DE2817956A1

DE2817956A1 - Vorrichtung zur selektiven entnahme nach einem granulometrischen trennverfahren von in einem gasfoermigen milieu, wie beispielsweise in der atmosphaere, suspendierten staub- oder schmutzteilchen

Info

Publication number: DE2817956A1
Application number: DE19782817956
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Charbonnages de France CDF
Current assignee: Charbonnages de France CDF
Priority date: 1977-04-25
Filing date: 1978-04-24
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2817956C2; FR2389119B1; GB1589145A; FR2389119A1; CA1112582A; BE866161A; US4152923A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur wahlweisen Entnahme nach einem granulometrischen Trennverfahren von in einem gasförmigen Milieu, wie beispielsweise in der Atmosphäre, suspendierten Schmutz- oder Staubteilchen.

Aus der FR-PS 2 039 560 ist ein Staub- oder Schmutzabscheider zum Abscheiden von Staub oder Schmutz aus der Luft bekannt, der eine rotierende Baugruppe aufweist, die durch einen dicken Rotor gebildet wird, der aus einem luftdurchlässigen Material besteht. Dieser Rotor weist einen zentralen Speisekanal auf, der eine mittlere Ansaugöffnung hat, und dieser Rotor ist drehfest mit einer luftundurchlässigen Tragplatte verbunden. Diese Baugruppe dreht sich mit einer großen Drehzahl innerhalb einer zylindrischen Entnahme- oder Abscheidekammer, die eine mittlere Ansaugleitung aufweist, welche koaxial zur rotierenden Baugruppe verläuft, und ferner weist diese Kammer wenigstens eine Auslaßöffnung in die Umgebungsatmosphäre auf.

Mit einer derartigen Vorrichtung können in der Atmosphäre enthaltene Staub- oder Schmutzteilchen zur Untersuchung und Analyse entnommen werden. Eine derartige Vorrichtung führt eine summarische Entnahme durch, mit Ausnahme der alleinigen sehr feinen Staub- oder Schmutzteilchen, die in dem durchlässigen Material zurückgehalten werden, wobei es sich im allgemeinen um einen Schaum mit miteinander verbundenen Poren handelt. Mit diesen Vorrichtungen erreicht man bei der Überwachung der Gefahr der Einatmung von Luftverschmutzungen oder Staubteilchen, die gemessen werden soll, einerseits eine vollständige Bedeckung mit Staub, die den Unbequemlichkeiten bei der Atmung entspricht, und andererseits die Peststellung des Gehaltes an denjenigen

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Staub- oder Schmutzteilchen, die in die Lungenbläschen eintreten können, was der Größe der Gefahr oder der Schädlichkeit entspricht. Im allgemeinen wird angenommen, daß die Trennung, die durch die natürliche. Filterung durch die oberen Luftwege (Nase, Mund, Trachea, Bronchen) erfolgt, im Bereich von etwa 5 /i liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen neuen Abscheider zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Konzentration der atmosphärischen Verschmutzungsteilchen unter 5 ju zu messen, und andererseits die gesamte atmosphärische Konzentration oder, was das gleiche bedeutet, die Konzentration von Teilchen über 5 /u.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer im Vorstehenden beschriebenen Vorrichtung dadurch gelöst, daß die mittlere Ansaugleitung ein Ringkanal ist, dessen Innendurchmesser merklich größer ist als die Ansaugöffnung des zentralen Speisekanals des dicken Rotors, daß die rotierende Baugruppe ein zylindrisches koaxiales Auffanggehäuse aufweist, welches wenigstens teilweise den Rotor mit Ausnahme der zentralen Ansaugöffnung bedeckt, und daß dieses Auffanggehäuse seitlich des Ringkanals eine kreisförmige Öffnung aufweist, deren Durchmesser wenigstens gleich dem Außendurchmesser des Ringkanals ist.

Durch eine gegenseitige Anpassung der Durchmesser und der Drehzahl der Bauteile der Vorrichtung erhält man eine erste Zurückhaltung von Teilchen des so gewählten Wertes in dem Gehäuse, in dem sie durch ein Aufprallen auf den Boden des Gehäuses gehalten werden, wobei ihnen dann durch Reibung eine Drehkraft erteilt wird, und diese Teilchen werden schließlich durch eine Zentrifugalkraft festgehalten. Im

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Gegensatz hierzu führt dann die Luftströmung, die die Teilchen unterhalb 5 /u mitführt, diese in den zentralen Speisekanal des Rotors, in welchem sie dann in an sich bekannter Weise zurückgehalten werden.

In vorteilhafter Weise kann der Boden des Gehäuses, der wenigstens teilweise den Rotor abdeckt, eine mittlere kreisförmige Öffnung aufweisen, deren Durchmesser merklich kleiner ist als der Durchmesser des zentralen Speisekanals des Rotors. Diese zentrale öffnung bildet eine Zugangsöffnung zu diesem Speisekanal des Rotors.

Weiterhin kann in vorteilhafter Weise der ringförmige Ansaugkanal von einem Rohr gebildet werden, welches mit einem zentralen Einsatzkörper ausgerüstet ist, und in welchen das zylindrische Gehäuse gegenüber der zentralen Öffnung mündet, welche im Boden des Gehäuses ausgebildet ist, die den Rotor bedeckt.

Die Vorrichtung weist ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 1 auf, welches die Achse 2 hat. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein Motor 3 angeordnet, dessen in der Achse 2 liegende Austrittswelle 4 eine Antriebsscheibe 5 antreibt, welche magnetisch eine Schale 6 dreht, deren abgedichteter und starrer Boden eine Plattform bildet, die einen dickwandigen Ring 7 aus einem Schaumstoff mit offenen Poren trägt, bexspielsweise aus Polyurethan. Dieser Ring weist eine Mittelbohrung 8 auf, und es ist eine öffnung 9 vorgesehen, die zu einer mittleren Ansaugöffnung 10 hinweist, die axial im Gehäuse 1 angeordnet ist. Der Rotor, dessen Gestell durch die Schale 6 gebildet wird, welche den Schaumring 7 trägt, dreht sich in einer zylindrischen Kammer 11, die im oberen Teil des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Das Ge-

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— θ —

häuse 1 weist ferner, wie an sich bekannt, Auslaßöffnungen zur Abgabe von Luft an die Atmosphäre auf, welche durch die Vorrichtung hindurchgegangen ist. Durch eine öffnung 25 an der Unterseite des Gehäuses 1 erstreckt sich ein" Speisekabel 24 für den Motor 3 hindurch, welcher zwei elektrische Leitungen 23 aufweist.

Die zentrale Ansaugleitung 10 weist einen mittleren Einsatzkörper 13 auf, der einen Ringkanal 14 zwischen diesem Einsatzkörper 13 und der Innenwand der Ansaugleitung 10 begrenzt.

Die Schale 6 weist neben dem Schaumring 7 ein zylindrisches Gehäuse 15 auf, dessen Boden die Schale abschließt und sie nach Art eines Deckels bedeckt. Der Boden des Gehäuses weist Auslaßöffnungen 16 für den Austritt von Luft auf, die in den Rotor eingesaugt wurde. Diese Auslaßöffnungen 16 könnten jedoch auch in den Seitenwandungen der Schale vorgesehen sein.

Erfindungsgemäß weist der Boden des Gehäuses 15 eine kreisförmige Mittelöffnung 17 auf, deren Durchmesser merklich viel kleiner ist als der Durchmesser des Speisekanals 8 des Schaumringes 7. Diese Öffnung 17 dient als Zugangsoder Eingangsöffnung zum Speisekanal 8. Der Außendurchmesser des Einsatzkörpers 13 ist größer als derjenige der kreisförmigen Mittelöffnung 17. Das Gehäuse 15 v/eist ferner seitlich des Ringkanals 1 4 eine andere kreisförmige Öffnung 18 auf, deren Durchmesser mindestens gleich dem Außen— durchmesser des Ringkanals 14 ist, d. h. mindestens gleich dem Innendurchmesser des Ansaugkanals 10.

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Um eine möglichst große Kompaktheit der Vorrichtung zu erzielen, mündet der Ringkanal 14 direkt in das Innere des Gehäuses 15 durch die öffnung 18 gegenüber der Öffnung 17.

Um die Vorrichtung auseinandernehmen zu können und um den Staub, der in dem Gehäuse und in dem dicken Rotor aufgefangen wurde, verwerten zu können, und um diesen Rotor austauschen zu können, besteht die Kammer 11 aus einem Träger 20, an dem in lösbarer Weise eine Kappe 21 von entsprechender Form befestigt ist, die mit Spiel den Rotor, der durch die Teile 6, 7, 15 gebildet wird, umgibt, und die den Ansaugkanal 10 mit dem Einsatzkörper, sowie Auslaßöffnungen 12 für die angesaugte Luft aufweist.

Eine Drehung mit großer Drehzahl (7000 bis 10000 U/min) erzeugt nach Art eines Gebläses den Unterdruck, der erforderlich ist, um die Luft anzusaugen.

Die verschmutzte Luft, die durch den Ringkanal 14 eingesaugt wird, tritt in das Gehäuse 15 in Form eines Schlauches ein und strömt dann durch die mittlere Öffnung 17 und durchsetzt den Filter 7 aus Polyurethan-Schaum und strömt dann durch die am Umfang angeordnete Auslaßöffnungen

16 und wird in die Atmosphäre über die Auslaßöffnungen des Gehäuses 1 zurückgeführt.

Die sehr großen Teilchen werden nicht zur Mittelöffnung

17 hin geführt. Durch Trägheit trennen sie sich vom Luftstrom und werden zum Boden des Gehäuses 15 hingeführt, wo zwei Mechanismen auf sie einwirken. Einmal ein Stoßeffekt und erfolgt eine Mitnahme in einer wirbelnden Kreisringströmung, und zwar durch die Drehung des Gehäuses. Diese

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Teilchen werden dann zur inneren ümfangswand des Gehäuses geführt, wo sie unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft festgehalten werden.

Die ansaugbaren Teilchen folgen der Luftströmung und treten in die Schale 6 ein, welche den Filter 7 aus Polyurethan-Schaumstoff enthält, in dem sie abgeschieden oder aufgefangen werden.

Die Messung wird anschließend durchgeführt, indem man getrennt die Schale 6, die den Schaumstoffring 7 enthält, und das Gehäuse 15 wiegt. Durch die Gewichtsunterschiede vor und nach der Entnahme ergibt die erste Wiegung und das Gewicht des Staubes, der eingeatmet werden kann, und die zweite Wiegung das Gewicht der sehr großen Staub- oder Schmutzteilchen. Da das Volumen des Filters bekannt ist, kann man die entsprechenden Konsentrationen an der Entnahmestelle ableiten.

I4it einer Vorrichtung, deren Schale 6 einen Durchmesser von 3 5 mm hat, und mit einer Drehzahl von 8000 U/min sich dreht, wobei ein Luftdurchsatz von 600 l/h erfolgt, erhält man einen mittleren Trennwert von 3 ra. Wenn man aus Luft suspendierten Kohlenstaub entnimmt, so erhält man einen Gehalt von 70% Staubteilchen, die normalerweise durch die oberen Atmungswege des Menschen aufgefangen werden, und 30% Staubteilchen, die normalerweise in die Lungenalveolen eintreten, wo sie sich ablagern.

Andere Einstellungen sind möglich, wenn man die Drehzahl verändert oder die Abmessungen der Eintritts- oder Austrittsöffnungen .

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Bei einer Ausführungsform kann die Vorrichtung vom Menschen während seiner Arbeit getragen werden, so daß individuell Staub entnommen wird, und zwar wegen der geringen Abmessungen der Vorrichtungen und des geringen Gewichtes und der außerordentlichen Robustheit.

Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung der Verschmutzung der Umgebungsluft verwendet werden, wobei die Staubteilchen, die eingeatmet werden können, von denjenigen abgetrennt werden, die normalerweise durch die oberen Atmungswege zurückgehalten werden.

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Claims

MÜLLER-BORJS · I)SUFEL · SCHÖN · JBLERTEL

PATEJiTAHWiLTE

2817956 2 h. APR. 1978

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWAUTVON 1927-J975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

Hl/Gei.-C 3031

CHARBONNAGES DE FRANCE, 75008 Paris / Frankreich

Vorrichtung zur selektiven Entnahme nach einem granulometrischen Trennverfahren von in einem gasförmigen Milieu, wie beispielsweise in der Atmosphäre, suspendierten Staub- oder Schmutzteilchen

Patentansprüche

Vorrichtung zur selektiven Entnahme nach einem granulometrischen Trennverfahren von in einem gasförmigen Milieu, wie beispielsweise in der Atmosphäre, in Suspension gehaltene Staub- oder Schmutzteilchen, mit einer sich drehenden Baugruppe, die einen dicken Rotor aus einem luftdurchlässigen Material aufweist, der einen zentralen Speisekanal hat, welcher eine mittlere Ansaugöffnung aufweist und der drehfest mit einer luftundurchlässigen Tragplatte verbunden ist, wobei sich diese Baugruppe mit einer großen Drehzahl innerhalb einer zylindrischen Entnahmekaramer dreht, die eine mittlere Ansaugöffnung aufweist, die koaxial zur sich drehenden

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MUTN-CIIEN 88 -SIEBERXSTH. 4 · POSTFACK 880720 · KABEL: 1ΠΤΕΒΟΡΑΤ -ITEI.. (089) 474003 -TELEX 5-24283

ORIGINAL INSPECTED

Baugruppe verläuft und wenigstens eine am Umfang angeordnete Austrittsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Ansaugkanal ein Ringkanal (14) ist, dessen innerer Durchmesser merklich größer ist als die Ansaugöffnung (17) des Speisekanals (8) des dicken Rotors (7), daß die sich drehende Baugruppe (6, 7) ein zylindrisches, koaxiales Gehäuse (15) aufweist, welches wenigstens teilweise den Rotor (7) mit Ausnahme der mittleren Ansaugöffnung (17) abdeckt und seitlich des Ringkanals (14) eine Öffnung (18) aufweist, deren Durchmesser zumindest gleich dem Außendurchmesser des Ringkanals (14) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Gehäuses (15), die wenigstens teilweise den dicken Rotor (7) abdeckt, eine zentrale kreisförmige Öffnung (17) aufweist, deren Durchmesser merklich viel geringer ist oils der Durchmesser des mittleren Speisekanals (8) des Rotors (7), und daß diese mittlere Öffnung (17) eine Eintrittsöffnung für den Speisekanal (8) des Rotors (7) bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Ansaugkanal (14) in das Gehäuse (15) gegenüber der mittleren Öffnung (17) mündet, die im Boden des Gehäuses (15) ausgebildet ist, der den Rotor (7) bedeckt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere ringförmige Ansaugkanal (14) aus einem Rohr (10) besteht, welches mit einem zentralen Einsatzkörper (13) ausgerüstet ist.

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