WO2009033480A1 - Klopfeinrichtung für niederschlagselektroden in elektrofiltern - Google Patents

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Martin Zinselmeyer
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    • B03C3/47—Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings

Definitions

  • Electrostatic precipitators are used for example in dedusting systems of Sintermaschtnen.
  • the dust originating from the exhaust gases is deposited on the electrodes during electrostatic deposition and accumulates there. At regular intervals it is necessary to remove the precipitated dust from the electrodes in order to keep the separation efficiency of the electrostatic precipitator at a high level.
  • Such a knocking device is z. B. from EP 0398476 B1.
  • the strip-shaped plates are guided at their lower end in a trained as a tapping rod ladder-like frame between transverse webs as anvils.
  • the knock-side ends of the collecting electrodes are firmly connected to the respective knock-side anvils via an elastic element.
  • the removal of the precipitated dust from the electrodes is done in such a way that the electrode row is exposed from one side to a jerky pulse with a hammer on the beater bar.
  • this impulse causes the precipitating electrodes to oscillate simultaneously and with the same pulse strength, so that the dust is released from the surface of the electrodes and falls off.
  • the energy input into the individual electrode plates should be uniformed in the known tapping device and the efficiency of the cleaning should be improved.
  • a further disadvantage is that a free thermal expansion of the collecting electrodes in the longitudinal direction is no longer given, since the plates are clamped at their upper and lower ends. This can lead to a bulging of the plates during operation, with the consequence of a reduced separation efficiency and in extreme cases a short circuit.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for knocking a number of collecting electrodes, with the one hand, a uniform entry of the impact energy is ensured in the electrode plates and on the other hand, a high cleaning performance during tapping and a free thermal expansion in the longitudinal direction of the plates is achieved.
  • the disadvantages of the known tapping device are overcome, in addition to an efficient, d. H. Undamped and direct, initiation of the impact energy into the electrodes, a swinging of the electrodes is possible and so the cleaning performance of the collecting electrodes is optimized.
  • the knocking rod is designed so that at the respective anvil on the impact side facing away from the collecting electrodes, the spring elements are fixed, which press a low bias with elastic spring force, the collecting electrodes against the respective knock-side anvil.
  • the impact pulse can be introduced directly into the precipitation electrodes without loss of attenuation.
  • the spring constant must be designed so that the collecting electrodes are pressed only with a small spring force on the impact anvil, so that when initiating the impact pulse still a largely free oscillation of the electrodes is possible.
  • the spring element is a substantially V-shaped leaf spring, which consists of two mutually angled legs. One leg is arcuate and the other leg is straight, the arcuate Leg in the resting state under spring tension at the collecting electrode and the straight leg advantageously rests against the anvil, or is connected thereto.
  • FIG. 1 a schematically illustrated tapping device according to the invention
  • FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1,
  • FIG. 3 detail of a spring element.
  • FIG. 1 schematically shows a knocking device according to the invention for the electrostatic cleaning of collecting electrodes.
  • the collecting electrode 1 a series of successively arranged electrodes, is suspended eccentrically via a hole 2 at its upper end.
  • the suspension is such that the collecting electrode 1 is rotatably mounted therein.
  • the free lower end of the collecting electrode 1 is guided in a ladder-shaped knocking rod 3, which is provided with anvils 5, 5 'as cross struts (Figure 2):
  • the knocking rod 3 is fixed to a suspension 4, which the knocking rod in a substantially horizontal position holds.
  • the precipitation electrode 1 guided between the anvils 5, 5 ' is mounted via the eccentric suspension in such a way that it is constantly in contact with the impact-side anvil 5 in the rest position.
  • a gap is provided between the collecting electrode 1 and the anvil 5 'disposed opposite the knocking side, in which a spring element 6 (symbolically represented here as a helical spring) is arranged, which is fastened only on one side to the anvil 5' and in the rest position the collecting electrode 1 only presses with a slight spring force on the knock-side anvil 5.
  • a spring element 6 symbolically represented here as a helical spring
  • the anvil facing away from the knocking side is used 5 'of the respective collecting electrode 1 as an impact anvil for the respective subsequent electrode
  • the collecting electrode 1 is pushed away from the anvil 5 and oscillates in the direction of the anvil 5 ', wherein the spring element 6 is elastically compressed and the collecting electrode 1 can swing back again.
  • the spring constant is designed so that only a small damping of the oscillating movement takes place, so that overall an intensive cleaning effect is achieved.
  • the free end of the straight leg 9 has an angled leg 10, which clasps the front side of the anvil 5'.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Klopfen von einer Reihe von Niederschlagselektroden in einem elektrostatischen Abscheider, wobei die Niederschlagselektroden aus streifenförmigen Platten bestehen, die in ihrer Längserstreckung an ihren oberen Enden aufgehängt sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Klopfen einer Reihe von Niederschlagselektroden anzugeben, mit der einerseits ein gleichmäßiger Eintrag der Schlagenergie in die Elektrodenplatten gewährleistet wird und andererseits auch eine hohe Reinigungsleistung beim Abklopfen und eine freie Wärmeausdehnung in Längsrichtung der Platten erreicht wird. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass zwischen der klopfabgewandten Seite jeder Niederschlagselektrode und dem nachfolgenden Amboss ein Spalt vorgesehen ist, in dem ein elastisches Federelement mit einer vorbestimmten Federkonstante angeordnet ist, welches nur an einer Seite, entweder mit der Niederschlagselektrode oder dem Amboss verbunden und dazu geeignet ist, bei auftretendem Schlagimpuls ein weitgehend freies Schwingen der Niederschlagselektroden zwischen den Ambossen zu ermöglichen.

Description

Klopfeinrichtung für Niederschlagselektroden in Elektrofiltern
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Klopfen von einer Reihe von Niederschlagselektroden in einem elektrostatischen Abscheider gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Elektrostatische Abscheider werden beispielsweise in Entstaubungsanlagen von Sintermaschtnen verwendet.
Der aus den Abgasen stammende Staub schlägt sich bei der elektrostatischen Abscheidung auf den Elektroden nieder und sammelt sich dort an. In regelmäßigen Abständen ist es erforderlich den niedergeschlagenen Staub von den Elektroden zu entfernen, um die Abscheiderleistung des elektrostatischen Abscheiders auf hohem Niveau zu halten. Eine solche Klopfeinrichtung ist z. B. aus der EP 0 398 476 B1 bekannt.
Die Niederschlagselektroden dieser Klopfeinrichtung bestehen aus vertikal in einer Reihe angeordneten streifenförmgen Platten, die an ihren oberen Enden aufgehängt sind. Die Reihe kann dabei bis zu zehn Niederschlagselektroden aufweisen.
Die streifenförmigen Platten sind an ihrem unteren Ende in einem als Klopfstange ausgebildeten leitersprossenähnlichen Rahmen zwischen Querstegen als Ambossen geführt. Die klopfseitigen Enden der Niederschlagselektroden sind dabei mit den jeweiligen klopfseitigen Ambossen über ein elastisches Element fest verbunden.
Das Entfernen des niedergeschlagenen Staubes von den Elektroden geschieht in der Weise, dass mit einem Hammer über die Klopfstange die Elektrodenreihe von einer Seite einem stoßartigen Impuls ausgesetzt wird.
Durch diesen Impuls werden die Niederschlagselektroden im Idealfall gleichzeitig und mit gleicher Impulsstärke in Schwingung versetzt, so dass sich der Staub von der Oberfläche der Elektroden löst und abfällt.
Die Effizienz des Abklopfens hängt dabei wesentlich von der auf die einzelnen Niederschlagselektroden übertragenen Energie ab. Oftmals ist die in die einzelnen Elektroden eingeleitete Energie sehr heterogen, d. h. die in die einzelnen Platten eingeleitete Energie nimmt zum Ende der Elektrodenreihe stark ab, so dass die Elektroden nur unzureichend vom Staub befreit werden. Dies tritt z. B. dann auf, wenn die Niederschlagselektroden keinen oder nur losen Kontakt mit den jeweiligen Ambossen haben.
Durch die feste Verbindung des unteren Endes der Niederschlagselektroden mit dem Amboss über ein elastisches Element soll bei der bekannten Klopfeinrichtung der Energieeintrag in die einzelnen Elektrodenplatten vergleichmäßigt und der Wirkungsgrad der Abreinigung verbessert werden.
Nachteilig bei dieser Klopfeinrichtung ist zum Einen der Umstand, dass über die feste Verbindung zwischen Niederschlagselektrode und Amboss die Elektrode in der Führung der Klopfstange nicht mehr nachschwingen kann, sondern direkt nach der Einleitung des Schlagimpulses wieder zur Ruhe kommt.
Untersuchungen haben ergeben, dass die eingeleitete Schlagenergie beim Klopfvorgang zwar vergleichmäßigt, die Reinigungsleistung aber insgesamt im Vergleich zu schwingend gelagerten Niederschlagselektrodenplatten nachlässt.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der eingeleitete Schlagimpuls in die Niederschlagselektrode durch das zwischengeschaltete elastische Element einer Dämpfung unterworfen und so nicht die volle Schlagenergie in die Elektroden eingeleitet wird, mit der Folge, dass die Reinigungsleistung nicht optimal ist.
Weiterhin ist nachteilig, dass eine freie Wärmedehnung der Niederschlagselektroden in Längsrichtung nicht mehr gegeben ist, da die Platten an ihrem oberen und unteren Ende eingespannt sind. Dies kann im Betrieb zu einer Auswölbung der Platten führen, mit der Folge einer verringerten Abscheiderleistung und im Extremfall eines Kurzschlusses.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung zum Klopfen von einer Reihe von Niederschlagselektroden anzugeben, mit der einerseits ein gleichmäßiger Eintrag der Schlagenergie in die Elektrodenplatten gewährleistet wird und andererseits auch eine hohe Reinigungsleistung beim Abklopfen und eine freie Wärmeausdehnung in Längsrichtung der Platten erreicht wird.
Diese Aufgabe wird nach dem Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. Nach der Lehre der Erfindung ist die erfindungsgemäße Klopfeinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der klopfabgewandten Seite jeder Niederschlagselektrode und dem nachfolgenden Amboss ein Spalt vorgesehen ist, in dem ein elastisches Federelement mit einer vorbestimmten Federkonstante angeordnet ist, welches nur an einer Seite entweder mit der Niederschlagselektrode oder dem Amboss verbunden dazu geeignet ist, bei auftretendem Schlagimpuls ein weitgehend freies Schwingen der Niederschlagselektroden zwischen den Ambossen zu ermöglichen und nach Abklingen der Schwingung die Niederschlagselektroden in die Ruheposition zurückzubewegen.
Mit der erfindungsgemäßen Klopfeinrichtung werden die Nachteile der bekannten Klopfeinrichtung überwunden, wobei neben einer effizienten, d. h. ungedämpften und direkten, Einleitung der Schlagenergie in die Elektroden, ein Schwingen der Elektroden ermöglicht wird und so die Reinigungsleistung der Niederschlagselektroden optimiert wird.
Eine freie Wärmedehnung in Längsrichtung der Platten ist gewährleistet, so dass ein Leistungsverlust durch Auswölben der Platten ausgeschlossen ist.
Die Klopfstange ist dabei so ausgelegt, dass an dem jeweiligen Amboss an der schlagabgewandten Seite der Niederschlagselektroden die Federelemente befestigt sind, die über eine geringe Vorspannung mit elastischer Federkraft, die Niederschlagselektroden gegen den jeweiligen klopfseitigen Amboss drücken. Hierdurch kann der Schlagimpuls direkt ohne Dämpfungsverlust in die Niederschlagselektroden eingeleitet werden.
Die Federkonstante muss dabei so ausgelegt sein, dass die Niederschlagselektroden nur mit einer geringen Federkraft an den schlagseitigen Amboss gedrückt werden, so dass bei Einleitung des Schlagimpulses noch ein weitgehend freies Schwingen der Elektroden ermöglicht wird.
Durch den Schlagimpuls wird die Niederschlagselektrode vom Amboss weggestoßen und komprimiert das Federelement an dem gegenüber liegenden Amboss, welches anschließend die Niederschlagselektrode durch die Federkraft wieder zum klopfseitigen Amboss bewegt und dadurch wiederum einen Schlagimpuls erhält, der den Reinigungsvorgang fortsetzt und somit den Wirkungsgrad erhöht.
Erfindungsgemäß ist das Federelement eine im wesentlich V-förmig ausgebildete Blattfeder, welche aus zwei in einem Winkel zueinander stehenden Schenkeln besteht. Ein Schenkel ist bogenförmig und der andere Schenkel gerade ausgebildet, wobei der bogenförmige Schenkel im Ruhezustand unter Federspannung an der Niederschlagselektrode und der gerade Schenkel vorteilhaft an dem Amboss anliegt, bzw. damit verbunden ist.
Um einen einfachen Austausch von verschlissenen oder defekten Federelementen zu ermöglichen ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, das Federelement auf den Amboss aufzustecken.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Es zeigen:
Figur 1 erfindungsgemäße schematisch dargestellte Klopfeinrichtung,
Figur 2 Schnittdarstellung von Figur 1 ,
Figur 3 Detaildarstellung eines Federelementes.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Klopfeinrichtung zur elektrostatischen Abreinigung von Niederschlagselektroden schematisch dargestellt.
Die Niederschlagselektrode 1 , einer Reihe von hintereinander angeordneten Elektroden, ist an ihrem oberen Ende exzentrisch über ein Loch 2 aufgehängt. Die Aufhängung ist so beschaffen, dass die Niederschlagselektrode 1 hierin drehbeweglich gelagert ist.
Das freie untere Ende der Niederschlagselektrode 1 ist in einer leiterförmig ausgebildeten Klopfstange 3 geführt, die mit Ambossen 5, 5' als Querstreben versehen ist (Figur 2): Die Klopfstange 3 ist an einer Aufhängung 4 befestigt, die die Klopfstange in einer weitgehend horizontalen Position hält.
Die zwischen den Ambossen 5, 5' geführte Niederschlagselektrode 1 ist über die exzentrische Aufhängung so gelagert, dass diese am schlagseitigen Amboss 5 in Ruhestellung ständig in Kontakt steht.
Erfindungsgemäß ist zwischen der Niederschlagselektrode 1 und dem der klopfabgewandten Seite angeordneten Amboss 5' ein Spalt vorgesehen, in dem ein Federelement 6 (hier symbolisch als Schraubenfeder dargestellt) angeordnet ist, welches nur einseitig am Amboss 5' befestigt ist und in Ruhestellung die Niederschlagselektrode 1 nur mit leichter Federkraft an den klopfseitigen Amboss 5 drückt. Hierbei dient der der Klopfseite abgewandte Amboss 5' der jeweiligen Niederschlagselektrode 1 als Schlagamboss für die jeweils nachfolgende Elektrode
Durch die einseitige Befestigung am Amboss 5' wird eine freie Längendehnung der Niederschlagselektrode 1 bei Erwärmung gewährleistet.
Bei der Abreinigung der Niederschlagselektrode 1 trifft der Schlagimpuls (siehe Pfeildarstellung Figur 1) des hier nicht dargestellten Hammers auf eine Schlagplatte 7, die den Impuls über den Amboss 5 direkt auf die stirnseitige Fläche der daran anliegenden Niederschlagselektrode 1 ohne Dämpfungsverlust überträgt. Durch den Schlagimpuls wird die Niederschlagselektrode 1 vom Amboss 5 weggestoßen und schwingt in Richtung des Ambosses 5', wobei das Federelement 6 elastisch zusammengedrückt wird und die Niederschlagselektrode 1 wieder zurück schwingen lässt. Die Federkonstante ist so ausgelegt, dass nur eine geringe Dämpfung der Schwingbewegung erfolgt, so dass insgesamt eine intensive Abreinigungswirkung erzielt wird.
In Figur 3 ist das Federelement 6 als Detaildarstellung B der Figur 1 dargestellt. An dem der Klopfseite abgewandten Amboss 5' ist erfindungsgemäß das Federelement 6 befestigt. Das Federelement 6 ist als Blattfeder ausgeführt mit einem gebogenen Schenkel 8 und einem geraden Schenkel 9. Die Blattfeder 6 ist erfindungsgemäß so ausgebildet, dass diese auf den Amboss 5' in einfacher Weise aufgesteckt werden kann und so leicht auswechselbar ist.
Zur Sicherung gegen Abrutschen vom Amboss 5' weist das freie Ende des geraden Schenkels 9 einen abgewinkelten Schenkel 10 auf, der die Stirnseite des Ambosses 5' umklammert.
Bezugszeichenliste
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Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Klopfen von einer Reihe von Niederschlagselektroden (1 ) in einem elektrostatischen Abscheider, wobei die Niederschlagselektroden (1 ) aus streifenförmigen Platten bestehen, die in ihrer Längserstreckung an ihren oberen Enden aufgehängt sind und wobei die Einrichtung eine horizontal angeordnete Klopfstange (3) in leiterähnlicher Rahmenbauweise mit Querstreben (5, 5') als Ambossen aufweist, in deren Rahmen die unteren Enden der Niederschlagselektroden (1) jeweils geführt sind und diese in Ruheposition klopfseitig mit dem jeweiligen Amboss (5 ) in Kontakt stehen und einem Hammer zum Schlagen der Klopfstange (3) von einer Seite dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der klopfabgewandten Seite jeder Niederschlagselektrode (1 ) und dem nachfolgenden Amboss (5') ein Spalt vorgesehen ist, in dem ein elastisches Federelement (6) mit einer vorbestimmten Federkonstante angeordnet ist, welches nur an einer Seite, entweder mit der Niederschlagselektrode (1 ) oder dem Amboss (5') verbunden und dazu geeignet ist, bei auftretendem Schlagimpuls ein weitgehend freies Schwingen der Niederschlagselektroden (1 ) zwischen den Ambossen (5, 5') zu ermöglichen und nach Abklingen der Schwingung die Niederschlagselektroden (1 ) in die Ruheposition zurück zu bewegen.
2. Klopfeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) eine im wesentlich V-förmig ausgebildete Blattfeder ist, welche im Wesentlichen aus zwei in einem Winkel zueinander stehenden Schenkeln (8, 9) besteht.
3. Klopfeinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel (8) bogenförmig und der Schenkel (9) gerade ausgebildet ist.
4. Klopfeinrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmige Schenkel (8) in Ruheposition unter Federspannung an der Niederschlagselektrode (1) und der gerade Schenkel (9) an dem Amboss (51) anliegt.
5. Klopfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) mit dem Amboss (51) verbunden ist.
6. Klopfeinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) auf den Amboss (5') aufgesteckt ist.
7. Klopfeinrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des geraden Schenkels (9) einen abgewinkelten Schenkel (10) aufweist, der die Stirnkante des Ambosses (5') umklammert.
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