DE102007044838B4

DE102007044838B4 - Klopfeinrichtung für Niederschlagselektroden in Elektrofiltern

Info

Publication number: DE102007044838B4
Application number: DE102007044838A
Authority: DE
Inventors: Armin Burau; Martin Zinselmeyer
Original assignee: Salzgitter Mannesmann GmbH
Current assignee: Huttenwerke Krupp Mannesmann GmbH
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2027-09-15
Also published as: EP2188057B1; DE102007044838A1; AU2008298118B2; WO2009033480A1; EP2188057A1; UA97012C2; BRPI0816762A2; CA2699246A1; US20100319546A1; ATE550102T1; AU2008298118A1

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

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 Sintermaschinen verwendet.
Solche Abscheider sind beispielsweise aus der DE 36 30 227 A1 , der DE 35 11 059 A1 , der DE 1457225 A1 und der EP 0 584 880 A1 bekannt.
Bei der DE 36 30 227 A1 sind die Niederschlagselektroden durch Federn an einem entlang einem oberen Randbereich der Elektroden verlaufenden Träger hängend abgestützt, wobei die von Ambossen erzeugten Abklopfschläge über die Federn auf die Elektroden übertragen werden.
Aus der EP 0 584 880 A1 ist es bekannt, dass die oberen Enden der Elektroden an einer Aufhängevorrichtung befestigt sind und um eine horizontale Welle rotierende Fallhämmer eine Klopfbewegung über Aufprallträger auf die Elektroden übertragen.
Die DE 34 11 059 A1 befasst sich mit einer Einrichtung zur Durchführung von Hochspannungen durch die Gehäusewandung eines elektrostatischen Staubabscheiders, wobei zwischen der dort vorgesehenen Klopfvorrichtung ein den Schlagimpuls auf den Isolierkörper dämpfendes Federelement vorgesehen ist.
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:
1 erfindungsgemäße schematisch dargestellte Klopfeinrichtung,
2 Schnittdarstellung von 1,
3 Detaildarstellung eines Federelementes.
In 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 (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 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 3 ist das Federelement 6 als Detaildarstellung B der 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

Nr.	Bezeichnung
1	Niederschlagselektrode
2	Loch
3	Klopfstange
4	Aufhängung
5, 5'	Amboss
6	Federelement
7	Schlagplatte
8	gebogener Schenkel
9	gerader Schenkel
10	abgewinkelter Schenkel

Claims

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.
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.
Klopfeinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel (8) bogenförmig und der Schenkel (9) gerade ausgebildet ist.
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 (5') anliegt.
Klopfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1–4 dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) mit dem Amboss (5') verbunden ist.
Klopfeinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) auf den Amboss (5') aufgesteckt ist.
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.