DE1042359B - Fliehkraftabscheider fuer Gas, Luft oder Dampf mit axialem Ein- und Auslass und mit selbsttaetig verstellbarem Einstroemleitwerk - Google Patents

Description

• Fliehkraftabscheider für Gas, Luft oder Dampf mit axialem Ein-und Auslaß und mit selbsttätig verstellbarem Einströmleitwerk Die Erfindung betrifft einen Fliehkraftabscheider mit axialem Ein- und Auslaß zum Ausscheiden fester oder flüssiger Schwebteilchen aus Gas, Luft oder Dampf, in dessen Einströmkopf für die Umwandlung der geradlinigen Axialströmung in eine Drallströmung ein selbsttätig verstellbares, halbradial beschaufeltes Leitwerk angeordnet ist. Bei einer derartigen Vorrichtung werden durch Zentrifugalkraft die im Strömungsmedium suspendierten spezifisch schweren Teilchen gegen die Außenwand der Abscheide- oder Wirbelkammer geschleudert und dort abgeleitet, während das gereinigte Medium im Wirbelkern mit niedrigerem Drucke die Wirbelkammer durch eine zentrale Öffnung in axialer Richtung verläßt.
• Zur Erzeugung des Drallwirbels und einer für die Ausscheidung der schweren Bestandteile ausreichenden Fliehkraft muß das Medium im Einströmleitwerk eine bestimmte Geschwindigkeit erhalten. Wenn die Menge und die Strömungsgeschwindigkeit des zuströmenden Mediums stärkeren Schwankungen unterworfen sind, wie dies bei Dampfmaschinen-, Kompressoren- und ähnlichen Betriebsanlagen unvermeidlich ist, so schwankt auch die Abscheideleistung bzw. der Wirkungsgrad des Fliehkraftabscheiders mehr oder weniger. Man hat versucht, diesem übelstand durch Veränderung des Leitblechwinkels mittels eines von Hand zu betätigenden Gestänges abzuhelfen. Die Handverstellung erfordert aber eine ständige Überwachung des Fliehkraftabscheiders, die einen erheblichen Nachteil dieser Anordnungen darstellt.
• Bei Stauabscheidern von Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt, zwecks Änderung der Neigung der Leitkranzschaufeln deren Verstellring durch ein Gestänge mit der Drosselklappe zu koppeln. Diese Einrichtung ist jedoch für andere Verwendungszwecke, bei denen bisher die Verstellung des Düsenquerschnittes des Abscheiders von Hand vorgenommen werden mußte, nicht brauchbar. Man kennt ferner Fliehkraftstaubabscheider mit einer Schwenkklappe im Einlaßkanal zur selbsttätigen Regelung des Luftdurchtritts, wobei die Schwenkklappe mit einem der Öffnungskraft der Strömung entgegenwirkenden Gewicht belastet ist. Es ist auch nicht neu, in den Leitkanälen eines Luftreinigers unter Federdruck stehende Regelzungen vorzusehen, um eine gleichbleibende Durchströmgeschwindigkeit der Luft zu erzielen. Hierbei treten zwischen den Regelorganen und den sie umschließenden Luftzuleitungen unkontrollierte Spaltleckströme auf, die je nach der Durchsatzmenge verschieden groß sind.
• Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der zuvor genannten Nachteile und die Schaffung eines verbesserten, möglichst einfachen Fliehkraftabscheiders, der ohne besondere Überwachung die Wirbelgeschwindigkeit und die Fliehkraftwirkung konstant hält und dadurch bei den zu erwartenden Betriebsschwankungen annähernd gleiche Abscheidegrade gewährleistet. Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß bei einem Fliehkraftabscheider der eingangs genannten Art von den die beiden konzentrischen Wandungen des Leitkanals bildenden Leit-,verkteilen der äußere Teil feststehend, der andere innere Teil dagegen axial verschiebbar angeordnet ist und durch die Verstellkräfte des Strömungsdruckes des hindurchströmenden, zu reinigenden Mediums sowie einer entgegenwirkenden Feder- oder Gewichtsbelastung selbsttätig in eine solche Lage gebracht wird, daß infolge des sich dadurch einstellenden Durchströmquerschnittes die Austrittsgeschwindigkeit des strömenden Mediums aus dem Leitwerk stets annähernd gleich ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Fliehkraftabscheider mit Wirbelkammer, axialem Einströmwerk und gegenüberliegendem axialem Auslaßstutzen für das gereinigte Medium, zum Teil im vertikalen Mittelachsschnitt, Fig. 2 den Kopf des Fliehkraftabscheiders mit dein verstellbaren Einströmleitwerk im vertikalen Mittelachsschnitt, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
• Bei dem in Fig. 1 dargestellten Abscheider ist 1 die rohrförmige Wirbelkammer mit dem zentralen Auslaßstutzen 2 für das gereinigte gasförmige Medium und dem Sammel- und Austragraum 3 für die schwereren flüssigen oder festen Verunreinigungen. Das gegenüber dem Auslaßstutzen 2 axial in den Abscheiderkopf mündende Zuleitungsrohr 4 für das Rohgas ist mit dem Wirbelkammermantel 1 luftdicht verbunden.
• Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bildet ein sich trichterförmig verengender Einlaßstutzen 5 die Verbindung zwischen dem Zuleitungsrohr 4 und dem feststehenden, ebenfalls starr mit dem Mantel der Wirbelkammer 1 verbundenen äußeren Teil 6 des Einströmleitwerks. Zentral dazu ist ein innerer, axial verschiebbarer Leitwerkteil7 angeordnet und mit seiner Tragspindel 8 sowie den Abschirmrohren 9 und 10 in bzw. auf einer mittels einer Traverse 12 zentral im Einlaßstutzen 5 abgestützten Führungshülse 11 achsparallel geführt. Zwischen einerAbschirmkappe13 der Tragspindel 8 und der Führungshülse 11 ist eine Druckfeder 14 angeordnet, welche den axial verschiebbaren Teil 7 nachgiebig gegen den feststehenden Teil 6 hält und deren Federkraft und Vorspannung so bemessen sind, daß bei maximalerDurchströmmenge der volle Durchströmquerschnitt des Leitwerks freigegeben wird.
• Der axial verschiebbare Leitwerkteil 7 trägt innerhalb des an den axialen Ringkanal 15 anschließenden und nach Art einer halbradial nach außen umgelenkten Ringspaltdüse verlaufenden Leitkanals 16 einen Kranz bogenförmig in Wirbelrichtung gekrümmter Leitschaufeln 17, die in entsprechend geformten achsparallelen Schlitzen 18 im Einsatz 19 des ortsfesten Leitwerkteils 6 gleitend geführt sind. Am Boden des Sammelraumes 3 werden die abgeschiedenen Verunreinigungen durch einen Austragsstutzen oder die Rohrleitung 20 abgeleitet.
• Die Wirkungsweise der Leitwerkverstellung ist wie folgt: In der Außergebrauchsstellung zieht die Feder 14 den axial verschiebbaren Leitwerkteil 7 nachgiebig gegen den feststehenden Teil 6. Bei maximaler Durchströmmenge und Einströmgeschwindigkeit des Rohgases wird der Leitwerkteil 7 entgegen der Federbelastung so weit von dem feststehenden Teil 6 abgehoben, daß der maximale Durchströmquerschnitt im Leitkanal 16 vorhanden ist. Läßt die Durchströmmenge bzw. die Einströmgeschwindigkeit des zu reinigenden gasförmigen Mediums nach, so verringert sieb der Durchströmquerschnitt im Leitkanal 16 entsprechend. so daß die Ausströmgeschwindigkeit aus dem Leitwerk immer annähernd konstant bleibt. Dadurch wird ein gleichbleibender Wirkungsgrad des Fliehkraftabscheiders auch bei schwankender Strömungsmenge und veränderlicher Zuströmungsgeschwindigkeit des Rohgases sichergestellt.
• An Stelle der Druckfederbelastung kann als Rückstellkraft auch eine Zugfeder- oder eine Gewichtsbelastung verwendet werden. Eine andere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der verschiebbare Leitwerkteil7 nicht unmittelbar durch den Strömungsdruck, sondern mittels eines vom einströmenden Medium beaufschlagten Verstell- und Übertragungsorgans gesteuert wird. In bekannter Weise können bei einem Abscheider auch mehrere Wirbelkammern mit je einem erfindungsgemäß ausgebildeten Einströmleitwerk in Parallel- oder Hintereinanderschaltung vorgesehen sein.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Fliehkraftabscheider zum Ausscheiden fester oder flüssiger Schwebeteilchen aus Gas, Luft oder Dampf mit axialem Einlaß und Auslaß und einem selbsttätig verstellbaren axialen Einströmleitwerk mit halbradialer Beschaufelung für die Umwandlung der geradlinigenAxialströmung in eineDrallströmung, dadurch gekennzeichnet, daß von den die beiden konzentrischen Wandungen des Leitkanals (16) bildenden Leitwerkteilen der äußere Teil (6) feststeht, während der innere Teil (7) zwecks Verstellung des Durchströmquerschnittes axial verschiebbar angeordnet ist und durch die Verstellkräfte des jeweiligen Strömungsdruckes des hindurchströmenden zu reinigenden Mediums sowie einer entgegenwirkenden Feder- oder Gewichtsbelastung in eine solche Lage gebracht wird, daß infolge des sich dadurch einstellenden Durchströmungsquerschnittes die Austrittsgeschwindigkeit des strömenden Mediums aus dem Leitwerk stets annähernd gleich ist.
2. 2. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare innere Teil (7) des Leitwerks in einer mittels einer oder mehrerer Traversen (12) zentral in dem trichterförmigen Einlaßstutzen (5) abgestützten Führungshülse (11) achsparallel geführt und durch die dem Strömungsdruck entgegenwirkende Schließfeder (14) gehalten ist.
3. 3. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Federkraft und Vorspannung der Schließfeder (14) so bemessen sind, daß der Leitkanal (16) bei maximaler Durchströmmenge voll geöffnet und bei abgeschalteter Strömung geschlossen ist.
4. 4. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbareinnere Teil (7) des Leitwerks mit einem von dem einströmenden Medium beaufschlagten Verstellorgan verbunden ist.
5. 5. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbare innere Leitwerkteil (7) innerhalb des an den axialen Einströmringkanal (15) anschließenden Leitkanals (16) mit einem Kranz in Wirbelrichtung gekrümmter Leitschaufeln (17) versehen ist, welche in entsprechend geformten achsparallelen Schlitzen (18) des feststehenden äußeren Leitwerkteils (6) gleitend geführt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 280 581, 475 780, 504 751, 600 815, 750 280.