DE2148595A1

DE2148595A1 - Gasreiniger

Info

Publication number: DE2148595A1
Application number: DE19712148595
Authority: DE
Inventors: Selway Jack J
Original assignee: Andco Inc
Current assignee: Andco Inc
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1971-09-29
Publication date: 1972-07-13
Also published as: AU3405371A; CA963382A; AU467934B2; IT945970B; US3761064A; FR2120778A5; GB1373781A; BR7108115D0

Description

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Or.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 25. September 1971 vA// Named. Anm. Andco Incorporated

Gasreiniger

Die Erfindung bezieht sich auf Gasreiniger und insbesondere auf einen neuen und nützlichen Naßsammler, welcher die verschiedenen wünschenswerten Eigenschaften der mit Öffnungen und Venturidurchlässen versehenen Arten aufweist.

Mit Öffnungen versehene Naßsammler sind bekannt und bieten die Vorteile relativer Einfachheit und geringer Kosten. Ihre Fähigkeiten sind jedoch begrenzt, was sie für manche Anlagen ungeeignet macht. Mit Venturidurchlässen versehene Naßsammler weisen eine höhere Sammelleistung auf, welche bei stärkerem Druckabfall zunimmt. Die Venturidurchlässe einiger Sammler dieser Art sind mit einstellbaren Einschnürungen versehen, um einen Bereich des Druckabfalls für ein gegebenes Gasvolumen zu ermöglichen.

Um eine wirksame Zusammenballung in Naßsammlern zu erzielen, ist es notwendig, die Größe der gebildeten Flüssigkeitstropfen auf jene- des aus Einzelteilen bestehenden Materials zu verringern. Für eine bestimmte Größe von Teilchen, die aus einer Gasströmung zu entfernen sind, muß daher zuerst der Druckabfall auf den notwendigen Wert erhöht werden, und dann muß dieser Druckabfall trotz veränderlicher Strömungsbedingungen aufrecht erhalten werden. Dies ist durch die Anordnung von beweglichen Klappen in den üblichen, mit Venturidurchlässen versehenen Gasreinigern erreicht worden, aber nur bei Verbrauch einer beträchtlichen Energiemenge. Außerdem sind solche mit Venturidurchlässen versehene Gasreiniger verhältnismäßig groß und kostspielig.

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Während des Betriebes von Naßsammlern ist es in Abständen erwünscht, eine Abdichtung zu bewirken, um eine Reinigung oder Isolierung des Systems zu ermöglichen. Dies geschieht häufig durch die Anordnung einer besonderen Wasserabdichtung, aber die bisher verfügbaren Verfahren und Anordnungen sind verhältnismäßig kompliziert und erfordern eine beträchtliche Anstrengung seitens der Bedienungsperson.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Ausbildung eines neuen und verbesserten Naßsammlers, der die verschiedenen wünschenswerten Merkmale der mit Öffnungen und Venturidurchlässen versehenen Arten vereinigt. Insbesondere besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, die Fähigkeiten eines mit Venturidurchlässen versehenen Gasreinigers in einer Vorrichtung zu erreichen, wenn nicht zu überschreiten, welche durch die relative Einfachheit und die geringen Kosten eines mit Öffnungen versehenen Gasreinigers gekennzeichnet ist.

Sine besondere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines Gasreinigers nach Art des Naßsammlers, in welchem der Druckabfall verändert werden kann, um eine v/irksame Zusammenballung für verschiedene Teilchengrößen zu bewirken, und in welchem ein besonderer Druckabfall trotz veränderlicher Strömungsbedingungen aufrecht erhalten werden kann, und zv/ar mit einem verhältnismäßig minimalen Energieverbrauch.

Sine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines solchen Naßsammlers, in welchem der Druckabfall über einen beträchtlich großen Bereich verändert werden und sich einem großen Bereich von Gasströmungsbedingungen anpassen kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines solchen Naßsammlers, der relativ klein, von einfacher Bauart und Wirkungsweise, sowie verhältnismäßig billig ist.

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Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines solchen liaßsammlers, der im Bedarfsfall und in verhältnismäßig einfacher Vfeise eine Wasserabdichtung bewirken kann.

Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Entfernen eines aus Einzelteilen bestehenden Materials vor, unter Verwendung von ersten und zweiten relativ beweglichen Teilen, welche entsprechende Durchlässe aufweisen, die zusammenwirkend Venturidurchlasse in einer weise begrenzen, welche die Veränderung der Größe der Einschnürung der Venturidurchlasse mit einem verhältnismäßig geringen Energieverbrauch ermöglicht. Am Umfang einer Fläche des einen der Teile wird Flüssigkeit zugeführt und steigt zu dem Niveau der Einlaßöffnungen der Venturidurchlasse an, wobei die Einlaßöffnungen eine Form aufweisen, die ein Druckdifferential erzeugt, welches die Flüssigkeit gleichmäßig in den Öffnungen verteilt.

Die Erfindung betrifft daher eine Vorrichtung zum Entfernen eines aus Einzelteilen bestehenden Materials aus einer Gasströmung, die sich durch einen Kanal bewegt. Der Kanal enthält ein Paar Teile, von denen jeder mit einer Vielzahl von Durchlässen versehen ist, welche so angeordnet sind, daß sie zusammenwirkend eine entsprechende Vielzahl von VenturidurchlLLssen begrenzen, die sich im allgemeinen parallel zur Bewegungsrichtung der Gasströmung erstrecken und rund um die Achse des Kanals im Abstand voneinander liegen. Die Teile sind relativ zueinander beweglich, um die Größe der Einschnürungen der Venturidurchlasse zu verändern und gewünschtenfalls die Durchlässe vollständig zu verschließen. Dem stromaufwärts liegenden Teil wird Flüssigkeit zugeführt und die durch denselben gebildeten Einlaßöffnungen der Venturidurchlasse v/eisen eine solche Form auf, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf die Durchlässe bewirkt wird.

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Die vorstehenden und zusätzliche Vorteile und kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen zeigt:

Fig. 1 schematisch eine teilweise Seitenansicht, welche die Vorrichtung gemäß der Erfindung im Betrieb veranschaulicht,

Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt nach der Linie 2-2 der Figur 1,

Fig. 3 einen abgewickelten Querschnitt nach der Linie 3-3 der Figur 2,

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der Figur 1,

Fig. 5 in größerem Maßstab einen der Figur 4 ähnlichen Querschnitt, der eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht,

Fig. 6 einen der Figur 3 ähnlichen abgewickelten Querschnitt, der die Vorrichtung in teilweise geschlossenem Zustand veranschaulicht, und

Fig. 7 einen der Figur 6 ähnlichen abgewickelten Querschnitt, der die Vorrichtung in vollständig geschlossenem Zustand veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung zum Entfernen eines aus Einzelteilen bestehenden Materials aus einer Gasströmung, die sich durch einen Kanal 11 bewegt. Die Bewegungsrichtung der Gasströmung ist durch den Pfeil 12 angezeigt« Das schmutzige. Gas kann der Abfluß aus einem Hochofen seih, in welchem Fall das stromaufwärts liegende Ende des Kanals 11

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mit dem Auslaß des Ofens entsprechend verbunden ist. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat jedoch die Fähigkeit der Reinigung von Gas, das aus einer großen Zahl von Quellen erhalten wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Vorrichtung 10 aus einem ersten Teil 14 und einem zweiten Teil 16, die eine Vielzahl von Venturidurchlässen begrenzen, welche rund um die Achse des Kanals 11 im Abstand voneinander liegen und im allgemeinen parallel zur Bewegungsrichtung der Gasströmung angeordnet sind, wie nachstehend beschrieben wird. Die Vorrichtung 10 umfaßt ferner eine Einrichtung, welche den Einlaßöffnungen der Durchlässe insbesondere des Teils 14 Flüssigkeit zuführt. Die Einrichtung hat die Form einer Zuführungsleitung, die schematisch mit 18 bezeichnet und mit einem (nicht dargestellten) Flüssigkeitsbehälter verbunden ist. Ferner sind eine Wasserregeleinrichtung 20 und eine Flüssigkeitsverteilungsleitung 22 vorgesehen, die mit dem Teil 14 in Verbindung steht und durch eine Leitung 24 mit der Regeleinrichtung 20 verbunden ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Teil 14 eine im allgemeinen waagerechte ebene Fläche. Flüssigkeit wird dieser Fläche am oder in der Nähe des Umfanges derselben durch die Leitung 22 zugeführt, worauf der Flüssigkeitsspiegel zu den Einlaßöffnungen des Durchlasses ansteigt.

Die Vorrichtung 10 umfaßt auch eine Einrichtung, die mit mindestens einem der ersten und zweiten Teile 14 und 16 wirksam verbunden ist, um relative Bewegungen der Teile 14, 16 in im allgemeinen parallelen Ebenen zu bewirken, durch welche die Querschnittsflächen der Einschnürungen der Venturidurchlässe verändert werden können. Die Einrichtung, welche die relative Bewegung bewirkt, besteht aus einem hydraulischen Zylinder 26, der auf einer relativ zum Kanal 11 und der Vorrichtung 10 ortsfesten Bezugsfläche entsprechend angeordnet oder befestigt ist.

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Die Stange des Zylinders 26 ist mit einem Ende eines Betätigungsarmes oder Hebels 28 verbunden, dessen anderes Ende am Teil 16 befestigt oder mit demselben verbunden ist. Die Wirkungsweise des Zylinders wird als eine Funktion des Druckabfalls quer zur Vorrichtung 10 im Kanal 11 geregelt. Der Druckabfall wird durch einen ersten Drucksensor 30 bestimmt, der im Kanal 11 stromaufwärts von der Vorrichtung 10 angeordnet ist, und durch einen zweiten Drucksensor 32, der im Kanal 11 stromabwärts von der Vorrichtung 10 angeordnet ist. Eine druckempfindliche Regeleinrichtung, die in Fig. 1 schematisch mit 34 bezeichnet ist, ist durch eine Leitung 35 mit dem Sensor 30 und durch eine Leitung 36 mit dem Sensor 32 verbunden. Die Einrichtung 34 regelt durch die Leitungen 37 und 38 die Strömung der Antriebsflüssigkeit zu den und von den Kolbenenden des Zylinders 26. Die Ausbildung der Einrichtung 34 und der Sensoren 30, 32 bildet an sich keinen Teil der Erfindung. Da dieselben in verschiedenen Formen im Handel erhältlich und dem Fachmann bekannt sind, erscheint eine nähere Beschreibung nicht erforderlich.

Gemäß den Figuren 2 bis 4 enthält der Teil 14 die im allgemeinen ebene Fläche 40 und eine Umfangskante in Form eines mantelartigen Randteils 41, der im rechten Winkel zur Ebene der Fläche 40 angeordnet ist. Wenn sich der Teil 14 in der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung befindet, ist die Fläche 40 im allgemeinen waagerecht angeordnet und der Randteil 41 ragt von derselben stromaufwärts nach oben. Außerdem weist der Randteil 41 eine solche äußere Abmessung und Form auf, daß sich eine dicht passende Beziehung oder ein Eingriff mit der Innenseite des Kanals 11 ergibt. Der Teil 14 ist mit einer Vielzahl von Durchlässen versehen, die rund um den Mittelpunkt desselben im Abstand voneinander liegen und durch die Fläche 40 hindurchgehen, wobei der Mittelpunkt mit der Achse des Kanals 11 zusammenfällt. Insbesondere ist jeder der Durchlässe zum Teil durch innere Endwände 43 bzw. äußere Endwände.

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44 begrenzt, welche relativ zum Mittelpunkt des Teils 14 in radialer Richtung im Abstand voneinander liegen. Jede äußere Endwand 44 weist eine größere Länge auf als die entsprechende innere Endwand 43, wie nachstehend noch genauer beschrieben wird. Außerdem sind die Endwände 43, 44 vorzugsweise bogenförmig und jede wird durch einen Halbmesser vom Mittelpunkt des Teils 14 fe gebildet*. Die Endwände 43 und 44 sind an den entsprechenden gegenüberliegenden Enden durch verhältnismäßig gerade und im allgemeinen radial gerichtete Seitenvände 45 und 46 verbunden. Wenn der Teil 14 im Kanal 11 in der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung angeordnet ist, weist jeder Durchlaß eine Einlaßöffnung auf, welche durch die Kanten der Endwände 43, 44 und der Seitenwände 45, 46 begrenzt ist. Diese Einlaßöffnung steht mit der Strömung des schmutzigen Gases in Verbindung. Außerdem ist jeder der Durchlässe so ausgebildet, daß derselbe in der Richtung der Gasströmung konvergiert oder mit anderen Worten in der Richtung von der Einlaßöffnung gegen die Fläche 40. Dies wird bei der dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, daß die Seitenwände 45, 46 relativ zu der durch den Pfeil 12 bezeichneten Richtung der Gasströmung unter einem verhältnismäßig kleinen spitzen ".Kinkel angeordnet werden. Mit anderen Worten, jede der Seitenvände 45, 46 ist in einer Ebene angeordnet, die sich unter einem verhältnismäßig kleinen spitzen Winkel zu einer Linie erstreckt, die zur Fläche 40 senkrecht steht, wobei der Winkel vorzugsweise ungefähr 15° beträgt. Die Wände 43 bis 46 begrenzen daher konvergierende Einlaßöffnungsteile. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Endwände 43, 44 relativ zur Ebene der Fläche 40 unter einem rechten Winkel angeordnet.

Der Teil 16 ist vorzugsweise mit dem Teil 14 identisch und mit einer entsprechenden Vielzahl von Durchlässen versehen, welche so angeordnet sind, daß sie mit den Durchlässen im Teil 14 in Verbindung stehen, wenn die beiden Teile zusam-

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mengesetzt sind und sich in der Offenstellung befinden. Der Teil 16 ist jedoch relativ zum Teil 14 umgekehrt, so daß die den Durchlaß im Teil 16 begrenzenden Wände in der Richtung vom Teil 14 weg divergieren. Die Teile 14 und 16 wirken daher zusammen, um eine Vielzahl von Venturidurchlässen zu bilden, welche rund um die Achse des Kanals 11 im Abstand voneinander liegen und von denen sich jeder im allgemeinen in der Bewegungsrichtung der Gasströmung erstreckt. Gemäß den Figuren 2 und 3 weist der Teil 16 eine im allgemeinen ebene Fläche 50 und eine Umfangskante in Form eines mantelartigen Randteils 51 auf, der im rechten Winkel zur Ebene der Fläche 50 angeordnet ist. Wenn sich der Teil 16 im Kanal 11 in der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung befindet, ist die Fläche 50 im allgemeinen waagerecht angeordnet und steht mit der Unterseite der Fläche 40 des Teils 14 in Berührung. Der dem Randteil 41 des Teils 14 entsprechende Randteil 51 weist eine solche Abmessung und Form auf, daß derselbe mit der Innenseite des Kanals 11 in Eingriff steht. Außerdem kann der Teil 16 im Kanal 11 durch ein Lagerband 52 abgestützt werden, das auf der Innenseite des Kanals 11 befestigt oder auf derselben ausgebildet ist und das so angeordnet ist, daß die untere oder nach unten gerichtete Kante des Randteils 51 auf demselben aufsitzt. Der Teil.16 ist ebenso wie der Teil 14 und der Kanal 11 kreisförmig und mit einer entsprechenden Vielzahl von Durchlässen versehen, welche rund um den Mittelpunkt desselben im Abstand voneinander liegen und durch die Fläche 50 hindurchgehen, wobei der Mittelpunkt mit der Achse des Kanals 11 zusammenfällt. Wie beim Teil 14 ist jeder Durchlaß durch im Abstand voneinander liegende innere Endwände 53 bzw. äußere Endwände 54 begrenzt und die äußeren Endwände 54 weisen eine größere Länge auf als die entsprechenden inneren Endwände 53. Außerdem sind die Endwände 53, 54 im allgemeinen bogenförmig und jede wird durch einen Halbmesser vom Mittelpunkt des Teils 16 gebildet. Jedes Paar der Endwände 53, 54 ist durch im Abstand voneinander liegende Seitenwände ^₁ 56 ver-

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bunden, welche sich relativ zum Mittelpunkt des Teils 16 im allgemeinen in radialer Richtung nach außen erstrecken und die entsprechenden gegenüberliegenden Enden der Endwände 53 und 54 verbinden. Die Seitenwände 55, 56 divergieren nach außen, das heißt, jede β derselben ist unter einem verhältnismäßig kleinen spitzen Winkel relativ zu einer Linie angeordnet, die zur Fläche 50 senkrecht steht. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt dieser spitze Winkel ungefähr 15°· Die Wände 53 bis 56 begrenzen daher divergierende Auslaßdurchlaßteile.

Wenn daher die Teile 14 und 16 in der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Betriebsstellung angeordnet sind, wird eine Vielzahl von Venturidurchlässen gebildet, wobei die Durchlässe rund um die Achse des Kanals 11 vorzugsweise im gleichen Abstand voneinander liegen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind vier Venturidurchlässe vorgesehen, aber die Zahl der Durchlässe verändert sich mit der Größe des Kanals. Da die Teile 14 und 16 identisch sind, weist jeder der im Teil 14 gebildeten Durchlässe angrenzend an die Fläche 40 einen Umfang auf, der mit dem Umfang der im Teil 16 gebildeten entsprechenden Durchlässe angrenzend an die Fläche 50 identisch ist, wobei dieser Umfang in der vollständig geöffneten Stellung die Einschnürung des Venturidurchlässes begrenzt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Endwände 43, 44 des Teils 14 und die Endwände 53, 54 des Teils 16 im allgemeinen parallel zur Bewegungsrichtung der Gasströmung angeordnet, so daß sie zusammenwirkend verhältnismäßig gerade Wände des Venturidurchlasses begrenzen. Die Seitenwände 45, 46 des Teils 14 konvergieren in der durch den Pfeil 12 bezeichneten Richtung der Gasströmung und die Seitenwände 55, 56 des Teils 16 divergieren in der Richtung der Gasströmung, so daß sie Venturidurchlässe begrenzen, von denen jeder an der Verbindungsstelle der Teile 14 und 16 eine Einschnürung aufweist.

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Eine beispielsweise Anordnung der Teile 14 und 1b im Kanal 11 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Teil 16 ist so angeordnet, daß die ebene Fläche 50 im allgemeinen waagerecht ist und der Randteil 51 die Innenseite des Kanals 11 berührt, wobei die nach unten gerichtet%e Kante des Randteils 51 auf dem Lagerband 52 aufsitzt, so daß der Teil 16 abgestützt ist. Der Teil 14 wird dann auf dem Teil 16 angeordnet und durch denselben derart abgestützt, daß die Venturidurchlasse in der oben beschriebenen Weise gebildet werden. Die Teile 14 und 16 sind mit mittleren Nabenteilen 60 bzw. 61 versehen. Durch ausgerichtete Öffnungen der Naben 60, 61 geht ein Bolzen 62 hindurch, auf den eine Mutter 63 aufgeschraubt wird, um die Teile 14 und 16 drehbar miteinander zu verbinden. Der Randteil 41 des Teils 14 soll die Innenseite des Kanals 11 derart berühren, daß eine lecksichere Abdichtung gebildet wird. In manchen Fällen kann es notwendig oder wünschenswert sein, die Abdichtung durch eine Umfangsschweißung zwischen dem Randteil 41 und dem Kanal 11 zu verstärken. Die beschriebene Anordnung der Teile 14 und 16 im Kanal 11 ist nur beispielsweise angegeben und innerhalb des Rahmens der Erfindung können andere Anordnungen verwendet werden. Die relative Drehung zwischen den Teilen 14 und 16 kann erhalten werden, indem der Teil 14 ortsfest angeordnet und der Teil 16 relativ zu demselben bewegt wird, sowie indem der Teil 14 bewegt wird, wenn derselbe nicht auf der Innenseite des Kanals 11 abgedichtet v/erden muß, während der Teil 16 ortsfest angeordnet wird, oder indem beide Teile 14 und 16 gleichzeitig relativ zueinander bewegt werden.

Die Leitung 22 kann die Form eines den Kanal 11 umgebenden Verteilers haben mit mehreren rund um denselben in gleichem Abstand liegenden Zuführungsleitungen. Es wurde gefunden, daß eine angemessene Verteilung erzielt werden kann, wenn die Zahl der Zuführungsleitungen gleich der Hälfte der Zahl der Venturi durchlas se ist.

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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wirkt in der folgenden V/eise: Flüssigkeit, gewöhnlich Wasser, wird durch die Leitung 22 dem Teil 14 am Umfang desselben und auf die waagerechte ebene Fläche 40 zugeführt. Die Flüssigkeit füllt den Behälter, der durch den Randteil 41 und die verschiedenen Endwände 43» 44 und Seitenwände 45, 46 begrenzt wird, welche die Venturidurchlaßteile im Teil 14 bilden. Das Niveau der Flüssigkeit steigt an, bis es die Höhe der Seitenwände 45, 46 erreicht, wie bei 69 in Fig. 3 angegeben ist, worauf die Flüssigkeit in die Einlaßöffnungen der Durchlässe eintritt und im allgemeinen in der durch die unterbrochenen Linien angegebenen Richtung fließt. Die Seitenwände 45, 46 haben eine Höhe, die etwas kleiner ist als jene der.Endwände 43, 44, und dienen daher als Überläufe, über welche die Flüssigkeit fließt. Die x^?lüssigkeit wird in den Venturidurchlässen durch die bewegte Gasströmung in der dem Fachmann bekannten Weise zerstäubt und die Flüssigkeitströpfchen ballen sich mit den festen Teilchen in der Gasströmung zusammen. Das verhältnismäßig saubere Gas verläßt zusammen mit den zusammengeballten Flüssigkeitströpfchen und Teilchen die Venturidurchlässe im allgemeinen in der durch die Pfeile 71 in Fig. 2 angegebenen Richtung zwecks nachfolgender Trennung der Flüssigkeit und der zusammengeballten Teilchen. Die Ausscheidung der zusammengeballten Flüssigkeitströpfchen und Teilchen aus der Gasströmung kann insbesondere durch Schwerkraft erzielt werden, indem eine plötzliche Veränderung der Strömungsrichtung bewirkt wird, oder durch andere dem Fachmann bekannte Verfahren und Vorrichtungen.

Für den v/irksamen Betrieb der Vorrichtung 10 ist es wünschenswert, daß die Flüssigkeit oder Wasser verhältnismäßig gleichmäßig in die Einlaßöffnungen der Venturidurchlässe eingeführt wird. Insbesondere ist es wünschenswert, daß die Flüssigkeit auf den Seitenwänden 45, 46 im wesentlichen gleichmäßig über die ganze Länge dieser Wände fließt. Die Zuführung der Flüs-

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sigkeit zum mittleren Abschnitt des Teils 14 stellt ein Problem dar. Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß diese Verteilung erzielt wird durch die Erzeugung eines Druckdifferentials in radialer Richtung quer zu jeder Einlaßöffnung der Venturidurchlässe, so daß der Druck am oder in der Nähe des Mittelpunkts des Teils 14 niedriger ist als der Druck am Umfang des Teils 14. Dieses Druckdifferential «■ wird erhalten, indem jeder Einlaßöffnung des Venturidurchlasses eine segmentartige
Form gegeben wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Mit anderen Worten, jede Einlaßöffnung des Durchlasses weist im Abstand voneinander liegende Seitenkanten auf, die sich relativ zum Mittelpunkt des Teils 14 im allgemeinen in radialer Richtung nach außen erstrecken, wobei die Kanten einen eingeschlossenen spitzen ¥inkel begrenzen. Die Venturidurchlässe weisen daher eine Querschnittsfläche auf, die von den äußeren Endwänden 44 in
radialer Richtung nach innen progressiv abnimmt, so daß die
Geschwindigkeit des durch die Durchlässe hindurchgehenden Gases von den Endwänden 44 in radialer Richtung nach innen ebenfalls progressiv zunimmt. Dies ergibt einen in radialer Richtung nach innen quer zum Teil 14 progressiv abnehmenden Druckgradienten, der ein Druckdifferential erzeugt, welches bewirkt, daß die Flüssigkeit quer zur Fläche 40 des Teils 14 in radialer Richtung nach innen fließt«, Außerdem wurde gefunden, daß
diese Form der Einlaßöffnungen gemäß der Erfindung der Flüssigkeitsströmung durch die Einschnürung der Venturidurchlässe einen stärkeren Antrieb erteilt.

Um den gewünschten Grad der Zusammenballung für den optimalen Betrieb der Vorrichtung 10 zu erzielen, ist es notwendig, daß die zerstäubten Flüssigkeitströpfchen eine Größe aufweisen,
die im wesentlichen gleich jener der Teilchen ist, welche aus der Gasströmung entfernt werden sollen» Die Größe der Flüssigkeitströpfchen ist ihrerseits eine Funktion des Druckabfalls
quer zur Vorrichtung 10, das heißt zwischen der stromaufwärts liegenden Seite des Teils 14 und der stromabwärts liegenden

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Seite des Teils 16. Für eine gegebene Größe von Teilchen, die in der Gas Strömung vorhanden sind, ist es demgemäß notwendig, den Druckabfall zu "verändern, um Flüssigkeitströpfchen der erforderlichen Größe zu bilde? Wenn sich außerdem eine Eigenschaft der Strömung verändern sollte, wie zum Beispiel das Volumen, wird höchstwahrscheinlich eine Einstellung notwendig sein, um den gewünschten Druckabfall aufrecht zu erhalten.

Bei dem mit Venturidurchlässen versehenen Naßsammler kann die Größe der Einschnürung des yenturidurchlasses verändert werden, um die oben erwähnte Einstellung oder Kompensation zu bewirken. Bei den bisher verfügbaren Naßsammlern dieser Art konnte die Veränderung der Größe der Einschnürung zum Beispiel mittels Klappen nur mit einem beträchtlichen Energieverbrauch ausgeführt werden. Gemäß der Erfindung kann hingegen die Größe der Einschnürung jedes Venturidurchlasses durch eine einfache Relativbewegung der Teile 14, 16 verändert werden. Dies wird mit einem verhältnismäßig minimalen Energieverbrauch ausgeführt, der sich daraus ergibt, daß im wesentlichen nur Scherkräfte auf die Teile 14, 16 einwirken. Gemäß den Figuren 1, 2 und 6 wird der Teil 16 durch Drehung in einer Ebene bewegt, die zur Richtung der Gasströmung senkrecht steht, um die Größe der Einschnürung der Venturidurchlässe zu verändern, die zusammenwirkend durch die Teile 14 und 16 gebildet werden. Der Teil 16 kann beispielsweise relativ zum Teil 14 in eine teilweise geschlossene Stellung der Venturidurchlässe verdreht werden, wie in Fig. 6 gezeigt ist und im Vergleich zu der vollständig geöffneten Stellung der Figur 3. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Bewegung des Teils 16 durch den hydraulischen Zylinder 26 bewirkt. Die Bewegung der Zylinderstange wird durch den Arm 28 übertragen, um den Teil 16 zu verdrehen. Die Bewegung des Teils 16 zur Veränderung der Größe der Einschnürung der Venturidurchlässe wird als eine Funktion eines Druckunterschiedes unter Regelung durch die Einrichtung 34 ausgeführt, die mit dem Zylinder-26-und^;den -

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Drucksensoren 30, 32 verbunden ist. Der Teil 16 wird demgemäß automatisch bewegt, um die Größe der Einschnürung der Venturidurchlässe als eine Funktion des Druckabfalls zu verändern, der zwischen dem Bereich stromaufwärts vom Teil 14 und dem Bereich stromabwärts vom Teil 16 vorhanden ist. Selbstverständlich kann die relative Einstellung der Teile 14 und 16 zur wahlweisen Veränderung der Größe der Einschnürung auch manuell ausgeführt werden.

Der üblichen Praxis entsprechend werden besondere Wasserabdichtungen zum Zwecke der Isolierung des Systems vorgesehen. Die Anordnung einer besonderen Abdichtung ist jedoch nicht erforderlich und ihre Aufgabe wird durch die Vorrichtung ^einäß der Erfindung in einer zweckmäßigen, leichten und wirtschaftlichen V/eise erfüllt. Wenn eine Flüssigkeits- oder wasserabdichtung erwünscht ist, wird der Teil 16 einfach in die in Fig. 7 gezeigte vollständig geschlossene Stellung bewegt oder verdreht. Die Zuführung einer genügenden Menge flüssigkeit zum Teil 14 wird fortgesetzt, um eine Abdichtung quer zu den blokkierten Einschnürungen der Durchlässe zu bewirken, ungeachtet der Zwischenräume, die infolge von Herstellungs toleranzen zwischen den Teilen 14 und 16 vorhanden sein können. Es ist zu bemerken, daß sich der Teil 14 im lecksicheren Eingriff mit der Innenseite des Kanals 11 befindet, zum Beispiel durch eine Schweißnaht oder ein anderes Mittel,

Die Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung ist für die Verwendung mit Kanälen verschiedenen Durchmessers geeignet und erfordert nur geringe Abänderungen derselben. Fig. 4 zeigt einen Teil 14 von identischer Ausbildung wie der Teil 16 zur Verwendung in einem verhältnismäßig kleinen Kanal. Für einen Kanal dieser Größe sind vier Venturidurchlässe vorgesehen. Gemäß Fig. 4 hat der Teil 14 einen Durchmesser von 300 mm, jede der Seitenwände 45, 46 hat eine Länge von 100 mm und der von denselben eingeschlossene Winkel beträgt 45°. Die äußeren Endwände 44 liegen

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in einem Abstand von 25 mm vom Randteil 41 und die inneren Südwände 43 sind vom Mittelpunkt des Teils 14 etwa 20 mm entfernt.

Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung zur Verwendung in einem Kanal 11' mit einem verhältnismäßig größeren Durchmesser«, Für diesen Kanal sind acht Venturidurchlasse vorgesehen. Identische Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in den Figuren 1 bis 4 bezeichnet, die mit einem Strich versehen sind. Der Teil 14' hat einen Durchmesser von 160 cm und die Seitenwände 45', 46' haben eine Länge von 81 cm, wobei der von denselben eingeschlossene Winkel ungefähr 22,5 beträgt. Die inneren Endwände 43' liegen in einem Abstand von 11 cm vom Mittelpunkt des Teils 14· und die äußeren Bndwände 44' sind etwa 10 cm vom Randteil 41' entfernt. Ds wurde gefunden, daß die Vergrößerung des Durchmessers der Teile 14, 16 eine größere Zahl von Durchlässen erfordert, von denen jeder einen verhältnismäßig kleineren Winkel einschließt.

Daraus ergibt sich, daß die Erfindung die angestrebten Ziele erreicht. Die Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung weist eine verhältnismäßig einfache Bauart auf, kann leicht zusammengesetzt und betrieben, sowie wirtschaftlich hergestellt werden, insbesondere wenn die Teile 14 und 16 identisch sind. Die Vorrichtung weist eine hohe Sammelleistung auf, die sich jener eines üblichen Venturireinigers nähert und dieselbe manchmal überschreitet. Zur Veränderung der Größe der Einschnürung der Venturidurchlasse ist ein verhältnismäßig minimaler Energieverbrauch erforderlich und die Vorrichtung nimmt verhältnismäßig wenig Platz ein. Eine wirksame Flüssigkeitsverteilung wird durch ein radiales Druckdifferential quer zur stromaufwärts liegenden Seite des Reinigers erzielt. Außerdem ermöglicht die Vorrichtung die Anordnung einer Viasserabdichtung in einer zweckmäßigen und leichten Weise, um das System zu isolieren, in welchem dieselbe enthalten ist.

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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüche :

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 2s. September 1971 vA//Name d. Anm. Andco Incorporated

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Entfernen eines aus Einzelteilen bestehenden Materials aus einer Gasströmung, die sich durch einen Kanal bewegt, gekennzeichnet

a) durch einen ersten Teil, der im Kanal angeordnet und mit einer Vielzahl von Durchlässen versehen ist, welche mit der Gasströmung in Verbindung stehende Einlaßöffnungen aufweisen und welche von den Einlaßöffnungen in der Richtung der Gasströmung konvergieren,

b) durch einen zweiten Teil, der im Kanal angrenzend an den ersten Teil auf der stromabwärts liegenden Seite desselben angeordnet ist, wobei der zweite Teil mit einer entsprechenden Vielzahl von Durchlässen versehen ist, die in demselben zwecks Verbindung mit den Durchlässen im ersten Teil ausgebildet sind, und wobei die Durchlässe des zweiten Teils von den Durchlässen des ersten Teils in der Richtung der Gasströmung divergieren, so d*ß eine Vielzahl von Venturidurchlässen gebildet wird,

c) durch Einrichtungen, die mit mindestens einem der ersten und zweiten Teile verbunden sind, damit eine Relativbewegung der ersten und zweiten Teile bewirkt wird, um dadurch die Größe der Einschnürung der Venturidurchlässe zu verändern, und

d) durch Einrichtungen, welche den Einlaßöffnungen der Durchlässe im ersten Teil Flüssigkeit zuführen.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ersten und zweiten Teile eine im allgemeinen ebene Fläche aufweist, durch welche die Durchlässe hindurchgehen, sowie eine an die Wand des Kanals angrenzende Umfangskante und eine Vielzahl von Wänden, die sich von der ebenen Fläche erstrecken und innerhalb der Umfangskante angeordnet sind, um die Durchlässe zu begrenzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal im Querschnitt kreisförmig ist, daß die Umfangskante des ersten und zweiten Teils aus einem Randteil besteht, der mit der Innenseite des Kanals in Eingriff steht, und daß die Durchlässe in der ümfangsrichtung rund um die Achse des Kanals angeordnet sind.-
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Randteil des zweiten Teils sich von der ebenen Fläche desselben stromabwärts erstreckt, uad auf einer ringförmigen Schulter aufsitzt, die von der Innenseite des Kanals vorsteht, so daß der Randteil auf derselben drehbar abgestützt ist, und daß der erste Teil durch den zweiten Teil abgestützt wird, wobei die ersten und zweiten Teile in den Mittelpunkten längs einer gemeinsamen Achse drehbar miteinander verbunden sind, die mit der Achse des Kanals zusammenfällt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände in Gruppen angeordnet sind und daß jeder Teil für jeden Durchlaß eine Gruppe aufweist, die im Abstand voneinander liegende Endwände und im Abstand voneinander liegende Seitenwände umfaßt, welche die entsprechenden gegenüberliegenden Enden der Endwände verbinden, wobei die Seitenwände unter verhältnismäßig kleinen spitzen Winkeln relativ zur Gasströmung angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Teile eine identische Ausbildung aufweisen und zwischen einer vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung relativ zueinander beweglich sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder der ersten und zeiten Teile im Kanal im allgemeinen waagerecht angeordnet ist und daß die Flüssigkeitszuführungseinrichtung aus einer Leitung besteht, welche der ebenen Fläche des ersten Teils in der Nähe der Umfangskante desselben Flüssigkeit zuführt, so daß die Flüssigkeit auf ein der Höhe der Seitenwände entsprechendes Niveau ansteigt und dann in die durch die Wände begrenzten Durchlässe abfließt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände in Gruppen angeordnet sind, daß jeder der Durchlässe eine Gruppe aufweist und daß die Wände jeder Gruppe relativ zueinander so angeordnet sind, daß sie Einlaßöffnungen des Durchlasses von solcher Form begrenzen, welche ein Druckdifferential zwischen dem Mittelpunkt der ebenen Fläche und der Umfangskante des ersten Teils erzeugt, um die Flüssigkeit im wesentlichen gleichamäßig auf die Durchlässe zu verteilen.
£9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Einlaßöffnungen der Durchlässe im Abstand voneinander liegende Kanten aufweist, welche sich relativ zum Ilittelpunkt der ebenen Fläche im allgemeinen in radialer Richtung nach außen erstrecken, wobei die Kanten einen spitzen 'winkel einschließen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet

a) durch einen ersten Drucksensor, der im Kanal relativ zur Bewegungsrichtung der Gasströmung stromaufwärts vom ersten Teil angeordnet ist,

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b) durch einen zweiten Drucksensor, der im Kanal relativ zur Bewegungsrichtung der Gasströmung stromabwärts vom zweiten Teil angeordnet ist,

c) durch eine Regeleinrichtung, die mit den ersten und zweiten Drucksensoren verbunden ist und auf die zwischen denselben gemessene Druckdifferenz anspricht, wobei die Regeleinrichtung in Regelbeziehung mit der Einrichtung steht, welche die Relativbewegung zwischen den ersten und zweiten Teilen bewirkt, so daß die Größe der Einschnürungen der Venturidurchlässe entsprechend den Veränderungen des Druckabfalls quer zur Vorrichtung verändert wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der erste Teil eine im allgemeinen ebene Fläche aufweist, daß die Durchlässe desselben durch die ebene Fläche hindurchgehen, daß jeder Durchlaß durch im Abstand voneinander liegende Endwände und im Abstand voneinander liegende Seitenwände begrenzt wird, welche die Endwände miteinander verbinden, und daß mindestens zwei gegenüberliegende Wände, welche jeden der Durchlässe begrenzen, unter einem verhältnismäßig kleinen spitzen Winkel relativ zu einer Linie angeordnet sind, die zu der ebenen Fläche senkrecht steht, so daß die Querschnittsfläche jedes Durchlasses angrenzend an die ebene Fläche am kleinsten ist,

b) daß der zweite Teil ebenfalls eine im allgemeinen ebene Fläche aufweist, daß die Durchlässe desselben durch die ebene Fläche hindurchgehen, daß jeder Durchlaß durch im Abstand voneinander liegende Endwände und im Abstand voneinander liegende Seitenwände begrenzt wird, welche die Endwände miteinander verbinden, und daß mindestens zwei gegenüberliegende Wände, welche jeden der Durchlässe begrenzen, unter einem verhältnismäßig kleinen spitzen Winkel relativ zu einer

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Linie angeordnet sind, die zu der ebenen Fläche senkrecht steht, so daß die Querschnittsfläche jedes Durchlasses angrenzend an die ebene Fläche am kleinsten ist,

c) daß die Durchlässe in den ersten und zweiten Teilen angrenzend an die entsprechenden ebenen Flächen der ersten und zweiten Teile einen im wesentlichen identischen Umfang aufweisen, und

d) daß die ersten und zweiten Teile im Kanal derart angeordnet werden, daß die ebenen Flächen der ersten und zweiten Teile im allgemeinen waagerecht in parallelen Ebenen liegen, wobei die entsprechenden Durchlässe in den ersten und zweiten Teilen zusammenwirkend eine entsprechende Vielzahl von Venturidurchlässen bilden, welche in der Bewegungsrichtung der Gasströmung angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Endwände eine größere Länge als die inneren Endwände der ersten und zweiten Teile aufweisen und daß sich die Seitenwände vom Mittelpunkt der ebenen Flächen der ersten und zweiten Teile im allgemeinen in radialer Richtung nach außen erstrecken, so daß ein Druckdifferential erzeugt wird, um die Flüssigkeit über die ganze Länge jeder der Seitenwände zu verteilen, wenn das Flüssigkeitsniveau auf die Höhe der Seitenwände ansteigt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführungseinrichtung aus einer Leitung besteht, welche der ebenen Fläche des ersten Teils in der Nähe der Umfangskante desselben Flüssigkeit zuführt, so daß die Flüssigkeit auf ein der Höhe der Seitenwände entsprechendes Niveau ansteigt und dann in die durch die Wände begrenzten Durchlässe abfließt, sowie daß die Einlaßöffnungen der Durchlässe eine solche Form aufweisen, die ein Druckdifferential

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zwischen dem Mittelpunkt der ebenen Fläche und der Umfangskante des ersten Teils erzeugt, um die Flüssigkeit längs der ganzen Länge jeder der Seitenwände zu verteilen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die die Durchlässe begrenzenden Seitenwände sich relativ zum Mittelpunkt der ebenen Fläche im allgemeinen in radialer Richtung nach außen erstrecken und zwischen sich einen spitzen Winkel einschließen.
15. Vorrichtung zum Entfernen eines aus Einzelteilen bestehenden Materials aus einer Gasströmung, die sich durch einen Kanal bewegt, gekennzeichnet

a) durch eine Einrichtung in dem Kanal, die eine Fläche bildet, welche sich im allgemeinen in waagerechter Richtung quer zum Kanal erstreckt,

b) durch Einrichtungen, die eine Vielzahl von Venturidurchlässen bilden, welche sich durch die waagerechte Fläche im allgemeinen in der Richtung der Gasströmung erstrecken, und rund um die Achse des Kanals im Abstand voneinander liegen, wobei die gebildeten Durchlässe Einlaßöffnungen aufweisen, die oberhalb der Ebene der ebenen Fläche im Abstand liegen, und wobei jede der Einlaßöffnungen in der Querrichtung eine Abmessung aufweist, die in radialer Richtung nach außen zunimmt,

c) durch eine Einrichtung, welche der ebenen Fläche Flüssigkeit in einer solchen Weise zuführt, daß das Niveau der Flüssigkeit auf jenes der Einlaßöffnungen ansteigt,

d) wodurch quer zu der waagerechten Fläche ein Druckdifferential erzeugt wird, um die Flüssigkeit auf die Einlaßöffnungen längs der radialen Abmessung derselben im wesentlichen gleichmäßig zu verteilen.

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