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Fliehkraftabscheider
Die Erfindung betrifft Fliehkraftabscheider, sogenannte "Zyklone", die zur Abscheidung von festen oder flüssigen Beimengungen aus Gasen oder Dämpfen durch die Einwirkung von Fliehkräften dienen. Bei der üblichen bekannten Bauart solcher Abscheider tritt das zu reinigende Gas tangential in eine Schleuderkammer mit stehender oder liegender Achse und im allgemeinen kreisförmiger oder spiraliger Begrenzung des achs- normalen Querschnitts. Unter der Wirkung der Fliehkräfte streben die Teilchen des Aus- scheidegutes aus dem rasch umlaufenden Gas-
Staubgemisch an die Schleuderkammerwand, wo sie infolge ihres Eigengewichts oder unter- stützt durch Sekundärströmungen einem an die
Schleuderkammer anschliessenden Staubsammelraum zugeführt werden.
Als Staubsammler dient in der Regel entweder unmittelbar eine koaxiale konische Verlängerung der Schleuderkammer oder ein beliebig gestalteter Bunker, in den eine solche konische Verlängerung der zylindrischen Schleuderkammer überleitet.
Die Übergangsstelle der zylindrischen Schleuderkammer in die konische Verlängerung, d. h. die Profilknickstelle, ist eine sowohl für den Wirkungsgrad des Zyklons, wie für seine Betriebssicherheit besonders gefährliche Stelle, gleichgültig, ob dort das Profil einen scharfen Bruch oder einen stetigen gekrümmten Übergang der Zylindermantellinie in die Kegelmantellinie aufweist.
Die Resultierende aller an einem Staubteilchen angreifenden Kräfte, z. B. des Eigengewichts, der Fliehkraft, der Reibung-und Schleppkräfte, kann sich bei gewissen Betriebszuständen an dieser Profilknickstelle nach Grösse und Richtung so einstellen, dass das betreffende Teilchen zunächst keinen Ausweg aus dem Knickwinkel findet, sondern in diesem dauernd kreist. Rasch entsteht dann in diesem Winkelraum eine kreisende Staubwalze, ein sogenanntes Staubkarussell, das aber nach hinreichender Sättigung in gewissen Intervallen immer wieder zusammenbricht und seine Staubladung dabei wohl teilweise an den konisch verjüngten Raum, teilweise aber auch an das abziehende Gas abgibt und derart zur Verschlechterung des Zyklonwirkungsgrades führt.
Ausserdem wird die Betriebssicherheit des Zyklons durch ein solches Staubkarussell sehr beeinträchtigt, weil der im Winkelraum dauernd kreisende Staub schmirgelnd wirkt und je nach seinen und der Wand physikalischen Eigenschaften zu mehr oder weniger rasch verlaufendem Verschleiss der Wandung führt, also zu immer wiederkehrenden Ausbesserungen und Auswechslungen zwingt.
Erfindungsgemäss werden solche nachteilige
Erscheinungen an einwärts geknickten Zyklonprofilstellen dadurch behoben, dass die Schleuderkammer bzw. deren axiale Verlängerung an den Profilknickstellen, also beispielsweise an der Übergangsstelle vom zylindrischen Schleuderkammerteil zu seiner axialen konischen Verlängerung, durch eine im wesentlichen achsnormale Wand abgeschlossen wird, die am Rand eine oder mehrere Öffnungen aufweist, deren Wirkung noch durch eine mittige Öffnung verstärkt werden kann.
Die an die Profilknickstelle kommenden Teilchen des Ausscheidegutes werden dadurch von einem kräftigen aus der
Schleuderkammer abzweigenden Teilstrom erfasst und dem konischen Raum, der nun die Rolle eines Absetzraumes übernimmt, zugeführt, aus dem dann der Teilstrom an einer verhältnismässig unbedenklichen Stelle in den Hauptstrom der Schleuderkammer zurückkehrt. Als Transportgefälle für den Teilstrom wird dabei der Druckunterschied zwischen Schleuderkammerwand und Schleuderkammerachse oder der Druckunterschied an den einzelnen Stellen des Randes ausgenutzt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt den Abscheider in Ansicht, teilweise im Schnitt, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie Il-Il der Fig. 1.
In die zylindrische Schleuderkammer 1 des Zyklons tritt das Gas-Staubgemisch gemäss den Pfeilen 2 tangential ein. Das mehr oder weniger gereinigte Gas verlässt die Kammer 1 wieder entsprechend den Pfeilen 3 durch eine mittige, oft als Tauchrohr ausgebildete kreisförmige Austrittsöffnung 4. Das an die Schleuderkammerwand gewanderte Ausscheidungsgut sammelt sich in dem konischen Ansatz 5 der Schleuderkammer 1 und wird von hier durch ein beliebiges Auslassorgan, z. B. durch die Klappe 6, in den Bunker 7 zu weiterer Verwendung abgegeben.
In der Ebene der Profilknickstelle 8 oder in der
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Profilknickstelle 8 durch 12 entweichende Ausscheidegut.
Durch den Einbau der Wand 10 wird mit Sicherheit verhindert, dass sich an der Übergangsstelle 8 vom zylindrischen zum konischen Zyklonprofil Staub ansammelt. Alle dort ankommenden Teilchen werden vielmehr beim ersten Vorübergang an der Austrittsstelle 12 kräftig in den Raum 5 hineingezogen, wo sie grösstenteils zur Ruhe kommen. Die wenigen durch 13 zurück- kehrenden Teilchen geraten in der Kammer 1 in bekannter Weise in das Fliehkraftfeld und wieder an die Wand dieser Kammer, d. h. erneut vor die Öffnung 12.