DE3634647A1 - Zyklonstaubsammler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zyklonstaubsammler und insbesondere eine Vorrichtung, welche Staubteilchen von einem in einer Trommel erzeugten Luftwirbel trennt.

Aus dem JP-GM 56-168 054 ist bereits ein Zyklonstaub­ sammler bekannt, der eine Staubkammer aufweist, die an ihrem oberen Teil ein Auslaßrohr trägt, in dem eine trichterförmige Zyklontrommel installiert ist. Die Trommel ist so ausgebildet, daß sie am unteren Ende in die Kammer mündet. Wenn bei dieser Anordnung ein Unterdruck in der Kammer erzeugt wird, um Staub tragen­ de Luft in die Kammer einzuführen, wo sie durch die kreisförmige Wandoberfläche der Kammer in eine Wirbel­ strömung gebracht wird, geht die wirbelnde Luft in die Trommel durch ihre untere Öffnung, wodurch die Wirbel­ geschwindigkeit weiter beschleunigt wird. Die Zentrifugalkraft in der Trommel wirkt so, daß in den Luftströmen enthaltene Staubteilchen separiert werden. Die so herauszentrifugierten Teilchen können dann längs der Innenneigung der trichterförmigen Trommel den ganzen Weg auf den Boden fallen, wo sie sich für die spätere Entfernung absetzen.

Ein solcher Staubsammler hat jedoch den Nachteil, daß der in der Trommel erzeugte Luftwirbel zum Ausblasen der Staubteilchen unter der Zentrifugalwirkung, damit sie längs der geneigten Innenwandfläche der Trommel nach unten laufen, nur eine unzureichende Staubsammelwirkung aufweist. Man hat deshalb vorgeschlagen, die innenseitige Neigung der tunnelförmigen Trommel soweit steiler zu machen, daß die Staubteilchen nach der Zentrifugierung schnell fallen können, bevor sie in dem Luftwirbel weggetragen werden. Diese Konstruktionsänderung der Trommel ergibt jedoch eine Zunahme der Gesamthöhe des Sammlers mit den zugehörigen Problemen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Zyklonstaubsammler zu schaffen, bei welchem die genannten Nachteile beseitigt sind und der in der Lage ist, in raumsparender Bauweise wirksam Staubteilchen von dem Luftwirbel durch Zen­ trifugieren zu separieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zyklon­ staubsammler gelöst, der einen zylindrischen Mantel hat, der vertikal durch eine horizontale unterteilende Platte in ein Paar von Kammern unterteilt ist, nämlich in eine obere Staubkammer und eine untere Staubkammer. In der Außenwand der unteren Kammer ist eine Luftein­ laßöffnung vorgesehen, um Staub enthaltende Umgebungs­ luft in den Mantel eintreten zu lassen. In dem Mantel ist eine einen Unterdruck erzeugende Einrichtung vor­ gesehen, die in der oberen Kammer durch eine in ihr vorgesehene Saugöffnung einen Unterdruck erzeugt. Im wesentlichen in der Mitte der unterteilenden Platte ist eine Verbindungsleitung so angebracht, daß sie sich nach unten in die untere Kammer zur Herstellung einer Luftströmungsbeziehung zwischen den Kammern erstreckt. In der unteren Kammer ist eine Zyklontrommel mit einem geschlossenen Boden derart angebracht, daß sie die Ver­ bindungsleitung umschließt und einen Abstand zu der Unterseite der unterteilenden Platte hat, um so einen schmalen Luftspalt zwischen der Platte und dem oberen Ende der unteren Kammer zu bilden. In der Trommel ist auf einer bestimmten Höhe eine Scheibe so gehalten, daß die Trommel im Inneren in ein vertikales Paar von einem oberen und einem unteren Raum unterteilt wird, wobei die Scheibe im Abstand vom unteren Ende der Ver­ bindungsleitung angeordnet ist.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zyklon­ staubsammlers sind in den Patentansprüchen angegeben.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Axialschnitt eine erste Ausführungsform eines Zyklonstaubsammlers und

Fig. 2 in einer Ansicht wie Fig. 1 eine zweite Ausführungsform.

Der in Fig. 1 gezeigte Zyklonstaubsammler hat einen zylindrischen Mantel 1, der vertikal durch eine horizontale unterteilende Platte 3 in ein Paar von Staubkammern unterteilt ist, nämlich eine obere Staub­ kammer 4 und eine untere Staubkammer 5. Der Mantel 1 ist an seiner oberen Öffnung dicht durch einen oberen Deckel 8 abgeschlossen, der vorzugsweise durch geeignete Befestigungsmittel 20 an Stellen längs seines Um­ fangs abnehmbar befestigt ist, um einen leichten Wartungszugang zum Inneren des Mantels 1 zu haben.

An dem Deckel 1 sitzt mittig ein Lüftergebläse 6, das so installiert ist, daß seine Vorderseite nach unten weist. Gegenüber der Vorderseite des Gebläses 6 ist zentral in den Deckel 8 ein Auslaßloch 7 gebohrt, um die Luft aus dem Inneren des Mantels 1 entweichen zu lassen, wenn das Gebläse 6 arbeitet. Das Gebläse 6 kann von einer Umhüllung 21 geschützt sein, die abnehm­ bar über dem Mantel 1 festgelegt ist.

Die Bodenöffnung des Mantels 1 ist ebenfalls von einem Bodendeckel 6 abgeschlossen, der durch Befestigungs­ mittel 20 an Stellen längs seines Umfangs für eine leichte Wartung abnehmbar befestigt ist. Der Bodendeckel 9 kann wie ein Trog für die Aufnahme des in Betrieb ge­ sammelten Staubs und Schmutzes geformt sein. Eine Ab­ lagerung von Staubteilchen auf dem Trog 9 wird dann ent­ fernt und abtransportiert, wobei diese Ablagerungen in einen Abfallbehälter entleert werden.

Der Mantel 1 ist mit einem Lufteinlaß 10 in der Wand 51 der unteren Kammer 5 versehen. Die Einlaßöffnung 10 kann unter einem solchen Winkel positioniert werden, daß ihre Achse sich tangential zum Kreisumfang der Wand 51 erstreckt. Diese Anordnung ermöglicht den Luft­ eintritt in die untere Kammer 5 durch den Einlaß 10, wenn der Unterdruck im Inneren des Mantels 1 durch das Gebläse 6 erzeugt ist, als Strom längs der Innenwand­ fläche der unteren Kammer 5 zu einem Wirbel.

In der unterteilenden Platte 3 ist zentral eine Ver­ bindungsleitung 2 angebracht, die sich nach unten in die untere Kammer 5 erstreckt und eine Luftstrombe­ ziehung zwischen den Kammern 4 und 5 erzeugt. Gegenüber der unteren Öffnung der Leitung 2 ist zentral in der unteren Kammer 5 eine Zyklontrommel 15 mit einem ge­ schlossenen Boden angeordnet. Die Trommel 15 sitzt auf einer Plattform 13, die von einem hängenden Bolzen 11 gehalten wird. Der Bolzen 11 ist an seinem oberen Ende an einer Haltebasis 12 festgelegt, die in fixierter Stellung an der Oberseite der Platte 3 angebracht ist. Der Bolzen 11 erstreckt sich nach unten in die untere Kammer 5 durch die Leitung 2, wodurch die Trommel 15 an der Plattform 13 entfernbar festgelegt ist.

In der Trommel 15 ist in einem geeigneten Abstand von der unterteilenden Platte 3 eine Scheibe 17 horizontal gehalten, die das Innere der Trommel in ein Paar von Räumen unterteilt, nämlich in einen oberen Raum und einen unteren Raum. Der obere Raum sorgt dafür, daß die in die Trommel 15 eintretende Luft beim Auftreffen auf die Scheibe 17 einen Hochgeschwindigkeitsluftwirbel bildet, um die darin enthaltenen Teilchen zentrifugal auszuschleudern. Der untere Raum unter der Scheibe 17 dient dazu, die abgetrennten Staubteilchen auf den Bodendeckel 9 fallen zu lassen, ohne daß sie von der wirbelnden Luft über der Scheibe beeinträchtigt werden.

Die Plattform 13 ist durch eine auf den Bolzen 11 auf­ geschraubte Mutter 14 auf eine vorher festgelegte Höhe eingestellt, so daß die Trommel 15 sich in einem Abstand von der Unterseite der Platte 3 befindet, der ausreicht, um einen Luftspalt zwischen der Platte 3 und dem oberen Ende der Trommel 15 zu bilden. Dieser Luft­ spalt ist so bemessen, daß die um die Trommel 15 wirbelnde Luft durch die von dem Gebläse 6 erzeugte An­ saugung in die Trommel mit durch Beschleunigunq erhöhter Geschwindigkeit eintritt.

Die Trommel 15 ist von einem zylindrisch geformten Drahtfilter 16 umschlossen, dessen Durchmesser größer ist als der der Trommel 15. Der zylindrische Filter 16 dient dazu, große Staubteilchen aus der wirbelnden Luft auszufiltern, wenn sie in die Trommel 15 strömen.

Gegenüber dem Auslaßloch 7 in der oberen Kammer 4 ist ein Filter 18 gehalten, um feineren Staub aus der Luft auszusieben, die durch die Saugwirkung des Gebläses 6 von der unteren Kammer durch das Loch 7 getrieben wird. Der Filter 18 ist gegen einen starren Rahmen 19 gehalten, der eine Frontfläche aufweist, die ausreichend per­ foriert ist, um einen leichten Durchgang der Luft zu gewährleisten. Der Rahmen 19 hält den Filter 18 in einem geeigneten Abstand von dem Loch 7, so daß die durch das Gebläse erzeugte Saugwirkung verhindert, daß der Filter 18 in das Loch 7 gesaugt wird.

Zur Verbesserung der Staubsammelwirkung kann mit der Einlaßöffnung 10 ein flexibler Schlauch 22 verbunden werden.

Wenn das Gebläse 6 eingeschaltet wird, treibt der im Inneren des Mantels 1 erzeugte Unterdruck Staub tragende Umgebungsluft durch den Einlaß 10 in die untere Kammer 5, wo ein Wirbel gebildet wird. Die wirbelnde Lufte läßt dann die in dem zylindrischen Tuch 16 gefangenen größeren Staubteilchen zurück und tritt in die Trommel 15 durch den Luftspalt unter der Platte 3 in Form eines schnellen, durch den Venturi-Effekt bedingten Wirbels ein. Beim Auftreffen auf die Scheibe 17 in der Trommel 15 entwickelt der Luftstrom einen Wirbelstrom mit beschleunigten Werten und bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit durch die Verbindungsleitung 2 und dann durch das Auslaßloch 7, während die Staub­ teilchen durch Zentrifugierung separiert werden. Der abzentrifugierte Staub und Schmutz kann längs der Innenwandfläche der Trommel 15 vorbei an der Scheibe 17 auf die Bodenplatte 9 fallen.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist eine Zyklontrommel 25 direkt in einer festgelegten Position am Bodendeckel 9 angebracht. Die Trommel 25 trägt an ihrem oberen Ende ein konisch geformtes Drahtsieb 26 zum Aussieben größerer Staubteilchen aus dem Wirbel­ strom der durch den Einlaß 10 eingeführten Luft.

In der oberen Kammer 4 ist ein flexibler Filter 28 vor­ gesehen, der lose über einen zylinderförmigen Rahmen 29 ausgebreitet ist, der zum Halten des flexiblen Filters 28 im Abstand vom Auslaßloch 7, so daß auch dann, wenn der in dem Loch 7 durch das Gebläse 6 erzeugte Unter­ druck den Filter voll nach oben aufgebläht wird, er nicht in das Loch gesaugt wird. An der Mitte des Filters 28 ist ein Gewicht 30 angenäht, um dem Filter Trägheit zu geben, wenn er zurückschwenkt und gegen ein horizontal ausgebreitetes Drahtsieb 23 über der Platte 3 stößt, um die Staubteilchen abzuschütteln, die an der Rückseite des Filters haften bleiben könnten, wenn das Gebläse 6 zur Aufhebung der Saug­ wirkung abgeschaltet wird. Unter dem Sieb 23 ist ein Staubbehälter 24 für die Aufnahme des vom Filter 28 abgelösten Staubs vorgesehen.

Obwohl bei dieser Ausführungsform die wirbelnde Luft in der oberen Kammer 5 zum Strömen in die Trommel durch den Luftspalt zwischen der Platte 3 und dem oberen Ende der Trommel 15 gebracht wird, kann oder können bei einer alternativen Ausführungsform ein Loch bzw. Löcher in der Wand der Trommel 15 vorgesehen werden, um den Eintritt nach innen strömender Luft zu ermöglichen. Solche Löcher können vorzugsweise so ausgebildet sein, daß ihre Achsen unter einem tangentialen Winkel zum kreis­ förmigen Umfang der Trommel ausgerichtet sind, so daß die durch die Löcher eintretende Luft längs der Innen­ wand der Trommel in einem geeigneten Wirbel strömt.

Claims (10)

1. Zyklonstaubsammler gekennzeichnet durch einen luftdichten Mantel (1), durch eine in dem Mantel (1) angeordnete unterteilende Platte (3), die den Mantelinnenraum vertikal gesehen in eine obere, mit einer Saugeinrichtung (6) verbundene Staubkammer (4) und eine untere Staubkammer (5) mit einem Lufteinlaß (10) unterteilt, durch eine Ver­ bindungsleitung (2), die in der unterteilenden Platte (3) für die Erzeugung einer Luftstrombeziehung zwischen der oberen und der unteren Staubkammer (4, 5) angeordnet ist und sich nach unten in die untere Staubkammer (5) erstreckt, durch eine Zyklontrommel (15, 25) mit einem geschlossenen Boden, die in der unteren Staubkammer (5) so ge­ halten ist, daß sie die Verbindungsleitung (2) um­ schließt und sich in geeignetem Abstand von der Unterseite der Platte (3) zur Bildung eines schmalen Luftspalts zwischen der Platte (3) und dem oberen Ende der Zyklontrommel (15, 25) befindet, und durch eine Scheibe (17), die in der Zyklontrommel (15, 25) zur vertikalen Unterteilung ihres Innenraums in einen oberen Teil und einen unteren Teil gehalten und im Abstand von der Innenwand der Verbindungs­ leitung (2) vorgesehen ist.

2. Staubsammler nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Aufhängungselement (11) sich durch die Verbindungsleitung (2) in die untere Staubkammer (5) erstreckt und daß die Zyklon­ trommel (15) und die Scheibe (17) an dem Auf­ hängungselement (11) befestigt sind.

3. Staubsammler nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zyklontrommel (25) direkt am Boden (9) des Mantels (1) angebracht ist.

4. Staubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklontrommel (15) am Umfang von einem zylindrischen Filterelement (16, 26) umschlossen ist.

5. Staubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kammer (4) in ihrem Inneren ein Filterelement (18, 28) trägt, das aufwärts gegenüber der Saugöffnung ausgebreitet ist.

6. Staubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (28) lose in der oberen Staubkammer (4) festgelegt und mit einem Gewicht (30) versehen ist, das an seiner Mitte befestigt ist.

7. Staubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (18, 28) lose in der oberen Staubkammer (4) festgelegt und gegen einen starren Rahmen (19, 29) abgestützt ist, der sich nach unten so erstreckt, daß die Saugöffnung umschlossen ist, wenn eine Saug­ wirkung in der Öffnung erzeugt wird.

8. Staubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) einen entfernbaren Boden (9) hat.

9. Staubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß (10) so ausgebildet ist, daß seine Achse unter einem tangentialen Winkel zu dem kreisförmigen Um­ fang der Wand (51) im Mantel (1) gehalten ist.

10. Staubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklontrommel (15, 25) mit einer Anzahl von Umfangs­ löchern versehen ist, die in ihre Wand gebohrt sind.