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Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen von Gasen, Luft, Dämpfen od. dgl.
Es sind Gaswascher bekannt, bei welchen Kegelflächen so eng aneinandergereiht sind, dass sich bei Zuführung von Waschflüssigkeit, wenn der Wascher in Bewegung ist, Flüssigkeitsschleier bilden, durch welche die Gase zwecks Reinigung od. dgl. hindurchtreten müssen. Um diese Flüssigkeitsschleier zu erreichen, müssen die Kegelflächen der aufeinanderfolgenden Scheiben ineinandergreifen oder mindestens so weit voneinander abstehen, dass die Kanten der aufeinanderfolgenden Kegelflächen in einer Ebene liegen. Diese für die Flüssigkeitsschleierbildung notwendige enge Aneinanderreihung hat den Nachteil, dass sieh leicht Inkrustationen bilden.
Es hat sieh nun durch Versuche gezeigt, dass die Reinigungswirkung bei diesen Apparaten auch dann noch erhalten bleibt, wenn der Abstand der Scheiben grösser gewählt wird, so dass keine Flüssigkeitsschleier sich bilden und somit die Reinigung nicht infolge der Durchquerung von Flüssigkeitsschleiern geschieht.
Die Reinigung erfolgt hiebei in der Weise, dass die rotierenden Kegelflächen als Zentrifugenwände wirken, auf welche die Waschflüssigkeit und die Staubteilchen gedrängt werden, wobei also der Staub od. dgl. vom leichteren Gase, Luft od. dgl. sich ausscheidet und von der an die Zentrifugenwand gedrängten Flüssigkeit hinweggeführt wird.
Auf Grund dieser Erkenntnis ergibt sich das vorliegende Verfahren zum Reinigen von Gasen, bei welchem durch die Zentrifugenwirkung rotierender, aneinandergereihter Seheiben von beliebiger Gestalt die Waschflüssigkeit und die Staubteilchen, Teerteilchen od. dgl. gemäss der Verschiedenheit des spezifischen Gewichtes ohne Benutzung von Flüssigkeitsschleiern auf die Zentrifugenwände gedrängt werden, so dass das leichtere Gas von den Verunreinigungen befreit wird.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Reinigung von Gasen, Luft oder Dämpfen usw. unterscheidet sich also von den bekannten Verfahren und Vorrichtungen, bei denen die Gase, Luft oder Dämpfe durch rotierende Flügel od. dgl. in oder über eine mit Flüssigkeit bespülte, stillstehende Fläche gedrückt werden, dadurch, dass bei dem vorliegenden Verfahren auf dem Prinzip der Zentrifugenwirkung gearbeitet wird, d. h. die eigentliche Waschfläche selbst schnell rotiert und durch die dadurch erzeugte Zentrifugenwirkung werden die aus dem Gase, Luft oder Dämpfen usw. zu entfernenden Bestandteile von den schnell rotierenden Waschflächen zurückgehalten und somit aus den Gasen, Luft oder Dämpfen usw. ausgeschieden.
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von rotierenden Seheiben oder Tellern mit konzentrischen Wellen beliebigen Querschnittes in Abständen nebeneinander angeordnet sind.
Im Gegensatz zu den eingangs erwähnten bekannten Gaswäschern sind die Teller bzw. Scheiben hiebei aber nicht so eng aneinandergereiht wie dies für die Flüssigkeitsschleierbildung erforderlich ist. Der grössere Abstand bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass durch
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den Apparat geleitet werden kann und der Kraftbedarf geringer ist. Wie ferner die Praxis gezeigt hat, ist auch die Inkrustationsgefahr bei der Anordnung der Teller nach der vorliegenden Erfindung wesentlich geringer als bei den eingangs erwähnten, engteiligen Gaswäschern mit Schleierbildung.
In der Zeichnung ist eine Anzahl von Ausführungsformen solcher Vorrichtungen in den Fig. 1-20 zur Darstellung gebracht.
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In Fig. 1 der Zeichnung zeigen die Pfeile a, wie die Waschflüssigkeit und die Staubteilchen an die Zentrifugenwand durch die Rotation gedrängt werden ; die kräftig gezeichneten Punkte b stellen z. B. die schwerere, zuerst an die Zentrifugenwand gedrängte Waschflüssigkeit dar, die schwächer gezeichneten Punkte c sind die spezifisch leichteren, auf die Waschflüssigkeit b gedrängten Staubteilchen od. dgl. ; d ist das leichtere, durch die Zentrifugenwirkung von den Staubteilchen befreite Gas.
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zur Ausübung des vorliegenden Verfahrens dargestellt, wobei z. B.
Scheiben oder Teller mit konzentrischen Wellen auf Bolzen e so in Abständen aneinander gereiht sind, dass die Berge und die Täler der Wellen je gegeneinanderstehen, wodurch auf eine Querschnittserweiterung der Zwischenräume zwischen den Scheiben oder Tellern jeweils eine Querschnittsverengung folgt. Bei dieser Vorrichtung wird die Reinigungswirkung dadurch noch begünstigt und intensiver gestaltet, dass der Gasstrom zwischen zwei gegeneinanderstehenden Flächen wiederholt zusammengedrückt und entspannt wird.
In der genannten Fig. 2 sind die Entspannungsräume mit bezeichnet ; die sich verengenden Räume g, in denen die Gase wieder zusammengedrückt werden, bilden sich zwischen den Flächen h, auf welchen die spezifisch schwereren Staubteilchen infolge der Rotation niedergeschlagen und von der sich an den Flächen bildenden und über dieselben hinweggleitenden Flüssigkeitsschicht fortgespült werden.
Die Zentrifugenwirkung der rotierenden Flächen auf die in dem Gas, in der Luft oder in den Dämpfen enthaltenen Bestandteile wird mehrmals wiederholt und nach aussen gegen den Tellerumfang, infolge der grösseren Umfangsgeschwindigkeit der Zentrifugenflächen, immer intensiver, so dass auch die feinsten im Gas, in der Luft oder in Dämpfen enthaltenen Teilchen ausgeschleudert werden, wobei das zu reinigende Gas usw. zusammen im Gleichstrom mit der Waschflüssigkeit von innen nach aussen geht.
Das zu reinigende Gas usw. kann aber auch im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit geführt werden, wobei also das Gas von aussen nach innen und die Waschflüssigkeit von innen nach aussen geführt und eine intensive Wirkung dadurch erzielt wird, dass reinste Waschflüssigkeit mit reinstem Gas und schmutzigste Waschflüssigkeit mit schmutzigstem Gas bzw. kalte Waschflüssigkeit mit gekühltem Gas und angewärmte Waschflüssigkeit mit warmem Gas in Berührung gebracht wird.
Das gleiche Verfahren kann auch mit Gaswaschern mit um eine waagrechte Welle rotierenden Scheiben ausgeführt werden, die aber nicht glatt, sondern mit Aufrauhungen, Erhöhungen, aufgesetzten oder ausgestanzten Lappen versehen sind. Auch hiedurch wird die Reibung an den Scheiben und die zentrifugierende Wirkung derselben vergrössert und damit eine bessere Reinigungswirkung erzielt. Ferner kann durch geeignete Anordnung der genannten Erhöhungen, Lappen od. dgl. ein grösserer Druck erzeugt bzw. die Förderung des Gases begünstigt werden.
Fig. 3-18 zeigen einige Ausführungsformen hievon.
Fig. 3 ist der Querschnitt durch einen Apparat mit den in Abständen aneinandergereihten Scheiben mit Ausstanzungslappen als Erhöhungen bzw. Aufrauhungen. Diese Ausstanzungen sind in Fig. 4 radial angeordnet, und in Fig. 5 sind diese Ausstanzungen zur Radialen schräg gestellt. Diese Ausstanzungen können beliebige Form haben ; sie können sowohl senkrecht zur Scheibenebene als auch schräg zur Scheibenebene stehen. Die Lappen i können auch aufgeschweisst, aufgenietet und sonstwie befestigt sein. Aufrauhungen der Scheiben erhält man auch dadurch, dass man Nieten oder Schrauben z. B. in konzentrischen Kreisen anordnet. Fig. 6 und Fig. 7 zeigen z. B. Schrauben mit zylindrischen Köpfen.
Die Schraubenköpfe und Muttern können ausser der dargestellten Form auch in einer beliebigen andern Form, z. B. Flügelform, ausgeführt sein.
Fig. 8 und 9 zeigen eine Vorrichtung, bei welcher die Zwischenstücke k, welche den Abstand zwischen den Scheiben halten, als Erhöhungen bzw. Aufrauhungen der Scheibenwände dienen. Diese Zwischenstücke können beispielsweise flügelartig (Fig. 9) ausgebildet sein.
In Fig. 10-13 ist eine weitere Ausführungsart mit nach beiden Seiten gleich ausgestanzten Scheiben dargestellt, wobei die Ausstanzungen so vorgesehen sind, dass die Lappen an der rechten Seite der einen
Scheibe zwischen die Lappen an der linken Seite der andern Scheibe zu stehen kommen. Die so entstehenden Lappenreihen haben die Form von unterbrochenen Flügeln (Linie A-A) und können entweder radial (Fig. 13) gerichtet oder mit beliebigem Eintrittswinkel in der Drehrichtung vor (Fig. 11) oder rückwärts (Fig. 12) gestellt sein, wodurch, je nach der Stellung, eine grössere Druckerzeugung oder eine grössere Förderung erzielbar ist.
Die Reinigungswirkung wird bei- dieser Anordnung dadurch wesentlich erhöht und begünstigt, dass beim Durchgang des Gases und Wassers durch die unterbrochenen Flügel der Gasstrom und Wasserstrom zwischen den einzelnen Lappen wiederholt unterteilt und dadurch eine intensivere Durchmischung erzielt wird.
Die in Abständen aneinandergereihten Scheiben müssen nicht voll ausgeführt sein, sondern können auch mit grösseren Aussparungen versehen bzw. es können die Scheiben aus radialen Blechstreifen gebildet sein, oder sie können aus einzelnen Blechringen bzw. Flacheisenringen od. dgl. bestehen. Fig. 14 und 15 zeigen eine Anordnung mit radialen Blechstreifen, und Fig. 16 zeigt eine Vorrichtung mit flügelartig gekrümmten Blechstreifen. Fig. 17 und 18 zeigen eine Vorrichtung, bei welcher die Scheiben aus einzelnen
Ringen, z. B. Flacheisenringen, bestehen. Wesentlich ist für diese Vorrichtungen Fig. 14-18, dass die Blechstreifen bzw. Ringe Ausstanzungslappen bzw. aufgesetzte Lappen od. dgl. bzw.
Aufrauhungen od. dgl. haben, und Fig. 15 und 17 zeigen die charakteristischen Merkmale der Fig. 3,6, 8 und 10, d. h. also
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scheibenartige Gebilde, die aneinandergereiht sind und die an ihren Flächen Aufrauhungen, Erhöhungen od. dgl. haben.
Diese Erhöhungen, Lappen od. dgl. wirken dabei ähnlich wie umlaufende Desintegratorflügel oder-stäbe, u. zw. insbesondere dann, wenn sie bei Verringerung der Zahl der Scheiben und dadurch bedingter Vergrösserung des Abstandes derselben weiter ausladend gemacht werden können, und wenn sie wie bei den Ausführungsformen Fig. 10-13 gegenseitig ineinandergreifen.
Die Wirkung all dieser Gaswascher kann dadurch noch erhöht werden, dass man den durchbrochenen Spritzkegel x (Fig. 2) aussen mit durchbrochenen Zerstäuberfliigeln y versieht, die entweder nach der Mantellinie des Spritzkegels oder schräg hiezu verlaufen. Hiedurch wird eine bessere Flüssigkeitsverteilung und ein intensiveres Ausspritzen erzielt. Solche Spritzkegel lassen sieh mit besonderem Vorteil bei den eben geschilderten Gaswaschern verwenden, bei welchen die Erhöhungen, Lappen od. dgl. desintegratorartig wirken, wie sie denn überhaupt auch bei Desintegrator-, insbesondere Stabdesintegratorgaswaschern Anwendung finden können.
Es hat sich ferner gezeigt, dass es nicht möglich ist, mit einer einfachen Verschraubung am Ende der Bolzen e, auf welche die kegelstumpf-oder wellenförmig gepressten Teller od. dgl. mit Hilfe von Abstandshaltern aufgereiht sind, ein gleichmässiges Aneinanderziehen der in Abständen nebeneinander sitzenden Teller od. dgl. zu erzielen, weil diese und die Abstandshalter nicht vollständig einander gleich sind und der Querschnitt der Teller und der Abstandshalter an den Press-und Anziehstellen nicht vollständig gleichmässig ist. Die Folge davon ist, dass die eine oder die andere Anziehstelle mehr oder weniger stark gepresst oder gedrückt ist. Da dies auch für die im Kreise stehenden Bolzen, z.
B. acht Bolzen, gilt, tritt eine Verwindung ein oder eine Achterbildung wie bei einem Fahrrad, und die weitere Folge ist, dass der Tellerrotor schlägt, weil er nicht ausbalanciert werden kann.
Man könnte sich nun in der Weise helfen, dass man den Tragbolzen seiner ganzen Länge nach mit einem Gewinde versieht ; aber diese Anordnung hat den Nachteil der raschen Abnutzung des Gewindes, da die einzelnen Befestigungsmuttern immer vom äussersten Ende bis nach innen hinein-und herausgeschraubt werden müssen. Auch ist das Zusammensetzen und Auseinandernehmen kostspielig.
Nach vorliegender Erfindung werden nun die Tragbolzen abwechselnd zylindrisch gedreht und abwechselnd mit Gewinde versehen, u. zw. nach aussen verjüngend, damit die den inneren Gewinden entsprechenden Muttern jeweils über die äusseren Gewinde und Zylinder hinweggehen können. Es folgt somit nach einem zylindrischen Stück ein abgesetztes Stück Gewinde mit einem kleineren Durchmesser und so fortgesetzt bis zum äusseren Ende ; und an diesem befindet sich ein abgesetztes Gewinde. Es werden also immer nur einige Teller durch einen Satz von Muttern zusammengehalten.
Diese Anordnung ist in Fig. 19 dargestellt, u. zw. ist 1 das innerste zylindrische Stück des Tragbolzens mit dem grössten Durchmesser, dann folgt das abgesetzte Gewindestück m mit dem kleineren Durchmesser, dann folgt das abgesetzte zylindrische Stück n wiederum mit einem kleineren Durchmesser usw. ; o sind die Abstandshalter mit zylindrischer Bohrung, während die Abstandshalter p als Befestigungsmuttern, also mit Gewinde, ausgebildet sind. Am Ende der Bolzen ist je ein Gewinde angebracht und durch die Mutter u wird das Ganze zusammengehalten. Zweckmässig ist es, Sicherungmuttern v anzuwenden.
Eine weitere Vereinfachung im Bau des Tellerrotors bzw. Befestigung der Teller erhält man dadurch, dass man unter Wegfall der sonst üblichen gusseisernen Tragringe die Tragbolzen !, m, n unmittelbar auf der Stahlgussscheibe q befestigt.
Diese Anordnung ist in Fig. 20 zu ersehen.
Der Tragbolzen ist hier in der Mitte mit dem Gewinde r versehen, das naturgemäss im Durchmesser grösser ist wie das innerste zylindrische Stück !. Dieses Gewinde grenzt auf der einen Seite an den Bund s. Auf der andern Seite wird eine Mutter t auf das Gewinde aufgesetzt und angezogen, wodurch der Tragbolzen an der Stahlgussscheibe befestigt wird.
Diese Befestigungsart ist wesentlich einfacher und billiger, da die bearbeiteten Tragringe und die Befestigung der Tragringe wegfällt.
Wenn man nun den Bund s und die Mutter t über die Stahlgussscheibenebene vorstehen lässt, wie in Fig. 20 gezeichnet, so ergibt sich weiters der Vorteil, dass sich zwischen dem innersten Teller und der Stahlgussscheibe ein Zwischenraum ergibt, der zur Durchspülung verwendet werden kann. Würde nämlich der letzte Teller unmittelbar an der Stahlgussscheibe anliegen, so kann es infolge der Ungleichmässigkeit der Teller vorkommen, dass im Umkreis der Aufliegestelle sich zwischen Stahlgussscheibe und Teller ein Spalt bildet, in welchen z. B. Waschteer hineingelangt und bei Stillstand erstarrt, so dass der Rotor schlägt.
Ist aber von vornherein zwischen Stahlgussscheibe und Teller ein Abstand vorgesehen, so ist durch die gleichmässige Durchspülung ein Ansetzen oder Inkrustieren nicht möglich.
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