EP0106909B1 - Filterplatte - Google Patents
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- B03C3/74—Cleaning the electrodes
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Definitions
- the invention relates to a filter plate for hanging attachment in an electric filter system, with at least one overhead opening for a support rod.
- Such filter plates are usually hung on handrails.
- Spray electrodes are arranged adjacent to the filter plates.
- the contaminants are electrically charged from contaminated gases and passed between the filter plates and the spray electrodes and collected on the surfaces of the filter plates.
- the filter plates are then caused to vibrate by knocking at relatively short intervals, so that the impurities collected on them fall down and can be carried away.
- the filter plates are articulated on the handrails and are penetrated by a so-called knocking rod in a lower area.
- the invention is based on the technical problem of designing the suspension areas in a filter plate of the type mentioned at the outset to be mechanically stronger.
- the problem posed is solved according to the invention in that the push-through opening is reinforced with a metallic hollow rivet lining the push-through opening.
- the loads in the area of the insertion opening are distributed over a large area. Local overloads are avoided.
- the specific surface loading of the filter plate in the suspension area is advantageously reduced on the one hand and the specific surface loading of the support rod on the other hand.
- the risk of cracks in the area of the insertion opening has been eliminated, and with it the danger of dangerous short circuits. Nevertheless, it is ensured that the filter plate can be suspended on the handrails in the desired manner.
- This solution is also very simple and inexpensive to manufacture.
- the reinforcement of the suspension areas can be produced particularly easily if, according to claim 3, the hollow rivet consists of a tube section which is riveted on both sides of the plate.
- the tube wall thickness With the tube wall thickness, the size of the contact surface on the support rod can be determined in a simple manner, while the length of the pipe section, the area can be determined in which a frictional friction connection is formed between the hollow rivet and the plate.
- FIG. 1 Another expedient embodiment of the invention, in which at least one push-through opening at the bottom is provided for a knocking rod, is characterized in that the push-through opening at the bottom for the knocking rod is also reinforced with a hollow rivet.
- the mechanical loads in this area are lower than in the actual hanging area, it is desirable to provide appropriate reinforcement here as well, by means of which the mechanical wear of the filter plate is kept low even during longer operating times.
- Another important feature according to claim 7 is that several top and bottom through openings, each reinforced with a hollow rivet, are provided in the filter plate.
- the hollow rivet in the respective insertion opening is primarily responsible for the mechanical resilience in this area, it can be expedient according to claim 8 to form the hollow rivet from a high-strength steel. It is favorable that the hollow rivet can easily consist of a different metal than the filter plate itself, the material of which is selected primarily from an electrical point of view or with regard to corrosion resistance against aggressive gases.
- the push-through opening and the hollow rivet have a cross-sectional shape that deviates from a round shape, preferably oval.
- the holding rods for taking up the weight can have a cross-sectional shape that deviates from the round shape and since it can be expedient for a free oscillation of the filter plate to go from a round cross-sectional shape in order to achieve a pendulum movement around the holding rod enable and at the same time exclude that the plate can make impermissibly large swings across the hanging direction.
- Another expedient embodiment is characterized by the use of riveted hydraulic steel tube sections as reinforcements for the push-through openings of the filter plate.
- Such pipe sections can be made from commercially available pipes, which is inexpensive and inexpensive to manufacture. The invention is explained below with reference to the drawing.
- a filter plate 1 made of sheet metal with a wall thickness d of e.g. 1.5 to 2 mm recognizable, as used in electrostatic filter systems for contaminated gases or air.
- the filter plate 1 hangs in the systems in the position shown in FIG. 1 and is mounted on holding rods 7 which reach through insertion openings 2 in the filter plate 1.
- a hollow rivet 3 is formed as a reinforcement in each insertion opening 2 and limits the actual opening 4 for pushing through the holding rod 7.
- insertion openings 5 are formed, in which hollow rivets 3 are also attached, which limit openings 4 there for pushing through knocking rods 7.
- the filter plate 1 is equipped with bends or embossments that increase its structural strength and surface.
- Fig. 3 shows a filter plate 1 suspended on holding rods 7 in cross section.
- a filter plate 1 suspended on holding rods 7 in cross section.
- the holding rods 7 lie together in a support device 8 formed by 2 U-profiles.
- the tapping device 10 consists of two mutually parallel rails, between which there are tapping rods 7 ′ corresponding to the holding rods 7.
- the knocking device 10 is triggered by a knocker, not shown, in order to set the filter plates 1 in vibration via the knocking rods 7 '.
- the associated non-vibrating spray electrodes are not shown.
- Fig. 4 it can be seen in detail how the insertion opening 2 for the holding rod 7 and also the insertion opening 5 for the tapping rod 7 'is reinforced with a hollow rivet 3 to prevent mechanical wear due to the static load due to the weight of the plate (this can be several 100 kg) and to be resistant due to the dynamic loads when the plate vibrates.
- the hollow rivet 3 is riveted to both surfaces 16, 17 of the plate of the filter plate 1 and is therefore non-positively in the area of the push-through opening 2 as well as on both surfaces 16, 17.
- the riveting is designed such that a cylindrical support area 13 is formed in the area of the opening 4, from which adjoining support surface sections 14 widen to the outside on both sides.
- the reaction force from the bearing load on a holding rod 7 inserted through the opening 4 is not only introduced into the local area of the push-in opening 2, which is opposite the supporting point on the holding bar 7, but also in the entire area , in which the hollow rivet 3 is connected to the filter plate 1.
- the area of the push-through opening 16 is also reinforced in the direction of passage, since, of course, the hollow rivet 3 has a considerably higher structural strength than the push-in opening 2 in the relatively thin sheet of the filter plate 1.
- the opening 4 is designed with a slight excess compared to the holding rod 7, so that the filter plate 1 can swing on the support rod 7, which is important for the undisturbed oscillation movement for shaking off the particles.
- the hollow rivet can be formed from a pipe section 3 ', an end section of this pipe section 3' is already appropriately bent outwards, so that the hollow rivet from the right side in Fig. 4 through Push-through opening 2 and then riveted from the left side against a counterholder attached on the right side.
- the size of the bearing surface 13 can be varied within certain limits with the length of the pipe section 3 ′ chosen or the wall thickness of this pipe section and can be adapted to the respective plate weight or the loads to be expected.
- the hollow rivet can easily consist of a stronger or more wear-resistant metal than the sheet of the plate 1. Since there is only a non-positive connection between the hollow rivet 3 and the plate 1, it is irrelevant whether the two materials are compatible with one another or not, what so far e.g. then played a role if the plate consisted of a corrosion-resistant and possibly alloyed steel and had to be welded to the suspension brackets.
- FIG. 5 shows another embodiment of a hollow rivet 3a, which is designed and fitted in the insertion opening in such a way that the contact surface 15 exhibits a continuously convex curvature. Although there is no flat support on the handrail, the pendulum mobility of the plate on the handrail is better.
- the push-through openings and also the hollow rivets are shown circular. It is also possible to use a shape that differs from the round shape, e.g. to choose oval, cross-sectional shape for the opening and the rivet, so that this cross-sectional shape is possibly adapted to the cross-sectional shape of the holding or tapping rod or so that a better pivoting movement of the plate relative to the holding rod can be achieved.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Filterplatte zur hängenden Anbringung in einer Elektro-Filteranlage, mit wenigstens einer obenliegenden Durchstecköffnung für eine Haltestange.
- Solche Filterplatten werden üblicherweise an Haltestangen aufgehängt. Den Filterplatten benachbart sind Sprühelektroden angeordnet. Aus verunreinigten und zwischen den Filterplatten und den Sprühelektroden durchgeleiteten Gasen werden die Verunreinigungen elektrisch geladen und an den Oberflächen der Filterplatten gesammelt. Die Filterplatten werden dann in relativ kurzen Zeitabständen durch Anklopfen zum Schwingen angeregt, so dass die darauf gesammelten Verunreinigungen nach unten fallen und ausgetragen werden können. Die Filterplatten sind an den Haltestangen gelenkig aufgehängt und werden in einem unteren Bereich von einer sogenannten Klopfstange durchsetzt.
- Bekannt ist es, in das Blech der Filterplatte die Einstecköffnungen zu schneiden und die Filterplatte im Öffnungsbereich trichterförmig auszubiegen, so dass dort die Gestaltfestigkeit und die Einreissfestigkeit verbessert wird. Zusätzlich können auch ringförmige Sicken um die Einstecköffnungen in das Blech der Platte eingepresst werden. Diese Massnahme ist zwar preiswert, jedoch verschleissen die Öffnungsränder unter dem Gewicht der Fifterplatte und insbesondere deren schwingender Bewegung verhältnismässig rasch, so dass die Filterplatte unerwünscht oft gewartet bzw. ausgetauscht werden muss. Auch die Einstecköffnungen für die Klopfstange werden in gleicher Weise ausgebildet. Dort ist zwar die mechanische Belastung geringer, jedoch tritt auch hier ein unerwünschter Verschleiss durch die Klopfbewegung der Klopfstange auf.
- Weiterhin ist es bekannt, an das beispielsweise 1,5 mm dicke Blech der Filterplatte in den Befestigungsbereichen bandförmige Laschen aus einem Blech mit beispielsweise 6 mm Stärke anzuschweissen und die Filterplatte mit den Laschen aufzuhängen. Entsprechende Laschen werden auch zur Kopplung der Platte mit der oder den Kiopfstangen angeschweisst. Diese Massnahme ist ausserordentlich teuer und erfordert zudem spezielle Schweissvorrichtungen und ein sehr sorgfältiges Arbeiten, da es schwierig ist, bei diesen Stärkeuntersehieden einwandfreie Schweissverbindungenzuerzeugen. Ungünstigsind hierbei auch die durch das Schweissen eintretenden Verzugserscheinungen im Blech der Filterplatte und die thermisch bedingten Spannungen, die in den Schweissbereichen frühzeitig zu Materialermüdung oder Einrissen führen, so dass auch hier die Lagesicherung wieder gefährdet ist. Bei in Umgebung mit agressiven Gasen zu verwendenden Edelstahlplatten ist eine Schweissverbindung gar nicht durchzuführen.
- Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Aufhängunsbereiche bei einer Filterplatte der eingangs genannten Art mechanisch höher belastbar auszubilden.
- Das gestellte Problem wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Durchstecköffnung mit einem metallischen, die Durchstecköffnung auskleidenden Hohlniet armiert ist. Bei dieser Ausbildung werden die Belastungen im Bereich der Einstecköffnung auf einen grossflächigen Bereich verteilt. Es werden lokale Überbelastungen vermieden. Vorteilhafterweise wird dabei die spezifische Flächenbelastung der Filterplatte im Aufhängungsbereich einerseits reduziert und andererseits auch die spezifische Flächenbelastung der Haltestange. Die Gefahr von Rissen im Bereich der Einstecköffnung ist beseitigt, und damit auch die Gefahr gefährlicher Kurzschlüsse. Trotzdem ist sichergestellt, dass die Filterplatte an den Haltestangen in gewünschter Weise beweglich aufgehängt werden kann. Diese Lösung ist zudem fertigungstechnisch sehr einfach und preiswert.
- Damit sowohl die statischen als auch die dynamischen Belastungen gleichmässig in einem möglichst grossen Flächenbereich in die Filterplatte eingeleitet werden, ist es gemäss Anspruch 2 zweckmässig, wenn der Hohlniet an der Innenwand der Durchstecköffnung und an beiden Plattenseiten kraftschlüssig anliegt.
- Die Verstärkung der Aufhängebereiche lässt sich dann besonders einfach herstellen, wenn gemäss Anspruch 3 der Hohlniet aus einem Rohrabschnitt besteht, der an beiden Plattenseiten vernietet ist Mit der Rohrwandstärke lässt sich dabei in einfacher Weise die Grösse der Auflagefläche auf der Haltestange vorherbestimmen, während mit der Länge des Rohrabschnittes die Fläche bestimmbar ist, in der zwischen dem Hohlniet und der Platte eine kraftschlüssige Reibungsverbindung gebildet wird.
- Die Belastungen werden dann in einem optimal grossen Flächenbereich übertragen, wenn gemäss Anspruch 4 der in der Einstecköffnung eine Öffnung für die Haltestange begrenzende Hohlniet - in einem. Querschnitt gesehen-einen ebenen Auflageflächenabschnitt aufweist, von dem aus sich nach beiden Seiten nach aussen gekrümmte Auflageflächenabschnitte anschliessen.
- Andererseits wird eine besonders günstige gelenkige Aufhängung der Filterplatte dann gemäs Anspruch 5 erreicht, wenn die Auflagefläche im Hohlniet durchgehend konvex gekrümmt ist.
- Eine weitere, zweckmässige Ausführungsform der Erfindung, bei der wenigstens eine untenliegende Durchstecköffnung für eine Klopfstange vorgesehen ist, kennzeichnet sich dadurch, dass auch die untenliegende Durchstecköffnung für die Klopfstange mit einem Hohlniet armiert ist. Obwohl in diesem Bereich die mechanischen Belastungen geringer sind, als im eigentlichen Aufhängebereich, ist es wünschenswert auch hier eine entsprechende Armierung vorzusehen, durch die der mechanische Verschleiss der Filterplatte auch bei längeren Betriebszeiten geringgehalten bleibt.
- Ein weiteres, wichtiges Merkmal liegt gemäss Anspruch 7 darin, dass mehrere obenliegende und untenliegende und jeweils mit einem Hohlniet armierte Durchstecköffnungen in der Filterplatte vorgesehen sind.
- Da der Hohlniet in der jeweiligen Einstecköffnung primär für die mechanische Belastbarkeit in diesem Bereich verantwortlich ist, kann es gemäss Anspruch 8 zweckmässig sein, den Hohlniet aus einem hochfesten Stahl auszubilden. Günstig ist dabei, dass der Hohlniet ohne weiteres aus einem anderen Metall bestehen kann, als die Filterplatte selbst, deren Werkstoff primär unter elektischen Gesichtspunkten bzw. im Hinblick auf eine Korrosionsfestigkeit gegen agressive Gase ausgewählt wird.
- Ein weiteres, wichtiges Merkmal der Erfindung ist gemäss Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Durchstecköffnung und der Hohlniet eine von einer runden Form abweichende, vorzugsweise ovale, Querschnittsform aufweisen. Dies ist im Hinblick darauf zweckmässig, dass die Haltestangen zum Aufnehmen des Gewichtes eine von der runden Form abweichende Querschnittsgestalt besitzen können und da für eine freie Schwingung der Filterplatte es zweckmässig sein kann, von einer runden Querschnittsform abzugehen, um eine Pendelbewegung um die Haltestange einerseits zu ermöglichen und dabei gleichzeitig auszuschliessen, dass die Platte quer zur Hängerichtung unzulässig grosse Ausschläge auszuführen vermag.
- Eine weitere, zweckmässige Ausführungsform, wie sie für die Praxis im besonderen wichtig ist, kennzeichnet sich durch die Verwendung von vernieteten Hydraulik-Stahlrohrabschnitten als Armierungen für die Durchstecköffnungen der Filterplatte. Solche Rohrabschnitte können von handelsüblichen Rohren angefertigt werden, was preiswert und herstellungstechnisch günstig ist. Nachstehend wird anhand der Zeichnung die Erfindung erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Filterplatte gemäss der Erfindung,
- Fig. 2 eine Draufsicht auf die Filterplatte von Fig. 1,
- Fig. 3 schematisch die Anordnung mehrerer Filterplatten gemäss Fig. 1 in einer Filteranlage,
- Fig. 4 einen vergrösserten Schnitt durch den Aufhängungsbereich einer ersten Ausführungsform einer Filterplatte, und
- Fig. 5 eine Schnittdarstellung ähnlich der Fig. 4 durch eine weitere Ausführungsform.
- Gemäss den Fig. 1 und 2 ist eine Filterplatte 1 aus Blech mit einer Wandstärke d von z.B. 1,5 bis 2 mm erkennbar, wie sie in elektrostatischen Filteranlagen für verunreinigte Gase oder Luft Verwendung findet. Die Filterplatte 1 hängt in den Anlagen in der in Fig. 1 dargestellten Lage und wird auf Haltestangen 7 gelagert, die durch Einstecköffnungen 2 in der Filterplatte 1 hindurchgreifen. In jede Einstecköffnung 2 ist ein Hohlniet 3 als Armierung eingeformt, der die eigentliche Öffnung 4 zum Durchstecken der Haltestange 7 begrenzt.
- In einem unteren Bereich der Filterplatte 1 sind Einstecköffnungen 5 ausgeformt, in denen ebenfalls Hohlniete 3 angebracht sind, die dort Öffnungen 4 zum Durchstecken von Klopfstangen 7 begrenzen.
- Wie Fig. 2 hervorhebt, ist die Filterplatte 1 mit Umbiegungen oder Prägungen ausgestattet, die ihre Gestaltfestigkeit und Oberfläche vergrössern.
- Fig. 3 zeigt eine an Haltestangen 7 aufgehängte Filterplatte 1 im Querschnitt. Meist sind in einer Elektrofilteranlage bis zu sieben solcher Filterplatten nebeneinander aufgehängt und werden von einer gemeinsamen Klopfeinrichtung 10 bedient. Die Haltestangen 7 liegen gemeinsam in einer von 2 U-Profilen gebildeten Trageinrichtung 8. Die Klopfeinrichtung 10 besteht aus zwei zueinander parallelen Schienen, zwischen denen sich den Haltestangen 7 entsprechende Klopfstangen 7' befinden. Die Klopfeinrichtung 10 wird durch einen nicht dargestellten Klopfer angestossen, um die Filterplatten 1 über die Klopfstangen 7' in Schwingung zu versetzen. Die zugehörigen nicht schwingend gelagerten Sprühelektroden sind nicht dargestellt.
- Aus Fig. 4 geht im Detail hervor, wie die Einstecköffnung 2 für die Haltestange 7 bzw. auch die Einstecköffnung 5 für die Klopfstange 7'mit einem Hohlniet 3 armiert ist, um gegen mechanischen Verschleiss durch die statische Belastung infolge des Gewichtes der Platte (dieses kann mehrere 100 kg betragen) und durch die dynamischen Belastungen beim Schwingen der Platte widerstandsfähig zu sein. Der Hohlniet 3 ist an beiden Oberflächen 16, 17 des Bleches der Filterplatte 1 vernietet und liegt dadurch sowohl im Bereich der Durchstecköffnung 2 als auch an beiden Oberflächen 16,17 kraftschlüssig an. Dabei ist die Vernietung so ausgebildet, dass ein zylindrischer Auflagebereich 13 im Bereich der Öffnung 4 gebildet wird, von dem aus sich nach beiden Seiten nach aussen aufgeweitete Auflageflächenabschnitte 14 anschliessen. Durch die kraftschlüssige Abstützung des Hohlniets 3 im Bereich der Durchstecköffnung 2 wird die Reaktionskraft aus derAuflagebelastung auf einer durch die Öffnung 4 gesteckten Haltestange 7 nicht nur in den lokalen Bereich der Einstecköffnung 2 eingeleitet, derderauflagestelle auf der Haltestange 7 gegenüberliegt, sondern auch in den gesamten Flächenbereich, in dem der Hohlniet 3 mit der Filterplatte 1 in Verbindung steht. Zudem wird der Bereich der Durchstecköffnung 16 auch in Durchgangsrichtung verstärkt, da natürlich der Hohlniet 3 eine wesentlich höhere Gestaltfestigkeit besitzt, als die Einstecköffnung 2 in dem verhältnismässig dünnen Blech der Filterplatte 1. Die Öffnung 4 ist mit einem geringen Übermass gegenüber der Haltestange 7 ausgebildet, so dass die Filterplatte 1 an der Haltestange 7 pendeln kann, was für die ungestörte Schwingungsbewegung zum Abschütteln der Teilchen wichtig ist.
- Wie in strichlierten Linien in Fig. 4 angedeutet ist, kann der Hohlniet aus einem Rohrabschnitt 3' gebildet werden, wobei ein Endabschnitt dieses Rohrabschnittes 3' zweckmässigerweise schon nach aussen umgebogen ist, so dass der Hohlniet von der in Fig. 4 rechten Seite durch die Durchstecköffnung 2 gesteckt und dann von der linken Seite gegen einen auf der rechten Seite angesetzten Gegenhalter vernietet werden kann.
- Mit der jeweils gewählten Länge des Rohrabschnittes 3' bzw. der Wandstärke dieses Rohrabschnittes lässt sich die Grösse der Auflagefläche 13 in bestimmten Grenzen variieren und an das jeweilige Plattengewicht bzw. die zu erwartenden Belastungen anpassen.
- Der Hohlniet kann ohne weiteres aus einem festeren oder verschleisswiderstandsfähigeren Metall bestehen, als das Blech der Platte 1. Da zwischen dem Hohlniet 3 und der Platte 1 ohnedies nur eine kraftschlüssige Verbindung herrscht, ist es unerheblich, ob die beiden Werkstoffe sich miteinander vertragen oder nicht, was bisher z.B. dann eine Rolle gespielt hatte, wenn die Platte aus einem korrosionsfesten und ggf. legierten Stahl bestand und mit den Aufhängelaschen verschweisst werden musste.
- Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines Hohlniets 3a, der so ausgebildet und in der Einstecköffnung angebracht ist, dass die Auflagefläche 15 eine durchgehend konvexe Krümmung zeigt. Hierbei wird zwar keine flächige Auflage auf der Haltestange erreicht, dafür ist aber die Pendelbeweglichkeit der Platte auf der Haltestange besser.
- In den Zeichnungen sind die Durchstecköffnungen und auch die Hohlniete kreisrund dargestellt. Es istaberauch möglich, eine von der runden Form abweichende, z.B. ovale, Querschnittsform für die Öffnung und den Niet zu wählen, so dass diese Querschnittsform gegebenenfalls an die Querschnittsform der Halte- oder Klopfstange angepasst ist bzw. damit sich eine bessere Schwenkbeweglichkeit der Platte gegenüber der Haltestange erreichen lässt.
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