DE3321455A1 - METHOD AND DEVICE FOR CLEANING TISSUE - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR CLEANING TISSUEInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Gewebe.The present invention relates to a method and an apparatus for cleaning tissue.
Zur Entfernung von trockenen pulverförmigen Verunreinigungen aus relativ empfindlichen Geweben oder weichen gewebeähnlichen Materialien, wie sie beispielsweise bei Staubfiltern Verwendung finden, ist es üblich, einen kontinuierlichen Luftstrahl mit relativ hohem Druck einzusetzen. Bei großen und teuren Filteranlagen, wie sie beispielsweise bei mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kesselanlagen Verwendung finden, sowie bei anderen industriellen Anlagen ist zum Staubfreimachen der Gischtgase bei der gegewärtigen Praxis eine Bedienungsperson erforderlich, die zum Reinigen der Filter einen Luftschlauch viele Stunden lang handhaben muß. Dieses Reinigungsverfahren ist jedoch mit der Gefahr einer ernsthaften Beschädigung des Filtermaterials verbunden. Häufig kann nur ein einziger Reinigungsvorgang durchgeführt werden, wonach der Filter außer Betrieb gesetzt werden muß.For removing dry, powdery contaminants from relatively sensitive or soft tissue-like fabrics Materials, such as those used in dust filters, for example, it is common to use a continuous jet of air to be used with relatively high pressure. With large and expensive filter systems, such as those with fossil fuels Fuel-powered boiler systems are used, as well as in other industrial systems is to clear the dust Spray gases in current practice require an operator to clean the filter using an air hose must handle for many hours. However, this cleaning method carries the risk of serious damage to the Filter material connected. Often only a single cleaning process can be carried out, after which the filter is out of order must be set.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der schwierige Reinigungsvorgänge durchgeführt werden können, ohne daß hierbei die gereinigten Materialien beschädigt werden. Der Reinigungsvorgang soll schneller und wirtschaftlicher durchgeführt werden können.The invention is based on the object of creating a method and a device with which the difficult Cleaning operations can be carried out without damaging the cleaned materials. The cleaning process should be carried out faster and more economically can be.
Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Einrichtung zum Entfernen von trockenen Verunreinigungen aus weichen Geweben, bei der das Material mit Luftimpulsen von Schall- und Unterschallfrequenzen unter niedrigen Drücken jedoch mit einer ausreichenden Intensität und mit solchen Frequenzen beaufschlagt wird, daß das Material flattert.Another object of the invention is to provide a device for removing dry contaminants from soft tissues, in which the material with air pulses of sonic and subsonic frequencies under low pressures but with a sufficient intensity and with such frequencies is applied that the material flutters.
Ferner soll ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, bei dem bzw. der die Impulsfrequenz an eine oderFurthermore, a method and a device are to be created in which or the pulse frequency to one or
mehrere Resonanzfrequenzen des Materials oder entsprechende Oberschwingungen dieser Resonanzfrequenzen angepaßt wird.several resonance frequencies of the material or corresponding harmonics of these resonance frequencies is adapted.
Schließlich soll ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, bei dem bzw. der der maximale Druck der Impulse in dem Bereich des zu reinigenden Gegenstandes oder einem Abschnitt dieses Bereiches konzentriert wird und der Gegenstand oder das zu reinigende Material unter einem Winkel zum Weg der Impulse bewegt wird, so daß Impulsanteile mit maximalem Druck auf unterschiedliche Abschnitte des Gegenstandes auftreffen können, und bei dem bzw. der die Frequenz so variiert wird, daß bei unterschiedlichen Resonanzfrequenzen und/oder Oberschwingungen dieser Frequenzen ein Flattern des Materiales oder Vibrationen auftreten <,Finally, an improved method and an improved device are to be made available in which or the maximum pressure of the pulses in the area of the object to be cleaned or a section of this area is concentrated and the object or the material to be cleaned is moved at an angle to the path of the impulses so that impulse components can impinge on different sections of the object with maximum pressure, and in which the frequency is varied so that at different resonance frequencies and / or harmonics this Frequencies flutter of the material or vibrations occur <,
Die vorstehend genannten Aufgaben werden durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung nach den Patentansprüchen gelöst.The above-mentioned objects are achieved by a method and a device according to the claims.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims emerged.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Sämtliehe beschriebenen und gezeigten Teile können dabei von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Es zeigen:The invention will now be explained in detail using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing. All parts described and shown can be of essential importance for the invention. Show it:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine die Erfindung verkörperndeFigure 1 is a plan view of one embodying the invention
Einrichtung;
30Facility;
30th
Figur 2 einen Schnitt im wesentlichen entlang Linie II-II inFIG. 2 shows a section essentially along line II-II in FIG
Figur 1 in Richtung der Pfeile, wobei das Horn nurFigure 1 in the direction of the arrows, with the horn only
teilweise dargestellt ist;is partially shown;
Figur 3 einen Schnitt entlang Linie III-III in Figur 1, derFigure 3 is a section along line III-III in Figure 1, the
den Impulserzeuger und einen Teil des Motors in vergrößertem Maßstab zeigt; undshows the pulse generator and part of the motor on an enlarged scale; and
Figur 4 eine abgewickelte Darstellung der Verschlußwand des Rotors des Impulserzeugers.FIG. 4 shows a developed representation of the closure wall of the rotor of the pulse generator.
Das in Gischtgasstaubfiltern verwendete Gewebe ist häufig so stark mit trockenen Partikeln beladen, daß eine häufige Entfernung des Staubes mit Hilfe von Luftschläuchen nicht mehr in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden kann, ohne dabei das Filtermaterial zu zerstören. Nachfolgend wird daher ein bevorzugter Anwendungsfall der Erfindung in bezug auf einen derartigen Reinigungsvorgang beschrieben, d.h. der Reinigung eines typischen Gischtgasstaubfilters. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung allgemein bei der Entfernung von trockenen Partikeln aus irgendeinem relativ weichem Gewebe oder gewebeähnlichem Material Anwendung finden kann.The fabric used in spray dust filters is often like this heavily loaded with dry particles that a frequent removal of the dust with the help of air hoses is no longer in can be carried out satisfactorily without destroying the filter material. The following is therefore a preferred application of the invention in relation to a such a cleaning process is described, i.e. cleaning a typical spray gas dust filter. It goes without saying, however, that the invention applies generally to the removal of dry particles from any relatively soft tissue or tissue-like Material can be used.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine bevorzugte Vorrichtung dargestellt, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Der zu reinigende Gegenstand ist als allgemein zylindrischer Staubfilter F, der beim Filtern von Gischtgasen Verwendung findet, dargestellt. Das Filterelement umfaßt eine Gewebemanschette, die auf einen netzförmigen Metallträgerrahmen gepaßt ist. Dieser Rahmen ist nicht gezeigt. Die zu reinigenden Gegenstände stellen selbst keinen Teil der Erfindung dar. Derartige Filter, von denen eine große Anzahl bei Kraftwerken Verwendung findet, werden sehr stark mit Staubpartikeln beladen, so daß es daher schwierig und manchmal ganz unmöglich ist, diese Filter ohne Beschädigungen über herkömmliche Verfahren zu reinigen. Normalerweise weist der Rahmen Teile auf, mit denen das Filter lösbar an einem Träger 10 aufgehangen werden kann, der von einer drehbaren Welle 12 getragen wird, die in der Deckwand 14 eines Blechgehäuses 15 gelagert ist. Durch ein an der Welle oberhalb der Deckwand 14 befestigtes Handrad 18 könnenIn the figures 1 to 4 a preferred device is shown, which is used to carry out the method according to the invention. The item to be cleaned is considered to be generally cylindrical Dust filter F, which is used to filter spray gases, is shown. The filter element comprises a fabric sleeve, which is fitted on a reticulated metal support frame. This frame is not shown. The ones to be cleaned Articles themselves do not form part of the invention. Such filters, a large number of which are used in power plants finds, are very heavily loaded with dust particles, so that it is difficult and sometimes quite impossible to find them Clean filters using conventional methods without damaging them. Usually the frame has parts with which the filter can be releasably suspended from a support 10 carried by a rotatable shaft 12 incorporated in the Top wall 14 of a sheet metal housing 15 is mounted. By an at the shaft above the top wall 14 attached handwheel 18 can
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der Träger 10 und das daran befestigte Filter während des Reinigungsvorganges gedreht werden. Zum Drehen des Trägers 10 und des Filters kann natürlich auch ein motorischer Antrieb Verwendung finden. Das Gehäuse bildet mit Ausnahme seines Trichterbodens 20 eine staubdichte Umfassung und weist eine Tür 22 zum Einführen und Entfernen des Filters oder des zu reinigenden Gegenstandes auf. Ein durchsichtiges Beobachtungsfenster 24 ist in der Tür 22 oder einem anderen Teil des Gehäuses vorgesehen, wie gezeigt.the carrier 10 and the attached filter during the Cleaning process can be rotated. A motor drive can of course also be used to rotate the carrier 10 and the filter Find use. With the exception of its funnel bottom 20, the housing forms a dust-tight enclosure and has a Door 22 for inserting and removing the filter or the object to be cleaned. A see-through observation window 24 is provided in the door 22 or some other part of the housing as shown.
Ferner sind eine Vorrichtung zur Erzeugung von Luftimpulsen und eine Förderleitung für derartige Impulse vorgesehen, die aus einem Impulserzeuger 25 und einem Horn 26 bestehen. Das Horn besitzt aus Gründen der Kompaktheit eine gefaltete Form und ist mit seiner öffnung eng an eine öffnung 28 in einem mittleren Abschnitt von einer der Seitenwände des Gehäuses gekoppelt, und zwar in einer Lage, in der Impulse direkt auf das Filter oder einen anderen Gegenstand abgegeben werden können. Die Öffnung des Hornes besitzt einen Durchmesser von etwa 30,5 cm. Das Horn ist vorzugsweise als Exponentialtrichter ausgebildet und so angeordnet, daß es eine Reihe von Impulsen in der Form eines Strahles auf das zu reinigende Material abgeben kann. Der Weg dieses Strahles besitzt dabei einen geringeren Querschnitt als der Bereich des beaufschlagten Materiales.Furthermore, a device for generating air pulses and a delivery line for such pulses are provided consist of a pulse generator 25 and a horn 26. The horn has a folded shape for compactness and its opening is close to an opening 28 in one central portion of one of the side walls of the housing coupled in a position in which pulses are directly applied to the Filters or another object can be dispensed. The opening of the horn has a diameter of about 30.5 cm. The horn is preferably designed as an exponential funnel and is arranged so that it is a series of pulses in the shape of a jet can emit on the material to be cleaned. The path of this ray has a shorter one Cross-section as the area of the acted upon material.
Der Impulserzeuger 25 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 30, in dem eine axiale Welle 32 gelagert ist, die durch einen Elektromotor 33 antreibbar ist. Ein in einer Wand des Gehäuses 30 vorgesehener Lufteinlaß 34 kann an eine Druckluftquelle (nicht gezeigt) angeschlossen werden. Diese Druckluftquelle liefert während des Betriebes des Systems etwa 8,5 m3/min Luft. Ein in einer anderen Wand des Gehäuses 30 vorgesehener Auslaß 35 ist an das Horn 26 angeschlossen. Ein an der Welle 32 befestigter Rotor 36 besitzt eine zylindrische Verschlußwand 41, deren Axiallänge sinusförmig ausgebildet ist, so daß zwei Bögen 38, 3 9 gebildet werden, die beim Drehen des Rotors denThe pulse generator 25 consists of a cylindrical housing 30 in which an axial shaft 32 is mounted, which can be driven by an electric motor 33. An air inlet 34 provided in a wall of the housing 30 can be connected to a source of compressed air (not shown). This source of compressed air supplies about 8.5 m 3 / min of air while the system is in operation. An outlet 35 provided in another wall of the housing 30 is connected to the horn 26. A fixed to the shaft 32 rotor 36 has a cylindrical closure wall 41, the axial length of which is sinusoidal so that two arcs 38, 3 9 are formed, which when the rotor rotates
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Auslaß 35 abwechselnd öffnen und schließen. Die Wand 41 ist genau an die zylindrische Innenwand des Gehäuses 3 0 angepaßt und kann sich in enger Nachbarschaft zu dieser drehen. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform, bei der ein Rotor Verwendung findet, dessen Form in Figur 4 dargestellt ist, findet als Motor ein herkömmlich ausgebildeter Einphasen-Induktionsmotor Verwendung, der eine Nenndrehzahl von 1.800 UpM besitzt, so daß der Rotor bei normaler, voll ausgefahrener Drehzahl eine Impulsfrequenz zwischen 55 und 60 Hz erzeugt. Ein herkömmlich ausgebildeter, manuell und stufenlos regelbarer Drehzahlregler der schematisch bei 40 gezeigt ist, ist in die zum Motor 33 führende elektrische Schaltung eingearbeitet, so daß der Motor mit irgendeiner niedrigeren Drehzahl betrieben und die Drehzahl willkürlich variiert werden kann.Alternately open and close outlet 35. The wall 41 is precisely matched to the cylindrical inner wall of the housing 30 and can turn in close proximity to this one. In the illustrated embodiment, in which a rotor is used finds, the shape of which is shown in Figure 4, finds a conventionally designed single-phase induction motor as the motor Use that has a nominal speed of 1,800 rpm, so that the rotor at normal, fully extended speed has a Pulse frequency between 55 and 60 Hz generated. A conventionally trained, manually and continuously variable speed controller which is shown schematically at 40, is incorporated into the electrical circuit leading to the motor 33, so that the motor operated at any lower speed and the speed can be varied arbitrarily.
Das zu reinigende Material wird mit Hilfe des Handrades 18 gedreht, während es durch die Luftimpulse beaufschlagt wird, die eine Intensität besitzen, die nicht in der Lage ist, eine wesentliche Vibration des Materials zu verursachen, es sei denn bei Resonanzfrequenzen. Beim Einsatz der beschriebenen Vorrichtung wurde festgestellt, daß durch Aufwärts und Abwärtsregen der Drehzahl des Rotors eine Vielzahl von Resonanzfrequenzen aufgefunden wurden, bei denen das Material vibriert oder flattert. Diese Resonanzschwingungen sind nicht so stark oder besitzen keine solche Amplitude, daß das weiche Material der Filtereinheiten der beschriebenen Art beschädigt werden kann, führen jedoch zu einer wirksamen Entfernung der eingebetteten Staubpartikel, die lose gerüttelt werden. Obwohl die in das Gehäuse einströmende Luft nicht ausreicht, um das Material ohne derartige Resonanzschwingungen zu reinigen, bewirkt die Luft, daß die gelösten Staubpartikel abwärts und aus dem Trichter herausfließen.The material to be cleaned is turned with the help of the handwheel 18, while it is acted upon by the air pulses, which have an intensity that is not able to produce a cause significant vibration of the material unless at resonance frequencies. When using the described Apparatus has been found to produce a variety of resonant frequencies by exciting the speed of the rotor up and down where the material vibrates or flutters. These resonance vibrations are not that strong or do not have such an amplitude that the soft material of the filter units of the type described are damaged can, however, effectively remove the embedded dust particles that are loosely shaken. Although the Air flowing into the housing is insufficient to clean the material without such resonance vibrations the air that the loosened dust particles flow downwards and out of the funnel.
Wenn beispielsweise bei etwa 20, 40 und 60 Hz Resonanzschwingungen auftreten und die Einheit so eingestellt wird,If, for example, resonance oscillations at around 20, 40 and 60 Hz occur and the unit is set so that
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daß nacheinander jede dieser Resonanzfrequenzen durchlaufen wird, ist es wünschenswert, jede Resonanzfrequenz über eine bestimmte Zeitdauer aufrechtzuerhalten, bis keine Staubpartikel mehr gelöst werden. Nach dem durch diese nacheinander durchlaufenden Resonanzfrequenzen nahezu alle möglichen Staubpartikel entfernt worden sind, wird in bevorzugter Weise die Frequenz wieder auf eine oder mehrere der vorher durchlaufenen Resonanzfrequenzen bzw. auf eine Frequenz in der Nähe dieser Resonanzfrequenzen eingestellt. Diese "Frequenzrückkehr" kann mehrere Male durchgeführt werden und bewirkt das Lösen von weiteren Staubpartikeln. Der Grund für diese Phänomen ist nicht vollständig geklärt. Es wird jedoch angenommen, daß das zu reinigende Material bei Frequenzen vibriert, bei denen es sich sowohl um Grundfrequenzen als auch um Oberschwingungen handelt, und daß die Staubentfernung, die bei jeder Zeitspanne auftritt, für die aus Einfachheitsgründen eine Resonanzfrequenz oder Grundfrequenz zugrunde gelegt wird, eine Änderung in der Masse und Steifigkeit des Materials und somit eine Änderung in der tatsächlichen Resonanzfrequenz, Grundfrequenz oder Oberschwingung bewirkt. Diese Änderung der Grundfrequenzen und Oberschwingungen kann die Tatsache erklären, daß es möglich ist, in wiederholter Weise zu Frequenzen zurückzukehren, die sehr nahe an vorher benutzten Frequenzen liegen, und dadurch zusätzliches Material zu lösen, das vorher nicht gelöst werden konnte.that successively each of these resonance frequencies is passed through, it is desirable to each resonance frequency over one to maintain a certain period of time until no more dust particles are released. After going through this one after the other Through the resonance frequencies passing through almost all possible dust particles have been removed, in a preferred manner the Frequency back to one or more of the previously passed resonance frequencies or to a frequency in the vicinity these resonance frequencies are set. This "frequency return" can be performed multiple times and does so Loosening of other dust particles. The reason for this phenomenon is not fully understood. However, it is believed that the material to be cleaned vibrates at frequencies which are both fundamental frequencies and harmonics is, and that the dust removal that occurs at each time period is for the sake of simplicity a resonance frequency or fundamental frequency is used as a basis, a change in the mass and rigidity of the material and thus causes a change in the actual resonance frequency, fundamental frequency or harmonic. This change in the fundamental frequencies and harmonics can explain the fact that it is possible to repeatedly return to frequencies which are very close to previously used frequencies, and thereby solve additional material that was previously used could not be resolved.
Staub weist als solcher in seinen physikalischen Eigenschaften, beispielsweise der Partikelgröße, Partikelform, Schlüpfrigkeit, statischen Aufladung etc., große Schwankungen auf, so daß auch die zu reinigenden Gewebe oder gewebeähnlichen Materialien in ihren Eigenschaften stark variieren. Es wird daher davon ausgegangen, daß auch die wirksamsten Reinigungsimpulsfrequenzen beträchtlich schwanken und beispielsweise in irgendeinem Bereich zwischen 10 und 100 Hz bei unterschiedlichen Bedingungen der verschmutzten Materialien liegenDust as such shows in its physical properties, for example the particle size, particle shape, slipperiness, static charge, etc., large fluctuations, so that the fabric to be cleaned or fabric-like materials vary greatly in their properties. It is therefore believed that even the most effective cleaning pulse frequencies will vary considerably, and for example be in any range between 10 and 100 Hz for different conditions of the contaminated materials
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können, obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitete, als sie zur Reinigung von verschmutzten Filtern von Kraftwerken eingesetzt wurde, die einen beträchtlichen Verschmutzungsgrad aufwiesen. Auch kann die optimale Luftzufuhr in Abhängigkeit von den verschiedenen Materialien und Bedingungen variieren, obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Fall eine Luftzufuhr von 8,5 m3/min durch ein Horn mit einer Abgabeöffnung mit einem Durchmesser von 30,5 cm zur Reinigung von derartigen Filtern als sehr geeignet gefunden wurde. Vorzugsweise ist eine Steuerung für die Luftzufuhr in der Form eines Handventils 44 vorgesehen, um die Luftzufuhr und dadurch die Intensität der einzelnen Impulse regeln zu können.can, although the embodiment of the invention described above worked with high efficiency when used to clean dirty filters of power plants which had a significant degree of pollution. Also, the optimal air supply may vary depending on the various materials and conditions, although in the case described above, an air supply of 8.5 m 3 / min through a horn having a discharge opening with a diameter of 30.5 cm for cleaning such filters was found to be very suitable. A control for the air supply in the form of a manual valve 44 is preferably provided in order to be able to regulate the air supply and thereby the intensity of the individual pulses.
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