DE3230280C2 - Zyklon - Google Patents

Abstract

Beschrieben ist ein Zyklon mit einem rohrförmigen Außenmantel (1), der an seiner Einlaufseite einen Leitapparat (2) und ein in seiner Längsachse (3) liegendes Tauchrohr (4) aufweist. Um die Abscheidung der bekannten Zyklone ähnlichen Aufbaus zu verbessern, ist erfindungsgemäß außen am Tauchrohr (4) koaxial zu diesem ein sich erweiternder Abweisschirm (5) befestigt. Es wurde beobachtet, daß hierdurch die Sekundärströmung nicht mehr an der Außenseite des Tauch rohres entlang läuft, sondern sie muß nun auf der äußeren Oberfläche des Abweisschirmes nach unten gleiten. Vorteilhaft ist es dabei, wenn erfindungsgemäß der Winkel zwischen der Schirmfläche (5) und der Zyklonachse (3) im Bereich von 5-15 °, vorzugsweise zwischen 8 ° und 9 ° liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zyklon mit einem rohrförmigen Außenmantel, mit einem an dessen Einlaufseite angebrachten Leitapparat und mit einem in der Längsachse liegenden Tauchrohr, an dessen äußerem Umfang koaxial zu diesem ein sich erweiternder Abweisschirm befestigt ist.

Derartige Zyklone, die auch zu einem sogenannten Multizyklon zusammengeschaltet sein können, sind durch die Zeitschrift »Filtration and Separation« May/ June 1976 (Seite 160. Figur 5) und die DE-PS 4 94 107 bekanntgeworden.

Diese Zyklone werden zur Reinigung verschiedener Medien verwendet, zumeist Gasen, wobei bevorzugt Luft, Erdgas, Industriegas, Synthesegase usw., manchmal auch Flüssigkeiten zu reinigen sind. Die aus diesem Medium auszuscheidenden Verunreinigungen sind zumeist feste Stoffe, z. B. Rost, häufig aber Flüssigkeiten, z. B. organische Verbindungen und Wasser, wobei hier die höheren Kohlenwasserstoffe eine besondere Rolle spielen.

Es hat sich gezeigt, daß die Abscheideleistung dieser bekannten Zyklone verhältnismäßig gering ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs bezeichneten Zyklon die Abscheideleistimg zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 dadurch, daß der im Abscheideraum befindliche Rand des Abweichschirmes gezackt ist.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Winkel zwischen der Schirmfläche und der Zyklonachse im Bereich von 5—15°, vorzugsweise zwischen 8° und 9° liegt. Man hat aber auch festgestellt, daß bei Winkeln von über 45° die Abscheidung gegenüber bekannten Zyklonen immer noch verbessert ist.

Bei zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung der Erfindung ragt der Abweisschirm tiefer in den Abscheideraum hinein als das Tauchrohr. Durch diesen Aufbau wird der Weg der Sekundärströmung außen auf der Oberfläche des Abweisschirms nach unten hin noch länger, und die Wahrscheinlichkeit des Transfers der Verunreinigungen von der Unterkante des Außenschirmes zur Unterkante des Tauchrohrs hin wird geringer, während der Transfer vom Abweisschirm zur Innenwand des Zyklonaußenmantels größer wird. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der Abscheidung verbessert werden.

Sehr vorteilhaft für die Produktion und Fertigung derartiger Zyklone ist es, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Leitapparat und der Abweisschirm aus einem Stück bestehen. Beispielsweise kann der Leitapparat aus Stahlguß gefertigt werden, wodurch eine wesentlich preiswertere Herstellung erreicht werden kann als durch Fräsen aus massiven Blökken, wie es bislang teilweise noch üblich ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 einen Zyklon mit einem Leitapparat und Abweisschirm, abgebrochen und im Schnitt gezeigt,

Fig.2 die Draufsicht auf einen Zyklon, wobei der Außenmantel weggelassen ist,

Fig.3 die unten abgebrochene Seitenansicht des Leitapparates des neuen Zyklons, wie von oben in F i g. 2 gezeigt ist, und

Fig.4 im Schnitt und abgebrochen eine Ausführungsform eines Zyklons mit Leitapparat und gezacktem Abweisschirm.

Der in Fig. 1 gezeigte Zyklon weist einen rohrförmigen Außenmantel 1 auf, an dessen Einlaufseite ein allgemein mit 2 bezeichneter Leitapparat angebracht ist. Koaxial zur Längsachse 3 des Außenmantels 1 ist ein Tauchrohr 4 vorgesehen, dessen Längsachse identisch mit der Längsachse 3 des Außenmantels 1 ist.

Der Leitapparat 2 ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 1—3 einstückig mit einem Abweisschirm 5 ausgebildet, wobei z. B. Leitapparat 2 und Abweisschirm 5 aus Stahlguß gefertigt sind. Man erkennt, auch in Verbindung mit den F i g. 2 und 3, wie die den Leitapparat 2 bildenden Schlitze 6 unter etwa 45—60° zur Längsachse 3 geneigt verlaufen, so daß die in der Darstellung der Figuren von oben eingeleitete Luft oder das zu reinigende Gas gemäß den Pfeilen 7 in den F i g. 2 und 3 schräg umgelenkt eine Horizontalkomponente erhält, wobei sich die im Zyklon übliche Drehung ergibt.

Der Abweisschirm 5 steht zur Richtung des Außenmantels 1, aber auch des Tauchrohres 4 und damit zur Längsachse 3 koaxial, er erweitert sich aber zum Abscheideraum 8 hin, so daß im Schnitt mit der Darstellung der Fig. 1 ein Winkel zwischen der Schirmwand und der Längsachse 3 von 8,5° entsteht.

Bei der Ausführungsform der F i g. 4 is zwar auch ein sich nach außen unten erweiternder Abweisschirm 5 am Tauchrohr 4 angesetzt, der Leitapparat 2 ist aber nicht aus einem Stück mit dem Abweisschirm 5 gebildet. Außerdem beträgt der Winkel des Abweisschirmes 5 bzw. der Wand im Querschnitt zur Längsachse 3 45". Der untere Rand 9 des Abweisschirmes 5 liegt bei der Ausführungsform nach den Fig. 1—3 weiter unten als der untere Rand 10 des Tauchrohres 4. Mit anderen Worten ragt bei der Ausführungsform nach F i g. 1 der Abweisschirm 5 tiefer in den Abscheideraum 8 hinein als das Tauchrohr 4.

Bei der Ausführungsform der Fig.4 sind die Merkmale der Erfindung zeichnerisch dargestellt; der untere Rand 9 des Abweisschirmes 5 ist gezackt ausgebildet, wobei die eine Zackenlänge 11 bewußt langer ausgebildet ist als die andere Zackenlänge 12. Entsprechend gezackt hat man sich den Rand 9 in F i g. 1 vorzustellen.

Die Sekundärströmur.g, die sich im Betrieb einstellen kann, ist durch die Pfeile 13 in der F i g. 1 dargestellt Sie entsteht an der Innenfläche des Außenmanfels 1 etwa an der Stelle 14 oder darüber und wandert zunächst am Außenmantel 1 nach oben bis zur Unterkante des Leitapparates 2. Dort wandert sie nach innen in Richtung auf die Längsachse 3 hin, bis sie auf die Außenfläche des Abweisschirmes 5 trifft Dort wird sie nach unten geleitet bis /um äußeren unteren 9 des Abweisschirmes 5, wo sie abgerissen wird. Es gelingt dieser Sekundärströmung 13 nicht, vom unteren Rand 9 des Abweisschirmes 5 in merklicher Menge in die Strömung zu gelangen, die im Tauchrohr 4 aufwärts geführt wird. Dadurch gelangen die Verunreinigungen der Sekundärströmung 13 nicht in das Tauchrohr 4, und der Abscheidungseffekt des neuen Zyklons wird wesentlich verbessert.

Ohne den Abweisschirm würden Flüssigkeiten oder auch mechanische feste Stoffe als Verunreinigungen am oberen Außenmantel zum Leitapparat und von diesem an der Außenfläche des Tauchrohres nach unten zum Abscheideraum hin wandern, bis sie die Unterkante des Tauchrohres erreichten und dann in dieses hineingerissen wurden. Besonders bei wechselnden Betriebsbedingungen und im unteren Lastbereich hat man diese nachteilige Sekundärströmung festgestellt. Es wurde registriert, daß bei herkömmlichen Zyklonen die Abscheideleistung allein aufgrund dieser Sekundärströmung erheblich abfallen kann. Durch den Abweisschirm wird die Abschcideleistung erheblich verbessert.

Die Sekundärströmung kann jetzt nicht an der Außenfläche des Tauchrohres entlanglaufen, sondern sie muß auf der äußeren Oberfläche des Abweisschirmes nach unten gleiten. Durch das Aufstellen bzw. die nach außen vorgesehene Erweiterung des Abweisschirmes kommen die Verunreinigungen in größerem Abstand zum Tauchrohrinneren, wodurch sich zwei Vorteile ergeben: Einerseits ist verständlich, daß durch den größeren Abstand vom Tauchrohr ein Mitreißen der den Abweisschirm herabwandernden Verunreinigungen unwahrscheinlicher wird, und andererseits findet man durch die Verengung zwischen dem Abweisschirm unten und dem Außenmantel innen eine erhöhte Geschwindigkeit vor, die ein Mitreißen der Verunreinigungen vom Tauchrohr weg besorgt. Hierdurch können also die Verunreinigungen vom Tauchrohr mit Vorteil ferngehalten werden, durch welches ja die gereinigten Medien abgezogen werden.

Durch den Abweisschirm hat man die Sekundärströmungen nun sehr vorteilhaft an den Außenmantel abgeleitet. Es können jetzt Betriebsschwankungen in einem Leistungsbereich von 40 bis 100% der normalen Durchsatzleistung bei guter Abscheidung ausgeführt werden.

Der gezackte Rand des Abweisschirmes unterstützt die Strömungsführung, insbesondere wird eine Tropfchenbildung im Fall von flüssigen Verunreinigungen begünstigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zyklon mit einem rohrförmigen Außenmantel (1), mit einem an dessen Einlaufseite angebrachten Leitapparat (2) und mit einem in der Längsachse (3) liegenden Tauchrohr (4), an dessen äußerem Umfang koaxial zu diesem ein sich erweiternder Abweisschirm (5) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der im Abscheideraum (8) befindliehe Rand (9) des Abweisschirmes (5) gezackt ist

2. Zyklon nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichet, daß der Winkel (λ ) zwischen der Schirmfläche (5) und der Längsachse (3) im Bereich von 5° bis 15°, vorzugsweise zwischen 8° und 9° liegt.

3. Zyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abweisschirm (5) tiefer in den Abscheideraum (8) hineinragt als das Tauchrohr (4).

4. Zyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitapparat (2) und der Abweisschirm (5) aus einem Stück bestehen.

5. Zyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitapparat (2) mit zur Längsachse (3) unter 45° bis 60° geneigten Schlitzen (6) versehen ist.

6. Zyklon nach einem der Ansprüche ! bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zacken des Randes (9) des Abweisschirmes unterschiedliche Zackenlängen (11, 12) aufweisen.

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