DE2538664C2 - Einrichtung zum Abtrennen des spezifisch leichteren Anteils aus einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abtrennen des spezifisch leichteren Anteils aus ehrem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums, in der der Strom in einem gekrümmten Kanal umgelenkt und teilweise in eine Wirbelkammer eingeführt wird, die den Hauptstrom tangiert und die im inneren Krümmungsbereich des Kanals in unmittelbarem Kontakt mit diesem steht, wodurch in der Wirbelkammer ein Fliehkraftfeld erzeugt wird, aus den> der spezifisch leichtere Anteil durch zwei in die Wirbelkammer koaxial und spiegelbildlich zu deren Mittelebene in den Zentralbereich der Wirbelkammer hineinragende Tauchrohre zusammen mit Reingas abgesaugt wird.

Eine derartige Erfindung ist in der DE-OS 22 33 437 beschrieben und dargestellt. In dem vorliegenden Zusammenhang herrscht grundsätzlich das Bemühen vor, dem strömenden Medium mit möglichst geringem Aufwand so optimal wie möglich, den spezifisch leichteren Anteil zu entziehen. Beim Beispiel der verstaubten Luft würde dies bedeuten, daß eine möglichst große Menge reiner Luft aus der Wirbelkammer abgesaugt wird, um den Hauptstrom des zu behandelnden Mediums weitestgehend mit Staub anzureichern, der dann schließlich einem Direktabscheider zugeführt werden kann. An einschlägigen Versuchen, das bekannte Verfahren in der aufgezeigten Richtung zu verbessern, fehlt es nicht. Es sei in diesem Zusammenhang noch verwiesen auf die DE-OS 2160 415.

Bei derartigen Einrichtungen wurden immer noch — wenn auch sehr geringe Mengen — feinster Partikel im Reingasstrom festgestellt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, wodurch auch allerfeinste Partikel sicher -vus einem Medienstrom abgetrennt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden ist die Strömungsform, von der die Erfindung ausgeht, anhand der F i g. 1 bis 5 beschrieben. Die Erfindung ist demgegenüber in den F i g. 6 und 7 dargestellt und anhand der Beispielbeschreibung näher erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine bekannte Wirbelkammer mit eingezeichneten Strömungskomponenten;

F i g. 2 die Darstellung gemäß F i g. 1 im Längsschnitt;

Fig.3 einen Querschnitt durch die Wirbelkammer mit den Hauptabtrennungszonen;

F i g. 4 die Darf'.ellung gemäß F i g. 3 im Längsschnitt;

F i g. 5 die Wirbelkammer in perspektivischer Ansicht mit eingezeichneten Stromlinien und Partikelbahnen;

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit zusätzlicher Abtrennungszone gemäß der Erfindung;

F i g. 7 die Darstellung gemäß F i g. 6 im Längsschnitt

Die F i g. 1 und 2 zeigen die Überlagerung von Elementarströmungen innerhalb einer Wirbelkammer mit der gekrümmten Hauptströmung 1, dem geraden Primärwirbel 2, dem symmetrisch angeordneten und entgegengesetzt drehenden ringförmigen Sekundärwirbelpaar 3 und der Senkenströmung 4. Letztere kommt dadurch zustande, daß durch die beiden Tauchrohre 5 und 6 in Richtung der Pfeile 7 und 8 der bzw. ein spezifisch leichterer Anteil des zu behandelnden Mediums abgesaugt wird. Die Wirbelkammer trägt das Bezugszeichen 9. Der Hauptströmungskanal der Wirbelkammer 9 ist mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Pfeile stellen eine Überlagerungsströmung U dar, die dicht an den beiden Böden 12 und 13 der Wirbelkammer 9 entsteht durch Überlagerung des Primärwirbels 2 und der Sekundärwirbelströmung 3, wobei die Sekundärwirbelströmung 3 in ihrer Stärke zusätzlich durch die Senkenströmung 4 beeinflußt wird. Im Bereich des Hauptströmungskanals 10 setzt sich diese Strömung U in die Hauptströmung fort. Die Figuren zeigen eine Überlagerungsströmung 14 aus den Elementarströmungen 4 und 2, worin auch ein Einfluß durch die Strömung 3 enthalten ist.

Die Fig. 3 und 4 erläutern die Auswirkungen der in den F i g. I und 2 beschriebenen Strömungsform auf das Abtrennverfahren. Es bilden sich zwei verschiedene Hauptabtrennungszonen aus, eine Grobabtrennungszone 15 und eine Feinabtrennungszone 16, die sich aufgrund der spiegelsymmetrischen Tauchrohranordnung in zwei Teilzonen aufspaltet. In der Grobabtrennzone 15 werden gröbere und schwerere Partikeln an der Wirbelkammer vorbeigeführt und verbleiben somit im Hauptstrom.

Ein anderer Teil von feineren und leichteren Partikeln gelangt mit der Überlagerungsströmling U in die Wirbelkammer 9 in die Nähe von Tauchrohrwurzeln 17

und 18. Von dort aus wandern sie mit der sich schraubenförmig unmittelbar um die Tauchrohre 5 und 6 zu deren Absaugmündungen 19 und 20 fortsetzenden Oberlagerungsströmung 11 an den Tauchrohren entlang. Der Verlauf dieser Strömung ist in der Fig.5 perspektivisch kenntlich gemacht In dieser Strömung wirken auf die Partikeln wegen der nicht oder kaum vorhandenen Strömungsschleppkräfte in radialer Richtung nach innen nur oder fast ausschließlich Fliehkräfte, wodurch sich schraubenförmige Partikclbahnen erge- i" ben, die sich in Richtung der beiden Absaugemündungen 19 und 20 mit jedem Partikelumlauf um die Tauchrohre 5 und 6 spiralig erweitern. Dadurch werden diese Partikeln wieder in die Hauptströmung zurückgeführt Infolge unterschiedlicher Partikelgrößen und -gewichte π bilden sich unterschiedliche Zentrifugalkräfte aus. Dadurch werden schwerere Partikeln schneller und leichtere entsprechend langsamer in die Hauptströmung zurückbefördert Dieser Tatbestand ist in der Fig.4 durch die Pfeile 21, 22 und 23 dargestellt Die spiralige Erweiterung dieser Partikelbahnen ist in der Fig.3 durch die Partikelbahnen 24 angedeutet Kurz vor den Mündungen 19 und 20 der Tauchrohre 5 und & ist die Feinabtrennung 16 abgeschlossen, so daß sich die schraubenförmige Oberlagerungsströmung 11 als von 2j den suspendierten Partikeln befreite Strömung zu den Mündungen der Tauchrohre fortsetzt und dort in die Überlagerungsströmung 14 übergeht, die durch die Tauchrohre 5 und 6, wie durch die Pfeile 7 und 8 gekennzeichnet abgesaugt wird. Wie weiterhin der Jo F i g. 4 zu entnehmen ist setzt sich die Überlagerungsströmung 11 an der gekrümmten Außenwand 25 des Hauptströmungskanals 10 spiegelsymmetrisch fort

Wie in F i g. 1 dargestellt, durchlaufen die auf spiraligen Partikelbahnen aus der Wirbelkammer 9 herausgelangenden und in den Hauptströmungskanal 10 wieder eintretenden Partikeln den schraffierten Bereich 26. Die aus dem Hauptströmungskanal 10 in die Wirbelkammer 9 spiralig eintretende Überlagerungsströmung 11 durchläuft den schraffierten Bereich 27. Die beiden Strömungsbereiche 26 und 27 sind höhenmäßig verschieden angeordnet. Letzterer befindet sich in zwei Teilbereichen an den Böden 12 und 13 der Wirbelkammer 9, während der erstere in dem mittleren Bereich der Wirbelkammer liegt. In der Draufsicht gemäß F i g. 1 überschneiden sich die beiden Bereiche 26 und 27 in dem kariert schraffierten Bereich 28.

In Fig. 5 ist die Abtrennung der groben und der feinen Partikeln perspektivisch dargestellt. Durch die Strömung il ist noch einmal die sich spiegelsymmetrisch an der Hauptströmungskanalaußenwand ergebende Überlagerungsströmung 11 dargestellt, von der die groben Partikeln auf Partikelbahnen 29 abgetrennt werden. Diese Partikelbahnen 29 laufen zwischen dem

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45 Wirbelkammereintritt 30 und dem Wirbelkammeraustritt 31 an der Hauptströmungskanalauöenwand 23 immer enger zusammen unter dem Einfluß der Oberlagerungsströmung 11. Die sich an den Tauchrohren 5 und 6 schraubenförmig fortsetzende Überlagerungsströmung 11 geht an den Tauchrohrmündut.-.;eri Li die Überlagerungsströmung 14 über. Aus der Strömung 11 werden die feinen Partikeln auf schraubenförmig und spiralig sich erweiternden Partikelbahnen 24 abgetrennt

Wie aus der bisherigen Beschreibung ersichtlich, kann sich die erfindungegemäße Strömungs- und Abtrennungskombination nur dadurch ausbilden, daß die beiden Tauchrohre 5 und 6 mit ihren Mündungen 19 und 20 bis in den Zentralbereich der Wirbelkammer 9 geführt werden. Dieser Zentralbereich ist in den F i g. 2 und 4 mit der Ziffer 32 versehen.

Für den Fall, daß bei der vorgenannten Einrichtung noch feinste Partikeln in die Tauchrohre 5 und 6 gesaugt werden, wird erfindungsgemäß innerh-.Jb der Tauchrohre noch eine weitere in den F i g. 6 urd 7 gezeigte Abtrennzone 33 zur Feinstabtrennung gebildet. Diese Zone kann dadurch realisiert werden, daß in die Tauchrohre 5 und 6 je ein weiteres inneres Rohr 34 und 35 konzentrisch derart eingesetzt wird, daß zwischen den Rohren ein Ringraum 36 entsteht. Hierdurch wird erreicht, daß die das jeweilige Tauchrohr 5, 6 außen schraubenförmig umströmende, an den Tauchrohrmündungen 19, 20 in eine Überlagerungsströmung 14 übergehende, durch die Tauchrohre 5, 6 abgesaugte, nach Passieren der jeweiligen Mündung 19, 20 auf der Innenseite der Tauchrohre sich schraubenförmig fortsetzende, feinste Partikeln mitführende Strömungsschicht 39 in den Ringraum 36 eintritt und das Reingas durch die weiteren Absaugrohre 34,35 abgesaugt wird. Die Weiterbehandlung der auf diese Weise abgeschiedenen, gemäß den Pfeilen 40 abgesaugten feinsten Partikeln bleibt dem jeweiligen Bedürfnis überassen, wie dies auch mit den in der Hauptströmung verbleibenden groben und feinen Partikeln geschehen kanu.

Gemäß einer Ausgestaltung der Einrichtung ist vorgesehen, daß in die Absaugrohre 34, 35 weitere Absaugrohre konzentrisch eingesetzt sind.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung besteht darin, daß die Rohre 5,6,34,35 längsaxial verschiebbar und arretierbar ausgebildet sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Eintauchtiefe der betreffenden Rohre ohne nennenswerte Umbauarbeiten an veränderte Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf eine Wirbelkammer mit geradem Primärwinkel. Sie kann auf be'iebgi mögliche Formen des Primärwinkels, z. B. auf einen in dem vorliegenden Zusammenhang bereits bekannten Ringwirbel übertragen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Abtrennen des spezifisch leichteren Anteils aus einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums, in der der Strom in einem gekrümmten Kanal umgelenkt und teilweise in eine Wirbelkammer eingeführt wird, die den Hauptstrom tangiert und die im inneren Krümmungsbereich des Kanals in unmittelbarem Kontakt mit diesem steht, wodurch in der Wirbel- ic kammer ein Fliehkraftfeld erzeugt wird, aus dem der spezifisch leichtere Anteil durch zwei in die Wirbelkammer koaxial und spiegelbildlich zu deren Mittelebene in den Zentralbereich der Wirbelkammer hineinragende Tauchrohre zusammen mit Reingas abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Tauchrohre (5, 6) je ein weiteres Absaugrohr (34, 35) konzentrisch derart eingesetzt ist, daß zwischen den Rohren ein RingrauiTi (36) entsteht und eine das jeweilige Tauchrohr (5, 6) außen schraubenförmig umströmende, an den Tauchrohrmündungen (19,20) in eine Überlagerungsströmung (14) übergehende, durch die Tauchrohre (5,6) abgesaugte, nach Passieren der jeweiligen Mündung (19, 20) auf der Innenseite der Tauchrohre sich schraubenförmig fortsetzende, feinste Partikeln mitführende Strömungsschicht (39) in den Ringraum (36) eintritt und das Reingas durch die weiteren Absaugrohre (34,35) abgesaugt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Absaugrohre (34, 35) weitere Absaugrohre konzentrisch<-ingesetzt sind.

3. Einrichtung nadi Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die P >hre (5, 6; 34, 35) längsaxial verschiebbar und arretierbar ausgebildet sind.