DE3122052A1 - Zyklonseparator - Google Patents
ZyklonseparatorInfo
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
- B04C5/04—Tangential inlets
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- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
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Description
Die Erfindung betrifft Zyklonseparatoren und insbesondere Zyklonseparatoren mit Zufluß-Führungsschaufeln.
Zyklonseparatoren werden für verschiedene Zwecke verwendet, beispielsweise zur zentrifugalen Abtrennung oder Sammlung
von Festkörperpartikeln aus Fremdmaterial aus einem Fluid durch Verwirbelung in Wirbeln des Fluids, zur Klassifizierung
von Festkörperpartikeln in einem Fluid entsprechend den Massenbeträgen der einzelnen Partikel, oder zur Herbeiführung
eines Wärmeaustausches zwischen einem Festkörper und einem Gas durch Kontakt zwischen ihnen oder während
ihrer Separation. Die Zyklone werden unabhängig oder in Kombination mit anderen Vorrichtungen verwendet, und zwar
in Abhängigkeit von den Zwecken, denen sie dienen sollen, beispielsweise:
(a) Ein Separator wird am Abschlußende einer pneumatischen Partikeltransferlinie verwendet.
(b) Ein Separator wird am Abschlußende einer Strecken-Lufttrocknungsleitung
für Kohle oder ähnliches verwendet.
(c) Ein Zyklonseparator wird in einer Pulverisierungsanlage mit geschlossenem Kreis für verschiede Erze oder
andere Rohmaterialien verwendet.
(d) Ein Wärmeaustauscher zur Vorheizung von rohem Zementpulver, Aluminiumhydroxidpulver oder pulverigem Kalk
oder andere Materialien vor der Kalzinierung.
Es wurden bereits verschiedene Untersuchungen mit dem Ziel ausgeführt, den Druckverlust zu vermindern und den Separationswirkungsgrad
der Zyklonseparatoren der vorstehend erwähnten Gattungen zu erhöhen. Diese Ziele stehen jedoch
zueinander im Gegensatz, da die allgemeine Tendenz besteht, daß ein Zyklonseparator mit geringem Druckverlust einen
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geringen Separationswirkungsgrad aufweist oder umgekehrt. Unter den bekannten Zyklonkonstruktionen weist ein Zyklonseparator
mit einer Zufluß-Führungsschaufel an einer Einlaßleitung
trotz seines geringen Druckverlustes einen verhältnismäßig hohen Separationswirkungsgrad auf, der
gleichwohl nicht zufriedenstellend hoch genug ist. Der . Druckverlust und die Sammlungsleistung eines Zyklonseparators
einer Standard- oder einfachen Konstruktion wurden in einem praktischen Ausmaß bereits durch theoretische Analysen
erklärt. Es wurde jedoch bisher keine ausreichende Analyse des Verhaltens von Fluidströmungen innerhalb eines Zyklons
einer speziellen Konstruktion vorgenommen, wie eines Zyklons mit einer Zufluß-Führungsschaufel.
Angesichts der vorstehend erläuterten Probleme wurden ausführliche
Untersuchungen unternommen, um einen Zyklonseparator mit einer Zufluß-Führungsschaufel zu schaffen, der die beiden
vorstehend aufgezeigten Forderungen erfüllen kann. Es wurde gefunden, daß die beiden Ziele dadurch erreicht werden
können, daß eine Zufluß-Führungsschaufel mit bestimmten
Abmessungen und einer bestimmten Gestalt am Einlaß des Zyklonseparators in geeigneter Weise angeordnet wird.
Gemäß der Erfindung wird also ein Zyklonseparator zur Abtrennung oder Sammlung von Festkörperpartikeln aus einem
Fluid geschaffen, der einen vertikal angeordneten geraden Zylinderabschnitt mit einer Einlaßleitung zur Einführung
eines Fluids in Umfangs- oder Tangentialrichtung aufweist und in den eine Auslaßleitung zentral durch sein Oberteil
oder seine Deckwand eingeführt ist, ferner mit einem Separationsabschnitt von invertierter konischer Gestalt,
der angrenzend unterhalb des geraden Zylinderabschnitts geformt ist und einen Auslaß für abgetrennte Festkörperpartikel
an seinem konvergierten unteren Teil aufweist. Der erfindungsgemäße Zyklonseparator zeichnet sich dadurch aus, daß
eine Zufluß-Führungsschaufel in den geraden Zylinderabschnitt
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entlang einer Verlangerungslinie der inneren Seitenwand
der Einlaßleitung hineinragt und eine Breite von 0,1 bis 0,5 eines Dimensionsverhältnisses zum Radius des geraden
Zylinderabschnitts aufweist, wobei ferner das obere Ende der Zufluß-Führungsschaufel an einer Position angeordnet
ist, die um eine Strecke von 0,05 bis 0,5 eines Dimensionsverhältnisses zur Höhe der Einlaßleitung niedriger liegt
als die Deckwandfläche der Einlaßleitung.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ragt die Zufluß-Führungsschaufel in den geraden Zylinderabschnitt
des Zyklons im wesentlichen entlang einer Verlängerungslinie der inneren Seitenwand der Einlaßleitung hinein und
weist eine Breite von 0,1 bis 0,5 eines Dimensionsverhältnisses zum Radius des geraden Zylinderabschnitts auf, wobei
ferner das untere Ende der Zufluß-Führungsschaufel an einer Position angeordnet ist, die im Abstand von wenigstens
1,1 eines Dimensionsverhältnisses zur Höhe der Einlaßleitung
angeordnet ist, ohne daß sie sich über das untere Ende des geraden Zylinderabschnitts hinaus erstreckt.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische
Ansicht eines herkömmlichen Zyklons mit Standardkonstruktion, der nicht mit einer
Zufluß-Führungsschaufel ausgestattet ist;
Fig. 2 ein Querschnitt des Zyklons der Fig. 1;
Fig. 3 eine teilgeschnittene schematische Ansicht
eines herkömmlichen Zyklons mit einer Zufluß-Führungsschaufel
;
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Pig. 4 einen Querschnitt des Zyklons der Fig. 3;
Fig. 5 einen Längsschnitt eines Zyklons gemäß der
Erfindung;
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung
des Dimensionsverhältnisses W/R mit dem Separationswirkungsgrad bzw. der Separationsleistung und dem Druckverlust;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung
des Dimensionsverhältnisses l/H mit dem Separationswirkungsgrad bzw. der Separationsleistung und dem Druckverlust;
Fig. 8 eine schematische Längsschnittansicht einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 eine graphische Darstellung der Beziehung
des Dimensionsverhältnisses L/h zum Separationswirkungsgrad bzw. der Separationsleistung und
dem Druckverlust; und
Fig. 10 und 11 Querschnittsansichten weiterer Ausführungsformen der Erfindung.
In den Fig. 1 und 2 ist ein herkömmlicher Zyklon vom Standardtyp dargestellt, der nicht mit einer Zufluß-Führungsschaufel
ausgestattet ist. Der Zyklon weist einen geraden zylindrischen Abschnitt 1 und einen umgekehrten Kegelabschnitt 2
auf, der angrenzend unterhalb des geraden Zylinderabschnitts 1 geformt ist und der eine sich zu einem Auslaß 3 hin nach
unten verminderte Querschnittsfläche aufweist; der Auslaß 3 ist am unteren Ende zum Abzug des abgetrennten fremden
Feststoffmaterials vorgesehen. Das obere Ende des Zylinderabschnitts
1 ist mit einer Deckwand 4 verschlossen, die in
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der Mitte mit einer Öffnung zur Aufnahme des unteren Endteils
einer Auslaßleitung 5 im oberen Zylinderabschnitt 1 versehen ist. Eine Einlaßleitung 6 ist tangential oder umfangsmäßig
mit dem oberen Ende des geraden Zylinderabschnitts 1 verbunden, um ein Festkörperpartikel enthaltendes Fluid
zuzuführen, das separiert oder klassifiziert werden soll. Der Zustrom der Mischphase wird zwischen der Auslaßleitung
5 und der inneren Wandfläche des geraden Zylinderabschnitts 1 zur Bildung eines Wirbels bzw. eines Vortex 8 verwirbelt,
der allmählich abgesenkt und schließlich am konvergierten unteren Ende des konischen Abschnitts zur Bildung einer
zentralen Axialströmung umgekehrt wird, welche den Zyklon durch die Auslaßleitung 5 verläßt. Andererseits werden die
Festkörperpartikel in dem Vortex 8 separiert oder klassifiziert, und zwar unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft
zu den inneren Wandflächen des geraden Zylinderabschnitts und des unteren konischen Abschnitts 2 in und entlang dieser
Wandflächen bis zum Austrag durch den Auslaß 3.
Diese Art eines Zyklons leidet nicht nur an einer ungenügenden Separationswirkung, sondern auch an einem großen Druckverlust
im Fluid, so daß es erforderlich ist, ein Sauggebläse hoher Leistung zu verwenden. Es bestand daher ein erhebliches
Bedürfnis für die Verbesserung der Separationswirkung und die Verminderung des Druckverlusts. Es wird angenommen, daß
der große Druckverlust in dem vorstehend beschriebenen Zyklon aus den folgenden Gründen auftritt: Wie durch die Pfeile
in den Fig. 1 und 2 gezeigt, trifft das um die Auslaßleitung 5 herum gewirbelte Fluid schräg auf das frisch einströmende
Fluid aus der Einlaßleitung 6 auf und drückt das einströmende Fluid zur inneren Umfangswand des Zyklons, wodurch sich das
Phänomen der sog. "kontrahierten Strömung" ergibt. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Strömung an der inneren Umfangswand
des geraden Zylinderabschnitts im Vergleich zu derjenigen des Zufluß-Fluids in der Einlaßleitung 6 erhöht, wodurch
der Druckverlust aufgrund der Reibung an der inneren
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Umfangswand des Zylinderabschnitts erhöht wird.
Die Pig. 3 und 4 zeigen einen herkömmlichen Zyklonseparator mit einer Zufluß-Führungsschaufel. Im einzelnen ist der
Zyklon mit einer ZuflußrFührungsschaufel 10 versehen, die
sich in der Verlängerung der inneren Seitenwand der Einlaßleitung und in der gleichen Höhe wie diese erstreckt.
Wie in der Fig. 4 gezeigt ist, trifft das zufließende Fluid, das durch die Einlaßleitung 6 eingelassen und um
das untere Ende der Äuslaßleitung 5 herumgewirbelt worden ist, auf die Zufluß-Führungsschaufel 10 auf und wird daher
in eine Richtung gelenkt, die im wesentlichen parallel mit der des frisch zuströmenden Fluids ist. Die Anbringung
der Einlaß-Führungsschaufel verhindert daher das Auftreten des vorstehend erwähnten Phänomens der kontrahierten Strömung
und des Anwachsens der Strömungsgeschwindigkeit, um den Druckverlust zu unterdrücken. *In einem Fall, bei dem die
Strömungsgeschwindigkeit an der inneren Umfangswand aufgrund der Erscheinung der kontrahierten Strömung, wie in
der Fig. 2 gezeigt, erhöht wird, wird der Druckverlust aufgrund der größeren Zahl von Umdrehungen des Fluids
erhöht. In dieser Hinsicht trägt die Zufluß-Führungsschaufel
10 auch dazubei, die Anzahl der Umdrehungen des Fluids und damit des Druckverlusts zu vermindern.
Die Zufluß-Führungsschaufel 10 hat also die Funktion, den
Druckverlust wirksam zu vermindern, sie wirft jedoch das Problem auf, daß der Separationswirkungsgrad für Festkörperpartikel
beeinträchtigt wird. Die herkömmliche und bekannte Zufluß-Führungsschaufel kann also keine vollkommene
Verbesserung herbeiführen.
Angesichts dieses Problems wird durch die Erfindung sowohl der Druckverlust als auch die Separationsleistung bzw. der
Separationswirkungsgrad verbessert, und zwar unter Berücksichtigung ihrer Beziehung zur Gestalt, den Abmessungen und
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der Montageposition der Zufluß-Führungsschaufel.
Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei
dem ein Dimensionsverhältnis W/R, nämlich ein Verhältnis der Breite W der Einlaß-Führungsschaufel zu dem Radius R
des geraden Zylinderabschnitts des Zyklons der in der graphischen Darstellung der Fig. 6 gezeigten Beziehung
entspricht. Wie sich hieraus ergibt,sinkt der Druckverlust beim Ansteigen von W/R abrupt ab und bleibt im wesentlichen
auf einem konstanten Wert, wenn das Verhältnis W/R größer ist als etwa 0,5. Andererseits wird anfänglich die Separationswirkung
mit zunehmendem Wert von W/R erhöht und sinkt dann allmählich nach einem Spitzenwert bei einem
Dimensionsverhältnis W/R von etwa 0,1 bis 0,3 wieder ab. Obwohl die Beziehung von W/R zum Separationswirkungsgrad /*£
und dem Druckverlust Δ P des Zyklons durch die Gestalt des Zyklons, die Länge des eingesetzten unteren Endes der
Auslaßleitung und die Gestalt der Zufluß-Führungsschaufel
beeinflußt wird, ist es möglich, einen hohen Separationsgrad zu erzielen und gleichzeitig den Druckverlust auf ein
Minimum herabzudrücken,indem derWert von W/R auf 0,1 bis
0,5 eingestellt wird.
Es wurden mit Bezug auf die Fig. 5 Experimente ausgeführt, um den Einfluß eines Dimensionsverhältnisses von l/h,
nämlich einem Verhältnis des Abstandes 1 zwischen dem oberen Ende 10a der Zufluß-Führungsschaufel 10 und der Deckwandfläche
6a der Einlaßhöhe 6 zur Höhe h der Einlaßhöhe 6 auf den Druckverlust und die Separationswirkung zu studieren.
Die Ergebnisse sind in der Fig. 7 gezeigt, woraus eine vollständig neue Tatsache hervorgeht, daß die Tendenz besteht,
daß sich der Druckverlust gleichzeitig mit einer Erhöhung der Separationswirkung vermindert, wenn der Wert von l/h
allmählich von 0 erhöht wird (derjenige Zustand des Standes der Technik, bei dem das obere Ende 10a der Zufluß-Führungsschaufel
auf der Höhe der Deckwandfläche 6a der Einlaßleitung
130067/086 7.
liegt), d.h., wenn das obere Ende 10a von der Deckwandfläche
6a der Einlaßleitung weg abgesenkt wird. Wie sich aus der Fig. 7 klar ergibt, wird der Druckverlust zu
einem Dimensionsverhältnis l/h von etwa 0,05 hin scharf vermindert und verbleibt auf dem verminderten Wert, bis
ein Verhältnis von etwa 0,5 erreicht worden ist. Andererseits wird der Separationswirkungsgrad zusammen mit einem
Anwachsen des Verhältnisses l/h erhöht und dann nach einem Maximum in der Nähe eines Dimensionsverhältnisses von etwa
0,1 bis 0,3 allmählich verringert. Bei einem Dimensionsverhältnis l/h über etwa 0,5 fällt der Separationswirkungsgrad
auf einen Wert ab, der sogar geringer ist als der Anfangswert, an welchem das Dimensionsverhältnis l/h = Null
ist. Die Beziehung des Dimensionsverhältnisses l/h zum Separationswirkungsgrad λί und dem Druckverlust Δ P des
Zyklons wird durch die Gestalt des Zyklons beeinflußt, sowie durch die Einsatzlänge der Auslaßleitung in dem Zyklon und
die Breite W der Zufluß-Führungsschaufel. Es wurde jedoch gefunden, daß ein hoher Separationswirkungsgrad gleichzeitig
mit einer Absenkung des Druckverlustes auf ein Minimum dadurch sichergestellt werden kann, daß das Dimensionsverhältnis l/h im Bereich von 0,05 bis 0,5, vorzugsweise
im Bereich von 0,1 bis 0,3 gewählt wird.
Die Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, in welcher das untere
Ende der Zufluß-Führungsschaufel sich auf einen Pegel erstreckt, der niedriger ist als die Bodenfläche 6b der
Einlaßleitung, wodurch gleichzeitig der Druckverlust und der Separationswirkungsgrad verbessert werden.
Die Fig. 9 zeigt die Ergebnisse von Untersuchungen, die auf den Einfluß von L/h gerichtet waren, also bezüglich
eines Verhältnisses der Höhe L der Zufluß-Führungsschaufel 10 zur Höhe h der Einlaßleitung, auf den Druckverlust und
den Separationswirkungsgrad, wobei ein Zyklon mit H/h =" 1,4
verwendet wird, nämlich einem Verhältnis der Höhe H des
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geraden Zylinderabschnitts 1 zur Höhe h der Einlaßleitung
6. Wie sich klar aus der Fig. 9 ergibt, wird der Druckverlust mit einem Anstieg des Verhältnisses L/h vermindert,
während der Separationswirkungsgrad scharf bis zu einem Verhältnis L/h von etwa 0,7 abgesenkt wird, jedoch ansteigt,
wenn das untere Ende der Zufluß-Führungsschaufel sich unter die Höhe der Bodenfläche der Einlaßleitung 6 erstreckt
(L/h > 1,0); dabei zeigt sich, daß beim Verhältnis von etwa 1,2 bis 1,4 ein'Separationswirkungsgrad erzielbar ist,
der vergleichbar mit einem Fall ist, bei dem das Höhenverhältnis L/h gleich Null ist. Die Separationswirkung
wird wiederum in einem Fall abgesenkt, bei dem der untere Endteil der Zufluß-Führungsschaufel so weit ausgedehnt
wird, wie der invertierte konische Abschnitt des Zyklons (L/h > 1,4). Diese Ergebnisse zeigen, daß es möglich ist,
den Druckverlust auf ein Minimum zu unterdrücken und gleichzeitig einen hohen Separationswirkungsgrad sicherzustellen,
in dem das Verhältnis L/h auf einen Wert von größer 1,2 und
kleiner als 1,4 (= H/h) eingestellt wird.
Die Beziehung des Verhältnisses L/h zum Separationswirkungsgrad λ\ und zum Druckverlust Δ P wird beeinflußt durch die
Gestalt des Zyklons, die Länge des eingesetzten unteren Endteils der Auslaßleitung in dem Zyklon, die Breite W der
Zufluß-Führungsschaufel und den Abstand 1 zwischen dem oberen
Ende der Zufluß-Führungsschaufel und der Deckwand der Einlaßleitung . Der Druckverlust kann jedoch auf ein Minimum
herabgedrückt werden und ein hoher Separationswirkungsgrad sichergestellt werden, in dem das Verhältnis L/h auf einen
Wert von größer 1,1 eingestellt und das untere Ende 10b der Zufluß-Führungsschaufel nach unten bis zu einem Punkt
kurz vor dem unteren Ende des geraden Zylinderabschnitts 1 geführt wird (oder dem' Verbindungsteil zwischen dem geraden
Zylinderabschnitt 1 und dem umgekehrt kegeligen Abschnitt 2). Noch bevorzugter ist es, wenn das obere Ende 10a der Zufluß-Führungs
schaufel in einer Höhe angeordnet ist, die niedriger
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ist als die Deckwandfläche 6a der Einlaßleitung 6. In einem Fall ragt die Zufluß-Führungsschaufel einwärts entlang der
Verlängerung der inneren Seitenwand der Einlaßleitung zu einem Punkt jenseits der Mittellinie Y des Zyklons, die
senkrecht zur Längsmittellinie der Einlaßleitung angeordnet ist, wie in der Fig. 10 gezeigt, oder die innere Seitenwand
der Einlaßleitung wird auswärts am Einlaß des Zyklons gedreht, wie in der Fig. 11 dargestellt. In diesen Fällen
ist es bevorzugt, die Zufluß-Führungsschaufel zum Zentrum des Zyklons abzulenken, so daß ein Fluideinführungsdurchgang
mit gleichförmiger oder sich vergrößernder Weite angrenzend an die Einlaßleitung und zwischen der Zufluß-Führungsschaufel
und der inneren Umfangswand des Zyklons gebildet wird, da anderenfalls der Fluid-Einführungsdurchgang
schmaler wird als die Leitung am Einlaß des Zyklons, wodurch der Druckverlust aufgrund der höheren Strömungsgeschwindigkeit
des Zuflußfluids erhöht würde. Durch Ausbildung eines Fluid-Einführungsdurchgangs gleichförmiger
oder zunehmender Weite wird also das Anwachsen des Druckverlustes unterdrückt. Die Weite des Fluid-Einführungsdurchgangs
kann jedoch an dem vorragenden inneren Ende der Zufluß-Führungsschaufel leicht verengt werden, und zwar in
Abhängigkeit vom Betriebszweck, für den der Zyklon beabsichtigt
ist, beispielsweise in einem Fall, bei den ein höherer Separationswirkungsgrad trotz eines Anwachsens des
Druckverlusts erwünscht ist.
Es ist möglich verschiedene Abänderungen oder Abwandlungen bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der
Erfindung vorzunehmen. Obwohl die Zufluß-Führungsschaufel 10 allgemein am inneren Ende der Einlaßleitung 6 befestigt
ist, ist es beispielsweise möglich, sie an der Auslaßleitung 5 unter Verwendung einer Klammer anzubringen. Bei einem
Zyklon, der zum Betrieb bei hohen Temperaturen bestimmt ist, ist es wünschenswert, eine Auskleidung aus hitzebeständigem
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und hitzeisolierendem Material an den inneren Wandflächen des Zyklons vorzusehen, und die Zufluß-Führungsschaufel
aus einem hitzefesten Stahl zu formen.
Durch das folgende experimentelle Beispiel werden im einzelnen die Auswirkungen der in Fig. 5 gezeigten Ausfuhrungsform
der Erfindung in Vergleich mit der herkömmlichen Zyklonkonstruktion
der Fig. 1 und 3 aufgezeigt.
Der Druckverlust und der Separationswirkungsgrad wurden unter
Verwendung eines gemäß Fig. 1 aufgebauten Zyklons gemessen, der die Abmessungen von 150 mm des Radius R
des geraden Zylinderabschnitts, 225 mm Höhe des geraden Zylinderabschnitts und 165 mm Höhe h der Einlaßleitung
hatte, und zwar für jeden der Fälle, bei denen (1) der Zyklon mit keiner Zufluß-Führungsschaufel versehen ist
(Fig. 1) und (2) der Zyklon mit einer Zufluß-Führungsschaufel versehen ist, deren oberes Ende in gleicher Höhe mit der
Deckwandfläche der Einlaßleitung angeordnet ist (l/h = Null) und eine Länge aufweist, die gleich der Höhe der Einlaßleitung
ist (L/h = 1) (Fig. 3), und (3) der Zyklon mit einer Zufluß-Führungsschaufel versehen ist, deren oberes
Ende 35 mm unterhalb der Deckwandfläche der Einlaßleitung liegt (l/h = 35/165^:0,2) und deren Höhe (die Abmessung
von der Deckwandfläche der Einlaßleitung zum unteren Ende der Führungsschaufel) 200 mm beträgt (L/h1= 1,2) (Fig. 5).
In allen Fällen betrug die Breite W der Führungsschaufel 40 mm (W/R = 0,27) und es wurde ein Pulver aus handelsüblichem
Zement in den Zyklon mit einer Zufuhrrate von 20 kg/min zusammen mit getrockneter Luft bei einer Geschwindigkeit
von 18 m/s in die Einlaßleitung eingeblasen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
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Versuch Nr.
Druckverlust Separations-(mmAq) wirkungsgrad
(1) einfacher Zyklon
(2) Zyklon mit herkömmlicher Führungsschaufel
(3) erfindungsgemäßer Zyklon
100
70 55
93,0
91,5 94,0
Wie sich aus der Tabelle 1 ergibt, weist der einfache Zyklon eine hohe Separationswirkung auf, jedoch auch einen großen
Druckverlust. Der Zyklon mit der herkömmlichen Führungsschaufel unterdrückt zwar den Druckverlust in einem gewissen
Maß, jedoch nur auf Kosten des Separationswirkungsgrades. Im Gegensatz hierzu vermindert der erfindungsgemäße Zyklon
den Druckverlust auf etwa die Hälfte eines einfachen Zyklons, hält jedoch gleichzeitig einen Separationswirkungsgrad aufrecht,
der sogar höher ist als beim einfachen Zyklon.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird verständlich, daß der erfindungsgemäße Zyklon, der gleichzeitig eine Verminderung
des Druckverlustes und eine Erhöhung des Separationswirkungsgrades ermöglicht, einen energiesparenden
Betrieb gestattet und daher großen Wert besitzt als Vorrichtung zur Abtrennung, Sammlung oder Klassifizierung von
Pulver oder partikelförmigem Material oder als wärmeaustauschende Einrichtung.
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Leerseite
Claims (4)
1. Zyklonseparator zur Abtrennung oder Sammlung von Festkörperpartikeln
aus einem Fluid, mit einem vertikal
angeordneten, geraden Zylinderabschnitt, der eine Einlaßleitung zur Einführung eines Fluids in ümfangs- oder Tangentialrichtung aufweist und in den eine Auslaßleitung durch das Oberteil oder seine Deckwand eingeführt ist, und mit einem Separationsteil von umgekehrter
Kegelgestalt, der angrenzend unterhalb des geraden
Zylinderabschnitts geformt ist und einen Auslaß für
abgetrennte Partikel an seinem konvergierten unteren
Teil aufweist, dadurch gekennz eichnet,
daß eine Zufluß-Führungsschaufel in den geraden Zylinderabschnitt des Zyklons entlang einer Verlängerungslinie
angeordneten, geraden Zylinderabschnitt, der eine Einlaßleitung zur Einführung eines Fluids in ümfangs- oder Tangentialrichtung aufweist und in den eine Auslaßleitung durch das Oberteil oder seine Deckwand eingeführt ist, und mit einem Separationsteil von umgekehrter
Kegelgestalt, der angrenzend unterhalb des geraden
Zylinderabschnitts geformt ist und einen Auslaß für
abgetrennte Partikel an seinem konvergierten unteren
Teil aufweist, dadurch gekennz eichnet,
daß eine Zufluß-Führungsschaufel in den geraden Zylinderabschnitt des Zyklons entlang einer Verlängerungslinie
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der inneren Seitenwand der Einlaßleitung hineinragt, daß die Zufluß-Führungsschaufel eine Breite von 0,1 bis
0,5 im Dimensionsverhältnis zum Radius des geraden Zylinderabschnitts aufweist, daß das obere Ende der
Zufluß-Führungsschaufel an einer Position angeordnet ist, die um eine Strecke niedriger als die Deckwandfläche
der Einlaßleitung liegt, welche 0,05 bis 0,5 eines Dimensionsverhältnisses zur Höhe der Einlaßleitung
beträgt.
2. Zyklonseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das obere Ende der Zufluß-Führungsschaufel
an einer Position angeordnet ist, die niedriger liegt als die Deckwandfläche der Einlaßleitung und zwar
um eine Strecke von 0,1 bis 0,3 eines DimensionsVerhältnisses
zur Höhe der Einlaßleitung.
3. Zyklonseparator zur Abtrennung oder Sammlung von Festkörperpartikeln
aus einem Fluid, mit einem vertikal angeordneten Zylinderabschnitt, der eine Einlaßleitung
zur Einführung eines Fluids in Umfangs- oder Tangentialrichtung aufweist und in den eine Auslaßleitung zentral
durch ein Oberteil oder seine Deckwand eingeführt ist, und mit einem Separationsabschnitt von umgekehrter
kegeliger Gestalt, der angrenzend unterhalb des geraden Zylinderabschnitts geformt ist und einen Auslaß für
abgetrennte Partikel an seinem konvergierten unteren Teil aufweist, wobei der gerade Zylinderabschnitt eine
Höhe von wenigstens dem 1,1-fachen der Höhe der Einlaßleitung
aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Zufluß-Führungsschaufel in den geraden Zylinderabschnitt
des Zyklons im wesentlichen entlang einer Verlängerungslinie der inneren Seitenwand der Einlaßleitung
hineinragt und eine Breite von 0,1 bis 0,5 eines Dimensionsverhältnisses zum Radius des geraden Zylinderabschnitts
aufweist, daß die Zufluß-Führungsschaufel mit
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ihrem unteren Ende in einer Position liegt, die in einer Entfernung von wenigstens 1,1 eines Dimensionsverhältnisses
zur Höhe der Einlaßleitung liegt, ohne daß sie sich über das untere Ende des geraden Zylinderabschnitts hinaus
erstreckt.
4. Zyklonseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet , daß die Zufluß-Führungsschaufel zum Mittelpunkt des Zyklons hin abgelenkt
ist, so daß sie einen Fluideinführungsdurchgang bildet, dessen Breite im wesentlichen gleich der der
Einlaßleitung in Draufsicht ist oder von dieser weg divergiert.
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