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Vorrichtung zur Reinigung von staubhaltigen Gasen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Reinigung von staubhaltigen Gasen, bei welcher hintereinanderliegende,
mit ihrer Offnung der Gasströmung zugekehrte und senkrecht zur Gasströmung angeordnete
Rinnen benutzt werden.
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Gemäß der Erfindung sind zwischen den reihenweise hintereinander
angebrachten Auffangrinnen Ablenkbleche derart schräg zur Gasströmungsrichtung angeordnet,
daß der durch die Ablenkbleche unterteilte Hauptgasstrom den Auffangrinnen in den
einzelnen Reihen nacheinander zugeführt wird.
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Die Erfindung ist gegenüber den bekannten Vorrichtungen in der Vereinigung
der reihenweisen Anordnung derAuffangrinnen mit den schräg gestellten Ablenkblechen
zu erblicken, wodurch wesentliche Vorteile erzielt werden.
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Infolge dieser Vereinigung erhält man drei wichtige und vorteilhafte
Wirkungen. Mittels der Ablenkbleche werden die Gase in die hintereinander angeordneten
Auffangrinnen geleitet. Auf diese Weise bilden sich ungleiche Druckzonen, die ihrerseits
wieder die Bildung von Wirbel oder Strudel verursachen. Die Wirbel werden hierauf
in den Staubsammelkammern aufgelöst. Die gereinigten Gase gelangen dann in Teile
der Vorrichtung, in denen ein Unterdruck herrscht.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß jede der
hintereinander angeordneten Reihen der Auffangrinnen und Ablenkbleche zu ihren unteren
Enden mit senkrechten Wänden verbunden sind, die den Staubsammelraum an dem unteren
Ende des Apparates in eine den Reihen entsprechende Anzahl von Kammern unterteilen.
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Eine derartige Anordnung ist an sich schon bekannt. In Kombination
mit dem Haupterfindungsmerkmal treten aber Vorteile auf, die die bekannten Vorrichtungen
nicht aufweisen. Durch das zuletzt erwähnte Erfindungsmerkmai wird es erreicht,
daß die Gase nacheinander gereinigt werden, wenn sie durch die Reinigungsvorrichtung
hindurchgehen; außerdem werden die einzelnen Teilchen entsprechend ihrem Gewicht
gesammelt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der beiliegenden
Abbildungen erläutert.
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Abb. 1 ist eine Draufsicht auf eine Abscheidekammer, von der die
Decke abgenommen ist; Abb. 2 ist eine Vorderansicht der Kammer nach Linie B-B der
Abb. 1; Abb. 3 ist eine Seitenansicht nach Linie C-C der Abb. I;
Abb.
4 ist eine schaubildliche Ansicht eines Teiles der Kammer, und Abb. 5 ist eine Draufsicht
auf eine etwas andere Ausführungsform der Kammer.
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Die Staubabscheidungsvorrichtung kann für die Entfernung von Staub
in Zementtrockenöfen, in Schmelzprozessen, die Wiedergewinnung von Zucker aus der
Luft von Granuliermaschinen und für viele andere Zwecke benutzt werden. Es sei hier
angenommen, daß die Vorrichtung zum Abscheiden von Staub und Ruß aus Rauch und Verbrennungsgasen
dient. In diesem Fall ist die Kammer in Abb. I in einem Verbindungskanal zwischen
den Kesseln und dem Schornstein angeordnet. Die zu reinigenden Gase treten bei I
in die Kammer ein und die gereinigten Gase verlassen die Kammer bei 2.
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In der Kammer sind eine Anzahl Reihen 3, 4, 5, 6, 7 und 8 verschieden
geformter, senkrechter Glieder in Aufeinanderfolge angeordnet. Eine Reihe gleicht
der anderen. Jede Reihe hat an jedem Ende zwei ähnlichdgeformte Auffangeglieder
I0, II und in der Mitte ein Auffangeglied 12. Ablenkungsglieder und Luftverdünnungsglieder
I3, 14 sind in der Mitte zwischen dem Glied 12 undden Gliedern 10, 11 angeordnet.
Dazwischen befinden sich Gruppen von Ablenkungsgliedern I5, I6, I7 und I8. Die Glieder
10 bis I8 bilden eine Anzahl Durchgangskanäle, die als Gruppen 19,20, 2I und 22
bezeichnet sind.
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Mit jeder der Reihen 3 bis 8 ist eine Zerstreuungsplatte 25 verbunden,
die sich unmittelbar unter den Gliedern bis x8 befindet und von den unteren Teilen
dieser Glieder nach unten in einen Staubsammelkasten 26 hineinragt. Dieser Staubsammelkasten
wird durch Scheidewände 27 in eine entsprechende Anzahl kleinerer Kammern unterteilt.
Die Anordnung geht am besten aus den Abb. 3 und 4 hervor. In der letzteren Abbildung
sind nur die senkrechten Glieder 10, I3 und 15 einer Reihe gezeigt, da die Anordnung
der anderen Teile dieser Reihe und der Teile der anderen Reihen dieselbe ist. Die
Ausdehnung der Zerstreuungsplatten 25 mag je nach den vorliegenden Umständen verschieden
sein.
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Der mit Staub beladene Gasstrom tritt, wie mit Pfeilen angedeutet,
durch die Öffnung I ein und trifft auf die Glieder 10 bis I8 der Reihen 3 bis 8
auf. Dadurch entstehen höhere Drücke innerhalb der Glieder I0, II, I2. Die oberen
Enden dieser Glieder werden durch die Declie der Kammer abgeschlossen, während die
unteren Enden offen sind. Das Gas strömt daher durch die Länge dieser Glieder infolge
der niedrigeren Drücke an den unteren Enden nach unten. Der Strom der Gase durch
die Abscheidekammer ist tangential zu den Flächen der Auffangeglieder I0, II, I2,
und bei jedem der Glieder 10 und ii wird ein Wirbel gebildet, während ein rechtsgängiger
und linksgängiger Wirbel durch das mittlere Glied 12 gebildet wird. Durch die Abwärtsbewegung
der Wirbel treffen die Gase auf die Zerstreuungsplatte 25 auf, wo die Wirbelbewegung
unterbrochen wird und die Abwärtsbewegung der Gase durch die Druckxvirkungen gegen
das tote Gas in dem Sammelkasten angehalten wird. Die Gase, welche sich an der vorderen
Seite der Platte 25 befinden, werden entlang der Platte nach Druckentlastungsstellen
abgeleitet und können dann über die Platte hinweg nach dem rückwärtigen Teil der
Hauptkammer gelangen. Die Pfeile in Abb. 4 geben die Bewegungsrichtung der Gase
an. Unter der Wirkung derp Wirbel werden nicht nur die feinen Staubteilchen von
den Gasen ausgeschieden und sammeln sich in den Kästen 26 an, sondern es wird auch
ein Teil der schwereren Staubteilchen mit nach unten gerissen und in den Kästen
abgeschieden. Die Abscheidung der schwereren Teilchen ist auf Aufschlag- und Schleuderwirkung
zurückzuführen, die durch Auftreffen der Gase auf die Wände der Glieder 10, II und
12 durch Wirbelbildung hervorgerufen wird. Wie bereits erwähnt, werden die feinen
Staubteilchen nach der Mitte der Wirbel gezogen, gleichgültig, ob sie durch Elektrizität
beeinflußt werden oder nicht, und werden nach unten in die Staubsammelkiisten 26
geführt.
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Die Plattengruppen I5, 16, I7 und I8 sitzen in bestimmtem Winkel
zueinander, so daß die einströmenden Gase nach Auftreffen auf die Flächen der Platten
durch die Kanäle I9, 20, 21 und 22 so hindurchströmen, daß sie auf die AuffangegliederIo,
II, 12 der nächsten Reihe treffen. Dadurch werden immer höhere Drücke in den aufeinanderfolgenden
Reihen erzeugt.
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Die Flanschen 30, 3I der Glieder I0, II, I2, 15, I6, 17, I8, welche
den Verdünnungsseiten der Glieder 10 und 15 zugekehrt sind, bilden halb abgeschlossene
Räume, in welchen zusätzliche Wirbelströme der Gase gebildet werden. Die Bewegung
der Gase in diesen Wirbeln erfolgt ebenfalls nach unten, und der Staub wird in die
Sammelbehälter 26 in derselben Weise abgeführt wie bei den Gliedern I0, II und 12.
Die nach innen gerichteten Verdünnungsglieder I3, 14 dienen nicht nur zum Ablenken
der Gase, wie beschrieben, sondern erzeugen Niederdruck- oder Druckentlastungszonen,
in welchen die Gase nach Zerstörung der Wirbel durch die Platte 25 nach oben strömen
können. Die Ablenkplattee 15 und 16, I7 und 18, welche die Gase nach links und rechts
ablenken, um höhere Drücke in den Gliedern I0, II, I2 der nächsten
Reihe
zu erzeugen, dienen zu gleicher Zeit dazu, niedrigere Drücke an der rückwärtigen
Seite des Gliedes 13 hervorzubringen.
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Infolge des abgelenkten Kurses der Gase durch die Platten I5, I6 findet
eine ganz geringe Staubausscheidung hinter dem Glied I3 statt. Es werden daher die
aufsteigenden Gase nicht mit Staubteilchen geladen. Sie werden vielmehr infolge
abnehmenden Drukkes in der Kammer in den Hauptgasstrom durch die Kanäle 19, 20,
21, 22 hindurchgezogen.
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Beim Aufschlagen des einströmenden Gases auf die Glieder der ersten
Reihe 3 werden die schweren Staubteilchen durch Aufschlag angehalten und bewegen
sich der Schwere folgend in die Sammelbehälter 26, und durch wiederholten Aufschlag
beim Strömen durch die Reihen 4 bis 8 findet eine beträchtliche Ausscheidung der
schweren Staubteilchen statt.
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Die Pfeile in Abb. 4 geben die Strömung der Gase in dem System an.
Beim Auftreffen auf das AuffangegliedIo bildet sich infolge der winkligen Form des
Gliedes eine sich nach unten bewegende Spirale und die Länge der Achse des so geformten
Wirbels ist ungefsihr gleich der Länge des Gliedes 10. Die Neigung zur Verdünnung
in der Mitte der lierumwirbelnden Gassäule ergibt eine Konzentration des Staubes
nahe der Achse, wo die starke Zugwirkung nach unten die Staubteilchen nach dem Sammelbehälter
26 führt.
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Die Verteilungs- und Zerstreuungsplatte 25 verlauft quer zur Kammer
und in der Mitte unter den senkrechten Gliedern und dient zur trnterbrechung des
Wirbels in den senkrecht sich bewegenden Gasen. Der Staub bewegt sich I nach l unten
in die toten Gasräume des Behälters 26 und scheidet sich dort ab, während die zerteilten
Gase infolge der stillstehemden Gase auf Druck stoßen und dann entlang der Platten
25 an den Offnungen nach oben steigen, durch welche der Hauptgasstrom hindurchgeht
und weiterhin innerhalb der Ablenli- und Verdünnungsglieder I3 nach oben steigen.
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In den Fällen, in welchen die Gase Feuchtigkeit enthalten oder der
Staub klebende Eigenschaften besitzt, tritt Krustenbildung an den Wänden der beaufschlagten
Glieder ein. Zur Reinigung der Gliedern bist8 können bekannte mechanische Vibrationsvorrichtungen
verwendet werden.
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Ist der Niederschlag an Feuchtigkeit sehr groß, so können die Wände
der Kammer und der Sammelkästen mit Heizmänteln versehen sein.
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Die Anordnung nach Abb. I ist besonders fiir Gase geeignet, die einen
großen Prozentsatz feiner Staubteilchen enthalten oder aus denen beinahe alle feinen
Staubteilchen entfernt werden sollen. Die Flanschen 30, 3I zur Erzeugung zusätzlicher
Wirbel vermindern die Weite der Durchgangsöffnungen 19 bis 22. Dadurch werden die
Drücke und die Geschwindigkeiten an diesen Stellen vergrößer.
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In der in Abb. 5 gezeigten Ausführungsform sind die Flanschen 30,
31 weggelassen.
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Dadurch wird die Anzahl der in der Kammer gebildeten Wirbel verringert,
und das Druckgefälle des Gases beim Durchgang durch den Abscheider wird ebenfalls
vermindert. Diese Wirkung ist hauptsächlich auf die größere Weite der Durchgangskanäle
19, 20 zurückzuführen. Diese Ausführungsform wird vorzugsweise da verwendet, wo
ein größerer Betrag schwerer Staubteilchen in den Gasen vorhanden ist oder wo die
Ausscheidung der feinen Staubteilchen nicht zu weit getrieben werden braucht. Sonst
arbeitet der in Abb. 5 gezeigte Apparat genau wie der in Abb. I dargestellte.
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Die Anzahl der Reihen und die Anzahl der Glieder in jeder Reihe kann
natürlich beliebig geändert werden und richten sich nach dem Volumen und dem Zustand
der zu reinigenden Gase. Wird das Glied 12 durch das Glied ii ersetzt und die Glieder
I4, I7 und I8 weggelassen, so wird die Breite der Kammer ungefähr auf die Hälfte
reduziert. Es können jedoch umgekehrt zusätzliche Glieder zu den Reihen 3 bis 8
hinzugefügt werden, um die Abscheidewirkung der Kammer zu erhöhen.
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Auch kann die Anzahl der Reihen erhöht oder erniedrigt werden. Unter
gewissen Bedingungen kann die Kammer der Abb. 5 in Reihe mit der Kammer der Abb.
I geschaltet werden, oder die ersteHälfte derKammer (Abb. 5) kann an die letzte
Hälfte der Kammer (Abb. I) angeschlossen werden. Dieses würde eine Kammer ergeben,
in welcher die Glieder der Reihen 3, 4, 5 wie in Abb. 5 ausgebildet sind, während
die Glieder der Reihen 6, 7, 8 wie in Abb. I ausgebildet sind. Auch können die in
Abb. 5 und I gezeigten Reihen abwechseln.