DE1908442B2 - Vorrichtung zum ableiten von mit fasern und staub beladener luft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ableiten von mit Fasern und Staub beladener Luft.

In der Technik der pneumatischen Reinigung von Maschinen, z. B. Textilmaschinen, sowie des pneumatischen Transportes von Gut, z. B. Fasergut, besteht häufig das Problem, einen Luftstrom umzulenken und in bestimmte Richtungen zu führen. Dieses Problem läßt sich bei sauberer Luft aerodynamisch einwandfrei lösen; es werden jedoch dazu relativ große Ausblaskammern oder Kanalquerschnitte benötigt. Bei pneumatischen Reinigungseinrichtungen steht der hierfür benötigte Platz in der Regel nicht zur Verfügung.

Bei beschränkten Platzverhältnissen für pneumatische Reinigungseinrichtungen hat man daher die Verwendung von Luftleit- oder Umlenkblechen in den Luftkanälen vorgeschlagen, was bei sauberer Luft zu S5 brauchbaren Ergebnissen führen kann. Bei Verwendung von Luft, welche mit zu transportierendem Material beladen ist, verstopfen diese Luftleiteinrichtungen jedoch innerhalb kurzer Zeit.

Man hat auch versucht, die Strömungsverhältnisse in den Kanälen durch die Einführung von sogenannter Falschluft zu verbessern. Um genügend wirksam zu sein, müssen jedoch die verwendeten Falschluftmengen so groß gewählt werden, daß sie wirtschaftlich nicht mehr tragbar sind.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Trennvorrichtungen zum Behandeln von mit Fasern und Staub beladener Luft bekannt, die jedoch nicht dazu dienen, die mit Verunreinigungen beladene Luft insgesamt in eine gewünschte Richtung zu lenken, sondern dazu, die Verunreinigungen aus der Luft herauszutrennen und die gereinigte Luft dann ohne darin enthaltene Fremdteilchen abzuleiten.

Aus der US-PS 4 74 490 und der GB-PS 2 23 786 sind Vorrichtungen zum Abtrennen von Festkörperverunreinigungen aus Gasströmen bekannt, wobei bei diesen bekannten Vorrichtungen der Gasströmung ein Drall erteilt wird und die infolge ihres Gewichts unter der Zentrifugalkraft nach außen geschleuderten festen Teilchen an der äußersten Grenzschicht der Drallströmung durch eine öffnung in einem Strömungsgehäuse abgeführt werden. Der gereinigte Luftstrom wird dann durch einen ande«n Auslaß abgeführt als die Verunreinigungen. Bei der Vorrichtung gemäß der US-PS 4 74 490 erfolgt das Abtrennen der Verunreinigungen aus der äußersten Grenzschicht der Drallströmung mittels der Schwerkraft, indem eine Drallströmung mit einer horizontalen Drehachse erzeugt wird und an der anfwärtsströmenden Seite der äußersten Grenzschicht in dem Strömungsgehäuse eine öffnung mit einer sich daran nach unten anschließenden Aufnahmevorrichtung für die Verunreinigungen vorgesehen ist. so daß die Vf?ruTeinigungsteilchen aus der Grenzschicht der Drallströmung unter ihrem Eigengewicht nach unten in die Aufnahmevorrichtung fallen. Die von den Verunreinigungen befreite Luft wird anschließend durch öffnungen im Strömungsgehäuse, die koaxial zur Achse der Drallströmung liegen, abgezogen. Bei der Vorrichtung gemäß der GB-PS 2 23 786 ist in der äußeren Wand eines Gehäuses, in dem die Drallströmung stattfindet, eine öffnung vorgesehen, an deren stromabwärts gelegenem Rand eine Auffangschaufel sich ein kurzes, der Grenzschichtdicke der Drallströmung entsprechendes Stück ins Innere des Gehäuses hineinerstreckt. Mittels dieser Schaufel werden die unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in der Drallströmung nach außen geschleuderten Verunreinigungsteilchen aus der Grenzschicht herausgefangen und in eine Verunreinigungsabfuhrvorrichtung geführt. Die gereinigte Luft der Drallströmung wird durch einen separaten Kanal am Ende des Drallströmungsgehäuses abgezogen. Beide bekannten Vorrichtungen dienen ausschließlich dazu. Verunreinigungen aus einem Trägergasstrom herauszunehmen und den Trägergasstrom vollständig von den Verunreinigungen zu befreien.

Aus den US-Patentschriften 18 56 685 und 30 31 825 sind weiterhin Vorrichtungen zum Abtrennen von in Gasströmen vorhandenen Festkörperverunreinigungen bekannt, bei denen dem zu reinigenden Gasstrom in einer Filterkammer ein Drall erteilt wird. Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft werden dabei die in der Gasströmung vorhandenen Verunreinigungsteilchen durch die Filter- oder Gitterwand nach außen in einer Auffangbereich für die Verunreinigungen geschleudert während die gereinigte Luft durch einen separater Kanal abgezogen wird. Bei diesen bekannten Trennvor richtungen handelt es sich somit um Vorrichtungen, be denen Festkörperverunreinigungen mittels Zentrifugal kraft nach außen geschleudert werden, d. h. un Trennzentrifugen. Derartige Trennzentrifugen dienet ebenfalls nicht zur Führung von mit Verunreinigungei befrachteten Luftströmen in ihrer Gesamtheit und si< sind infolge ihres Aufbaus ebenfalls nicht zur Führunj und Umlenkung von mit Verunreinigungen befrachtete! Gasströmen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

i/nrrichuing der eingangs erläuterten Art zu schaffen, können, ist auf die Leitkammer zurückzuführen, die es

irhe bei einfachem Aufbau, wirtschaftlicher Herstel- ermöglicht, einen mit Verunreinigungen befrachteten

* und geringem Energiebedarf ein störungsfreies, Luftstrom auf kleinstem Raum, auf kürzestem Weg und

chesondere verstopfungsfreies Führen auch von mit kleinsten Abmessungen in eine Abfuhrieitung zu lenken,

Verunreinigungen befrachteten Gasströmen gewährlei- 5 ohne daß sich störende lokale Ansammlungen von

Verunreinigungen bildea

niese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Mit Vorteil ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung

^ Leitkammer mit einem Einlaß, in dem eic so ausgebildet, daß die Ausrichtung des Auslasses nrallmiitel vorgesehen ist und daran anschließend ein dem tangentialen Richtungssinn der Umlaufnchtung der riter zum Auslassen und Reinigen eines TeUs der Luft io Drallströmung entgegengesetzt gerichtet ist Bei dieser «ordnet ist, und mit einem Auslaß, dessen Auslaß- Ausgestaltung wird eine besonders intensive Umlen^a· hmne in einem von dem Richtungssinn der kung des mit Verunreinigungen befrachteten Luttstror^hnifrichtung der Drallströmung weggerichteten mes bewerkstelligt, welche eine besonders stance S verläuft »aerodynamische Querschnittsverengung« am Aus-

Rei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es 15 trittsquerschnitt bewirkt und damit besonders groüe • h ™mit nicht um eine Trennvorrichtung, bei der die in Totbeireiche im Austrittsquerschnitt erzeugt, die als IVr luft vorhandenen Verunreinigungen aus dieser zusätzlicher Austrittsquerschnitt zur Verfugung stehen, Getrennt werden und die gereinigte Luft dann wenn stoBartig besonders große Verunreinigungsmen- »fronnt von den Verunreinigungen abgeleitet wird. Bei gen mit der Luft transportiert werden. £ eSdungsgemäßen Vorrichtung w.rd ein beträchtli- 20 Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann »Wreiche her Teil des ankommenden, mit Verunreinigungen vorteilhafte Anwendungen finden, z. B. als AustnusvorhPfrachteten Luftstroms nach dem Abfiltern eines Teils richtung eines Faserabscheiders oder z. B. als Austritts-S Luft aus dem Luftstrom in einer Leitvorrichtung vorrichtung eines Gehäuses, in dem zwei mit Fasern «Mmmen mit den im Luftstrom befindlichen Verunrei- belad:ne Luftströme getrennt werden SS grführt und in e.ne gewünschte Richtung ,5 Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirdI er-"ffoEe daß bei der Umlenkung der Luft die reicht daß der ankommende, mit Verunreinigungen vinmreiSngen abgetrennt würden und ohne daß bei befrachtete Luftstrom in einen Teilluftstrom. der von Ir _FX"n^gg dS Luft in die gewünschte Richtung eine den Verunreinigungen durch ein Filter befreit wird und Vers^opS der Führungskanäle durch die Verunreini- einen anderen Teilluftstrom, m dem die gesarnen Lneen eintreten würde. Dies wird bei der erfindungsge- 30 Verunreinigungen verbleiben, getrennt wird. Die gerei Sn Vorrichtung dadurch erreicht, daß in der nigte Luft kann unmittelbar-fur weitere Zwecke LeUkammer de Vorrichtung ein Auslaß für die mit Verwendung finden, während der mit den Venmrem.-KivSJ befrachtet Luft vorgesehen ist. guiigen befrachtete Teilluftstrom mit geringem Energie-

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tierten Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Filter im Bereich seiner Spitze Schaufeln als Drallmittel trägt. Mittels derartiger Schaufeln kann der zuströmenden, mit Verunreinigungen befrachteten Luft auf einfache Weise der erforderliche Drall erteilt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung.

F i g. 2 einen Grundriß der Vorrichtung gemäß Fig. 1, teilweise im Schnitt,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit axialem Lufteintritt in schematischer Darstellung,

F i g. 4 einen Grundriß der Vorrichtung gemäß F i g. 3, teilweise im Schnitt, und

F i g. 5 einen Querschnitt durch eine spiralförmige Leitkammer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, schematisch im Schnitt.

In den Fig. 1 und 2 ist ein allgemein mit 10 bezeichnetes erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, welches ein Gehäuseteil 12 mit im wesentlichen zylindrischer Form aufweist. Der Gehäuseteil 12 weist an der einen Stirnseite ein als Zuluftspirale 14 ausgebildetes Drallmittel mit Stutzen 23 für die mit Fasern und Staub beladene Rohluft, im Mantelteil einen tangential ausmündenden Reinluftstutzen 16 für die gereinigte Luft und an der anderen Stirnseite eine Leitkammer 24 mit einem tangential mündenden Stutzen 26 für den Austritt der mit Fasern beladenen Restluft auf. Die Stutzen 16 und 26 weisen beide nach derselben Richtung. An den Stutzen 26 schließt ein konisches Rohrstück 18 an, an das eine einen Ventilator 21 enthaltene Leitung anschließt.

Die Strömungsrichtung der Luft ist in der Zuluftspirale 14 durch den Pfeil 29, im Reinluftstutzen 16 durch den Pfeil 27 und im Stutzen 26 durch den Pfeil 25 dargestellt.

Der Stutzen der Zuluftspirale 14, der Reinluftstutzen 16 und der Stutzen 26 schließen je einen rechten Winkel zur Achse 24" des Gehäuseteils 12 ein. Der Stutzen 26 der Leitkammer 24 ist so angeordnet, daß er sich durch eine gedachte oder virtuelle Drehung um die Achse 24" mit dem Stutzen 23 angenähert zur Deckung bringen ließe, was von besonderer Bedeutung ist. Der Reinluftstutzen 16 dagegen läßt sich durch eine gedachte Drehung um die Achse 24" mit keinem der Stutzen 23 oder 26 zur Deckung bringen.

Im Inneren des Gehäuseteils 12 befindet sich ein Filterzylinder 20, welcher zyfindermantelförmig ausgebildet und wie dargestellt, im Abstand von der Gehäuseinnenwand angeordnet ist Der Filterzylinder 20 ist durch nicht dargestellte Mittel in seiner Lage festgehalten. Der Filterzylinder 20 geht an dessen der Leitkaromer 24 benachbarten Ende in eine sich radial erstreckende Blende 17 über. Die Blende 17 begrenzt den ringförmigen Raum zwischen Filter 20 und Gehäuseteil 12 in axialer Richtung. Der einen Vorraum der Leitkammer 24 bildende Innenraum des Filterzylinders 20 ist einerseits mit der Zuluftspirale 14 und andererseits über die Leitkammer 24 mit dem Austrittsstutzen 26 luftleitend verbunden.

Die Achse 24" des zylindrischen Gehäuseteils 12 bildet zugleich angenähert auch die Achse der !^itkammer 24. Die Achse der Zuluftspirale 14 liegt mindestens angenähert parallel zur Achse 24". Eine detaillierte Beschreibung der Spirale der Leitkammer 24 erfolgt später anhand der F i g. 5.

Die Mittel zur Drallerzeugung bestehen aus dei Zuluftspirale 14.

Der Ventilator zur Förderung der Rohluft und dei Reinluft ist mit 19, der Ventilator zur Förderung der abgeschiedenen Fasern mit 21 bezeichnet.

In den Fig.3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, das einen kegelförmigen Gehäuseteil 12' mit einem Zuluftstutzen 14' und einem Reinluftstutzen 16' aufweist. Die Achsen der Stutzen 14' und 16' sind annähernd koaxial zur Achs« des Gehäuseteils 12 angeordnet. Ein im Inneren des Gehäuseteils 12' angeordneter Filter 20' ist kegelförmig ausgebildet. Die Achse des Filterkegels erstreckt sich koaxial zur Achse des Gehäuseteiles 12'. Die Spitze de« Filters 20' wird durch eine luftundurchlässige Haube 25 gebildet.

Innerhalb des Gehäuseteiles 12' sind Drallmittel 30' beispielsweise Schaufeln, angeordnet, welche dei anströmenden, mit Fasern und Staub beladenen Lufi einen Drall, in Bewegungsrichtung der Luft gesehen irr Uhrzeigersinn, erteilen. Der Drall kann auch schon irr Zuluftstutzen 14' erzeugt werden.

Der Reinluftstutzen 16' durchdringt den zentraler Teil einer spiralförmigen Leitkammer 24' und ist direki mit der Reinluftseite des Filters 20' verbunden. Dk Leitkammer 24' bildet die Fortsetzung des Gehäusetei les 12' nach unten. Die Achse der Leitkammer 24 verläuft angenähert parallel zur Achse des Gehäusetei les 12'. Die Leitkammer 24' weist einen tangentia ausmündenden Stutzen 26' auf, durch den die abgeschie denen Fasern den Abscheider verlassen. Der Stutzen 26 mündet entgegen der Drehrichtung der Luft irr Gehäuseteil 12' aus der Leitkammer 24' aus. Die Strömungsrichtung der Luft im Stutzen 26' ist durch der Pfeil 25". die Drehrichtung der Luft in der Leitkammei 24' durch den Pfeil 27' dargestellt.

Im Betrieb der Vorrichtung 10 gemäß F i g. 1 und ί saugt der Ventilator 19 Luft ζ. B. aus einem Spinnsaa durch den Stutzen 23 an. Diese Luft ist mit Fasern unc Staub beladen und erhält durch die Zuluftspirale IA einen Drall, in Fig.2 im Gegenuhrzeigersinn. Dei Drallbewegung überlagert sich eine Translationsbewe gung in Richtung der Achse 24" gegen den Stutzen 26 Die Fasern können zeitweise in großen Menger anfallen, z. B. wenn Filter von pneumatischen Reini gungseinrichtungen an Spinnerei-Maschinen gereinig' werden. Ein großer Teil der Luft durchtritt der Filterzylinder 20 und gelangt durch den Stutzen 16 ζ. Β in eine nicht dargestellte Klimaanlage. Die von der Luf mitgeführten Fasern werden durch den Filterzylinder 2( zurückgehalten, rotieren mit der restlichen Transport luft vermischt auf spiralförmiger Bahn weiter unc gelangen in die Leitkammer 24. Durch die Rotation dei Fasern und der Luft ist der Filterzylinder Ά selbstreinigend

Beim Austritt aus der Leit kammer 24 werden di< Fasern mit der Transportluft brüsk entgegen dem in dei Leitkammer 24 herrschenden Drall umgelenkt. DadurcJ entstehen Wirbel, welche den Strömungswiderstand in Stutzen 26 beträchtlich erhöhen. Die Widerstandserhö hung wirkt sich aus wie eine physische Querschnittsver engung, welche die durch die Leitkammer 24 durchtre tende Luftmenge beeinflußt. Da diese Querschnit tsver engung in Wirklichkeit jedoch nicht vorhanden ist. wire sie als »aerodynamische Qiierschnittsverengung« be zeichnet Wenn nun Fasern stoßweise oder in Büschel«

anfallen, so steht für deren Weitertransport trotzdem der volle Querschnitt des Stutzens 26 zur Verfugung, so daß keine Verstopfung des Stutzens eintreten kann.

Die Luft und die Fasern im Stutzen 26 werden durch den Ventilator 21 und in eine Vorrichtung befördert, s welche die Fasern endgültig von der Luft trennt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß beim Durchleiten von Luft und Fasern durch eine erfindungsgemäße Leitkammer 24 keine Ablagerungen von Fasern an der Stelle der brüsken Umlenkung, der Nase, stattfinden. Die Nase wird durch die Wirbel des Luftstromes dauernd reingehalten. Bei einem in Drallrichtung ausmündenden Luftstrom würde der Stutzen 26 im Bereich der Nase in kurzer Zeit durch Faserablagerungen verstopfen.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung 10' gemäß F i g. 3 und 4 ist im wesentlichen dieselbe wie vorstehend beschrieben. Der Unterschied liegt hauptsächlich in der Art und Weise der Drallerzeugung, welche im zweiten Alisführungsbeispiel durch die Mittel 30' erfolgt.

Für die Wirkungsweise der Vorrichtung 10 und 10' und ihrer Leitkammern 24, 24' ist es bedeutungslos, ob die Luft durch diese Leitvorrichtungen hindurch gesaugt oder geblasen wird.

F i g. 5 zeigt einen Schnitt rechtwinklig zur Achse 24" einer spiralförmigen Leilkammer, die an die Stelle der Leitkammern 24 bzw. 24' treten kann. Es bedeuten: 31 den Gehäusekörper, 33 den Außenmaniel, 35 den Innenmantel, 37 die Zunge oder Nase und 38 den Austrittsstutzen. Mit 39 wird das Zentrum der Spirale bzw. der Durchstoßpunkt der Achse 24" des Gehäusekörpers 31 durch die Schnittebene bezeichnet. Bei nicht mathemalisch definierten Spiralen soll sich das Zentrum 39 im Schwerpunkt der Spirale befinden. Die dem Zentrum 39 der Spirale näher gelegene Wand 40 des Stutzens 38 und der innere Mantel 35 bilden durch Berührung in einer Spitze die Nase 37. Die Nase 37 kann jedoch auch einen endlich großen Radius aufweisen.

Die Trennstelie zwischen innerem und äußerem Mantel 33 bzw. 35 soll durch den der Nase 37 diametral gegenüberliegenden Punkt 36 definiert sein. Der innere und der äußere Mantel 33 bzw. 35 der Spirale können Teile einer logarithmischen oder archimedischen Spirale sein. In diesen Fällen fällt das Zentrum 39 mit dem geometrischen Zentrum bzw. dem Pol der Spirale zusammen. Äußerer und innerer Mantel 33 bzw. 35 können jedoch in manchen Fällen zweckmäßig auch aus Kreisbogen verschiedener Radien zusammengesetzt oder aus einem einzigen Kreisbogen gebildet oder durch ein Polygon angenähert sein.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Spirale rotiert die Luft im Uhrzeigersinn. Dadurch strömt die Luft mindestens dem inneren Mantel 35 entlang und schließlich auf die Nase 37 zu; anschließend findet um die Nase 37 herun· eine brüske Umlenkung stau, entgegen der in dei Spirale vorherrschenden Drallrichtung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 109 SC

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ableiten von mit Fasern und Staub beladener Luft, gekennzeichnet durch eine Leitkammer (24,24') mit einem Einlaß, in dem eia Drallmittel {14 bzw. 30') vorgesehen ist und daran anschließend ein Filter (20 bzw. 20') zum Auslassen und Reinigen eines Teils der Luft angeordnet ist, und mit einem Auslaß (26 bzw. 26'), dessen Auslaßrichtung in einem von dem Richtungssinn der Umlaufrichtung der Drallströmung weggerichteten Sinn verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßrichtung des Auslasses dem tangentialen Richtungssinn der Umlaufrichtung der Drallströmung entgegengesetzt gerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (20) als mit einem Ende an die Leitkammer (24) angeschlossener ;o Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen anderes Ende an ein als Zuluftspirale (14) ausgebildetes Drallmittel angeschlossen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (20) von einem Gehäuseteil (12) mit einem Reinluftstutzen (16) umschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß der Leitkammer (24') einen kegelförmigen Gehäuseteil (12') aufweist, innerhalb dessen koaxial ein kegelförmiger Filter (20') vorgesehen ist, an dessen Basis sich ein Reinluftstutzen (16') anschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (20') im Bereich seiner Spitze Schaufeln (30') als Drallmit'el trägt.