EP0342731A1 - Emission electrode for electrostatic dust separator - Google Patents

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EP0342731A1 EP89201128A EP89201128A EP0342731A1 EP 0342731 A1 EP0342731 A1 EP 0342731A1 EP 89201128 A EP89201128 A EP 89201128A EP 89201128 A EP89201128 A EP 89201128A EP 0342731 A1 EP0342731 A1 EP 0342731A1
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    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
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    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes

Definitions

  • the invention relates to a spray electrode, consisting of an elongated band-shaped or wire-shaped body with protruding spray tips, for use in electrostatic dust separators in which vertical precipitation electrode walls forming gas passages alternatingly with respect to the gas flow direction and clamping frames composed of pipes are arranged, and in which a plurality of spray electrodes are inserted with their upper and lower ends in bores of the horizontal tubes of the stenter and welded to them.
  • spray electrodes have become known in which the spray tips consist of separate parts, for example tapered wire sections, which are connected in a voltage-conducting manner to the elongated band-shaped or wire-shaped spray electrode body.
  • a weak point that is observed again and again is the weld connection between the actual spray electrode and the weld ends. If spray electrodes break under the combined stress of clamping forces, vibrations for cleaning, temperature, electrical voltage and corrosion, then it is in this transition area, which must also have no significant electrical contact resistance.
  • Adhering to this is not readily possible if both an upward and a downward spray electrode are to be attached in the same place in a horizontal tube.
  • the latter variant has proven to be very susceptible to breakage.
  • the ends of the spray electrodes are semicircular in cross section.
  • the elongate body of the spray electrode has a semicircular cross section throughout.
  • the latter can also be designed continuously with a semicircular cross section and provided with spray tips. Compared to common, band-shaped spray electrode dimensions, this means a slightly higher material expenditure, which is more than compensated for by the expected longer service life.
  • the spray electrodes consist of an elongated band-shaped body (1) on which spray tips (2) are fastened by means of welding spots (3).
  • the spray electrodes have ends Welding ends (4) in the form of sections made of round material, to which the spray electrode ends (5) are adapted and to which they are attached by means of a welding spot (6).
  • the spray electrodes are fixed in the clamping frame (7) by means of a weld seam (8).
  • several spray electrode sections arranged one above the other should lie in the same “electrical center” so that the best separation performance can be achieved. This can - as shown - only be realized if the weld ends are in the same hole in the stenter. However, they can only be inserted up to about the center of the pipe and only welded to the stenter at one point. This type of connection between the spray electrode and the clamping frame has proven to be very susceptible to failure.
  • the welding ends (4) are therefore semicircular in cross section as shown in FIG. 2, in which the reference numerals have the same meaning as in FIG circular welding ends according to the prior art, then you have to provide a 40% larger bore diameter in the stenter, which is possible without difficulty.
  • the inventive design of the welding ends with a semicircular cross section allows a stable two-point attachment in the tubes of the stenter without the spray tips lying appreciably outside the electrical center.
  • FIG. 3 A further development of the inventive concept is shown in FIG. 3.
  • the body (9) of the spray electrode is made entirely of material with a semicircular cross section. All other designations have the same meaning as in FIGS. 1 and 2.
  • this embodiment requires a somewhat greater amount of material than the strip-shaped spray electrode body, it is somewhat more stable and the welding spots (6) can be omitted.
  • the spray electrode tips are even better arranged in the electrical center.

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  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)

Abstract

In order to improve the arrangement and fixation of corona electrodes in a tensioning frame it is proposed to provide the corona electrodes with end portions which are semicircular in cross-section. This will permit the end portions of the electrodes to be joined to the tubes of the tensioning frame by welding at two points whereas the corona points need not be appreciably spaced from the electrical center.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprühelektrode, bestehend aus einem langgestreckten band- oder drahtförmigen Körper mit abstehenden Sprühspitzen, für den Einsatz in elektrostatischen Staubabscheidern, bei denen quer zur Gasströmungsrichtung im Wechsel Gasgassen bildende, vertikale Niederschlagselektrodenwände und aus Rohren zusammengesetzte Spannrahmen angeordnet sind und bei denen jeweils eine Mehrzahl von Sprühelektroden mit ihren oberen und unteren Enden in Bohrungen der horizontalen Rohre der Spannrahmen eingesetzt und mit diesen verschweißt ist.The invention relates to a spray electrode, consisting of an elongated band-shaped or wire-shaped body with protruding spray tips, for use in electrostatic dust separators in which vertical precipitation electrode walls forming gas passages alternatingly with respect to the gas flow direction and clamping frames composed of pipes are arranged, and in which a plurality of spray electrodes are inserted with their upper and lower ends in bores of the horizontal tubes of the stenter and welded to them.

Beispiele für derartige Sprühelektroden sind aus den deutschen Patentschriften 25 46 305 und 36 03 514 in Verbindung mit speziell dafür entwickelten Spannvorrichtungen bekanntgeworden. Sie bestehen im wesentlichen aus einem schmalen Blechband mit einstückig daran ausgebildeten Vorsprüngen sowie mit sogenannten Anschweißenden. Letztere sind als Abschnitte eines Runddrahtes ausgebildet, die zur Befestigung der Sprühelektroden in durchgehende Bohrungen der Spannrahmen-Rohre eingesteckt und mit diesem verschweißt werden.Examples of such spray electrodes have become known from German patents 25 46 305 and 36 03 514 in connection with clamping devices specially developed for this purpose. They essentially consist of a narrow sheet metal strip with protrusions integrally formed thereon and with so-called welding ends. The latter are designed as sections of a round wire, which are inserted into the bores of the stenter frame tubes and fastened to them for fastening the spray electrodes.

Außerdem sind Sprühelektroden bekanntgeworden, bei denen die Sprühspitzen aus gesonderten, mit dem langgestreckten band- oder drahtförmigen Sprühelektrodenkörper spannungsleitend verbundenen Teilen, beispielsweise angespitzten Drahtabschnitten bestehen.In addition, spray electrodes have become known in which the spray tips consist of separate parts, for example tapered wire sections, which are connected in a voltage-conducting manner to the elongated band-shaped or wire-shaped spray electrode body.

Diese bekannten Sprühelektroden weisen trotz hochentwickelter Spann- und Befestigungstechniken noch verschiedene Nachteile auf.These well-known spray electrodes have various disadvantages in spite of highly developed clamping and fastening techniques.

Eine immer wieder beobachtete Schwachstelle ist die Schweißverbindung zwischen der eigentlichen Sprühelektrode und den Anschweißenden. Wenn Sprühelektroden unter der kombinierten Beanspruchung von Spannkräften, Erschütterungen zur Abreinigung, Temperatur, elektrischer Spannung und Korrosion reißen, dann in diesem Übergangsbereich, der außerdem keine nennenswerten elektrischen Übergangswiderstände aufweisen darf.A weak point that is observed again and again is the weld connection between the actual spray electrode and the weld ends. If spray electrodes break under the combined stress of clamping forces, vibrations for cleaning, temperature, electrical voltage and corrosion, then it is in this transition area, which must also have no significant electrical contact resistance.

Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn die vertikale Erstreckung eines elektrostatischen Staubabscheiders so groß ist, daß die maximal mögliche Spannlänge einer Sprühelektrode überschritten wird und die Spannrahmen daher in der Höhe unterteilt werden müssen. Da die Niederschlagselektroden problemlos in Längen von 4,5 bis 15,5 m gefertigt und eingesetzt werden können, die Sprühelektroden im Hinblick auf eine Begrenzung der Spannkräfte und zur Vermeidung unkontrollierter Schwingungen aber nur größte Spannlängen im Bereich von 2,5 bis 3,0 m zulassen, ist es erforderlich, den über die gesamte Höhe gleichförmig ausgebildeten Niederschlagselektroden zwei oder mehrere Sprühelektrodenlängen zuzuordnen. Für eine optimale Betriebsweise des elektrostatischen Staubabscheiders müssen die Sprühelektroden mit Bezug auf die Niederschlagselektroden genau positioniert werden. Die beste Position wird in der Regel mit "elektrischer Mitte" bezeichnet. Diese einzuhalten ist nicht ohne weiteres möglich, wenn in einem horizontalen Rohr an der selben Stelle sowohl eine nach oben und eine nach unten abgehende Sprühelektrode befestigt werden soll. Man kann entweder auf die exakte Einhaltung der elektrischen Mitte verzichten und im Rohr zwei versetzte Durchgangsbohrungen vorsehen oder aber die Enden der oberen und unteren Sprühelektroden in ein und derselben Durchgangsbohrung befestigen, indem man die Enden entsprechend kurz ausführt und nur mit dem oberen bzw. nur mit dem unteren Teil der Rohrwandung verschweißt. Die letztgenannte Variante hat sich als sehr bruchanfällig erwiesen.Another problem arises when the vertical extent of an electrostatic dust separator is so large that the maximum possible span length of a spray electrode is exceeded and the stenter frames therefore have to be divided in height. Since the precipitation electrodes can be easily manufactured and used in lengths of 4.5 to 15.5 m, the spray electrodes only have the greatest span lengths in the range of 2.5 to 3.0 m in order to limit the clamping forces and to avoid uncontrolled vibrations allow, it is necessary to assign two or more spray electrode lengths to the precipitation electrodes, which are formed uniformly over the entire height. For optimal operation of the electrostatic dust collector, the spray electrodes must be positioned precisely in relation to the precipitation electrodes. The best position is usually referred to as the "electrical center". Adhering to this is not readily possible if both an upward and a downward spray electrode are to be attached in the same place in a horizontal tube. One can either dispense with the exact maintenance of the electrical center and provide two staggered through holes in the tube or the ends of the upper and lower spray electrodes in one and the same through hole fasten by making the ends correspondingly short and welding only to the upper or only to the lower part of the pipe wall. The latter variant has proven to be very susceptible to breakage.

Es besteht somit die Aufgabe, Sprühelektroden der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie betriebssicher in den Spannrahmen befestigt werden können, ohne daß man bei mehreren, übereinander angeordneten Sprühelektrodenlängen mehr als unbedingt nötig von der elektrischen Mitte abweichen muß.It is therefore the task of designing spray electrodes of the type mentioned at the outset in such a way that they can be securely fastened in the clamping frame without having to deviate more than absolutely necessary from the electrical center in the case of a plurality of spray electrode lengths arranged one above the other.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß wenigstens die Enden der Sprühelektroden im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet sind. In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der langgestreckte Körper der Sprühelektrode durchgehend einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.To solve this problem, it is proposed that at least the ends of the spray electrodes are semicircular in cross section. In a further development of the inventive concept it is provided that the elongate body of the spray electrode has a semicircular cross section throughout.

Es leuchtet ohne weiteres ein, daß damit die Enden von zwei Sprühelektroden in ein und derselben Durchgangsbohrung befestigt werden können und daß Abweichungen von der elektrischen Mitte nur noch durch die Sprühelektrodenform bzw. Ausgestaltung selbst verursacht werden, aber nicht mehr von der Notwendigkeit der gemeinsamen Befestigung an der selben Stelle des Spannrahmens. Geht man davon aus, daß aus Festigkeitsgründen der halbrunde Querschnitt nicht kleiner sein darf als der früher verwendete runde Querschnitt, so muß zwar der Bohrungsdurchmesser um rund 40 % vergrößert werden, die entsprechend verkürzte Länge der Schweißnaht, mit der jedes im Querschnitt halbkreisförmige Ende der Sprühelektroden am Rohr befestigt ist, hat sich aber als in jedem Falle ausreichend erwiesen. Außerdem ist eine zusätzliche Verschweißung mit dem Ende der gegensinnig vom Rohr abgehenden Sprühelektrode möglich. Im jeweils obersten und untersten Spannrahmenrohr wird der Querschnitt der Durchgangsbohrung zusätzlich zu dem Sprühelektrodenende mit einem Stück halbkreisförmigen Material zusätzlich ausgefüllt, um die gleiche Befestigungsart und -sicherheit zu erreichen, wie bei den mittleren Rohren.It is obvious that the ends of two spray electrodes can be fastened in one and the same through hole and that deviations from the electrical center are only caused by the shape of the spray electrode or the design itself, but no longer from the necessity of joint fastening the same place of the stenter. If one assumes that, for reasons of strength, the semicircular cross-section must not be smaller than the round cross-section previously used, the bore diameter must be increased by around 40%, the correspondingly shortened length of the weld seam with which each end of the spray electrodes, which is semicircular in cross-section attached to the pipe, but has proven to be sufficient in any case. In addition, an additional welding to the end of the spray electrode which extends in opposite directions from the tube is possible. In each The cross-section of the through-hole is filled in with a piece of semicircular material in addition to the spray electrode end in the uppermost and lowermost stenter frame tube in order to achieve the same type of fastening and security as in the middle tubes.

Will man außerdem die bisher übliche Schweißverbindung zwischen dem Anschweißende und dem bandförmigen Körper der eigentlichen Sprühelektrode vermeiden, kann letztere auch durchgehend mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet und mit aufgesetzten Sprühspitzen versehen werden. Verglichen mit gängigen, bandförmigen Sprühelektrodenabmessungen, bedeutet dies zwar einen geringfügig höheren Materialaufwand, der durch die zu erwartende höhere Standzeit aber mehr als ausgeglichen wird.If you also want to avoid the previously common welded connection between the welding end and the band-shaped body of the actual spray electrode, the latter can also be designed continuously with a semicircular cross section and provided with spray tips. Compared to common, band-shaped spray electrode dimensions, this means a slightly higher material expenditure, which is more than compensated for by the expected longer service life.

Weitere Einzelheiten zum Stand der Technik und die Vorteile des Erfindungsgedankens werden anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellen Auführungsbeispiele näher erläutert.

  • Figur 1 zeigt eine Verbindung Sprühelektrode/Spannrahmen nach dem Stand der Technik.
  • Figur 2 zeigt eine Verbindung Sprühelektrode/Spannrahmen gemäß der Erfindung.
  • Figur 3 zeigt eine Alternative zu Figur 2.
Further details on the prior art and the advantages of the inventive concept are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 shows a connection between the spray electrode and the clamping frame according to the prior art.
  • Figure 2 shows a connection between the spray electrode / clamping frame according to the invention.
  • FIG. 3 shows an alternative to FIG. 2.

Gemäß Figur 1 bestehen die Sprühelektroden aus einem langgestreckten bandförmigen Körper (1), auf dem Sprühspitzen (2) mittels Schweißpunkten (3) befestigt sind. Endseitig besitzen die Sprühelektroden Anschweißenden (4) in Form von Abschnitten aus Rundmaterial, an das die Sprühelektrodenenden (5) angepaßt und an dem sie mittels Schweißpunkt (6) befestigt sind. Die Sprühelektroden sind in Spannrahmen (7) mittels Schweißnaht (8) befestigt. Aus den in der Beschreibungseinleitung ausführlich dargelegten Gründen sollen mehrere, übereinander angeordnete Sprühelektrodenabschnitte in derselben "elektrischen Mitte" liegen, damit beste Abscheideleistungen erreicht werden können. Das läßt sich - wie dargestellt - aber nur realisieren, wenn die Anschweißenden in derselben Bohrung des Spannrahmens stecken. Sie können dann aber nur bis etwa Rohrmitte eingeführt und nur an einer Stelle mit dem Spannrahmen verschweißt werden. Diese Art der Verbindung zwischen Sprühelektrode und Spannrahmen hat sich als sehr störanfällig erwiesen.According to FIG. 1, the spray electrodes consist of an elongated band-shaped body (1) on which spray tips (2) are fastened by means of welding spots (3). The spray electrodes have ends Welding ends (4) in the form of sections made of round material, to which the spray electrode ends (5) are adapted and to which they are attached by means of a welding spot (6). The spray electrodes are fixed in the clamping frame (7) by means of a weld seam (8). For the reasons detailed in the introduction to the description, several spray electrode sections arranged one above the other should lie in the same “electrical center” so that the best separation performance can be achieved. This can - as shown - only be realized if the weld ends are in the same hole in the stenter. However, they can only be inserted up to about the center of the pipe and only welded to the stenter at one point. This type of connection between the spray electrode and the clamping frame has proven to be very susceptible to failure.

Gemäß der Erfindung werden die Anschweißenden (4) deswegen im Querschnitt halbkreisförmig ausgeführt wie in Figur 2 dargestellt, in der die Bezugsziffern die gleiche Bedeutung haben, wie in Figur 1. Will oder muß man bei diesen Anschweißenden die gleiche Querschnittsfläche realisieren wie bei den im Querschnitt kreisförmigen Anschweißenden nach dem Stand der Technik, dann muß man einen um etwa 40 % größeren Bohrungsdurchmesser im Spannrahmen vorsehen, was ohne Schwierigkeiten möglich ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anschweißenden mit halbkreisförmigem Querschnitt erlaubt eine stabile Zweipunktbefestigung in den Rohren der Spannrahmen, ohne daß die Sprühspitzen nennenswert außerhalb der elektrischen Mitte liegen.According to the invention, the welding ends (4) are therefore semicircular in cross section as shown in FIG. 2, in which the reference numerals have the same meaning as in FIG circular welding ends according to the prior art, then you have to provide a 40% larger bore diameter in the stenter, which is possible without difficulty. The inventive design of the welding ends with a semicircular cross section allows a stable two-point attachment in the tubes of the stenter without the spray tips lying appreciably outside the electrical center.

Im jeweils obersten und untersten Rohr eines Spannrahmens wird der nicht vom halbkreisförmigen Anschweißende eingenommene Raum in der Bohrung durch einen kurzen Abschnitt (4a) aus dem gleichen Material ausgefällt, so daß hier hinsichtlich der Befestigung die gleichen Verhältnisse herrschen wie bei den mittleren Rohren.In the top and bottom tube of a stenter, the space in the hole that is not occupied by the semi-circular welding end is indicated by a short one Section (4a) precipitated from the same material, so that here the same conditions prevail with regard to the fastening as with the middle pipes.

Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in Figur 3 dargestellt. In diesem Fall ist der Körper (9) der Sprühelektrode durchgehend aus Material mit halbkreisförmigem Querschnitt hergestellt. Alle übrigen Bezeichnungen haben die gleiche Bedeutung wie in den Figuren 1 und 2. Diese Ausführungsform erforder gegenüber dem bandförmigen Sprühelektrodenkörper zwar einen etwas größeren Materialaufwand, sie ist aber etwas stabiler und es können die Schweißpunkte (6) entfallen. Außerdem sind bei ihr die Sprühelektrodenspitzen noch besser in der elektrischen Mitte angeordnet.A further development of the inventive concept is shown in FIG. 3. In this case, the body (9) of the spray electrode is made entirely of material with a semicircular cross section. All other designations have the same meaning as in FIGS. 1 and 2. Although this embodiment requires a somewhat greater amount of material than the strip-shaped spray electrode body, it is somewhat more stable and the welding spots (6) can be omitted. In addition, the spray electrode tips are even better arranged in the electrical center.

Claims (2)

1. Sprühelektrode, bestehend aus einem langgestreckten band- oder drahtförmigen Körper mit abstehenden Sprühspitzen, für den Einsatz in elektrostatischen Staubabscheidern, bei denen quer zur Gasströmungsrichtung im Wechsel Gasgassen bildende, vertikale Niederschlagselektrodenwände und aus Rohren zusammengesetzte Spannrahmen angeordnet sind und bei denen jeweils eine Mehrzahl von Sprühelektroden mit ihren oberen und unteren Enden in Bohrungen der horizontalen Rohre der Spannrahmen eingesetzt und mit diesen verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Enden der Sprühelektroden im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet sind.1.Spray electrode, consisting of an elongated band-shaped or wire-shaped body with protruding spray tips, for use in electrostatic dust collectors in which vertical precipitation electrode walls forming gas passages are arranged transversely to the gas flow direction and clamping frames composed of pipes are arranged, and each of which has a plurality of Spray electrodes are inserted with their upper and lower ends in bores of the horizontal tubes of the clamping frame and welded to them, characterized in that at least the ends of the spray electrodes are semicircular in cross section. 2. Sprühelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Körper der Sprühelektrode durchgehend einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.2. Spray electrode according to claim 1, characterized in that the elongate body of the spray electrode has a semicircular cross-section throughout.
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