DE102014112724A1

DE102014112724A1 - Separator und Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom

Info

Publication number: DE102014112724A1
Application number: DE102014112724.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Genze; Egon Käske
Original assignee: Duerr Ecoclean GmbH
Current assignee: Ecoclean GmbH
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2016-03-10
Also published as: EP3188818A1; WO2016034626A1

Abstract

Um einen Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom zu schaffen, der auch bei instationären Strömungszuständen und/oder hohen Strömungsgeschwindigkeiten eine zuverlässige Partikelabscheidung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass der Separator eine Zuführleitung, durch welche der mit Partikeln beladene Gasstrom einem Abtrennbereich des Separators zugeführt wird, wobei die Zuführleitung an einer Mündungsöffnung mit einer Mündungsfläche AM in den Abtrennbereich mündet, einen Abtrenntrichter, welcher eine Begrenzung des Abtrennbereichs bildet und eine der Mündungsöffnung der Zuführleitung gegenüberliegende Eintrittsöffnung mit einer Eintrittsfläche AE und eine von der Eintrittsöffnung beabstandete Austrittsöffnung mit einer Austrittsfläche AA aufweist, eine Gasaustrittsöffnung mit einer Gasaustrittsfläche AG, welche einerseits von der Mündungsöffnung der Zuführleitung und andererseits von der Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters berandet wird und durch welche von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich austritt, und eine Sammelkammer, in welcher durch den Abtrenntrichter gelangte Partikel aufgenommen werden, umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom.
Separatoren zum Abtrennen von festen oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom, die auf der Basis des Trägheitsprinzips arbeiten, sind bekannt.
Allerdings sind die bekannten Separatoren nur für den Einsatz bei stationären Strömungszuständen und/oder geringen Gasgeschwindigkeiten geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom zu schaffen, der auch bei instationären Strömungszuständen und/oder hohen Strömungsgeschwindigkeiten eine zuverlässige Partikelabscheidung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, der
eine Zuführleitung, durch welche der mit Partikeln beladene Gasstrom einem Abtrennbereich des Separators zugeführt wird, wobei die Zuführleitung an einer Mündungsöffnung mit einer Mündungsfläche A_M in den Abtrennbereich mündet,
einen Abtrenntrichter, welcher eine Begrenzung des Abtrennbereichs bildet und eine der Mündungsöffnung der Zuführleitung gegenüberliegende Eintrittsöffnung mit einer Eintrittsfläche A_E und eine von der Eintrittsöffnung beabstandete Austrittsöffnung mit einer Austrittsöffnung A_A aufweist,
eine Gasaustrittsöffnung mit einer Gasaustrittsfläche A_G, welche einerseits von der Mündungsöffnung der Zuführleitung und andererseits von der Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters berandet wird und durch welche von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich austritt, und
eine Sammelkammer, in welcher durch den Abtrenntrichter gelangte Partikel aufgenommen werden,
umfasst.
Der erfindungsgemäße Separator ermöglicht eine gezielte Abscheidung von festen und/oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom durch Ausnutzung des Trägheitsprinzips insbesondere auch im Falle einer hochdynamischen Gasströmung.
Die abzuscheidenden Partikel können dabei beispielsweise einen größten Durchmesser von ungefähr 500 μm oder mehr aufweisen.
Der Begriff "Partikel" umfasst in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen sowohl feste Partikel als auch flüssige Partikel, insbesondere Tröpfchen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Mündungsfläche A_M der Zuführleitung kleiner ist als die Eintrittsfläche A_E des Abtrenntrichters und größer ist als die Austrittsfläche A_A des Abtrenntrichters.
Ferner hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Gasaustrittsfläche A_G des Separators mindestens gleich groß ist wie die Mündungsfläche A_M der Zuführleitung.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Separators ist vorgesehen, dass die Austrittsfläche A_A des Abtrenntrichters kleiner ist als ein Zehntel, insbesondere kleiner als ein Zwanzigstel, der Eintrittsfläche A_E des Abtrenntrichters.
Die Gasaustrittsöffnung entspricht der kleinsten Fläche, welche den Rand der Mündungsöffnung der Zuführleitung einerseits und den Rand der Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters andererseits miteinander verbindet.
Wenn die Mündungsöffnung der Zuführleitung und die Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters jeweils im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind, ist die Gasaustrittsöffnung vorzugsweise im Wesentlichen kegelstumpfmantelförmig ausgebildet.
Um zu erreichen, dass auf eine Begrenzungswand des Abtrenntrichters auftreffende Partikel vorwiegend entlang der Begrenzungswand zu der Sammelkammer gelangen und nicht entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung und der eigentlichen Abscheiderichtung von der Begrenzungswand reflektiert werden, ist es von Vorteil, wenn eine Begrenzungswand des Abtrenntrichters gegenüber einer Längsmittelachse des Abtrenntrichters um einen Winkel α von höchstens 45°, insbesondere von höchstens 30°, besonders bevorzugt von höchstens 20°, geneigt ist.
Die Längsmittelachse des Abtrenntrichters stimmt vorzugsweise mit einer Längsmittelachse der Zuführleitung im Bereich der Mündungsöffnung überein.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Sammelkammer sich unmittelbar an den Abtrenntrichter anschließt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Separator eine Sammelleitung umfasst, welche die Austrittsöffnung des Abtrenntrichters mit der Sammelkammer verbindet.
In einer solchen Sammelleitung kann ein Sammelleitungsventil zum Sperren oder Freigeben einer Strömung durch die Sammelleitung angeordnet sein.
Ein solches Sammelleitungsventil ermöglicht es, in der Sammelkammer einen vom Druck im Abtrennbereich des Separators verschiedenen Druck aufrechtzuerhalten.
Wenn der Abtrennbereich vor Beginn eines Separationsvorgangs evakuiert wird, muss also in diesem Fall die Sammelkammer nicht zwangsläufig mit evakuiert werden.
Hierdurch kann in der Sammelkammer bereits zu Beginn des Separationsvorgangs ein Druckbauch vorliegen, durch welchen das aus der Zuführleitung in den Abtrennbereich austretende Gas umgelenkt wird und durch die Gasaustrittsöffnung aus dem Abtrennbereich austritt.
Das Sammelleitungsventil wird vorzugsweise kurz vor dem Eintreffen des Gasstroms aus der Zuführleitung in dem Abtrennbereich, insbesondere nach dem Öffnen eines Zuführventils in der Zuführleitung, geöffnet.
Das Sammelleitungsventil kann beispielsweise eine Klappe umfassen.
Die Betätigung des Sammelleitungsventils kann beispielsweise mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antriebs erfolgen.
Ferner ist es günstig, wenn die Sammelkammer so ausgebildet ist, dass ein Zurückbewegen von bereits in die Sammelkammer gelangten Partikeln zurück in den Abtrennbereich des Separators vermieden wird.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Sammelkammer eine Partikeleintrittsöffnung aufweist, durch welche aus dem Gasstrom abgetrennte Partikel in die Sammelkammer eintreten, wobei stromabwärts von der Partikeleintrittsöffnung ein Strömungskörper angeordnet ist, der eine durch die Partikeleintrittsöffnung in die Sammelkammer eintretende Gas- und/oder Partikelströmung seitlich, insbesondere von einer Längsmittelachse des Abtrenntrichters und/oder von einer Längsmittelachse einer gegebenenfalls vorhandenen Sammelleitung weg, ablenkt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Sammelkammer mindestens eines Begrenzungsfläche aufweist, die mit einer Oberflächenstruktur versehen ist, welche eine in die Sammelkammer eintretende Gasströmung, vorzugsweise diffus, streut.
Eine solche Oberflächenstruktur kann insbesondere eine Mehrzahl von Erhebungen, insbesondere mit einer Höhe von mindestens ungefähr 10 mm, umfassen.
Ferner ist es günstig, wenn in der Zuführleitung ein Zuführventil zum Sperren oder Freigeben einer Gasströmung durch die Zuführleitung angeordnet ist.
Das Zuführventil kann beispielsweise eine Klappe umfassen.
Die Betätigung des Zuführventils kann beispielsweise mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antriebs erfolgen.
Mittels eines solchen Zuführventils kann der Separator zyklisch betrieben werden, indem das Zuführventil während eines Separationsvorgangs geöffnet ist, so dass ein Gasstrom aus einer Gasstromquelle, beispielsweise einer Werkstückaufnahmekammer, durch die Zuführleitung zu dem Abtrennbereich strömen kann, und das Zuführventil während einer Evakuierungsphase geschlossen ist, während welcher der in dem Abtrennbereich herrschende Druck reduziert wird, um eine Druckdifferenz zwischen der Gasstromquelle und dem Abtrennbereich zu erzeugen, welche nach dem Öffnen des Zuführventils eine Gasströmung von der Gasstromquelle zu dem Abtrennbereich des Separators antreibt.
Alternativ hierzu kann aber grundsätzlich auch vorgesehen sein, dass der erfindungsgemäße Separator kontinuierlich betrieben wird, wobei dann während des Betriebs des Separators kontinuierlich ein partikelbeladener Gasstrom von der Gasstromquelle in den Abtrennbereich einströmt und das durch die Gasaustrittsöffnung aus dem Abtrennbereich austretende Gas kontinuierlich, beispielsweise mittels einer Evakuierungsvorrichtung, abgesaugt wird.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zuführleitung eine Gasstromquelle mit dem Abtrennbereich des Separators verbindet, wobei das Innenvolumen der Zuführleitung stromaufwärts von dem Zuführventil größer ist als das gesamte Innenvolumen des Abtrenntrichters und der Sammelkammer.
Hierdurch wird erreicht, dass auch dann, wenn die Sammelkammer zusammen mit dem Abtrennbereich evakuiert wird, durch das ursprünglich stromaufwärts von dem Zuführventil in der Zuführleitung befindliche Gas, das vorzugsweise nicht oder nur wenig mit Partikeln beladen ist, in der Sammelkammer und in dem Abtrennbereich des Separators bereits ein Druckausgleich erfolgt und im Abtrenntrichter ein Druckbauch ausgebildet wird, der für das aus der Gasstromquelle nachströmende, mit Partikeln beladene Gas einen Widerstand darstellt und zu einer Umlenkung der Gasströmung durch die Gasaustrittsöffnung des Separators führt, während die in dem Gasstrom enthaltenen Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit über den Abtrenntrichter in die Sammelkammer gelangen und sich dort absetzen.
Wenn der erfindungsgemäße Separator eine Sammelleitung umfasst, so ist das Innenvolumen der Zuführleitung stromaufwärts von dem Zuführventil vorzugsweise größer als das gesamte Innenvolumen des Abtrenntrichters, der Sammelleitung und der Sammelkammer.
Die Gasstromquelle kann insbesondere eine Werkstückaufnahmekammer umfassen, in welcher ein Werkstück einem Bearbeitungsvorgang und/oder einem Reinigungsvorgang, insbesondere unter Beaufschlagung mit einem flüssigen Bearbeitungsmittel oder Reinigungsmittel, unterzogen wird.
Der erfindungsgemäße Separator umfasst ferner vorzugsweise eine Reingaskammer, in welche das von Partikeln gereinigte Gas nach dem Passieren des Abtrennbereichs gelangt, und eine Evakuierungsvorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Reingaskammer.
Dabei kann die Reingaskammer direkt an die Gasaustrittsöffnung anschließend angeordnet sein oder über eine Reingasleitung mit der Gasaustrittsöffnung verbunden sein.
Vorzugsweise ist die Reingaskammer und/oder die Reingasleitung mittels einer Evakuierungsvorrichtung auf einen absoluten Druck von weniger als 500 mbar, insbesondere von weniger als 100 mbar, evakuierbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom.
Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zu schaffen, mit dem eine zuverlässige Abscheidung von festen und/oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom auch dann möglich ist, wenn die Gasströmung instationär ist und/oder eine hohe Strömungsgeschwindigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, welches Folgendes umfasst:

– Zuführen des mit Partikeln beladenen Gasstroms durch eine Zuführleitung zu einem Abtrennbereich eines Separators; wobei die Zuführleitung an einer Mündungsöffnung mit einer Mündungsfläche A_M in den Abtrennbereich mündet, wobei der Abtrennbereich durch einen Abtrenntrichter begrenzt ist, der eine der Mündungsöffnung der Zuführleitung gegenüberliegende Eintrittsöffnung mit einer Eintrittsfläche A_E und eine von der Eintrittsöffnung beabstandete Austrittsöffnung mit einer Austrittsfläche A_A aufweist, wobei Partikel aus dem Gasstrom durch den Abtrenntrichter in eine Sammelkammer gelangen und wobei von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich durch eine Gasaustrittsöffnung mit einer Gasaustrittsfläche A_G, welche einerseits von der Mündungsöffnung der Zuführleitung und andererseits von der Eintrittsöffnung des Abtrenntrichters berandet wird, austritt.

Eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ferner Folgendes:

– Reduzieren des Drucks in einer Reingaskammer, welche stromabwärts von dem Abtrennbereich angeordnet ist;
– Öffnen eines Zuführventils in der Zuführleitung.

Hierdurch ist eine zyklische Durchführung des Verfahrens zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom möglich, bei der sich Separationsphasen, während welcher das Zuführventil in der Zuführleitung geöffnet ist, mit Evakuierungsphasen, während welcher das Zuführventil in der Zuführleitung geschlossen ist und der Druck in der Reingaskammer reduziert wird, abwechseln.
Vorzugsweise erfolgt das Öffnen des Zuführventils schlagartig, das heißt, das Zuführventil geht innerhalb einer kurzen Öffnungszeit von beispielsweise weniger als 100 ms, insbesondere von weniger als 50 ms, vom vollständig geschlossenen Zustand in den vollständig geöffneten Zustand über.
Ferner ist es von Vorteil, wenn durch die Öffnung des Zuführventils eine verblockte Gasströmung von einer Gasstromquelle, an welche die Zuführleitung angeschlossen ist, in den Abtrennbereich erzeugt wird.
Bei einer solchen verblockten Gasströmung ist der Massenstrom durch die Zuführleitung maximal und hängt nur von der Querschnittsfläche der Zuführleitung (im Falle eines kreisförmigen Querschnitts nur vom Durchmesser der Zuführleitung) und von dem Druck in der Gasstromquelle ab, nicht aber von dem Druck im Abtrennbereich.
Eine solche verblockte Gasströmung ("choked flow") durch die Zuführleitung ist insbesondere dann erzielbar, wenn der Druck im Abtrennbereich höchstens ungefähr 0,48 des Drucks in der Gasstromquelle beträgt.
Wenn der Druck im Abtrennbereich somit durch das einströmende Gas bis auf ungefähr das 0,48-fache des Drucks in der Gasstromquelle angestiegen ist, wird die Verblockung der Gasströmung durch die Zuführleitung aufgehoben.
Vorzugsweise wird die Strömung durch die Zuführleitung mittels des Zuführventils unterbrochen, bevor die Verblockung der Gasströmung aufgehoben ist.
Der erfindungsgemäße Separator und das erfindungsgemäße Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom ermöglichen eine zuverlässige Abtrennung von Partikeln aus dem Gasstrom auch bei einer instationären Gasströmung durch die Zuführleitung, bei komplexen Strömungszuständen und/oder bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten in der Zuführleitung von mehr als 50 m/s, insbesondere von mehr als 100 m/s, besonders bevorzugt von mehr als 300 m/s.
Dabei werden hohe Druckverluste insbesondere durch die Auslegung der Mündungsfläche A_M der Zuführleitung, der Eintrittsfläche A_E des Abtrenntrichters und der Austrittsfläche A_A des Abtrenntrichters vermieden.
Der erfindungsgemäße Separator ist somit ein Trägheitsabscheider, der insbesondere für mit Partikeln beladene Hochgeschwindigkeitsgasströme mit instationärer Betriebsweise ausgelegt und geeignet ist.
Der Separator und das Abtrennverfahren ermöglichen eine gezielte Abscheidung von schlagartig in den Abtrennbereich einströmenden festen oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und einem instationären Geschwindigkeitsverlauf.
Bei dem erfindungsgemäßen Separator und dem erfindungsgemäßen Abtrennverfahren wird die Ansammlung von Schmutz in der Reingaskammer verhindert oder zumindest deutlich reduziert.
Der erfindungsgemäße Separator kann sowohl unmittelbar an oder in der Reingaskammer angeordnet sein.
Ferner ist es auch möglich, die Reingaskammer über eine Reingasleitung mit der Gasaustrittsöffnung des Abtrennbereichs des Separators zu verbinden.
Der erfindungsgemäße Separator kann so betrieben werden, dass die Sammelkammer vor Beginn des Separationsvorgangs auf ein gegenüber dem Druck in der Gasstromquelle reduzierten Druck reduziert wird. Durch das zu Beginn des Separationsvorgangs in den Abtrennbereich und den Abtrenntrichter einströmende Gas, das vorzugsweise nicht mit Partikeln beladen ist, findet ein Druckausgleich in der Sammelkammer statt und wird ein Druckbauch im Abtrenntrichter erzeugt, der für den nachfolgenden Gasstrom, der mit abzutrennenden Partikeln beladen ist, einen Widerstand darstellt und zu einer Umlenkung des Gases aus diesem Gasstrom durch die Gasaustrittsöffnung führt, während die im Gasstrom enthaltenen festen oder flüssigen Partikel über den Abtrenntrichter in die Sammelkammer gelangen und sich dort absetzen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung mit einem Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, wobei der Separator eine Zuführleitung mit einem Zuführventil, einen Abtrenntrichter, eine Sammelleitung und eine Sammelkammer zum Aufnehmen von aus dem Gasstrom abgetrennten Partikeln sowie eine Reingaskammer zum Aufnehmen des von Partikeln gereinigten Gases umfasst;
2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus 1; und
3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung, welche ein Sammelleitungsventil zum Sperren oder Freigeben einer Strömung durch die Sammelleitung umfasst.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Eine in den 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von Werkstücken umfasst eine Werkstückaufnahmekammer 102, in welcher mindestens ein Werkstück 104 während eines Reinigungsvorgangs angeordnet sein kann.
Bei der Durchführung des Reinigungsvorgangs kann das Werkstück 104 beispielsweise mit einer Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden.
Um die Reinigungsflüssigkeit und Schmutzpartikel von der Oberfläche des Werkstücks 104 entfernen zu können, umfasst die Reinigungsvorrichtung 100 einen Separator 106, mittels welchem eine Partikel, insbesondere Flüssigkeitströpfchen und/oder Schmutzpartikel, aus der Werkstückaufnahmekammer 102 austragende Gasströmung erzeugbar und die Partikel aus dem Gasstrom abtrennbar sind.
Der Separator 106 umfasst eine Zuführleitung 108, welche mit einem Innenraum 110 der Werkstückaufnahmekammer 102 in Fluidverbindung steht und welche an einer Mündungsöffnung 112 mit einer Mündungsfläche A_M in einen Abtrennbereich 114 des Separators 106 mündet.
Die Zuführleitung 108 ist vorzugsweise mit einem Zuführventil 116 versehen, mit welchem eine Gasströmung durch die Zuführleitung 108 wahlweise gesperrt oder freigegeben werden kann.
Das Zuführventil 116 kann mittels einer Steuervorrichtung 118, vorzugsweise die über eine Steuerleitung 120 mit dem Zuführventil 116 verbunden ist, von einer Schließstellung, in welcher das Zuführventil 116 den Durchgang durch die Zuführleitung 108 sperrt, in eine Offenstellung, in welcher das Zuführventil 116 den Durchgang durch die Zuführleitung 108 freigibt, und von der Offenstellung in die Schließstellung geschaltet werden.
Insbesondere ein stromabwärts von dem Zuführventil 116 angeordneter Teil der Zuführleitung 108 ist vorzugsweise, ganz oder teilweise, als ein, beispielsweise hohlzylindrisches, Zuführrohr 122 ausgebildet.
Das Zuführrohr 122 weist zumindest im Bereich der Mündungsöffnung 112 den Durchmesser d_ZR auf.
Der Mündungsbereich der Zuführleitung 108 kann eine Längsmittelachse 124 aufweisen, welche eine mittlere Strömungsrichtung der Gasströmung durch den Mündungsbereich der Zuführleitung 108 vorgibt.
Die Längsmittelachse 124 der Zuführleitung 108 kann mit einer Längsmittelachse 126 des Separators 106 übereinstimmen.
Die Längsmittelachse 126 des Separators 106 ist vorzugsweise im Wesentlichen vertikal ausgerichtet.
Ferner umfasst der Separator 106 einen Abtrenntrichter 128, welcher eine der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 gegenüberliegende Eintrittsöffnung 130 mit einer Eintrittsfläche A_E und eine von der Eintrittsöffnung 130 beabstandete Austrittsöffnung 132 mit einer Austrittsfläche A_A aufweist.
Der Abtrenntrichter 128 verjüngt sich von der Eintrittsöffnung 130 zu der Austrittsöffnung 132 hin, so dass die Austrittsfläche A_A kleiner ist als die Eintrittsfläche A_E des Abtrenntrichters 128.
Vorzugsweise ist die Austrittsfläche A_A kleiner als ein Zehntel, insbesondere kleiner als ein Zwanzigstel, der Eintrittsfläche A_E.
Der Abtrenntrichter 128 kann eine Längsmittelachse 134 aufweisen, welche vorzugsweise mit der Längsmittelachse 126 des Separators 106 übereinstimmt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Abtrenntrichter 128 und der Mündungsbereich der Zuführleitung 108 im Wesentlichen koaxial miteinander ausgebildet sind.
Der Abtrenntrichter 128 weist vorzugsweise mindestens eine Begrenzungswand 136 auf, welche unter einem (gegebenenfalls mittleren) Winkel α gegenüber der Längsmittelachse 134 des Abtrenntrichters 128 und damit vorzugsweise gegenüber der Längsmittelachse 126 des Separators 106 geneigt ist (siehe 2).
Der Winkel α ist vorzugsweise größer als 10°.
Ferner ist der Winkel α vorzugsweise kleiner als 45°, insbesondere kleiner als 30°.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Abtrenntrichters 128 beträgt α ungefähr 20°.
Der Abtrenntrichter 128 kann insbesondere kegelstumpfförmig ausgebildet sein.
In diesem Fall weist der Abtrenntrichter 128 eine konische Begrenzungswand 136 auf, welche unter dem Winkel α gegenüber der Längsmittelachse 134 des Abtrenntrichters 128 geneigt ist.
An seiner Austrittsöffnung 132 mündet der Abtrenntrichter 128 vorzugsweise in eine Sammelleitung 138, welche ihrerseits an einer von der Austrittsöffnung 132 beabstandeten Partikeleintrittsöffnung 140 in eine Sammelkammer 142 mündet.
Die Eintrittsöffnung 130 des Abtrenntrichters 128 ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet und weist einen Durchmesser d_TE auf.
Der Durchmesser d_TE ist vorzugsweise um mindestens 20 %, insbesondere um mindestens 40 %, größer als der Durchmesser d_ZR des Zuführrohrs 122.
Der Durchmesser d_TE kann beispielsweise ungefähr 180 mm betragen.
Der Durchmesser d_ZR des Zuführrohrs 122 kann beispielsweise ungefähr 125 mm betragen.
Die Austrittsöffnung 132 des Abtrenntrichters 128 ist vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet und weist einen Durchmesser d_TA auf.
Der Durchmesser d_TA beträgt vorzugsweise weniger als 60 %, insbesondere weniger als 40 %, des Durchmessers d_ZR des Zuführrohrs 122.
Der Durchmesser d_TA kann beispielsweise ungefähr 40 mm betragen.
Die Sammelleitung 138 kann ein Sammelrohr 144 umfassen und vorzugsweise im Wesentlichen vollständig durch ein Sammelrohr 144 gebildet sein.
Das Sammelrohr 144 kann insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet sein.
Das Sammelrohr 144 kann einen Durchmesser d_SR aufweisen, welcher vorzugsweise im Wesentlichen mit dem Durchmesser d_TA der Austrittsöffnung 132 des Abtrenntrichters 128 übereinstimmt.
Stromabwärts von der Partikeleintrittsöffnung 140 ist in der Sammelkammer 142 vorzugsweise ein Strömungskörper 146 angeordnet.
Der Strömungskörper 146 dient dazu, eine durch die Partikeleintrittsöffnung 140 in die Sammelkammer 142 eintretende Strömung aus ihrer parallel zur Längsmittelachse 148 der Sammelleitung 138 verlaufenden Strömungsrichtung seitlich, das heißt von der Längsmittelachse 148 weg, abzulenken.
Die Längsmittelachse 148 der Sammelleitung 138 fällt vorzugsweise mit der Längsmittelachse 126 des Separators 106 zusammen.
Der Strömungskörper 146 verbreitert sich vorzugsweise mit wachsendem Abstand von der Partikeleintrittsöffnung 140.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine der Partikeleintrittsöffnung 140 abgewandte Begrenzungsfläche 156 des Strömungskörpers 146 eine Fläche A_S aufweist, welche größer ist als die Fläche A_P der Partikeleintrittsöffnung 140.
Der Strömungskörper 146 kann beispielsweise die Form eines Kegels oder eines Kegelstumpfes aufweisen.
Der größte Durchmesser d_SK des Strömungskörpers 146, an der Begrenzungsfläche 156, ist vorzugsweise um mehr als 20 %, insbesondere um mehr als 40 %, größer als der Durchmesser d_SR des Sammelrohrs 144.
Der größte Durchmesser d_SK des Strömungskörpers 146 kann beispielsweise 50 mm bis 60 mm betragen.
Der Durchmesser d_SR des Sammelrohrs 144 kann beispielsweise ungefähr 40 mm betragen.
Der Strömungskörper 146 kann eine seitliche Ablenkfläche 158 aufweisen, welche unter einem Winkel β gegenüber der Längsmittelachse 148 der Sammelleitung 138 geneigt ist.
Dabei ist β vorzugsweise größer als 30° und vorzugsweise kleiner als 60°.
Beispielsweise kann β ungefähr 45° betragen.
Um eine in die Sammelkammer 142 eintretende Strömung von Gas und/oder Partikeln diffus zu streuen, kann vorgesehen sein, dass die Sammelkammer 142 mindestens eine Begrenzungsfläche 160 aufweist, die mit einer Oberflächenstruktur versehen ist.
Eine solche Oberflächenstruktur kann insbesondere eine Vielzahl von Erhebungen mit einer Höhe von mindestens ungefähr 10 mm umfassen (in den Zeichnungen sind diese Erhebungen nicht dargestellt).
Die Sammelkammer 142 dient zur Aufnahme von aus der Gasströmung im Abtrennbereich 114 abgetrennten Partikeln.
Die in der Sammelkammer 142 angesammelten Partikel, beispielsweise feste Partikel und/oder eine aus tröpfchenförmigen Partikeln gebildete Flüssigkeit, kann vorzugsweise über eine Abführleitung 150, welche mit einem Schleusenventil 152 zum Schließen und Öffnen der Abführleitung 150 versehen ist, in ein Partikelreservoir 154 ausgeschleust werden, um wieder das gesamte Innenvolumen der Sammelkammer 142 für die Aufnahme von aus der Gasströmung abgetrennten Partikeln zur Verfügung zu stellen.
Aus dem Partikelreservoir 154 können die abgeschiedenen Partikel, in fester und/oder flüssiger Form, einer Entsorgung oder Weiterverwertung zugeführt werden.
Das im Abtrennbereich 114 von Partikeln gereinigte Gas tritt aus dem Abtrennbereich 114 durch eine Gasaustrittsöffnung 162 in eine Reingaskammer 164 aus.
Die Gasaustrittsöffnung 162 entspricht der kleinsten Fläche, welche den Rand der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 und den Rand der Eintrittsöffnung 130 des Abtrenntrichters 128 miteinander verbindet.
Der Flächeninhalt A_G dieser Gasaustrittsöffnung 162 ist vorzugsweise mindestens gleich groß wie oder größer als die Mündungsfläche A_M der Mündungsöffnung 112.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Gasaustrittsfläche A_G um mindestens 10 %, insbesondere um mindestens 20 %, größer ist als die Mündungsfläche A_M.
Wie bei der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 beispielhaft dargestellt, kann die Reingaskammer 164 sich unmittelbar an den Abtrennbereich 114 anschließen.
Der Abtrenntrichter 128 kann mit einer Begrenzungswand 166 der Reingaskammer 164 verbunden sein oder eine solche Begrenzungswand 166 der Reingaskammer 164 durchsetzen.
Die Zuführleitung 108, insbesondere das Zuführrohr 122, können sich zumindest abschnittsweise durch die Reingaskammer 164 hindurch erstrecken.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Reingaskammer 164 im Abstand von dem Abtrennbereich 114 des Separators 106 angeordnet und mit demselben über eine (nicht dargestellte) Reingasleitung verbunden ist.
Die Reingaskammer 164 (und/oder die gegebenenfalls vorhandene Reingasleitung) kann vorzugsweise mittels einer Evakuierungsvorrichtung 168 auf einen gegenüber dem Druck p_W in der Werkstückaufnahmekammer 102 geringeren Druck p_R verringert werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Reingaskammer 164 auf einen Druck p_R von weniger als 500 mbar, insbesondere von weniger als 100 mbar, evakuierbar ist.
Die Evakuierungsvorrichtung 168 kann insbesondere eine Gasabführleitung 170 umfassen, welche an die Reingaskammer 164 (oder an die gegebenenfalls vorhandene Reingasleitung) angeschlossen ist und beispielsweise eine Vakuumpumpe 172 enthalten kann.
Die vorstehend beschriebene Reinigungsvorrichtung 100 mit Separator 106 funktioniert wie folgt:
Ein Werkstück 104 wird in die Werkstückaufnahmekammer 102 eingebracht und dort einem Reinigungsvorgang unterzogen, bei welchem das Werkstück 104 vorzugsweise mit einer Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird.
Am Ende des Reinigungsvorgangs entspricht der Druck p_W im Innenraum 110 der Werkstückaufnahmekammer 102 beispielsweise dem Atmosphärendruck von ungefähr 1 bar.
Das Zuführventil 116 in der Zuführleitung 108 ist zunächst geschlossen.
Die Reingaskammer 164 ist mittels der Evakuierungsvorrichtung 168 auf einen Druck p_R evakuiert, wobei das Verhältnis von p_R zu p_W vorzugsweise so gewählt ist, dass nach dem Öffnen des Zuführventils 116 eine verblockte Gasströmung aus der Werkstückaufnahmekammer 102, die eine Gasstromquelle 178 bildet, durch die Zuführleitung 108 in den Abtrennbereich 114 entsteht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass p_R/p_W kleiner ist als 0,48.
Der Separationsvorgang wird begonnen, indem das Zuführventil 116 von der Steuervorrichtung 118 geöffnet wird.
Daraufhin strömt zunächst das Gas, das in dem stromaufwärts von dem Zuführventil 116 gelegenen Teil der Zuführleitung 108 angeordnet ist, durch den stromabwärts von dem Zuführventil 116 angeordneten Teil der Zuführleitung 108 in den Abtrennbereich 114 und von dort zumindest zum Teil durch den Abtrenntrichter 128 und die Sammelleitung 138 hindurch in die Sammelkammer 142.
In der Sammelkammer 142 herrscht zu Beginn des Separationsvorgangs derselbe Druck p_R wie in der Reingaskammer 164.
Durch das Einströmen des Gases aus der Zuführleitung 108 in die Sammelkammer 142 steigt der Druck in der Sammelkammer 142 rasch auf ungefähr den Druck p_W an, der in der Werkstückaufnahmekammer 102 und damit in der Gasstromquelle 178 herrscht.
Im Abtrenntrichter 128 bildet sich ein Druckbauch aus, der für das nachströmende Gas einen Widerstand darstellt und zu einer Umlenkung der Gasströmung in dem Abtrennbereich 114 führt, so dass das nachströmende Gas durch die Gasaustrittsöffnung 162 in die Reingaskammer 164 gelangt, während die von dem Gasstrom mitgeführten flüssigen und/oder festen Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit ihre Bahn längs der Ausströmrichtung aus der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 fortsetzen, über den Abtrenntrichter 128 und die Sammelleitung 138 in die Sammelkammer 142 gelangen und sich dort aufgrund der Strömungsberuhigung absetzen.
Die Druckanstiegsphase, während welcher der näherungsweise Druckausgleich in der Sammelkammer 142 stattfindet und der Druckbauch im Abtrenntrichter 128 aufgebaut wird, dauert beispielsweise ungefähr 100 ms und entspricht vorzugsweise weniger als 10 %, insbesondere weniger als 5 %, der gesamten Dauer des Separationsvorgangs.
Um eine optimale Wirkung des Separators 106 zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn das Innenvolumen der Zuführleitung 108 stromaufwärts von dem Zuführventil 116, das vor dem Öffnen des Zuführventils 116 nicht mit Partikeln beladen ist, größer ist als das gesamte Innenvolumen des Abtrenntrichters 128, der Sammelleitung 138 und der Sammelkammer 142.
Hierdurch wird erreicht, dass dann, wenn das mit flüssigen und/oder festen Partikeln beladene Gasvolumen aus der Werkstückaufnahmekammer 102 im Abtrennbereich 114 eintrifft, der Druckausgleich in der Sammelkammer 142 bereits stattgefunden hat und der Druckbauch im Abtrenntrichter 128 sich bereits aufgebaut hat.
Die treibende Kraft der Gasströmung durch die Zuführleitung 108 ist das Druckgefälle in der Strömungsrichtung, wobei der Druck auf der Reingasseite, das heißt in der Reingaskammer 164, kleiner als der Eingangsdruck in der Werkstückaufnahmekammer 102 ist.
Die Gasströmung in der Zuführleitung 108 weist dabei nach Abschluss der Druckausgleichsphase vorzugsweise eine Geschwindigkeit von mindestens 50 m/s, insbesondere von mindestens 200 m/s, besonders bevorzugt von mindestens 300 m/s, auf.
Der mit Partikeln beladene Gasstrom tritt an der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 in den Abtrennbereich 114 aus und gelangt zunächst in den Abtrenntrichter 128, kann aber aufgrund der Physik einer verblockten Rohrströmung nur teilweise durch die Austrittsöffnung 132 des Abtrenntrichters 128 in die Sammelleitung 138 und von dort in die Sammelkammer 142 strömen.
Hierdurch wird ein Großteil des Gases aus der Gasströmung durch die Zuführleitung 108 gezwungen, die Strömungsrichtung zu ändern und durch die Gasaustrittsöffnung 162 in die Reingaskammer 164 zu strömen, während die im Gasstrom enthaltenen flüssigen und/oder festen Partikel aufgrund ihrer Massenträgheit durch die Austrittsöffnung 132 in die Sammelleitung 138 und von dort in die Sammelkammer 142 gelangen.
Dadurch, dass der Neigungswinkel α der Begrenzungswand 136 des Abtrenntrichters 128 höchstens 45°, insbesondere höchstens 30°, besonders bevorzugt höchstens 20°, beträgt, wird erreicht, dass Partikel, die auf die Begrenzungswand 136 treffen, vorwiegend an dieser Begrenzungswand 136 des Abtrenntrichters 128 entlang rutschen und nicht entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung und/oder der Abscheiderichtung von der Begrenzungswand 136 reflektiert werden.
Der Strömungskörper 146, der stromabwärts von der Partikeleintrittsöffnung 140 in der Sammelkammer 142 angeordnet ist, lenkt die während der Druckausgleichsphase in die Sammelkammer 142 einströmende Gasströmung seitlich ab und verhindert, dass die bereits in der Sammelkammer 142 befindlichen abgeschiedenen Partikel aus der Sammelkammer 142 zurück in den Abtrenntrichter 128 gerissen werden.
Ein Herausreißen von Partikeln aus der Sammelkammer 142 wird gegebenenfalls auch durch die Oberflächenstruktur einer oder mehrerer Begrenzungsflächen 160 der Sammelkammer 142 verhindert, welche die in die Sammelkammer eintretende Gasströmung, vorzugsweise diffus, streut.
Nach einer Dauer von beispielsweise ungefähr einer Sekunde bis ungefähr zwei Sekunden wird der Separationsvorgang beendet, indem das Zuführventil 116 geschlossen wird.
Daraufhin kann ein weiterer Separationszyklus beginnen, indem ein anderes Werkstück in die Werkstückaufnahmekammer 102 eingebracht und die Reingaskammer 164 wieder auf den Druck p_R evakuiert wird.
Nach einer vorgegebenen Anzahl von Separationszyklen oder wenn mittels eines geeigneten Massen- oder Füllstandsensors festgestellt wird, dass eine vorgegebene Partikelmenge in der Sammelkammer 142 vorhanden ist, können die in der Sammelkammer 142 angesammelten Partikel durch Öffnen des Schleusenventils 152 in das Partikelreservoir 154 ausgeschleust werden, worauf dann wieder das gesamte Volumen der Sammelkammer 142 für das Sammeln von Partikeln zur Verfügung steht.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des mit dem Separator 106 durchgeführten Verfahrens zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom ist der Separator 106 so ausgelegt, dass nach der Druckausgleichsphase im Wesentlichen das gesamte die Zuführleitung 108 durchströmende Gas in die Reingaskammer 164 umgelenkt wird und im Wesentlichen kein Gas aus dieser Strömung mehr in die Sammelkammer 142 strömt.
Alternativ hierzu kann der Separator 106 auch so ausgelegt werden, dass während des gesamten Separationsvorgangs Gas aus der Zuführleitung 108 bis in die Sammelkammer 142 strömt.
Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Austrittsfläche A_A des Abtrenntrichters 128 im Verhältnis zu der Mündungsfläche A_M der Zuführleitung 108 vergrößert und das Innenvolumen der Sammelkammer 142 vergrößert wird.
Dadurch gelangt während des gesamten Separationsvorgangs ein kleiner Teil des aus der Mündungsöffnung 112 der Zuführleitung 108 ausströmenden Gases durch die Austrittsöffnung 132 des Abtrenntrichters 128 und die Sammelleitung 138 in die Sammelkammer 142, während der Großteil des Gases weiterhin in die Reingaskammer 164 umgelenkt wird.
Aufgrund der Massenträgheit folgen die in dem Gasstrom enthaltenen festen und/oder flüssigen Partikel jedoch auch bei dieser Ausführungsform dem kleineren, in die Sammelkammer 142 strömenden Gasstrom und gelangen so zum größten Teil in die Sammelkammer 142, während nur ein geringer Teil dieser Partikel zusammen mit dem Großteil des Gases in die Reingaskammer 164 gelangt.
Eine in 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 mit Separator 106 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen, in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass in der Sammelleitung 138 ein Sammelleitungsventil 174 angeordnet ist, welches vorzugsweise ebenfalls über eine Steuerleitung 176 von der Steuervorrichtung 118 gesteuert werden kann.
Das Sammelleitungsventil 174 dient zum Sperren oder Freigeben einer Gasströmung durch die Sammelleitung 138.
Mittels dieser alternativen Ausführungsform des Separators 106 wird ein modifiziertes Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom wie folgt durchgeführt:
Zu Beginn eines Separationszyklus sind sowohl das Zuführventil 116 der Zuführleitung 108 als auch das Sammelleitungsventil 174 in der Sammelleitung 138 geschlossen.
Die Sammelkammer 142 wird daher nicht mit evakuiert, wenn der Druck in der Reingaskammer 164 mittels der Evakuierungsvorrichtung 168 auf den Druck p_R verringert wird.
Vielmehr entspricht der Druck in der Sammelkammer 142 zu Beginn des Separationsvorgangs vorzugsweise im Wesentlichen dem Druck p_W in der Werkstückaufnahmekammer 102, welche die Gasstromquelle 178 bildet.
Am Anfang des Separationsvorgangs wird das Sammelleitungsventil 174 gleichzeitig mit dem Zuführventil 116 oder kurz nach demselben geöffnet, so dass beim Eintreffen des Gases aus dem stromaufwärts von dem Zuführventil 116 liegenden Bereich der Zuführleitung 108 in der Sammelleitung 138 bereits ein gegenüber dem Druck p_R in der Reingaskammer 164 erhöhter Druck herrscht, durch welchen das aus der Zuführleitung 108 ausströmende Gas in die Reingaskammer 164 umgelenkt wird.
Der als Trägheitsabscheider wirkende Separator weist bei dieser Ausführungsform also bereits von Anfang an eine hohe Abscheidewirkung auf, so dass das stromaufwärts von dem Zuführventil 116 liegende Innenvolumen der Zuführleitung 108 klein gehalten werden kann.
Im Übrigen stimmen die in 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 mit Separator 106 hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise sowie das mit dieser zweiten Ausführungsform des Separators 106 durchgeführte Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom hinsichtlich seiner Durchführungsweise mit der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Claims

Separator zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, umfassend eine Zuführleitung (108), durch welche der mit Partikeln beladene Gasstrom einem Abtrennbereich (114) des Separators (106) zugeführt wird, wobei die Zuführleitung (108) an einer Mündungsöffnung (112) mit einer Mündungsfläche (A_M) in den Abtrennbereich (114) mündet, einen Abtrenntrichter (128), welcher eine Begrenzung des Abtrennbereichs (114) bildet und eine der Mündungsöffnung (112) der Zuführleitung (108) gegenüberliegende Eintrittsöffnung (130) mit einer Eintrittsfläche (A_E) und eine von der Eintrittsöffnung (130) beabstandete Austrittsöffnung (132) mit einer Austrittsfläche (A_A) aufweist, eine Gasaustrittsöffnung (162) mit einer Gasaustrittsfläche (A_G), welche einerseits von der Mündungsöffnung (112) der Zuführleitung (108) und andererseits von der Eintrittsöffnung (130) des Abtrenntrichters (128) berandet wird und durch welche von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich (114) austritt, und eine Sammelkammer (142), in welcher durch den Abtrenntrichter (128) gelangte Partikel aufgenommen werden.
Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungsfläche (A_M) der Zuführleitung (108) kleiner ist als die Eintrittsfläche (A_E) des Abtrenntrichters (128) und größer ist als die Austrittsfläche (A_A) des Abtrenntrichters (128).
Separator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsfläche (A_G) des Separators (106) mindestens gleich groß ist wie die Mündungsfläche (A_M) der Zuführleitung (108).
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (A_A) des Abtrenntrichters (128) kleiner ist als ein Zehntel der Eintrittsfläche (A_E) des Abtrenntrichters (128).
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Begrenzungswand (136) des Abtrenntrichters (128) gegenüber einer Längsmittelachse (134) des Abtrenntrichters (128) um einen Winkel (α) von höchstens 45° geneigt ist.
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (106) eine Sammelleitung (138) umfasst, welche die Austrittsöffnung (132) des Abtrenntrichters (128) mit der Sammelkammer (142) verbindet.
Separator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sammelleitung (138) ein Sammelleitungsventil (174) zum Sperren oder Freigeben einer Strömung durch die Sammelleitung (138) angeordnet ist.
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer (142) eine Partikeleintrittsöffnung (140) aufweist, durch welche aus dem Gasstrom abgetrennte Partikel in die Sammelkammer (142) eintreten, wobei stromabwärts von der Partikeleintrittsöffnung (140) ein Strömungskörper (146) angeordnet ist, der eine durch die Partikeleintrittsöffnung (140) in die Sammelkammer (142) eintretende Strömung seitlich ablenkt.
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer (142) mindestens eine Begrenzungsfläche (160) aufweist, die mit einer Oberflächenstruktur versehen ist, welche eine in die Sammelkammer eintretende Gasströmung streut.
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführleitung (108) ein Zuführventil (116) zum Sperren oder Freigeben einer Gasströmung durch die Zuführleitung (108) angeordnet ist.
Separator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (108) eine Gasstromquelle (178) mit dem Abtrennbereich (114) des Separators (106) verbindet, wobei das Innenvolumen der Zuführleitung (108) stromaufwärts von dem Zuführventil (108) größer ist als das gesamte Innenvolumen des Abtrenntrichters (128) und der Sammelkammer (142).
Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (106) eine Reingaskammer (164), in welche das von Partikeln gereinigte Gas nach dem Passieren des Abtrennbereichs (114) gelangt, und eine Evakuierungsvorrichtung (168) zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Reingaskammer (164) umfasst.
Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem Gasstrom, umfassend Folgendes: – Zuführen des mit Partikeln beladenen Gasstroms durch eine Zuführleitung (108) zu einem Abtrennbereich (114) eines Separators (106); wobei die Zuführleitung (108) an einer Mündungsöffnung (112) mit einer Mündungsfläche (A_M) in den Abtrennbereich (114) mündet, wobei der Abtrennbereich (114) durch einen Abtrenntrichter (128) begrenzt ist, der eine der Mündungsöffnung (112) der Zuführleitung (108) gegenüberliegende Eintrittsöffnung (130) mit einer Eintrittsfläche (A_E) und eine von der Eintrittsöffnung (130) beabstandete Austrittsöffnung (132) mit einer Austrittsfläche (A_A) aufweist, wobei Partikel aus dem Gasstrom durch den Abtrenntrichter (128) in eine Sammelkammer (142) gelangen und wobei von Partikeln gereinigtes Gas aus dem Abtrennbereich (114) durch eine Gasaustrittsöffnung (162) mit einer Gasaustrittsfläche (A_G), welche einerseits von der Mündungsöffnung (112) der Zuführleitung (108) und andererseits von der Eintrittsöffnung (130) des Abtrenntrichters (128) berandet wird, austritt.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend Folgendes: – Reduzieren des Drucks in einer Reingaskammer (164), welche stromabwärts von dem Abtrennbereich (114) angeordnet ist; – Öffnen eines Zuführventils (116) in der Zuführleitung (108).
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch Öffnen des Zuführventils (116) eine verblockte Gasströmung von einer Gasstromquelle (176), an welche die Zuführleitung (108) angeschlossen ist, in den Abtrennbereich (114) erzeugt wird.