Drehströmungswirbler zum Arscheiden von festen Teilchen aus Gasen,
insbesondere bei hoher feilchenbelaoung des hohgases
Die Erfindung betrifft einen Drehströmungswirbler zum Abscheiden
von festen Teilchen aus,Gasen, insbesonaere bei hohei Teilchen-
aeladung des Rohgases mit einem Vorabscheider und einem Haupt-
ao2cneiaer, die nacn aem Drehströmungsprinzip arbeiten.
Die Erfindung hat besondere Bedeutung bei stark angereicherten
Staub-Luft-Gemischen, wie sie häufig bei Nutzstäuben in Mühlen, Brechern usw. auftreten.
Außerdem kann mit dem Drehströmungswirbler nach der Erfindung eine Abscheidung von
Stäuben erreicht werden, die mittels pneumatischer Fördereinrichtungen transportiert
und anschließend abgesetzt oder gebunkert werden müssen. Dabei können Staubbelaaungszustände
auftreten, bei denen auf 1 m3 Tragluft 3 Kg oder mehr körnige Substanz kommet. Um
derartiges Gut abzuscheiden, mußten bisher mehrere hintereinanaergeschgltete Entstaubersysteme
verwendet werden, wobei in der, misten Fällen als letzter Entstauber ein Sackfilter
verwendet wurde. Gerade die Nachteile von Sackfiltern sind jedoch allgemein bekannt.
Die Erfindung hat sich zur Auigabe gestellt, mit einem einzigen Kombinationsgerät
eine :ibscheidung von hoher Güte zu erreichen, ohne daß für die Reststäube noch
ein Sackfilter erforderlich ist. Erfindungsgemäß dient dazu ein Drehströmungswirbler
mit einem Vorabscheider und einem Hauptabscheider, bei dem der Vorabscheider aus
einer zylinderrohrförmgen Wirbelkammer besteht, die mit einem schräg-tangentialen
Rohgaseinlaß und einem koaxial angeordneten Tauchrohr im oberen Teil der A'irbelkammer
sowie mit einer konzentrischen und nach unten offenen kalottenförmigen Blende oberhalb
des als Bunker ausgebildeten unteren Teiles der "iv"iybel= kammer versehen ist und
daß das Tauchrohr des Vorabscheiders in das koaxiale Einströmrohr fur den nachgeschalteten
Hauptabscheider übergeht>, der seinerseits eine schräg-tangentiale Hilfsgaszu-
führung im oberen `reif seiner Wirbelkammer und' einen das
Ein-
strömrohi- rinUförmig umgebenden Auslaßspalt für die abgeschie-
aerieri T'eilchen-aut@weist. -
Labei bewirkt der Vörabscheider schon eine wesentliche Anscneiaung aer im Rohgas
enthaltenen Teilchen und erzeugt außeraem einen Vordrall für das in den nachgeschalteten
Hauptabscheider eintretenae, noch mit Teilchen belaaene Rohgas.Rotary flow vortex for separating solid particles from gases, especially when there is a high level of particle contamination in the hollow gas The invention relates to a rotary flow vortex for separation
of solid particles, gases, especially in the case of high particle
loading of the raw gas with a pre-separator and a main
ao2cneiaer who work according to a rotary flow principle.
The invention is of particular importance in the case of highly enriched dust-air mixtures, such as those frequently found in industrial dusts in mills, crushers, etc. In addition, with the rotary flow vortex according to the invention, a separation of dusts can be achieved, which must be transported by means of pneumatic conveying devices and then deposited or bunkered. Dust exposure conditions can arise in which there is 3 kg or more of granular substance per 1 m3 of air. In order to separate such material, several consecutive deduster systems had to be used, in most cases a bag filter was used as the last deduster. However, it is precisely the disadvantages of bag filters that are generally known. The invention has set itself the task of achieving a high quality separation with a single combination device without a bag filter being required for the residual dust. According to the invention, a rotary flow vortex with a pre-separator and a main separator is used, in which the pre-separator consists of a cylindrically tubular vortex chamber with an obliquely tangential raw gas inlet and a coaxially arranged immersion tube in the upper part of the vortex chamber and with a concentric dome-shaped chamber that is open at the bottom Is provided above the lower part of the "iv" iybel = chamber, which is designed as a bunker, and that the immersion pipe of the pre-separator merges into the coaxial inlet pipe for the downstream main separator, which in turn has an oblique tangential auxiliary gas supply introduction in the upper ring of its vortex chamber and
flow pipe in U-shaped surrounding outlet gap for the separated
aerieri T'eilchen-aut @ points. -
At the same time, the pre-separator already causes a significant constriction of the particles contained in the raw gas and also generates a pre-swirl for the raw gas which is still loaded with particles and enters the downstream main separator.
6
für eine #;ute Wirkungsvieise des Drehströmungswirblers ist
es
erforaerlich, aaß irl
't»rirbeikammerr, unterschiedliche
abrücke herrschen ur:a daß daher auch die Bunkerräume strömungs-
mäßig voneinander getrennt werden müssen.- Zur Trennung aer
Bun-
kerräume ist es mbglich, aen Bunker des, Hauptabscheiders mit
einer elastischer: ,)!ende, etwa in Form einer Gummischürze,
vom
Haaptb;.r:r;er des Vorabscheiders zu trennen oder aber in jedem
der
beiden Bunker Eine Zeilenschleuse vor-usehen, die dann
in einen
t,emeirisa^teri mündet.
;ri uer.eichnun s@r@a Ausführungsbeispiele uns die Wirkungsv.eise
aer -ir.ricn tunen nach der Erf'inaung scrematisch dargestellt.
La-
bei zeigen Eig. 1 elnun Lrehstrücc:urigswirbler mit
Vor- und Haupt-
abscheiaer, wät-ir@eria in aen Fig. 2, 1 uns 4 verschiedene
Aus-
iüt,rürdE,szormer: der Banker dargestellt sind.
Ler Lreliströmungswirbler nach Fig. 1 besteht aus einem Vorabscneiaer
1
und einem nachgeschalteten Hauptabscheider 2, die üoer aas Tauchrohr 3 miteinander
in Verbindung stehen. Der Vorabs2heider 1 besteht aus einer zylinderrohrförmigen
Wirbelkamme24, in ,die über einen schräg-tangentialen Rongaseinlaß 5 das teilchenbeladene
lioh#ras 6 eingeführt wird. Labei bildet sich im wand- ' nahen Bereich der "irbelkammer
4 eine wendelförmig nach unten fortschreitende Potentialwirbelstr5mung 7 aus. Im
unteren Bereich. der ',@.irbelkammer 4 ist-eine nach unten offene, kalottenförmige
Blenae 8 angeordnet, die den eigentlichen Vorabscheider 1 vom Bunkerraum 9 trennt
und einen ringförmigen Ausla@schlitz 10
freiläßt. Lie nach oben gewölbte Form der Blende 8 bewirkt
dabei,
.aale die teilchenbeladene Träp-erluftwendel der -Potentialwirbel-
strömang 7 dicht am Mantel der Wirbelkammer 4 nach unten läuft
unu somit größtenteils aurcn den hingspalt 10 in den Bunker
9
s trörr,t. `ir, feil der Potentialwirbelströmung 7, die mit
den abzu-
scheiaenaen `yelchei. celaderi ist, strömt aurch diesen AUSlaß
10
iiacti urfiten in aen Bu.:her, ir: dem sich darin im Umkehrbereich
11
aer ruteritialwirbelströmanG ? ein i'eil der ilartikel 'absetzt.
liDer
uem Boaen des Bunkers strömt die roteritialwirbelströmung dann
uoer eire @;irnelserike' 11 zur Achse des Burir;erräumes
und von hier
in ror:zi einer rjotatioriswirbelströnung 12 v.ieaer nach oben zur Unterseite der
13leriae 8.-Durch die konxave Ausbildung der Blendenanterseite wird 'die fast immer
noch mit Staub beladene Tragluit über eine Wirbelquelle 13 noch einmal gezwungen,
nach außen-zum 'r,irbelxarnmermantel zu strömen. An der scharfen Außenkante der
Llende 8 scheidet sich dann der restliche mitgeführte Staub ab
und
wird von dem absteigenden Ast der Potentialwirbelsrömung 7 wieder nach unten geführt.
Das gereinigte Trägermedium strömt 'anschließend auf der Bahn 14 durch den Spalt
10 nach oben zur Achse der Wirbelkammer 4 und vereinigt sich dort mit einem Ast
15 der ursprünglichen Potentialwirbelströmung 7, der über der kalottenförmigen Blende
8 zur Achse der Vdirbelkammer 4 umgelenkt und von hier aus ebenfalls in-Form einer
Rotationsströmung 16 nach oben aufsteigt. Zur Stabilisierung dieser aufsteigenden
Rotationsströmung 16 und zur Fixierung des dadurch entstehenden üirbelschlauches
ist auf der Oberseite der kalottenförmigen Blende 8 ein zylinderförmiger Strömungskörper
17 koaxial. zur Wirbelkamr,rer 4 angeordnet. Die aufsteigende kotationswirbelströmung
16, die sich aus einem Ast 1G der noch teilcherineladenen Potentialwirbelströmung
7 und der'-Abluft 14 aus dem Bunker 9 zusammensetzt, ströiiiz anschließend durch
das Tauchrohr 3 im oberen Teil der Wirbelkammer 4 des Vorabsuheiders in die Wirbelkammer
18 des Hauptabscheiders 2. Dabei bildet dieses Tauchrohr 3 die Verbindung vom Vorabscheider
1 zum Hauptabscheider 2 und geht in diesem nachgeschalteten Abscheider 2 in das
Einströmrohr 19 über. Dieser Hauptabscheider 2 besteht ebenfalls aus einer zylinderronrförmigen
Wirbelkammer 18 mit einem schräg-tangentialen Einlaß 20 für ein zusätzliches Hilfsgas
21, das meist Reinluft ist. Zur genauen schräg-tahgentialen Einleitung dieses Hilfsgases
und zur besseren Anregung der Potentialwirbelströmung können im Einlaß 20 zusätzlich
Zeitbleche angeordnet sein. Die in dem mit
einem Vordrall einströmenden
Wirbelschlauch 16 noch enthaltenen Teilchen werden oberhalb des Einlasses 19 durch
die iirkung der in der hotatiorlsströmung nach außen gerichteten rliehkräfte und
der dazu gleichgerichteten Schleppkräfte nach außen geschleudert und von der durch
aen schräg-tangentialen Einlaß 20 erzeugten weiteren Ilotentialwirbelströmung 22
erfaßt una nach unten transportiert. Ein Ast 23 dieser rotentialwirbelströmung 22
strömt durch einen den axialen Einlaß 19 ringförmig umgeberaen Auslaßspalt 24 zu
einem Bunker 25 ab, während ein weiterer Ast 26 über der Mündung des Einlasses 19
zur Achse der Wirbelkammer strömt und den kotationswirbelschlauch 16 als weiteren
Wirbelschlauch 27 umhüllt. Die sich gleichsinnig drehenden Wirbelschläuche 16 und
27 strömen durch das innere Rohr 28 der ;',lirbelkammer 18 zum Auslaß des Drehströmungswirblers,
wobei der innere, von Teilchen vollständig gereinigte Wirbelschlauch 16 durch einen
Auslaß 29 mit geringerem Durchmesser als das Rohr 28 abströmt, während der bFJrbelschlauch
27, der noch die im oberen Bereich der Nirbelkammer 18 aus der Rotationswirbelströmung
16 ausgeschleuderten Teilchen enthält, Uber einen den Reingasauslaß 29 konzentrisch
umgebenden Auslaß 30 abgesaugt und an einer geeigneten Stelle, wie etwa aem Hilfsgaseinlaß
20, dem Abscheider wieder zugeführt wird.6th for a good degree of effectiveness of the rotary flow vortex it is
required, aass irl
't »rirbeikammerr, different
Abrücke prevail: a that therefore the bunker rooms are also flow-
must be moderately separated from each other.
it is possible to use a bunker in the main separator
an elastic:,)! end, for example in the form of a rubber apron, from the
Haaptb; .r: r; er to separate the pre-separator or in each of the
Both bunkers provide a line lock, which then into one
t, emeirisa ^ teri empties.
; ri uer.eichnun s @ r @ a working examples us the effectiveness
aer -ir.ricn tunen after the experience shown scrematically. La-
at show prop. 1 elnun Lrehstrücc: rustic swirl with pre- and main
separator, wät-ir @ eria in aen Fig. 2, 1 and 4 different
iüt, rürdE, szormer: the bankers are depicted.
The Lreliströmungswirbler according to Fig. 1 consists of a Vorabscneiaer 1 and a downstream main separator 2, which are connected to each other via a dip tube 3. The preliminary separator 1 consists of a cylindrical tube-shaped vortex chamber 24, into which the particle-laden lioh # ras 6 is introduced via an oblique-tangential Rongas inlet 5. In the area of the vortex chamber 4 close to the wall, a helical downward progressing potential vortex flow 7 is formed. In the lower area of the vortex chamber 4 there is a dome-shaped baffle 8 which is open at the bottom and which forms the actual pre-separator 1 separates from the bunker space 9 and an annular outlet slot 10 releases. Lie's upwardly curved shape of the cover 8 has the effect of
.aale the particle-laden air spiral of the -potential vortex-
strömang 7 runs close to the jacket of the vortex chamber 4 downwards
Thus, for the most part, aurcn the hingspalt 10 in the bunker 9
s trörr, t. `ir, for the potential vortex flow 7, which is associated with the
Scheiaenaen `yelchei. celaderi flows through this outlet 10
iiacti urfiten in aen Bu.:her, ir: who is in the reversal area 11
aer ruteritial eddy currents? a part of the article deposed. liDer
The red initial eddy current then flows through the boa of the bunker
uoer eire @; irnelserike '11 to the axis of the Burir; clear and from here
in ror: zi a rjotatioris vortex flow 12 v.ieaer upwards to the underside of the 13leriae 8. to flow irbelxarnmermantel. The remaining dust that has been carried along is then deposited on the sharp outer edge of the loin 8 and is guided downwards again by the descending branch of the potential vortex flow 7. The cleaned carrier medium then flows on the path 14 through the gap 10 upwards to the axis of the vortex chamber 4 and unites there with a branch 15 of the original potential vortex flow 7, which is deflected over the dome-shaped diaphragm 8 to the axis of the vortex chamber 4 and from here also in the form of a rotational flow 16 rises upwards. A cylindrical flow body 17 is coaxial on the upper side of the dome-shaped diaphragm 8 to stabilize this rising rotational flow 16 and to fix the vortex hose that is created as a result. to the vortex chamber, rer 4 arranged. The ascending cotation vortex flow 16, which is composed of a branch 1G of the still particle-laden potential vortex flow 7 and the exhaust air 14 from the bunker 9, then flows through the immersion tube 3 in the upper part of the vortex chamber 4 of the pre-separator into the vortex chamber 18 of the main separator 2. This immersion pipe 3 forms the connection from the pre-separator 1 to the main separator 2 and merges into the inflow pipe 19 in this downstream separator 2. This main separator 2 also consists of a cylindrically shaped vortex chamber 18 with an oblique-tangential inlet 20 for an additional auxiliary gas 21, which is mostly clean air. Time plates can also be arranged in the inlet 20 for the precise oblique-tahgential introduction of this auxiliary gas and for better excitation of the potential vortex flow. The particles still contained in the vortex tube 16 flowing in with a pre-swirl are thrown outward above the inlet 19 by the effect of the centrifugal forces directed outwards in the hot air flow and the drag forces directed in the same direction and by the further potential vortex flow 22 generated by the oblique-tangential inlet 20 detected and transported downwards. A branch 23 of this rotary vortex flow 22 flows through an outlet gap 24 annularly surrounding the axial inlet 19 to a bunker 25, while a further branch 26 flows over the mouth of the inlet 19 to the axis of the vortex chamber and envelops the vortex tube 16 as a further vortex tube 27. The vortex tubes 16 and 27 rotating in the same direction flow through the inner tube 28 of the; bFJrbelschlauch 27, which still contains the particles ejected from the rotational vortex flow 16 in the upper area of the vortex chamber 18, is sucked off via an outlet 30 concentrically surrounding the clean gas outlet 29 and fed back to the separator at a suitable point, such as an auxiliary gas inlet 20.
va im Vorabscheider und im nachgeschalteten Hauptabscheider ; unterschiedliche
Drücke herrschen, müssen auch die jeweiligen üurker strömungsmäßig voneinander getrennt
werden. Dabei ist, wie aus Fig:. 1 und Fig. 2 zu ersehen,-der Bunker 25'
des Hauptabscheiders 2
als koaxialer hingraum um die Wirbelkammer 4 des Abscheiders
1
ausgeführt. Im unteren Teil dieses ringförmigen Bunkers 25
ist
eine elastische Blenae 31 vorgesehen, die z.B. als Gummi- oder
Stoffschürze mit entsprechenden Federn ausgebildet sein kann.
Wenn der Bunker 25 nun weitgehend mit den abzuscheidenden Teil-
chen gefüllt ist, öffnet sich durch aas Gewicht der gesammelten
Teilchen die Gummischürze und die Teilchen fallen in den Bunker
aes lorabscheiders. Nach Leerung dieses Bunkers schließt die
Gummischürze dann wieder selbsttätig.
r-,ine anaere Möglicüxeit der Trennurig aer beiden Builker
ist in
Pig. 3 dar-geste11t, bei aem aer Bunker 2; aes flauptabscheiders
nacn unten über eire zur Achse der Wirbeikammer schräge Iring-
1'läche 32 re.-grei,z, t ist. An der tiefster Stelle dieser
Fläche 32
ist ei.ä Aufaß 33 vorgesehen, der ebenfalls m- *t einer. Pendelklappe
ocer einer Gummiscrileuse gegen neii Hauptbunker abgedichtet
sein
x an:: .
In Fig. 4 ist eine vweit.ere Möglichkeit der Trennung der beiden
hunxer dargeste-Lit. Dabei sind am unteren Enae der kegelförmig
auslaufenden Bunker 9 und 25 je eine Zellenschleuse 34 und
35 vor-
Veseren, die beide in einen gemeinsamen 1,33ammelbunkerraum:
36 ein-
zürdei:.
especially in the pre-separator and in the downstream main separator; If there are different pressures, the respective urkers must also be separated from one another in terms of flow. Here, as shown in Fig. 1 and 2, -the bunker 25 'of the main separator 2 as a coaxial hanging space around the swirl chamber 4 of the separator 1
executed. In the lower part of this annular bunker 25 is
an elastic Blenae 31 is provided, for example as a rubber or
Fabric apron can be designed with appropriate springs.
If the bunker 25 is now largely with the part to be separated
chen is filled, opens by the weight of the collected
Particles the rubber apron and the particles fall into the bunker
aes lorabscheiders. After this bunker has been emptied, it closes
Rubber apron then again automatically.
R-, an other possibility of the separation of the two builders is in
Pig. 3 shown, at aem aer bunker 2; aes flaupt separator
downwards over a ring oblique to the axis of the vortex chamber
1'lane 32 right-grei, z, t is. At the deepest point of this area 32
ei.ä Aufass 33 is provided, which also m- * t one. Pendulum flap
ocer a rubber crileuse to be sealed against no main bunker
x to ::.
In Fig. 4 there is another possibility of separating the two
hunxer dargeste-Lit. The lower enae are conical
one cell lock 34 and 35 in front of the outgoing bunkers 9 and 25
Veseren, both in a common 1.33 collection bunker room: 36 one
zudei :.