專利名稱：電增強(qiáng)織物過濾器的性能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體上涉及增強(qiáng)織物過濾器性能的方法和裝置，并且尤其是涉及充電的織物過濾器的性能。
背景技術(shù)：
至少一個已知的ESFF(靜電織物過濾器)構(gòu)造(例如可從BHAGroup，Inc.，Kansas City，MO買到的Max-9TM)提供了各種結(jié)構(gòu)，它們可適用于已有的工廠。這些過濾器結(jié)構(gòu)使用高的空氣-織物比例，所以它們相對容易地裝入狹窄的工廠環(huán)境中。這些過濾器結(jié)構(gòu)還容易被改型裝入現(xiàn)有的環(huán)境中。
在某些已知的構(gòu)造中，在ESFF袋集塵室上的充電電場的極性被反轉(zhuǎn)，以便易于清潔過濾器袋。足夠量的清潔空氣在合適壓力下進(jìn)入過濾器袋或元件的出口?？諝獾牧鲃臃崔D(zhuǎn)了通過袋的氣流并振動了織物，導(dǎo)致顆粒物質(zhì)從織物過濾器表面被除去。
在ESFF中，進(jìn)入袋集塵室的所有顆粒用負(fù)電暈加以充電，引致所有顆粒遷移至過濾器袋的正端。在許多已知的構(gòu)造中，使用了空氣脈動清潔方法。然而，在從過濾器袋清除所有的帶電的灰塵顆粒中，空氣脈動清潔法未必完全有效。某些顆粒由于帶電而往往粘附于過濾器上。
累積在過濾器袋表面上的各灰塵顆粒的共同極性可造成多孔的塵餅?！跋嗤摹备鲙щ婎w粒在過濾器袋上相互排斥，生成隙間通路，氣體可通過該通路自由流動。由于灰塵層厚度增大，壓降(壓力差)就增大。當(dāng)壓降達(dá)到預(yù)設(shè)上限時，必須通過引導(dǎo)壓縮空氣氣浪進(jìn)入過濾器袋的頸部來啟動脈動清潔循環(huán)，清潔氣體在所述頸部排出。壓縮空氣使通過過濾器內(nèi)部的氣體的流動反轉(zhuǎn)，引致灰塵被驅(qū)離袋的外表面。這個振動引致灰塵層厚度減小而降低了壓降。脈動清潔過程產(chǎn)生在循環(huán)基礎(chǔ)上，以保持系統(tǒng)的壓降在可接受的范圍內(nèi)。
所述清潔過程導(dǎo)致過濾器袋的疲勞和磨損。結(jié)果是袋壽命取決于經(jīng)歷的清潔循環(huán)次數(shù)和所使用的空氣的壓力。
施加至過濾器的高電壓還使它(過濾器)具有放電電勢。放電可在過濾器袋上燒出洞，燒洞可導(dǎo)致直接增加灰塵散發(fā)。織物過濾器被構(gòu)造用來減小產(chǎn)生放電的傾向，但在已知的過濾器構(gòu)造中，來自變壓器整流器電源的波形是負(fù)的脈動DC，它產(chǎn)生半循環(huán)波系列。為達(dá)到在許多ESFF構(gòu)造中使用的35kV的平均電壓，必須達(dá)到的峰值電壓約為42kV-48kV。因此需要構(gòu)造過濾器來至少經(jīng)受住這個高峰值電壓，外加很大的安全系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的某些方面提供了操作具有過濾器介質(zhì)的過濾器組件的方法。所述方法包含對進(jìn)入的灰塵和過濾器介質(zhì)施加恒定的或幾乎恒定的靜態(tài)DC電勢；使充滿灰塵的氣體在通過過濾器組件的第一方向上穿過過濾器介質(zhì)，同時過濾器介質(zhì)被靜態(tài)地加上DC電勢；測量通過過濾器組件的壓降；和根據(jù)符合預(yù)設(shè)極限的壓降，使DC電勢的極性反轉(zhuǎn)，由此使過濾器介質(zhì)上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)。
本發(fā)明的另一個方面提供了過濾器裝置，它具有被構(gòu)造用來使充滿灰塵的氣體在第一方向上穿過的織物過濾器介質(zhì)，同時過濾器介質(zhì)被靜態(tài)地加上恒定的或幾乎恒定的DC電勢。過濾器裝置還包含壓降測量裝置，它被構(gòu)造用來在過濾裝置工作期間測量壓降；和DC電源，它被構(gòu)造用來對織物過濾介質(zhì)施加DC電勢和響應(yīng)壓降測量裝置，以便反轉(zhuǎn)DC電勢的極性，由此當(dāng)壓降符合或超過預(yù)設(shè)極限時，使過濾器介質(zhì)上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)。
因此將會理解本發(fā)明的各種構(gòu)造提供了低壓降和高顆粒清除效率的綜合優(yōu)點(diǎn)，并且對于相同的過濾效率可通過在較低的峰值DC電壓下工作來簡化過濾器結(jié)構(gòu)。下面更詳細(xì)描述了在其中獲得這些及附加優(yōu)點(diǎn)的方式。


圖1是本發(fā)明的示例性構(gòu)造的內(nèi)部前視圖；以及圖2是圖1的構(gòu)造的內(nèi)部側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的某些構(gòu)造中和參考圖1及2，靜電織物過濾器(ESFF)裝置10包括在外罩14中的織物過濾器介質(zhì)或過濾器介質(zhì)12(例如打褶的濾芯或傳統(tǒng)的袋過濾器)。氣體入口16允許充滿灰塵的氣體由入口導(dǎo)流板引導(dǎo)在第一方向(向上)穿過過濾器介質(zhì)12，同時應(yīng)用放電電極及掛重22和電極24及25通過高電壓/整流器裝置20使過濾器介質(zhì)12被靜態(tài)地充電。高電壓系統(tǒng)支承絕緣體26使電極24及25與外罩14絕緣。在某些、但非全部的構(gòu)造中，與閥30一起設(shè)置有清掃氣體系統(tǒng)匯集管及集流排28，以便應(yīng)用壓縮空氣源(未顯示)反轉(zhuǎn)過濾器介質(zhì)12的脈動，以使灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)12。某些、但非全部的構(gòu)造設(shè)置有聲頻清潔器32，它使過濾器介質(zhì)12的清潔進(jìn)一步變得容易。當(dāng)ESFF裝置10處于使用中時，壓降測量裝置34測量穿過過濾器介質(zhì)12的壓力降。
在本發(fā)明的某些構(gòu)造中，與供應(yīng)脈動的DC電勢的已知構(gòu)造相反，高電壓/整流器裝置20包括提供恒定的或幾乎恒定的DC電勢的DC電源。在某些構(gòu)造中供應(yīng)的DC電勢約為35kV，由于電壓是恒定的或幾乎是恒定的DC電壓，這個DC電勢(35kV)等于峰值電勢。然而，35kV電勢提供的過濾，等效于所使用的現(xiàn)時已知的過濾器構(gòu)造的脈動DC的約為42kV-48kV的峰值電壓的過濾。DC電源20還被構(gòu)建在某些構(gòu)造中，以向過濾器介質(zhì)12供應(yīng)電流，造成約為6-10微安/每平方英尺過濾器織物的電流，已發(fā)現(xiàn)這提供了最有效的過濾。
DC電源20響應(yīng)壓降測量裝置34，以反轉(zhuǎn)供給的DC電勢的極性，由此當(dāng)壓降符合或超過預(yù)設(shè)極限時使過濾器介質(zhì)12上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)12。在本發(fā)明的某些構(gòu)造中，清掃氣體系統(tǒng)匯集管及集流排28及閥30，或者沒有提供或者沒有用于脈動清潔過濾器介質(zhì)。在這些構(gòu)造中，DC電勢的極性被反轉(zhuǎn)，而同時沒有用壓縮氣體反轉(zhuǎn)過濾器介質(zhì)的脈動，不用這個脈動仍完成了灰塵顆粒的充分清除。聲頻清潔器32是可選的，而且也不是必需被提供和/或被使用。
在本發(fā)明的某些構(gòu)造中，提供了操作具有過濾器介質(zhì)12的過濾器組件10的方法。所述方法包含給過濾器介質(zhì)12施加恒定的或幾乎恒定的靜態(tài)DC電勢；使充滿灰塵的氣體在通過過濾器組件10的第一方向上穿過過濾器介質(zhì)12，同時過濾器介質(zhì)12及進(jìn)入過濾器組件10的灰塵被靜態(tài)地加上DC電勢；測量通過過濾器10的壓降；和響應(yīng)符合預(yù)設(shè)極限的壓降，反轉(zhuǎn)DC電勢的極性，由此使過濾器介質(zhì)12上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)12。
在某些構(gòu)造中，反轉(zhuǎn)DC電勢的極性使過濾器介質(zhì)12上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)，無需用壓縮氣體反轉(zhuǎn)過濾器介質(zhì)的脈動。另外，在某些構(gòu)造中，過濾器介質(zhì)12是過濾器袋。
本發(fā)明的某些方法構(gòu)成被重復(fù)地進(jìn)行，而在某些構(gòu)造中，DC電勢約為35kV。因此待被過濾的氣體中的顆粒用負(fù)電暈來充電。在某些構(gòu)造中施加給過濾器介質(zhì)的靜態(tài)DC電勢引起約為6-10微安/每平方英尺過濾器介質(zhì)的電流。
在本發(fā)明的各構(gòu)造中，可用另一個過濾器組件來替換過濾器組件10。例如，開始可使用第一過濾器組件，隨后用具有不同構(gòu)造的第二過濾器組件進(jìn)行更換。例如，在第二過濾器組件用來更換第一過濾器組件的某些構(gòu)造中，一種方法包括在用第二過濾器組件更換第一過濾器組件之前，使充滿灰塵的氣體通過第一過濾器組件的過濾器介質(zhì)，并且用壓縮氣體反轉(zhuǎn)第一過濾器組件的過濾器介質(zhì)的脈動，以從第一過濾器組件的過濾器介質(zhì)上清除聚集的灰塵。在用本發(fā)明的第二過濾器組件10構(gòu)造替換第一過濾器組件10之后，所述方法包含對過濾器介質(zhì)12施加恒定的或幾乎恒定的靜態(tài)DC電勢；使充滿灰塵的氣體在通過過濾器組件10的第一方向上穿過過濾器介質(zhì)12，同時過濾器介質(zhì)12被靜態(tài)地加上DC電勢；測量通過過濾器組件10的壓降；和根據(jù)符合預(yù)設(shè)極限的壓降，反轉(zhuǎn)DC電勢的極性，由此使過濾器介質(zhì)12上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)12。
在過濾器組件10被更換掉的某些構(gòu)造中，在完成反轉(zhuǎn)DC電勢的極性使第二過濾器組件的過濾器介質(zhì)12上灰塵脫離第二過濾器組件的過濾器介質(zhì)的同時，反轉(zhuǎn)第二過濾器介質(zhì)的脈動，但使用了比反轉(zhuǎn)第一過濾器組件的過濾器介質(zhì)的脈動更低的壓力。還有，在某些構(gòu)造中，第二過濾器組件包含具有比第一過濾器組件更高滲透性的過濾器織物，和/或第二過濾器組件在物理尺寸上小于第一過濾器組件。
在某些更換的過濾器構(gòu)造中，完成反轉(zhuǎn)DC電勢的極性由此使第二過濾器組件的過濾器介質(zhì)上的灰塵顆粒脫離第二過濾器組件的過濾器介質(zhì)，無需反轉(zhuǎn)第二過濾器組件的過濾器介質(zhì)的脈動。第二過濾器組件上的DC電勢近似為35kV，和/或DC電勢可被施加為引起約6-10微安/每平方英尺過濾器織物的電流。此外，在某些構(gòu)造中，脈動的DC電勢被加在第一過濾器的過濾器介質(zhì)上，同時使充滿灰塵的氣體穿過所述過濾器介質(zhì)。
獲得的現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示因過濾器袋附近存在電場而獲得的低壓降和高顆粒清除效率的好處，發(fā)生于特定的電流密度范圍內(nèi)?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示當(dāng)電流密度達(dá)到6-10微安/每平方英尺過濾器織物的范圍值時可獲得最大益處。
通過應(yīng)用恒定的或幾乎恒定的DC電壓，產(chǎn)生了足夠的電流密度以實(shí)現(xiàn)所希望的益處而沒有放電，而高的峰電壓-平均電壓比例的電源能減小過濾器組件10內(nèi)的內(nèi)間隙。
脈動的DC電源在灰塵層表面上造成了動態(tài)的場強(qiáng)，塵餅的多孔性由作用于過濾袋的電場強(qiáng)度決定。電場強(qiáng)度每半個循環(huán)變化一次。相反，本發(fā)明的構(gòu)造應(yīng)用DC波或近似DC波的形式，它產(chǎn)生始終一致的電場強(qiáng)度。其結(jié)果是系統(tǒng)壓降更穩(wěn)定。
此外，本發(fā)明的某些構(gòu)造，由于存在電場，可在與傳統(tǒng)的脈動噴射過濾器相比顆粒清除效率顯著地更高的狀況下工作。過濾器袋表面上的帶電顆粒層排斥后加的顆粒，防止它們穿過過濾器。由于電場強(qiáng)度變化，顆粒清除效率也變化。當(dāng)電場被關(guān)掉時顆粒清除效率最低，當(dāng)電場被接通時顆粒清除效率最高。始終一致的電場強(qiáng)度的應(yīng)用導(dǎo)致始終一致的顆粒清除效率。減少清潔循環(huán)次數(shù)的能力提高了過濾器袋的壽命。
還有，在壓縮氣體脈動已被電場極性的快速變化所替代的構(gòu)造中，負(fù)電場將消失，而后快速地被正電場所替代。灰塵仍在短時間周期內(nèi)保持負(fù)電荷，所以它從過濾器袋上被排斥開。然后電場被反轉(zhuǎn)回負(fù)極性電場。應(yīng)用極性反轉(zhuǎn)來清潔過濾器袋可減小脈動清潔壓力或完全消除它，由此延長過濾器袋的壽命。此外，應(yīng)用極性反轉(zhuǎn)進(jìn)行清潔與應(yīng)用壓縮氣體相反，它減小了使灰塵穿過過濾器格柵的電勢。
減小清潔期間滲透過過濾器織物的灰塵數(shù)量的能力使得能夠應(yīng)用更多的可滲透的織物?？椢锏臐B透性限定了過濾器袋集塵室能工作的最小壓降。增大織物滲透性減小了基本的壓降。反轉(zhuǎn)極性清潔(方法)使得能夠使用較高滲透性的織物而不會遇到增大灰塵散發(fā)。由此可達(dá)到使系統(tǒng)壓降水平低于傳統(tǒng)滲透能力的織物的水平。
應(yīng)用反轉(zhuǎn)極性進(jìn)行清潔使得能夠使用高的或比已知的過濾器構(gòu)造更高的空氣-織物比例。因此，可以使用較少的過濾器袋和較小的外罩。還有，用反轉(zhuǎn)極性清潔抵消增多的脈動清潔循環(huán)，將提高袋的壽命和能夠在較高的空氣-織物比例下工作。
DC或近似DC的電源的應(yīng)用減小或消除了可導(dǎo)致袋失效或泄漏的放電，并減小了為避免對地放電所需的內(nèi)間隙，允許使用較小的外罩。還有，可獲得更穩(wěn)定的電場和施加在灰塵層的始終一致的電場強(qiáng)度，后者提供了提高的灰塵收集效率。
反轉(zhuǎn)極性清潔(方法)使得過濾器袋集塵室能夠在比傳統(tǒng)的裝置更高的空氣-織物比例下工作，由此可使新的或替換的過濾器裝置比處理可比的氣體容體的脈動噴射過濾器裝置在物理尺寸上更小。
反轉(zhuǎn)極性清潔(方法)還使得能夠使用較高滲透性的織物而不會增大灰塵的散發(fā)，導(dǎo)致較低的系統(tǒng)壓力降。
因此將會理解到本發(fā)明的某些構(gòu)造使氣體脈動清潔變得容易，或甚至于通過在清潔期間反轉(zhuǎn)電場的極性而消除對氣體脈動清潔的需求。這個反轉(zhuǎn)引致帶電的灰塵顆粒脫落，否則它們會仍粘附在過濾器袋的表面，這個反轉(zhuǎn)造成較低的工作成本和減小磨損。
盡管通過各特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，技術(shù)人員將會理解到本發(fā)明可在各權(quán)利要求的精神及范圍內(nèi)用變型而加以實(shí)踐。
零件清單

權(quán)利要求
1.操作具有過濾器介質(zhì)(12)的過濾器組件(10)的方法，所述方法包括對進(jìn)入過濾器組件和對過濾介質(zhì)施加恒定的或幾乎恒定的靜態(tài)的DC電勢；使充滿灰塵的氣體在通過過濾器組件的第一方向上穿過過濾器介質(zhì)，同時過濾器介質(zhì)被靜態(tài)地加上DC電勢；測量通過過濾器組件的壓降；和根據(jù)符合預(yù)設(shè)值的壓降，使DC電勢的極性反轉(zhuǎn)，由此使得過濾器介質(zhì)上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于由此使過濾器介質(zhì)(12)上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)(12)的DC電勢極性的所述反轉(zhuǎn)無需用壓縮氣體反轉(zhuǎn)過濾器介質(zhì)的脈動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于過濾器介質(zhì)(12)是過濾器袋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其被重復(fù)地進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述DC電勢約為35kV。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于對過濾器介質(zhì)(12)施加以靜態(tài)的DC電勢包括施加引起約6-10微安/每平方英尺過濾器介質(zhì)的電流的DC電勢。
7.過濾器裝置包括一種織物過濾器介質(zhì)，它被構(gòu)造用來使充滿灰塵的氣體在第一方向上穿過織物過濾器介質(zhì)，同時過濾器介質(zhì)(12)被靜態(tài)地加上恒定的或幾乎恒定的DC電勢；壓降測量裝置(34)，它被構(gòu)造用來在過濾器裝置工作期間測量壓降；和DC電源，它被構(gòu)造用來對織物過濾器介質(zhì)施加DC電勢和響應(yīng)壓降測量裝置，以反轉(zhuǎn)DC電勢的極性，由此當(dāng)壓降符合或超過預(yù)設(shè)極限時使過濾器介質(zhì)上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，它被構(gòu)造用來反轉(zhuǎn)DC電勢的極性，而無需用壓縮氣體反轉(zhuǎn)過濾器介質(zhì)(12)的脈動。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于所述DC電勢約為35kV。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于DC電源被構(gòu)造用來向過濾器介質(zhì)(12)供應(yīng)電流，DC電源引起的電流約為6-10微安/每平方英尺過濾器織物。
全文摘要
操作具有過濾器介質(zhì)(12)的過濾器組件(10)的方法包括對進(jìn)入過濾器組件的灰塵及過濾器介質(zhì)施加恒定的或幾乎恒定的DC電勢；使充滿灰塵的氣體在通過過濾器組件的第一方向上穿過過濾器介質(zhì)，同過濾器介質(zhì)被靜態(tài)地加上DC電勢；測量通過過濾器組件的壓降；和響應(yīng)符合預(yù)設(shè)極限的壓降，反轉(zhuǎn)DC電勢的極性；由此使過濾器介質(zhì)上的灰塵顆粒脫離過濾器介質(zhì)。
文檔編號B01D46/10GK1966127SQ20061014246
公開日2007年5月23日 申請日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者R·W·泰勒 申請人:通用電氣公司