NO137262B - Fremgangsm}te og anordning for rensing av t¦yfiltre av slangetype eller liknende. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

for rensing av tøyfiltre av slangetype eller liknende ved å utsette filterslangene for en trykkpuls av rensemedium som tilføres filterslangene gjennom en renseanordning omfattende en trykktank for opptagelse av rensemediet i form av et under trykk stående gassformig medium, fortrinnsvis trykkluft, en med tanken kommuniserende fordelingskanal forsynt med dyser eller åpninger rettet mot slangenes åpninger, en ventilanordning og styreorgan for tilveiebringelse av trykkpulsen.

I forbindelse med tøyfiltre forekommer et antall forskjellige rensingsprinsipper, f.eks. rensing ved vibrasjon, skaking, returluftblåsing, trykkluftpulser og lydpulser samt kombinasjoner av disse prinsipper. I det følgende skal hovedsakelig berøres rensing ved hjelp av trykkluftpulser, i det følgende også benevnt trykkpulser.

Rensing med trykkluftpulser foregår i prinsippet således at trykkluften fra en tank via et kanalsystem fordeles til den respektive tøyfilterkonfigurasjon, som eksempelvis kan utgjøres av slanger, og blåses inn ,i disse gjennom en eller annen type av munnstykke. Renseluftstrømmen, som i forhold til driftgass-strømmen har motsatt retning, renser slangen for oppsamlede støv-partikler. Trykkpulsens stråleenergi i dyseutløpet utnyttes til å medejektere omgivningsluft for å få en hurtig fylling av slange-volumet og en stor reversibel gjennomstrømning (såkalt ejekt-puls). Herved utnyttes i de fleste tilfeller ejektorer ved slangeinn-løpet for at god medejéktering skal oppnås. Trykket i trykktanken velges vanligvis innenfor høytrykksområdet, dvs. at overtrykket er mellom 0,4 MPa og 0,8 MPa. Systemer som arbeider med lavere trykk, f.eks. mellom 0,1 MPa og 0,2 MPa og med mindre eller ingen ejekteringsstrøm forekommer også (s.k. direkte-puls). Hensikten er her at den største del av ejekteringsstrømmen skal utnyttes for direkte slangerensing. En ulempe med hittil anvendte systemer er imidlertid at trykkluftforbruket blir større enn ved systemer som arbeider ifølge ejekt-pulsprinsippet. Videre har den tilveiebrakte renseeffekt ved de kjente systemer ofte vært; utilfredsstillende hvilket satte filteranlegge-nes funksjonsevne i fare.

Et detaljert studium av de dynamiske forløp i et tradisjonelt direkte-puls-system har klarlagt i detalj hvorledes rensevirkningene oppnås. Ved registrering og vurdering av trykk-forløpene i tank,, rørsystem og -slange samt direkte sammenlikning med resultat fra forsøk i pilot- og fullskala på virkelige anlegg,

.kunne det bl.a. konstateres at. den vesentlige,rensevirkning fås

av det trykkstøt i.slangen som gikk foran den egentlige gjennom-strømning av luft, dvs. det akselerasjons-retardasjonsforløp som påtvinges filtermediet med på dette ansamlede støvpartikler, er vesentligere sett fra- et rensningssynspunkt enn den etterføl-gende gjennomstrømning. For å effektivisere filterrensingen har man således funnet at det er vesentlig at.en forbedret akse-leras jpnsyirkning. oppnås på slangen,og denne forhøyede akse-lerasjon skal tilveiebringes under trykkpulsens oppbygning i slangen.

Oppfinnelsen bygger på erkjennelsen av at tiden

det tar for trykkpulsen i slangen å nå sin maksimumveirdf skal gjøres så kort som mulig mens trykkpulsens maksimumverdi skal gjøres så stor som mulig. For å oppnå dette kreves et

visst geometrisk forhold mellom dyse og filtermedieform, fVeks. slange. Trykkomsetningen fra dyse til slange som kan beskrives ved hjelp av impulsloven bg er bekreftet ved praktiske forsøk, blir mest effektiv hvis slarigeinnløp og dyseplassering velges således at det fås minst mulig medejektéring av omgivende luft.

Videre påvirkes trykkstigningshåstighetéh'og størrelsen av den maksimale trykkpuls i slangen av luftsystemétsstrømnihgstap,

dvs. den energi som står til rådighet skål i størst mulig utstrekning konsentreres til "selvé strålen ut av dysen. Dette ér selvfølgelig "teknisk"innlysende og utføres tradisjonelt også med tanke på fremstiliihgsomkostnirigsaspektéf. i et tradi-

sjonelt system kan strømningstapene sies å være konsentrert til ventilen, .fordelingsrøret (friksjons- og luftfordelingstap)

og dysene (innløpstap). Tapene i fordelingsrøret og dysens kan påvirkes på konvensjonell måte ved dimensjonsendringer.

Dette er selvfølgelig også tilfelle for ventilen, men for dess-uten å få i stand den høye trykkøkningshastighet i slangen og eventuelt å kunne avbryte forløpet umiddelbart etter at den maksimale ogfårhøyede trykkpuls Oppnås i slangen, kreves en hurtigere og fullt kontrollert åpnings- og stengningsfunksjon,

enn hva som fås ved konvensjonell systemoppbygning.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for rensing av tøyfiltre ifølge direkte-puls-prinsippet og har som formål å tilveiebringe en fremgangsmåte hvorved effektiviteten av rensingen bedres betydelig mens luftforbruket senkes.

Det ovenfor angitte formål oppnås ved fremgangsmåten ifølge de etterfølgende patentkrav 1-6.

Oppfinnelsen har også som formål å tilveiebringe en anordning til fremgangsmåtens utførelse ,o"g dette oppnås ved en utførelse ifølge de etterfølgende patentkrav 7-11.

Oppfinnelsen og dens forhold til kjent teknikk skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegnin-

gene/ der fig. 1 viser skjematisk oppbygningen av et konvensjonelt renblåsingssystem, fig. 2 er et diagram som viser trykkfor-løpet i tank og slange som funksjon av tiden ved et konvensjonelt system, fig. 3 viser dyse og slange ved et direkte-puls-system, fig. 4 viser skjematisk oppbygninger av renblåsingssystemet ifølge oppfinnelsen, fig. 5 viser i detalj ventilen med membranen i åpen stilling, fig. 6 viser ventilmembranen, fig. 7 er et diagram som viser trykkforholdet i tank og slange som funksjon av tiden ved et system ifølge oppfinnelsen, fig. 7a er et diagram som viser styreimpulsen til ventilen, fig. 8 er et diagram som viser styreimpulsen til ventilen ved såkalte pulstog og fig. 9 viser skjematisk en trykktank som er inndelt i seksjoner.

På fig. l,som viser et konvensjonelt renblåsnings-system ifølge direkte-puls-prinsippet, betegner 1 en trykktank rfor rensemediet i form av trykkluft. Med trykktanken er forbundet et rør 2 som er koplet til en ventil 3. Ved å åpne ventilen tilveiebringes en trykkpuls som via fordelingskanalen 4 ledes til dyserør 5 som er rettet mot slangenes 6 åpninger.I diagrammet ifølge fig. 2 er nærmere vist trykkforholiene i tank og slange . når ventilen åpnes. Kurve A representerer trykksenk-ningen i tanken etter at ventilen er åpnet og kurve B trykkfor-løpet i slangen. Tiden Tl representerer den tid det tar for slangetrykket å stige fra driftstrykk til maksimum-trykk, beteg-net . Etter at trykket har nådd sitt maksimum skjer en kon-tinuerlig trykksenkning på grunn av den gjennom filtermediet ut-strømmende luft. Ved et antall forsøk i pilot- og fullskala kunne det dokumenteres at renseeffekten ikke ble påvirket når den tid som ventilen ble holdt åpen ble minsket fra 0,7s til omkring 0,2s. Disse tidsintervaller'er merket med T3 resp. T2 på fig. 2. Det kunne konstateres åt det er trykkstigningshastig-heten, representert av tiden Tl, og slangetrykkstøtets maksimale verdi p^ som gir den vesentlige rensingsvirkning. Den etterfølgende strømning av luft gjennom filtermediet er i denne forbindelse av mindre betydning hvilket også kunne på-vises ved hjelp av teoretiske beregninger.

På fig. 3 er vist dysens 5 plassering i forhold til slangen 6. For å få minst mulig medejektering av omgivende luft har det vist seg at avstanden h mellom en dyses utløp og slange-innløpet bør velges mellom 25 og 175 mm for forhold mellom

dyse- og slangediameter å±/& 2 på 0,012 - 0,030.

Fig. 4 viser oppbyggingen av et renblåsingssystem ifølge oppfinnelsen. Trykktanken 1 inneholder rensemediet i form av trykkluft. Fordelingskanalen 4, som kommuniserer med trykktanken, er forsynt med dyserør 5 eller alternativt åpninger 7 som er rettet mot slangeåpningen. Kanalen 4 omfatter også en inn i tanken ragende del 9, hvis ende således munner ut i tanken. De to kanaldeler 4 og 9 kan utføres i ett stykke eller være forbundet med hverandre ved en koplingsanordning 10. Denne kan f.eks. være utført med en bajonettlåsforbindelse-eller som en bøyelig kopling med gummimuffe og slanqeklemmer. Ved fordelingskanalens ende er anordnet en ventil 8 omfattende en ventilmembran 11 som i den viste stilling ligger tett an mot et ved kanalens, ende anordnet ventilsete 12. En O-ring kan tjene som.tetning mellom kanalen og ventilsetet. For fikse-ring av fordelingskanalens ende (og ventilsetet) med tankens mantelflate er en forbindelse 13 anordnet. Ventilmembranen påvirkes av en pilotventil 14 som på sin side styres av et ikke vist styresystem. Hovedkravet til styresystemet er at det skal gi tilstrekkelig hurtige styresignaler, og dette kan tilveiebringes på forskjellige måter med kjent teknikk. I det følgende forutsettes at signalene gis i form av elektriske pulser. Annen plassering av'jentilanordningen enn den i ut-førelseseksemplet viste er også mulig innenfor oppfinnelsens ramme. Således kan den forlengede del 9 av fordelingsrøret eller

-kanalen utføres meget kortere således at ventilsetet i prak-

sis kommer til å befinne seg nær tankens mantelflate hvor kanalen går gjennom tankens vegg. I så tilfelle kommer ventilan-ordningens hoveddel til å være anbrakt inne i tanken.

På fig. 5 er vist ventilandrdningen i detalj når membranen 11 er i åpen stilling.. Mellom ventilsetet 12 og membranen 11 dannes da en ringformet spalte t. For å få en tilfredsstillende funksjon velges ringarealet AQ = II -. dQ . t for luftinnløpet omtrent det samme som tverrsnittsarealet i fordelingskanalen som er lik tt dQ^./4. Ved som på fig. 4 og 5

å sammenbygge ventilen med trykktanken fås meget små strømnings-tap, hvilket således sammen med en hurtig åprtingsfunksjon av ventilen skaper forutsetninger for så vel den høye trykkstigningshastighet som en forhøyet, maksimal trykkpuls i slangen. Som eksempel kan nevnes at for en 3-tommers ventil bie det ved målinger oppnådd en trykkfallskoeffisient (definert ved forbindelsen Ap = . P^yjj) f°r den integrerte ventilfunksjon som var mindre enn 20 % av verdien for den tradisjonelle ventilfunksjon ifølge fig. 1. Ved at ventilen er komplettert med et hurtig styresystem fås også en meget hurtig stengning av ventilen, hvilket tilsammen muliggjør oppnåelsen av et, sammenliknet med tradisjonelle systemer meget kort tidsrom mellom ventilens åpning og stengning. Herved kan forløpet avbrytes umiddelbart etter at den maksimale trykkpuls er oppnådd i slangen og således derved muliggjøre en vesentlig reduksjon av luf tforbruket.

Fig. 6 viser . i detalj membranen 11 som er utstyrt med såkalte pyshull 15. Membranen kan modifiseres i den hen-sikt å avpasse åpnings- og stengningstider mot hverandre til en opptimal kombinasjon. Således fås ved målinger på et på mar-kedet forekommende ventilfabrikat en mémbranåpningstid på

0,005s og stengningstider på 0,03 - 0,05s ved tankovertrykket 0,11 MPa. Ved å forsyne membranen med tre til fire ekstra 3 mm pyshull, fås riktignok en fordoblet åpningstid,men stengningstiden reduseres til omkring halvdelen og gir såle-

des en kortere sammenlagt åpnings- og stengningstid. De angitte tall gjelder således for en viss membranmasse, membranstivhet og tanktrykk. For høyere trykk kreves f.eks. tykkere (sterkere) membran som således har en større masse og krever andre kombinasjoner av pyshull eller tilsvarende foranstaltninger.

Forløpet ved en trykkpuls skal nå beskrives nærmere med henvisning til fig. 7 og 7a.

Fig. 7 er et diagram som viser trykk p som funksjon av tiden T, mens fig. 7a som er overlagret på fig. 7, viser styreirupuls S som funksjon av tiden. På fig. 7 representerer kurve C trykkforholdet i tanken, kurve D trykkforholdet i fil-ter-medieformen, som f.eks. kan være en slangefog kurve E på

fig. 7a indikerer de elektriske pulser som styrer åpning og stengning av ventilen. Impulsnivået SQ tilsvarer impuls for stengt ventil og impulsnivået S^ angår puls for åpen ventil. Etter at den elektriske ... ipuls for ventilåpning er utløst medgår en viss tid T^, såkalt dødtid, innen den fysikalske ventilåpning begynner. Ventilens åpningstid er T4 hvoretter den dynamiske strømning blir fullt utformet og forårsaker trykk-stigning i slangen til maksimumverdien p^. Når en viss tid er forløpet etter at den elektriske styrepuls ble utløst,. påbegynnes stengningsforløpet i og med at den elektriske styrepuls,hvis lengde betegnes T , avbrytesVEtter at igjen en dødtid Tq. er for-løpet påbegynnes den fysikalske ventilstengning som krever tiden T^. Den tid ventilen er åpen svarer således til tiden T^. Tiden T^ o medgår til å tømme systemet. Som ' tidligere påpekt er det den fra rensingssynspunkt vesentlige del av forløpet som skal utnyttes, nemlig den hurtige trykkpulsstigning i slangen, dvs. trykkstigningen som skjer i løpet av tiden Tg. Derfor skal for-løpet avbrytes så snart trykkpulsen i slangen hår nådd sin maksimale verdi, hvilket på grunn av tidsforskyvningen mellom

forløpene i ventilen og. slangen kan bety at den elektriske puls for yentilstengning til. og med må gis innen trykkpulsen. i slangen har nådd sin maksimumverdi.. Den elektriske pulstid Tg mellom .åpning og stengning gjøres således meget kort>

0,02 - 0,10 s, sammenliknet med.tradisjonelle, systemer, hvor. tiden ligger omkring 0,15 - 10 s., Som eksempel.kan nevnes at ved prøve med et ovenfor beskrevet system ble. den elektriske pulstid for åpning/stengning ved et tilfelle valgt til 0,040 s,

hvorved-den tid som ventilen var,åpen, inklusive åpnings- og stengningstid-ble. omkring 0,075 s.. Tider ned til ca. 0,020 s

. (elektrisk . pulstid), kunne benyttes, innen størrelsen av slangens trykkluftpuls minket. Tilsvarende trykksenkning, Ap i. tanken, (tankvolum 0,5 m3.) var 5000- 40 000 Pa ved.et tånkover.trykk som i utgangstilstanden var ca. 110 000 Pa, hvilket tilsvarte et. trykkluftforbruk på 0,020 - 0,20 m<3> fri luft;,pr-: blåsing... Tilsvarende, målinger . på; et tradis jonelt , system ifølge

fig. 1' gav luftforbruktair på 0,40 - 0,60 m<3> fri luft pr. blåsing og helt ned til 60% lavere maksimal trykkpuls i slangen.

Man har også målt- den trykkstigningshastighet,: definert som ^slange7' At' som °PPn^s i slangen. Somr eksempel på: middeltrykkstigningshastigheten,. dvs. P^/T£, kan nevnes at man. ved"å tilpasse oppfinnelsen har oppnådd:verdier som overstiger 400" 000 - På/s ved., et. tanktrykk på;, ca. 110' 000 Pa. Tilsvarende målinger på ét tradisjonelt system-ifølge fig. 1 gav luftforbruk-tåll på 0,40 - 0,60 m3 fri luft pr. blåsing og. helt til' 60% lavere-maksimal trykkpuls i slangen. Oppfinnelsen frembyr således både! en vesentlig-for-bedring med hensyn til rensevirkning og minskning av energifor-bruk sammenliknet med kjente systemer. Det bør også' påpekes at den maksimale trykkpuls p^ i slangen selvfølgelig også., påvirkes av det.gitte trykk i tanken. Ved oppfinnelsen til-sikter, man i^ første rekke å utnytte lav.trykksområdet med et. tankovertrykk på 0,05-:- 0,3 MPa,. men også. høytrykksområdet-(0,3 - 1,0 MPa) kan for. visse anvendelser trenges å utnyttes, hvilket således ligger innenfor oppfinnelsens ramme;. I praksis er det. et. optiineringsproblem som avgjør ■ hvilket, tanktrykk. som;: velges, hvorved hensyn tas til hele f il ter f unks j onen og: den:

aktuelle prosessanvendelse.

Diagrammet på fig. 8 viser en variant av-styreprin-sippet som foregår således at to eller flere tett på hverandre følgende pulser frembringes; såkalt pulstog. Tiden Tg betegner lengden av en styrepuls og tiden Tg angir tidsintervallet mellom to etter hverandre følgende pulsers begynnelse. Pulstoget kan

fås ved elektrisk tvangsstyring således at etterfølgende puls begynner allerede før trykkét i tankénhar gjeninntatt sin opprinnelige verdi eller først etter at dette har skjedd..For å oppnå størst effekt i forhold til luftforbruket velges korte tidsintervaller. Passende verdier er 20 - 50 ms elektrisk pulstid Te og omtrent den dobbelte tidsforskjell T^ melTom pulstog-støtene. For et spesifikt tilfelle er det- prøvet méd T^ = 35 ms

og Tg = 70 ms. Effekten av et sådant pulstogsystém er selv-følgelig til en viss grad avhengig av kapasiteten av det baken-forliggende trykkluftfrembringende system, men bortsett fra dette ér det ved. ahieggsforsøk notert en ytterligére forbédring av rehsingsvirknin<g>eri sammenliknet med bare en puls.

For å begrense trykklufttilgangen kan mån i stedet for å gi ventilen en meget kort åpningstid, bégrense tankens

volum. For spesielle anvendelser' og størrelser kan det da fås -'"på det nærmeste like lave luftforbrukssifre som fås når ': ventilen gis, kort åpningstid. Det minste .tankvolum som kan .. -brukes uten å redusere verdien av. den maksimale trykkpuls i slangen,er 5 til 10 ganger større enn volumet av luftforde-lingskanalehe .■■ F±g. i 9. viser.hvorledes det begrensede tankvolum kan tilveiebringes ved oppbygning av et fullstqrt filteranlegg. Trykktanken 1 er forsynt med fordelingskanaler 4 (delvis vist). Ved en mellomvegg 16 er tanken delt i seksjoner således at volumene av hver tankseksjon er tilpasset de.tilhørende.fprdelingskanalers volum således at ovennevnte vilkår oppfylles.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for rensing av tøyfiltre av slangetype eller liknende ved å utsette filterslangene (6) for en trykkpuls av rensemedium som tilføres filterslangene gjennom en renseanordning omfattende en trykktank (1) for opptagelse av rensemediet i form av et under trykk stående, gassformig medium, fortrinnsvis trykkluft, en med tanken (1) kommuniserende fordelingskanal (4) forsynt med dyser (5) eller åpninger (7) rettet mot slangenes åpninger, en. ventilahordning (8) og styreorgan for tilveiebringelse, av trykkpulséh, . karakterisert ved at trykk-pulsén tilveiebringes ved at en i trykktanken (1) innsky-tende, av et vehtilorgan (11) i form av en skive eller membran dekket bg av' trykkmediet omgitt ende av fordelingskanalen (4) hurtig frilegges, hvorved trykkpulséh i slangen brin-^ ges til å oppnå en høy maksimumsverdi med en middeltrykk-stigningshastighet■regnet-fra- 0 til maksimumstrykk som overstiger 400 000 Pa/s innenfor et tidsintervall som under-skrider 30 ms, fortrinnsvis 20 ms....,

2. Fremgangsmåte.ifølge krav 1, karakterisert ved at lufttilførselen til■trykkpulsen i slangen avbrytes når pulsen har oppnådd sin maksimumsverdi.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at trykkpulsens,varighet begrenses til under 100 ms.

4. Fremgangsmåte ifølge,krav .1, karakterisert ved at-trykkpulsens varighet begrenses ved at en.redusert luftmengde tilføres. ,

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1.,-^ 3,. karakterisert ved at to eller flere trykkpulser frembringes etter hverandre med kort tidsintervall mellom pulsene.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at pulsenes varighet er mellom 20 - 50 ms og at tidsintervallet mellom to etterfølgende pulsers begynnelse er mindre enn 100 ms.

7. Anordning for rensing av tøyfiltre av slangetypen og for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende en trykktank (1) for opptagelse av rensemedium i form av et under trykk stående, gassformig medium, fortrinnsvis trykkluft, en med tanken kommuniserende fordelingskanal (4) forsynt med dyser (5) eller åpninger (7) rettét mot slangenes (6) åpninger, en ventilanordning (8) og styreorgan for å iverksette ventilens åpning og stengning, karakterisert ved at fordelingskanalens (5) ene ende danner en i trykktanken.(1) utmun-nende åpning utformet med et ventilsete (12) hvilket et ventilorgan (11) i form av en skive eller membran er inn-rettet til ved stengt ventil å dekke og ved ventilens åpning på i og for seg kjent måte hurtig frilegge.

8.. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at fordelingskanalen (4) er forlenget inn. gjennom tanken. (1). og at dens åpning munner ut nær. tankens motsatte vegg.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at ventilånordningen (8) er bygget sammen med tankveggen.

10,.... Anordning ifølge ett av kravene 7 -9, karakterisert ved at ventilsetet (12) og ventilorganet. (11) ved åpen stilling danner en ringformet spalte (t) hvis areal; i hovedsaken svarer til fordelingskanalens (4) tverrsnittsareal.

11. Anordning ifølge ett av kravene 7 - 10, karakterisert ved at trykktankens (1) volum beløper seg til 5-20, fortrinnsvis 5 - 10 ganger fordelingskanalens (4) volum.