DE4330912A1 - Dunstabsaug- und Dunstabscheideeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dunstabsaug- und Dunstabscheide­ einrichtung mit einem Ventilator für den Durchsatz der mit Aerosolen beladenen Luft durch einen Zentrifugal-Abscheidebe­ reich und einen darin befindlichen angetriebenen Rotations­ körper.

Es sind einschlägige Einrichtungen bekannt, die in dem Zen­ trifugal-Abscheidebereich einen drehbaren Hohlzylinder auf­ weisen, der mit einem Filtermantel versehen ist, durch welchen die mit Aerosolen beladene Luft in radialer Richtung unter Abbremsung der Flüssigkeitsteilchen hindurchgeleitet wird. Dabei kann der Hohlzylinder kontinuierlich rotieren oder aber während des Filterbetriebes feststehen und nur von Zeit zu Zeit zum Abschleudern zurückgehaltener Teile in Rotation ver­ setzt werden. Die Filterwirkung dieser Einrichtungen ist aber unbefriedigend. Die Flüssigkeitsteilchen werden in der Rich­ tung der Absaugluft durch den Filtermantel hindurchbewegt, und die Abluft weist immer noch einen merklichen Anteil an Aeroso­ len auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr eine we­ sentlich bessere Ausscheidung von insbesondere Flüssigkeits­ teilchen aus einem Luft- oder anderen Gasstrom erreichbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird mit der eingangs genannten Einrich­ tung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotationskörper als Scheibe ausgebildet ist, deren Dicke nur einen Bruchteil ihres Durchmessers beträgt, die sich über den gesamten Luft­ durchlaßquerschnitt des Zentrifugal-Abscheidebereiches er­ streckt, allseitig durch mit Öffnungen versehene Wandungen begrenzt und mit einem auswechselbaren, dunstbildende Teilchen abbremsenden Filtermaterial gefüllt ist.

In dem scheibenförmigen Rotationskörper, der in axialer Rich­ tung von der zu reinigenden Luft durchströmt wird, werden die in dem Luftstrom enthaltenen festen und flüssigen Teilchen zum größten Teil bereits vor der anströmseitigen Stirnwandung des Rotationskörpers durch ein sich dort durch die Rotation und die Wandungsöffnungen bildendes Luftpolster abgebremst und nach außen abgeschleudert. Die in dem Luftstrom verbleibenden feinen Teilchen, denen es gelingt, das Luftpolster zu durch­ laufen, werden durch die Füllung des Rotationskörpers abge­ bremst und durch die auftretende Rotationskraft nach außen umgelenkt und in radialer Richtung aus dem Rotationskörper in den Zentrifugal-Abscheidebereich ausgetragen. Dort können die dunstbildenden Ausscheidungen an der Wandung des Einrichtungs­ gehäuses nach unten in einen Sammelraum ablaufen.

Die Abscheidewirkung läßt sich dadurch erhöhen, daß der schei­ benförmige Rotationskörper mindestens auf seiner anströmseiti­ gen Stirnseite eine gelochte Begrenzungswandung in Form eines Kegelmantels aufweist. Hierbei wird in dem Kegelmantelbereich durch die Wandungslochungen die Bildung des bereits erwähnten Luftprallpolsters noch begünstigt. Ebenfalls begünstigt wird die Abschleuderwirkung auf Dunstteilchen, die durch das Luft­ prallpolster bis auf die gelochte Stirnseite gelangen und dort auftreffen. Auch läßt sich bei einem tangentiellen Eintrag des Dunstes in den Zentrifugal-Abscheidebereich eine günstige Ver­ teilung der zu reinigenden und hindurchzuführenden Luft auf die anströmseitige Stirnseite des scheibenförmigen Rotations­ körpers erzielen.

Auch eine ganze oder teilweise Ausbildung der abströmseitigen Stirnseite des scheibenförmigen Rotationskörpers als Kegelman­ telfläche hat sich hinsichtlich der Luftströmung im Innern des Rotationskörpers und auch durch eine Vergrößerung der Ober­ fläche der Stirnseite als vorteilhaft herausgestellt. Hierbei kann der Kegelmantel der Stirnseiten jeweils einen Spitzenwin­ kel zwischen 130° und 160° haben.

Die für die Abbremsung der Flüssigkeitsteile, für das Durch­ strömen der Luft und für die radiale Flüssigkeitswanderung innerhalb des Rotationskörpers wichtige Filterfüllung des Rotationskörpers kann aus unterschiedlichen Materialien beste­ hen, beispielsweise aus durchlässigen mineralischen Schütt-, Preß- oder Sintermaterialien, oder aber aus insbesondere mehrlagigen Filtermatten oder Filtergewebe aus synthetischem Material bestehen, das senkrecht zur Rotationsachse geschich­ tet ist. Diese Materialien müssen nur in längeren Zeitabstän­ den wegen sich darin verfangender festen Bestandteilen, die von den flüssigen Bestandteilen nicht mehr mitführbar sind, ausgewechselt werden. Bei ausreichend eigenstabilem Filterma­ terial kann der scheibenförmige Rotationskörper auf seiner Mantelfläche auch ganz geöffnet sein, was den Austrag der abgebremsten Dunstteilchen erleichtert.

Um eine Umgehung des Rotationskörpers durch die zu reinigende Abluft zu verhindern, kann der scheibenförmige Rotationskörper zweckmäßig an seinem Umfang eine radial abstehende Ringwandung aufweisen, die mit mindestens einer radial in den Zentrifugal- Abscheidebereich abstehenden Dichtungsringwandung zusammen­ wirkt und sie überlappt. Die rotierende Ringwandung kann auf der stationären Dichtungs-Ringwandung gleiten. Es hat sich aber gezeigt, daß für eine ausreichende Abdichtung eine gegen­ seitige Berührung der Ringwände nicht zwingend erforderlich ist und es genügt, daß die umlaufende Ringwandung mit der mindestens einen stationären Dichtungs-Ringwandung einen klei­ nen Spalt ausreichender Überlappungsbreite bildet, praktisch also die Wirkung einer Labyrinthdichtung erreicht wird. Die mitumlaufende radiale Ringwandung, die aus beliebigem passen­ dem Material gefertigt sein kann, kann an dem Rotationskörper zweckmäßig mittels Verschraubungen lösbar und damit auswech­ selbar gehalten sein. Diese Verschraubungen können gleichzei­ tig zur Befestigung einer benachbarten Stirnwandung des Rota­ tionskörpers dienen, die zum Auswechseln der Filterfüllung des Rotationskörpers ebenfalls lösbar angeordnet ist.

Eine zusätzliche Erhöhung des Abscheideeffektes der feinen Dunstteilchen, die bis in das Innere des Rotationskörpers gelangt sind, läßt sich dadurch erzielen, daß im zentrischen Bereich des scheibenförmigen Rotationskörpers ein Druckkanal für ein Gas oder eine Flüssigkeit in mindestens weitgehend radial in das Innere des Rotationskörpers gerichteten Auslaß­ öffnungen endet; also ein zusätzliches Fluid eingesetzt wird, das die radiale Austragsbewegung aus der Abluft im Rotations­ körper herausgebremster fester und flüssiger Teilchen unter­ stützt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung mit abweichend gestalteten Rota­ tionskörpern anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläu­ tert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung einer ersten Ausführungsform der Dunstabsaug- und Dunstabscheideeinrichtung;

Fig. 2 eine schematische Gesamtdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Einrichtung;

Fig. 3 einen Halbradialschnitt durch eine erste Ausführungsform des Rotationskörpers der Einrichtung;

Fig. 4 einen Halbradialschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Rotationskörpers der Einrichtung;

Fig. 5 einen Halbradialschnitt durch eine dritte Ausführungsform des Rotationskörpers der Einrichtung;

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 5 vergrößerte Dar­ stellung des in Fig. 5 mit VI bezeichne­ ten Außenrandbereiches des Rotationskör­ pers.

Fig. 1 gibt einen Überblick über ein erstes Ausführungsbei­ spiel der Dunstabsaug- und Dunstabscheideeinrichtung. Sie läßt sich in einen Ventilatorteil 10, einen Zentrifugal-Abscheide­ bereich 11 und einen Austragteil 12 gliedern, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vertikal untereinander an­ geordnet sind. Der Ventilatorteil 10 enthält einen relativ starken, von einem Elektromotor 14 angetriebenen Ventilator 13 mit einer koaxialen Ansaugöffnung 15 und einer druckseitigen Abluftöffnung 16, die in einen Schalldämpfer 17 mit einer oberen Abströmöffnung 18 führt.

Der unterhalb des Zentrifugal-Abscheidebereiches 11 befindli­ che Austragsbereich 12 für die auszuscheidenden dunstbildenden Teilchen besteht aus einem hohlkegelförmigen Gehäuse, das einen sich nach unten verjüngenden Austragarm 21 umschließt und in einem Austragstutzen 22 endet, der in eine unterhalb des Austragsbereiches befindliche Überlaufkammer 20 ragt. Aus der Überlaufkammer 20 fließt die ausgeschiedene Flüssigkeit über eine Ablaufleitung 19 beispielsweise zu einer Bearbei­ tungsmaschine zurück.

Der Zentrifugal-Abscheidebereich 11 besteht aus einem im we­ sentlichen zylindrischen Außengehäuse 23, in das ein Anschluß­ stutzen 24 für nicht dargestellte, zu einer oder mehreren Bearbeitungsstellen, beispielsweise Schleifstellen, führende Absaugrohre oder Absaugschläuche tangential mündet. Die An­ saugrichtung ist durch einen Pfeil 25 bezeichnet. Nach oben ist der Zentrifugal-Abscheidebereich 11 durch einen scheiben­ förmigen hohlen Rotationskörper 26 begrenzt, dessen Dicke nur einen Bruchteil seines Durchmessers bildet und der durch einen Elektromotor 27 in Drehung versetzt wird. Der scheibenförmige Rotationskörper 26 weist allseitig gelochte Wandungen auf, so daß die dunstbeladene angesaugte Luft unter der Wirkung des Ventilators 13 in den Rotationskörper 26 eindringen und als gereinigte Luft oben aus dem Rotationskörper 26 austreten und zur Ansaugöffnung 15 des Ventilatorteiles 10 weiterströmen kann. Form und Aufbau des Rotationskörpers 26 werden nachfol­ gend noch in Verbindung mit den Fig. 3 bis 6 näher be­ schrieben.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Dunstab­ saug- und Dunstabscheideeinrichtung, welche die gleichen Teile aufweist, wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, sich von dieser Ausführungsform jedoch durch eine liegende Bauform unterscheidet, bei welcher der Ventilatorteil 10′, der Zen­ trifugal-Abscheidebereich 11′ und der Austragteil 12′ horizon­ tal nebeneinander, in der Luftströmungsrichtung gesehen hin­ tereinander, angeordnet sind. Dem Austragteil 12 ist eine Verteilerkammer 28 vorgesetzt, in welche der Anschlußstutzen 24′ mündet. In der Figur sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1, ergänzt durch einen Indexstrich, bezeichnet.

Wie in der Teilschnittdarstellung des Rotationskörpers 26 in Fig. 3 angedeutet ist, ist der gesamte Innenraum des Rota­ tionskörpers 26 mit einem Filtermaterial 29 ausgefüllt, das hier beispielsweise aus mehreren Lagen eines synthetischen Vliesmaterials besteht. Die untere, zuströmseitige und der Kammer des Zentrifugal-Abscheidebereiches 11 zugekehrte ge­ lochte Stirnwandung 26.1 des Rotationskörpers bildet den Man­ tel eines Flachkegels, dessen Spitzenwinkel W in einem Bereich zwischen 130° und 160° liegt. In Fig. 3 ist nur der halbe Spitzenwinkel W2 eingezeichnet. Die untere Stirnseite 26.1 geht außen in eine zylindrische Scheibenmantelfläche 26.2 über, die ebenfalls gelocht ist. Die obere, abströmseitige und gelochte Stirnwandung 26.3 des scheibenförmigen Rotationskör­ pers 26 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eben ausge­ führt und mittels Schraubmuttern 30 und Distanzbolzen 31 mit anderen Wandungsteilen des Rotationskörpers 26 verbunden. Diese lösbare Anordnung der oberen Stirnwandung 26.3 erlaubt ein gelegentliches Auswechseln der Filtermaterialfüllung 29 des Rotationskörpers.

Der Außenrand des Rotationskörpers 26 ist gegenüber dem Außen­ gehäuse 23 abgedichtet. Am Außengehäuse 23 ist eine radial nach innen abstehende Dichtungs-Ringwand 31 ausgebildet oder befestigt. Sie wirkt mit einer am Umfang des Rotationskörpers 26 radial abstehenden Ringwandung 32 zusammen. Wie aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 6 ersichtlich ist, überlappen sich die beiden Ringwandungen 31 und 32 mit geringem gegen­ seitigen Abstand und erbringen hierbei eine ausreichend gute Abdichtung. Die Ringwandung 32 kann beispielsweise durch einen Filzring gebildet sein, der auf der stationären Dichtungs- Ringwandung 31 auch gleiten kann, insbesondere bei Einrichtun­ gen, in welchen Ölteilchen abgeschieden werden, die einen Schmierfilm an der Abdichtungsstelle bilden können. Die Ring­ wandung 32 ist zusammen mit der oberen Stirnwandung 26.3 des Rotationskörpers 26 durch die Schraubmuttern 30 am Rotations­ körper 26 verankert.

Wie in Fig. 3 und auch in anderen Figuren durch Pfeile darge­ stellt ist, werden die mit der zu reinigenden Abluft herange­ führten dunstbildenden Teilchen zum überwiegenden Teil bereits vor dem Aufprall auf die einströmseitige gelochte Stirnwandung 26.1 radial nach außen gegen die Innenseite 23.1 des Außen­ gehäuses abgeschleudert, weil sich durch die Rotation der gelochten Stirnwandung vor dieser Wandung ein Luftprallpolster bildet, das die Teilchen stark abbremst. Nur kleinere Teilchen können mit der Luft durch die Lochwandung in das Innere des Rotationskörpers 26 gelangen. Die Lochungen der Wandungen sind nur an einer Stelle der Scheibenmantelwandung 26.2 angedeutet. Dieser Bereich ist mit der Bezugsziffer 39 gekennzeichnet. Die kleineren Dunstteilchen, die mit der Luft durch die Lochwan­ dung in das Innere des Rotationskörpers 26 gelangen, werden dort durch das Filtermaterial abgebremst und durch die Flieh­ kräfte, denen sie durch die Rotation des Körpers 26 ausgesetzt sind, radial nach außen abgelenkt. Die in Fig. 3 und anderen Figuren eingezeichneten Pfeillinien, die radial nach außen geneigt sind, stellen den Weg der dunstbildenden Teilchen dar. Die nach oben führenden Pfeile zeigen den Weg der Luft, die in hochgereinigtem Zustand durch die gelochte abströmseitige Stirnwandung 26.3 aus dem Rotationskörper austritt.

Die Zentrifugalkraft treibt die abgebremsten dunstbildenden Teilchen durch das Filtermaterial 29 hindurch in Richtung auf die Scheibenmantelwandung 26.2 des Rotationskörpers 26, durch deren Öffnungen hindurch sie in Richtung auf die Innenwandung 23.1 des Außengehäuses 23 abgeschleudert werden. Auf der In­ nenwandung 23.1 sind aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Ablenkrip­ pen 33 angeordnet, welche die dunstbildenden Teilchen, ins­ besondere Flüssigkeitsteilchen, nach unten in Richtung auf den Austragstutzen 22, 22′ ablenken.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Form eines scheibenförmigen Rotationskörpers 26a. Er unterscheidet sich von dem Rotations­ körper 26 dadurch, daß auch seine abzugsseitige gelochte Stirnwandung 26.3a die Form eines Kegelmantels hat.

Fig. 5 zeigt einen Rotationskörper 26′, der sich von dem Rota­ tionskörper 26 nach Fig. 3 zunächst dadurch unterscheidet, daß die Filterfüllung 29′ aus zugfesten Filterlagen besteht, die durch die Rotationskräfte nicht auseinandergerissen werden können. Dadurch ist es möglich, bei dieser Ausführungsform auf die Außenmantelwandung 26.2 ganz zu verzichten, was den Aus­ tritt der abgelenkten und nach außen umgelenkten dunstbilden­ den Teilchen erleichtert. Eine zusätzliche Abwandlung besteht darin, daß in den Rotationskörper achsparallel ein Kanal 34 eingeführt ist, der innerhalb des Rotationskörpers mit einer Wandung 35 endet, die mit überwiegend radial gerichteten Öff­ nungen 36 versehen ist. Durch den Kanal 34 wird unter Druck ein Gas oder eine Flüssigkeit, beispielsweise Luft oder Was­ ser, eingeleitet, welche die radiale Austragsbewegung der an der Füllung des Rotationskörpers 26′ abgebremsten dunstbilden­ den Teilchen unterstützt.

Claims (9)

1. Dunstabsaug- und Dunstabscheideeinrichtung, mit einem Ventilator (13) für den Durchsatz der mit Aerosolen be­ ladenen Luft durch einen Zentrifugal-Abscheidebereich (11) und einen darin befindlichen angetriebenen Rotationskörper (26), dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (26, 26′, 26a) als Scheibe ausgebildet ist, deren Dicke nur einen Bruchteil ihres Durchmessers beträgt, die sich über den gesamten Luftdurchlaßquerschnitt des Zentrifugal-Ab­ scheidebereiches (11) erstreckt, allseitig durch mit Öff­ nungen versehene Wandungen (26.1-26.3) begrenzt und mit einem auswechselbaren, dunstbildende Teilchen abbremsenden Filtermaterial (29, 29′) gefüllt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Rotationskörper (26, 26′, 26a) minde­ stens auf einer seiner Stirnseiten (26.1, 26.1a; 26.3, 26.3a) und mindestens bereichsweise eine Lochwandung in Form eines Kegelmantels aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der scheibenförmige Rotationskörper (26, 26′) an seinem Umfang eine radial abstehende Ringwandung (32) auf­ weist, die mit geringem Abstand mindestens eine statio­ näre, vom Einrichtungsgehäuse (23) radial in den Zentrifu­ gal-Abscheidebereich (11) abstehende Dichtungs-Ringwandung (31) überlappt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der gelochten Stirnwandungen (26.3) des Rotationskörpers (26) mittels Verschraubungen (30) lösbar mit anderen Lochwandungen verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Verschraubungen (30) zusätzlich die radiale Ringwandung (32) an dem Rotationskörper (26) gehalten ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelmantel auf der die Anströmseite und/oder die Abströmseite bildenden Stirnseite (26.1; 26.3) des Rota­ tionskörpers (26) einen Spitzenwinkel aufweist, der zwi­ schen 130° und 160° beträgt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Rotationskörper (26′) auf seiner Umfangsseite wandungslos ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dunstbildende Teile abbremsende Filtermaterial (29) aus mehreren Lagen und aus synthetischem Vliesmaterial besteht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im zentralen Bereich des scheibenför­ migen Rotationskörpers (26′) ein Druckkanal (34) für ein Gas oder eine Flüssigkeit in mindestens weitgehend radial in das Innere des Rotationskörpers (26′) gerichteten Aus­ laßöffnungen (36) endet.