DE1266545B

DE1266545B - Einrichtung fuer die Koernungsanalyse von feinkoernigen oder staubfoermigen Partikeln

Info

Publication number: DE1266545B
Application number: DES96027A
Authority: DE
Inventors: Alfred Hoffmann; Dipl-Ing Heinrich Klein; Dipl-Phys Rudolf Pieper; Dipl-Phys Eduard Weber
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-03-18
Filing date: 1965-03-18
Publication date: 1968-04-18
Also published as: GB1083719A; DK116474B; BE677426A; US3477569A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIn

Deutsche Kl.: 421-13/04

Nummer: 1266 545

Aktenzeichen: S 96027IX b/421

Anmeldetag: 18. März 1965

Auslegetag: 18. April 1968

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Körnungsanalyse von feinkörnigen oder staubförmigen Partikeln in einem gasförmigen Trägermedium.

Für viele Gebiete der Technik ist eine genaue Kenntnis der körnungsmäßigen Zusammensetzung von Stäuben oder anderen feinkörnigen Gütern von großer Bedeutung. Insbesondere trifit dies für die Entstaubungstechnik zu, da man vierfach von der Körnungszusammensetzung eines Staubes auf dessen Abscheidemöglichkeit mit Hilfe irgendeines Entstaubungsverfahrens schließen muß. Zu diesem Zweck werden von den Stäuben Körnungsanalysen durchgeführt. Dafür gibt es eine ganze Reihe allgemein bekannter Methoden, die hier nicht näher beschrieben werden sollen. Die Voraussetzung für alle diese Untersuchungen ist das Bereitstellen einer genügenden Menge Staub, d. h. das Sammeln von Staubproben. Die bisher in der Technik angewendeten Untersuchungsmethoden haben jedoch den Nachteil, daß der Staub nicht vom Trägermedium direkt in seiner ursprünglichen Beschaffenheit in den Analysator gelangt. In den meisten Fällen ist dabei durch Agglomeration oder andere Einflüsse, wie Aufladung, Feuchtigkeit usw., eine Veränderung des Staubes eingetreten, so daß das Ergebnis der nachfolgenden Körnungsanalyse in vielen Fällen nicht den richtigen Staubzustand wiedergibt.

Nur mit einer Körnungsanalyse, die direkt den Staub in seiner ursprünglichen Beschaffenheit erfaßt, kann die tatsächliche Zusammensetzung des Staubes nach Korngrößen erfaßt werden. Aus diesem Grund muß also eine aus dem meist gasförmigen Trägermedium entnommene Probe direkt in einen Analysator gelangen und dort der Staub nach Korngrößen klassifiziert werden.

Für eine derartige Körnungsanalyse dient erfindungsgemäß eine Einrichtung, die unter Verwendung von Wirbelabscheidern nach Art von Drehströmungsabscheidern mit schrägtangentialem Hilfsgaseinlaß arbeitet, wie sie als solche bereits bekannt sind und bei der mehrere hintereinander- oder parallelgeschaltete derartige Wirbelabscheider mit je einem gesonderten Auffangbehälter versehen und die schrägtangentialen Einströmkanäle in bestimmter, von einander abweichender Zahl und/oder Querschnittsgröße je Wirbelabscheider für eine festlegbare Grenzkornerfassung angeordnet sind.

Bei der Drehströmung in den bekannten Drehströmungsabscheidern wird in einer rotationssymmetrischen Wirbelkammer im wandnahen Bereich eine Potentialumlaufströmung derart angeregt und aufrechterhalten, daß sie zusätzlich zur Umlaufbewe-Einrichtung für die Körnungsanalyse von
feinkörnigen oder staubförmigen Partikeln

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Alfred Hoff mann, 8550 Forchheim;

Dipl.-Ing. Heinrich Klein,

Dipl.-Phys. Rudolf Pieper, 8520 Erlangen;

Dipl.-Phys. Eduard Weber, 8500 Nürnberg

gung noch eine Axialbewegung entgegen dem in einer Stirnseite der Wirbelkammer zentral eintretenden Rohgasstrom ausführt. Ein Teil dieser Potentialumlaufströmung wird in Höhe des Rohgaseinlasses zur Achse der Wirbelkammer hin umgelenkt und zusammen mit dem Rohgas in eine koaxial und gleichsinnig umlaufende Rotationsströmung übergeführt, die innerhalb der Potentialumlaufströmung fortschreitet. Die auszuscheidenden Partikeln werden dabei durch die Rotation der Rohgassäule radial aus der Rotationsströmung herausgeschleudert und mit einem Zweig der äußeren, entgegengerichteten Potentialumlaufströmung in einen den Rohgaseinlauf umgehenden Partikelauslaß zu einem Auffangbehälter abgeführt, während das gereinigte Gas die Wirbelkammer durch einen Auslaß in der anderen Stirnseite verläßt.

Bei einem bekannten Abscheider, der diese Drehströmung ausnutzt, wird die Potentialumlaufströmung durch zusätzliches Zuführen eines gasförmigen Mediums erzeugt, das schräg entgegen dem Rohgasstrom und tangential zur Wirbelkammer einströmt.

Bei Reihenschaltung der Wirbelabscheider können diese in einer Säule derart hintereinandergeschaltet sein, daß jeder Wirbelabscheiderauslaß für das Medium, das mit der jeweils noch nicht ausgeschiedenen Partikelmenge beladen ist, vom Einlaß des nachfolgenden Wirbelabscheiders gebildet und daß dem untersten Wirbelabscheider das gesamte partikelbeladene Trägermedium zuführbar ist.

Bei Parallelschaltung der Wirbelabscheider kann in einer gemeinsamen Rohgaszuführung eine gleichmäßige Aufteilung des partikelbeladenen Träger-

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Claims

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mediums auf die einzelnen Wirbelabscheider vorge- düse 111 bis 118 und je einem gesonderten Auffangsehen sein. Zusätzlich kann in jedem einzelnen Wir- behälter 121 bis 128 dargestellt. Das gasförmige belabscheider dem eintretenden Trägermedium ein Hilfsmedium wird zentral einem Windkessel 130 ent-Drall erteilt werden. nommen. Die Anregung der Potentialumlaufströ-

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher 5 mung erfolgt in gleicher Weise wie in der in F i g. 1

erläutert werden. beschriebenen Einrichtung, nämlich durch jeweils

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine bestimmte, voneinander abweichende Zahl

zur Körnungsanalyse mit hintereinandergeschalteten schrägtangentialer Einströmkanäle 140 bis 175 in den

Wirbelabscheidern, während in einzelnen Wirbelabscheidern.

F i g. 2 die Parallelschaltung mehrerer Wirbelab- io Die aus dem zu untersuchenden Gasstrom entnom-

scheider dargestellt ist. mene Teilstrommenge wird in einem Einlaß 100 z. B.

In Fig. 1 besteht die Einrichtung für die Kör- mit einer Venturimeßdüse 110 gemessen und annungsanalyse aus acht hintereinandergeschalteten schließend im Einlaßstutzen 120 durch entsprechende Wirbelabscheidern 1 bis 8. Dabei wird dem untersten Trennwände gleichmäßig auf die einzelnen Wirbel-Abscheider 1 der mit Hilfe einer bekannten Sonde 15 abscheider aufgeteilt. Nachdem in den einzelnen Wiraus dem zu untersuchenden Gasstrom entnommene belabscheidern die Partikeln aussortiert sind, die klei-Teilstrom über den Einlauf 10 und eine Vordrehdüse ner als das jeweilige Grenzkorn sind, wird das Rest-11 zugeleitet. Die Anregung der Potentialumlauf- gas mit den darin noch enthaltenen Partikeln über strömung erfolgt im Wirbelabscheider 1 durch einen einen allen Wirbelabscheidern gemeinsamen Auslaßr einzigen schrägtangentialen Einströmkanal 40. In 20 stutzen 131 dem Auslaß 132 zugeführt und die Restdiesem ersten Abscheider werden alle Partikel, die staubmenge in einem nachfolgenden Filtersack 133 größer als ein bestimmtes Grenzkorn sind, ausge- aufgefangen. Das gasförmige Trägermedium verläßt schieden und von einem Teilstrom des durch den durch den Auslaß 134 die beschriebene Einrichtung. Einströmkanal 40 zugeführten Hilfsmediums über Bei der Parallelschaltung enthält also jeder Aufeinen Auslaß 31 am Boden des Abscheiders in einen 25 fangbehälter von der in den betreffenden Wirbelab-Auffangbehälter 21 abgeführt. scheider gebrachten Staubmenge die Gesamtmenge

Die durch das Hilfsmedium vermehrte Gasprobe der Partikeln, die größer als das Grenzkorn des begelangt durch den nächsten Einlaß mit der Vordreh- treffenden Wirbelabscheiders sind. Für die Auswerdüsel2 in den zweiten Wirbelabscheider 2. Die rung benötigt man außerdem die den einzelnen Wirgrößere Gasmenge erfährt im Abscheidereinlaß eine 3° belabscheidern zugeführten Staubmengen, die man verstärkte Vordrehung durch die Vordrehdüse 12 und auf verschiedene Arten erhalten kann, eine stärkere Anregung der Potentialumlaufströmung Bei gleichmäßiger Beaufschlagung der einzelnen durch zwei Einströmkanäle 41 und 42. Durch diese Wirbelabscheider genügt es in bekannter Weise die stärkere Anregung werden nunmehr Partikel abge- die Gesamtapparatur verlassende Staubmenge aufzuschieden, die etwas kleiner sind als die, die in dem 35 fangen und zu messen. Die gesamte zugeführte Staubvorhergehenden Wirbelabscheider 1 ausgetragen wur- menge erhält man als Summe dieser aufgefangenen den. Die abgeschiedenen Partikeln werden über einen Menge und der in die Auffangbehälter 121 bis 128 Auslaß 32 einem Auffangbehälter 22 zugeführt. ausgetragenen Staubmengen. Daraus ergibt sich die

Der geschilderte Abscheidevorgang wiederholt sich pro Wirbelabscheider zugeführte Staubmenge, in den folgenden Wirbelabscheidern 3 bis 8 in der 40 Eine gleichmäßige Beaufschlagung der einzelnen gleichen Weise. In jedem Wirbelabscheider erfährt Wirbelabscheider ist jedoch nicht nötig, wenn hinter die Gasmenge eine stärkere Vordrehung durch die jedem Wirbelabscheider ein Filtersack angebracht ist, Vordrehdüsen 13 bis 18 und eine stärkere Anregung der die die einzelnen Wirbelabscheider verlassenden der Potentialumlaufströmung durch jeweils eine Staubmengen auffängt und mißt. Dabei kann ebengrößere Anzahl der Einströmkanäle 43 bis 45, 46 45 falls eine Venturimeßdüse 110 in jeder der Zuleitunbis 49, 50 bis 54, 55 bis 60, 61 bis 67 bzw. schließlich gen zu den einzelnen Wirbelabscheidern angeordnet von acht Einströmkanälen 68 bis 75 im letzten Staub- sein.

abscheider 8 oder von Einströmkanälen mit jeweils Die Einrichtung ist selbstverständlich nicht auf

größerem Querschnitt. eine Hintereinander- bzw. Parallelschaltung von acht

Der aus dem letzten Wirbelabscheider 8 bei 9 noch 50 Wirbelabscheidern beschränkt. Je nach den Anforde-

austretende Reststaub kann (sofern Staubanteile vor- rungen an die Genauigkeit der Messung und an die

handen sind, die noch feiner als das Grenzkorn der Zahl der zu messenden Körnungsstufen kann die

letzten Abscheiderstufe sind) in einem der üblichen Zahl der hintereinander- oder parallelgeschalteten

Filtersäcke aufgefangen werden. Nach Abschluß der Wibelabscheider größer oder kleiner sein, ebenso die

Probenahme werden die in den einzelnen Auffang- 55 Stufung der Vordrehung bzw. die Stufung der Zahl

behältern 21 bis 28 abgelagerten Staubmengen ge- und/oder Querschnittsgröße der Einströmkanäle für

wogen. Aus den in den einzelnen Auffangbehältern das Hilfsgas,

enthaltenen Mengen ergibt sich dann die Kornvertei- Patentansprüche-

lungskuve bzw. Rückstandssummenkurve in der be- ^p

kannten Weise. 60 1. Einrichtung für die Körnungsanalyse von Bei dieser Reihenschaltung erhält man also direkt feinkörnigen oder staubförmigen Partikeln in in Gewichtsprozenten den Staubanteil der Teilchen- einem gasförmigen Trägermedium, dadurch größen zwischen den Grenzkornen der betreffenden gekennzeichnet, daß — unter Verwendung sowie der vorhergehenden Wirbelabscheiderstufe, von an sich bekannten Wirbelabscheidern nach d. h. unmittelbar die Fraktionsanteile. 65 Art von Drehströmungsabscheidern mit schrägin F i g. 2 ist eine Einrichtung für die Körnungs- tangentialem Hilfsgaseinlaß — mehrere hintereinanalyse mit beispielsweise acht parallelgeschalteten ander- oder parallelgeschaltete Wirbelabscheider Wirbelabscheidern 101 bis 108 mit je einer Vordreh- mit je einem gesonderten Auffangbehälter ver-

sehen und daß die schrägtangentialen Einströmkanäle in bestimmter, voneinander abweichender Zahl und/oder Querschnittsgröße je Wirbelabscheider für eine festlegbare Grenzkornerfassung angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Reihenschaltung der Wirbelabscheider in einer Säule jeder Wirbelabscheiderauslaß für das Medium, das mit der jeweils noch nicht ausgeschiedenen Partikelmenge beladen ist, vom Einlaß des nachfolgenden Wirbelabscheiders gebildet und daß dem untersten Wirbelabscheider das gesamte partikelbeladene Trägermedium zuführbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Parallelschaltung der Wirbelabscheider von einer gemeinsamen Rohgaszuführung aus eine gleichmäßige Aufteilung des partikelbeladenen Trägermediums durch jeweils den gleichen freien Durchströmquerschnitt ergebende Trennwände auf die einzelnen Abscheider vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Wirbelabscheider (1 bis 8, 101 bis 108) dem eintretenden Trägermedium ein Drall mittels Vordrehdüsen (11 bis 18,111 bis 118) erteilt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Drallerteilung durch die Vordrehdüsen (11 bis 18, 111 bis 118) angenähert im gleichen Verhältnis zu der Stärke der Anregung durch die Einströmkanäle (40 bis 75,140 bis 175) zunimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 092 281;
schweizerische Patentschrift Nr. 382 716;
britische Patentschriften Nr. 933 224, 933 225.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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