DE3634647C2 - Zyklonstaubsammler - Google Patents
ZyklonstaubsammlerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zyklonstaubsammler nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der GB 442 108 ist ein Zyklonstaubsammler bekannt,
der eine innere Zyklontrommel aufweist, die an ihrer
Oberseite geschossen ist. Die Zyklontrommel hat ebenso
wie der äußere Mantel einen tangentialen Lufteinlaß, so
daß die Zyklontrommel eine zweite Abscheidestufe bildet.
Das untere Ende der Verbindungsleitung wird durch eine
Platte abgedeckt, die mit der Verbindungsleitung ein Teil
bildet. Der Außendurchmesser der Platte entspricht dem
Außendurchmesser der Verbindungsleitung. Durch die Platte
wird zwar verhindert, daß die Luft unterhalb der Platte
direkt in die Verbindungsleitung angesaugt wird, sie kann
aber nicht verhindern, daß durch die wirbelnde Luft nach
unten abgesetzte Teilchen wieder in den oberen Abschnitt
geschleudert werden und dann durch die Verbindungsleitung
angesaugt werden. Die Ansaugung der aufgewirbelten Staubteilchen
verringert jedoch den Separierungsgrad des
Zyklonstaubsammlers.
Aus der GB 568 242 ist ein Zyklonstaubsammler bekannt,
bei dem die untere Staubkammer über einen nach unten
offenen rohrförmigen Einlaß mit der oberen Staubkammer in
Verbindung steht, in dem ein Sieb angeordnet ist.
Die US 38 77 904 beschreibt eine Trennvorrichtung für Gas
und Flüssigkeit mit einer Zyklonkammer in der eine Scheibe
angeordnet ist, die die Zyklontromel in zwei Abschnitte
teilt. Am Boden der Zyklontrommel ist ein Auslaß
für Flüssigkeit vorgesehen. In den oberen Abschnitt ragt
ein Auslaß für den Abzug von Gas.
Aus der JP 56-168 054 ist schließlich ein Zykonstaubsammler
mit einer sich nach unten hin konisch verjüngenden
Zyklontrommel in der unteren Staubkammer gezeigt, die
an ihrem oberen Rand mit der Trennplatte fest verbunden
ist.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv
einfachen Mitteln einen Zyklonstaubsammler zu schaffen,
der einen hohen Separierungsgrad hat.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem gattungsgemäßen
Stand der Technik durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Zyklonstaubsammlers sind Gegenstand
der Patentansprüche 2 bis 8.
Bei dem erfindungsgemäßen Zyklonstaubsammler entsteht durch
den Luftspalt zwischen der Trennplatte und dem oberen
Ende der Zyklontrommel ein Venturi-Effekt, der die in die
Zyklontromel eintretende Luft beschleunigt, so daß die
Zentrifugalwirkung in der Zyklontrommel erhöht wird.
Staubteilchen, die in der oberen Kammer durch die erhöhte
Zentrifugalkraft auf der Innenwand der Zyklontrommel
auftreffen, können an der Innenwand nach unten in den
unteren Abschnitt gleiten. Durch die Scheibe, die die
Zyklontrommel in den unteren und den oberen Abschnitt
teilt, wird großteils verhindert, daß die in die Zyklontrommel
einströmende Luft Staubteilchen aufwirbelt, die
sich bereits in der unteren Kammer befinden. Etwaige
Staubteilche, die dennoch aufgewirbelt werden, werden durch die
Scheibe daran gehindert, in den oberen Abschnitt einzutreten.
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 Trennplatte 3 in
eine obere Staub
kammer 4 und eine untere Staubkammer 5 unterteilt ist. Der Mantel 1 ist
an seiner oberen Öffnung dicht durch einen oberen
Deckel 8 abgeschlossen, der vorzugsweise durch
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 8 sitzt als Saugeinrichtung 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 9 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 im Betrieb ge
sammelten Staubs und Schmutzes geformt sein. Eine Ab
lagerung von Staubteilchen auf dem Bodendeckel 9 wird dann ent
fernt und abtransportiert, wobei diese Ablagerungen in
einen Abfallbehälter entleert werden.
Der Mantel 1 ist mit einem Lufteinlaß 10 in einer Wand 51
der unteren Kammer 5 versehen. Der Lufteinlaß 10
ist unter einem solchen Winkel positioniert,
daß sich seine Achse tangential zum Kreisumfang der
Wand 51 erstreckt. Diese Anordnung ermöglicht den Luft
eintritt in die untere Kammer 5 durch den Lufteinlaß 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 Trennplatte 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 Trennplatte 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 Trennplatte 3 eine Scheibe 17 horizontal
gehalten, die das Innere der Trommel 15 in
einen oberen Raum und
einen unteren Raum unterteilt. 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 Trennplatte 3 befindet, der
ausreicht, um einen Luftspalt zwischen der Trennplatte 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 Beschleunigung 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 dem
Lufteinlaß 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 Lufteinlaß 10 in die untere Kammer 5,
wo ein Wirbel gebildet wird. Die wirbelnde Lufte läßt
dann die in dem zylindrischen Filter 16 gefangenen
größeren Staubteilchen zurück und tritt in die
Trommel 15 durch den Luftspalt unter der Trennplatte 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 den Boden 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 dient, so daß auch dann, wenn
der in dem Loch 7 durch das Gebläse 6 erzeugte Unter
druck den Filter voll nach oben aufbläht, 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 (7)
1. Zyklonstaubsammler mit
- - einem luftdichten Mantel (1),
- - einer in dem Mantel (1) angeordneten Trennplatte (3), die den Mantelinnenraum in eine obere Staubkammer (4) und eine untere Staubkammer (5) teilt,
- - mit einer Saugeinrichtung die mit der oberen Staubkammer (4) verbunden ist,
- - einer Verbindungsleitung (2), die sich von der Trennplatte (3) aus nach unten in die unter Staubkammer (5) erstreckt und eine Luftstromverbindung zwischen den oberen und der unteren Staubkammer (4, 5) bildet,
- - einem tangentialen Lufteinlaß (10) in die untere Staubkammer (5),
- - einer Zyklontrommel (15, 25) mit einem geschlossenen Boden,
- - einer Halteeinrichtung für die Zyklontrommel (15, 25) in der unteren Staubkammer (5), wobei sich die Verbindungsleitung (2) in die Zyklontrommel erstreckt, und
- - mit einer in der Zyklontrommel (15, 25) horizontal angebrachten
Scheibe (17)
dadurch gekennzeichnet, - - daß ein Luftspalt zwischen der Trennplatte (3) und dem oberen Ende der Zyklontrommel (15, 25) vorhanden ist,
- - daß durch den Luftspalt die in die Zyklontrommel (15, 25) eintretende wirbelnde Luft beschleunigt wird, und
- - daß die Scheibe (17) den Innenraum der Zyklontrommel (15, 25) in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt teilt, wobei abgetrennte Staubteilchen entlang der Innenwand entlanggleiten können und die abgetrennten Staubteilchen nicht von der wirbelnden Luft im oberen Abschnitt beeinträchtigt werden.
2. Zyklonstaubsammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteeinrichtung ein
sich durch die Verbindungsleitung (2) in die untere
Zyklonstaubkammer (5) erstreckendes Aufhängungselement
(11) aufweist, an dem die Zyklontrommel (15) und die
Scheibe (17) befestigt sind.
3. Zyklonstaubsammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zyklontrommel (25) am Boden (9)
des Mantels (1) angebracht ist.
4. Zyklonstaubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Umfangsfläche der Zyklontrommel (15) von einem zylindrischen
Filterelement (16, 26) umschlossen ist.
5. Zyklonstaubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der oberen Staubkammer (4) ein Filterelement (18,
28) vorgesehen ist, das gegenüber der Saugöffnung der
Saugeinrichtung (6) nach oben ausgebreitet ist.
6. Zyklonstaubsammler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filterelement (28)
lose in der oberen Zyklonstaubkammer (4) festgelegt
und mit einem Gewicht (30) versehen ist, das an seiner
Mitte befestigt ist.
7. Zyklonstaubsammler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement
(28) lose in der oberen Zyklonstaubkammer (4) festgelegt
und gegen einen starren Rahmen (29) abgestützt
ist, der sich so weit nach unten erstreckt, daß das Filterelement (28) nicht von
der Saugeinrichtung angesaugt wird, wenn eine Saugwirkung in der
Saugeinrichtung erzeugt wird.
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