-
Vorrichtung zum Abtrennen von Teilchen aus
-
einem Medium, insbesondere aus einem Gasstrorn Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Abtrennen von Teilchen aus einem Medium, insbesondere aus einem
Gasstrom.
-
Eine derartige bekannte Vorrichtung weist eine Anzahl paralleler,
vertikal angeordneter Platten auf, deren untere Enden sich in ein Schlammbecken
oder einen Sumpf erstrecken und unterhalb der Sumpfoberfläche sind,
wobei
die Abmessungen der Platten und des Sumpfes derartig sind, daß sich die Platten
vollständig von der Vorderseite zur Rückseite des Sumpfs erstrecken.
-
Bei Betrieb dieser Vorrichtung wird das Gas, das die at)zutrennenden
Teilchen enthält, horizontal zwischen den Platten geführt. In diesem Durchlaß zwischen
den Platten werden die zu sammelnden Teilchen auf den Platten aescieden und fallen
diese hinunter in den Sumpf, aus dem sie entleert werden. Da das in dem Sumpf befindLiche
Gas im wesentlichen statisch ist, iiit das sich in Bewegung befindliche Gas, das
iiber die Oberfläche des Sumpfs streicht, eine Reibung auf das statische Gas in
der Nähe der Oberfläche des Sumpfs aus und entnimmt einen Teil dieses statischen
Gases aus dem Sumpf. Dies bewirkt eine Verringerung des Drucks des Gases in dem
Sumpf. Die Stromlinien des Gases in der Nähe des Sumpfs tauchen daher in den Sumpf
ein und werden wieder angehoben, wenn sie das Auslaßende des Sumpfs erreichen. Die
Änderung der Richtung des Gasstroms bei 3in- und Austritt in den bzw. aus dem Sumpf
bewirkt die Ablagerung der Teilchen, die natürlich einen höheren Widerstand gegen
eine Richtungsänderung als das Gas aufweist. Der Wirkungsgrad einer derartigen Vorrichtung
ist jedoch wesentlich reduziert, und zwar wegen des erneuten Eindringens der Teilchen,
die vorher
aus dem Gasstrom abgetrennt worden sind. Experimentelle
Untersuchungen haben gezeigt, daß der größte Teil dieser unerwünschten Rückführung
in der Nähe der Abströmkanten der Trennplatten stattfindet und zwar weil die auf
den Platten abgelagerten Teilchen und auf diesen hinunterlaufenden Teilchen im Plattenbereich
in der Nähe der Ablaufkanten zusammenstoßen, wo der Teil des Gasstroms, der in den
Sumpf eingetaucht ist, wieder aus dem Sumpf nach oben steigt. Dies ist dort, wo
die Bedingungen für eine Wiederaufnahme am günstigsten sind.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen,
die diese Nachteile vermeidet.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abtrennen von Teilchen aus einem
Medium weist auf im Abstand und parallel zueinander angeordnete Teilchen-Trennplatten,
die normalerweise vertikal angeordnet sind, ein Schlammbecken oder einen Sumpf am
Boden der Platten und ein Uberlaufwehr, das quer zu den Platten im Abstand zu den
in Strömungsrichtung abwärts angeordneten Rändern der Platten angeordnet sind, wobei
die Wehrkrone mindestens so hoch angeordnet ist, wie die unteren Enden der Platten.
-
Das Wehr kann aus einer Wand des Sumpfes gebildet sein.
-
ErVfndun#sgem'3 kann der Sumpf eine Wand, die sich scnkrecht ueber
die Platten in der Nähe der in Strömungsrichtung aufw.#rts angeordneten Ränder erstrecken,
sowie eine andere, das Wehr bildende Wand aufweisen, das sich elienialls senkrecht
über die Platten und parallel zu der ersten Wand erstreckt.
-
Gemäß einer Ausfilhrungsform erstrecken sich die Platten nach unten
zum Sumpfboden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Sumpf oberhalb des
Surnpfuodens ein Gestell auf, das sich von der ersten Wand des Sumpfes aus erstreckt.
Die Platten können sich nach unten hin erstrecken und das Gestell berühren oder
können in einem bestimmten Abstand oberhalb des Gestells enden. Bei einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsform erstreckt sich das Gestell vom oberen Rand der
Wand, aus der es austritt, wobei dann die unteren Enden der Platten das Gestell
berühren. Bei dieser Ausführungsform können das Wehr oder die andere Wand des Sumpfes,
die das Wehr bildet, im wesentlichen die gleiche Höhe wie die zuerst genannte Wand
aufweisen, d.h. in gleicher Höhe mit den Unterkanten der Platten liegen. Die Gestellspitze
kann nach unten gedreht sein.
-
Der Sumpfboden kann stufenförmig ausgebildet sein, so daß die Platten
in zwei Höhen enden, und zwar in Verbindung mit dem Teil des Bodens mit höherem
Niveau, der das Gestell bildet.
-
Der Sumpfboden und/oder das Gestell können, faLls vorhanden, nach
unten von der ersten Wand des Sumpfes weg geneigt sein, und eine Entladevorrichtung
kann in dem Sumpf vorgeselien sein.
-
Erfindungsgernäß können zwei Teilchen-Trennvorric;#-tungen einander
gegenü#)eriiegend in einem gemeinsamen Gehause angeordnet sein. Das von den zwei
Vorrichtungen abgegebene Gas wird durch eine gemeinsame Auslaßöffnung herausgeführt.
-
Erfindungsgemäß kann die Teilchen-Trennvorrichtung in dem Zwischenraum
zwischen den Trennplatten und dem Wehr eine Kollimiereinrichtung aufweisen, die
in der Normallage der Vorrichtung horizontale Durchlässe bilden, die parallel zu
den Mittelebenen der Platten sind.
-
In vorteilhafter Welse kann die Kollimiereinrichtung einen einzelnen
Satz im Abstand zueinander angeordneter horizontaler Platten oder zwei Plattensätze
aufweisen, die einander schneiden. Die Platten der zwei Scitze können teilweise
quer geschlitzt sein, wobei die ungeschlitzten Abschnitte der Platten jedes Satzes
in Eingriff mit den Schlitzen in den Platten des anderen Satzes stehen, um einen
Zellaufbau nach Art einer sogenannten Eierkiste zu erhalten.
-
Die Platten des einen Satzes können rechtwinklig zu den Mittelebenen
der Trennplatten sein, wobei die Platten des anderen Satzes parallel zu den Mittelebenen
der Trennplatten sind. Die Zellen dieser Konstruktion sind quadratisch oder rechteckig.
-
Erfindungsgemal3 können zwei Sätze der Kollimatorplatten diagonal
zu den Mittelebenen der Trennplatten angeordnet sein. Die Zellen bei dieser Konstruktion
können rhombusförmig sein.
-
Bei einer anderen Ausführungsform können die Durchlässe durch einen
Satz von Rohren gebildet werden.
-
Die Kollimiereinrichtung ist vorzugsweise so bemessen und angeordnet,
daß zwischen den entsprechenden Enden der Kollimiereinrichtung und den Trennplatten
und dem Wehr Zwischenräume sind.
-
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegende Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine vorbekannte Teilchen-Trennvorrichtung, Fig.
2 den Grundaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 5 eine
Ausführungsform mit einem Gestell oder einem Fach, auf dem die Teilchen-Trennplatten
ruhen, Fig. 4 eine Ausführungsform mit stufenförmigem Sumpf, Fig. 5 eine Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Kollimiereinrichtung und Fig. 6 Darstellungen
in Richtung des Pfeiles A bis 9 gemäß Fig. 5 mit verschiedenen Kollimiereinrichtungen.
-
In den Zeichnungen sind in üblicher Weise angeordnete Teilchen-Trennplatten
1 dargestellt, d.h. diese Platten sind parallel zueinander und vertikal; am Boden
der Platten ist ein Schlammbegeen oder Sumpf 2 angeordnet, um Teilchen aufzusammeln,
insbesondere Flüssigkeitsteilchen, die durch die Platten aus dem Gasstrom 3 abgetrennt
worden sind; der in die Trennplatten eintretende Gasstrom mit den unerwünschten
Teilchen verläßt die Platten, nachdem er alle oder die meisten der Teilchen abgegeben
hat.
-
Der Sumpf 2 ist mit einer Auslaßleitung 4 verbunden. Bei der in den
Fig. 2 bis 9 dargestellten Aueführungsform ist ein Wehr 5 vorgesehen, das quer zu
den Platten 1 im Abstand zu der Hinterkante angeordnet ist, d.h. in Strömungsrichtung
gesehen
die Hinterkanten der Platten 1.
-
Bei dieser Ausführungsform ist die Wehrkrone mindestens so hoch wie
die unteren Enden der Platten 1. Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist das Wehr
getrennt aufgeball, und zwar innerhalb des Sumpfes 2 eingepaßt, und bei der Ausführungsform
der Fig. 3 bis 9 wird das Wehr 5 durch eine in Strömungsrichtung weiter hinten liegende
Wand des Sumpfes 2 gebildet. Während die Wehrkrone auf der gleichen Höhe wie die
in Strömungsrichtung vorher liegende Wand sein kann, hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, die in Strömungsrichtung vorher liegende Wand des Sumpfes über die Höhe
der Wehrkrone hinaus anzuheben, wie dies durch die gestrichelten Linien 6 in Fig.
3 angedeutet ist. Gemäß Fig. 3 ist innerhalb des Sumpfes 2 ein Gestell 7 angeordnet,
wobei sich die Platten 1 nach unten hin zu dem Gestell erstrecken und mit diesem
in Berührung stehen. Das freie Ende des Gestells 7 ist nach unten gebogen (Achtung
Ziffer 8), um eine Ansammlung von abgetrennten Teilchen am freien Ende des Gestelles
zu verhindern. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 weist der Boden des Sumpfes eine
Stufe 9 auf, wobei der höhere Abschnitt das Gestell 7 bildet, an dem die Platten
enden. Bei den Ausführungsformen der Fig. 5 bis 9 ist in Strömungerichtung hinter
den Platten 1 eine Kollimiereinrichtung 10 vorgesehen. Diese Kollimiereinrichtung
ist bezüglich der Platten 1 und dem
Wehr 2 so bemessen und angeordnet,
daß zwischen der lfinterkante der Platten 1 und der Kollimiereinricuturlg 10 und
zwischen der Kollimiereinrichtung 10 und dem Wehr 5 ein Zwischenraum ist. Bei der
Ausfihrungsforn der Fig. 6 besteht die Kollimiereinrichtung in einfacher Weise aus
horizontalen Platten 11 , und bei der Ausführungsform der Fig. 7 besteht die Kollimiereinrichtung
1() aus horizontalen Platten 11 und vertikalen Platten 12. ei der Ausführungsform
der Fig. 8 ist die Kollimiereinrichtung aus diagonalen Platten 13 aufgebaut, die
im Querschnitt rhombusförmige Öffnungen aufweisen. 13ei der Ausführungsform der
Fig. 9 besteht die Kollimiereinrichtung aus einem Stapel Rohren 14.
-
Fig. 1 zeigt die Arbeitsweise der vorbekannten Trennvorrichtung.
Wegen des Sogs der Stromlinien des Gasstroms 3 auf das statische Gas in dem Sumpf
2 wenden Teile des Gases oder mittels in dem Sumpf mit dem Gasstrom mitgerissen,
der mit niedrigerem Druck den Sumpf verläßt. Der Teil des Gasstroms in der Nähe
des Sumpfes taucht in den Sumpf ein und beim Anstieg über die in Strömungsrichtung
hinten liegende Wand des Sumpfes iiberquert dieser Teil des Gases die hintere Kante
der PLatten 1 in Schrägrichtung, wie dies durch den Pfeil B dargestellt ist. Der
sich aus dem Absenken der Strolnlinien ergebende nachteilige Effekt ist urnso gröber,
da die weiter unten liegenden gebogenen Stromlinien einen lingeren
Wer
in der gleichen Zeit zurüclzulegen haben wie die weiter oben liegenden Stromlinien.
Der in den ebogenen Stromlinien vorherrschende Druck wird daher weiter verringert,
so si die Stromlinien weiter nach unten gedrückt werden, die weiter über den Platten
liegen. Daraus ergibt sii ein Zusammendrücken der Stromlinien, die die in (,trömungsrictltung
hinten liegende Wand des liegendeSumpfes überqueren, und dies führt zu einem Ablenken
der höheren Stromlinien nacii oben, die die #interkanten der Platten 1 überqueren.
Dies fiihrt zu den ung-ünstigsten Bedingungen zur WiederauLnahne der Teilen, die
an den dinterkanten der Platten 1 sind.
-
Wihrend des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichunten gemäß den
Fig. 2 bis 4 tauchen die niedrigeren Stromlinien des Gasstroms 3 in das Auffanggefäß
gemäß obiger Beschreibung ein und stein dann erneut an, um über das Wehr 5 zu fließen.
I)a jedoch das Wehr einen Abstand in Strömungsrichtung hinter den Enden der Trennplatten
1 wahrt, beginnt der Anstieg der Stromlinien nicht bevor sie die Elin-terkanten
der Platten 1 freigegeben haben, d.h. die Stromlinien bewegen sich immer noch unter
im wesentlichen rechten Winkeln zu den Hinterkanten der Platten. Die Teilchen, die
sich an den Hinterkanten der Platten hinunterbewegen, kreuzen daher den Gasstrom
3 senkrecht zur Bewegungsrichtung der Stromlinien des Stroms 3, und daher sind die
Aufnahmebedingungen an den Hinterkanten nicht schlechter als an den
anderen
Teilen der Platten. Die erneute Aufnahme ist daher wesentlich gegenüber bekannten
Konstruktionen verringert, und der Trennwirkungsgrad der erfindungsemnßen Vorrichtung
hat sich als wesentlich höher erwiesen als bei vorbekannten Vorrichtungen, etwa
gemäß Fig. 1 bei ähnlichen Abmessungen.
-
Unter bestimmten Bedingungen, insbesondere bei großer Belastung der
Teilchen-Trennvorrichtung besteht die Neigung zu Turbulenzen in dem Abschnitt des
Sumpfes zwischen den Trennplatten 1 und dem Wehr 5. Diese Turbulenzen können dazu
führen, daf3 die Stromlinien, die die Hinterkanten der Platten 1 überqueren, nach
oben abgelenkt werden. Dies kann zu einer Wiederaufnahme von Teilchen an den Hinterkanten
gemäß obiger Beschreibung führen. Die in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Ausführungsformen
mit Kollimiereinrichtungen verringern oder eliminieren vollständig diesen Effekt,
so daß die Kapazität einer Vorrichtung mit vorgegebener Größe erhöht wird, indem
ein effizienter Betrieb bei höheren Belastungen als bei Vorrichtungen ohne die Kollimiereinrichtung
ermöglicht wird. Bei diesen Ausführungsformen treten die Stromlinien des Gasstroms
3, der gerade die Trennplatten 1 verlassen hat, in die Kollimiereinrichtung 10 ein
und werden auf einen horizontalen Weg begrenzt, bevor sie die Umgebung des Wehrs
5 erreichen, so daß Turbulenzen verhindert werden. Die Stromlinien
werden
daher rezwungen, die Jiinterkanten der Trenn-Ç ;1en 1 unter reclaten Winkeln zu
schneiden, so daß die ungünsti@sten Bedingungen für eine Wiederaufnahme von @@@@@@@
bestehen, die sich auf den Trennplatten @inu@te@ewegen. Bei hohen Gasstrom-Geschwindigkeiten
bietet die Kollimiereinrichtung einen zusätzlichen Vorteil. Unter diesen Bedingungen
besteht eine größere Neigung dafür, daß der Gasstrom Teilchen über die Trennplatten
hinaus mitnimmt, insbesondere in die Nähe der unteren Enden der Trennplatten, wo
die Ansammlung des agbetrennten Materials einschließlich des in den höheren Abschnitten
der Platten abgetrennten Materials am größten ist. Bei diesen Betriebsbedingungen
wirkt die Kollimiereinrichtung zusätzlich als zweiter Separator und nimmt einen
hohen Anteil derartiger Teilchen auf.
-
Leerseite