Распознавание процесса очистки установки с фильтрами, размещенными с пространственным смещением относительно друг друга
Изобретение относится к способу распознавания процесса очистки установки с размещенными с пространственным смещением относительно друг друга фильтрами (1,31), причем первый, содержащий твердые частицы (20) газ (21) может пропускаться по первому направлению течения через соответствующий фильтр (1,31) и посредством соответствующего фильтра (1,31) может быть профильтрован, причем для очистки соответствующего фильтра (1,31) второй газ (22) может быть пропущен через соответствующий фильтр (1,31) в направлении течения, обратном первому направлению течения. Кроме того, изобретение относится к системе распознавания процесса очистки установки с размещенными с пространственным смещением относительно друг друга фильтрами и к установке подобного типа. Посредством размещенных с пространственным смещением относительно друг друга акустических датчиков (2,32) для регистрации распространяющегося по воздуху звука регистрируется соответствующий шум (12), который возникает во время очистки соответствующего фильтра (1,31), причем очистка соответствующего фильтра (1,31) распознается путем регистрации соответствующего шума (12) с помощью по меньшей мере двух из акустических датчиков (2,32). Технический результат: экономично и достоверно распознавать процесс очистки установки указанного типа. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к способу распознавания процесса очистки установки с фильтрами, размещенными с пространственным смещением относительно друг друга, причем первый, содержащий твердые частицы газ может быть пропущен в первом направлении течения через соответствующий фильтр, и посредством соответствующего фильтра может быть профильтрован, причем для очистки соответствующего фильтра второй газ может быть пропущен через соответствующий фильтр в направлении течения, противоположном первому направлению течения. Кроме того, изобретение относится к системе распознавания процесса очистки установки с фильтрами, размещенными с пространственным смещением относительно друг друга, для фильтрации первого, содержащего твердые частицы газа, и к установке такого рода.
Такой способ и устройство такого типа могут быть использованы, например, в условиях очистки отходящего газа в металлургических процессах. Примерами тому являются процессы кислородно-конвертерного передела (LD, ЛД-процессы), плавки в электродуговых печах, агломерационные процессы, и т.д., для которых обычно применяются сухие рукавные фильтры. Эти фильтры служат для осаждения пыли.
Очистка от этих отложений основывается на принципе технологии импульса давления (по-английски: «импульсно-струйной очистки»), согласно которому из резервуара со сжатым воздухом испускаются циклические интенсивные аэродинамические удары. Эти аэродинамические удары создают в рукавном фильтре кратковременное избыточное давление. При этом рукавные фильтры раздуваются, направление течения меняется на обратное, и фильтрационный осадок отделяется. В фазе фильтрации рама фильтра придает рукаву соответствующую стабильность. После очистки рукавного фильтра пылевые частицы осаждаются в пылесборной камере, и материал оттуда выводится наружу чаще всего с помощью шнековых транспортеров и шлюзовых затворов.
Такая установка с рукавными фильтрами типично состоит из многочисленных рукавных фильтров, например, многих тысяч штук, очистка которых выполняется последовательно. В настоящее время очистка отходящего газа выполняется в условиях циклического контроля. Когда очистка определенного рукавного фильтра не может быть успешно проведена, это производится лишь при более позднем цикле очистки, то есть, после очистки всех других рукавных фильтров, для новой попытки очистить этот рукавный фильтр. Между тем работоспособность этого рукавного фильтра сильно ограничивается. В экстремальном случае это может привести к выходу из строя пылеулавливающей установки.
Для достижения по возможности высокой производительности фильтрационной установки все рукавные фильтры должны быть правильно очищены. Тем самым огромное значение приобретает распознавание работы со сбоями. Но вследствие большого числа встроенных клапанов системы очистки такое распознавание может быть выполнено только с высокими техническими издержками. Имеющиеся на рынке технические решения ввиду высокой стоимости или недостаточной функциональной надежности предлагаются лишь в очень ограниченной мере.
К известным решениям относится, например, непосредственное измерение давления на расположенном выше по потоку резервуаре со сжатым воздухом, который установлен по одному на каждый сегмент. Для этого анализируется характер изменения давления, то есть, повышение и снижение давления, и выводится суждение о функциональности соответствующего рукавного фильтра путем сравнения с характеристическими параметрами, в частности, в рабочем состоянии. Этот вариант требует отдельного измерения давления на каждом резервуаре со сжатым воздухом, в том числе обработку данных, и, следовательно, обусловливает высокие затраты.
Кроме того, известен контроль течения в клапанах очистной системы, причем этим способом можно отслеживать величину расхода потока только в соответствующем конкретном клапане. Однако способ не дает никаких сведений о надлежащей очистке соответствующего рукавного фильтра, поскольку, к примеру, механический отказ или отсутствие сжатого воздуха не могут быть обнаружены.
Наконец, также известно измерение расхода потока сжатого воздуха в питающем трубопроводе клапана. Этот способ дает сведения о согласованности между электрической и пневматической функцией, при условии, что сенсорная техника располагает характеристиками быстрого срабатывания, высокой точностью воспроизведения и широким диапазоном измерения. Этот вариант также требует отдельного измерения величины расхода потока на каждом резервуаре со сжатым воздухом, в том числе обработку данных, и тем самым связан с высокими затратами.
Из статьи в «Википедии» «Рукавный фильтр», по запросу 23.04.2013 года, известна очистка вышеуказанным импульсно-струйным способом.
Из патентного документа ЕР0020949А1 известно устройство для контроля функций закрывания и открывания мембранных клапанов, в частности, мембранных клапанов, которые установлены в трубопроводах для импульсной очистки пылеулавливающих устройств ниже по потоку относительно резервуара со сжатым воздухом, которые в каждом случае могут управляться с помощью электромагнитных клапанов, причем на корпусе мембранного клапана или, соответственно, на корпусе резервуара со сжатым воздухом, закреплен воспринимающий колебания и, соответственно, шумы импульсный датчик, и причем производимые импульсы могут сравниваться по отдельности с программированными сигналами индивидуального управления для электромагнитных клапанов.
В основу изобретения положена задача обеспечения возможности экономичного и достоверного распознавания процесса очистки установки названного вначале типа.
Эта задача решена с помощью способа указанного вначале типа тем, что посредством размещенных с пространственным смещением относительно друг друга акустических датчиков для регистрации распространяющегося по воздуху звука улавливается соответствующий шум, который возникает во время очистки соответствующего фильтра, причем очистка соответствующего фильтра распознается с помощью регистрации соответствующего шума с помощью по меньшей мере двух из акустических датчиков.
Кроме того, эта задача решена с помощью системы вышеуказанного типа тем, что первый, включающий твердые частицы газ может пропускаться по первому направлению течения через соответствующий фильтр, и с помощью соответствующего фильтра может быть профильтрован, причем для очистки соответствующего фильтра второй газ может быть пропущен через соответствующий фильтр в направлении течения, противоположном первому направлению течения, причем система имеет размещенные с пространственным смещением относительно друг друга акустические датчики для регистрации распространяющегося по воздуху звука, с помощью которых может регистрироваться шум, который возникает во время очистки соответствующего фильтра, и вычислительный блок, с помощью которого может распознаваться очистка соответствующего фильтра в результате регистрации соответствующего шума посредством по меньшей мере двух из акустических датчиков.
Наконец, эта задача решена с помощью установки указанного вначале типа тем, что установка имеет такого рода систему и размещенные с пространственным смещением относительно друг друга фильтры, через которые может быть пропущен первый газ, и с помощью которых первый газ может быть профильтрован, причем для очистки соответствующего фильтра через соответствующий фильтр может быть пропущен второй газ в направлении течения, противоположном первому направлению течения.
Предлагаемый способ, помимо всего прочего, основывается на акустическом распознавании шума, так называемого «сопровождающего очистку треска». Этот шум, в частности, может быть вызван создаваемым для очистки соответствующего фильтра аэродинамическим ударом, например, когда открывается пневмоклапан, чтобы продавливать через соответствующий фильтр второй газ в направлении течения, обратном относительно первого направления течения. При открывании клапана возникает типичный для очистки соответствующего фильтра шум, проявляющийся как распространяющийся по воздуху звук, который регистрируется соответствующим датчиком. Сообразно этому, соответствующий датчик рассчитан на то, чтобы он мог улавливать шум, проявляющийся как распространяющийся по воздуху звук. В частности, для каждого из акустических датчиков создается поток аудиоданных, который, например, может быть проанализирован вычислительным блоком.
Соответствующий фильтр, который, например, может быть выполнен в виде рукавного фильтра, при воздействии аэродинамического удара раздувается. Вследствие раздувания твердые частицы и, соответственно, слой твердых частиц, которые накопились во время работы фильтра, отделяются от соответствующего фильтра. Вследствие этого также, по обстоятельствам, возникает характерный шум, который может быть зарегистрирован соответствующим датчиком.
В качестве датчиков могут быть использованы, в частности, один или многие электроакустические преобразователи, например, такие как микрофоны, которые размещены внутри фильтрационной установки и при этом могут быть приобретены подходящими по цене. В частности, некоторые из акустических датчиков и фильтров размещены в корпусе установки, причем датчики установлены таким образом, что они могут улавливать ожидаемые шумы.
Установка имеет фильтры, которые размещены с пространственным смещением относительно друг друга, причем акустические датчики также размещены пространственно смещенными относительно друг друга. Это значит, что в каждом случае два фильтра и, соответственно, каждые два из акустических датчиков расположены на известном расстоянии друг от друга. При этом предлагаемая система конфигурирована таким образом, что возникающий во время очистки фильтра шум может быть зарегистрирован по меньшей мере двумя из акустических датчиков. Разница по времени пробега соответствующего звука от места его поступления до соответствующего датчика позволяет распознавать очистку соответствующего фильтра.
Эта конфигурация обеспечивает возможность особенно надежного распознавания очистки соответствующего фильтра, причем могут быть выявлены, в частности, так называемые «матричные ошибки». Ошибки такого рода возникают в установках, в которых фильтры очищаются друг за другом в определенной последовательности, для чего, например, соответствующие клапаны настроены на срабатывание друг за другом. В частности, чтобы по возможности упростить PLC-выходы (программируемых логических контроллеров), все клапаны в одном корпусе фильтра управляются с помощью релейной матрицы, то есть, несколько реле подключены к положительному полюсу клапана, и несколько других реле к отрицательному полюсу катушки клапана. Если одно реле выходит из строя, то контакты в реле могут быть состыкованы сваркой, в результате чего при последующей очистке ее выполняют многочисленные реле, или активируется неработающий клапан. В принципе «матричные ошибки» также могут быть возможными вследствие неправильного кабельного соединения, так что срабатывает неправильный клапан, и тем самым очищается ненадлежащий фильтр. Однако ошибка этого типа может быть выявлена и устранена еще при пуске в эксплуатацию. В частности, работа со сбоями неправильно настроенного клапана тем самым может приводить к такому ошибочному результату, что надлежащим образом очищенный фильтр казался бы неочищенным, и неочищенный или неправильно очищенный фильтр представлялся бы очищенным.
Особенным преимуществом предлагаемого способа, предлагаемой системы и предлагаемой установки является то, что правильная очистка соответствующего фильтра регистрируется достоверно и сравнительно просто. В этом случае распознавание правильной очистки основывается только на регистрации возникающего во время очистки соответствующего фильтра шума посредством по меньшей мере двух акустических датчиков. В частности, для распознавания нет необходимости в том, чтобы заранее был известен точный момент времени очистки соответствующего фильтра и, соответственно, приведения в действие соответствующего клапана.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения очистка соответствующего фильтра распознается путем сравнения соответствующего момента времени поступления соответствующего шума по меньшей мере при двух, предпочтительно трех или более, акустических датчиках.
Поскольку акустические датчики размещены смещенными по месту и, соответственно, пространственно относительно друг друга, возникающему во время очистки фильтра шуму обычно требуется различная продолжительность времени для достижения местоположения соответствующего датчика. Благодаря тому, что используются по меньшей мере два, предпочтительно три или более, акустических датчиков, чтобы регистрировать соответствующий шум, можно сделать достоверный вывод о месте поступления шума, благодаря чему можно распознавать успешный процесс очистки соответствующего фильтра. В частности, на месте поступления шума находится соответствующий клапан, через который второй газ поступает в соответствующий фильтр, или соответствующий фильтр.
При этом, в зависимости от габаритов установки и, соответственно, в зависимости от числа фильтров в установке, требуется большее или меньшее число акустических датчиков для достижения особенно надежных результатов. Акустические датчики преимущественно размещены таким образом, чтобы дистанция пробега между местом поступления соответствующего шума и соответствующим датчиком позволяла однозначно соотносить соответствующий шум с успешной очисткой соответствующего фильтра. Например, при симметричном размещении фильтров оказалось благоприятным асимметричное расположение датчиков.
При этом в одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения, путем сопоставления соответствующих моментов времени поступления соответствующего шума при по меньшей мере двух, предпочтительно трех или более акустических датчиках, определяется(-ются) по меньшей мере один разностный интервал, предпочтительно два или более разностных интервалов, причем соответствующий определенный разностный интервал сравнивается с соответствующим сохраненным в памяти разностным интервалом.
Если в один из фильтров для очистки подается второй газ, то при этом должен возникать шум, который может быть зарегистрирован с помощью акустических датчиков. Например, три датчика улавливают шум в соответствующий момент времени t±, предпочтительно i=1, 2, 3. Из трех моментов времени ti тем самым может быть определено до трех разностных интервалов δi,i-=ti - t±-, а именно, δ1,2, δ1,3 и δ2,3. Соответствующий момент времени ti при этом может рассматриваться как соответствующий маркерный момент времени, который, например, выводится из вышеупомянутого соответствующего потока аудиоданных.
Определенные разностные интервалы сравниваются с соответственными, предпочтительно ранее определенными и сохраненными в памяти разностными интервалами, из чего в конечном итоге может быть выведено место поступления соответствующего шума. В частности, тем самым для каждого клапана и, соответственно, каждого фильтра накапливается информация, какой разностный интервал сообразно комбинации акустических датчиков следует ожидать на основе местоположения клапана и, соответственно, фильтра. При этом соответствующий маркерный момент времени на основе скорости звука и соответствующего местоположения микрофонов в каждом канале обозначается по-разному, но как то же звуковое событие.
В частности, может быть предусмотрено, что вычислительный блок сравнивает каждый определенный разностный интервал с соответствующим ранее определенным разностным интервалом, причем выдается сигнал тревоги, если разность между соответствующими разностными интервалами оказывается превышающей соответствующий диапазон или, соответственно, не достигающей его в абсолютном или относительном выражении.
При этом для определения разностных интервалов не требуется знание, в частности, предшествующее знание точного момента времени поступления соответствующего шума. В частности, соответствующий разностный интервал не зависит от точного момента времени поступления соответствующего шума, что делает предлагаемый способ менее чувствительным к ошибкам и очень надежным.
При этом в одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения для определения соответствующего момента времени поступления соответствующего шума соответствующим акустическим датчиком определяется момент времени максимальной амплитуды шума.
Определение соответствующего момента времени максимальной амплитуды шума и, соответственно, соответствующего момента времени наивысшей громкости звука для соответствующего акустического датчика обеспечивает возможность особенно непротиворечивого определения соответствующего момента времени поступления соответствующего шума и, соответственно, соответствующего разностного интервала. Благодаря этому дополнительно повышается точность и надежность распознавания.
В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения соответствующий зарегистрированный шум анализируется с помощью преобразования Фурье.
С помощью преобразования Фурье может быть произведен спектральный анализ соответствующего зарегистрированного шума, который может быть использован для того, чтобы дополнительно повысить достоверность распознавания очистки соответствующего фильтра. В частности, разъясненный выше соответствующий разностный интервал также может быть определен с привлечением преобразования Фурье. В частности, устройство управления для этого выискивает сходные участки в отдельных сигналах акустических датчиков и в соответствующем потоке аудиоданных, причем сдвиг по времени между данными участками идентифицируется как соответствующий разностный интервал.
При этом в одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения выдается первое сообщение, если энергия соответствующего зарегистрированного шума в пределах задаваемой первой полосы частот превышает задаваемое первое значение или, соответственно, не достигает его.
В частности, соответствующая энергия определяется таким образом, что интегрируется и, соответственно, суммируется энергия соответствующего шума в пределах задаваемой первой полосы частот, то есть, между нижней и верхней частотами. Если суммированная энергия превышает задаваемое первое значение или, соответственно, не достигает его, то может иметь место нарушение соответствующего фильтра и, соответственно, соответствующего клапана, так что соответствующий фильтр не очищается должным образом. Задаваемое первое значение при этом может быть определено, например, в заранее проведенном испытании и сохранено в памяти, причем задаваемое первое значение предпочтительно характеризует шум, который возникает во время успешного процесса очистки.
Созданное первое сообщение включает, в частности, указание на разъясненное недостижение или, соответственно, превышение, и, например, передается на вычислительный блок или непосредственно ответственному за работу установки специалисту.
В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения выдается второе сообщение, если отношение энергии соответствующего зарегистрированного шума в пределах задаваемой второй полосы частот к энергии соответствующего зарегистрированного шума за пределами задаваемой второй полосы частот превышает задаваемое второе значение или, соответственно, не достигает его.
В частности, соответствующая энергия в пределах и за пределами задаваемой второй полосы частот может быть определена тем, что интегрируется и, соответственно, суммируется энергия соответствующего шума в пределах и за пределами задаваемой второй полосы частот. При этом энергия в пределах задаваемой второй полосы частот преобразуется в отношение к энергии за пределами задаваемой второй полосы частот, причем выдается второе сообщение, если выведенное отношение превышает задаваемое второе значение или, соответственно, не достигает его.
Если выведенное отношение превышает задаваемое первое значение или не достигает его, то, например, может иметь место нарушение соответствующего фильтра и, соответственно, соответствующего клапана, так что соответствующий фильтр не очищается должным образом. Задаваемое второе значение при этом может быть определено, например, в заранее проведенном испытании и сохранено в памяти, причем задаваемое второе значение предпочтительно характеризует шум, который возникает во время успешного процесса очистки.
Созданное второе сообщение включает, в частности, указание на разъясненное недостижение или, соответственно, превышение, и, например, передается на вычислительный блок или непосредственно ответственному за работу установки специалисту.
В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения соответствующий зарегистрированный шум фильтруется с помощью фильтра верхних частот.
В отношении фильтра верхних частот подразумевается электронная схема фильтра, посредством которой могут заглушаться самые низкие частоты, благодаря чему может быть повышена надежность распознавания процесса очистки.
Кроме того, сигнал соответствующего зарегистрированного шума может быть пропущен через один или многие усилители на аналого-цифровой (A/D, АЦ) преобразователь, причем перед АЦ-преобразователем может быть подключен, в частности, фильтр верхних частот. В конечном итоге АЦ-преобразователь может вырабатывать оцифрованный сигнал шума для вычислительного блока.
Шум в цифровой форме может быть проанализирован в вычислительном блоке по оценочному алгоритму. Этот оценочный алгоритм может основываться, например, на следующих принципах:
- сравнение уровня звука с контрольным значением,
- сопоставление характера изменения уровня звука во времени с эталонной кривой,
- оценка характеристических частот, например, с использованием быстрого преобразования Фурье (FFT, БПФ), и/или
- оценка характера изменения уровня звука и частоты во времени с помощью алгоритмов машинного обучения (Machine Learning).
В вычислительном блоке могут обрабатываться также многочисленные оценочные алгоритмы серии зарегистрированных шумов. Окончательный результат может быть получен, например, по взвешенному алгоритму настройки. При этом отдельным алгоритмам оценки приписываются различные коэффициенты весомости в зависимости от значимости.
Таким образом, преимуществами соответствующего изобретению способа оказываются, в частности, достоверное распознавание соответствующего процесса очистки, благодаря чему достигаются повышение производительности очистки соответствующего фильтра в результате правильной очистки, а также преимущество в производственных издержках благодаря очень экономичному измерительному оборудованию, как, например, соответствующие акустические датчики в форме микрофона.
Для передачи соответствующего сигнала датчика соответствующий датчик может быть связан с вычислительным блоком посредством электрического соединения. Также возможна беспроводная, в частности, оптическая передача сигнала датчика.
В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается звукоизолирующий кожух, в котором размещаются некоторые из акустических датчиков, и в котором расположен соответствующий клапан, с помощью которого второй газ может пропускаться через соответствующий фильтр в направлении течения, обратном первому направлению течения.
Звукоизолирующий кожух может быть выполнен, например, в виде короба, который подавляет или уменьшает шумовые помехи снаружи. Благодаря звукоизолирующему кожуху может быть дополнительно повышена достоверность распознавания очистки, поскольку звукоизолирующий кожух может эффективно ограждать соответствующий акустический датчик от шумовых помех снаружи. Одновременно обеспечивается то, что обусловленный соответствующим клапаном шум может быть особенно хорошо распознан соответствующим акустическим датчиком. В частности, благодаря этому открывание соответствующего клапана для очистки соответствующего фильтра надежно регистрируется с помощью соответствующего акустического датчика.
В частности, снаружи звукоизолирующего кожуха могут быть предусмотрены дополнительные акустические датчики, которые тем самым акустически ограждены от соответствующего клапана, и могут быть зарегистрированы шумы соответствующего фильтра в ходе процесса очистки. Эти дополнительные акустические датчики могут быть размещены, например, внутри корпуса установки, в котором помещается соответствующий фильтр. При этом звукоизолирующий кожух может быть расположен внутри или снаружи корпуса.
Настоящее изобретение включает еще и другие аспекты, например, такие, что вычислительный блок определяет состояние соответствующего фильтра и/или соответствующего клапана путем сравнения сигнала датчика с эталонным сигналом датчика.
Например, такое состояние соответствующего фильтра может иметь такой вид, что соответствующий фильтр прорвался, или же имеет существенное повреждение. Это может быть выявлено тем, что аэродинамический удар не приводит к раздуванию соответствующего фильтра, что занимает определенное время, а не протекает сравнительно быстро. Также возможно, что обнаруживается такое состояние, что соответствующий фильтр уже больше не очищается под действием аэродинамического удара, например, ввиду того, что твердые частицы прочно сцепились с соответствующим фильтром. Кроме того, в качестве состояния может быть определено, до какой степени фильтр забит твердыми частицами, из чего может быть сделан вывод, когда потребуется следующая очистка этого фильтра.
Дополнительно или альтернативно, может быть выявлено состояние соответствующего клапана, который должен открываться для процесса очистки соответствующего фильтра. Например, подобное состояние может быть таким, что соответствующий клапан уже больше не открывается полностью или испорчен, что может быть внесено в память как контрольный сигнал датчика и тем самым может быть выяснено.
В частности, состояние соответствующего фильтра и соответствующего клапана может быть определено вычислительным блоком, которое классифицирует состояние соответствующего фильтра и соответствующего клапана, например, по заранее заданной шкале. Как было дополнительно разъяснено выше, шкала при этом может включать два или более состояний.
Чтобы иметь возможность определять подобное состояние соответствующего фильтра и соответствующего клапана, например, заранее приготовленные фильтры и, соответственно, клапаны могут быть подвергнуты воздействию обычного аэродинамического удара, причем опять же с помощью соответствующих акустических датчиков регистрируется возникающий при этом шум, и как характеристический для соответствующего состояния шум сохраняется в памяти в качестве контрольного сигнала датчика.
Эти контрольные сигналы датчика, которые характеризуют различные состояния соответствующего фильтра и соответствующего клапана, впоследствии могут служить основой для определения состояния контролируемой установки.
Согласно одному дополнительному аспекту изобретения, сигнал датчика и/или, по обстоятельствам, состояние соответствующего фильтра сохраняется в запоминающем устройстве, причем определяется тенденция изменения сигнала датчика и/или, при необходимости, состояния соответствующего фильтра, с использованием характеристик изменения во времени сигнала датчика и/или, по обстоятельствам, состояния соответствующего фильтра и соответствующего клапана.
Сохранение в памяти сигнала датчика и/или, по обстоятельствам, состояния соответствующего фильтра и соответствующего клапана позволяет накапливать данные о соответствующем ходе изменения во времени в запоминающем устройстве, чтобы впоследствии иметь возможность использовать эти данные. В частности, это требуется для определения тенденции изменения, которая выявляется на основе сохраненного в памяти характера изменения во времени. Для этого могут быть применены общеупотребительные методы.
В результате определения тенденции изменения, например, может быть оценено, когда соответствующий фильтр или соответствующий клапан должен быть подвергнут техническому обслуживанию вручную или заменен. В частности, благодаря этому может быть повышена готовность установки к эксплуатации, так как такое ручное вмешательство может быть привлечено, например, в рамках регулярно проводимых работ по техническому обслуживанию. Тем самым могут быть дополнительно сэкономлены трудозатраты на техническое обслуживание и, соответственно, сокращены простои оборудования.
В частности, вычислительный блок тем самым может также сохранять в памяти историю сигнала датчика и, соответственно, состояния соответствующего фильтра и соответствующего клапана, чтобы иметь возможность формировать характеристики изменения во времени. Это может быть использовано для того, чтобы выявлять износ конструкционной детали и тем самым еще до наступления полного отказа выдавать сообщение. Тогда выявленное состояние может быть передано вместе с однозначным указанием соответствующего фильтра и соответствующего клапана, а также, необязательно, моментом времени измерения, в одну или более систем тревожной сигнализации. Система тревожной сигнализации может быть выполнена как автоматизированная система, например, такая как система визуализации производственного процесса, система управления производственным процессом или система мониторинга состояния. Необязательно в систему тревожной сигнализации передаются также другие данные, например, принятый сигнал датчика от соответствующего акустического датчика или графическая оценка. Тогда система тревожной сигнализации может информировать оператора или обслуживающий установку персонал сообщением на экранном устройстве отображения или через человеко-машинный интерфейс (human machine interface, HMI), или по электронной почте, с помощью SMS или уведомлением на мобильную консоль оператора, такую как смартфон или планшетный компьютер.
Согласно одному дополнительному аспекту изобретения, сообщение выдается, если сигнал датчика равен ранее определенному сигналу датчика, и/или, по обстоятельствам, если состояние идентично ранее заданному состоянию.
Ранее определенный сигнал датчика и/или, по обстоятельствам, ранее заданное состояние может быть, например, характеристическим для того, что соответствующий фильтр прорвался, или соответствующий фильтр или соответствующий клапан имеет существенное повреждение. Это может быть выявлено тем, что аэродинамический удар не приводит к раздуванию соответствующего фильтра, что занимает определенное время, а не протекает сравнительно быстро, или вообще не происходит. В частности, ранее заданное значение может быть также характеристикой того, что соответствующий фильтр уже больше не очищается под действием аэродинамического удара, например, ввиду того, что твердые частицы прочно сцепились с соответствующим фильтром. Тем самым также может быть выявлен уже больше не действующий клапан.
Например, созданный соответствующим акустическим датчиком сигнал датчика может характеризовать уровень громкости звука таким образом, что сообщение, в частности, подается тогда, когда сигнал датчика и, соответственно, уровень громкости звука соответствуют ранее определенному сигналу датчика и, соответственно, ранее определенному уровню громкости звука. В частности, ранее определенный сигнал датчика и, соответственно, ранее определенное состояние также выводятся в качестве контрольной полосы или «порога тревожной сигнализации», которые должны быть достигнуты, чтобы выдавалось сообщение. Равным образом, ранее определенному сигналу датчика и, соответственно, ранее определенному состоянию может быть дано обратное определение: ранее определенный сигнал датчика и, соответственно, ранее определенное состояние имеют место тогда, когда отсутствует сопровождающий очистку треск, или слышится нечто иное. Таким образом, для этого случая сообщение выдавалось бы, когда отсутствует сопровождающий очистку треск, или звучит что-то другое.
В частности, заложенный в вычислительный блок контрольный сигнал датчика может быть исполнен как ранее определенный сигнал датчика.
Согласно одному дополнительному аспекту изобретения, при этом выданное сообщение передается на IT-систему и/или обслуживающему персоналу. При этом IT-система, в частности, может представлять собой систему мониторинга состояния или разъясненную выше систему тревожной сигнализации, в которую при необходимости также передается определенное состояние вместе с однозначным указанием соответствующего фильтра или соответствующего клапана, а также, необязательно, момента времени измерения на одну или многие системы тревожной сигнализации. Альтернативно или дополнительно, сообщение также может быть передано проводящему техническое обслуживание персоналу, или же персоналу, в компетенцию которого входит система. Передача сообщения может быть побуждением к дополнительным действиям, например, таким как техническое обслуживание или замена соответствующего фильтра.
Альтернативно или дополнительно, сообщение может быть выдано также тогда, когда разъясненная вначале тенденция изменения сигнала датчика и/или, по обстоятельствам, состояния соответствующего фильтра или соответствующего клапана в пределах задаваемого периода времени достигает ранее определенного сигнала датчика и/или, по обстоятельствам, ранее определенного состояния. Например, это может быть заранее рассчитано с помощью интерполяции на основе выявленной тенденции изменения.
Как правило, второй газ при этом может быть идентичным первому газу, так что для очистки соответствующего фильтра первый газ продавливается через соответствующий фильтр в направлении течения, противоположном относительно направления течения при процессе фильтрации. При этом фильтр может быть выполнен, например, в виде рукавного фильтра.
Далее изобретение описывается и разъясняется подробнее с помощью представленных в Фигурах примеров осуществления. Как показано:
ФИГ. 1 представляет фрагмент соответствующей изобретению системы в одном примере исполнения во время процесса фильтрации,
ФИГ. 2 представляет фрагмент соответствующей изобретению системы в примере исполнения во время процесса очистки,
ФИГ. 3 представляет первый пример исполнения соответствующей изобретению установки
ФИГ. 4 представляет второй пример исполнения соответствующей изобретению установки,
ФИГ. 5 представляет примерную кривую изменения во времени сигнала двух акустических датчиков, и
ФИГ. 6 представляет схематическое изображение третьего примера исполнения соответствующей изобретению установки.
Фигура 1 показывает фрагмент соответствующей изобретению системы в одном примере исполнения во время процесса фильтрации. Для процесса фильтрации сквозь фильтр 1 по первому направлению 10 течения пропускается первый газ 21, который несет с собой твердые частицы 20. При этом твердые частицы 20 задерживаются фильтром 1 таким образом, что первый газ 21 по выходе из фильтра 1 очищается от твердых частиц 20.
Система имеет один акустический датчик 2 для регистрации распространяющегося по воздуху звука, и вычислительный блок 3, на которое может передаваться зарегистрированный акустическим датчиком 2 сигнал датчика. Для передачи акустический датчик 2 и вычислительный блок 3 связаны между собой, например, электрическим, беспроводным или оптическим соединением.
Фигура 2 показывает фрагмент соответствующей изобретению системы в примере исполнения во время процесса очистки. Для очистки фильтра 1 второй газ 22 продавливается в фильтр 1 и сквозь него по второму направлению 11 течения, обратному относительно первого направления течения, в результате чего налипшие на фильтр 1 твердые частицы 20 отделяются от фильтра 1. Это достигается, например, тем, что фильтр 1 раздувается, и осыпается слой твердых частиц 20, который образовался на поверхности фильтра 1.
В ходе этого процесса очистки возникает характерный шум 12, который регистрируется акустическим датчиком 2.
Фигура 3 показывает первый пример исполнения соответствующей изобретению установки. Установка имеет фильтры 1, 31, соответствующий клапан 5 и резервуар 13. При этом фильтр 1 и 31 используется для того, чтобы отфильтровывать находящиеся в газе 21 твердые частицы 20, как уже представлено в Фигуре 1 и описано. В резервуаре 13 находится второй газ 22 под высоким давлением. Если соответствующий клапан 5, который для передачи сигнала соединен с устройством 4 управления, получает соответствующий сигнал от устройства 4 управления, второй газ 22 из резервуара 13 продавливается через соответствующий клапан 5 и сквозь фильтр 1 или 13. При этом налипшие на фильтр 1 или 31 твердые частицы 20 отделяются от фильтра 1 или 31, в результате чего фильтр 1 или 31 очищается.
Во время процесса очистки возникает характерный шум 12, будь то от соответствующего клапана 5, и/или от фильтра 1 или 31, причем характерный шум 12 регистрируется двумя размещенными с пространственным смещением относительно друг друга акустическими датчиками 2, 32. Затем сигнал датчика может быть профильтрован электронным устройством 6 для фильтрации сигнала, например, полосовым фильтром или фильтром верхних частот, и затем передается на вычислительный блок 3. Соответствующий шум 12, который возникает во время очистки соответствующего фильтра 1, 31, при этом улавливается с помощью обоих акустических датчиков 2, 32 для регистрации распространяющегося по воздуху звука. Очистка соответствующего фильтра 1, 31 в конечном итоге может распознаваться регистрацией соответствующего шума 12 посредством обоих акустических датчиков 2, 32.
Распознавание соответствующего шума 12 и очистки соответствующего фильтра 1, 31 основывается, в частности, на различной соответствующей продолжительности пробега звука 12 от места его поступления до соответствующего акустического датчика 2, 32. Для этого акустические датчики 2, 32 предпочтительно размещены надлежащим образом.
Тем самым соответствующий процесс очистки может распознаваться и, в частности, могут быть выявлены сбои в действии соответствующего процесса очистки. Кроме того, вычислительный блок 3 может быть рассчитано на то, чтобы определять состояние фильтра 1 или 31 и/или соответствующего клапана 5.
Кроме того, сигналы датчиков, состояние фильтра 1 и/или клапана 5 могут быть сохранены в запоминающем устройстве 7, благодаря чему может быть выполнено определение тенденции изменения соответствующего значения.
Для передачи сигналов или данных устройство 4 управления соединено как с соответствующим клапаном 5, так и с соответствующим акустическим датчиком 2 или 32, причем соответствующий акустический датчик 2 или 32 связан с электронным устройством 6 для фильтрации сигнала и вычислительным блоком 3, которое, в свою очередь, соединено с запоминающим устройством 7. При этом соответствующее соединение может быть выполнено в виде проводной, или беспроводной, или, соответственно, оптической связи
Фигура 4 показывает второй пример исполнения соответствующей изобретению установки. В отличие от первого примера исполнения, соответствующая изобретению установка во втором примере исполнения имеет звукоизолирующий кожух 14 и корпус 15. В корпусе 15 помещены оба фильтра 1, 31, а также оба акустических датчика 2, 32. В звукоизолирующем кожухе 14 находятся резервуар 13, соответствующий клапан 5, а также два дополнительных акустических датчика 2’, 32’ для регистрации распространяющегося по воздуху звука. При этом звукоизолирующий кожух 14 размещен снаружи корпуса 15.
Благодаря звукоизолирующему кожуху 14 акустические датчики 2’, 32’ акустически отгорожены от шумов снаружи звукоизолирующего кожуха 14, так что во время процесса очистки создаваемые соответствующим клапаном 5 шумы особенно надежно могут быть зарегистрированы акустическими датчиками 2’, 32’. В частности, акустические датчики 2, 32 акустически изолированы звукоизолирующим кожухом 14 от соответствующего клапана 5. В дополнение, акустические датчики 2, 32 акустически изолированы корпусом 15 от других шумовых помех снаружи корпуса 15, так что они могут надежно улавливать шумы соответствующего фильтра 1, 31 при его очистке.
Фигура 5 показывает примерную кривую изменения во времени сигнала двух акустических датчиков для регистрации распространяющегося по воздуху звука. По оси абсцисс нанесено время, и по оси ординат нанесена зависимая от времени амплитуда 8 первого сигнала 16 и второго сигнала 17. При этом соответствующий сигнал 16, 17 происходит от двух акустических датчиков, в частности, тех, которые приведены в примерах исполнения соответствующей изобретению установки.
В момент времени ti и, соответственно, t2 первый сигнал 16 и второй сигнал 17 имеют максимальное значение, которое показывает амплитуду шума и то, что соответственно относящийся к этому акустический датчик распознавал шум. Из разности δt2,i=t2 – ti можно сделать вывод о месте поступления шума, благодаря чему, в частности, может отслеживаться процесс очистки одного из фильтров в примере исполнения соответствующей изобретению установки.
Фигура 6 показывает схематическое изображение третьего примера исполнения соответствующей изобретению установки. В установке размещены многочисленные акустические датчики 2, 32, 42 для регистрации распространяющегося по воздуху звука, причем установка имеет многочисленные секции 18, которые в каждом случае состоят из двух камер 19. В каждой из камер 19 в каждом случае размещен один фильтр, который может быть выполнен, как представлено, например, в Фигуре 1.
С помощью акустических датчиков 2, 32, 42 может быть достоверно распознана успешная очистка одного из фильтров установки. Акустические датчики 2, 32, 42 предпочтительно размещены надлежащим для этого образом.
В порядке обобщения, изобретение относится к способу распознавания процесса очистки установки с размещенными пространственно смещенными относительно друг друга фильтрами, причем первый, содержащий твердые частицы газ может пропускаться по первому направлению течения через соответствующий фильтр, и с помощью соответствующего фильтра может быть профильтрован, причем для очистки соответствующего фильтра второй газ может пропускаться через соответствующий фильтр в направлении течения, противоположном первому направлению течения. Кроме того, изобретение относится к системе распознавания процесса очистки установки с размещенными пространственно смещенными относительно друг друга фильтрами для фильтрации первого, имеющего твердые частицы газа, и к установке такого рода. Чтобы иметь возможность экономично и достоверно распознавать процесс очистки установки указанного вначале типа, предлагается, что посредством размещенных с пространственным смещением относительно друг друга акустических датчиков для регистрации распространяющегося по воздуху звука регистрируется соответствующий шум, который возникает во время очистки соответствующего фильтра, причем очистка соответствующего фильтра распознается путем регистрации соответствующего шума с помощью по меньшей мере двух из акустических датчиков. Кроме того, предлагается система, причем первый, имеющий твердые частицы газ может пропускаться по первому направлению течения через соответствующий фильтр, и посредством соответствующего фильтра может быть профильтрован, причем для очистки соответствующего фильтра второй газ может быть пропущен через соответствующий фильтр в направлении течения, обратном первому направлению течения, причем система имеет размещенные с пространственным смещением относительно друг друга акустические датчики для регистрации распространяющегося по воздуху звука, с помощью которых может быть зарегистрирован шум, который возникает во время очистки соответствующего фильтра, и вычислительный блок, с помощью которого может распознаваться очистка соответствующего фильтра в результате регистрации соответствующего шума посредством по меньшей мере двух акустических датчиков. Наконец, предлагается установка, которая имеет такого рода систему и размещенные с пространственным смещением относительно друг друга фильтры, через которые может пропускаться первый газ, и с помощью которых первый газ может быть профильтрован, причем для очистки соответствующего фильтра второй газ может быть пропущен через соответствующий фильтр в направлении течения, обратном первому направлению течения.
1. Способ распознавания процесса очистки установки с фильтрами (1, 31), размещенными с пространственным смещением относительно друг друга,
причем первый, содержащий твердые частицы (20) газ (21) пропускают по первому направлению (10) течения через соответствующий фильтр (1, 31) и посредством соответствующего фильтра (1, 31) фильтруют,
причем для очистки соответствующего фильтра (1, 31) второй газ (22) пропускают через соответствующий фильтр (1, 31) в направлении (11) течения, обратном первому направлению (10) течения,
отличающийся тем, что
с помощью размещенных с пространственным смещением относительно друг друга акустических датчиков (2, 32, 2’, 32’, 42) для регистрации распространяющегося по воздуху звука регистрируют соответствующий шум (12), который возникает во время очистки соответствующего фильтра (1, 31),
причем очистку соответствующего фильтра (1, 31) распознают путем регистрации соответствующего шума (12) с помощью по меньшей мере двух из акустических датчиков (2, 32, 2’, 32’, 42), причем сравнением соответствующего момента времени поступления соответствующего шума (12) по меньшей мере в два, предпочтительно три или более акустических датчика (2, 32, 2’, 32’, 42) определяют по меньшей мере один разностный интервал, предпочтительно два или более разностных интервала,
причем соответствующий определенный разностный интервал сравнивают с соответствующим сохраненным в памяти разностным интервалом.
2. Способ по п. 1,
причем для определения соответствующего момента времени поступления соответствующего шума (12) соответствующим акустическим датчиком (2, 32, 2’, 32’, 42) определяют момент времени максимальной амплитуды шума.
3. Способ по п.1,
причем соответствующий зарегистрированный шум (12) анализируют с помощью преобразования Фурье.
4. Способ по п.3,
причем выдают первое сообщение, если энергия соответствующего зарегистрированного шума (12) в пределах задаваемой первой полосы частот превышает задаваемое первое значение или соответственно не достигает его.
5. Способ по п. 3 или 4,
причем выдают второе сообщение, если отношение энергии соответствующего зарегистрированного шума (12) в пределах задаваемой второй полосы частот к энергии соответствующего зарегистрированного шума (12) за пределами задаваемой второй полосы частот превышает задаваемое второе значение или соответственно не достигает его.
6. Способ по п.1,
причем соответствующий зарегистрированный шум (12) фильтруют с помощью фильтра верхних частот.
7. Способ по п.1,
причем предусмотрен звукоизолирующий кожух (14), в котором размещен соответствующий акустический датчик (2’, 32’) и в котором располагают соответствующий клапан (5), с помощью которого второй газ (22) пропускают через соответствующий фильтр (1, 31) в направлении (11) течения, обратном первому направлению течения.
8. Способ по п.7,
причем соответствующий акустический датчик (2, 32, 2’, 32’, 42) создает сигнал датчика,
причем сигнал датчика передают в вычислительный блок (3),
причем вычислительный блок (3) путем сравнения сигнала датчика с эталонным сигналом датчика определяет состояние по меньшей мере одного фильтра (1, 31) и/или по меньшей мере одного клапана (5).
9. Система распознавания процесса очистки установки с фильтрами (1, 31), размещенными с пространственным смещением относительно друг друга,
причем первый, содержащий твердые частицы (20) газ (21) пропускается через соответствующий фильтр (1, 31) с первым направлением (10) течения и с помощью соответствующего фильтра (1, 31) фильтруется,
причем для очистки соответствующего фильтра (1, 31) второй газ (22) пропускается через соответствующий фильтр (1, 31) в направлении (11) течения, обратном первому направлению течения,
причем система имеет
размещенные с пространственным смещением относительно друг друга акустические датчики (2, 32, 2’, 32’, 42) для регистрации распространяющегося по воздуху звука, с помощью которых регистрируется шум (12), который возникает во время очистки соответствующего фильтра (1, 31), и
вычислительный блок (3), с помощью которого распознается очистка соответствующего фильтра (1, 31) в результате регистрации соответствующего шума (12) посредством по меньшей мере двух из акустических датчиков (2, 32, 2’, 32’, 42),
причем
сравнением соответствующего момента времени поступления соответствующего шума (12) по меньшей мере в два, предпочтительно три или более акустических датчика (2, 32, 2’, 32’, 42) определяется по меньшей мере один разностный интервал, предпочтительно два или более разностных интервала,
причем соответствующий определенный разностный интервал сравнивается с соответствующим сохраненным в памяти разностным интервалом.
10. Система по п.9,
причем система имеет звукоизолирующий кожух (14), в котором размещен соответствующий акустический датчик (2’, 32’) и который выполнен с возможностью размещения соответствующего клапана (5), с помощью которого второй газ (22) пропускается через соответствующий фильтр (1, 31) в направлении (11) течения, обратном первому направлению течения.
11. Установка для фильтрации первого, содержащего твердые частицы (20) газа (21), имеющая
размещенные с пространственным смещением относительно друг друга фильтры (1, 31), через которые пропускается первый газ (21) и с помощью которых первый газ (21) фильтруется,
причем для очистки соответствующего фильтра (1, 31) через соответствующий фильтр (1, 31) пропускается поток по направлению (11), и
систему по п. 9 или 10.
12. Установка по п. 11 с системой по п.10,
причем установка имеет соответствующий размещенный в звукоизолирующем кожухе (14) клапан (5), посредством которого второй газ (22) пропускается через соответствующий фильтр (1, 31) в направлении (11) течения, обратном первому направлению течения.
