Vorrichtung zum Ausscheiden von festen Bestandteilen aus gasförmigen Medien. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausscheiden von festen Bestandteilen aus gasförmigen Medien in wenigstens einem vertikalen, zylindrischen Gefäss, in dessen obern Teil das durch eine Maschine bewegte Gemisch tangential derart eingeführt wird.
dass es sich in kreisender Bewegung dem Mantel des Gefässes entlang nach unten be wegt, wobei die festen Bestandteile des Ge- rnisches zum grössten Teil ausgeschleudert werden und von der Wand des Gefässes her ab in einen unten befindlichen Behälter fal len, während das von den festen Bestand teilen befreite gasförmige Medium im Innern des zylindrischen Gefässes um die Zylinder achse wirbelnd nach oben steigt und durch ein konzentrisches Rohr im obern Teil des Gefässes entweicht.
Bei den bisher bekannten Luftreinigungs- apparaten, bestehend aus einem obern zylin drischen Teil, einem untern konischen Ab schluss, der in ein Sammelgefäss mündet, einem zum zylindrischen Teil konzentrischen Rohr in der obern Decke des Apparates, das als Austrittsöffnung für die gereinigte Luft dient und einem tangential zum zylindrischen Teil angebrachten Eintrittsrohr für die zu be handelnde Luft, konnte lediglich eine Befrei ung von groben mechanischen Bestandteilen erreicht werden, soweit es sich nicht um Filter oder ähnliche Einrichtungen handelt,
die dafür andere bekannte Nachteile auf weisen.
Der Vorgang .der Luftentstaubung ist nämlich folgender: Durch das tangentiale Einblasen der zu behandelnden Luft in den Zylinder wird das Gemisch an der innern Zylinderwand in kreisende Bewegung ver setzt und .dabei werden die schweren Staub partikel an die Rohrwand geschleudert, wo sie hängen bleiben und von Zeit zu Zeit ab fallen oder abgeschüttelt, (abgeklopft) wer den. Die von Staub befreite Luft entweicht dann aus der nach aussen führenden -bffnung des Rohres.
Diese Einrichtungen haben aber bisher nur unvollkommen gearbeitet, weil die Voraussetzung für eine wirksame Kreisel bewegung der zu behandelnden Luft nicht er- füllt war. Man hatte, um die ganze Lei stung mit einem Gefäss zu bewältigen, den Gefässdurchmesser der Leistung an gepasst und kam so zu relativ niedrigen Vorrichtungen mit grossem Zylinderdurch messer.
Bei dieser Ausführung ist es aber nicht möglich, ein wirksames greisen des Luftstromes zu erzielen und die Folge da von ist, dass ein Teil der im Luftstrom krei senden Materialpartikel nicht aasgeschleudert wird und aasgeschleuderte, an der innern Rohrwand haftende Teilchen losgerissen und in den Luftstrom zurückgerissen werden. Die Entstaubung war also nur sehr unvoll kommen und die Einrichtung erfüllte ihren Zweck meist nicht in ausreichendem Masse.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, soll erfin dungsgemäss das zur Ausschleuderung der Verunreinigungen dienende zylindrische Ge fäss einen innern Durchmesser besitzen, der 400 mm nicht überschreitet. Ferner mass die Höhe dieses zylindrischen Gefässes das Fünf bis Fünfzigfache des Durchmessers betragen, damit die Wirkung eine vollkommene wird.
In der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 tritt das zu behandelnde gasförmige Medium bei A in ein. verhältnismässig langes zylin drisches Rohr B und wird infolge des tangen- tialen Eintrittes darin herumgewirbelt,
wobei das in dem gasförmigen Medium enthaltene Material infolge der Zentrifugalkraft an die Zylinderwand geschleudert und dort nach un ten in den Behälter C geleitet wird, der in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann. Das gereinigte gasförmige Medium wir belt radial.nach innen der Zylinderachse zu und bewegt sich dort mit derselben Wirbel bewegung nach oben und durch das Aus- trittsrohr D ins Freie.
Es ist nun berechnet und durch ausführliche Versuche bewiesen worden, :dass die Ausschleuderung des Mate rials umso stärker ist, je kleiner der Durch messers des Zylinders gewählt wird, und dass bei Überschreitung eines gewissen Zylinder durchmessers das Material aus dem Luftstrom nur teilweise aasgeschleudert werden kann. Ferner hat sich ergeben, dass die Höhe des Zylinders ein gewisses Mass - nicht unter schreiten darf,
damit nicht die nach innen ge richtete Radialgeschwindigkeit des Luft- oder Gaswirbels grösser wird als die Schwebege schwindigkeit des Materials in einem turbu lenten Luft- oder Gasstrom, und die Material teilchen in den nach oben gerichteten innern Wirbel gerissen werden, wodurch diese den Zylinder durch die obere Austrittsöffnung D verlassen.
Nach der Erfahrung wird eine praktisch vollkommene Ausscheidung von festen Be standteilen aus gasförmigen Medien in Zy lindern erreicht, die ein Verhältnis von Durchmesser zur Höhe besitzen, das zwi schen 1 : 50 und 1 : 5 liegt und deren Innen- durchmesser dabei den Betrag von 400 mm nicht überschreitet.
Durch eine solche Ausbildung der Zy linder kann eine grosse Ersparnis der An schaffungs- und Betriebskosten verglichen mit den entsprechenden Ausgaben für be kannte Filteranlagen erzielt werden. Die einfache Bauart erlaubt eine vielseitige An wendung, so dass auf manchen Gebieten durch Reinigung der Luft oder Gase grosse Materialersparnisse erzielt werden können.
Es ist möglich, jede beliebige Materialmenge auszuscheiden unter Beibehaltung desselben Abmessungsverhältnisses der Vorrichtung, indem zum Beispiel gemäss Fig. 2 oder 3 mehrere Zylinder parallel geschaltet werden. Dadurch entsteht der Vorteil, dass unab hängig von der Materialmenge der zur Aus scheidung erforderliche Gas- oder Luftdruck immer gleich dem in einem einzelnen Zylin der bleibt.
Ein weiterer Vorteil der Parallel schaltung ist die Möglichkeit, die Aufstel lung der Zylinder dem vorhandenen Raume anzupassen. Fernerhin. erlaubt sie eine voll kommene Unterteilung des Systemes, indem die einzelnen Zylinder immer gerade da an gebracht werden können, wo sie benötigt werden, zum Beispiel an bestimmten Ar beitsplätzen.
Durch eine Hintereinanderschaltung der einzelnen Apparate gemäss Fig. 4 ist es möglich, eine Sortierung der festen Bestand teile nach der Korngrösse zu erreichen.
Da die Grösse der ausgeschleuderten Teile vom Zylinderdurchmesser abhängig ist, wird in der Einheit mit dem grössten Durchmesser das gröbste Material und in den andern Ein heiten mit abnehmendem Durchmesser Ma terial von entsprechend grösserer Feinheit ausgeschleudert. Bei all diesen Schaltungen, ob parallel oder hintereinander, kann immer ein und dieselbe Saüg- oder Druckpumpe verwendet werden. Je nach der Wirtechaft- lichkeit der Anlage können aber auch die einzelnen Zylinder separat durch je eine Saug- oder Druckpumpe direkt gespiesen werden.
Gemäss Fig. 5 ist im untern Teil des Zy linders B ein Hohlkegel E mit der Spitze nach oben angeordnet, dessen Basis einen gewissen Abstand von der Zylinderwand B wahrt, so dass ein ringförmiger Spalt zwischen Zylinderwand und Kegelbasis entsteht. Dieser Kegel E bewirkt die Umkehr des äussern, abwärts gerichteten Wirbels nach innen und oben und verhindert dadurch, dass das in den Sammelbehälter C gelangte feste Material durch den innern Wirbel wieder nach oben und aus dem Behälter <I>B</I> hinausgerissen wird. Das im Behälter<I>B</I> ausgeschleuderte Material fällt durch den Spalt zwischen Kegelbasis und Wand des Be hälters in das Sammelgefäss C.
Zwecks Ausscheidung der in jedem festen Material bestimmter Korngrösse noch vorhan denen feinen Teilchen, denen der Durchmesser und die Höhe der Vorrichtung nicht angepasst sind, da. diese der normalen Korngrösse ent sprechen, wird gemäss Fig. 6 über dem Zylin der B der Vorrichtung ein für sich abge schlossener Raum F angeordnet, der mit dem Zylinder B durch das Rohr D verbunden ist. Ein von dort tangential abgehendes Rohr G wird an geeigneter Stelle in das tangentiale Eintrittsrohr A zurückgeführt, das in den Zylinder B mündet.
In der obern Decke des Raumes F befindet sich ein Austrittsrohr 1I. Die durch das Rohr D emporgewirbelten fein- sten Teilchen werden im Raume F ausge- schleudert, ohne von dem langsamer nach un ten fliessenden äussern Wirbel des Luft- oder Gasstromes im Zylinder B wieder erfasst und nach innen .gedrückt zu werden, da der Raum F von diesem Wirbel getrennt ist und jedes aus dem innern Wirbel des Rohres D heraus fliegende Teilchen sofort durch das Rohr G got,
und im Kreislauf dem gröberen a 'bgesau Material des durch Rohr A einströmenden Gemisches wieder zugefügt wird. Dadurch er halten die feinsten Teilchen Gelegenheit, sich mit Teilchen normaler Korngrösse zusammen zuballen und ausgeschieden zu werden.
Mittelst der Vorrichtung nach F'ig. 7 kön nen auch allerfeinste Teilchen ausgeschieden werden. Zu diesem Zweck wird im Raum F über das verlängerte Einmündungsrohr D eine Haube J gestülpt, um die dae nach aussen führende Rohr K in geringem Abstand ko- achsia1 angeordnet ist. Das tangential aus dem Raum F abgehende Rohr G führt zurück in -die Leitung A, die tangential in den Zy linder<I>B</I> mündet.
Die durch das Rohr<I>D</I> emporgewirbelten allerfeinsten Teilchen wer den durch die Haube J und den Zylinder K zu einer plötzlichen vertikalen Richtungs änderung .gezwungen, wobei sie infolge der ihnen innewohnenden kinetischen Energie an der Luftabführung des Zylinders g vorbei geschleudert und hierauf zwecks Wieder holung des Kreislaufes und Zusammenbal lung durch das Rohr G abgesaugt werden.
Der Kreislauf -des feinen Materials nach Fig. 6 oder 7 kann dabei entweder durch die die Luft oder Gasmasse bewegende Maschine (Ventilator, Kompressor oder Vakuumpumpe) hindurch gehen oder diese Maschine vermei den, .indem die Materialteilchen durch Injek- torwirkung in die Zufuhrleitung A einge saugt werden.
Device for separating solid components from gaseous media. The invention relates to a device for separating solid components from gaseous media in at least one vertical, cylindrical vessel, in the upper part of which the mixture moved by a machine is introduced tangentially in this way.
that it moves in a circular motion along the casing of the vessel downwards, the solid components of the mixture being for the most part flung out and falling from the wall of the vessel into a container below, while the solid components Components freed gaseous medium inside the cylindrical vessel swirls around the cylinder axis rises upwards and escapes through a concentric tube in the upper part of the vessel.
In the previously known air cleaning devices, consisting of an upper cylindrical part, a lower conical end that opens into a collecting vessel, a pipe concentric to the cylindrical part in the upper ceiling of the apparatus, which serves as an outlet for the purified air and an inlet pipe for the air to be treated, attached tangentially to the cylindrical part, it was only possible to remove coarse mechanical components, unless it is a matter of filters or similar devices,
which have other known disadvantages.
The process of air dedusting is as follows: By blowing the air to be treated tangentially into the cylinder, the mixture is set in circular motion on the inner cylinder wall and the heavy dust particles are thrown against the pipe wall, where they get stuck and fall off from time to time or be shaken off (knocked off). The air, which has been freed of dust, then escapes from the opening of the pipe leading to the outside.
However, these devices have so far only worked imperfectly because the prerequisite for effective gyroscopic movement of the air to be treated was not fulfilled. In order to cope with the entire power with one vessel, the vessel diameter had to be adapted to the power and thus relatively small devices with large cylinder diameters came about.
With this design, however, it is not possible to achieve effective control of the air flow and the consequence is that some of the material particles circling in the air flow are not thrown out and particles thrown out of the air, adhering to the inner pipe wall, are torn loose and drawn back into the air flow will. The dedusting was therefore only very incomplete and the facility mostly did not fulfill its purpose to a sufficient extent.
In order to avoid this disadvantage, according to the invention, the cylindrical vessel used for centrifuging the impurities should have an internal diameter which does not exceed 400 mm. Furthermore, the height of this cylindrical vessel was five to fifty times its diameter, so that the effect would be perfect.
In the drawing, some Ausfüh approximately examples of the subject invention are shown. In the device according to FIG. 1, the gaseous medium to be treated occurs at A in. relatively long cylindrical tube B and is swirled around due to the tangential entry,
the material contained in the gaseous medium being thrown against the cylinder wall as a result of the centrifugal force and there being passed downwards into the container C, which can be designed in a manner known per se. The cleaned gaseous medium is belted radially inwards towards the cylinder axis and moves there with the same vortex movement upwards and through the outlet pipe D to the outside.
It has now been calculated and proven through extensive tests: that the ejection of the material is greater the smaller the diameter of the cylinder is selected, and that when a certain cylinder diameter is exceeded, the material can only be partially thrown out of the air stream . Furthermore, it has been shown that the height of the cylinder must not fall below a certain level,
so that the inwardly directed radial speed of the air or gas vortex is not greater than the Schwebege speed of the material in a turbulent air or gas flow, and the material particles are torn in the upwardly directed inner vortex, causing them to pass through the cylinder Leave the upper outlet opening D.
Experience has shown that solid constituents are practically completely eliminated from gaseous media in cylinders with a diameter-to-height ratio of between 1:50 and 1: 5 and an inside diameter of 400 mm does not exceed.
With such a design of the cylinder, a large saving in acquisition and operating costs can be achieved compared with the corresponding expenditure for known filter systems. The simple design allows a versatile application, so that large material savings can be achieved in some areas by cleaning the air or gases.
It is possible to separate out any desired amount of material while maintaining the same dimensional ratio of the device, for example by connecting several cylinders in parallel according to FIG. 2 or 3. This has the advantage that, regardless of the amount of material, the gas or air pressure required for elimination always remains the same as that in a single cylinder.
Another advantage of the parallel connection is the possibility of adapting the arrangement of the cylinders to the available space. Furthermore. it allows a complete subdivision of the system in that the individual cylinders can always be placed where they are needed, for example at certain workplaces.
By connecting the individual devices in series according to FIG. 4, it is possible to sort the solid constituent parts according to the grain size.
Since the size of the ejected parts depends on the cylinder diameter, the coarsest material is thrown out in the unit with the largest diameter and material of correspondingly greater fineness is thrown out in the other units with decreasing diameter. With all these circuits, whether in parallel or in a row, one and the same suction or pressure pump can always be used. Depending on the efficiency of the system, however, the individual cylinders can also be fed separately by a suction or pressure pump.
According to FIG. 5, a hollow cone E is arranged with the tip upwards in the lower part of the cylinder B, the base of which maintains a certain distance from the cylinder wall B, so that an annular gap is created between the cylinder wall and the cone base. This cone E causes the outer, downwardly directed vortex to be reversed inwards and upwards and thereby prevents the solid material that has got into the collecting container C from being torn up again by the inner vortex and out of the container <I> B </I> . The material spun out in the container <I> B </I> falls through the gap between the cone base and the wall of the container into the collecting container C.
For the purpose of precipitating the grain size that is certain in each solid material, those fine particles to which the diameter and the height of the device are not adapted because. These correspond to the normal grain size ent, a space F closed for itself is arranged according to FIG. 6 over the cylinder B of the device, which is connected to the cylinder B through the pipe D. A pipe G going out tangentially from there is led back at a suitable point into the tangential inlet pipe A, which opens into the cylinder B.
In the upper ceiling of the room F there is an outlet pipe 1I. The finest particles whirled up through the pipe D are thrown out in the space F without being captured again by the slower downward-flowing outer eddy of the air or gas flow in the cylinder B and pushed inwards, since the space F is separated from this vortex and every particle flying out of the inner vortex of pipe D immediately got through pipe G,
and in the circuit the coarser a 'bgesau material of the mixture flowing in through pipe A is added again. As a result, the finest particles have the opportunity to agglomerate with particles of normal grain size and be eliminated.
By means of the device according to FIG. 7 even the finest particles can be eliminated. For this purpose, a hood J is put over the elongated confluence pipe D in space F, around which the pipe K leading to the outside is arranged at a small distance. The pipe G going tangentially out of the space F leads back into the line A, which opens tangentially into the cylinder <I> B </I>.
The very finest particles whirled up through the pipe <I> D </I> are forced to a sudden vertical change of direction by the hood J and the cylinder K, being thrown past the air outlet of the cylinder g due to their inherent kinetic energy and then sucked through the pipe G for the purpose of repetition of the circuit and coalescence.
The circuit of the fine material according to FIG. 6 or 7 can either go through the machine (fan, compressor or vacuum pump) moving the air or gas mass or avoid this machine by injecting the material particles into supply line A be sucked in.