DE2112088C2

DE2112088C2 - Wirbelerzeugende Vorrichtung zum Einbau in ein Wirbelrohr eines Zentrifugalabscheiders

Info

Publication number: DE2112088C2
Application number: DE19712112088
Authority: DE
Inventors: Robin Burke Edmonton Alberta Willis
Original assignee: Porta Test Manufacturing Ltd
Current assignee: Porta Test Manufacturing Ltd
Priority date: 1970-03-14
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1983-09-08
Also published as: NL153778B; CA945483A; NL7103021A; SE369849B; DE2112088A1; FR2084452A5; GB1247126A

Description

Die Erfindung betrifft eine wirbelerzeugende Vorrichtung zum Einbau in ein Wirbelrohr eines Zentrifugal- abscheiders gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der GB-PS 46 262 bekannt, die sechs Leitschaufeln besitzt, die gleich beabstandet um den Kern angeordnet sind. Nur eine der Leitschaufeln besitzt eine Durchlaßöffnung zum Zurückführen des abgeschiedenen Strömungsmediums in das Wirbelrohr. Die Verwendung von sechs Leitschaufeln verursacht einen unerwünscht hohen Druckabfall. Der Querschnitt der nur in einer Leitschau- so fei vorgesehenen Durchlaßöffnung ist verhältnismäßig klein, was zur Folge hat. daß der Wirkungsgrad der Rückführung des Strömungsmediums gering ist. Bei der bekannten Anordnung müssen die einzelnen Leitschaufeln an den Kern angeschweißt werden.

Aus der US-PS 29 18 139 ist eine nach einem anderen Prinzip arbeitende wirbelerzeugende Vorrichtung bekannt, bei der in mehreren Leitschaufeln Durchlaßöffnungen ausgebildet sind, die jedoch nicht zu den radialen Außenflächen der Leitschaufeln verlaufen, «> sondern in einer öffnung innerhalb der Seitenoberfläche der Leitschaufeln ändern. Der Wirkungsgrad der Strömungsmedium-Rückführung ist verhältnismäßig gering und die Herstellung dieser bekannten Vorrichtung äußerst aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirbelerzeugende Vorrichtung anzugeben, die einen hohen Abscheidungswirkungsgrad besitzt und äußerst einfach hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine wirbelerzeugende Vorrichtung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Durch die günstige gegenseitige Abstimmung der Abmessungen und die besondere Formgebung des Leitschaufelkörpers ergibt sich ein besonders vorteilhafter Abscheideeffekt, wobei aufgrund der besonderen Formgebung eine einfache Herstellung -durch Gießen möglich ist

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schrägansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen wirbelerzeugenden Vorrichtung und

Fig.2 eine teilweise geschniitene Schrägansicht der in ein Wirbelrohr eingebauten Vorrichtung nach F i g. 1. Der die wirbelerzeugende Vorrichtung darstellende Drallkörper A hat einen Kern 1 mit zwei Paaren einander gegenüberstehender Leitschaufeln 2, welche schraubengangartig verlaufende Kanäle 3 begrenzen. Ferner weist der Kern 1 eine in Längsrichtung verlaufende Blindbohrung 4 auf, die an seinem Abströmende einen Auslaß 4a bildet. Zwischen der radialen Außenfläche 8 beider Leitschaufeln eines Paares und der Bohrung 4 verläuft jeweils ein Durchlaß 6, welcher jeweils im wesentlichen tangential in die Bohrung 4 einmündet

F i g. 2 zeigt den Drallkörper A in einem Wirbelrohr 9 eingebaut Die Außenfläche des Drallkörpers A begrenzt zusammen mit der Innenfläche 11 des Wirbelrohrs 9 eine Anzahl Kanäle 10. Die Durchlässe 6 münden mit ihren äußeren Enden in jeweils einer Öffnung 12 in der Wandung des Wirbelrohrs 9.

Der Kern 1 ist einstückig aus zwei Abschnitten la, 16 gebildet Der Abschnitt 16 des Kerns besteht aus einem massiven Zylinder, in dem vier in Längsrichtung verlaufende, schraubengangartige Kanäle 3 gebildet sind, welche von den Leitschaufel·.. ? begrenzt werden. Die radial äußeren Ränder der Leitschaufeln 2 beschreiben eine Zylinderfläche, die in F i g. 1 strichpunktiert angedeutet ist

Der Abschnitt 16 des Kerns läßt sich aufgrund seiner

zylindrischen Form satt in das Wirbelrohr 9 einpassen.

Zwar kann der Abschnitt 16 auch eine andere als Zylinderform, beispielsweise konische Gestalt haben,

die Zylinderform ist jedoch die zweckmäßigste.

Der Abschnitt la hat konische Form, mit einem Durchmesser, welcher sich von etwa zwei Dritteln des Durchmessers des zylindrischen Abschnitts 16 auf nahezu den Durchmesser der Bohrung verjüngt Der Abschnitt la dient dazu, die aus den Kanälen 3 austretende Strömung zu beruhigen und ihre Turbulenz zu verringern.

Für die Bestimmung der Abmessungen und der Form der Kanäle 3 sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. Zunächst sollen die Kanäle die in das Wirbelrohr eintretende Strömung genügend stark ablenken, um eine ausreichende Rotation derselben herbeizuführen. Zweitens soll der Druckabfall über den Abscheider gewöhnlich niedrig gehalten werden. Diese beiden Forderungen sind gegenläufig bzw. miteinander nicht verträglich. Bei einer Änderung der Strömungsrichtung steigt die Geschwindigkeit des Gases. Diese Geschwindigkeitssteigerung ist von einem Druckabfall begleitet. Je größer also die der Strömungsrichtung erteilte Änderung ist, desto größer ist auch der Druckabfall über

den Abscheider. Drittens ist es zweckmäßig, einen Kern mit einer gegenüber der inneren Querschnittsfläche des Wirbelrohrs 9 relativ großen Querschniusfläche zu verwenden. Beim Aufspalten der Strömung um einen dicken mittleren Kern erhält man an seiner Abströmseite eine zentrale Zone, in der das Gas zusammenströmen kann. Beim Einströmen des Gases in diese Zone nimmt seine Umlaufgeschwindigkeit zu, woraus sich eine verbesserte Zentrifugalabscheidung ergibt

Es werden vier Kanäle vorgesehen, welche sich jeweils über einen Winkel von weniger als 90° an der Zylinderfläche erstrecken. Eine solche Ausbildung des Drallkörpers erleichtert dessen einstückige Herstellung in einem Gießverfahren und ermöglicht es, die erwünschte Wirbelbewegung bei hinreichend kleinem Druckabfall zu erzeugen.

In einer praktischen Ausführung weisen die Kanäle 3 im wesentlichen gleiche Querschnittsflächen auf und schließen jeweils einen Winkel zwischen 70 und 90°, vorzugsweise 80° ein. Die Kanäle sind in der Weise gekrümmt, daß sie an der Zuströmseite parallel zur Längsachse des Kerns verlaufen und an der Abströmseite einen Winkel zwischen 30 und 50°, vorzugsweise 40° zu dieser bilden. Die Gesamt-Querschnittsfläche der Kanäle 3 beträgt das 03- bis 0,6fache, vorzugsweise das 0,5fache der Schnittfläche des durch den Abschnitt 16 beschriebenen Zylinders. Ist der Anteil kleiner als 0,3, so wird der Druckabfall für die meisten Verwendungszwecke zu groß. Beträgt der Anteil andererseits mehr als 0,6, dann ist die Herstellung des Kerns aus Stahlguß wegen der geringen Dicke der Wandungen sehr stark erschwert

ίο Der Außendurchmesser am Abströmende des Kerns 1 ist etwa gleich zwei Dritteln des Innendurchmessers des Wirbelrohrs 9.

Die Bohrung 4 verläuft in bezug auf das Wirbelrohr 9 koaxial. Ihr Durchmesser ist gleich dem 0,2- bis 0,5fachen, vorzugsweise gleich dem 0,3fachen Durchmesser des durch den Abschnitt 16 beschriebenen Zylinders.

Die Querschnittsflächen der Durchlässe 6 betragen jeweils etwa ein Drittel der Querschnittsfläche der Bohrung 4. Die Durchlässe 6 sind so angeordnet, daß die durch sie zurückgeführte Gasströmung in einer Schraubenbewegung im Winkel voic etwa 30° in der Bohrung 4 verläuft

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wirbelerzeugende Vorrichtung zum Einbau in ein Wirbelrohr eines Zentrifugalabscheiders, mit einem mehrere Leitschaufeln aufweisenden Kern, einer wenigstens in einer der Leitschaufeln vorgesehenen Durchlaßöffnung, die von der äußeren radialen Oberfläche zu der inneren Oberfläche der Leitschaufeln verläuft und mit einer in dem Kern ausgebildeten Längsbohrung strömungsverbunden ist, um einen Teil des abgeschiedenen Strömungsmediums in das Wirbelrohr zurückzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß nur vier Leitschaufeln

(2) vorgesehen sind, die einstückig mit dem Kern (1) gegossen sind und vier gekrümmte Kanäle (3) is definieren, die sich in Längsrichtung des Kerns (1) jeweils über einen Winkel von weniger als 90° erstrecken und an der Abströmseite jeweils einen Winkel zwischen 30° und 50° zur Längsachse des Kerns (1) aufweisen, daß ein Paar von gegenüberliegenden Lvitschaufeln (2) stärker als das andere Paar ausgebildet ist, daß die Durchlaßöffnur.gen (6) in den stärker ausgebildeten Leitschaufeln (2) ausgebildet sind, daß die Gesamtquerschnittsfläche der Kanäle

(3) das 03- bis 0,6fache der Querschnittsfläche eines gedachten Zylinders, der durch die äußeren Oberflächen der Leitschaufeln (2) gebildet wird, beträgt und daß der Durchmesser der Bohrung (4) das 0,2- bis 0,5fache des Durchmessers des gedachten Zylinders ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da?die Querschnittsfläche der Durchlaßöffnungen (6) jeweils ein Drittel der Querschnittsfläche der Bohrung (4) betragen.

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