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Verfahren und Vorrichtung zur Trennung physikalischer Gemische.
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des in der österr. Patentschrift Nr. 145188 geschützen Verfahrens zur Trennung physikalischer Gemische mit tropfbar flüssigem oder gasförmigem Gemischträger, bei welchem das Gemisch als gerader, um seine Achse sieh drehender Strahl durch ein feststehendes Gehäuse hindurchgeführt wird, sowie Vorrichtungen zur Ausführung dieses erweiterten Verfahrens.
Bei jenem Verfahren sowie bei den entsprechenden Vorrichtungen wird eine eingeleitete Umfangsgeschwindigkeit vu des Gemisches zunächst dadurch gesteigert, dass das umlaufende Gemisch näher an die Umdrehungsachse herangeführt wird, wobei v" gemäss dem als Flächensatz bekannten Gesetz der Mechanik (Satz vom konstanten Drall) im umgekehrten Verhältnis zum Abstand von der Umdrehungs-
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für die spezifisch schweren Teilchen, den Strahl zu verlassen.
Dabei kann es geschehen, dass einzelne Teilchen des auszuseheidenden Gutes die notwendige Annäherung an die Umdrehungsachse nicht mitmachen, nämlich jene Teilchen, bei denen die Resultierende aus allen angreifenden Kräften, wie Fliehkraft, Schleppkraft, Bahndruck, Reibung, Eigengewicht, tangential oder nach aussen gerichtet ist. Die Folge davon ist eine Anreicherung des Gemisches in der Wandnähe und-da diese Teilchen ständig herumwirbeln-eine Erhöhung der Energieverluste und eine Verschlechterung des Ausscheidegrades.
Zur Vermeidung dieser Mängel wird gemäss der Erfindung die der Erzeugung einer Potentialumlaufströmung des Gemisches dienende Einlaufkammer mit einer zweiten, an der Trennwand mit Öffnungen versehenen Kammer ganz oder teilweise umgeben, wobei an beiden Seiten der Trennung- wand gleicher oder annähernd gleicher Druck gehalten wird. Die Öffnungen in der Trennwand der beiden Kammern können sich hiebei schlitzartig oder beliebig anders gestaltet bis zur zentralen Austrittsöffnung aus der Einlaufkammer erstrecken.
Der Austritt der schwereren Teilchen aus dem Gemisch erfolgt nun nicht nur hinter der zentralen Austrittsöffnung aus der Einlaufkammer, d. h. aus dem mehr oder weniger stark eingeschnürten Strahl, sondern schon während der Strahlbildung in der Einlaufkammer, u. zw. erfolgt der Austritt durch die Öffnungen in der Trennwand zwischen den beiden Kammern nach der äusseren Absetzkammer, aus welcher das abgeschiedene Gut in Pausen oder durch eine beliebige bekannte Austragvorrichtung auch fortlaufend abgezogen werden kann.
Es sind Fliehkraftabscheider bekannt, bei denen ebenfalls eine Schleuderkammer mit kreisförmigem oder spiralförmigem Querschnitt von einer konzentrischen oder exzentrischen Absetzkammer umgeben ist und mit dieser durch Öffnungen in der Trennwand beider Kammern in Verbindung steht.
In der Einlauf (Schleuder-) kammer dieser Fliehkraftabscheider wird aber, wie aus ihrer Bauweise klar hervorgeht, eine dem Flächensatz angepasste, d. h. der Potentialströmung bis an die zentrale Austritts- öffnung aus der Einlaufkammer heran möglichst nahe kommende Umlaufströmung weder angestrebt noch erreicht. Die Strömung ist vielmehr stark durchwirbelt und von Querströmungen durchzogen und besitzt keine solche geringsten Arbeitsaufwandes, wie die in der vorliegenden Erfindung verweitete angenäherte Potentialströmung.
In anderen Fliehkraftabscheidern mit einer Einlaufkammer und einer aussenliegenden Absetzkammer wird absichtlich eine Flüssigkeitsströmung-also nicht nur ein Austritt des Siehtgutes dureh
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die Verbindungsöffnungen beider Kammern hervorgerufen, um das auszuscheidende Gut durch solche die Umlaufströmung radial durchsetzende Querströmungen mit Sicherheit auszutragen. Als Folge hievon besteht für die auszuscheidenden Gemisehteilchen, insbesondere für die kleinen und kleinsten Teilchen, die Gefahr, dass sie auf ihrem Weg aus dem Innern der Schleuderkammer an die Schleuderkammerwand oder in der Absetzkammer, immer wieder von unberechenbare Querströmungen erfasst, abgelenkt und schliesslich in den Bereich des abziehenden Flüssigkeitsstromes gezogen werden, also nicht'ausgeschieden werden.
Im Gegensatz hiezu gelangen die Teilchen in einer Einlaufkammer gemäss der Erfindung, d. h. in einer Umlaufströmung gemäss dem-Flächensatz, ungestört von Querströmungen und auf kürzestem Weg aus dem Innern, der Einlaufkammer an die Trennwand beider Kammern und schliesslich durch die Öffnungen dieser Trennwand zur Ausscheidung. Eine nennenswerte störende Strömung durch diese Öffnungen findet hiebei nicht statt, weil der Druck zu beiden Seiten der Trennwand gleichgehalten wird.
Der mangelhafte Ausscheidungsgrad von Fliehkraftabscheidern mit einer von der Potentialströmung stark abweichenden Strömung in der Einlaufkammer oder mit radialen Querströmungen zur Umlaufströmung ist aber auf diese Strömungen zurückzuführen und äussert sich dieser Fehler der bekannten Abscheider besonders dort, wo es sich um die Ausscheidung sehr fein zerteilten Gutes aus dem Gemisch handelt. Dagegen ergeben Sehleuderkammern, in denen die Umlaufströmung dem Flächensatz angepasst
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstandin beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt.
Fig. l zeigt einen Längsschnitt durch eine Einlaufkammer, Fig. 2 einen dazugehörige. n Querschnitt, Fig. 3 eine andere Ausführungsform im Längsschnitt, Fig. 4 eine Einzelheit hiezu ; die Fig. 5,6 und 7 zeigen im Längsschnitt und Querschnitt eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes. In allen Abbildungen sind gleiche Teile mit gleichen Buchstaben bezeichnet.
Die Einlaufkammer oder Schleuderkammer ist von einer zweiten Kammer A umgeben, und die Trennwand zwischen beiden Kammern ist mit schlitzartigen Öffnungen Si, 8"... verstehen, derart, dass zu beiden Seiten dieser Wand gleicher oder wenigstens annähernd gleicher Druck herrscht. Eine Wand Ii schliesst mit der Öffnung Oi an den feststehenden Gehäuseraum an, in dem nach dem Stammpatent Nr. 145188 die noch im Gemisch enthaltenen spezifisch schwereren Beimengungen den freien umlaufenden Gemischstrahl verlassen. An der Kammer A ist ein verschliessbarer Abzugsstutzen D vorgesehen, um das abgeschiedene Gut in Pausen oder fortlaufend abziehen zu können. Weiter bezeichnet 1 den Stutzen zum Eintritt des zu trennenden Gemisches.
Durch die Verbindungsöffnungen 8"S,... der beiden unter gleichem Druck stehenden Kammern und L stellt sich keine Strömung ein, es können aber die von der Fliehkraft an die Schleuderkammerwand gepressten Teilchen beim Vorübergang an diesen Öffnungen den Strahl verlassen, um sich in A abzusetzen.
In Fig. 3 ist im Schnitt eine andere Ausführungsform der Schleuderkammer dargestellt. Das durch den Stutzen 1 eintretende Gemisch wird durch die Leitschaufeln L in Drehung versetzt ; die Form dieser Leitschaufeln geht aus Fig. 4, aus einem Schnitt nach der Linie x-x der Fig. 3 hervor. Die Schleuderkammer Ei ist wieder von der Absetzkammer A umgeben und steht mit dieser durch schlitzartige Öff-
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kammer oder Gehäusezelle bezeichnet, durch die das vorgereinigte Gemisch gemäss des Stammpatentes
Nr. 145188 als freier umlaufender Strahl durch die zentrale Öffnung 0] hindurchgeleitet wird.
Die Fig. 5.6 und 7 zeigen im Längsschnitt und Querschnitt eine andere Ausführungsform, bei der zwei Sehleuderkammern E1 und E2 hintereinandergeschaltet und von getrennten Absetzkammern A, und A2 umgeben sind. Das bei Oi aus der Kammer austretende vorgereinigte Gemisch gelangt un- mittelbar in die zweite Schleuderkammer E, gegebenenfalls in weitere ähnlich gebaute Schleuderkammern, und wird erst aus der letzten Kammer, im vorliegenden Fall bei02, seiner weiteren Verwendung, Reinigung gemäss dem Stammpatent Nr. 145188, zugeführt. Dabei bedarf es beim Übergang von einer Kammer E in die folgende keines neuen Drehimpulses für das Gemisch, da der Drall der Strömung annähernd erhalten bleibt.
Die Öffnungen Si, ... können in allen Fällen beliebig gestaltet und, in der Richtung der Um- drehungsachse gesehen, beliebig verteilt sein bzw. bis dicht an die Austrittsöffnung aus der Schleuder- kammer Oi, Os... heranreichen, sofern nur keine nennenswerte Druckunterschiede zwischen einzelnen Öffnungen bzw. zwischen einzelnen Stellen einer und derselben Öffnung entstehen.
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