DE102014208935A1 - Modular centrifugal separator for separating solid contaminants from an air stream - Google Patents
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Abstract
Ein modularer Fliehkraftabscheider umfasst Abscheiderohre (3), die jeweils ein Luftführungs-Laufrad (32) umfassen, das koaxial in einem äußeren Rohrkörper (31) fixiert ist und mit spiralförmigen Kanälen (322) zur Erzeugung eines Luftstroms ausgebildet ist, der radial in das Abscheiderohr (3) strömt und einem Fliehkraft-Strömungsbild durch eine Abscheidekammer (310) in dem Abscheiderohr (3) folgt, wodurch einige der Feststoff-Verunreinigungen von dem Luftstrom in der Abscheidekammer (310) getrennt werden. Jedes Abscheiderohr (3) kann wahlweise mit einem oder zwei Drei-Wege-Ventilen (4) zur Bildung eines ersten oder zweiten Filtrations-Moduls (A, B) verbunden werden, in dem der Luftstrom vor Eintreten in das Abscheiderohr (3) durch einen Fluid-Durchgang in dem einen Drei-Wege-Ventil (4) oder einem der beiden Drei-Wege-Ventile (4) strömt.A modular centrifugal separator comprises separator tubes (3), each comprising an air guide impeller (32) coaxially fixed in an outer tube body (31) and formed with spiral channels (322) for generating an air flow radially into the separator tube (3) flows and follows a centrifugal flow pattern through a separation chamber (310) in the separation tube (3), thereby separating some of the solid contaminants from the air flow in the separation chamber (310). Each separator tube (3) can be optionally connected to one or two three-way valves (4) to form a first or second filtration module (A, B), in which the air flow before entering the separator tube (3) by a Fluid passage in which a three-way valve (4) or one of the two three-way valves (4) flows.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftabscheider, insbesondere auf einen modularen Fliehkraftabscheider, zur Trennung von Feststoff-Verunreinigungen von einem Luftstrom.The invention relates to a centrifugal separator, in particular to a modular centrifugal separator, for separating solid contaminants from an air stream.
Ein herkömmlicher Zentrifugalfilter dient zur Trennung von Feststoff-Verunreinigungen wie z. B. Staub, Schmutz, Feststoffpartikel usw. von einem Luftstrom mittels des Fliehkraftprinzips. Der herkömmliche Zentrifugalfilter umfasst zwei Abscheidetrommeln, drei Rohre, ein Absauggebläse sowie einen Feststoff-Sammelbehälter. Die Abscheidetrommeln weisen jeweils eine Luft-Einlassöffnung sowie eine Luft-Auslassöffnung und eine Feststoff-Auslassöffnung, die entlang deren Mittelachse gegenüber voneinander angeordnet sind. Das Rohr ist mit der Luft-Einlassöffnung der Abscheidetrommel verbunden. Das Rohr verbindet die Luft-Auslassöffnung der Abscheidetrommel mit der Luft-Einlassöffnung der Abscheidetrommel. Das Rohr verbindet die Luft-Auslassöffnung der Abscheidetrommel mit dem Absauggebläse. Der Feststoff-Sammelbehälter ist mit den Feststoff-Auslassöffnungen verbunden. Mit dem Absauggebläse ist es möglich, Umgebungsluft durch das Rohr, die Abscheidetrommel, das Rohr, die Abscheidetrommel und das Rohr so einzusaugen, dass ein jeweils in die Abscheidetrommeln strömender Luftstrom einem Fliehkraft-Strömungsbild folgt, um einen Teil der Feststoff-Verunreinigungen von dem Luftstrom zu trennen. Die abgeschiedenen Feststoff-Verunreinigungen fallen durch die Feststoff-Auslassöffnungen in den Feststoff-Sammelbehälter.A conventional centrifugal filter is used to separate solid contaminants such. As dust, dirt, solid particles, etc. of an air flow by means of the centrifugal force principle. The conventional centrifugal filter comprises two separating drums, three tubes, a suction fan and a solids collecting tank. The separating drums each have an air inlet opening and an air outlet opening and a solids outlet opening, which are arranged opposite one another along their central axis. The tube is connected to the air inlet opening of the separation drum. The tube connects the air discharge port of the separation drum to the air inlet port of the separation drum. The pipe connects the air outlet opening of the separation drum with the exhaust fan. The solids receiver is connected to the solids outlet ports. With the exhaust fan, it is possible to suck in ambient air through the pipe, the separation drum, the pipe, the separation drum and the pipe such that an air stream flowing into the deposition drums respectively follows a centrifugal flow pattern to remove some of the solid contaminants from the air stream to separate. The deposited solid contaminants fall through the solids outlet ports into the solids receiver.
In einer solchen Anordnung benötigt das Rohr zur Verbindung der Abscheidetrommeln eine ausreichende Länge, so dass es auf eine Weise gebogen werden kann, die den Luftstrom durch das Rohr nicht beeinträchtigt. Daher nimmt das Rohr einen relativ großen Raum ein. Zudem sind bei Verwendung von einer oder mehreren zusätzlichen Abscheidetrommeln zur Verbesserung des Filtrationseffekts ein oder mehr zusätzliche Rohre wie das Rohr notwendig, um die zusätzliche(n) Abscheidetrommel(n) zwischen den Abscheidetrommeln in Reihe zu schalten. In diesem Fall wird aufgrund der Verwendung der (des) zusätzlichen Rohre(s) und der zusätzlichen Abscheidetrommel(n) das Gesamtvolumen des herkömmlichen Zentrifugalfilters wesentlich größer, und es kann zu Rohrgeflechten kommen.In such an arrangement, the tube for connecting the separating drums requires a sufficient length so that it can be bent in a manner that does not interfere with the flow of air through the tube. Therefore, the pipe occupies a relatively large space. In addition, if one or more additional separation drums are used to improve the filtration effect, one or more additional tubes, such as the tube, are required to connect the additional separation drum (s) in series between the separation drums. In this case, due to the use of the additional pipe (s) and the additional separation drum (s), the total volume of the conventional centrifugal filter becomes much larger and can result in pipe braids.
Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen modularen Fliehkraftabscheider zur Trennung von Feststoff-Verunreinigungen von einem Luftstrom bereitzustellen, mit dem die Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden werden können.Therefore, it is an object of the present invention to provide a modular centrifugal separator for separating solid contaminants from an air stream with which the disadvantages of the prior art can be overcome.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein modularer Fliehkraftabscheider:
eine Vielzahl von Abscheiderohren, die jeweils einen äußeren Rohrkörper mit gegenüberliegenden Einlass- und Auslassenden aufweisen und eine dazwischen liegende Abscheidekammer begrenzen, die in räumlicher Verbindung mit den Einlass- und Auslassenden steht, sowie ein Luftführungs-Laufrad, das koaxial in dem Einlassende des äußeren Rohrkörpers fixiert ist und mit einer axialen Öffnung sowie einer Vielzahl von spiralförmigen Kanälen ausgebildet ist, die um die axiale Öffnung herum zur Erzeugung eines Luftstroms angeordnet sind, wobei dieser Luftstrom durch die spiralförmigen Kanäle radial in die Abscheidekammer einströmt, wo er einem Fliehkraft-Strömungsbild durch die Abscheidekammer und um eine Mittelachse des äußeren Rohrkörpers herum folgt, so dass einige der Feststoff-Verunreinigungen in der Abscheidekammer von dem Luftstrom getrennt werden, und
eine Vielzahl von Drei-Wege-Ventilen, die jeweils eine erste und eine zweite Durchgangsöffnung mit der gleichen Größe sowie eine dritte Durchgangsöffnung aufweisen, die mit einem ersten Fluid-Durchgang ausgebildet ist, der in Fluid-Verbindung mit der ersten und der dritten Durchgangsöffnung steht, sowie einen zweiten Fluid-Durchgang, der in Fluid-Verbindung mit der zweiten und der dritten Durchgangsöffnung steht.According to the present invention, a modular centrifugal separator comprises:
a plurality of separator tubes, each having an outer tube body with opposed inlet and outlet ends defining an interposed deposition chamber in spatial communication with the inlet and outlet ends, and an air guide impeller coaxially disposed in the inlet end of the outer tube body is fixed and is formed with an axial opening and a plurality of spiral channels, which are arranged around the axial opening for generating an air flow, said air flow flows through the spiral channels radially into the deposition chamber, where he a centrifugal flow pattern through the Separation chamber and follows around a central axis of the outer tube body, so that some of the solid impurities in the deposition chamber are separated from the air flow, and
a plurality of three-way valves each having first and second through holes of the same size and a third through hole formed with a first fluid passage in fluid communication with the first and third through holes and a second fluid passage in fluid communication with the second and third ports.
Die Abscheiderohre sind jeweils dazu in der Lage, wahlweise mit einem der Drei-Wege-Ventile zu einem ersten Filtrationsmodul verbunden zu werden, in dem das Einlassende des äußeren Rohrkörpers des Abscheiderohrs lösbar mit der dritten Durchgangsöffnung des jeweiligen Drei-Wege-Ventils verbunden ist, oder mit zweien der Drei-Wege-Ventile zu einem zweiten Filtrationsmodul verbunden zu werden, in dem das Einlass- und das Auslassende des äußeren Rohrkörpers lösbar jeweils mit der dritten Durchgangsöffnung der beiden Drei-Wege-Ventile verbunden sind.The separator tubes are each capable of being selectively connected to one of the three-way valves to a first filtration module in which the inlet end of the outer tube body of the separator tube is detachably connected to the third passage opening of the respective three-way valve, or to be connected to two of the three-way valves to a second filtration module, in which the inlet and the outlet end of the outer tubular body are releasably connected respectively to the third passage opening of the two three-way valves.
In dem ersten Filtrationsmodul strömt der Luftstrom durch den ersten Fluid-Durchgang in das eine der Drei-Wege-Ventile, bevor er in das Abscheiderohr eintritt. Der Luftstrom in dem Abscheiderohr strömt aus dem ersten Filtrationsmodul durch den zweiten Fluid-Durchgang in das eine der Drei-Wege-Ventile. Die abgeschiedenen Feststoff-Verunreinigungen können nun aus dem ersten Filtrationsmodul durch das Auslassende des äußeren Rohrkörpers ausgeschieden werden.In the first filtration module, the airflow flows through the first fluid passage into one of the three-way valves before entering the separation tube. The air flow in the separator tube flows from the first filtration module through the second fluid passage into one of the three-way valves. The separated solid contaminants can now be eliminated from the first filtration module through the outlet end of the outer tubular body.
In dem zweiten Filtrationsmodul strömt der Luftstrom durch den ersten Fluid-Durchgang in eines der beiden Drei-Wege-Ventile, das mit dem Einlassende verbunden ist, und tritt dann in das Abscheiderohr ein. Der Luftstrom in der Abscheidekammer strömt aus dem zweiten Filtrationsmodul durch zumindest einen der zweiten Fluid-Durchgänge in den beiden Drei-Wege-Ventilen. Die abgeschiedenen Feststoff-Verunreinigungen können nun aus dem zweiten Filtrationsmodul durch den ersten Fluid-Durchgang und die erste Durchgangsöffnung des anderen der beiden Drei-Wege-Ventile ausgeschieden werden.In the second filtration module, the air flow flows through the first fluid passage into one of the two three-way valves connected to the inlet end and then enters the separation tube. The air flow in the deposition chamber flows from the second filtration module through at least one of the second fluid passages in the two three-way valves. The separated solid contaminants can now be excreted from the second filtration module through the first fluid passage and the first passage opening of the other of the two three-way valves.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen. Hierbei zeigen:Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Hereby show:
Bevor die vorliegende Erfindung genauer beschrieben wird, soll darauf hingewiesen werden, dass gleiche Elemente in der gesamten Offenlegungsschrift mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.Before describing the present invention in more detail, it should be noted that like elements throughout the disclosure are denoted by the same reference numerals.
Bezugnehmend auf
Jedes Abscheiderohr
Jedes Drei-Wege-Ventil
In dieser Ausführungsform ist das Einlassende
Das Verbindungsrohr
Jedes Verbindungselement
Bei einem solchen Aufbau strömt in jedem des ersten bzw. zweiten Filtrationsmoduls (A, B) ein Luftstrom durch den ersten Fluid-Durchgang
In dieser Ausführungsform verbindet jedes Verbindungselement
Die dritten Filtrationsmodule (C) sind in zwei Gruppen unterteilt, die jeweils aus zwei Filtrationsmodulen (C) bestehen, die lösbar miteinander verbunden sind und über ein Gewinde mit dem zweiten Ende
Bei einem solchen Aufbau wird ein durch die erste Durchgangsöffnung
In
Bei dem Mischmodul (D) handelt es sich um eine Abwandlung des zweiten Filtrationsmoduls (B) der zweiten bevorzugten Ausführungsform (
In jedem zusätzlichen Drei-Wege-Ventil
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass aufgrund der wahlweisen Montierbarkeit des modularen Fliehkraftabscheiders gemäß dieser Erfindung aus dem (den) ersten Filtrationsmoduls/en (A), dem (den) zweiten Filtrationsmoduls/en (B), dem (den) dritten Filtrationsmoduls/en (C) und/oder dem Mischmodul (D), ohne dass hierfür ein Rohr zur Verbindung notwendig wäre, der modulare Fliehkraftabscheider gemäß dieser Erfindung auf einfache Weise so zusammengebaut werden kann, dass dieser ein relativ kleines Volumen aufweist, welches einem vorhandenen Aufstellungsraum Rechnung trägt, einen mehrfachen Filtrationseffekt bieten kann und Rohrgeflechte, wie sie im Stand der Technik auftreten, vermeiden kann.In summary, due to the optional mountability of the modular centrifugal separator of this invention, the first filtration module (s) (A), the second filtration module (s) (B), the third filtration module (s) ( C) and / or the mixing module (D), without the need for a pipe for connection, the modular centrifugal separator according to this invention can be easily assembled so that it has a relatively small volume, which takes into account an existing installation space, can provide a multiple filtration effect and can avoid pipe meshes, as occur in the prior art.
Zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurden die nach Ansicht des Erfinders praktikabelsten und bevorzugtesten Ausführungsformen herangezogen, diese Erfindung ist jedoch nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern schließt verschiedene Anordnungen mit ein, die im Rahmen der weitesten Auslegung unter den Schutzbereich fallen, so dass in diesem Sinne alle Abwandlungen und gleichwertigen Anordnungen ebenfalls abgedeckt sind.In describing the present invention, the inventors believe that the most practical and preferred embodiments have been utilized, but this invention is not limited to the disclosed embodiments, but includes various arrangements that fall within the scope of the broadest interpretation in the scope Meaning all modifications and equivalent arrangements are also covered.
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