DE202024106939U1

DE202024106939U1 - Rotary separator for separating particles from a gas flow

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Publication number: DE202024106939U1
Application number: DE202024106939.0U
Authority: DE
Original assignee: Hengst SE and Co KG
Current assignee: Hengst SE and Co KG
Priority date: 2024-11-29
Filing date: 2024-11-29
Publication date: 2024-12-20
Anticipated expiration: 2034-11-30

Abstract

Rotationsabscheider (10) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einer Gasströmung, mit
- einem Abscheidergehäuse (12); und
- einem in dem Abscheidergehäuse (12) angeordneten und rotierend antreibbaren Abscheiderotor (14), welcher von der Gasströmung zur Partikelabscheidung durchströmbar ist und eine Rohgasseite (24) des Rotationsabscheiders (10) von einer Reingasseite (26) des Rotationsabscheiders (10) trennt; gekennzeichnet durch eine zwischen dem Abscheiderotor (14) und einer Gehäusewandung (40) des Abscheidergehäuses (12) angeordnete Trennstruktur (30), welche einen Reingasströmungsbereich (32) auf der Reingasseite (26) des Rotationsabscheiders (10) von einem Partikelabführbereich (34) auf der Reingasseite (26) des Rotationsabscheiders (10) zumindest abschnittsweise trennt.

Rotary separator (10) for separating liquid and/or solid particles from a gas flow, with
- a separator housing (12); and
- a separating rotor (14) arranged in the separator housing (12) and rotatably drivable, through which the gas flow for particle separation can flow and which separates a raw gas side (24) of the rotary separator (10) from a clean gas side (26) of the rotary separator (10); characterized by a separating structure (30) arranged between the separating rotor (14) and a housing wall (40) of the separator housing (12), which separates a clean gas flow region (32) on the clean gas side (26) of the rotary separator (10) from a particle removal region (34) on the clean gas side (26) of the rotary separator (10) at least in sections.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationsabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einer Gasströmung, mit einem Abscheidergehäuse und einem in dem Abscheidergehäuse angeordneten und rotierend antreibbaren Abscheiderotor, welcher von der Gasströmung zur Partikelabscheidung durchströmbar ist und eine Rohgasseite des Rotationsabscheiders von einer Reingasseite des Rotationsabscheiders trennt.The invention relates to a rotary separator for separating liquid and/or solid particles from a gas flow, with a separator housing and a separator rotor arranged in the separator housing and rotatably drivable, through which the gas flow can flow for particle separation and which separates a raw gas side of the rotary separator from a clean gas side of the rotary separator.

Bei den bekannten Rotationsabscheidern werden Partikel vom Abscheiderotor üblicherweise auf eine Umfangswand des Abscheidergehäuses abgeschleudert und von dort in Richtung des Partikelauslasses geleitet. Der Reingasauslass des Rotationsabscheiders befindet sich üblicherweise auf der gegenüberliegenden Seite des Partikelauslasses, sodass die bereits abgeschiedenen und in Richtung des Partikelauslasses zu leitenden Partikel von der Reingasströmung erfasst und in Richtung des Reingasauslasses mitgerissen werden können.In the known rotary separators, particles are usually thrown from the separator rotor onto a peripheral wall of the separator housing and from there guided towards the particle outlet. The clean gas outlet of the rotary separator is usually located on the opposite side of the particle outlet, so that the particles that have already been separated and are to be guided towards the particle outlet can be captured by the clean gas flow and carried towards the clean gas outlet.

Durch die Rotation des Abscheiderotors wird der Gasströmung auf der Reinseite neben einer axialen Strömungskomponente in Richtung des Reingasauslasses, auch eine Strömungskomponente in Rotordrehrichtung aufgeprägt. In der Druckschrift DE 10 2011 009 741 A1 wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, die Umfangswand des Abscheidergehäuses mit Partikelleitrinnen auszustatten, sodass die auf die Umfangswand des Abscheidergehäuses abgeschleuderten Partikel durch die Strömungskomponente des Reingases in Rotordrehrichtung in die Partikelleitrinnen getrieben werden. Die Partikel können dann über die Partikelleitrinnen in Richtung des Partikelauslasses geleitet werden. Due to the rotation of the separator rotor, the gas flow on the clean side is imparted not only with an axial flow component in the direction of the clean gas outlet, but also with a flow component in the direction of rotor rotation. In the publication DE 10 2011 009 741 A1 In this context, it is proposed to equip the peripheral wall of the separator housing with particle guide channels so that the particles thrown onto the peripheral wall of the separator housing are driven into the particle guide channels by the flow component of the clean gas in the direction of rotor rotation. The particles can then be guided via the particle guide channels in the direction of the particle outlet.

Sowohl die Partikel, welche die Partikelleitrinnen bereits erreicht haben, als auch die sich auf dem Weg in Richtung einer Partikelleitrinne befindenden Partikel, sind jedoch weiterhin dem Strömungseinfluss der Reingasströmung in Richtung des Reingasauslasses ausgesetzt, sodass es weiterhin zu einem Wiedereintrag von mittels des Abscheiderotors bereits abgeschiedenen Partikeln in die Reingasströmung auf der Reinseite des Rotationsabscheiders kommt.However, both the particles that have already reached the particle guide troughs and the particles that are on their way towards a particle guide trough are still exposed to the flow influence of the clean gas flow in the direction of the clean gas outlet, so that particles that have already been separated by the separation rotor continue to be re-entered into the clean gas flow on the clean side of the rotary separator.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht also darin, den Wiedereintrag von mittels des Abscheiderotors bereits abgeschiedenen Partikeln in die Reingasströmung auf der Reingasseite eines Rotationsabscheiders zu verringern oder zu verhindern.The object underlying the invention is therefore to reduce or prevent the re-entry of particles already separated by means of the separator rotor into the clean gas flow on the clean gas side of a rotary separator.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Rotationsabscheider der eingangs genannten Art, wobei der erfindungsgemäße Rotationsabscheider eine zwischen dem Abscheiderotor und einer Gehäusewandung des Abscheidergehäuses angeordnete Trennstruktur aufweist, welche einen Reingasströmungsbereich auf der Reinseite des Rotationsabscheiders von einem Partikelabführbereich auf der Reinseite des Rotationsabscheiders zumindest abschnittsweise trennt.The object is achieved by a rotary separator of the type mentioned at the outset, wherein the rotary separator according to the invention has a separating structure arranged between the separating rotor and a housing wall of the separator housing, which separates a clean gas flow region on the clean side of the rotary separator from a particle discharge region on the clean side of the rotary separator at least in sections.

Der Rotationsabscheider umfasst vorzugsweise einen Partikelauslass für die vom Abscheiderotor aus der Gasströmung abgeschiedenen Partikel. Das gereinigte Gas wird über den Reingasströmungsbereich zwischen dem Abscheiderotor und der Trennstruktur in Richtung des Reingasauslasses abgeführt. Die abgeschiedenen Partikel werden über den Partikelabführbereich zwischen der Trennstruktur und der Gehäusewandung des Abscheidergehäuses in Richtung des Partikelauslasses abgeführt. Die Trennstruktur schützt die Partikel im Partikelabführbereich vor Strömungseinflüssen der Gasströmung in dem Reingasströmungsbereich. Die Strömungseinflüsse der Gasströmung in dem Reingasströmungsbereich auf die Partikel im Partikelabführbereich werden durch die Trennstruktur verringert oder können lokal auch gänzlich vermieden werden. Folglich werden auf der Reingasseite weniger Partikel oder keine Partikel durch die Reingasströmung in Richtung des Reingasauslasses mitgerissen, wodurch die Partikelbeladung der den Rotationsabscheider verlassenen Gasströmung weiter reduziert wird.The rotary separator preferably comprises a particle outlet for the particles separated from the gas flow by the separator rotor. The cleaned gas is discharged via the clean gas flow area between the separator rotor and the separation structure in the direction of the clean gas outlet. The separated particles are discharged via the particle discharge area between the separation structure and the housing wall of the separator housing in the direction of the particle outlet. The separation structure protects the particles in the particle discharge area from flow influences of the gas flow in the clean gas flow area. The flow influences of the gas flow in the clean gas flow area on the particles in the particle discharge area are reduced by the separation structure or can be completely avoided locally. Consequently, fewer particles or no particles are entrained by the clean gas flow in the direction of the clean gas outlet on the clean gas side, whereby the particle load of the gas flow leaving the rotary separator is further reduced.

Der Reingasströmungsbereich grenzt vorzugsweise unmittelbar an den Reingasauslass des Rotationsabscheiders an, über welchen die Reingasströmung aus dem Abscheiderotor ausgeleitet wird. Der Partikelabführbereich ist vorzugsweise mit dem Partikelauslass des Rotationsabscheiders verbunden. Der Rotationsabscheider weist auf der Rohseite vorzugsweise einen Rohgaseinlass auf, über welchen die mit Partikeln beladene Gasströmung in das Abscheidergehäuse des Rotationsabscheiders einleitbar ist.The clean gas flow area preferably borders directly on the clean gas outlet of the rotary separator, via which the clean gas flow is discharged from the separator rotor. The particle discharge area is preferably connected to the particle outlet of the rotary separator. The rotary separator preferably has a raw gas inlet on the raw side, via which the gas flow loaded with particles can be introduced into the separator housing of the rotary separator.

Der Rotationsabscheider weist vorzugsweise einen Antrieb auf, über welchen der Abscheiderotor rotatorisch antreibbar ist. Der Antrieb kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Alternativ kann der Antrieb auch ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb sein.The rotary separator preferably has a drive via which the separating rotor can be driven in rotation. The drive can be an electric motor, for example. Alternatively, the drive can also be a pneumatic or hydraulic drive.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders läuft die Trennstruktur zumindest abschnittsweise um den Abscheiderotor herum. Die Trennstruktur erstreckt sich vorzugsweise über einen Umfangswinkelbereich von zumindest 180 Grad, vorzugsweise über einen Umfangswinkelbereich von zumindest 270 Grad. Die Trennstruktur ist vorzugsweise fest, also unbeweglich, in dem Abscheidergehäuse angeordnet. In anderen Ausführungsformen kann die Trennstruktur auch bewegbar in dem Abscheidergehäuse angeordnet sein, beispielsweise ist die Trennstruktur drehbar, insbesondere entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des Abscheiderotors.In a preferred embodiment of the rotary separator according to the invention, the separating structure runs at least partially around the separating rotor. The separating structure preferably extends over a circumferential angle range of at least 180 degrees, preferably over a circumferential angle range of at least 270 degrees. The separating structure is preferably fixed, i.e. immovably, arranged in the separator housing. In other embodiments, the separating structure can also be arranged movably in the separator housing, for example the separating structure is rotatable, in particular opposite to the direction of rotation of the separating rotor.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders ist der Reingasströmungsbereich radial innenliegend vom Partikelabführbereich angeordnet. Folglich ist der Partikelabführbereich radial außenliegend vom Reingasströmungsbereich angeordnet. Das aus dem Abscheiderotor ausströmende Reingas strömt folglich zunächst in den Reingasströmungsbereich. Ein Teil der Reingasströmung kann auch in den Partikelabführbereich gelangen, welcher radial außenliegend vom Reingasströmungsbereich angeordnet ist. Die von dem Abscheiderotor abgeschleuderten Partikel werden vorzugsweise zunächst in den Reingasströmungsbereich abgeschleudert, wobei die in den Reingasströmungsbereich abgeschleuderten Partikel dann in Richtung des Partikelabführbereichs fließen.In a further preferred embodiment of the rotary separator according to the invention, the clean gas flow region is arranged radially inward of the particle discharge region. Consequently, the particle discharge region is arranged radially outward of the clean gas flow region. The clean gas flowing out of the separator rotor therefore initially flows into the clean gas flow region. Part of the clean gas flow can also reach the particle discharge region, which is arranged radially outward of the clean gas flow region. The particles thrown off by the separator rotor are preferably first thrown off into the clean gas flow region, with the particles thrown off into the clean gas flow region then flowing in the direction of the particle discharge region.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders weist der Reingasströmungsbereich einen ringförmigen Querschnitt auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Partikelabführbereich einen ringförmigen Querschnitt auf. Der ringförmige Strömungskanal des Reingasströmungsbereichs ist vorzugsweise breiter als der ringförmige Partikelabführbereich. Der Reingasströmungsbereich weist vorzugsweise zumindest das doppelte Volumen im Vergleich zum Partikelabführbereich auf.In another preferred embodiment of the rotary separator according to the invention, the clean gas flow region has an annular cross-section. Alternatively or additionally, the particle discharge region has an annular cross-section. The annular flow channel of the clean gas flow region is preferably wider than the annular particle discharge region. The clean gas flow region preferably has at least twice the volume compared to the particle discharge region.

Der erfindungsgemäße Rotationsabscheider wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Trennstruktur eine oder mehrere Aufprallflächen zum Abfangen von vom Abscheiderotor abgeschleuderten Partikeln aufweist. Die Aufprallflächen der Trennstruktur sind vorzugsweise dem Reingasströmungsbereich zugewandt. Somit passieren die von dem Abscheiderotor abgeschleuderten Partikel zunächst den Reingasströmungsbereich und treffen dann auf eine Aufprallfläche der Trennstruktur auf. Von der einen oder den mehreren Aufprallflächen werden die Partikel dann in Richtung des Partikelabführbereichs geleitet. Das Abscheidergehäuse weist im Partikelabführbereich vorzugsweise eine Partikelabführfläche auf, entlang welcher zumindest ein Teil der von dem Abscheiderotor aus der Gasströmung abgeschiedenen Partikel in Richtung des Partikelauslasses abführbar ist. Die vom Abscheiderotor abgeschleuderten und auf die eine oder die mehreren Aufprallflächen aufprallenden Partikel gelangen also von der einen oder den mehreren Aufprallflächen auf die Partikelabführfläche, über welche die Partikel in Richtung des Partikelauslasses abgeführt werden. Die Partikelabführfläche stellt vorzugsweise eine äußere Begrenzung des Partikelabführbereichs dar und kann eine oder mehrere Partikelabführrinnen aufweisen. Über die eine oder die mehreren Partikelabführrinnen kann die Partikelabfuhr beschleunigt werden.The rotary separator according to the invention is further advantageously developed in that the separation structure has one or more impact surfaces for intercepting particles thrown off by the separator rotor. The impact surfaces of the separation structure preferably face the clean gas flow area. The particles thrown off by the separator rotor thus first pass through the clean gas flow area and then strike an impact surface of the separation structure. The particles are then guided in the direction of the particle removal area from the one or more impact surfaces. The separator housing preferably has a particle removal surface in the particle removal area, along which at least some of the particles separated from the gas flow by the separator rotor can be removed in the direction of the particle outlet. The particles thrown off by the separator rotor and impacting on the one or more impact surfaces thus pass from the one or more impact surfaces to the particle removal surface, via which the particles are removed in the direction of the particle outlet. The particle removal surface preferably represents an outer boundary of the particle removal area and can have one or more particle removal channels. The particle removal can be accelerated via the one or more particle removal channels.

Der erfindungsgemäße Rotationsabscheider wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass sich die eine oder die mehreren Aufprallflächen in Umfangsrichtung entlang eines ringförmigen, insbesondere eines kreisringförmigen, Verlaufspfad erstrecken. Alternativ verändert sich der Radialabstand zwischen der Außenkontur des Abscheiderotors und der einen oder der mehreren Aufprallflächen in Umfangsrichtung. Der Radialabstand zwischen der Außenkontur des Abscheiderotors und der einen oder den mehreren Aufprallflächen vergrößert sich vorzugsweise in Rotationsrichtung des Abscheiderotors. Die eine oder die mehreren Aufprallflächen verlaufen vorzugsweise zumindest abschnittsweise nicht tangential zur Rotationsachse des Abscheiderotors.The rotary separator according to the invention is further advantageously developed in that the one or more impact surfaces extend in the circumferential direction along an annular, in particular an annular, path. Alternatively, the radial distance between the outer contour of the separator rotor and the one or more impact surfaces changes in the circumferential direction. The radial distance between the outer contour of the separator rotor and the one or more impact surfaces preferably increases in the direction of rotation of the separator rotor. The one or more impact surfaces preferably do not run tangentially to the axis of rotation of the separator rotor, at least in sections.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abscheiderotors sind der Reingasströmungsbereich und der Partikelabführbereich über einen oder mehrere Strömungsdurchgänge pneumatisch miteinander verbunden. Die Strömungsdurchgänge können eine Aufprallfläche der Trennstruktur bereichsweise unterbrechen oder zwischen mehreren, beispielsweise zwei, Aufprallflächen der Trennstruktur angeordnet sein. Die Strömungsdurchgänge können länglich, insbesondere schlitzförmig, sein. Die Strömungsdurchgänge können sich in Axialrichtung erstrecken. Die Erstreckungsrichtung der Strömungsdurchgänge kann neben einer Axialkomponente auch eine Umfangskomponente umfassen, sodass sich die Strömungsdurchgänge wendelförmig entlang einer Aufprallfläche oder zwischen mehreren Aufprallflächen erstrecken. Die Strömungsdurchgänge können sich über zumindest 25 %, vorzugsweise zumindest 50 %, besonders bevorzugt zumindest 75 % der axialen Höhe des Gasaustrittsbereichs des Abscheiderotors erstrecken. Mehrere Strömungsdurchgänge können gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt sein.In another preferred embodiment of the separator rotor according to the invention, the clean gas flow region and the particle discharge region are pneumatically connected to one another via one or more flow passages. The flow passages can partially interrupt an impact surface of the separating structure or can be arranged between several, for example two, impact surfaces of the separating structure. The flow passages can be elongated, in particular slot-shaped. The flow passages can extend in the axial direction. The direction of extension of the flow passages can include not only an axial component but also a circumferential component, so that the flow passages extend helically along an impact surface or between several impact surfaces. The flow passages can extend over at least 25%, preferably at least 50%, particularly preferably at least 75% of the axial height of the gas outlet region of the separator rotor. Several flow passages can be distributed evenly or unevenly over the circumference.

Der erfindungsgemäße Rotationsabscheider wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass der eine oder die mehreren Strömungsdurchgänge durch Ausnehmungen oder Freimachungen in der Trennstruktur gebildet werden. Die Ausmachungen oder Freimachungen können Löcher, Bohrungen, Stanzungen oder Ähnliches sein. Die Partikel auf der einen oder den mehreren Aufprallflächen können über die eine oder die mehreren Ausnehmungen oder Freimachungen von dem Reingasströmungsbereich in den Partikelabführbereich gelangen.The rotary separator according to the invention is further advantageously developed in that the one or more flow passages are formed by recesses or clearances in the separation structure. The recesses or clearances can be holes, bores, punchings or the like. The particles on the one or more impact surfaces can pass from the clean gas flow area into the particle discharge area via the one or more recesses or clearances.

Es ist ferner ein erfindungsgemäßer Rotationsabscheider vorteilhaft, bei welchem die Trennstruktur eine oder mehrere Trennkanten zum Trennen der in den Partikelabführbereich zu leitenden Partikel von einem in dem Reingasströmungsbereich verbleibenden Teil der Gasströmung auf der Reinseite umfasst. Die vom Abscheiderotor abgeschleuderten Partikel können auf der einen oder den mehreren Aufprallflächen einen Partikelfilm bilden. Der Partikelfilm wird über die eine oder die mehreren Trennkanten abgetrennt und in den Partikelabführbereich geleitet. Die eine oder die mehreren Trennkanten können in Axialrichtung verlaufen. Die Erstreckungsrichtung der einen oder der mehreren Trennkanten kann neben einer axialen Komponente auch eine Umfangskomponente aufweisen, sodass sich die eine oder die mehreren Trennkanten auch wendelförmig entlang der Trennstruktur erstrecken können. Wenn die Partikel Ölpartikel sind, können die Ölpartikel auf der einen oder den mehreren Aufprallflächen einen Ölfilm bilden. In diesem Fall wirkt die Trennstruktur als Ölhobel, welcher den Ölfilm von der einen oder den mehreren Aufprallflächen löst und in den Partikelabführbereich leitet.A rotary separator according to the invention is also advantageous in which the separating structure comprises one or more separating edges for separating the particles to be guided into the particle removal area from a part of the gas flow remaining in the clean gas flow area on the clean side. The particles thrown off by the separating rotor can form a particle film on the one or more impact surfaces. The particle film is separated via the one or more separating edges and guided into the particle removal area. The one or more separating edges can run in the axial direction. The extension direction of the one or more separating edges can have a circumferential component in addition to an axial component, so that the one or more separating edges can also extend helically along the separating structure. If the particles are oil particles, the oil particles can form an oil film on the one or more impact surfaces. In this case, the separating structure acts as an oil planer, which separates the oil film from the one or more impact surfaces and guides it into the particle removal area.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders grenzen die eine oder die mehreren Trennkanten an die Strömungsdurchgänge an. Alternativ oder zusätzlich bilden die eine oder die mehreren Trennkanten Konturkanten der Strömungsdurchgänge. Dadurch, dass die einen oder die mehreren Trennkanten an die Strömungsdurchgänge angrenzen und/oder Konturkanten der Strömungsdurchgänge bilden, werden die von der einen oder den mehreren Aufprallflächen abgelösten Partikel direkt und unmittelbar in den Partikelabführbereich geleitet, sodass nicht die Gefahr besteht, dass die von der einen oder den mehreren Aufprallflächen abgelösten Partikel in dem Reingasströmungsbereich verbleiben.In another preferred embodiment of the rotary separator according to the invention, the one or more separating edges border on the flow passages. Alternatively or additionally, the one or more separating edges form contour edges of the flow passages. Because the one or more separating edges border on the flow passages and/or form contour edges of the flow passages, the particles detached from the one or more impact surfaces are guided directly and immediately into the particle removal area, so that there is no risk that the particles detached from the one or more impact surfaces remain in the clean gas flow area.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders wird die Trennstruktur durch eine Hülse gebildet. Die Hülse kann eine Gasleithülse sein. Wenn die Partikel Ölpartikel sind, kann die Hülse eine Gasleithülse mit Ölhobel sein. Die Hülse kann einen ringförmigen Querschnitt aufweisen. Die Hülse kann koaxial zum Abscheiderotor angeordnet sein. Die Hülse kann abschnittsweise oder vollständig zylindrisch, sich konisch verjüngend oder sich konisch aufweitend ausgestaltet sein. Die Hülse kann an dem, dem Reingasauslass zugewandten Ende, einen Kragen aufweisen, welcher einen Spalt zwischen der Partikelabführfläche und einem Auslassströmungsbereich für das Reingas verschließt oder verengt.In a particularly preferred embodiment of the rotary separator according to the invention, the separation structure is formed by a sleeve. The sleeve can be a gas-conducting sleeve. If the particles are oil particles, the sleeve can be a gas-conducting sleeve with an oil scraper. The sleeve can have an annular cross-section. The sleeve can be arranged coaxially to the separator rotor. The sleeve can be partially or completely cylindrical, tapering or widening conically. The sleeve can have a collar on the end facing the clean gas outlet, which closes or narrows a gap between the particle removal surface and an outlet flow area for the clean gas.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders wird die Trennstruktur durch mehrere voneinander beabstandete Trennkörper gebildet. Die Strömungsdurchgänge, über welche die Partikel von dem Reingasströmungsbereich in den Partikelabführbereich gelangen können, befinden sich in diesem Fall vorzugsweise zwischen den Trennkörpern. Die Trennkörper können jeweils eine Aufprallfläche für die von dem Abscheiderotor abgeschleuderten Partikel tragen. Zur Vermeidung von Turbulenzen können sich die Trennkörper über einen Umfangswinkelbereich von zumindest 10 Grad erstrecken.In a further preferred embodiment of the rotary separator according to the invention, the separation structure is formed by several separating bodies spaced apart from one another. The flow passages through which the particles can pass from the clean gas flow area into the particle discharge area are in this case preferably located between the separating bodies. The separating bodies can each have an impact surface for the particles thrown off by the separating rotor. To avoid turbulence, the separating bodies can extend over a circumferential angle range of at least 10 degrees.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders erstrecken sich eine oder mehrere Stabilisierungselemente durch den Partikelabführbereich. Das eine oder die mehreren Stabilisierungselemente können mit der Trennstruktur und/oder mit der Gehäusewandung des Abscheidergehäuses verbunden sein. Vorzugsweise erstrecken sich die Stabilisierungselemente in Radialrichtung und/oder in Axialrichtung. Die Stabilisierungselemente können den Partikelabführbereich bereichsweise in mehrere Ringsegmente unterteilen. Die Stabilisierungselemente können beispielsweise Stege oder Rippen sein und verleihen der Trennstruktur und/oder dem Abscheidergehäuse zusätzliche Stabilität. Außerdem können die Stabilisierungselemente stärkere Turbulenzen im Partikelabführbereich unterbinden. Wenn die Trennstruktur durch eine Hülse gebildet wird, können die Stabilisierungselemente mit der Hülse und/oder mit der Gehäusewandung des Abscheidergehäuses verbunden sein.In another preferred embodiment of the rotary separator according to the invention, one or more stabilizing elements extend through the particle discharge area. The one or more stabilizing elements can be connected to the separating structure and/or to the housing wall of the separator housing. The stabilizing elements preferably extend in the radial direction and/or in the axial direction. The stabilizing elements can divide the particle discharge area into several ring segments in some areas. The stabilizing elements can be webs or ribs, for example, and give the separating structure and/or the separator housing additional stability. In addition, the stabilizing elements can prevent stronger turbulence in the particle discharge area. If the separating structure is formed by a sleeve, the stabilizing elements can be connected to the sleeve and/or to the housing wall of the separator housing.

Der erfindungsgemäße Rotationsabscheider kann ein Tellerseparator sein. Der Abscheiderotor des Tellerseparators kann ein Tellerpaket mit mehreren übereinander angeordneten Abscheidetellern zur Abscheidung der Partikel aus der den Abscheiderotor durchströmenden Gasströmung umfassen.The rotary separator according to the invention can be a disc separator. The separating rotor of the disc separator can comprise a disc pack with several separating plates arranged one above the other for separating the particles from the gas flow flowing through the separating rotor.

Der Rotationsabscheider kann ferner als Faserabscheider ausgebildet sein. Der Abscheiderotor des Faserabscheiders kann Fasermaterial zur Abscheidung der Partikel aus der den Abscheiderotor durchströmenden Gasströmung umfassen.The rotary separator can also be designed as a fiber separator. The separating rotor of the fiber separator can comprise fiber material for separating the particles from the gas flow flowing through the separating rotor.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

1 einen erfindungsgemäßen Rotationsabscheider in einer schematischen seitlichen Schnittdarstellung;
2 einen weiteren erfindungsgemäßen Rotationsabscheider in einer schematischen Schnittdarstellung von oben;
3 einen weiteren erfindungsgemäßen Rotationsabscheider in einer schematischen Schnittdarstellung von oben;
4 einen weiteren erfindungsgemäßen Rotationsabscheider in einer schematischen Schnittdarstellung von oben;
5 einen weiteren erfindungsgemäßen Rotationsabscheider in einer schematischen Schnittdarstellung von oben;
6 eine Trennstruktur eines erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
7 eine Trennstruktur eines weiteren erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders in einer schematischen Perspektivdarstellung; und
8 eine Trennstruktur eines weiteren erfindungsgemäßen Rotationsabscheiders in einer schematischen Perspektivdarstellung.

Preferred embodiments of the invention are explained and described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

1 a rotary separator according to the invention in a schematic side sectional view;
2 another rotary separator according to the invention in a schematic sectional view from above;
3 another rotary separator according to the invention in a schematic sectional view from above;
4 another rotary separator according to the invention in a schematic sectional view from above;
5 another rotary separator according to the invention in a schematic sectional view from above;
6 a separation structure of a rotary separator according to the invention in a perspective sectional view;
7 a separation structure of another rotary separator according to the invention in a schematic perspective view; and
8 a separation structure of another rotary separator according to the invention in a schematic perspective view.

Die 1 zeigt einen als Tellerseparator ausgebildeten Rotationsabscheider 10. Der Rotationsabscheider 10 dient zum Abscheiden von flüssigen Partikeln, nämlich Ölpartikeln, aus einer Gasströmung.The 1 shows a rotary separator 10 designed as a disc separator. The rotary separator 10 serves to separate liquid particles, namely oil particles, from a gas flow.

In einem Abscheidergehäuse 12 des Rotationsabscheiders 10 befindet sich ein rotierend antreibbarer Abscheiderotor 14. Der Abscheiderotor 14 umfasst ein Tellerpaket 16 mit einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Abscheidetellern 18.A separator rotor 14 that can be driven in rotation is located in a separator housing 12 of the rotary separator 10. The separator rotor 14 comprises a plate pack 16 with a plurality of separator plates 18 arranged one above the other.

Der Abscheiderotor 14 wird über einen als Elektromotor ausgebildeten Antrieb 20 rotatorisch angetrieben.The separating rotor 14 is driven in rotation by a drive 20 designed as an electric motor.

Das Abscheidergehäuse 12 weist einen Rohgaseinlass 22 auf, über welchen eine Gasströmung mit einer hohen Partikelbeladung in das Abscheidergehäuse 12 hineinströmt. Die Gasströmung gelangt zunächst auf die Rohgasseite 24 des Rotationsabscheiders 10, bevor die Gasströmung den Abscheiderotor 14 durchströmt. Der Abscheiderotor 14 trennt die Rohgasseite 24 des Rotationsabscheiders 10 von einer Reingasseite 26 des Rotationsabscheiders 10. Nach erfolgter Partikelabscheidung durch den Abscheiderotor 14 gelangt die Gasströmung folglich auf die Reingasseite 26 des Rotationsabscheiders 10 und kann über den Reingasauslass 28 aus dem Abscheidergehäuse 12 ausgeleitet werden.The separator housing 12 has a raw gas inlet 22, through which a gas flow with a high particle load flows into the separator housing 12. The gas flow first reaches the raw gas side 24 of the rotary separator 10 before the gas flow flows through the separator rotor 14. The separator rotor 14 separates the raw gas side 24 of the rotary separator 10 from a clean gas side 26 of the rotary separator 10. After the particles have been separated by the separator rotor 14, the gas flow consequently reaches the clean gas side 26 of the rotary separator 10 and can be discharged from the separator housing 12 via the clean gas outlet 28.

Der Rotationsabscheider 10 umfasst eine Trennstruktur 30, welche einen Reingasströmungsbereich 32 von einem Partikelabführbereich 34 auf der Reingasseite 26 des Rotationsabscheiders 10 trennt.The rotary separator 10 comprises a separation structure 30 which separates a clean gas flow region 32 from a particle removal region 34 on the clean gas side 26 of the rotary separator 10.

Die durch den rotierenden Abscheiderotor 14 abgeschleuderten Partikel passieren zunächst den Reingasströmungsbereich 32 und treffen dann auf eine Aufprallfläche 36 der Trennstruktur 30 auf. Über die Strömungsdurchgänge 38 in der Trennstruktur 30 gelangen die vom Abscheiderotor 14 abgeschleuderten und auf die Aufprallfläche 36 aufgeprallten Partikel dann in den Partikelabführbereich 34. Das Abscheidergehäuse 12 weist eine Gehäusewandung 40 auf. Die in den Partikelabführbereich 34 eingeleiteten Partikel prallen zunächst auf die Gehäusewandung 40, um von dort aus unter Schwerkrafteinwirkung in Richtung eines Partikelauslasses des Abscheidergehäuses 12 geleitet zu werden. Der Partikelauslass für die vom Abscheiderotor 14 aus der Gasströmung abgeschiedenen Partikel befindet sich in einem unteren Bereich des Abscheidergehäuses 12, also auf der gegenüberliegenden Seite des Reingasauslasses 28.The particles thrown off by the rotating separator rotor 14 first pass through the clean gas flow area 32 and then hit an impact surface 36 of the separating structure 30. The particles thrown off by the separator rotor 14 and impacting the impact surface 36 then reach the particle removal area 34 via the flow passages 38 in the separating structure 30. The separator housing 12 has a housing wall 40. The particles introduced into the particle removal area 34 first hit the housing wall 40, from where they are guided under the influence of gravity in the direction of a particle outlet of the separator housing 12. The particle outlet for the particles separated from the gas flow by the separator rotor 14 is located in a lower area of the separator housing 12, i.e. on the opposite side of the clean gas outlet 28.

Bei dem dargestellten Rotationsabscheider 10 wird das gereinigte Gas also über den Reingasströmungsbereich 32 zwischen dem Abscheiderotor 14 und der Trennstruktur 30 in Richtung des Reingasauslasses 28 abgeführt. Die abgeschiedenen Partikel werden über den Partikelabführbereich 34 zwischen der Trennstruktur 30 und der Gehäusewandung 40 des Abscheidergehäuses 12 in Richtung des Partikelauslasses abgeführt. Die Trennstruktur 30 schützt die Partikel im Partikelabführbereich 34 vor Strömungseinflüssen der Gasströmung in dem Reingasströmungsbereich 32. Die Strömungseinflüsse der Gasströmung in dem Reingasströmungsbereich 32 auf die Partikel im Partikelabführbereich 34 werden durch die Trennstruktur 30 verringert oder können lokal auch gänzlich vermieden werden. Die Partikel werden also weniger stark in Richtung des Reingasauslasses 28 von der Reingasströmung mitgerissen, sodass eine verringerte Partikelbeladung der den Rotationsabscheider 10 verlassenden Gasströmung erreicht wird.In the rotary separator 10 shown, the cleaned gas is thus discharged via the clean gas flow area 32 between the separator rotor 14 and the separation structure 30 in the direction of the clean gas outlet 28. The separated particles are discharged via the particle discharge area 34 between the separation structure 30 and the housing wall 40 of the separator housing 12 in the direction of the particle outlet. The separation structure 30 protects the particles in the particle discharge area 34 from flow influences of the gas flow in the clean gas flow area 32. The flow influences of the gas flow in the clean gas flow area 32 on the particles in the particle discharge area 34 are reduced by the separation structure 30 or can be completely avoided locally. The particles are therefore less strongly entrained by the clean gas flow in the direction of the clean gas outlet 28, so that a reduced particle loading of the gas flow leaving the rotary separator 10 is achieved.

Bei denen in den 2 bis 5 dargestellten Rotationsabscheidern 10 läuft die Trennstruktur 30 um den Abscheiderotor 14 um. Die Trennstruktur 30 ist fest bzw. unbeweglich im Abscheidergehäuse 12 angeordnet. Der Reingasströmungsbereich 32 ist radial innenliegend vom Partikelabführbereich 34 angeordnet. Der Reingasströmungsbereich 32 weist einen ringförmigen Querschnitt auf. Ferner weist der Partikelabführbereich 34 einen ringförmigen Querschnitt auf.For those in the 2 to 5 In the rotary separators 10 shown, the separation structure 30 rotates around the separator rotor 14. The separation structure 30 is fixed or immovable in the separator housing 12. The clean gas flow region 32 is arranged radially inward from the particle discharge region 34. The clean gas flow region 32 has an annular cross-section. Furthermore, the particle discharge region 34 has an annular cross-section.

Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Trennstruktur 30 als Hülse ausgebildet. Die als Hülse ausgebildete Trennstruktur 30 umfasst mehrere Struktursegmente 42a-42d. Die einzelnen Struktursegmente 42a-42d tragen jeweils eine dem Abscheiderotor 14 zugewandte Aufprallfläche 36a-36d zum Abfangen der vom Abscheiderotor 14 abgeschleuderten Partikel. Der Radialabstand zwischen der Außenkontur des Abscheiderotors 14 und den Aufprallflächen 36a-36d verändert sich in Umfangsrichtung. Der Radialabstand zwischen der Außenkontur des Abscheiderotors 14 und den Aufprallflächen 36a-36d vergrößert sich in Drehrichtung DR des Abscheiderotors 14.In the 2 In the embodiment shown, the separating structure 30 is designed as a sleeve. The separating structure 30 designed as a sleeve comprises several structure segments 42a-42d. The individual structure segments 42a-42d each have an impact surface 36a-36d facing the separating rotor 14 for catching the particles thrown off by the separating rotor 14. The radial distance between the outer contour of the separating rotor 14 and the impact surfaces 36a-36d changes in the circumferential direction. The radial distance between the outer contour of the separator rotor 14 and the impact surfaces 36a-36d increases in the direction of rotation DR of the separator rotor 14.

Die den Reingasströmungsbereich 32 mit dem Partikelabführbereich 34 pneumatisch verbindenden Strömungsdurchgänge 38 befinden sich zwischen den Struktursegmenten 32a-32d beziehungsweise zwischen den Aufprallflächen 36a-36d. Die Strömungsdurchgänge 38 werden durch Freimachungen in der Trennstruktur 30 gebildet.The flow passages 38 that pneumatically connect the clean gas flow area 32 to the particle removal area 34 are located between the structure segments 32a-32d or between the impact surfaces 36a-36d. The flow passages 38 are formed by clearances in the separation structure 30.

Die Trennstruktur 30 weist mehrere Trennkanten 44a-44d zum Trennen der in den Partikelabführbereich 34 zu leitenden Partikel von einem in dem Reingasströmungsbereich 32 verbleibenden Teil der Gasströmung auf der Reinseite 26 auf. Wenn die Partikel auf den Aufprallflächen 36a-36d einen Partikelfilm bilden, wird der Partikelfilm nach Art eines Hobels im Bereich der Durchgänge 38 aufgelöst und in den Partikelabführbereich 34 eingeleitet. Die Trennkanten 44a-44d grenzen an die Strömungsdurchgänge 38 an und bilden Konturkanten der Strömungsdurchgänge 38.The separating structure 30 has a plurality of separating edges 44a-44d for separating the particles to be guided into the particle removal area 34 from a portion of the gas flow remaining in the clean gas flow area 32 on the clean side 26. When the particles form a particle film on the impact surfaces 36a-36d, the particle film is broken up in the manner of a plane in the area of the passages 38 and introduced into the particle removal area 34. The separating edges 44a-44d border on the flow passages 38 and form contour edges of the flow passages 38.

Bei dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Trennstruktur 30 durch eine geschlitzte Hülse gebildet. Der Schlitz der Hülse dient als Strömungsdurchgang 38. Die Aufprallfläche 36 erstreckt sich in Umfangsrichtung entlang eines kreisringförmigen Verlaufspfads. Die Trennkante 44 ist Bestandteil einer nach innen gerichteten Abkantung im Bereich des Strömungsdurchgangs 38.In the 3 In the embodiment shown, the separating structure 30 is formed by a slotted sleeve. The slot in the sleeve serves as a flow passage 38. The impact surface 36 extends in the circumferential direction along a circular path. The separating edge 44 is part of an inwardly directed bevel in the area of the flow passage 38.

Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Trennstruktur 30 durch mehrere voneinander beabstandete Trennkörper 46a-46c gebildet. Die Strömungsdurchgänge 38 befinden sich zwischen den Trennkörpern 46a-46c. Die Trennkörper 46a-46c der Trennstruktur 30 sind über Stabilisierungselemente 50a-50c mit der Gehäusewandung 40 des Abscheidergehäuses 12 verbunden. Die Stabilisierungselemente 50a-50c erstrecken sich durch den Partikelabführbereich 34 und unterteilen diesen in einem Bereich in drei Ringsegmente. Die Stabilisierungselemente 50a-50c können beispielsweise Stege oder Rippen sein und verleihen der Trennstruktur 30 zusätzliche Stabilität. Außerdem unterbinden die Stabilisierungselemente 50a-50c stärkere Turbulenzen im Partikelabführbereich 34. Wenn die Trennstruktur 30 durch eine Hülse gebildet wird, können die Stabilisierungselemente 50a-50c mit der Hülse und/oder mit der Gehäusewandung 40 des Abscheidergehäuses 12 verbunden sein. Es können eine oder mehrere Stabilisierungselemente 50a-50c vorhanden sein.In the 4 In the embodiment shown, the separating structure 30 is formed by a plurality of separating bodies 46a-46c spaced apart from one another. The flow passages 38 are located between the separating bodies 46a-46c. The separating bodies 46a-46c of the separating structure 30 are connected to the housing wall 40 of the separator housing 12 via stabilizing elements 50a-50c. The stabilizing elements 50a-50c extend through the particle discharge region 34 and divide it into three ring segments in one region. The stabilizing elements 50a-50c can be webs or ribs, for example, and give the separating structure 30 additional stability. In addition, the stabilizing elements 50a-50c prevent stronger turbulence in the particle discharge area 34. If the separation structure 30 is formed by a sleeve, the stabilizing elements 50a-50c can be connected to the sleeve and/or to the housing wall 40 of the separator housing 12. One or more stabilizing elements 50a-50c can be present.

Die 5 zeigt einen Rotationsabscheider 10, bei welchem die Trennstruktur 30 keine radial nach innen gerichteten Abschnitte aufweist. Insofern existieren auch keine eine Hobelwirkung begünstigenden Trennkanten im Übergangsbereich zwischen dem Reingasströmungsbereich 32 und dem Partikelabführbereich 34.The 5 shows a rotary separator 10 in which the separating structure 30 has no radially inward-facing sections. In this respect, there are also no separating edges that promote a planing effect in the transition region between the clean gas flow region 32 and the particle removal region 34.

Die 6 zeigt eine einstückige Variante einer Trennstruktur 30, wobei die Trennstruktur 30 auf einer Seite einen umlaufenden Kragen 48 umfasst. Mittels des Kragens 48 kann der Spalt zwischen der Partikelabführfläche an der Gehäusewandung 40 und einem Auslassströmungsbereich für das Reingas verschlossen oder verengt werden.The 6 shows a one-piece variant of a separating structure 30, wherein the separating structure 30 comprises a circumferential collar 48 on one side. By means of the collar 48, the gap between the particle removal surface on the housing wall 40 and an outlet flow area for the clean gas can be closed or narrowed.

Die 7 zeigt eine hülsenförmige Trennstruktur 30, wobei der Strömungsdurchgang 38 als längliche Ausnehmung ausgebildet ist. Der als längliche Ausnehmung ausgebildete Strömungsdurchgang 38 erstreckt sich in Axialrichtung, sodass dieser im eingebauten Zustand der Trennstruktur 30 parallel zur Drehachse des Abscheiderotors 14 verläuft.The 7 shows a sleeve-shaped separating structure 30, wherein the flow passage 38 is designed as an elongated recess. The flow passage 38 designed as an elongated recess extends in the axial direction, so that in the installed state of the separating structure 30 it runs parallel to the axis of rotation of the separating rotor 14.

Bei der in der 8 dargestellten Trennstruktur 30 weist die Erstreckungsrichtung des Strömungsdurchgangs 38 neben einer Axialkomponente auch eine Umfangskomponente auf, sodass sich der Strömungsdurchgang 38 wendelförmig entlang des Hülsenmantels erstreckt.In the 8 In the separating structure 30 shown, the extension direction of the flow passage 38 has not only an axial component but also a circumferential component, so that the flow passage 38 extends helically along the sleeve shell.

Bezugszeichenreference sign

1010: Rotationsabscheiderrotary separator
1212: Abscheidergehäuseseparator housing
1414: Abscheiderotorseparator rotor
1616: Tellerpaketplate package
1818: Abscheidetellerseparating plate
2020: Antriebdrive
2222: Rohgaseinlassraw gas inlet
2424: Rohgasseiteraw gas side
2626: Reingasseiteclean gas side
2828: Reingasauslassclean gas outlet
3030: Trennstrukturseparation structure
3232: Reingasströmungsbereichclean gas flow area
3434: Partikelabführbereichparticle removal area
36, 36a-36d36, 36a-36d: Aufprallflächenimpact surfaces
3838: Strömungsdurchgängeflow passages
4040: Gehäusewandunghousing wall
42a-42d42a-42d: Struktursegmentestructural segments
44, 44a-44d44, 44a-44d: Trennkantenseparating edges
46a-46c46a-46c: Trennkörperseparator
4848: Kragencollar
50a-50c50a-50c: Stabilisierungselementestabilizing elements
DRDR: Drehrichtungdirection of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2011 009 741 A1 [0003]

Claims

Rotary separator (10) for separating liquid and/or solid particles from a gas flow, with - a separator housing (12); and - a separating rotor (14) arranged in the separator housing (12) and which can be driven in rotation, through which the gas flow for particle separation can flow and which separates a raw gas side (24) of the rotary separator (10) from a clean gas side (26) of the rotary separator (10); characterized by a separating structure (30) arranged between the separating rotor (14) and a housing wall (40) of the separator housing (12), which separates a clean gas flow region (32) on the clean gas side (26) of the rotary separator (10) from a particle discharge region (34) on the clean gas side (26) of the rotary separator (10) at least in sections.

Rotary separator (10) after claim 1 , characterized in that the separating structure (30) rotates at least partially around the separating rotor (14).

Rotary separator (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the clean gas flow region (32) is arranged radially inward of the particle discharge region (34).

Rotary separator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the clean gas flow region (32) has an annular cross-section; and/or - the particle discharge region (34) has an annular cross-section.

Rotary separator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the separating structure (30) has one or more impact surfaces (36, 36a-36d) for intercepting particles thrown off the separating rotor (14).

Rotary separator (10) after claim 5 , characterized in that - the one or more impact surfaces (36, 36a-36d) extend in the circumferential direction along an annular, in particular an annular, path, or - the radial distance between the outer contour of the separating rotor (14) and the one or more impact surfaces (36, 36a-36d) changes in the circumferential direction.

Rotary separator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the clean gas flow region (32) and the particle discharge region (34) are pneumatically connected to one another via one or more flow passages (38).

Rotary separator (10) after claim 7 , characterized in that the one or more flow passages (38) are formed by recesses or clearances in the separating structure (30).

Rotary separator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the separating structure (30) comprises one or more separating edges (44, 44a-44d) for separating the particles to be guided into the particle discharge region (34) from a part of the gas flow remaining in the clean gas flow region (32) on the clean gas side (26).

Rotary separator (10) after claim 9 , characterized in that the one or more separating edges (44, 44a-44d) adjoin the flow passages (38) and/or form contour edges of the flow passages (38).

Rotary separator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the separating structure (30) is formed by a sleeve.

Rotary separator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the separating structure (30) is formed by a plurality of separating bodies (46a-46c) spaced apart from one another.

Rotary separator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary separator (10) - is designed as a plate separator and the separating rotor (14) comprises a plate pack (16) with several separating plates (18) arranged one above the other for separating the particles from the gas flow flowing through the separating rotor (14); or - is designed as a fiber separator and the separating rotor (14) comprises fiber material for separating the particles from the gas flow flowing through the separating rotor (14).