DE1938638U - Zyklonabscheider zum abtrennen von fremdteilen aus druckgasen. - Google Patents

Description

Zyklonabseheider zum Abtrennen von Fremdbestandteilen aus Druckgasen

Die Feuerung, bezieht sich auf einen Zyklonabscheider zum trennen von Fremdbestandteilen aus Druckgasen, der ein· mit dessen Sammelbehälter eine Baueinheit bildendes Kopfstück aufweist, welohes mit je einem radial verlaufenden Zuführungs- bzw, Abflußkanal, außerdem mit einem den Sammelbehälter mit dem Ab$lußkanal verbindenden Tauchrohr versehen ist, das in den Sammelbehälter hineinragt.

Es sind 2yklonabscheider der verschiedenartigsten, Ausführungs-■ formen bekannt geworden, d&e unter Ausnutzung de© Zentrifugalkraft -Fremdbestandteile aus Gasen oder Dämpfen ausscheiden* Bei den bekannten Anordnungen wird das Gas zur Erzielung der Zentrifugalkraft entweder tangential einer Wirbelkammer des Abscheiders zugeführt oder das Gas wird radial in den Abscheider eingeleitet und mittels öines besonderen leitapparates in Rotation versetzt. Hierbei treten Bewegungsvorgänge in Erscheinung, von 'denen hauptsächlich Flüssigkeitsteilchen, weniger hingegen feste Bestandteile betroffen sind. So konnte beobachtet werden,, daß Flüssigkeitsteilchen, die sich auf der Innenwand der Wirbelkammer niedergeschlagen haben, entgegen der Schwerkraft nach öhen auswandern und dabei schließlich in den Strömungsbereieh der gereinigten Gase gelangen, die sie erfassen und mitreißen. Es wurde ferner erkannt, daß diese Bewegungsvorgänge im wesentlichen auf eine ungleichmäßige Gasverteilung bzw. die sich als Folgeerscheinung hieraus ergebende ungleichförmige Druckverteilung an der Innenwand des Abscheideraums zurückzufüh32en sind« Dies wiederum ist bei Zykonabscheider mit tangentialer Einströmung des Gases durch die einseitige Gaszuführung bedingt, während die "Ursache bei Abscheidern mit radialer Einströmung in der einseitigen Anströmung des Leitapparates zu suchen ist,

Dieser den bekannten Zyklonabscheidern anhaftende lachteil wird gemäß der !Teuerung im wesentlichen dadurch vermieden, daß dem im Kopfstück vorgesehenen Zuführungskanal ein ringförmiger, sich in Strömungsrichtung des Gases stetig verjüngender Gasführungskanal angeschlossen ist, dessen obere Begrenzung eine derartige neigung besitzt, daß an der dem Sammelbehälter zugekehrten Oberfläche eine sich etwa über 2/3 des Umfangs ausdehnende Eingnut gebildet wird, und daß dem Gasführungskanal ein Iieitorgan zugeordnet ist, daß in Strömungsriehtung des Gases Austrittsöffnungen mit größer·; werdendem Durchgang aufweist.

Durch diese Maßnahme· wird eine homogene Druckverteilung bzw. eine gleichmäßige Drallströmung im Zyklonabscheider gewährleistet, so daß es nicht mehr vorkommen kann, d-aß KLüssigkeitsteilchen oder andere an der Innenwand des Sammelbehälters haftende Bestandteile entgegen der Schwerkraft in den Strömungsbereich der gereinigten Gase abwandern.

Eine iunktionasiieher arbeitende, sowohl in fertigungstechnischer Hinsicht als auch in Bezug auf den Zusammenbau des Zyklonabscheiders besonders vorteilhafte Anordnung ist nach tL einem weiteren Torschlag der !Teuerung dadurch erzielbar, daß als Leitorganeein aus einer Ringscheibe gefertigtes Leitblech dient, welches mit mehreren in Strömungsrichtung des Gases größer werdenden Öffnungen und Leitflächen versehen ist, die bei annähernd gleichem Anstellwinkel cC Austrittsöffnungen von unterschiedlicher Größe bilden.

Anstelle eines ringförmigen Leitbleches könnte zur Erzielung des angestrebten Effektes neuerungsgemäß auch ein Leitorganj vorgesehen sein, das aus mehreren in den Gasführungskanal eingebauten Etegblechen gebildet wird,.die relativ zueinandersowie in Strömungsrichtung des Gases derart angeordnet sind, daß Austrittsöffnungen von unterschiedlicher Größe entstehen.

Um zu. erreichen %: daß den aus dem Gas führungskanal austretenden Gasen eine zusätzliche Führung vermittelt d.h. der Gasstrom so gelenkt wird, daß er mit Sicherheit den ihm zugedachten Weg in Richtung auf die Behälterinnenwand nimmt, wird ferner vorgeschlagen, daß im Strömungsbereich des aus dem Gasführungskanal

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austretenden Gases ein mit einer konischen Mantelfläche versehener AbsiilliiaLteller angeordnet ist.

Einzelheiten der !feuerung sind aus der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Zyklonabscheitler,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Abscheider gemäß

der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie I-I,

Fig. 5 die perspektivische Darstellung eines der Gasführung dienenden Leitbleches in größerem,,. Maßstab,

Fig. 4 eine Abwicklung dieses Leitbleches in Verbindung mit dem- ebenfalls in Abwicklung veran- . schaulichten Gasführungskanal und schließlich

Fig. 5 den Gasführungskanal in Abwicklung mit mehreren in ihm eingebauten sowie in Strömungsrichtung des Gases verlaufenden Stegblechen.

In der Zeichnung bedeutet 1 das Kopfstück des Zyklonabscheiders,_: das mit Gewindeb-ohrungen versehene, radial verlaufende Kanäle und 5 zum Anschluß einer Gaszuführungsleitung 4 sowie einer Abflußleitung 5 aufweist. In das.. Kopfstück 1 ist ein Gas=S~-."-<.-·..:.,_, führungskanal 6 eingearbeitet, der die Form einer Ringnut hat und sich über etwa 2/3 des TJmfangs des Kopfstücks ausdehnt. An dir Eintrittsstelle der Gaszuführungsleitung 4 beginnend, ist der Gasführungskanal in Strömungsrichtung des Gases sich stetig verjüngend ausgebildet, wobei seine obere Begrenzung eine derartige Heigung aufweist, daß die Abwicklung des Führungskanals, wie insbesondere aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, die Form eines Breiecks erhält. Das Kopfstück 1 ist ferner mit einer zentrischen Sacklochbohrung 7 versehen, die über den Kanal 3 mit der Abflußleitung 5 in Verbindung steht. Der zentrischen Bohrung 7 des Kopfstückes 1 ist ein Tauchrohr 9 zugeordnet, das unter Zuhilfenahme einer;:jnit Gewinde versehenen Befestigungsbuchse 10 mit dem Kopfstück verbindbar ist. Mit Hilfe dieser Befestigungsbuchse läßt sich, wie in Fig. 1 gezeigt, außerdem ein dem Gasführungskanal 6 zugeordnetes, in Fig. 3 näher veranschaulichinas Leitblech 11 an

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der Unterseite des Kopfstücks 1 anbringen. Dieses aus einer einfachen ringförmigen Scheibe herstellbare Leitorgan, dessen Aufgabe im wesentlichen darin besteht, gleichmäßige Strömungswiderstände bzw. homogene Strömungsverhältnisse des Gases sowohl innerhalb des Gasführungskanals 6 als auch nach dessen Austritt aus der Kanalzone zu gewährleisten, ist mit mehreren Öffnungen sowie leitflächen 11a, 11b und 11c versehen, die mit annähernd' gleichem Anstellwinkel Ot nach einer Seite abgebogen sind. Aus Gründen einer einfachen Fertigung des Leitbleches 11 ist vorgesehen, daß die Leitflächen,^Λwie deutlich in Fig. 3 und 4 veranschaulicht, durch Yornahme entsprechender Einschnitte und Abbiegungen gebildet werden. Hierzu ist die Ringscheibe derart anzuschneiden, daß Leit-' flächen mit unterschiedlichen LängenabmessungeiT'u-tLd nach erfolgter Abbiegung im Winkel oC , AustrittsSffnungen, a.., &~ und a~ von unterschiedlicher Größe entstehen. In Bezug auf den Yerlauf des Gasführungskanals 6 ist die Ausbildung und Anordnung der Austrittsöffnungen so getroffen, daß das den Führungskanal auf dem kürzesten Weg durchströmende G@s durch ■ die kleinste Austrittsöffnung a,,, das den Kanal auf dem weitesten Weg passierende.Sas hingegen durch die größte Austrittsöffnung a, austritt.

Zusätzlich zum Leitblech 11 ist am Kopfstück 1 noch ein achsgleich zum Tauchrohr 9 angeordneter Abschirmteller 12 angeordnet. Dieser besitzti eine konische Mantelfläche und ist zusammen mit dem Tauchrohr und dem Leitblech 11 mittels der Befestigungsbuchse 10 am Kopfstück 1 anschließbar. Zwec&i' des Abschirmtellers 12 ist es u.a., zu verhindern, daß der durch die vorgenannten Austrittsöffnungen a.., a₂ und a-z den Gasführungskanal 6 verlassende Gasstrom mit der äußeren Mantelfläche des Tauchrc-hrs 9 unmittelbar in Berührung kommt.

Ein weiterer Bestandteil des Zyklonabscheiders ist der Sammelbehälter 13, der zweckmäßig aus transparentem Material gefertigt, ferner mittels eines Schraubringes 14 mit dem Kopfstück 1 verbunden sein kann. Um eine wirkungsvolle und sichere Trennung der vom Gas mitgeführten Fremdbestandteile zu erreichen, ist der Sammelbehälter 13 mit einer Trennscheibe ausgestattet. Diese an ihrem Umfang mit Ausnehmungen 15a versehene Trennscheibe sitzt auf einem an der Innenwand des Sammelbehälters 13 vorgesehenen ringförmigen Ansatz 16. Durch

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diese Maßname wird innerhalb des Sammelbehälters 13 ein ,. Saum geschaffen, der einerseits .eine wirkungsvolle Ablagerung der vom Gasstrom mitgeführteiPremdbestandteile ej?~ möglieht und andererseits verhindert, daß die bereits sehiedenen Bestandteile erneut dgom Gasstrom erfaßt und rissen werden. Um aus dem Sammelraum 17 die zur Ablagerung gekommenen Fremd.bestandteile nach Bedarf auf einfache Weise entfernen zu können, ist an der tiefsten Stelle des Sammelbehälters 13 eine Ablaßschraube 18 vorgesehen. . ■.-

Gemäß der in 3?ig, 5 veranschaulichten Anordnung können dem "" Gasführungskanal 6 anstelle des vorstehend näher und in-J¹Ig-. 3 dargestellten Leitorgans auch mehrere, spielsweise insgesamt drei Stegbleche 20 zugeordnet s«izu Um mit diesen Stegblechen Strömungswiderstände gleicher Größenordnung und damit letztlieh homogene Strömungsverhältnisse innerhalb des Abscheiders zu erreichen, könnten die einzelnen Bleche derart relativ zueinander im Gasführungskanal 6 _ angeordnet sein, daß mehrere, in sich abgeschlossene Leitkanäle 21 erzielt werden, deren Austrittsöffnung a., a~ und a., der Längenausdehnung des jeweiligen Kanals entsprechend <, - ^:' größer gewählt ist, mit dem Ziel, einen gewissen Ausgleich der verschiedenes, in den einzelnen Leitkanälen auftretenden Strömungswiderstände zu erreichen. * - -:■ ' -

Die Arbeits- und Wirkungsweise des vorbeschriebenen Zyklon- .... abscheiders ist im einzelnen wie folgt:

Gelangt das die Zuführungsleitung 4 verlassende, im Zyklon-· abscheider von Premdbestandteilen, -wie zum Beispiel Wasser,: Staubteilchen o. dgl. zu befreiende Gas in,den Bereich des im Kopfstück 1 vorgesehenen Gasführungskanals 6, so erfolgt an der Eintrittsstelle zu diesem Kanal zunächst eine Umlenkung des einströmenden Gases, wie in Fig. 2 mit einem abgebogefien Pfeil angedeutet ist. Im weiteren Terlauf der Bewegung durchströmt das Gas den sich stetig verjüngenden Führungskanal S₁ den es schließlich durch die am Leitblech 11 bzw» an den Leitkanälen 21 vorgesehenen Äustrittsöffnungen a.., a.^ und a~ wieder verläßt.

Auf einer schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn schießt das Gas nunmehr in den Sammelbehälter 13 hinein, wobei sich der Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit an der Behälterinnenwand entlang bewegt. Unterstützt wird dieser Strömungsverlauf des Gases noch durch die Anordnung des Abschirmtellers 12, der den aus dem'Gasführungskanal 6 austretenden Gasstrom zwangsläufig auf die Behälterinnenwand lenkt. Unter dem Einfluß der hierbei auftretenden Zentrifugalkraft erfolgftr nunmehr eine.wirkungsvolle Abscheidung der vom Gasstrom mitgeführten Fremdbestandteile, und zwar insofern, als sich die spezifisch schwereren Flüsöigkeitsteilehen und festen Bestandteile an der Innenwand des Sammelbehälters 13 niederschlagen und sich auf Griind ihres Haftvermögens an der Behälterwand festsetzen, wogegen die leichteren Gasteilchen mit nahezu unverminderter Strömungsgeschwindigkeit ihren Weg fortsetzen. Hierbei trifft de:r Gasstrom auf die Oberfläche der Trennscheibe 15 auf, was "ig-LiüS'-- zwangsläufige Ablenkung des Gasstromes aus der bisherigen Bewegungsrichtung zur Folge hat. Während der Gasstrom, sieh den Weg des geringsten Widerstandes suchend, in das Tauehrohr '9 eintritt und über die diesem Teil nachgeordneten Kanäle 7 und 3 in die Abflußleitung 5 entweicht, wandern die abgesonderten Fremdbestandteile durch die Einwirkung des nachströmenden Gases nach unten, um schließlich durch die in der Randzone der Trennscheibe 15 vorgesehenen Ausnehmungen 15a in den Sammelraum 17 überzutreten» Damit sind die Fremdbestandteile endgültig abgesondert und es besteht keine Gefahr mehr, daß äie vom nachströmenden Gas aufgegriffen und mitgerissen werden.

Claims (4)

Joseph Yögele Mannheim, den .23. 3. 1966 Aktiengesellschaft *"&?* P.A.173192-31.3 - Schutzansprüche

1.) Zyklonabscheider zum Abtrennen von Fremdbestandteilen aus Druckgasen, der ein mit dessen Sammelbehälter eine Baueinheit bildendes Kopfstück aufweist, welches mit je einem radial verlaufenden Zuführungs~ bzw. Abflußkanal, außerdem mit einem tten Sammelbehälter mit dem Ahflußkanal verbindenden Tauchrohr^ versehen ist, das in den Sammelbehälter hineinragt, dadurch ge ken nzeieh.net, daß dem im Kopfstück (1.) vorgesehenen Zuführungskanal (2) ein ringförmiger, sich in Strömungs richtung des Gases stetig verjüngender Gasführungskanal (6) angeschlossen ist, dessen obere Begrenzung eine derartige Heigung besitzt, daß an der dem Sammelbehälter (13) zugekehrten Oberfläche eine sich etwa über 2/3 des ümfangs>ausdehnende Ringnut gebildet wird; und daß dem Gasführungskanal ein Leitorgan-zugeordnet ist, -USiM in Strömungsrichtung des Gases Austrittsoff hungen (a-, a~ und a.,) mit größer werdendem Druch-

2.) Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch ge-* „k.'ee.n^:n zeichnet, daß als Leitorgan *ein aus einer Ringscheibe gefertigtes Leitblech (11) dient, welches mit"mehreren in Strömungsrichtung des Gases größer werdenden Öffnungen und Leitflächen (11a, 11b und 11c) versehen ist, die bei annähernd gleichem Anstellwinkel (cC) Austrittsöffnungen (a.., a_? und a^) von unterschiedlicher Größe bilden.

3.) Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitorgan_t, aus mehreren, in den Gasführungskanal (6) eingebauten Stegblechen (20) gebildet wird, die relativ zueinander, so?/ie in Strömungsrichtung des Gases derart angeordnet sind, daß Aus-

tritts Öffnung en (a-, a₂ und a,) von unterschiedlicher G-röße entstehen.

4.) Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a durch gekennzeichnet, daß im Strömungsbereich det aus dem Gasführungskanal (6) austretenden Sases ein mit einer konischen Mantelfläche versehener Abschirmt eil er (12) ^.angeordnet ist.