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Abscheidezyklon Die Erfindung betrifft ein Abscheidezyklon mit einem
zylindrischen Oberteil und einem konischen Unterteil Derartige Zyklone dienen zum
Klären, Abscheiden und Klassieren von feinen Partikeln in flüssigen oder gasförmigen
Medien. Der in das Zyklon eingeleitete Gas- oder Flüssigkeitsstrom wird dabei durch
Zentrifugalkraft von den Schwebstoffen befreit, Ein breites Anwendungsgebiet
dieser
Zyklone liegt in der Reinigung von Kühlschmiermitteln, bei denen das Zyklon in einen
Kühimitteikreislauf z, B. einer Schleiferei, Bohrerei oder Fräserei eingeschaltet
ist und dabei das Kühl schmiermittel von den mitgeführten Schmutzteilen, wie Spänen,
Schleifschlamm und dergl. befreit, dergl. befreit bevor dieses zur Wiederverwendung
an die Arbeitsstelle zurückgefördert wird, Die herkömmlichen Zyklone-bestehen aus
einem zylindrischen Oberteil, in das das zu reinigende Medium durch Druck tangential
eingelassen wird, sowie einem sich daran anschliessenden kegeligen Unterteil, das
eine Austrittsdüse für das ahauscheidende Gut aufweist, Das gereinigte Medium wird
durch einen axialen Auslass am oberen Stirnende des zylindrischen Teils herausgelassen.
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Die bekannten Zyklone sind entweder einstückig ausgebildet oder der
zylindrische und der konische Teil bestehen je aus einem getrennten Stück und werden
dann durch übliche Verbindungsmittel miteinander befestigt, Die Durchlaufleistung
der Zyklone ist von von der Grösse des Zyklon gehäuses abhängige Zur Änderung der
Durchlaufleistung ist es bekannt zwischen dem zylindrischen Teil und dem Konusteil
ein Zw ischenstück einzuhauen, Hierdurch kann beispielsweise erreicht werden , dass
das Durchflussvolumen eines Zyklons von 100 1/min. auf eine Durchflussleistung von
150 lZmine abgeändert wird, so dass an eine Filteranlage, z. Be zum Reinigen von
Schleifwasser einer Schlei£maschine von ca. 75 lJmS Durchlauf, noch eine zweite
S-:hleifmaschine mit der gleichen Durchflussleistung angeschlossen
werden
kann. Derartige Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass der Zyklon jeweils
durch Einsetzen bzw, Lösen des Zwischenstücks umgebaut werden muss, was zeitraubend
und für den Betrieb aufwendig ist, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Abscheidezyklon zu schaffen, der es ermöglicht, die Durchflussleistung mit einfachen
Mitteln in relativ breiten Grenzen zu verändern, ohne dass hierzu der Zyklon umgebaut
werden muss.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der zylindrische
Oberteil aus mehreren teleskopartig ineinandergesteckten Zylinderstücken besteht,
die gegeneinander höhenverstellbar sind und dass der Zylindereinlauf in das über
die übrigen Zylinderteile hinausragende innere Zylinderstück mündet, Durch Auseinanderfahren
der teleskopartig ineinandergesteckten Zylindermäntel wird der als Wirbelkammer
dienende Zylinderinnenraum vergrössert, wodurch sich die Durchlaufleistung des Zyklons
erhöht.
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Da die Verstellung zweckmässig nicht nur in bestimmte Endlagen, sondern
stufenlos in jede beliebige Zwischenlage vorgenommen werden kann, lässt sich jede
innerhalb der vorgegebenen Grenzen erzielbare Durchlaufleistung erreichen, Dieses
hat den Vorteil, dass der Zyklondurchlauf jeweils dem Bedarf der Kühlmittelmenge
-die sich nach der Anzahl der gerade betriebenen Maschinen richtet angepasst werden
kann, Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform greift die Vorrichtung zur Höhenverstellung
an den Zyklonmantel an und kann durch beliebige herkömmliche hydraulische, pneumatische
oder mechanische Mittel betätigt werden0
Weitere Merkmale und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit
der anliegenden Zeichnung, in welcher Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt sind, Hierin zeigen: Fig, 1 einen Längsschnitt durch ein Zyklon
gemäss der Erfindung, Fig, 2a,b,c einen Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten
Teilabschnitt des Zyklons gemäss Fig, 1 in verschiedenen Ausfahrstellungen, Fig,
3 ebenfalls einen Längsschnitt durch einen Teil des Zykiongehäuses mit hydraulischer
Höhenverstellung, Fig, 4 eine Abwandlung zu Fig. 3 Fig, 5a,b,c eine schematische
Darstellung einer ühlmittelkreislaufanlage mit eingeschaltetem Zyklon gemäss der
Erfindung und daran angeschlossenen Werkzeugmaschinen0 In der Fig0list eine Ausführung
eines Zyklons gemass der Erfindung dargestellt, bei welchem der zylindrische Oberteil
zwei teleskopartig ineinandergesteckte, in eingefahrener Stellung befindliche Zylinderstücke
aufweist, An ein zylindrisches Oberteil 11 ist eine tangentiale Einlaufdüse 12 zum
Einlassen der zu reinigenden Flüssigkeit bzw, für das Rohgas angebracht, Das freie
Stirnende
des Teils 11 ist durch ein Deckelteil 13 abgeschlossen,
das mit einer zentrischen Auslassdüse 14 für das Reinmedium versehen und mittels
Schrauben 15 unter Zwischenschaltung eines Dichtrings 16 an jenem befestigt ist,
In das zylindrische Oberteil 11 ist ein zylindrisches Zwischenstück 24 eingeschraubt,
Dieses ist wiederum umgeben von einem Zylindermantel 23, der an einem unteren Ringbund
23a mittels Schrauben 25, die einen Zwischenflansch 21 durchdringen, an einem Flanschring
27 befestigt ist. An den Zwischenflansch 21 des Zylinderteils schliesst sich ein
Konusteil 31 ant dessen Spitze mit einer Unterlaufdüse 32 mit einem axialen Auslass
versehen ist, Die Funktion dieses Zyklons ist folgende: Das zu reinigende Medium
wird durch die Einlaufdüsel2 in den Zylinderteil 11 eingeleitet und in diesem in
Rotation versetzt. Es entsteht der sogenannte Primärwirbel im gesamten Zyklongehäuse,
der bei 36 angedeutet ist, Infolge der Drosselwirkung des konischen Unterteils 31
und der Unterlaufdüse 32 bildet sich ein zum Primärwirbel in entgegengesetzter Richtung
sich fortpflanzender Sekundärwirbel 37 aus, der durch die für das gereinigte Medium
vorgesehene Oberlaufdüse 14 entweicht, In diesem Sekundärwirbel findet eine Feinstabscheidung
der Schwebeteilchen statt, während die groben Teile durch die Unterlaufdüse 32 entweichen
und dort einem Abscheidebecken zugeführt werden0 Das Neue an dem dargestellten Zyklon
besteht in den teleskopartig geführten Zylinderstücken 23, 24, durch die das Zylinderteil
11 ganz oder teilweise verlängerbar ist, wie es schematisch in den Figuren 2a bis
2c skizziert ist, Gleiche Teile sind hier mit
gleichen Bezugsziffern
versehen. Das innere Zylinderteil ist aus lem feststehenden Zylinderstück 11 gebildet,
das mit dem Zwischenstück 21 abschliesst, Die zwischen diesen Teilen befindlichen
zylindrischen Mantelstücke 23 und 24 sind zur Vergrösserung des Zylinderraums gegeneinander
höhenverstellbar, wobei zunächst der Mantel 23 bis zum Anschlag im Bereich des Bodens
des Zylindermantels 24 verschoben wird (Fig, 2b) und schliesslich noch, wie sich
aus Fig, 2c ergibt, in eine weitere Endstellung gefahren werden kann, wenn der mittlere
Gehäusemantel 24 über den Innenzylinder 11 nach unten ausgefahren wird, Die hierdurch
erreichten Verlängerungen des Zylinderteils sind in der ersten Stellung mit X und
in der ausgefahrenen letzten Endstellung mit Y wiedergegeben, Zwischen den dargestellten
Endstellungen kann jede beliebige Zwischeneinstellung vorgenommen werden. Die Zylindermäntel
23, 24 sind mittels Dichtringen 33 gegeneinander abgedichtet, Die Höhenverstellung
der teleskopartig ineinandergesteckten Zylinderstücke kann mittels herkömmlicher
Hubvorrichtungen mit mechanischem Getriebe, sowie hydraulisch, pneumatisch oder
elektromechanisch erfolgen. Gemäss einem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die axiale Höhenverstellung der Zylindermäntel hydraulisch, Zu diesem Zweck
ist das Zyklongehäuse von einem Hydraulikzylinder 51 mit Abstand umgeben, wobei
sich zwischen den Zylindermänteln 51 und 53 ein Druckraum befindet, in den durch
die Leitungen 52 und 57 Druckflüssigkeit 55 ein- bzw, abgelassen wird, Die Druckflüssigkeit
wirkt dabei auf die Stirnflächen 58a bzw. 58b eines als Kolben wirkenden Stellorgans
58.
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Bei der dargestellten Abwärtsbewegung wird die Fläche 58a von der
Druckflüssigkeit 55 beaufschlagt, bis dass die Endstellung erreicht ist, bei welcher
die Innenflächen 53a auf einem Anschlag 61a des Innenzylinders 61 zur Anlage kommen,
Die Zylindermäntel 61/53 und 53/51 sind mittels Dichtringen 71 bzw, 72 gegeneinander
abgedichtet, Bei der Aufwärtsbewegung des Aussenzylinders wirkt die durch die Leitung
57 einglassene Druckflüssigkeit 55 auf die Stirnfläche 58b bis zur Erreichung der
Endstellung ein0 Der Zulauf der Druckflüssigkeit kann in bekannter Weise durch Endschalter
oder dergl, gesteuert werden0 Gemäss einem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 wird die
Verstellung mittels eines Zahnstangengetriebes vorgenommen, bei welchem am äusseren
Zyklonmantel 23 eine Zahnstange 41 angeordnet ist, auf welchem ein motorisch angetriebenes
Ritzel 42 kämmt, Aus den Figuren 5a bis 5c ist die vorteilhafte Verwendung eines
Zyklons gemäss der Erfindung ersichtlich, Der insgesamt mit 80 bezeichnete Zyklon
ist in die Filteranlage eines ühlmittelkreislaufs von drei Schleifmaschinen 81,
82 und 83 eingeschaltet. Mit 84 ist schematisch das Stellorgan des Zyklons wiedergegeben,
das die Höhenverstellung der Zylinderstücke bewirkt. Bei der lYiedergabe gemäss
Fig. 5a ist lediglich die Werkzeugmaschine 81, z. B.
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eine Schleifmaschine, eingeschaltet. Der Zyklon 80 arbeitet in einer
Stellung, bei weXher die Teleskop-Zylinder nicht ausgefahren sind. Die Durchlaufleistung
des eingefahrenen Zyklons ist auf die Maschine 81 abgestimmt und beträgt beispielsweise
70 l»S4
Bei der Wiedergabe gemäss Fig. 5b ist auch die zweite nunmehr
durch Schraffur schematisch wiedergegebene Maschine 82 in Betrieb.
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Gleichzeitig ist der Zylinderraum des Zyklons um das Zylinderteil
80a vergrössert worden, wodurch sich auch seine Durchlaufleistung erhöht. Hierbei
hat das Zyklon beispielsweise eine Durchlaufleistung von eta 150 1/min0 erreicht,
Gleichzeitig wurde die Leistung des Pumpen-Motoraggregats 85 erhöht, Beim Ausführungsbeispiel
gemäss Fig, 5c sind sämtliche Maschinen 81, 82 und 83 in Betrieb genommen und der
Zylinderraum des Zyklons 80 durch Ausfahren sämtlicher Zylindermäntel auf seine
maximale Endstellung gebracht, wobei auch das zweite Zylinderstück 80b voll ausgefahren
ist, Die Durchlaufleistung beträgt nun etwa 250 1/min0 Das Pumpen-Motoraggregat
85 kann automatisch mit der Betätigung des Stellorgans 84 gekoppelt werden und über
elektrische oder elektronische Steuerungen.geschaltet werden. Die Grösse des erfindungsgemässen
Zyklons kann auf die Anfangs- und Endwerte der gewünschten Durchlaufleistung abgestimmt
werden, Die Verstellung der ineinander verschieblichen Zylinderstücke-kann stufenlos
erfolgen, wobei zur Regelung der unterschiedlichen Durchlaufleistung des Kühlmittels
ein stufenlos regelbarer Gleichstrommotor für die Pumpe verwendet wird, der in Reihe
mit den an den Kühlmittelkreislauf angeschlossenen Maschinen geschaltet wird.
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Sofern die Höheneinstellung des Zylinderteils des Zykldns von Hand
erfolgt, ist es zweckmässig, an der Aussenseite des Zyklonaussenmantels eine entsprechende
Skala anz ringen, an welcher die zur gehörige Durchlatfleistrn ersichtlich ist,
Die
Teleskopeinrichtung lässt sich in alle herkömmlichen Zyklone unter Verwendung entsprechender
Zwischenstücke einbauen, Dieses ist auch zur Einsparung der laufenden Betriebskosten
zweckmässig.
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während man bisher die Grösse des Zyklons auf den Maximalbetrieb der
Durchlaufleistung auslegte, kann nunmehr die Grösse des Zyklons der Durchlaufleistung
genau angepasst werden, wodurch ein laufender Energieverlust, der in der Erwärmung
des Kühlmediums besteht, vermieden wird, Dadurch wird auch das nicht in Umlauf gesetzte,
im li;ühlmittelbehalter befindliche Kühlmittel ebenfalls besser abkühlen, Ausserdem
kann bei Anschaffung eines Zyklons gemäss der Erfindung eine Erweiterung der anzuschliessenden
Maschinen vorgenommen werden, wie es im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert wurde