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PERFECTIONNEMENTS AU REGLAGE DE LA TENSION DANS LES DEPOUSSIEREURS.
La présente invention concerne les dépoussiéreurs électrostatiques servant à enlever, des gaz de combustion ou autres gaz chargés, les fines particules solides ou impuretés, et plus particulièrement une commande auto- matique perfectionnée des cycles de captation des poussières et des cycles de nettoyage ou de décharge des poussières de tels dépoussiéreurs.
L'invention a pour but de procurer un appareil de dépoussiérage qui permette le dégagement dans l'atmosphère de gaz de cheminée relativement propres, sensiblement débarrassés de toutes les fines particules de fumée comprises entre, par exemple, 15 microns et les dimensions ultranicroscopi= ques, ces particules étant appelées ci-après des "fines".
L'invention vise l'enlèvement continu des fines d'une colonne ininterrompue de gaz poussiéreux de tous genres, à l'aide de dispositifs électrostatiques incorporés dans l'appareil et consistant en-une section ou zone d'ionisation suivie d'une section ou zone de captation dans laquelle les particules préalablement chargées électrostatiquement dans la zone d'io- nisation, se déposent et sont recueillies par une surface collectrice conve- nable. L'invention envisage l'emploi de sections de captation avant une surface de section transversale de passage des gaz plus grande que celle nécessaire pour l'écoulement de la colonne de gaz traitée.
A un moment donné, on n'utilise qu'une partie des canaux d'écoulement des gaz, les canaux res- tants étant au nettoyage, en dehors du chemin d'écoulement de la colonne des gaz, de façon à pouvoir nettoyer les surfaces collectrices sans inter- rompre entièrement le fonctionnement de l'appareil dépoussiéreur. En par- ticulier, l'invention envisage l'emploi d'appareils comportant des moyens pour réduire automatiquement la tension appliquée aux éléments chargés du dépoussiéreur, avant la période de nettoyage, où alors toute la tension est coupée. La tension est partiellement réappliquée pendant une période de
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transition, puis appliquée en entier aux éléments chargés, quand ceux-ci reprennent leur fonction de captation.
Une particularité importante de l'invention est remploi d'appa- reils à commande électronique pour réduire, couper et ensuite rétablir d'a- bord partiellement, puis entièrement la tension de charge, dans le but d'é- viter'l'usure excessive des contacts électriques et des parties mécaniques associées qui ne pourrait être évitée en utilisant des commutateurs ordinai- res de la dimension voulue qui sont actionnés souvent et de façon répétée pour les diverses réductions, coupures, etc. de la tension relativement éle- vée utilisée pour charger les électrodes d'un dépoussiéreur électrostatique.
Pour mieux faire comprendre l'invention et ses différents buts., on se référera ci-après aux dessins annexés d'une forme d'exécution non limitative de l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale médiane plus ou moins schématique d'un dépoussiéreur de gaz conforme à l'invention.
La figure 2 est une. coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une vue schématique montrant les arrangements électriques nécessaires pour appliquer une tension électrique aux diverses sections du dépoussiéreur; et
La figure 5 est un schéma de connexions montrant les dispositifs à commande électronique pour appliquer une tension de charge élevée aux é- lectrodes du dépoussiéreur et des dispositifs périodiquement actionnés pour réduire la tension pendant une période de transition avant le nettoyage, ou alors la tension est coupée;, après quoi il y a une seconde période de tran- sition pendant laquelle la tension est partiellement rétablie avant l'appli- cation de la tension totale au début d'une nouvelle période collectrice.
Comme le montrent le mieux ;Les figures 1 à 3, une conduite 10 amène des gaz chargés de poussières ou 'fines provenant d'un four ou d'un autre appareil et la conduite 11 dégage les gaz dépoussiérés. Un caisson fixe 12 est intercalé entre les conduites 10 et 11. Ce caisson 12 est dé- limité par une paroi cylindrique intérieure 13 et une paroi extérieure, ces parois étant réunies par plusieurs cloisons radiales 14 (voir fig.
2) qui divisent l'espace annulaire entre les deux parois en une série de comparti- ments 15 ayant la forme d'un secteur de cercle et dans lesquels se trouve la section de captation 16 du dépoussiéreur La surface collectrice de cette section est constituée par un ensemble de plaques 17 consistant, dans chaque compartiment., en un groupe de canaux de circulation des gaz 18 ouverts aux deux extrémités et de section hexagonale. Aux deux extrémités de l'en- semble 17, les vides entre les canaux 18 d'une part et les parois et les cloisons du caisson d'autre part, sont obturés par des plaques convenables pour forcer tous les gaz qui entrent dans le caissons à passer par les canaux collecteurs 44.
Chaque canal 18 porte en son centre une électrode longitudinale 20 qui, dans la forme d'exécution représentée, consiste en une tige pleine, mais peut aussi être un tube creux ou avoir une autre forme. Les électrodes 20 sont soutenues par des grilles métalliques planes 21, une grille par grou- pe d'électrodes de chaque compartiment du caisson. Les grilles sont élec- triquement isolées de la carcasse du caisson.. la grille 21.étant maintenue par des isolateurs 22 montés sur la paroi extérieure 12 et des isolateurs 23 montés sur la paroi intérieure 13.
Des grilles semblables aux grilles 21, également maintenues par des isolateurs, sont prévues aux extrémités inférieures ou d'entrée des ca- naux à gaz. Du courant est envoyé à chaque compartiment par un feeder pro- pre 24 a-1, de manière à charger électriquement les électrodes 20 à travers le montage décrit.
La partie inférieure de l'espace entre les parois 12 et 13 con -
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tient la section d'ionisation 25, dont la structure est semblable à celle- décrite; les cloisons radiales délimitant les compartiments avant la longueur des parois du caisson, la section d'ionisation et la section de captation sont divisées et réparties dans une série de compartiments, les différentes parties de la section d'ionisation étant alimentées par les connexions 26 a-1.
Le caisson est construit de façon à avoir une chambre 30 qui com- munique avec la conduite d'entrée des gaz 10 et, par une ouverture annulaire 31, avec l'espace annulaire contenant les sections d'ionisation 25 et de captation 16. La chambre contient une trémie à mouvement circulaire 32 pas- sant, à son extrémité inférieurs par une ouverture convenablement obturée 33 dans le caisson, portée par un support approprié et munie d'un trou de déchargement vers l'extérieur 34.
Le caisson porte, à son extrémité supérieure, un bottier 35 pou- vant tourner autour de l'axe du caisson et comprenant un bras avant la for- me d'un secteur de cercle 36 constituant une chambre 37 contenant un dispo- sitif de nettoyage sous la forme d'un tuyau 38 mis en rotation avec le boîtier 35 par un dispositif d'entraînement 39. Le tuyau 38 est relié à une source d'un fluide à haute pression, de la vapeur ou de l'air comprimé par exemple. Le boîtier 35 sert à isoler un compartiment à nettoyer des autres compartiments traversés par les gaz comme le fait la trémie au bas de l'appareil, et on voit clairement que lorsqu'on fait tourner la trémie 32 et le boîtier 35, il est possible de nettoyer successivement des rangées d'électrodes de compartiments 15 différents, sans interrompre l'écoulement des gaz à dépoussiérer à travers l'appareil.
Les électrodes des sections d'ionisation et de captation de l'ap- pareil, auxquelles on applique de préférence un potentiel élevé négatif, sont électriquement chargées par des sources appropriées de tout type conve-' nable. En pratique, une source de courant continu donnant des potentiels négatifs de l'ordre de 15.000 volts s'est avérée satisfaisante en exploita- tion, quoique l'utilisation de l'appareil ne soit pas limitée à ce genre particulier de valeur de charge électriqueo
Le courant est fourni par une ligne à 60 périodes de 230 ou 440 volts portant la référence 50 sur la figure 59 au primaire du transformateur 51, puis à travers les ignitrons 53 et 54 montés dos à dos, aux tubes re- dresseurs 52.
Les tubes ignitrons 53, 54 sont commandés par les thyratrons 55, 56 qui sont normalement non conducteurs. Un transformateur à impulsions 57 surmonte périodiquement la polarisation des grilles 58 des thyratrons 55, 56 avec un déphasage réglé par un déphaseur 60 composé d'une résistance va- riable 61 et d'un condensateur 62, la première en série, le second en paral- lèle avec le primaire du transformateur à impulsions 57. La résistance et le condensateur sont en série avec le secondaire d'un transformateur 63 ali- menté par un circuit auxiliaire 64 qui alimente aussi les transformateurs de filament 65 des thyratrons.
L'appareil étant chargé à travers les diverses connexions 24, les gaz impurs chargés des fines qui doivent être captées circulent de la conduite d'entrée 10 en un grand nombre de filets de gaz, à travers les ca- naux à gaz de la section d'ionisation dans laquelle les particules solides reçoivent une charge négative. Les fileta de gaz traversent ensuite, avec leurs particules chargées, les divers canaux à gaz de la section de capta- tion, où les particules chargées négativement;, étant repoussées par les é- lectrodes aussi chargées négativement, se mettent à circuler obliquement jusqu'à ce qu'elles atteignent les plaques de la section de captation constituant les parois des canaux à gaz et y adhèrent.
Les fines qui se dé- posent sur les surfaces collectrices du présent appareil, forment des rêve- tements ou dépôts solides et l'expérience a montré que l'efficacité de l'ap- pareil diminue rapidement quand l'épaisseur de ces revêtements ou dépôts augmente. Si l'appareil doit fonctionner avec un rendement élevé au point de vue du pourcentage de fines enlevées, les surfaces collectrices doivent être nettoyées relativement souvent.
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Réduction de tension avant nettoyage.
La position de l'ajutage rotatif de nettoyage 38 et de la trémie 32,. avant le cycle de nettoyage de chaque groupe d'électrodes 18, est telle que la came 66 du commutateur tournant 68 ferme les contacts 70 de manière à exciter le relais 71. Ceci peut se produire quand le tuyau de nettoyage 38 est. en avance sur la rangée à nettoyer, de plusieurs compartiments ou rangées d'électrodes.
Le relais 71 ouvre, ses contacts 711 qui court-circui- tent une partie de la résistance 61 et forcent le déphaseur 60 qui agit à travers le transformateur à impulsions 57, à appliquer des'impulsions de tension de polarisation à la grille 58 des thyratrons 55, 56 qui de ce fait sont déphasés en arrière et retardent le démarrage des ignitrons 53, 54, ce qui réduit la tension appliquée au primaire du transformateur à haute tension 51 et la tension continue appliquée par les redresseurs 52 à tra- vers le fil 24 au groupe d'électrodes ou partie où parties de dépousséreur situées dans la zone de transition précédait le nettoyage.
Suivant la présente ipvention, le nettoyage nécessaire peut se faire par intermittence ou continuellement sans interrompre le dépoussié- rage continu de la colonne de gaz s'écoulant de façon ininterrompue. Comme le montre la description ci-dessus de l'appareil quand le nettoyeur 37 et la trémie 32 viennent se placer successivement devant les différents compar- timents, chacun de ceux-ci est temporairement coupé du courant des gaz et la rangée d'électrodes située alors dans la zone de nettoyage peut être fa- cilement débarrassée des dépôts accumulés par le jet d'air ou de vapeur qui est dirigé de façon à passer dans tous les canaux à gaz de la rangée. ou du compartiment au fur et à mesure de la rotation.
Quand un compartiment à surfaces collectrices doit être nettoyé, il est bon de déconnecter la rangée d'électrodes correspondante, et c'est pourquoi le commutateur tournant 67 porte une came 69 orientée de façon que les différentes rangées d'électrodes soient déconnectées électriquement de la source de courant pendant qu'une rangée se trouve dans la zone de nettoya- ge en alignement avec le nettoyeur 38.
EMI4.1
,CoU'qure du courant ,pendant le n0tto:'(a;;e
Quand le nettoyeur est situé au-dessus d'une rangée d'électrodes quelconque;, la came tournante ferme les contacts 72 et excite le relais cor- respondant 73 qui ouvre ses contacts 731 intercalés dans les fils 74 allant du secondaire du transformateur à impulsions 57 aux grilles 58 des thyratrons 55, 56 et interrompt l'envoi d'impulsions de démarrage aux thyratrons, de sorte que les ignitrons 53, 54 s'éteignent complètement et aucun courant ne passe dans le secondaire du transformateur de redressement 51,-avec le résultat que, pendant le nettoyage, la tension est entièrement coupée du fil 24 qui va à la section de dépoussiérage en cours de nettoyage.
A la fin du nettoyage des électrodes, le nettoyeur 38 avant quitté la rangée d'électrodes considérée, la came tournante dépasse le com- mutateur 72 qui cesse d'exciter le relais 73 dont les contacts 731 se refer- ment et rétablissent la tension de polarisation sur les grilles 58 des thy- ratrons 55,56. Les ignitrons 53,54 laissent à nouveau passer le courant durant la partie du cycle déterminée par le déphaseur 60 qui commande l'é- metteur d'impulsions 57, et rétablissent le courant de charge.
Après que le nettoyeur 38 a quitté une rangée donnée d'électrodes, la came 66 du commutateur 70 se déplace et celui-ci cesse d'exciter le relais 71 dont les contacts 711 se ferment et court-circuitent la partie de la résistance 61, de sorte que le déphaseur 60 force le transformateur à impulsions 57 à trans- mettre des impulsions de polarisation déphasées plus en avant dans le cycle, aux grilles 58 des thyratrons 55,56. La tension pleine est ainsi rétablie sur les électrodes et le dépoussiérage des gaz se fait à nouveau pleinement jusqu'au moment d'une nouvelle période de nettoyage, où la tension appliquée à la rangée d'électrodes à nettoyer est d'abord réduite puis coupée entière- ment comme décrit ci-dessus.
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Surtension.
Un relais de surtension 80 comporte des contacts normalement ouverts 801 insérés dans une ligne 81 connectant le relais de'réduction de tension 71 directement avec un fil du circuit d'alimentation auxiliaire 64. Le relais 80 est commandé par la triode 82 dont la grille 83 est d'or- dinaire polarisée au cut-off de façon à prévenir tout passage de courant.
Quand le dépoussiéreur fonctionne normalement, une petite quantité de courant prise à la ligne haute tension 24 traverse la lampe à lueur 84 pour aller à la terre en 85 à travers une résistance 86 dans une dérivation 87 contour- nant le kilovoltmètre 88 et une partie de sa résistance 89 par laquelle l'io- nisateur est snunté à la terre. Si la haute tension de la section ionisa- trice du dépoussiéreur est momentanément réduite à cause d'un claquage ou d'un autre défaut, la tension aux bornes de la dérivation 87 n'est plus suffisante pour maintenir le tube à lueur 84 ionisé. Il s'ensuit que la triode 82 n'a plus la polarisation sur la grille 83 et du courant la traver- se et excite le relais de surtension 80.
Le relais 80 ferme ses contacts 802 de verrouillage et les contacts 801 qui alimentent le relais 71, celui- ci réduisant la tension appliquée au dépoussiéreur comme décrit ci-dessus en détail. Le fonctionnement sous tension réduite pourrait perdurer jusqu'à ce que le relais 80 soit actionné par le bouton de déclenchement à comman- de manuelle 803. Cependant, comme les claquages sont de courte durée, il n'y a pas de danger à rétablir la tension pleine sur l'ionisateur après un court laps de temps pour permettre la rupture ou la disparition du cla- quage. Pour rétablir automatiquement la pleine tension, les contacts rota- tifs 75 s'ouvrent une fois dans chaque cycle de rotation du dépoussiéreur.
Si donc à un tel moment, le relais 80 est excité et ses contacts 802 fermés, l'ouverture des contacts tournants 75 déconnecte le relais qui ouvre ses contacts 801, ce qui désexcite le relais 71 et rétablit la pleine tension comme décrit.
Mise hors service en cas de court-circuit.
Le pont redresseur haute tension 52 est mis à la terre en 85 à travers la-résistance 90 et l'ampèremètre 91. La tension développée aux bornes de cette résistance en cas de court-qircuit permet le passage dans la dérivation d'un courant suffisant pour exciter le relais 92 qui se ver- rouille par ses contacts 921 dans la ligne 93 allant au transformateur d'a- limentation 94.
Les circuits de contacts du relais 92 s'ouvrent quand celui-ci s'excite, les contacts 922 s'ouvrant dans le primaire du transformateur 63 associé au déphaseur 60. Ceci déconnecte automatiquement tous les cir- cuits de commande et les ignitrons 53, 54 s'éteignent et aucune énergie n'est plus envoyée au transformateur haute tension 51.
Le relais 92 est désexcité par commande-manuelle du bouton de déclenchement 95 ou par l'ouverture périodique des contacts 76 par la came 77, une fois à chaque révolution du tuyau de nettoyage du dépoussiéreur, ce qui permet aux contacts 922 de se refermer et de recommencer le cycle de dépoussiérage. Le fonctionnement de l'appareil est arrêté automatiquement à chaque court-circuit important, mais celui-ci se remet de lui-même en rou- te après le nettoyage.
REVENDICATIONS.
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