie für die gewünschte Reinigungskapazität der Klopfvorrichtung 20 erforderlich zu erzeugen.
3 zeigt in einem Zeitsteuerdiagramm den Verlauf von mehreren Parametern während eines Klopfzyklus des Metallzylinders. Beim Zeitpunkt t₀ 10 befindet sich der Metallzylinder 25 in seiner Startposition eines Klopfzyklus. Der Zylinder 25 ist angehalten, d.h., er besitzt eine Geschwindigkeit von null, und keine Kraft wird auf die zu reinigende Oberfläche 26 ausgeübt. Dann wird die elektrische Spule 23 mit einem anfänglichen elektrischen Impuls 4 versorgt, der eine Magnetkraft innerhalb der Führungsmittel 22 erzeugt, die den Metallzylinder 25 so hebt, daß er sich von der zu reinigenden Oberfläche 26 wegbewegt (Graph 6). Graph 5 zeigt die Anstiegsgeschwindigkeit des Metallzylinders 25, wenn er gehoben wird und sich von der zu reinigenden Oberfläche 26 wegbewegt. Da die Geschwindigkeit 5 linear zunimmt, nimmt die Höhe 6 des Metallzylinders 25 nicht linear zu. Zum Zeitpunkt t₁ 2 wird der anfängliche elektrische Impuls 4 abgeschaltet. Dies führt zu einem Zusammenbruch des Magnetfeldes innerhalb der Führungsmittel 22. Zu diesem Zeitpunkt hat der Metallzylinder 25 seine höchste Geschwindigkeit 11 erreicht, die gemessen wird, um den Metallzylinder 25 auf eine Höhe 6 zu heben, bei der die potentielle Energie ausreicht, die gewünschte Kraft auf die zu reinigende Oberfläche 26 auszuüben. Ohne eine Magnetkraft innerhalb der Führungsmittel 22 wird der Zylinder 25 nicht länger beschleunigt. Somit wird die Geschwindigkeit 5 des Metallzylinders 25 bis null bei der größten Höhe des Metallzylinders 25, die zum Zeitpunkt t₂ 3 erreicht wird (Referenzzahl 12 in 3), verringert. Bei 12 hat der Metallzylinder 25 den Maximalpunkt seiner Bewegungsbahn erreicht.
Zu diesem Zeitpunkt t₂ 3 beginnt der Metallzylinder 25 von der Höhe zu der zu reinigenden Oberfläche 26 herunterzufallen. Während sich der Metallzylinder 25 in Richtung der zu reinigenden Oberfläche 26 bewegt, nimmt seine Geschwindigkeit wieder zu (in 3 ist die Geschwindigkeit des fallenden Zylinders 25 in dem Zeitsteuerdiagramm mit einem negativen Vorzeichen aufgetragen). Mit der steigenden Geschwindigkeit 5 und der abnehmenden Höhe 6 erhält der Metallzylinder 25 kinetische Energie, die die Schlagkraft verursacht, wenn der Zylinder 25 die Oberfläche 26 trifft. Zum Zeitpunkt t₃ 13 trifft der Metallzylinder 25 die zu reinigende Oberfläche 26 mit einer Geschwindigkeit 16.
Die Schlagkraft hängt von der kinetischen Energie ab, die der fallende Zylinder 25 während seines Herunterfallens zu der zu reinigenden Oberfläche 26 erhalten hat. Danach kann ein neuer Klopfzyklus starten.
Gemäß der Erfindung kann die Schlagkraft durch einen zusätzlichen elektrischen Impuls 7 vergrößert werden, der der elektrischen Spule 23 zum Zeitpunkt t₂ 3 zugeführt wird, wenn der Metallzylinder 25 den Maximalpunkt seiner Bewegungsbahn erreicht hat. Auf der Basis der Tatsache, daß die elektrische Spule 23 zentriert ist und der Metallzylinder 25 diese zentrierte Position passiert hat, übt der zusätzliche elektrische Impuls 7 eine additive Magnetkraft aus, die versucht, den Metallzylinder 25 in Richtung zum Mittelpunkt der elektrischen Spule 23 zurückzubewegen und die zusammen mit der Schwerkraft die Beschleunigung des Metallzylinders 25 und somit die Schlagkraft auf die zu reinigende Oberfläche 26 erhöht. Während des der elektrischen Spule 23 zugeführten elektrischen Impulses 7 nimmt die Geschwindigkeit des Metallzylinders 25 mehr zu als ohne den zusätzlichen elektrischen Impuls 7 (was die gepunktete Linie 8 in 3 im Vergleich zu Linie 5 zeigt, die die Geschwindigkeit des Zylinders 25 ohne einen zusätzlichen elektrischen Impuls zeigt). Zum Zeitpunkt t₅ 15, wenn der zusätzliche elektrische Impuls 7 ausgeschaltet ist, nimmt die Geschwindigkeit 8 aufgrund der Schwerkraft weiter zu, aber langsamer, weil die durch den zusätzlichen elektrischen Impuls 7 verursachte Magnetkraft ebenfalls abgeschaltet ist. Zum Zeitpunkt t₄ 14 erreicht die Geschwindigkeit ihr Maximum 17, wenn der Metallzylinder 25 die zu reinigende Oberfläche 26 trifft. Wegen des zusätzlichen elektrischen Impulses 7 ist das Maximum 17 höher als das Maximum 16 des Graphen 5, der die Geschwindigkeit ohne einen zusätzlichen elektrischen Impuls 7 darstellt.
Graph 9 zeigt die Entwicklung der Höhe des Metallzylinders 25. Sie erreicht den Nullpunkt, d.h. den Punkt, wenn der Metallzylinder 25 die zu reinigende Oberfläche 26 trifft, zum Zeitpunkt t₄ 14, der früher ist als der Zeitpunkt t₃ 13, wenn der Metallzylinder 25 den Nullpunkt ohne Anlegen eines zusätzlichen elektrischen Impulses 7 erreicht.
Der Ausdruck „trifft die zu reinigende Oberfläche 26" ist nicht auf Oberflächen beschränkt, sondern kann auch einen von dem Metallzylinder 25 getroffenen und mit der zu reinigenden Oberfläche 26 verbundenen Amboß bedeuten, so daß der Schlag einen Schock in dem Amboß verursacht, der auf die zu reinigende Oberfläche 26 übertragen wird. Dies verhindert mechanische Beschädigungen der zu reinigenden Oberfläche 26, die durch einen wiederholten direkten Schlag des Metallzylinders 25 verursacht werden, insbesondere, wenn sich die zu reinigende Oberfläche 26 auf empfindlichen Oberflächen wie Elektroden in Elektroabscheidern befindet.
Die erhöhte Schlagkraft und die reduzierte Dauer eines Klopfzyklus können auch verwendet werden, um die Reinigungskapazität der elektromagnetischen Klopfvorrichtung 20 zu erhöhen, da in der gleichen Zeit mehr Klopfzyklen erfolgen können als bei einer herkömmlichen elektromagnetischen Klopfvorrichtung. Zudem ist es möglich, die Größe der elektromagnetischen Klopfvorrichtung 20 zu reduzieren, da mit einer geringeren Hubhöhe des Zylinders 25 fast die gleiche Schlagkraft erzielt werden kann. Wenn die auf die Oberfläche 26 ausgeübte erforderliche Schlagkraft die gleiche bleibt, kann somit eine Reduzierung der Masse des Metallzylinders 25 und somit eine Reduzierung der Größe der elektromagnetischen Klopfvorrichtung 20 vorgenommen werden. Kleinere elektromagnetische Klopfvorrichtungen 20 haben den Vorteil leichterer Handhabung in Anwendungsbereichen, wo der Raum begrenzt ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der zusätzliche kurze elektrische Impuls 7 zum Beschleunigen des Metallzylinders 25 justierbar und variabel sowie auch der anfängliche elektrische Impuls 4 zum Heben des Metallzylinders 25. Die Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses 4 beeinflußt die Höhe, auf die der Metallzylinder 25 angehoben wird und die gemessen werden sollte, um die gewünschte Schlagkraft auf die zu reinigende Oberfläche 26 zu erzielen. Eine typische Bewegungsbahn ist erreicht, wenn der anfängliche elektrische Impuls 4 genauso lang ist, wenn er den Metallzylinder 25 beschleunigt, bis er an einem Punkt ungefähr unter dem Mittelpunkt der elektrischen Spule 23 angekommen ist. Wenn der Impuls länger ist, könnte der Metallzylinder 25 die Oberfläche der elektrischen Spule 23 treffen oder könnte sogar verlangsamt und zum Mittelpunkt der elektrischen Spule 23 zurückgezwungen werden, ohne sich weiterzubewegen, um die zu reinigende Oberfläche 26 zu treffen. Die Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses 7 definiert die zusätzliche Beschleunigung des Metallzylinders 25 und somit die auf ihn ausgeübte zusätzliche Magnetkraft. Wenn beide Impulsdauern angemessen gewählt werden, kann auf die zu reinigende Oberfläche eine Kraft ausgeübt werden, die für ein effizientes Reinigen bei reduzierter Gefahr der Beschädigung der zu reinigenden Oberfläche ausgelegt ist.
Auf die gleiche Weise beeinflußt die Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses 4 die Höhe, auf die der Metallzylinder 25 angehoben wird. Gleichermaßen definiert die Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses 7 die zusätzliche Beschleunigung des Metallzylinders 25 und somit die auf ihn ausgeübte zusätzliche Magnetkraft. Wenn sowohl die beiden Impulsintensitäten oder beide Impulsdauern als auch Intensitäten entsprechend gewählt werden, kann auf die zu reinigende Oberfläche 26 eine Kraft ausgeübt werden, die für ein effizientes Reinigen bei reduzierter Gefahr der Beschädigung der zu reinigenden Oberfläche ausgelegt ist.

1: Linie, die die Nullhöhe des Metallzylinders definiert
2: Zeitpunkt t₁, der das Ende des anfänglichen elektrischen Impulses zum Heben des Metallzylinders definiert
3: Zeitpunkt t₂, der den Beginn des zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders definiert
4: Anfänglicher elektrischer Impuls zum Heben des Metallzylinders
5: Entwickeln der Metallzylinderhöhe ohne Ausüben eines zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders
6: Entwickeln der Metallzylindergeschwindigkeit ohne Ausüben eines zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders
7: Zusätzlicher elektrischer Impuls zum Beschleunigen des Metallzylinders
8: Entwickeln der Metallzylindergeschwindigkeit mit Ausüben eines zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders
9: Entwickeln der Metallzylindergeschwindigkeit mit Ausüben eines zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders
10: Zeitpunkt t₀, der den Beginn des anfänglichen elektrischen Impulses zum Heben des Metallzylinders definiert
11: Höchste Geschwindigkeit des Metallzylinders
12: Maximalpunkt der Bewegungsbahn des Metallzylinders
13: Zeitpunkt t₃, wenn der Metallzylinder die Oberfläche trifft, ohne Anlegen eines zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders
14: Zeitpunkt t₄, wenn der Metallzylinder die Oberfläche trifft, mit Anlegen eines zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders
15: Zeitpunkt t₅, der das Ende des zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders definiert
16: Maximale Metallzylindergeschwindigkeit ohne Anlegen eines zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders
17: Maximale Metallzylindergeschwindigkeit mit Anlegen eines zusätzlichen elektrischen Impulses zum Beschleunigen des Metallzylinders
20: Elektromagnetische Klopfvorrichtung
21: Gehäuse
22: Führungsmittel für den Metallzylinder
23: Elektrische Spule
24: Mittel zum Befestigen der Klopfvorrichtung in einer vordefinierten Entfernung von der zu reinigenden Oberfläche oder dem mit der zu reinigenden Oberfläche verbundenen Amboß
25: Metallzylinder
26: Zu reinigende Oberfläche oder mit der zu reinigenden Oberfläche verbundener Amboß
27: Drahtverbindung zum Liefern der Impulse
28: Elektrische Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule
29: Impulsgenerator
30: Klopfvorrichtungscontroller
31: Steuersignale zur Impulserzeugung
32: Stromquelle
33: Drahtverbindung für die Stromversorgung
34: Datenverbindung zu dem Zentralcomputer
35: Zentralcomputer
40: Mittel zur Dateneingabe
41: Mittel zum Variieren der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses
42: Mittel zum Variieren der Dauer des anfänglichen elektrischen Impulses
43: Mittel zum Variieren der Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses
44: Mittel zum Variieren der Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses
45: Mittel zum Berechnen der Dauer zwischen dem anfänglichen elektrischen Impuls und dem zusätzlichen elektrischen Impuls

Claims

Verfahren für die Beschleunigung einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung (20), insbesondere für einen Elektroabscheider, die folgendes umfaßt: einen Metallzylinder (25) als einen Hammer, eine elektrische Spule (23) zum Heben des Metallzylinders (25), elektrische Mittel (28) zum Bestromen der elektrischen Spule (23), wobei zum Reinigen einer Oberfläche der Metallzylinder (25) durch einen von dem elektrischen Mittel zum Bestromen der elektrischen Spule (28) erzeugten anfänglichen elektrischen Impuls (4) gehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Mittel (28) zum Bestromen der elektrischen Spule (23) die elektrische Spule (23) mit einem zusätzlichen elektrischen Impuls (7) versorgen, so daß der Metallzylinder (25) beschleunigt wird, wenn er den Maximalpunkt (12) seiner Bewegungsbahn (9) erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) variiert wird, so daß der Metallzylinder (25) auf eine Schlagkraft beschleunigt wird, die erwünscht ist, um eine vordefinierte Reinigungskapazität zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) variiert wird, so daß der Metallzylinder (25) auf eine Schlagkraft beschleunigt wird, die erwünscht ist, um eine vordefinierte Reinigungskapazität zu erhalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) je nach der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses (4) variiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) je nach der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses (4) variiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer zwischen dem Zuführen des anfänglichen elektrischen Impulses (4) und dem zusätzlichen elektrischen Impuls (7) in Abhängigkeit von der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses (4) berechnet wird.
Vorrichtung für die Beschleunigung einer elektromagnetischen Klopfvorrichtung (20), insbesondere für einen Elektroabscheider, umfassend: einen Metallzylinder (25) als einen Hammer, eine elektrische Spule (23) zum Heben des Metallzylinders (25), elektrische Mittel (28) zum Bestromen der elektrischen Spule (23), wobei zum Reinigen der Oberfläche der Metallzylinder (25) durch einen von dem elektrischen Mittel (28) zum Bestromen der elektrischen Spule (23) erzeugten anfänglichen elektrischen Impuls (4) gehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Mittel (28) zum Bestromen der elektrischen Spule (23) dafür ausgelegt sind, die elektrische Spule (23) mit einem zusätzlichen elektrischen Impuls (7) zu beliefern, so daß der Metallzylinder (25) beschleunigt wird, wenn er den Maximalpunkt (12) seiner Bewegungsbahn (9) erreicht hat.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Mittel (28) zum Bestromen der elektrischen Spule (23) einen Impulsgenerator (29) zum Erzeugen des anfänglichen elektrischen Impulses (4) und des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) und einen Klopfvorrichtungscontroller (30) zum Steuern des Impulsgenerators (29) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfvorrichtungscontroller (30) Mittel zur Dateneingabe (41) zum Justieren der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses (4) und des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfvorrichtungscontroller (30) Mittel zum Variieren der Intensität (41) und der Dauer (42) des anfänglichen elektrischen Impulses (4) umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfvorrichtungscontroller (30) Mittel (43) zum Variieren der Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) umfaßt, so daß der Metallzylinder (25) auf eine Schlagkraft beschleunigt wird, die erwünscht ist, um eine vordefinierte Reinigungskapazität zu erhalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfvorrichtungscontroller (30) Mittel (44) zum Variieren der Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) umfaßt, so daß der Metallzylinder (25) auf eine Schlagkraft beschleunigt wird, die erwünscht ist, um eine vordefinierte Reinigungskapazität zu erhalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfvorrichtungscontroller (30) Mittel (43) zum Variieren der Intensität des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) in Abhängigkeit von der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses (4) umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfvorrichtungscontroller (30) Mittel (44) zum Variieren der Dauer des zusätzlichen elektrischen Impulses (7) in Abhängigkeit von der Dauer und der Intensität des anfänglichen elektrischen Impulses (4) umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfvorrichtungscontroller Mittel (45) zum berechnen der Dauer zwischen dem anfänglichen elektrischen Impuls (4) und dem zusätzlichen elektrischen Impuls (7) umfaßt.