DE2220535C2 - Drehströmungswirbler zur Sichtung feinkörniger Partikel - Google Patents

Description

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Ringspalt besteht, daß die Querschnittsfläche des Fig. 2 zeigt den P^ri™P^ie"^en _ni^Wirble"weist Strömungskörpers mindestens halb so groß ist wie die artigen D«⁰⁵^""!^¹^^^ ι auf, in die des Partikeleinlaßrohres und daß die Zweitluftdüsen dabei eine zylindrische Wiroe ""■ _urchmessers auf einem einzigen Ringkranz angeordnet sind. von unten ein E ^™^hr * * fSragL Im Mün-Durch diese Ausbildung des Partikeleinlasses als 5 für die zu sichtenden Part kelJiineinrag ^ ^ schmaler Ringspait werden allen in die Wirbelkammer dungsbereich 3 dieses «niaBronr« · _baBt, eintretenden Partikeln praktisch gleiche geometrische rotationssymmetrischer Stromungskorp ^ ^ Anfangsbedingungen erteilt, d. h. praktisch allen Par- dessen Durchmesser so grob ^ist- ° strömungstikeln "wird der gleiche Drall aufgezwungen, so daß schmaler Rmgspalt 5 eschen desem _χ ^ dadurch genau festgelegt wird, auf welchen Bahnen .o korper 4 und der Wandung des buiiao ^ sich die Partikel der einzelnen Größen radial nach bleibt. In diesen R.ngspalt 5 können α ^_n außen bewegen und in welchem Abstand sie sich von schaufeln 6 angeordnet sein, um ^ _DralJ der Achse der Wirbelkammer bei einer bestimmten Partikeln zusammen nut d jJ'JB« _{zusammen m}ü Höhe über der Einlaßmündung befinden. Durch die zu erteilen Die Partikel treten.^da"^{n z} _ömung η _in Anordnung der Zweitluftdüsen auf einem einzigen ,₅ der Tragluft in F⁰™,,^^⁰ ^S schwereren Ringkranz werden somit nur bis zu einer genau defi- die eigentliche ^lkMnme^ _{Mündung 3} nierten Höhe in der Wirbelkammer die bereits aus Partikel werden dabei sofort °°™_e°_{chleudert u}nd der inneren Rotaüonsströmung ausgeschleuderten des Einströmrohres ? ⁿ«^h "¹^_nJ' _der Wirbel-Partikel in den Partikelauslaß abgeführt. Damit ist gelangen m die ^\J« Imenwandung ^^ also eine schärfere Trennung der Partikel nach Korn- *» kammer. Es ist aber auch ^m°g^ ,_{lein durc}h größe als bei einem mit verminderter Leistung ge- Drallanregung |™^h °^h°^e .^'^ nach tanen umgefahrenen Drehströmungswirbler möglich. den über der ^^^^^,^ömig

Durch Veränderung des Abstandes zwischen dem lenkten Stromungsast der auueren u

Düsenkranz und der Partikeleinlaßmündung kann der U zu erreichen. oberhalb der Mün-

Sichter darüber hinaus noch auf ein beliebiges Grenz- »5 Im vorgegebenen Abstand* .« oberhalb d

korn eingestellt werden. Dazu ist es zweckmäßig, daß dung 3 des Einlatoohre 2 em Knnz von> _?

das Partikelrohr axial verschiebbar angeordnet ist. düsen 8 angeordnet, durch d e übe^a ^ ^

Bei der Ausbildung der Zweitluftdüsen als einem und die Kammer 10 Z«fitlu^ft in «"f · ,„ _Rich.

zwischen Auslaßrohr und Wirbelkammermante! an- Emlaßrohrmundung 3 sch«« f.ⁿ«^e _m^ⁿ _eiJ _blase„

geordneten Leitschaufelkranz ist es auch möglich, 30 tung Zweitluft in ^f_nf^Jo^ia Um-

daß der Leitschaufelkranz am Auslaßrohr befestigt wird, die dann in ^F°™.^e _n ^l""^w|™S der Wirbel-

_Und daß das Auslaßrohr mit dem Leitschaufelkranz Ι=^⁵¹¹^^^¹^ RicSnezum Einlaßrohr 3

ebenfalls axial verschiebbar angeordnet ist. kammer nach unten ir ^ ™2^™ _n werden

Zur Sichtung der Partikel nach unterschiedlichen läuft. Von dieser »^ß«j"^3_{t und} über

Fraktionen ist es ferner möglich, mehrere Sichterein- 35 die bereits ^f^f^^^LuL· mit einer

heiten hintereinanderzuschalten, wobei der Abstand einen das ^Ein1^'* "™ffg „"h unten in einen

eschen Partikeleinlaß und Zweitluftdüsen von Stufe »^»^^Ä £ ISer einen Auslaß

"S'VSSlSSnr kann auch so ausgebildet «^.^A^t^S Düsenkranz 8

sein, daß es am unteren Ende des Strömungskorpers «o Durch die Zwei luft, d.e^ über _{jn den}

abgeschlossen ist und an dieser Stelle mindestens »g^uhrt wirf, werde η »mi ai.e _g ^

eine tangential, in den Ringspalt zwischen Strömungs- Bunker 14 abgeführt die «^al umlaufströ-

körper und Einlaßrohr einmündende Partikelzuleitung reits ausgeschieden und η d e au ^ _dje

aufweist. Dabei kann der Strömungskörper aus- mung U g^e\f 8» J"^^"^k "„gewirkt hat und

wechselbar angeordnet sein, wobei die auswechsel- 45 die Fliehkraft noch so sttrK g _nss[rö.

baren Strömungskörper unterschiedlichen Durchmes- die sich noch m ,nneren Bereif _Aus)aß ^ ^ _der

ser aufweisen. Damit sind _?uch verschiedene Ein- mung'bej"^d|ⁿ·!'„üSediegenden Stirnseite der

gangsbedingungen für die zuzuführenden Partikel ^E.nlaß^ ^^^_{gemn md} ^_öm,n m

Λ einer schematischen Zeichnung ist der 50 einem herkömmlichen Entstauber abgesehen wer-

von Ausführungs- den.

näher dargestellt. Da di

Λ. schon erahnte Diagramm für den L ^

Fraktionsentstaubungsgrad, 55 au .^ . . _{f ie auch} unterschiedliche

F ig. 2a den prinzipiellen Aufbau^eines erfindungs- '»JjJ«^¹^¹ ^Tß Sie Bahnen, auf denen di,

gemäßen Drehstromungswirblers m.t versch.e.barem ^_k ^k _e ^r,^af;^e _ac ^e _h ⁱⁿ _a'_u^_n ^d _gesch,eudert werden, auch ver

Einlaßrohr im Längsschnitt, Ta ΓηΗ n_as bedeutet daß größere Partikel

Fig. 2b einen Querschnitt entsprechend der schieden sind. D« Reutet, oat» g ^

Schnittlinie IW-IIfl nachFig. 2a, 60 wie ^mrt J^^Kta^ie^^Wirbelkammer nacl

Fig. 3 ein ähnliches Ausführungsbeispiel mit ver- schnell »JdjEj^_wahrendUeinereParüke

schiebbarem Zweitluftkranz und Auslaßrohr, auBen gescmeuoe _wirbei_kammer nach auße.

F ig. 4 a und 4b eine Variante des Einlaßrohres 18 e «t weiter ob en in^α _b Geometn

mit ta^Bngentialer Partikelzuführung und fÄnnrnT der sJmnngslL· genau ermittel F ig. 5 die Hintereinanderschaltung mehrerer Dreh- 6₅ und Kenntnis^de^ Mr^ ^g _wirbelkammer ! _übe

^St^Ä 6c Trennkurve, der Sichterein- ^—L^^S 5A heite.. gemäß Fig. 5.

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gewandert sind. Von der äußeren Umlaufströmung 11 kammer 1 vor dem Leitschaufelkranz 20 einmündet, werden somit nur die Partikel abgeschieden, die Zusätzlich kann hierbei das Einlaßrohr 2 axial verunterhalb des Düsenkranzes 8 bis zur Wirbelkammer- schieblich oder auch fest angeordnet sein,
wandung gelangt sind. Das bedeutet, daß durch den In den Fig. 4a und 4b ist eine weitere Variante Abstand χ zwischen Einlaßmündung 3 und Düsen- s eines Partikeleinlasses dargestellt. Dabei ist das den kranz 8 genau festgelegt ist, oberhalb welcher Korn- rotationssymmetrischen Strömungskörper 30 umgegröße alle Partikel abgeschieden werden, d. h., durch bende Einlaßrohrstück 31 unterhalb des unteren diesen Abstand ist die Größe des Grenzkornes in Endes des Strömungskörpers 30 abgeschlossen und ziemlich engen Grenzen festlegbar. Durch Verände- weist in Bodennähe einen oder zwei tangentiale Parrung dieses Abstandes χ kann somit auch ein anderes io tikelzuführungen 32 und 33 auf. Durch eine derartige Grenzkorn für die Sichtung eingestellt werden. Um tangentiale Zuführung können die Leitschaufeln in diese Abstandsänderung durchführen zu können, ist Ringspalt 34 zwischen Einlaßrohr 31 und Strömungserfindungsgemäß das Einlaßrohr 2 in einer Halterung körper 30 wegfallen, was insbesondere bei leicht 17 in der unteren Stirnseite der Wirbelkammer 1 axial agglomerierenden oder klebenden Stoffen von Vorverschiebbar angeordnet. Dadurch kann entsprechend »5 teil ist.

den Anforderungen der Abstand χ zwischen Einlaß- Dabei besteht ferner die Möglichkeit, durch Verrohrmündung 3 und Düsenkranz 8 genau eingestellt wendung von Strömungskörpern unterschiedlichen werden. Es ist also mit einem derartigen Drehströ- Durchmessers — wie durch die gestrichelten Linien mungswirbler eine Sichtung in zwei Fraktionen mög- 30' und 30" angedeutet ist — die Ringspalte 34 verlieh, wobei sich eine Trennkurve etwa nach dem ao schieden breit zu machen und damit den Partikeln Kurvenzug IV aus F i g. 1 ergibt. Wie der Kurven- einen Drall unterschiedlicher Stärke zu erteilen,
verlauf zeigt, ist damit eine erheblich bessere An- In F i g. 5 ist die Hintereinanderschaltung mehrerer näherung an die ideale Trennkurve II erreichbar als Drehströmungswirbler zur jeweiligen Sichtung auf nach Kurve III allein durch Leistungsverminderung unterschiedliche Korngröße dargestellt. Dabei weisen herkömmlicher Drehströmungswirbler. 35 die einzelnen Drehströmungswirbler 40', 40" und In Fig. 3 ist ein weiteres Ausfühningsbeispiel 40"' zwar prinzipiell den gleichen Aufbau auf, jedoch nach der Erfindung dargestellt, wobei auch der variieren die Abstände x', x" und x'" jeweils zwischen Düsenkranz axial verschoben werden kann. Dazu ist den Partikeleinlaßmündungen 3 und den Düsen-— wie aus der Zeichnung ersichtlich — der Düsen- kränzen 8. Wie aus den neben den einzelnen Sichterkranz in Form eines Leitschaufelkranzes 20 ausge- 3° einheiten dargestellten Trennkurven gezeigt ist, werbildet, der zwischen dem Auslaßrohr 21 und dem den entsprechend dem unteren Diagamm 6 a im Dreh-Wirbelkammermantel 1 angeordnet ist. Dieser Leit- strömungswirbler 40' alle Teilchen über 15 μ entschaufelkranz 20 ist dabei lediglich mit dem Auslaß- sprechend Diagramm 6b im Drehströmungswirbler rohr 21 fest verbunden und zum Wirbelkammer- 40" zwischen 15 und. 10 μ und entsprechend Diamantel 1 nur abdichtend ohne starre Verbindung ge- 35 gramm 6 c im Drehströmungswirbler 40'" alle Teilführt. Dadurch ist es möglich, daß auch das Auslaß- chen zwischen 10 und 5 μ abgeschieden und über die rohr 21 zusammen mit dem Leitschaufelkranz 20 in entsprechenden Auslässe 15' bzw. 15" und 15'" abeiner Führung 22 in der oberen Stirnseite der Wirbel- geführt. Durch den letzten Auslaß 16'" verlassen kammer gehalten und somit axial verschoben werden dann alle Partikel, die kleiner als 5 μ sind, die Reihenkann. Die Zuführung der Zweitluft erfolgt dabei über 40 schaltung der Drehströmungswirbler und können den Stutzen 23, der in den oberen Bereich der Wirbel- dann -verworfen oder ebenfalls aufgefangen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Auslaßrohr in der anderen Stirnseite, mit tangentialen Patentansprüche: und dem Partikeleinlaß schräg entgegengerichteten Zweitluftdüsen im Wirbelkammermantel sowie mit

1. Drehströmungswirbler zur Sichtung feinkör- mindestens einem Partikelauslaß, der den Partikelniger Partikel, mit einer zylindrischen Wirbel- 5 einlaß konzentrisch umgibt, und mit einem axial im kammer, mit einem koaxialen Partikeleinlaß in Partikeleinlaß angeordneten rotationssymmetrischen der einen Stirnseite und einem koaxialen Auslaß- Strömucgskörper.

rohr in der anderen Stirnseite, mit tangentialen Derartige Drehströmungswirbler sind als solche zur

und dem Partikeleinlaß schräg entgegengerichte- Abscheidung aus der Zeitschrift »Staub-Reinhaltung ten Zweitluftdüsen im Wirbelkammermantel so- io der Luft« vom Juli 1969, S. 264, insbesondere Bild 3, wie mit mindestens einem Partikelauslaß, der den bekannt; sie sind jedoch, wie noch später ausgeführt Partikeleinlaß konzentrisch umgibt, und mit einem wird, auch schon zur Sichtung eingesetzt worden. Bei axial .im Partikeleinlaß angeordneten rotations- derartigen Drehströmungswirblern bildet sich durch symmetrischen Strömungskörper, dadurchge- die Zuführung des partikelbeladenen Rohgases und kennzeichnet, daß der Partikeleinlaß (3) 15 der Zweitluft in entgegengesetzter Richtung innerhalb derart aus einem schmalen Ringspalt (5) besteht, der Wirbelkammer eine sogenannte Drehströmung daß die Querschnittsfläche des Strömungskörpers aus, die aus einer inneren axialen und wendelförmig (4) mindestens halb so groß ist wie die des Par- verlaufenden Rotationsströmung und einer äußeren, tikeleinlaßrohres (2) und daß die Zweitluftdüsen ebenfalls wendelförmig verlaufenden Umlaufströmung (8) auf einem einzigen Ringkranz angeordnet sind, »o im wandnahmen Bereich der Wirbelkammer besteht,

2. Drehströmungswirbler nach Anspruch 1, da- wobei die beiden Strömungen axial entgegengerichtete durch gekennzeichnet, daß im Ringspalt (5) Leit- Strömungskomponenten aufweisen. Der über den Parschaufeln (6) angeordnet sind. tikeleinlaß über Leitschaufeln zugeführte Rohgas-

3. Drehströmungswirbler nach Anspruch 1 oder strom wird in Rotation versetzt, so daß die aus der 2, dadurch gekennzeichnet, dall der Abstand (x) »5 inneren Rotationsströmung ausgeschleuderten Parzwischen Düsenkranz (8) und Partikeleinlaßmün- tikel in die äußere Umlaufströmung gelangen und mit dung (3) einstellbar ist. einem Ast dieser Umlaufströmung über den den Par-

4. Drehströmungswirbler nach Anspruch 3, da- tikeleinlaß umgebenden Ringspalt in einen Bunker durch gekennzeichnet, daß das Partikeleinlaßrohr oder eine entsprechende Fördereinrichtung ausgetra-(2) axial verschiebbar angeordnet ist. 30 gen werden.

5. Drehströmungswirbler nach einem der An- Derartige Drehströmungswirbler weisen auch für Sprüche 1 bis 4, mit einem zwischen Auslaß rohr feinste Teilchen einen sehr hohen Abscheidegrad auf, und Wirbelkammermantel angeordneten Leit- wie aus dem in Fig. 1 gezeigten Diagramm hervorschaufelkranz für die Zweitluft, dadurch gekenn- geht. In diesem Diagramm ist der Abscheidegrad zeichnet, daß der Leitschaufelkranz (20) am Aus- 35 über dem Teilchendurchmesser aufgetragen, wobei laßrohr (21) befestigt und das Auslaßrohr (21) de^r Fraktionsentstaubungsgrad eines herkömmlichen mit dem Leitschaufelkranz (20) axial verschiebbar Drehströmungswirblers durch die Kurve I gekennangeordnet ist. zeichnet ist. Aus dieser Kurve ergibt sich, daß prak-

6. Drehströmungswirbler nach einem der An- tisch alle Teilchen, die größer als 5 μ sind, hundertsprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Hinter- 40 prozentig abgeschieden werden. Dabei werden aber eir anderschaltungen mehrerer Sichtereinheiten auch Teilchen, die kleiner als 5 μ sind, mit in den (40 . 40", 40'") mit von Stufe zu Stufe zuneh- Bunker abgeschieden. Bei einer Sichtung sollen demmendem Abstand (*', x", x'") zwischen Partikel- gegenüber Partikel unterhalb einer vorgegebenen einlaß (3) und Zweitluftdüsenkranz (8). Größe überhaupt nicht und Teilchen über dieser

7. Drehströmungswirbler nach einem der An- 45 Größe vollständig abgeschieden werden. Eine dersprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das artige ideale Tretnkurve für einen Sichter ist bei-P^rtikeleinlaßrohr (31) am unteren Ende des spielsweise mit Kurve II für ein Grenzkorn mit 10 μ Strömungskörpers (30) abgeschlossen ist und min- dargestellt. Es ist nun schon versucht worden, einem destens eine tangentiale, in den Ringspalt (34) Drehströmungswirbler der eingangs beschriebenen zwischen Strömungskörper (30) und Einlaßrohr 5° Art zur Sichtung auszubilden, indem der Zweitluft-(31) einmündende Rohgaszuleitung (32, 33) auf- vordruck und/oder die Vordrehung über die Leitweist, schaufeln im Partikeleinlaß vermindert wurde, so daß

8. Drehströmungswirbler nach Anspruch 7, da- sich damit der Abscheidegrad »verschlechtert«. Der durch gekennzeichnet, daß der Strömungskörper sich dabei ergebende Fraktionsentstaubungsgrad ist (30) auswechselbar angeordnet ist. 55 in der Kurve III dargestellt, wodurch sich jedoch nur

9. Drehströmungswirbler nach Anspruch 8, da- eine sehr ungenaue Annäherung an die ideale Trenndurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren · kurve II ergibt. Das zeigt also, daß allein das Fahren Strömungskörper (30, 30', 30") unterschiedliche mit verminderter Leistung nicht zu dem gewünschten Durchmesser aufweisen. Erfolg und einer einigermaßen scharfen Trennkurve

60 führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Drehströmungswirbler der eingangs beschriebenen

Bauart so auszugestalten und zu optimieren, daß er mit minimalem Bauaufwand auch als Sichter mit

Die Erfindung betrifft einen Drehströmungswirbler 65 einer hinreichend scharfen Trennkurve verwendet zur Sichtung feinkörniger Partikel, mit einer zylindri- werden kann.

sehen Wirbelkammer, mit einem koaxialen Partikel- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geeinlaß in der einen Stirnseite und einem koaxialen löst, daß der Partikeleinlaß derart aus einem schmalen