本发明大体上涉及一种具有自调节清洁系统的过滤器设备。本发明特别适合于对过滤器设备进行清洁，所述过滤器设备用于清洁煤尘喷射领域中的输送容器(transmission vessel)。在输送容器中，利用氮气将煤尘压缩至预定压力。当达到预定压力时，利用氮气将煤尘气动地输送出输送容器，直至输送容器中不再存在足够的煤尘为止。为了重新对输送容器进行装载，使输送容器的压力与环境压力匹配。然而，在膨胀期间，输送容器中的剩余煤尘不得进入大气中。因此，将膨胀期间释放的空气转移至过滤器设备中，在过滤器设备中布置有多个过滤袋。可以在膨胀期间利用根据本发明的清洁系统对含尘过滤袋进行清洁。
背景技术：
现有技术揭示了用于过滤器设备的、允许对脏污的过滤器进行清洁的各种清洁系统。过滤器设备用于众多工业过程中，并且基本上用于对被引导通过这样的过滤器设备的流体流进行清洁/除尘。过滤器设备的内部通常具有多个过滤袋，这些过滤袋使流过它们的流体没有污染物(诸如尘粒)。在大多数情况下，流体流是从外部向内被引导通过过滤袋的，因此污染物沉积于过滤袋的外部。在一定的操作周期之后，过滤袋变脏，从而必须被清洁。
首先，借助于电机或手动操作的震动装置，通过震动或敲击对过滤器进行清洁。借助于这样的方法，使过滤袋振动，并且由于所述运动，滤渣从过滤器的外表面脱离。然而，机械清洁已导致过滤袋受到高应力，因此缩短了过滤袋的使用寿命。
为了减小过滤袋的应力，进行了下述转变：利用相对于过滤器压力以正压供应的空气流清洁过滤袋。特别地，以脉冲方式施加至过滤袋的清洁流特别适合于有效地清洁过滤袋。因此，现今主要通过脉冲射流法清洁过滤袋。在这样的方法中，清洁介质是从内部向外(沿流体流的逆流方向)被引导通过过滤袋的，由此，滤渣从过滤袋的外表面脱离并被收集在集尘容器中。第一脉冲射流法使袋式过滤器经受恒定清洁压力下的脉冲式清洁流。然而，已经证明的是，如果清洁压力与过滤器压力不匹配，那么不可能有效地清洁过滤袋。
为了进行清洁，要确保清洁空气对袋式过滤器施加的脉冲不会过度地对袋式过滤器加压。此处的决定性因素是清洁介质以何种正压被供应。如果将清洗压力相对于过滤器压力的正压选择为过高，那么袋式过滤器的使用寿命降低。在最糟糕的情况下，过度的正压甚至可能会损坏袋式过滤器。然而，在未将正压选择为足够高的情况下，袋式过滤器不会被有效地清洁。因此，以如下方式对清洁压力进行调节，所述方式即，使得清洁压力处于相对于过滤器压力的预定范围内，并且因此清洁压力足以有效且平缓地清洁袋式过滤器。
US 5 837 017号专利描述了一种清洁装置，其利用压力传感器来检测袋式过滤器的“干净侧”与袋式过滤器的“脏侧”之间的压差。US 5 837 017中的清洁装置基于如下假定：袋式过滤器的脏污取决于所测量的“干净侧”与“脏侧”之间的压差的大小。如果所测量的压差的大小已经达到限定阈值，那么控制单元确认过滤器阻塞，并开启向清洁喷嘴供应清洁空气的压力阀。压力阀因而以如下方式受控于控制单元，所述方式为，使得清洁压力与过滤器中的压差匹配。因此，清洁压力与脏污的程度匹配。在所描述的设备的情况中，借助压力传感器测量“干净侧”及“脏侧”两者上的压力并将该压力转递至控制单元。
然而，袋式过滤器的“脏侧”上的压力传感器持续不断地曝露于污染物，因此压差的可靠检测是有困难的。由于过滤器清洁涉及高度自动化的过程，所以仅从“外部”确认两个压力传感器中之一的操作失灵可能较困难。因此，即使可以注意到操作失灵，也仅在已太晚时才注意到操作失灵，即，当过滤袋过早地被撕裂时或当过滤袋的阻塞达到使过滤器设备中出现增加的压力损耗的程度时,才注意到操作失灵。
此外，设备经由压差而非经由绝对压力来控制清洁。如果过滤器压力例如由于外部影响而增加，那么袋式过滤器可能不再被清洁，原因是所需的清洁压力可能不再被供应。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种过滤器设备，该过滤器设备允许在可变的过滤器压力下可靠地供应清洁压力pT以用于清洁过滤袋。该目的通过本发明要求保护的清洁设备来实现。
特别地，一种过滤器设备，包括：
-气体供给部，其以供给压力pN供应清洁介质，
-清洁罐，该清洁罐中以清洁压力pT存储有清洁介质，并且该清洁罐由气体供给部供料，其中pN>pT，
-具有过滤器压力pF的压力过滤器，该压力过滤器通过来自清洁罐的清洁介质、循环地或以依赖于压差的方式进行清洁，
其中，该过滤器设备具有控制回路，该控制回路包括：
-第一压差调节器，其布置在气体供给部与清洁罐之间，
-第一控制单元，其在下限压差时致动第一压差调节器，
-第二压差调节器，其布置在清洁罐的出口管线中，
-第二控制单元，其在上限压差时致动第二压差调节器，
-正操作管线，其将第一控制单元流体连接至第二控制单元和清洁罐，
-负操作管线，其将第一控制单元流体连接至第二控制单元和压力过滤器，
其中，清洁压力pT相对于过滤器压力pF的正压在第一控制单元和第二控制单元处起主导作用，其中当该正压低于下限压差时，第一控制单元致动第一压差调节器，其中当该正压高于上限压差时，第二控制单元致动第二压差调节器。
根据本发明，过滤器设备包括气体供给部，其中本发明的优选改进涉及压缩空气供给部，该压缩空气供给部以恒定的供给压力pN向过滤器设备供应清洁介质。此外，过滤器设备包括清洁罐，该清洁罐由气体供给部供料，并且清洁介质以可变的清洁压力pT存储在该清洁罐中，其中pN≥pT。该过滤器设备还包括具有过滤器压力pF的压力过滤器。该压力过滤器通过来自清洁罐的清洁介质、以预定时间间隔循环地或以依赖于压差的方式进行清洁。另外，过滤器设备具有控制回路，该控制回路包括第一压差调节器和第一控制单元。第一压差调节器布置在气体供给部与清洁罐之间。第一控制单元在下限压差时致动第一压差调节器。此外，控制回路包括第二压差调节器和第二控制单元。第二压差调节器布置在清洁罐的出口管线中。该出口管线优选地布置在清洁罐和压力过滤器之间。第二控制单元在上限压差时致动第二压差调节器。控制回路还包括正操作管线和负操作管线。正操作管线将第一控制单元流体连接至第二控制单元和清洁罐。负操作管线将第一控制单元流体连接至第二控制单元和压力过滤器。在操作期间，在清洁罐中供应相对于过滤器压力pN为正压的清洁压力pT，并且在第一控制单元和第二控制单元处起主导作用。当该正压低于下限压差时，第一控制单元致动第一压差调节器。当该正压高于上限压差时，第二控制单元致动第二压差调节器。
因此，确保了压力过滤器在清洁期间经受清洁压力pT，这允许有效地且温和地清洁过滤器设备，而无需测量该压力。在操作期间，过滤器设备在任何时间均供应合适的清洁压力，甚至在压力过滤器中连一个传感器都不需要布置。即使在过滤器压力pF变化时，该过滤器设备也可靠地调节和调整清洁压力pT，使得确保可靠的过滤器清洁。
在US 5 837 017号专利的清洁装置的情况下，这样的调整是不可能的。这是因为过滤器的“脏侧”上的传感器可能会由于灰尘而变脏。因此，US 5 837 017号专利并未提供任何用于清洁脏污过滤器的解决方案，尤其是未提供在波动的过滤器压力下清洁过滤器时的解决方案。即使在系统短时间内确实起作用(尽管并不可靠)的情况下，也不知道通过过滤器压力的改变使清洁改变的程度如何。该专利仅描述了按照过滤器的脏污强度来改变清洁流，其中该改变是通过控制阀进行的。如果过滤器压力例如由于外部影响而增加(例如在输送容器的松弛期间就是这样)，那么不知道US 5 837 017中的清洁装置如何对所述影响作出反应，这是因为该系统并非针对这样的压力波动进行配置。
根据本发明的过滤器设备由于控制单元之间的流体连接而特别地可靠且不受外部影响支配。该设备确切地用于如下区域：其中，实际上“收集有”多种多样的污染物，且实际上引起了传感器的错误测量、干扰及故障。由于在根据本发明的过滤器设备的情况下并不需要传感器来确保清洁压力相对于过滤器压力的自调节，所以根据本发明的过滤器设备特别地可靠。
根据本发明的过滤器设备确保：在波动的操作压力pF(过滤器压力)的情况下，始终保证压力过滤器与清洁罐之间的预定正压。当过滤器压力pF下降或增加时，通过控制单元调节清洁罐中的清洁压力，因此清洁罐与压力过滤器之间的压差处于预定压力范围内。
根据本发明的优选改进方案，第一控制单元包括第一弹簧，利用该第一弹簧可以调节下限压差。第一控制单元中优选地布置有将第一正压室与第一负压室分隔开的第一隔膜。可以以如下方式通过第一预拉伸装置调节第一弹簧，所述方式即，使得该第一弹簧对第一隔膜施加第一弹簧压力。此外，第二控制单元可以包括第二弹簧，利用该第二弹簧可以调节上限压差。第二控制单元中优选地布置有将第二正压室与第二负压室分隔开的第二隔膜。可以以如下方式通过第二预拉伸装置调节第二弹簧，所述方式即，使得第二弹簧对第二隔膜施加第二弹簧压力。可以手动地调节或电动地控制第一预拉伸装置和第二预拉伸装置。第一弹簧和第二弹簧允许第一压差和第二压差的匹配。因此，可以调节旨在供应的清洁压力相对于过滤器压力的正压的范围。
优选地，第一压差调节器机械地耦接至第一控制单元，和/或第二压差调节器机械地耦接至第二控制单元。这允许特别可靠地控制第一压差和第二压差。即使在电力故障的情况下，压差调节器仍然能够控制第一压差和/或第二压差。
可替代地，第一压差调节器可以电耦接至第一控制单元，和/或第二压差调节器可以电耦接至第二控制单元。这提供了控制单元不必紧邻压差调节器布置的优点。
优选地，第一压差调节器在非运行状态下是开启的，而第二压差调节器在非运行状态下是关闭的。因此可以在非运行状态下对清洁罐填充清洁空气。
根据本发明的优选改进方案，控制回路包括至少一个限流器，该至少一个限流器设置在负操作管线中和/或正操作管线中。通过操作管线中的限流器，可以避免压差调节器的过调节(overshoot)。
过滤器设备优选地用于煤尘喷射设备中，以用于清洁输送容器的过滤器。过滤器旨在能够在输送容器的膨胀期间和压缩期间均能被清洁。根据本发明的过滤器设备用于此目的。
附图说明
根据以下参照附图对本发明的可能实施例的详细描述，可以获悉本发明的其他细节和优点，在附图中：
图1示出了优选的过滤器设备的示意图。
具体实施方式
图1示出了在波动的操作压力下操作的过滤器设备2的结构。过滤器设备2用作煤的输送容器的顶部过滤器，由此过滤器压力pF在操作期间改变。过滤器旨在能够在输送容器中的压力的膨胀期间以及在输送容器中的压力的压缩期间均被清洁。因此，清洁压力pT随着过滤器压力pF变化。过滤器设备2配备有过滤袋和脉冲射流清洁系统，该脉冲射流清洁系统以依赖于压差的方式或者另外循环地对过滤袋进行清洁。为了使滤渣可以从过滤袋脱离，供应高于压力过滤器4的操作压力pF(其也被称为过滤器压力pF)的清洁压力pT，以用于清洁过滤器。如果过滤器设备2的清洁压力pT相对于过滤器压力pF过低，那么滤渣无法从袋式过滤器脱离或无法从袋式过滤器完全脱离。因此，为了进行清洁，以相对于过滤器压力pF的正压供应清洁介质。如果过滤器设备2的正压过高，那么在极端情况下这可能会导致过滤袋损坏。通常，过度的正压会使过滤袋的使用寿命缩短。因此，要确保清洁压力pT相对于过滤器压力pF的正压处于限定的压力范围内。
图1中的过滤器设备具有用于过滤污染物的压力过滤器4。待过滤的空气从外部向内被引导通过过滤袋，以被清洁。空气、氮气或不同的惰性气体可以用作用于清洁袋式过滤器的清洁介质。在本发明的特别优选的改进方案中，使用压缩空气来清洁过滤器。在压缩空气供给部6处以供给压力pN供应压缩空气。供给压力pN被选择为使得其超过清洁罐8中的清洁介质的清洁压力pT。压缩空气供应装置具有第一压差调节器10，该第一压差调节器布置在清洁罐8与压缩空气供给部6之间，并且调节压缩空气供给部6与清洁罐8之间的流体流。此外，从清洁罐8至压力过滤器4的出口管线7具有第二压差调节器12，在清洁罐8与压力过滤器4之间的上限压差被超过时，该第二压差调节器使压缩空气经由压力过滤器4或压力过滤器管线9从清洁罐8释放。压力过滤器管线9仅引导干净气体，因此该压力过滤器管线设置在压力过滤器的干净侧。
第一压差调节器10具有第一控制单元14，该第一控制单元14控制第一压差调节器10的开启和关闭。第一压差调节器10的开启对清洁罐8填充清洁介质，这导致清洁罐8中的清洁压力pT增加。第一压差调节器10的关闭导致清洁罐8与压缩空气供给部6之间不存在任何流体连接。在非运行状态下，第一压差调节器10是开启的，以确保向清洁罐8供应空气，并且在控制单元14、16中提供第一气压。第二压差调节器12是关闭的，以允许在非运行状态下填充清洁罐8。
第二压差调节器12具有第二控制单元16，该第二控制单元控制第二压差调节器12的开启和关闭。第二压差调节器12的开启引导空气从清洁罐8出来、优选地通过出口管线7进入压力过滤器4中，并且因此降低清洁罐8中的清洁压力。第二压差调节器12优选地被设计成使得其在非运行状态下关闭。这提供了以下优点：在故障的情况下，压力过滤器4并不经受过度的清洁压力。
两个控制单元14、16各自具有控制压差调节器10、12的第一压力室18、20以及第二压力室24、26。取决于施加的压差和弹簧34、36，压差调节器10、12是关闭的或开启的。压差调节器10、12被调节成使得它们仅能够呈现两种状态。第一控制单元14具有经由第一柔性隔膜22彼此连接的第一正压室18和第一负压室20。第二控制单元16具有经由第二柔性隔膜28彼此连接的第二正压室24和第二负压室26。第一正压室18经由正操作管线30流体连接至第二正压室24和清洁罐8。因此，相同的压力在清洁罐8、第一正压室18及第二正压室24中起主导作用。因此，正操作管线30中的压力对应于清洁压力。
第一负压室20经由负操作管线32流体连接至第二负压室26和压力过滤器4。因此，相同的压力在第一负压室20、第二负压室26及压力过滤器4中起主导作用。因此，负操作管线32中的压力对应于过滤器压力。
正操作管线30和负操作管线32被设计成使得在操作管线中引导流体。操作管线30、32中的流体对应于清洁罐8中的流体和压力过滤器4中的流体。正操作管线30在清洁罐8中具有开口，经由该开口控制正操作管线30与清洁罐8之间的压力均衡。负操作管线32在压力过滤器4中具有开口，经由该开口控制负操作管线与压力过滤器之间的压力均衡。由于操作管线30、32是流体连接的，并且仅须确保清洁罐、第一控制单元14(压力室18)与第二控制单元16(压力室24)之间的压力均衡，或者压力过滤器4与第一控制单元14(压力室20)和第二控制单元16(压力室26)之间的压力均衡，所以可以将所述操作管线30、32选择为具有相对较小的截面。1/8英寸(3.175mm)的截面优选地用于操作管线30、32。控制清洁压力pT的控制回路包含正操作管线30和负操作管线32、第一控制单元14和第二控制单元16，并且还包括第一压差调节器10和第二压差调节器12。为了改进第一控制单元14的可调节性和第二控制单元16的可调节性，在第一负压室20中设置第一弹簧34，并且在第二负压室26中设置第二弹簧36。两个弹簧34、36用于调节用以开启或关闭压差调节器10、12的阈值，并且这两个弹簧可以被调节成使得清洁压力的正压相对于过滤器压力可以为固定的。取决于第一预拉伸装置的调节，第一弹簧34对第一隔膜施加第一弹簧压力。取决于第二预拉伸装置的调节，第二弹簧36对第二隔膜施加第二弹簧压力。第一压差调节器10根据第一正压室18与第一负压室20之间的压差以及施加于第一隔膜22的第一弹簧压力进行切换。第二压差调节器12根据第二正压室24与第二负压室26之间的压差以及施加于第二隔膜28的第二弹簧压力进行切换。
控制回路被调节成使得：清洁压力pT相对于过滤器压力pF具有预定正压，以能够在任何时间利用清洁空气有效地清洁压力过滤器4。通过使下限压差和上限压差固定来确定该量。下限压差为清洁罐8旨在对于压力过滤器4进行供应的最小正压的量。如果清洁压力相对于过滤器压力pF处于上限压差与下限压差之间的预定范围内，那么第一压差调节器10和第二压差调节器12保持关闭。如果过滤器压力pF上升而使得过滤器压力pF与清洁压力pT之间的压差低于下限压差，那么开启第一压差调节器10以增加清洁罐8中的清洁压力pT。如果过滤器压力pF下降而使得过滤器压力与清洁压力之间的压差高于上限压差，那么开启第二压差调节器12以通过经由出口管线7释放压缩空气来减小清洁压力。
通过控制单元14、16中的弹簧34、36调节上限压差和下限压差。第一弹簧34布置在第一控制单元14的第一负压室20中，并且对第一负压室20的隔膜22施加压力。可以在第一压差调节器10处调节下限压差。如果第一正压室18与第一负压室20之间的压力比低于阈值，那么开启第一压差调节器10。因此，通过气体供给部6对清洁罐8进行供给，直至压差处于上限压差与下限压差之间为止。第二弹簧36布置在第二控制单元16的第二负压室26中，并且对第二隔膜28施加压力。如果第二正压室24与第二负压室26之间的压力比高于上限压差，那么开启第二压差调节器12。因此，经由出口管线7将清洁罐8中的压缩空气释放到压力过滤器4中。只要正压不高于上限压差，第二压差调节器12就保持关闭。
通过这样的流体引导控制回路，无论过滤器压力pF是上升还是下降，均确保清洁罐8中的清洁压力pT始终处于比压力过滤器4中的过滤器压力pF高的限定量。然而，应当简要提及的是，过滤器设备并不用于触发实际的清洁操作。为了进行清洁，引导空气流从清洁罐8经由一或多个管道(未示出)进入压力过滤器4的吹洗管道中(未示出)。通过布置在清洁罐与压力过滤器之间的阀(优选为隔膜阀(未示出))来控制实际的清洁操作，并在所述阀开启时对袋式过滤器进行清洁。
在下文中参照分别具有不同的过滤器压力pF的3个不同阶段对调节进行解释。在该特别优选的示例中，最佳地以介于4巴与5巴之间的正压清洁过滤袋。因此，以如下方式调节第一压差调节器10，所述方式为，使得该第一压差调节器在小于4巴的第一压差下开启。以如下方式调节第二压差调节器12，所述方式为，使得该第二压差调节器从5巴的压差开始开启。
在第一阶段中，供给压力为pN＝20巴，过滤器压力为pF＝10巴，以及清洁压力为pT＝14.5巴。通过与清洁罐8的流体连接，正操作管线30、第一正压室18以及第二正压室24中的压力同样为14.5巴。通过与压力过滤器4的流体连接，负操作管线32、第一负压室20以及第二负压室26中的压力同样为10巴。因此，4.5巴的压差在第一控制单元14和第二控制单元16两者中起主导作用。该压差对应于清洁压力相对于过滤器压力的正压。4.5巴的压差处于袋式过滤器被最佳地清洁的范围内。因此，第一压差调节器10和第二压差调节器12两者均保持关闭。
在第二阶段中，压力过滤器中的压力已增加至pF＝12巴。因此清洁罐8中的正压为2.5巴，并且因此该正压过低以致不允许有效地清洁过滤袋。因此，第一压差调节器10开启，并且清洁罐8被填充清洁空气以增加清洁罐8中的清洁压力。第一压差调节器10保持开启，直至清洁罐8与压力过滤器4之间的压差再次为4巴为止。由于2.5巴的压差，第二压差调节器12保持关闭。
在第三阶段中，压力过滤器4中的压力已下降至pF＝8巴。因此，正压为6.5巴，由此第一压差调节器10保持关闭而第二压差调节器12开启。第二压差调节器12保持开启，直至清洁罐8与压力过滤器4之间的压差再次为5巴为止。
过滤器设备2因此为自调节的。只要过滤器压力改变得使得在过滤器压力与清洁压力之间不再观察到预定压差，就通过两个压差调节器10、12的互相作用跟踪清洁压力使得确保所需的正压。当然，即使清洁罐8中的压力改变，也对清洁压力进行跟踪。每当从清洁罐移除用于清洁的压缩空气时，上述情况就会发生(此处未示出用于清洁的配件及管线)。通过该移除，清洁罐8中的压力下降，并且因此清洁罐8与压力过滤器4之间的压差也下降，因此压差调节器10开启直至压差再次为4巴为止。
在每种情况中，可以在操作管线30、32中分别布置两个限流器，这些限流器限制流过操作管线30、32的最大容积流量。正限流器38、39布置在正操作管线30中，并且负限流器40、41布置在负操作管线32中。通过限制操作管线30、32中的最大容积流量，可以避免压差调节器10、12的振荡。
附图标记说明
2 过滤器设备
4 压力过滤器
6 压缩空气供给部
7 出口管线
8 清洁罐
9 压力过滤器管线
10 第一压差调节器
12 第二压差调节器
14 第一控制单元
16 第二控制单元
18 第一正压室
20 第一负压室
22 第一柔性隔膜
24 第二正压室
26 第二负压室
28 第二柔性隔膜
30 正操作管线
32 负操作管线
34 第一弹簧
36 第二弹簧
38、39 正流量计
40、41 负流量计