CH647423A5

CH647423A5 - Zyklonabscheider mit saugwirkung.

Info

Publication number: CH647423A5
Application number: CH2776/80A
Authority: CH
Inventors: Felipe-Garces Salete
Original assignee: Salete Garces Felipe
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1985-01-31
Also published as: DE3012722C2; JPS5658553A; DK154477B; MX149498A; ES489908A0; DK154477C; DK90880A; IT8020474A0; IN153764B; IT1130015B; BR8002180A; GB2061133A; GB2061133B; AR221148A1; US4251243A; GB2064380B; DE3012722A1; JPS637823B2; GB2064380A; ES8101414A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider, insbesondere zum Verarbeiten von klebrigen Stoffen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Fliehkraft- oder Zyklonabscheider, allgemein auch als Zyklone bezeichnet, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ferner ist bekannt, dass der Wirkungsgrad dieser Art von Abscheidern für feste und gasförmige Stoffe unter Druck- und unter Saugwirkung praktisch gleich ist. Sie weisen gewöhnlich ein oberes zylindrisches Gehäuseteil auf, an das sich nach unten ein unteres kegelstumpfförmiges Gehäuseteil als Staubsammelbehälter anschliesst. Das obere, zylindrische Gehäuseteil hat einen tangentialen Einlass für das zu trennende Gemisch aus Gas oder Feststoff und ein vertikales Tauchrohr als Gasauslass. Das kegelstumpfförmi-

ge untere Gehäuseteil weist eine untere Öffnung auf, die als Auslass für die abgeschiedenen Feststoffe dient.

Bei Zyklonabscheidern mit Saugwirkung ist im allgemeinen eine Ausführungsform bevorzugt worden, bei der auch das obere Gehäuseteil kegelstumpfförmig gestaltet ist, wobei die Öffnung von grösserem Durchmesser nach unten weist, und ein unteres Gehäuseteil von grösserer Konizität unmittelbar an es angeschlossen ist, um mit dem oberen konischen Gehäuseteil eine durchgehende Fläche zu bilden. Der Einlass für das Gemisch aus Gas und Feststoffen ist ebenfalls tangential an der Wand des schwach konischen, nach unten divergierenden, kegelstumpfförmigen oberen Gehäuseteils angeordnet. Das Auslassrohr für Gase, das bei dieser Ausführungsform unter Saugwirkung steht, ist vertikal am oberen Deckel des oberen kegelstumpfförmigen Gehäuseteils angeordnet.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Zyklonabscheider scheiden selbstverständlich in einem Gas mitgeführte Feststoffe verschiedener Teilchengrössen mit vernünftigem Wirkungsgrad ab, zeigen jedoch schwerwiegende Nachteile, wenn die abzuscheidenden Stoffe fetthaltig sind oder andere Eigenschaften haben, durch welche die Teilchen klebrig werden, insofern als diese Teilchen, selbst wenn sie nicht dazu neigen, an der nach unten divergierenden konischen Innenfläche im oberen Gehäuseteil von Zyklonabscheidern mit Saugwirkung anzuhaften, doch leicht in den Ecken zurückgehalten werden, die an der Verbindungsstelle zwischen den oberen und unteren kegelstumpfförmigen Gehäuseteilen gebildet sind, und sie auch dazu neigen, an der gesamten Fläche des unteren kegelstumpfförmigen Gehäuseteils anzuhaften, insofern als dieses Gehäuseteil nach unten konvergiert und eine Innenfläche hat, die der Schwerkraftwirkung auf die auf sie herabfallenden Teilchen ausgesetzt ist.

Dies stellt zweifelsohne einen schwerwiegenden Nachteil dar, der im allgemeinen Reinigungsarbeiten erforderlich macht und in äussersten Fällen zu einer Verstopfung der Anlage oder zumindest zu einem mangelhaften Funktionieren derselben wegen der nicht einwandfreien Feststoffabschei-dung führen kann.

Es ist daher seit langem versucht worden, einen Zyklonabscheider zu schaffen, der, ohne an Wirkungsgrad bei der Abscheidung von Teilchen verschiedener Dichte oder verschiedenen spezifischen Gewichtes aus einem Gasstrom zu verlieren, in ausreichendem Masse in der Lage wäre, alle seine Innenflächen absolut sauber zu halten, ohne Rücksicht darauf, dass klebrige Stoffe verarbeitet werden, die dazu neigen, sich an den Ecken und an den Flächen anzulagern, die der Schwerkraftwirkung im Innern des Abscheiders ausgesetzt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Zyklonabscheider zu schaffen, der sehr einfach aufgebaut ist und doch einen solchen Wirkungsgrad aufweist, dass selbst bei der Verarbeitung von klebrigen Stoffen alle seine Innenflächen absolut sauber gehalten werden.

Dies wird erfmdungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erzielt.

Der Zyklonabscheider ist so ausgebildet, dass die aus dem Gasstrom ausgeschiedenen Stoffe die Berührung mit der Innenfläche des Abscheiders kurzzeitig verlieren, weil das Einspritzen von Luftströmen zwischen die Stoffe und die Innenwand des Abscheiders ermöglicht ist. Im Zyklonabscheider gemäss der Erfindung sind alle Arten von Ecken oder Richtungsänderungsstellen vermieden, in denen sich die abgeschiedenen Feststoffe anlagern könnten, insbesondere wenn es sich um klebrige Stoffe handelt. Ferner werden beim erfmdungsgemässen Zyklonabscheider häufige Reinigungs5

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arbeiten vermieden und dadurch Zeit und Arbeitskräfte eingespart.

Die Erfindung schafft somit erstmalig einen Zyklonabscheider mit Saugwirkung, der voll in der Lage ist, eine mechanische Abscheidung von Teilchen verschiedenen spezifischen und Gewichts durch die kombinierte Anwendung von Fliehkraft und Schwerkraft vorzunehmen und zur gleichen Zeit das durch Saugwirkung erzeugte Vakuum auszunutzen, um Luftströme parallel zu den Innenwänden des Abscheiders und in geringem Abstand davon einzuspritzen, um ein Luftkissen auszubilden, das die Teilchen, wenn von klebriger Art, daran hindert, sich an die Innenflächen des Abscheiders anzulagern, und so die Anlage völlig sauber zu halten. Dadurch wird das häufige Reinigen der Anlage vermieden, das bei den derzeit benutzten herkömmlichen Vorrichtungen bei normalem Betrieb unerlässlich ist, da diese Vorrichtungen in sehr kurzen Zeitabständen verschmutzen aufgrund des Vorhandenseins von die Anlagerung begünstigenden Ecken und wegen der Bewegung der Stoffe in direkter Berührung mit den Innenflächen, wodurch ihre übermässige Anlagerung hervorgerufen wird.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schrägansicht eines Zyklonabscheiders gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei dem einzelne Bauteile weggebrochen sind, um den Innenaufbau erkennen zu lassen,

Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt durch die in Fig. 1 von einer Kreislinie begrenzte Einzelheit mit den verschliessbaren Lufteinspritzöffnungen entsprechend der Ausführungsform gemäss Fig. 1 und

Fig. 3 einen Fig. 2 ähnlichen Schnitt mit verschliessbaren Öffnungen gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 und 2 ist ein Fliehkraft- oder Zyklonabscheider dargestellt, der ein unteres, kegelstumpfförmiges Gehäuseteil 1, dessen Basis von grösserem Durchmesser nach oben gerichtet und nach oben offen ist, und ein oberes, kegelstumpfförmiges Gehäuseteil 2 hat, dessen Basis von grösserem Durchmesser nach unten gerichtet und nach unten offen ist und im oberen offenen Ende des Gehäuseteils 1 konzentrisch angeordnet und darin zu einem weiter unten näher erläuterten Zweck eingesetzt ist. Das obere Gehäuseteil 2 enthält ein Tauch-Saugrohr 3, durch das eine entsprechende Saugwirkung ausgeübt wird, um das Gas und die abzuscheidenden Feststoffe zu bewegen. Ferner ist am oberen Gehäuseteil 2 ein Einlass 4 für das Gemisch aus Gas und Feststoffen angeordnet und tangential zu seiner Wand 9 eingeführt.

Am unteren Rand des unteren Gehäuseteils 1 ist ein Auslass 5 für Feststoffe ausgebildet, der in an sich bekannter Weise mit einer drehbaren Gasschleuse (Zellenrad-Schleuse), die entweder mit Überdruck oder mit Unterdruck arbeitet, verbunden sein kann, um die abgeschiedenen Feststoffe in zweckdienlicher Weise zu sammeln.

Das untere Gehäuseteil 1 hat eine kegelstumpfförmige Wand 6, die an ihrem unteren Ende in einer niedrigen zylindrischen Wand 7 endet, welche den Auslass 5 zum Austragen von Feststoffen bildet. An ihrem oberen Ende von grösserem Durchmesser weist die Wand 6 einen radial nach aussen gerichteten Flansch 8 auf, über dem ein kreisringförmiger Dek-kel 12 in zweckdienlicher Weise, beispielsweise durch Ver-schrauben oder Schweissen, angeordnet ist. Im Deckel 12 ist das obere kegelstumpfförmige Gehäuseteil 2 aufgenommen.

Das Gehäuseteil 2 wird von einer kegelstumpfförmigen Wand 9 gebildet, deren oberes Ende von kleinerem Durchmesser mit einem kreisrunden Deckel 10 verschlossen ist. In der Mitte des Deckels 10 ist das Tauch-Saugrohr 3 angeordnet, das nach innen ragt und mit seinem unteren Rand auf einem zweckdienlichen Niveau, vorzugsweise etwas tiefer als der untere Rand 16 der konischen Wand 9 endet. Das vom Rand 16 umschlossene untere offene Ende des Gehäuseteils 2, das den grösseren Durchmesser hat, ist konzentrisch im Abstand nach innen und unterhalb des oberen Randes der konischen Wand 6 des unteren Gehäuseteils 1 so angeordnet, dass ein Abschnitt 11 der Wand 9 unterhalb des oberen Randes der Wand 6 angeordnet ist. Die Aussenfläche der Wand 9 ist in zweckdienlicher Weise, z. B. durch Schweissen o.dgl., mit dem Deckel 12 verbunden, der an seinem Aussen-rand mit dem Flansch 8 der Wand 6 verbunden ist. Somit ist zwischen den kegelstumpfförmigen Gehäuseteilen 1 und 2 ein kreisringförmiger Zwischenraum gebildet, der nachstehend als Kammer 17 bezeichnet wird und in dem der untere Rand 16 der konischen Wand 9 entlang dem ganzen Umfang mit Abstand nach innen von der Innenfläche der Wand 6 und konzentrisch dazu angeordnet ist (siehe Fig. 2).

Der Einlass 4 ist tangential zur konischen Wand 9 des oberen Gehäuseteils 2 angeordnet. Somit ist seine Einlassöffnung 14 in bezug auf die Wand 9 so ausgerichtet, dass der von ihr eingeleitete schwebstoffhaltige Gasstrom in den Zyklonabscheider mit hoher Geschwindigkeit und in bezug auf die Innenfläche der Wand 9 des Gehäuseteils 2 tangential eintritt.

In den zwischen den unteren und oberen Gehäuseteilen 1 und 2 angeordneten Deckel 12 ist auf ganzer Umfangslänge eine Reihe von verschliessbaren Öffnungen 15 ausgebildet, durch die Luft zu einem weiter unten im Zusammenhang mit der Arbeitsweise des Zyklonabscheiders näher beschriebenen Zweck eingeleitet werden kann.

Die Öffnungen 15 lassen sich mit einzelnen Stopfen ver-schliessen oder zum Teil oder gänzlich mittels der in Fig. 3 dargestellten Anordnung schliessen, bei der über dem Deckel 12 ein komplementärer kreisringförmiger Schiebedeckel 20 angeordnet ist. Der Schiebedeckel 20 ist entlang einer Führung bewegbar, die von einem entsprechenden Flansch 19 gebildet wird, der sich an einem am Flansch 8 der Wand 6 befestigten zylindrischen Bauteil 18 abstützt. Der Schiebedeckel 20 wird am Flansch 19 frei beweglich in bezug auf den Deckel 12 so geführt, dass in ihm ausgebildete komplementäre Öffnungen 21 in mehr oder weniger hohem Grade in Deckungsstellung mit den Öffnungen 15 im Deckel 12 verbringbar sind, um alle Öffnungen 15 nach Belieben entweder teilweise oder ganz zu öffnen oder zu schliessen.

Die Arbeitsweise des Zyklonabscheiders ist folgende: Im Zyklonabscheider wird Saugwirkung erzeugt mit einem beliebigen Vakuumerzeuger, z.B. einem Zentrifugal- oder Axialgebläse, einem Kompressor oder einer Vakuumverdrängungspumpe, der an das Saugrohr 3 so angeschlossen ist, dass er eine gute Saugwirkung durch den in den Innenraum hineinragenden Abschnitt des Saugrohres 3 erzeugt und so einen durch die Einlassöffnung 14 des Einlasses 4 einzuleitenden Feststoffteilchen mitführenden Gasstrom tangential zur Innenfläche der konischen Wand 9 des oberen Gehäuseteils 2 bewegt. Das durch die Einlassöffnung 14 rasch und tangential einströmende Gas-Feststoffteilchen-Gemisch tritt mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit so ein, dass nur die sehr kleinen Teilchen oder die Teilchen mit einem geringeren spezifischen Gewicht aus dem Abscheider nach oben entfernt werden, mitgerissen in dem infolge der Saugwirkung durch das Saugrohr 3 abgesaugten Gas, wogegen die grösseren Teilchen und die Teilchen mit höherem spezifischem Gewicht die durch die Saugwirkung erzeugte Mitreisskraft überwinden und durch die Wirkung der Schwerkraft und der Zentrifugalkraft entlang der Innenfläche der Wand 9 und weiter entlang dem unteren kegelstumpfförmigen Gehäuseteil 1 herabfallen und durch die un5

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tere Auslassöffnung 5 aufgefangen werden, in welcher die schon erwähnte Luft- oder Druckschleuse angeordnet ist.

Im üblichen Betrieb der herkömmlichen Zyklonabscheider bedecken sich die Innenwände davon allmählich mit anhaftenden Teilchen, insbesondere wenn fetthaltige Stoffe oder solche Stoffe verarbeitet werden, durch deren Art die Teilchen klebrig werden. Dies stellt einen sehr schwerwiegenden Nachteil dar, da häufig gereinigt werden muss und es in äussersten Fällen zu Verstopfungen der Anlage oder zumindest mangelhaftem Betrieb mit nicht einwandfreier Abschei-dung der Feststoffteilchen kommen kann.

Beim dargestellten Zyklonabscheider wird der Einlass für den die Feststoffe mitführenden Gasstrom vom kegelstumpfförmigen oberen Gehäuseteil 2 gebildet, dessen konische Wand 9 geneigt ist und als Teil eines den Behälter oben abschliessenden Deckels betrachtet werden kann, wodurch es aufgrund der Schwerkraftwirkung praktisch unmöglich ist, dass mit hoher Geschwindigkeit sich bewegende Teilchen daran haften bleiben, insofern als diese Teilchen im wesentlichen dadurch freigegeben werden, dass sie durch die Fliehkraft gegen eine oben angeordnete Fläche geschleudert werden, die daher nicht das Bestreben hat, diese Teilchen zurückzuhalten. Die entlang der Innenfläche der Wand 9 wandernden Teilchen bewegen sich weiter abwärts zum Abschnitt 11 der Wand 9 und werden unter den offenen unteren Rand 16 der Wand 9 geschleudert, wonach sie an der Innenfläche der Wand 6 des unteren kegelstumpfförmigen Gehäuseteils 1 auftreffen. Es kann geschehen, dass diese Teilchen an dieser Fläche anhaften, weil diese Fläche eine Art Verlängerung des Bodens des Behälters darstellt und weil die Teilchen sowohl durch Schwerkraft- als auch durch Fliehkraftwirkung auf die Innenfläche der Wand 6 herabfallen.

Die Massnahme, durch welche das Anhaften der Teilchen an der Innenwand des Zyklonabscheiders vermieden wird, besteht darin, den konzentrischen unteren Rand 16 des oberen kegelstumpfförmigen Gehäuseteils 2 völlig im Abstand von der Innenfläche der konischen Wand 6 des unteren Gehäuseteils 1 so anzuordnen, dass die auf ihn herabfallenden Teilchen kurzzeitig die Berührung mit jeglicher Innenfläche des Abscheiders verlieren. Es ist dadurch möglich, mittels der Saugwirkung, die in der Kammer 17 ein Vakuum erzeugt, Luftströme einzuspritzen, um Luft kräftig in die Öffnungen 15 des Deckels 12 einzupressen. Wie mit den Strömungspfeilen in Fig. 1 und 2 verdeutlicht, bespülen diese Luftstrahlen materiell die gesamte Innenfläche des von der Wand 6 gebildeten Konus. Somit wird vermieden, dass die Teilchen, die unter den Rand 16 des Abschnittes 11 an die Wand 9 des oberen Gehäuseteils 2 geschleudert werden, mit den Innenflächen des unteren Gehäuseteils 1 in direkte Berührung kommen. Statt dessen wandern die Teilchen über ein Luftkissen, das von den durch die Öffnungen 15 im Dek-kel 12 eingeleiteten Luftströmen gebildet wird, die durch das Vakuum hervorgerufen werden, das in der Kammer 17 durch die durch das Saugrohr 3 ausgeübte Saugwirkung erzeugt wird.

Je nach Klebrigkeitsgrad der zu verarbeitenden Stoffe lässt sich die Gesamtöffnungsweite der Öffnungen 15 im Deckel 12 entsprechend regulieren, entweder durch Zustopfen eines Teiles der Öffnungen 15 einzeln oder durch den Einbau der in Fig. 3 dargestellten Verschlussvorrichtung, um den angestrebten Wirkungsgrad des Zyklonabscheiders oder eine beträchtliche Erweiterung seiner Anwendungsmöglichkeiten zu erzielen, insofern als der Zyklonabscheider gemäss den dargestellten Beispielen auch für nichtklebrige Stoffe verwendbar ist, wobei in diesem Falle die Öffnungen 15 nicht notwendig sind und völlig zugestopft oder abgedeckt werden können.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Zyklonabscheider mit Saugwirkung, insbesondere zum Verarbeiten von klebrigen Stoffen, mit einem nach oben divergierenden unteren kegelstumpfförmigen Gehäuseteil (1), einem nach unten divergierenden oberen kegelstumpfförmigen mit dem unteren verbundenen Gehäuseteil (2) einem tangentialen Einlass (4) an der konischen Wand (9) des oberen Gehäuseteils (2), einem kreisrunden Deckel (10), der das obere Ende des oberen Gehäuseteils (2) verschliesst, einem Tauch-Saugrohr (3), das in der Mitte des kreisrunden Dek-kels (10) vertikal angeordnet ist, und einem Auslass (5) am unteren Ende des unteren Gehäuseteils (1) zum Austragen von Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Gehäuseteil (1) an seinem nach unten offenen Ende von kleinerem Durchmesser als das nach oben offene obere Ende des unteren Gehäuseteils (1) ist und mit Abstand von innen und unten vom oberen Ende des unteren Gehäuseteils (1) so angeordnet ist, dass sein unterer Rand (16) konzentrisch mit Abstand nach innen von der Innenfläche des unteren Gehäuseteils (1) und auch mit Abstand unterhalb des oberen Randes des unteren Gehäuseteils (1) angeordnet ist, und dass ein kreisringförmiger Deckel (12) zwischen dem oberen Rand des unteren Gehäuseteils (1) und der Aussenfläche der konischen Wand (9) des oberen Gehäuseteils (2) zum Ver-schliessen des dazwischenliegenden Raumes mit einer Vielzahl von verschliessbaren Öffnungen (15) auf dessen ganzer Umfangslänge vorgesehen ist.

2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des Tauch-Saugrohres (3) unterhalb des unteren Endes des oberen Gehäuseteils (2) angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Zyklonabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des oberen Gehäuseteils (2), das obere Ende des unteren Gehäuseteils (1) und der kreisringförmige Deckel (12) eine kreisringförmige Kammer (17) bilden, die einen Luftstrom durch die Öffnungen (15) einlassen kann, um die Innenfläche des unteren Gehäuseteils zu bespülen.

4. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Öffnungen (15) oder alle mittels einzelner Stopfen verschliessbar sind.

5. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über dem kreisringförmigen Deckel (12) ein kreisringförmiger Schiebedeckel (20) angeordnet ist, in dem zu den Öffnungen (15) des Deckels (12) komplementäre Öffnungen (21) ausgebildet sind, so dass durch gleitendes Drehen des Schiebedeckels (20) jede der Öffnungen (15) ganz oder zum Teil verschliessbar ist.