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"Kla s s ie rzyklon It Die Erfindung betrifft einen Klassierzyklon
für das Abscheiden von festen Bestandteilen aus Gasen.
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Zyklone bestehen aus dem äusseren Zyklonmantel, einer seitlich angeordneten
Einströmöffnung für das staubbeladene Gas, einer Sammelspitze für den abgeschiedenen
Staub und einem sogenannten Abluftrohr für das gereinigte Gas. Zyklone sollen von
der zugeführten Staubmenge einen möglichst hohen Anteil abscheiden.
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Es ist bereits bekannt, Zyklone zu verwenden, deren Abluftrohr Öffnungen
oder Schlitze aufweisen, wie beispielsweise das Patent 661 744 van Tongeren mit
seinem beschaufelten Reingasaustritt zeigt. Auch das französische Patent 831 843
Buell zeigt einen Innenteil, das aus Stäben aufgebaut, durchgehende Schlitze zwischen
sich offen lässt.
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Diese konstruktiven Massnahmen am Abluftrohr bemühen sich, zwei der
Fachwelt bekannte Nachteile der Zyklone zu mildern, den der ausgesprochen unscharfen
Kornscheide und den des begrenzten Abscheidegrades. Es ist bekannt, dass, ausgehend
von der prinzipiel-
"Klas sie rzyklon " len Funktion der Zyklone,
die darin besteht, dem einströmenden Staubluftgemisch auf seinem schraubenförmig
abwärts gerichteten Wege eine starke Fliehkraftbeschleunigung zu vermitteln, um
die Feststoffteilchen nach aussen an den Mantel des Zyklongehäuses zu drängen, eben
diese Fliehkraftbeschleunigung wird umso unwirksamer, je kleiner die Masse des einzelnen
Teilchens ist. Das bedeutet, dass gerade die kleinen Teilchen relativ langsam zur
Zyklonwand wandern, und diese Erscheinung ist u. a. die Ursache dafür, dass ein
grosser Zyklondurchmesser ungünstiger ist als ein kleiner, zumal bei grossen Zyklonen
die Zentrifugalbeschleunigung bei gleicher Lufteintrittsges chwindigkeit geringer
ist.
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Dieser Dimensionsnachteil hat zur Entwicklung der sogenannten Multiklone,
einer gruppenweisen Anordnung kleiner Zyklone, geführt, die aber den Nachteil des
stark nachlassenden Wirkungsgrades bei längerer Betriebszeit haben und aufwendiger
sind.
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Die Aufmerksamkeit der Entwicklung hat sich deshalb auf das Abluftrohr
gerichtet, das den schraubenlinienförmig aufwärts gerichtexten, weitgehend staubbefreiten
Luftstrom aufnimmt. Zweck der Öffnungen im Abluftrohr war, bereits bei dem Anströmen
des Staub-Luftgemisches eine vorbestimmte Korngrösse abzuscheiden, die unmittelbar
in den aufwärts gerichteten Luftstrom eintreten soll, um so den abwärts gerichteten
schraubenlinienförmigen Staub-Luft-
"Klassierzyklon" strom zu entlasten.
Diese Hoffnungen haben sich deshalb nicht erfüllen können, weil die Öffnungen durch
Grenzkorn verstopft werden, und weil naturgemäss ein Teil des Staubes als Ballkorn,
d. h. als Agglomerat unterschiedlicher kleinerer Staubteilchen, eintritt, das auf
seinen schraubenlinienförmigen Wegen keinerlei Anregung zur Auflösung in seine einzelnen
Bestandteile erhält. Das wäre aber eine weitere Voraussetzung für eine bessere Funktion.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Klassierzyklon
zu entwicxein, dessen Baugrösse nicht mehr die qualitative und quantitative Leistung
nachteilig beeinflusst, dessen Klassierbereich schärfer ausgeprägt ist, dessen Klassiergrenze
in weitem Kornbereich beeinflussbar, dessen Klassiergrenze nach unten weitestgehend
verschiebbar ist, dessen Öffnungen im Abluftrohr stetig offen bleiben und dessen
Funktion ballkornauflösend wirkt.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass sie von einem Abluftrohr
ausgeht, das um seine Zentrale drehbeweglich angeordnet ist.
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Die Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigen: Figur
1 einen Schnitt durch einen Klassierzyklon mit drehbeweglich angeordnetem Abluftrohr,
Figur 2 den Schnitt längs der vorgezeichneten Schnittlinie der Figur 1,
"Klassierzyklon"
Figur 3 einen Schnitt durch einen Klassierzyklon mit angetriebenem Abluftrohr, Figur
4 die Draufsicht auf ein Abluftrohr mit geknickter Oberfläche, Figur 5 die Draufsicht
auf ein Abluftrohr mit Ventilatorschaufelblättern, Figur 6 die Seitenansicht der
Figur 5, Figur 7 die Draufsicht auf ein Abluftrohr mit angesetztem Verdrängerteil,
Figur 8 die Arbeitskreise eines Abluftrohres nach der Figur 7, Figur 9 ein Abluftrohr
mit konischem Querschnitt, Figur 10 einen Schnitt durch ein Abluftrohr mit Axial-Lüfterrad,
Figur 11 die Draufsicht auf Figur 10, Figur 12 eine Gruppenanordnung von 4 Abluftrohren,
Figur 13 die Draufsicht auf die Figur 12, und Figur 14 ein Abluftrohr mit Siebgerüst
und Filterfilz.
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Die Figur 1 zeigt im Schnitt einen Klassierzyklon 10 mit drehbeweglich
angeordnetem Abluftrohr. Das Zyklongehäuse besteht aus dem
"Klassierzyklon"
üblichen zylindrischen Mantel 11, dem daran anschliessenden konischen Teil 12, der
Einlassöffnung 13 und dem Deckel 14 mit der Auslassöffnung.
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Im Deckel 14 ist das Abluftrohr 20 angeordnet. Es ist über die Lager
21 drehbeweglich mit dem Zyklongehäuse verbunden. Am Deckel 13 des Gehäuses ist
die abführende Leitung 15 befestigt. Die gestrichelt gezeichnete Linie kennzeichnet
den Weg des abwärts gerichteten, am äusseren Umfang mit Staub angereicherten Luftstromes.
Die strichpunktierte Linie zeigt den Weg des aufwärts gerichteten, staubarmen Luftstromes.
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Der durch die Öffnung 13 in das Zyklongehäuse eintretende staubbeladene
Luftstrom wird, wie die Figur 2 lehrt, in eine Kreisbahn gezwungen. Die dadurch
eintretende Zentrifugalbeschleunigung treibt die Feststoffteilchen, im-wesentlichen
nach der Rangordnung ihrer Masse, an die Innenwand des Zyklongehäuses und auf einer
abwärts gerichteten Schraubenlinienbahn in die Zyklonspitze 12, in der sich der
Staub ablagert.
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Bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 werden allein durch die
Drehbeweglichkeit des Abluftrohres 20> d. h. durch die Antriebskraft des einströmenden
Mediums, Zentrifugalkräfte ausgelöst, die ein Anhaften von Staubteilchen an der
Wandung des Abluftrohres 20 verhindern und dort, wo das Staubkorn mit der Wandung
in Berührung
: 'gKlassierzyklon" kommt, sowohl ein Abschleudern
hervorrufen, als auch, durch den Prall, eine auflösende Komponente für zusammengeballte
Kornagglomerate vermitteln. Ausserdem wird durch dieses Abschleudern gerade das
feine Korn, das erfahrungsgemäss die meisten Schwierigkeiten macht, auf einen beschleunigten
Weg, zur äusseren Wandung hin, gebracht. Die äussere Wand des Abluftrohres 20, bisher
problematischer Teil des Zyklones, wird so aktiv wirkender Teil.
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Versieht man das Abluftrohr 20 mit Öffnungen 21, sei es in Kreis-oder
Schlitzform, so werden die Vorteile der Erfindung noch offensichtlicher. Das Verstopfen,
selbst feinster Öffnungen, tritt nicht mehr ein, weil etwa im Ansatz zu einer Öffnung
befindliches Grenzkorn ausgeschleudert wird.
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Ausserordentliche Möglichkeiten bietet eine bevorzugte Ausführung
der Erfindung, die des durch Motorkraft angetriebenen Abluftrohres 20. Die Figur
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Der Motor 22 hängt in einem am Deckel befestigten
Galgen 16. Der Motor 22 ist als Statorläufer ausgebildet und mit dem Abluftrohr
20 über Stege 23 verbunden. Nunmehr kann man dem Rohr 20 jede praktisch nützliche
Drehgeschwindigkeit vermitteln, auch solche, die weit über die Einströmges chwindigkeit
des staubbeladenen Gasstromes hinausgehen, Auf diese Weise erhält der erfindungsgemässe
Klassierzyklon eine Eigenfunktion, die erheblich über die bisherige Wirkungsweise
"Klas
sierzyklon" derartiger Apparaturen hinausgeht. Die Drehzahl des Abluftrohres 20
und damit die Beschleunigung des staubbeladenen Gas stromes kann so gesteigert werden,
dass auch kleinste Staubteile, bei denen bekanntlich auch noch die Kornform als
Faktor in die Schwebege-- schwindigkeit eingeht, nach aussen getrieben und damit
dem abzuscheidenden Strom zugeteilt werden.
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Die Berührungsstellen zwischen Abluftrohr 20 und dem Deckel 14 können
bei dieser Anordnung durch eine Dichtung oder durch ein dichtendes Lager funktionsgerecht
verbunden sein.
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Das Abluftrohr 20 kann den neuen Aufgaben durch zahlreiche Formenvarianten
angepasst werden. Die Figur 4 zeigt eine geknickte äussere Form, die auch gewellt
sein kann.
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Eine Drehung des Abluftrohres tritt ohne Motorantrieb bereits bei
leicht rauher Oberfläche ein, wie sie durch Lochungen gegeben ist und bei Verwendung
sogenannter Streckmetalle noch verstärkt wirksam wird.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen ein Abluftrohr 20, das mit Schaufeln 24
versehen ist. Diese Schaufeln 24 können windschlüpfig, nach den allgemeinen Regeln
für Turbinenschaufeln ausgebildet und auch in unterschiedlicher Anordnung über den
Umfang und die Höhe des Abluftrohres verteilt sein.
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"Klas sierzyklon " Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Ausbildung des
Abluftrohres mit einem Verdrängeransatz 25. Das Rohr 20 mit einem oder mehreren
derartigen Ansätzen 25 wirkt im Luftstrom wie eine Rotationsverdrängerpumpe. Da
der Abstand der Verdrängeransätze von der Innenwand des Zyklones im Zuge des Umlaufes
periodisch kleiner wird, ist diese Ausführung für Stäube mit schwierigem Feinstkornanteil
angezeigt.
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Schliesslich ist es möglich, wie die Figur 9 zeigt, dem Abluftrohr
eine konische Form zu geben. Da der Radius des Abluftrohres hinsichtlich der von
ihm ausgeübten Zentrifugalkraft im Quadrat wirksam wird, kann man mit dieser Form,
selbst noch in den unteren Bereichen des zylindrischen Zyklonraumes, nachteilig
auf das Staub-Luftgemisch erfindungs gemäss einwirken.
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In den Figuren 10 und 11 ist ein Abluftrohr 20 mit eingebautem Axial-Lüfterrad
26 dargestellt. Bei dieser Ausführung vermeidet man Anbauten wie bei den Ausführungen
der Figuren 5 und 6. Das kann für eine glatte, wirbelfreie Strömungsführung bei
zum Anbacken neigendem Staub vorteilhaft sein.
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Es ist nunmehr auch möglich, die Abluftrohre 20 gruppenweise, wie
dies die Figuren 12 und 13 zeigen, anzuordnen, Das kann, insbesondere wenn man beabsichtigt,
übliche Filterflächen, die aus einer Wirrlage von textilen Fasern oder metallischen
Fasern bestehen,
"Klassierzyklon" als Wand des Abluftrohres 20
einzusetzen, vorteilhaft sein. Man kann dann, wenn ein derartiges Wirrlagevlies,
bei dem die Zentrifugalkräfte naturgemäss wegen der gewundenen Kanäle nicht eine
nachhaltige Reinigungswirkung ausüben können, in bekannter Weise durch Pressluftstösse
reinigen.
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Der Pressluftstoss, eingeführt durch das Rohr 27 in Figur 14, ist
der betrieblichen Luftbewegung entgegengesetzt gerichtet und baut schlagartig, aber
vorübergehend, einen Druckstoss auf, der auf die Wände 28 der Filterfläche abreinigend
wirkt. Die Darstellung dieser Figur zeigt im übrigen den Aufbau eines Abluftrohres
20, das aus einem äusseren Siebgitter 28 und dem inneren Filterbelag 29 besteht,
Der innere Filterbelag 29 stützt sich am Siebgitter 28, insbesondere während der
Drehung des Abluftrohres, ab.
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Die Erfindung bietet einen Klassierzyklon, dessen Baugrösse, unabhängig
von den bisher geltenden Regeln, im praktischen Rahmen frei gewählt werden kann,
mit scharf ausgeprägter und wählbarer Klassiergrenze im feinen Kornbereich.