DE102020128539A1 - Separator for solid particles - Google Patents
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Abstract
Ein Abscheider (1) für Feststoffpartikel umfasst einen Einlasskanal (2), in dem eine Drallscheibe (3) zur Erzeugung einer Drehbewegung eines Gasstromes vorgesehen ist, einen mittleren Strömungskanal (4) hinter der Drallscheibe (3) und einen Abscheideraum (6) hinter dem mittleren Strömungskanal (3), wobei in den Abscheideraum (6) ein Tauchrohr (5) mit einer Einlassöffnung (51) für den gereinigten Gasstrom eingefügt ist, und an dem Abscheideraum (6) an einem äußeren Umfang ein Auslass (7) für abgeschiedene Feststoffpartikel vorgesehen ist, wobei die Einlassöffnung (51) des Tauchrohres (5) in Strömungsrichtung vor dem Auslass (7) für abgeschiedene Feststoffpartikel angeordnet ist. Dadurch kann über den Abscheider mit einfachen Mitteln eine effektive Trennung von Feststoffpartikel erfolgen.A separator (1) for solid particles comprises an inlet channel (2) in which a swirl disk (3) is provided for generating a rotary movement of a gas flow, a central flow channel (4) behind the swirl disk (3) and a separation chamber (6) behind the middle flow channel (3), a dip tube (5) with an inlet opening (51) for the purified gas flow being inserted into the separation space (6), and an outlet (7) for separated solid particles on the outer circumference of the separation space (6) is provided, the inlet opening (51) of the immersion tube (5) being arranged in the direction of flow in front of the outlet (7) for separated solid particles. As a result, solid particles can be effectively separated using simple means via the separator.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abscheider für Feststoffpartikel, mit einem Einlasskanal, in dem eine Drallscheibe zur Erzeugung einer Drehbewegung eines Gasstromes vorgesehen ist, einem mittleren Strömungskanal hinter der Drallscheibe und einem Abscheideraum hinter dem mittleren Strömungskanal, wobei in den Abscheideraum ein Tauchrohr mit einer Einlassöffnung für den gereinigten Gasstrom eingefügt ist, und an dem Abscheideraum an einem äußeren Umfang ein Auslass für abgeschiedene Feststoffpartikel vorgesehen ist, wobei die Einlassöffnung des Tauchrohres in Strömungsrichtung vor dem Auslass für abgeschiedene Feststoffpartikel angeordnet ist.The present invention relates to a separator for solid particles, with an inlet channel in which a swirl disk is provided for generating a rotary movement of a gas flow, a central flow channel behind the swirl disk and a separation space behind the central flow channel, with a dip tube with an inlet opening in the separation space the cleaned gas stream is inserted, and an outlet for separated solid particles is provided on an outer circumference of the separation space, the inlet opening of the immersion tube being arranged in the flow direction upstream of the outlet for separated solid particles.
Zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus einem Gasstrom ist es beispielsweise aus der
In der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abscheider für Feststoffpartikel zu schaffen, der eine sichere und effiziente Abtrennung von Feststoffpartikeln ermöglich.It is therefore the object of the present invention to create a separator for solid particles which enables safe and efficient separation of solid particles.
Diese Aufgabe wird mit einem Abscheider mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with a separator having the features of claim 1.
Erfindungsgemäß umfasst der Abscheider einen Abscheideraum, an dem einerseits an einem äußeren Umfang ein Auslass für abgeschiedene Feststoffpartikel vorgesehen ist und andererseits ein Tauchrohr eingefügt ist, dessen Einlassöffnung in Strömungsrichtung vor dem Auslass für abgeschiedene Feststoffpartikel angeordnet ist. Dadurch wird um das Tauchrohr eine strömungsberuhigte Zone gebildet, in der die schwereren Feststoffpartikel zu dem Auslass geleitet werden, während das Tauchrohr mit einer vergleichsweise großen Länge in den Abscheideraum hervorsteht, um die gereinigte Luft weiterzuleiten.According to the invention, the separator comprises a separation space, on the one hand an outlet for separated solid particles is provided on an outer circumference and on the other hand a dip tube is inserted, the inlet opening of which is arranged in the direction of flow in front of the outlet for separated solid particles. As a result, a flow-calmed zone is formed around the immersion pipe, in which the heavier solid particles are directed to the outlet, while the immersion pipe protrudes with a comparatively great length into the separation space in order to pass on the cleaned air.
Der Abscheideraum ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet, und das Tauchrohr erstreckt sich über mindestens 70 % der axialen Länge des Abscheideraumes, insbesondere zwischen 80 % bis 95 %. Dadurch erstreckt sich das Tauchrohr nahezu über die gesamte Länge des Abscheideraumes und kann mit der Einlassöffnung nahe an einem mittleren Strömungskanal angeordnet sein. Das Tauchrohr in dem Abscheideraum kann in axiale Richtung, also in Strömungsrichtung beispielsweise mindestens doppelt so lang sein wie die Länge des Auswurfkanals des Auslasses, der an einem unteren Abschnitt des Abscheideraumes angeordnet ist.The separation space is preferably cylindrical, and the immersion tube extends over at least 70% of the axial length of the separation space, in particular between 80% and 95%. As a result, the immersion tube extends almost over the entire length of the separation space and can be arranged with the inlet opening close to a central flow channel. The immersion tube in the separation space can be at least twice as long in the axial direction, that is to say in the flow direction, for example, as the length of the discharge channel of the outlet, which is arranged on a lower section of the separation space.
Für eine effiziente Abscheidung der Feststoffpartikel kann die Einlassöffnung des Tauchrohres einen Durchmesser besitzen, der etwa 35 % bis 65 % des Durchmessers des Abscheideraumes besitzt, insbesondere zwischen 40 % bis 60 %.For efficient separation of the solid particles, the inlet opening of the immersion tube can have a diameter which is approximately 35% to 65% of the diameter of the separation space, in particular between 40% to 60%.
Das Tauchrohr ist vorzugsweise nicht vollständig zylindrisch ausgebildet, sondern umfasst einen sich in Strömungsrichtung konisch aufweitenden Abschnitt. Dieser sich konisch aufweitender Abschnitt kann oberhalb eines Auswurfkanals des Auslasses angeordnet sein.The immersion tube is preferably not completely cylindrical, but rather comprises a section which widens conically in the direction of flow. This conically widening section can be arranged above an ejection channel of the outlet.
Das Verhältnis der Durchmesser der Drallscheibe zu einem Durchmesser des Abscheideraumes liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,9 bis 1,1, wobei die Drallscheibe und der Abscheideraum vorzugsweise einen im Wesentlichen identischen Durchmesser aufweisen.The ratio of the diameter of the swirl disk to a diameter of the separation space is preferably in a range between 0.9 to 1.1, the swirl disk and the separation space preferably having an essentially identical diameter.
Der mittlere Strömungskanal hinter der Drallscheibe weist erfindungsgemäß einen sich konisch verjüngenden und einen sich konisch aufweitenden Kanalabschnitt auf, so dass der mit Partikeln beladene Gasstrom durch die konische Verjüngung zunächst beschleunigt und durch die konische Aufweitung wieder verlangsamt wird. Das Verhältnis von maximalem Durchmesser des mittleren Strömungskanals zu dem minimalen Durchmesser des mittleren Strömungskanals kann zwischen 1,2:1 und 2:1, beispielsweise zwischen 1,4:1 und 1,7:1, liegen. Die axiale Länge der konischen Verjüngung und der konischen Aufweitung des Strömungskanals im mittleren Strömungskanals kann im Wesentlichen gleich sein, vorzugsweise ist die Abweichung in der Länge kleiner 10%. Eine Einlassöffnung des Tauchrohres befindet sich vorzugsweise im Bereich des Endes des sich aufweitenden Abschnittes, insbesondere kurz dahinter, so dass die durch Fliehkräfte beschleunigten Partikel weniger stark in das Tauchrohr eingesaugt werden.According to the invention, the middle flow channel behind the swirl disk has a conically tapering and a conically widening channel section, so that the particle-laden gas flow is initially accelerated by the conical taper and slowed down again by the conical widening. The ratio of the maximum diameter of the central flow channel to the minimum diameter of the central flow channel can be between 1.2: 1 and 2: 1, for example between 1.4: 1 and 1.7: 1. The axial length of the conical taper and the conical widening of the flow channel in the middle flow channel can be essentially the same, preferably the deviation in length is less than 10%. An inlet opening of the immersion tube is preferably located in the area of the end of the widening section, in particular shortly behind it, so that the particles accelerated by centrifugal forces are less strongly sucked into the immersion tube.
Das Tauchrohr besitzt an der Auslassöffnung vorzugsweise einen um 10 % bis 30 % größeren Durchmesser wie der Durchmesser der Einlassöffnung des Tauchrohres. Dabei dient zur Vergrößerung des Durchmessers ein sich konisch aufweitender Abschnitt des Tauchrohres, dessen Winkel zur Axialrichtung vorzugsweise zwischen 20° bis 30°, insbesondere zwischen 25° bis 28°, liegt.At the outlet opening, the immersion tube preferably has a diameter that is 10% to 30% larger than the diameter of the inlet opening of the immersion tube. A conically widening section of the immersion tube, whose angle to the Axial direction is preferably between 20 ° to 30 °, in particular between 25 ° to 28 °.
Zur Erzeugung einer sich drehenden Gasströmung weist die Drallscheibe vorzugsweise Schaufeln auf, die zur radialen Richtung in einem Winkel zwischen 20° und 30°, insbesondere zwischen 23° und 27°, geneigt sind.To generate a rotating gas flow, the swirl disk preferably has blades which are inclined to the radial direction at an angle between 20 ° and 30 °, in particular between 23 ° and 27 °.
Der Durchmesser der Drallscheibe hat vorzugweise den gleichen Durchmesser, wie der Abscheidungsraum, wodurch der Druckverlust über der Drallscheibe reduziert wird.The diameter of the swirl disk preferably has the same diameter as the separation space, as a result of which the pressure loss across the swirl disk is reduced.
Der Abscheider weist ferner einen Einlasskanal auf, bei dem zwischen einer Einlassöffnung und der Drallscheibe ein sich aufweitender Abschnitt vorgesehen ist, um die Strömung zu verlangsamen.The separator also has an inlet channel in which a widening section is provided between an inlet opening and the swirl disk in order to slow down the flow.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Abscheiders; -
2 eine Seitenansicht des Abscheiders der1 ; -
3 eine Ansicht des Abscheiders in Axialrichtung, und -
4 eine Seitenansicht des Abscheiders mit Vermaßungsangaben.
-
1 a perspective sectional view of a separator according to the invention; -
2 a side view of the separator of1 ; -
3 a view of the separator in the axial direction, and -
4th a side view of the separator with dimensions.
Ein Abscheider
Der Abscheider
Der mittlere Strömungskanal
Hinter dem mittleren Strömungskanal
Das Tauchrohr
An dem Abscheideraum
In
Eine Länge des Auswurfkanals
Der mittlere Strömungskanal
Der zylindrische Abschnitt
Die Drallscheibe
Die Gesamtlänge
Der eintretende, mit Partikeln beladene Luftstrom oder Gasstrom kann an der Einlassöffnung
Eine Größenauslegung des Abscheiders
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AbscheiderSeparator
- 22
- EinlasskanalInlet port
- 33
- DrallscheibeSwirl disc
- 44th
- StrömungskanalFlow channel
- 55
- TauchrohrImmersion tube
- 66th
- AbscheideraumSeparation room
- 77th
- AuslassOutlet
- 88th
- AuswurfkanalDischarge chute
- 2020th
- EinlassöffnungInlet opening
- 2121
- Abschnittsection
- 2222nd
- Abschnittsection
- 3030th
- Schaufelshovel
- 3131
- Abschnittsection
- 4040
- Abschnittsection
- 4141
- Abschnittsection
- 5050
- Abschnittsection
- 5151
- EinlassöffnungInlet opening
- 5252
- Abschnittsection
- 5353
- Abschnittsection
- 6060
- Gehäusecasing
- 6161
- StirnwandFront wall
- DMDM
- minimaler Durchmesserminimum diameter
- DTrDTr
- Durchmesser TauchrohrImmersion tube diameter
- DATHERE
- Durchmesser AbscheideraumSeparation chamber diameter
- DDrGDR
- Durchmesser DrallscheibeSwirl disk diameter
- LTrLTr
- Länge TauchrohrLength of immersion tube
- LALA
- Länge AbscheideraumLength of separation space
- LAwLAw
- Länge AuswurfkanalLength of the ejection channel
- LKLK
- Länge der konischen AbschnitteLength of the conical sections
- LASREAD
- Länge zylinderischer AbschnittLength of the cylindrical section
- LZYLZY
- Gesamtlängeoverall length
- αα
- Winkelangle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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