DE2049651A1

DE2049651A1 - Downward flow cyclone - with inlet duct shaped to assist downward motion

Info

Publication number: DE2049651A1
Application number: DE19702049651
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 6453 Seligenstadt; Mieville-Müller Bernd 8752 Großwelzheim; Meyer Walter 8755 Alzenau; Meyer Wilfried 8755 Alzenau. M Gräbener
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-10-09
Filing date: 1970-10-09
Publication date: 1972-04-13

Abstract

A downward flow cyclone with tangential inlet into a vortex chamber, and axial outlet pipe for the lighter phase of the mixture and with a top cover plate extending from the cyclone wall inwards towards the central outlet pipe, is constructed with the top plate of the inlet duct inclined downwards and inwards the central outlet pipe, is constructed with the top plate of the inlet duct inclined downwards and inwards towards the central axis (i.e. approximately transverse to the flow direction through the duct); the top cover plate of the vortex chamber also slopes downwards from the outer upper edge of the inlet duct in the same direction as the top plate of the inlet duct and at the same inclination. Specif. the amount of fall of the slope across the diameter of the chamber is the depth of the inlet duct. The advantage of the arrangement is that downward flow is assisted by the shape of the inlet duct and top plate of the chamber without the necessity for complicated, e.g. helical, construction.

Description

"Fallzyklon mit tangentialem Gemischeinströmkanal" In Fallzyklonen führt das zu trennende Gemisch eine abwärtsgerichtete schraubenlinienförmige Rotationsbewegung aus. Dabei wird die schwerere Phase zur Zyklonwandung hin ausgeschleudert, während die leichtere Phase aus den Zyklonzentrum meist durch ein zentrales Entnahmerohr nach oben hin abgezogen wird. "Fall cyclone with tangential mixture inflow channel" In fall cyclones the mixture to be separated performs a downward helical rotational movement the end. The heavier phase is thrown out towards the cyclone wall while the lighter phase from the cyclone center mostly through a central extraction tube is withdrawn towards the top.

Bei axialem Gemischeintritt wird üblicherweise die abwärtsgerichtete, schraubenlinienförmige Rotationsbewegung des Gemisches durch einen Schaufelkranz erzwungen. Ein tangentialer Gemischeintritt bewirkt zunächst nur die Rotationsbewegung des Gemisches. Die Abwärtsströmung entsteht zwangsläufig dadurch, daß die leichtere Phase des Gemisches den Pallzyklon durch ein koaxial angeordnetes Entnahmerohr, welches bis unterhalb des Gemischeintritts in den Zyklon hineinragt, verlassen muß.In the case of an axial mixture inlet, the downward-facing, helical rotational movement of the mixture through a Shovel ring forced. A tangential mixture inlet initially only causes the Rotational movement of the mixture. The downward flow inevitably arises from that the lighter phase of the mixture the Pallzyklon by a coaxially arranged Extraction pipe, which protrudes into the cyclone below the mixture inlet, must leave.

Die Trennwirkung von Fallzyklonen mit tangentialem Gemischeinströnkanal läßt sich aber verbessern, und ihr Druckverlust verringern, wenn man durch besondere Maßnahmen eine abwärtsgerichtete Rotationsbewegung im Zyklon erzwingt.The separating effect of falling cyclones with a tangential mixture inflow channel but it can be improved and its pressure loss reduced if one goes through special Measures forces a downward rotational movement in the cyclone.

Durch den Aufsatz "Dampf/Wasser-Separatoren für Siedewasserreaktoren" in Kerntechnik 1970, Seiten 283 ff, sind hierzu wei Maßnahmen bekannt: einmal läßt man bei dem dort auf Seite 286 dargestellten Fallzyklon das Gemisch von oben tangential in den Fallzyklon einströmen. Zusätzlich ist zwischen dem Entnahmerohr und der Zyklonwandung im Bereich des Gemischeintritts ein schraubenlinienförmiger Einsatz angeordnet, welcher zusätzi'h die Abwärtsströmung des Gemisches im Zyklon erzwingt.With the attachment "Steam / water separators for boiling water reactors" in Kerntechnik 1970, pages 283 ff, there are two known measures for this purpose: once leaves in the case of the falling cyclone shown there on page 286, the mixture is tangential from above flow into the falling cyclone. In addition, there is between the extraction pipe and the cyclone wall a helical insert is arranged in the area of the mixture inlet, which additionally forces the downward flow of the mixture in the cyclone.

Diese Anordnung hat sich gut bewährt und die Zweckmäßigkeit solcher Maßnahmen- wurde mit ihr bestätigt. A1s nachteilig werden nur die verhältnismäßig hohen Kosten dieser konstruktiven Maßnahmen empfunden; der schraubenlinienförmige Einsatz kostet æ.B. bei Fallzyklonen als Dampfatscheider etwa 25% seiner Gesamtkosten. Hinzu kommt, daß dieser Einsatz verschleißanfällig ist, insbesondere dann, wenn solche Fallzyklone zur Trennung von Gemischen mit einem Feststoffanteil eingesetzt werden. Auch der tangential abwärts geneigte Gemischeintritt kann,je nach den Anordnungsmöglichkeiten der Fallzyklone, zu einer aufwendigen Bauweise führen.This arrangement has worked well and the expediency of such Measures- was confirmed with her. A1s are only disadvantageous when they are proportionate felt the high cost of these constructive measures; the helical one mission costs æ.B. with falling cyclones as steam separators around 25% of its total costs. In addition comes that this use is prone to wear, especially when such Falling cyclones are used to separate mixtures with a solid fraction. The tangentially downwardly inclined mixture inlet can also, depending on the arrangement options the fall cyclones, lead to a complex construction.

Die Erfinder haben sich deshalb die Aufgabe gestellt, einen Fallyzklon mit tangentialem Gemischeinströmkanal zu entwickeln, bei dem mit möglichst geringem Aufwand dem Gemisch eine abwärtsgerichtete Rotationsbewegung aufgezwungen wird, bohne daß Stoßverluste auftreten. Dabei sollte sichergestellt sein, daß keine teuer herzustellenden Bauteile stärkerem Verschleiß unterworfen sind.The inventors therefore set themselves the task of creating a Fallyz clone to develop with a tangential mixture inflow channel, with the lowest possible A downward rotational movement is imposed on the mixture, no shock losses occur. It should be ensured that none are expensive The components to be produced are subject to greater wear.

-Diese Aufgabe wird bei einem Fallzyklon mit tangentialem Gemischeinströmkanal in eine Wirbelkammer und axialen Austritt für die abgetrennte leichtere Phase des Gemisches sowie einen oberen Abschluß zwischen der Wandung der Wirbelkammer und ihren Austritt dadurch gelöst, daß die obere Begrenzungsfläche des Gemischeinströmkanals zun Zykloninneren hin abfällt und der obere Abschluß der Wirbelkammer von der äußeren Oberkante des Gemischeinströmkanals aus in gleicher Richtung und mit gleicher Neigung wie die obere Begrenzungsfläche des Gemsicheinströmkanals geneigt ist.-This task is performed in a falling cyclone with a tangential mixture inflow channel into a vortex chamber and axial exit for the separated lighter phase of the Mixture and an upper closure between the wall of the vortex chamber and their exit solved in that the upper boundary surface of the mixture inflow channel towards the interior of the cyclone and the upper end of the vortex chamber from the exterior Upper edge of the mixture inflow channel in the same direction and with the same inclination how the upper boundary surface of the common inflow channel is inclined.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.Two embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.

Es zeigen: Figur 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Fallzyklons mit tangentialem Gemischeinströmkanal; Figur 2 die Seitenansicht des Fallzyklone nach Figur 1; Figur 3 die Draufsicht des Fallzyklons nach Figur 1; Figur 4 eine besondere Ausgestaltung des Gemeinscheinströmkanals nach der Erfindung; Figur 5 einen Schnitt durch die anordnung nach Figur 4 entlang der Linie A - A.They show: FIG. 1 a top view of a falling cyclone according to the invention with tangential mixture inflow channel; Figure 2 shows the side view of the cyclone falling according to Figure 1; FIG. 3 shows the top view of the falling cyclone according to FIG. 1; Figure 4 a special configuration of the common flow channel according to the invention; Figure 5 a section through the arrangement according to Figure 4 along the line A - A.

Zr näheren Beschreibung wird nun zunächst Bezug alf die Figuren 1, 2 und 3 genommen. Wie die Figur 1 zeigt, besteht der erfindungsgemäße Fallzyklon aus einer Wirbelkammer 1, in die des zu trennende Gemisch durch einen tsngentialen Gemischeinströmkanal 2 eintritt. Die abgetrennte leichtere Fnase verlößt den Fallzyklon durch einen koaxialen Austritt 3. Üblicherweise haben Gemischeinströmkanäle für Fallzyklone rechteckigen Querschnitt. Nach der Erfindung fällt aber die obere Begrenzungsfläche 4 des Gemischeinströmkanals zum Zykloninneren hin ab. Dieses ist in den Figuren 1 und 2 zu erkennen. Um Stoßverluste im Gemisch zu vermeiden, kann die obere Begrenzungsfläche 4 aus der Horizontalen heraus gleichmäßig über eine bestimmte Länge des Gemischeinströmkanals in zunehmenden Maße geneigt werden, bis daß die im Bereich des Fallzyklon gewünschte Neigung erreicht ist.For a more detailed description, reference is now first made to Figures 1, 2 and 3 taken. As FIG. 1 shows, there is the cyclone falling according to the invention from a vortex chamber 1, into which the mixture to be separated by a tsngentialen Mixture inflow channel 2 enters. The separated lighter nose leaves the fall cyclone by a coaxial outlet 3. Usually have mixture inflow channels for Fall cyclones rectangular cross-section. According to the invention, however, the upper boundary surface falls 4 of the mixture inflow channel towards the interior of the cyclone. This is in the figures 1 and 2 can be seen. About shock losses in the mixture to avoid can the upper boundary surface 4 from the horizontal out evenly over a certain length of the mixture inflow channel are increasingly inclined until that the desired inclination in the area of the falling cyclone has been reached.

Der Fallzyklon hat einen oberen Abschluß 5, der von der äußeren Oberkante des Gemischeinströmkanals 4 aus in gleicher Richtung und mit gleicher Neigung wie seine obere Begrenzungsfläche 4 geneigt ist. Figur 3 läßt erkennen, daß die äußere Begrenzungswand 6 des Gemischeinströmkanals 2 die Wirbelkammer außen tangential berührt. Die innere Begrenzungswand 7 des Gemischeinströmkanals berührt tangential den Austritt 3 des Fall zyklons. Durch diese Anordnung wird im Zusammenhang mit der Neigung der oberen Begrenzungsfläche 4 des Gemischeinströmkanal.q 2 und der entsprechenden Neigung des oberen Abschlusses 5 der Wirbelkammer erreicht, daß dem Gemisch ohne Stoßverluste die erforderliche abwärtsgerichtete Rotationsbewegung aufgezwungen wird.The fall cyclone has an upper end 5, from the outer upper edge of the mixture inflow channel 4 in the same direction and with the same inclination as its upper boundary surface 4 is inclined. Figure 3 shows that the outer Boundary wall 6 of the mixture inflow channel 2, the vortex chamber tangentially on the outside touched. The inner boundary wall 7 of the mixture inflow channel touches tangentially exit 3 of the case cyclone. This arrangement is associated with the inclination of the upper boundary surface 4 of the mixture inflow channel.q 2 and the corresponding inclination of the upper end 5 of the vortex chamber achieved that the Mixture without shock losses the required downward rotational movement is imposed.

Besonders vorteilhaft ist es, die Schräge der oberen Begrenzungsfläche 4 des Gvnischc inströskanals 2 und driit auch die Schräge des oberen Abschlusses 5 der Wirbelkammer so festzulegen, daß das einströmende Gemisch nach jeweils einer Umdrehung in der Wirbelkammer die Unterkante des Gemischeinströmkanals erreicht hat.It is particularly advantageous to use the slope of the upper boundary surface 4 of the Gvnischc inströskanal 2 and third also the slope of the upper end 5 to set the vortex chamber so that the inflowing mixture after each one Rotation in the swirl chamber reaches the lower edge of the mixture inflow channel Has.

Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß die obere Begrenzungsfläche 4 des Gemischeinströmkanals dachartig nach zwei Seiten hin abfällt und die Gemischzuführung für zwei entsprechend der Neigung der oberen Begrenzungsfläche des Gemischeinströmkanals spiegelbildlich zueinander angeordnete Fallzyklone mit quer zur Richtung des Gemischeinströmkanals geneigten oberen Abschlüssen bildet. Mit dieser Ausführung kommt man zu einer besonders raumsparenden Anordnung von Fallzyklonen an ein zentrisches Steigrohr bzw. einem zentrischen Steigkanal Dieses Merkmal ist aus der Figur 5 am klarsten zu entnehmen. Ein Steigkanal ist dabei mit der Ziffer 9 bezeichnet, an dem zwei Fallzykone 3 und 3' spiegelbildlich zueinander mit eine gemeinsamen Gemischeinströmkanal angeordnet sind.The exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5 differs from the embodiment described above in that the upper boundary surface 4 of the mixture inflow channel slopes down like a roof on two sides and the mixture feed for two according to the inclination of the upper boundary surface of the mixture inflow channel Falling cyclones arranged in mirror image to one another with transverse to the direction of the mixture inflow channel inclined upper terminations forms. With this execution one comes to a special one space-saving arrangement of fall cyclones on a central riser pipe or a centric riser channel This feature can be seen most clearly in FIG. A riser channel is denoted by the number 9, on which two fall cyclones 3 and 3 'arranged in mirror image to one another with a common mixture inflow channel are.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Fall cyclone with tangential mixture inflow channel into a swirl chamber and an axially arranged outlet pipe for the separated lighter phase of the Mixture and an upper closure between the wall of the vortex chamber and the outlet pipe, that is, the upper boundary surface of the mixture inflow channel (2) drops towards the interior of the cyclone and the upper end (5) the vortex keamer (1)) from the outer upper edge of the mixture inflow channel (2) from in same direction with the same inclination as the upper boundary surface (4) of the mixture inflow channel (2) is inclined.

2. Fall cyclone according to claim 1, characterized in that the upper Boundary surface (4) of the mixture inflow channel (2) and the upper end (5) of the Vortex chamber (1) over the diameter of the vortex chamber at least by the height of the Mixture inflow channel (2) drops.

3. Fall cyclone according to claim 1 and 2, characterized in that the upper boundary surface (4) of the mixture inflow channel (2) like a roof on two sides towards the end the mixing feed for two drops according to the inclination of the upper one Boundary surface (4) of the mixture inflow channel (2) arranged in mirror image to one another Fall cyclones (1, 1 ') inclined transversely to the direction of the mixture inflow channel (2) forms upper closures (5).

4. Fall cyclone according to claim, characterized in that the arrangement at. Perimeter of an outlet pipe or channel (9) is arranged.