DE590364C

DE590364C - Device for separating specifically heavier components from gases and vapors

Info

Publication number: DE590364C
Application number: DEH125973D
Authority: DE
Original assignee: FRANZ HEINL DR ING
Current assignee: FRANZ HEINL DR ING
Priority date: 1931-03-14
Filing date: 1931-03-14
Publication date: 1933-12-30

Description

Vorrichtung zum Abscheiden von spezifisch schwereren Bestandteilen aus Gasen und Dämpfen Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf die Abscheidung von spezifisch schwereren Beimengungen aus Dämpfen oder Gasen, insbesondere z. B. auf die Entwässerung oder Entölung von Dampf oder Luft durch Fliehkraftwirkung. Es ist bereits bekannt, zu diesem Zwecke das zu trennende Medium in Drehung zu versetzen. Bei einem Teil der bisher bekanntgewordenen Einrichtungen, bei denen größere Drehgeschwindigkeiten Anwendung finden, geschieht dies aber in einer Art, daß turbulente Erscheinungen auftreten, die eine Schichtung nach dem spezifischen Gewicht verhindern. Diese schädlichen Wirbel werden insbesondere durch Führungsrippen an den Stellen höchster Drehgeschwindigkeiten oder durch plötzliche Änderungen, insbesondere Erweiterungen des Strömungsquerschnittes oder der Strömungsrichtung, verursacht.Device for separating specifically heavier components from gases and vapors The subject matter of the invention relates to deposition of specifically heavier admixtures from vapors or gases, especially z. B. on the drainage or de-oiling of steam or air by centrifugal force. It is already known to set the medium to be separated in rotation for this purpose. In some of the previously known devices in which greater rotational speeds Apply, but this happens in a way that turbulent phenomena occur that prevent stratification according to the specific weight. These harmful Vortices are created in particular by guide ribs at the points of the highest rotational speeds or through sudden changes, in particular widening of the flow cross-section or the direction of flow.

Bei anderen Einrichtungen wird die die Ausscheidung bewirkende Fliehkraft dadurch erzeugt, daß der Gas- bzw. Dampfstrom in einer gekrümmten Bahn geführt wird, wobei der Krümmungshalbmesser der Außenbahn stets größer bleiben muß als der Durchmesser des Leitkanals. In other devices, the centrifugal force causing the excretion is generated in that the gas or steam flow is guided in a curved path, whereby the radius of curvature of the outer track must always remain larger than the diameter of the guide channel.

Von den bekannten Einrichtungen, bei denen unter Anwendung von Fliehkraft die zu reinigenden Gase oder Dämpfe durch eine Düse, an deren engsten Stelle (: Öffnungen zu. n Abführen der ausgeschiedenen Verunreinigungen angebracht sind und gegebenenfalls daran anschließend durch einen Diffusor zur Energierückgewinnung geführt werden, unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß unmittelbar vor der in der Strömuugsrichtung verlaufenden, glattwandigen Düse in der Leitung bekannte, der Erteilung einer Drehbewegung des Gas- oder Dampfstromes um seine Fortbewegungsachse dienende Leitvorrichtungen angeordnet sind. From the known facilities where using centrifugal force the gases or vapors to be cleaned through a nozzle at its narrowest point (: Openings too. n discharge of the excreted impurities are appropriate and if necessary then through a diffuser for energy recovery are performed, the present invention differs in that immediately in front of the smooth-walled nozzle in the line running in the direction of flow known, the issuance of a rotary movement of the gas or steam flow around its axis of movement serving guiding devices are arranged.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den Abb. I bis 4 in zwei Ausführungsbeispielen jeweils in Längs- und Querschnitten dargestellt. In the drawing, the subject of the invention is shown in Figs. I to 4 Shown in two embodiments each in longitudinal and cross sections.

Abb. I und 2 zeigen einen Ölabscheider für größere Dampfmengen. Der Dampf tritt durch den Stutzen I tangential in den Ringraum 2 ein und kommt hierbei in eine drehende Bewegung. Sodann gelangt er durch den Schaufelkranz 3, der einem Turbinenleitapparat ähnelt, in die Düse 4, die sich in der Strömungsrichtung verengt. Durch die Fliehkraft werden die spezifisch schwereren Teile ausgeschleudert und gelangen durch den Ringspalt 5 in den Sammelraum 6, von wo sie durch das Rohr I I einem Ölableiter bekannter Bauart zufließen können. Der entölte Dampf strömt sodann durch die gemäß Abb. I vorteilhaft sich in der Strömungsrichtung erweiternde Düse 7 und durch den Schaufelkranz 8, der ähnlich wie Schaufelkranz 3 ausgebildet ist, in den Ringraum 9, wobei sich seine Drehgeschwindigkeit verlangsamt. Hierbei setzt sich ein Teil seiner lebendigen Kraft in Druck um. Der entölte Dampf fließt sodann durch die Austrittsöffnung io seinem weiteren Verwendungszweck zu. Ferner sind in dem Ringraum 2 und im Ringraum 9 Abflußöffnungen 12 und I3 vorgesehen, die ebenfalls zum Ölableiter führen und durch die das allenfalls schon vor der Hauptausscheidung oder auch nach derselben noch ausfallende Öl abfließt. Fig. I and 2 show an oil separator for larger amounts of steam. Of the Steam enters the annular space 2 tangentially through the nozzle I and comes here in a twisting motion. Then he passes through the blade ring 3, the one Turbine nozzle resembles, in the nozzle 4, which narrows in the flow direction. Due to the centrifugal force, the specifically heavier parts are ejected and pass through the annular gap 5 into the collecting space 6, from where they pass through the pipe I. I can flow to an oil drain of a known type. The de-oiled steam then flows by the advantageous according to Fig. I. in the direction of flow expanding nozzle 7 and through the blade ring 8, which is similar to the blade ring 3 is formed into the annular space 9, its rotational speed slowing down. In doing so, part of his vital force is converted into pressure. The de-oiled steam then flows through the outlet opening to its further intended use. Furthermore, drainage openings 12 and I3 are provided in the annular space 2 and in the annular space 9, which also lead to the oil drain and through which that before the main elimination or even after the same still precipitating oil flows off.

Die Deckel 14 und I5 der Düsenkörper könnten eben ausgebildet sein oder, wie in der Abb. I dargestellt, einen Führungskegel bilden, wodurch der Drehstrahl eine gute Führung erhält. Die Führung des Strahles wird auch durch die der Verbindung der beiden Deckel dienende Schraube I6 verbessert, die den Übergang des einen Kegels in den anderen vermittelt. The cover 14 and 15 of the nozzle body could be flat or, as shown in Fig. I, form a guiding cone, whereby the rotating beam receives good guidance. The guidance of the ray is also through that of the connection the screw I6, which is used for both covers, improves the transition of one cone mediated in the other.

Die Vergrößerung der Drehgeschwindigkeit und die dadurch verursachte verstärkte Fliehkraftwirkung ist in dem eben geschilderten Ausführungsbeispiel durch Einschnürung des rotierenden Strahles erzielt worden. Ebenso bewirkt die später folgende Erweiterung des rotierenden Strahles eine Verringerung der Drehung. The increase in the rotational speed and the one caused by it increased centrifugal force is in the embodiment just described Constriction of the rotating beam has been achieved. Likewise, it effects later subsequent expansion of the rotating beam a decrease in the rotation.

Dies ergibt sich aus der im folgenden angeführten physikalischen Erscheinung: Die konische Düse übt auf den drehenden Strahl kein Drehmoment aus, daher gilt bezüglich der Drehbewegung des Strahles der Flächensatz. Heißt also r der Radius eines Teilchens, # dir Winkelgeschwindigkeit und u-r## die Umfangsgeschwindigkeit desselben, so gilt n r = konstant, gelangt daher ein Teilchen auf seinem Schraubenweg aus dem Radius r1 in den Radius r2, so ist u2 r2 = u1r1 oder u2/u1 = r1/r2, d. h. die Umfangsgeschwindigkeiten verhalten sich verkehrt wie die Radien, oder: in einem Drehstrahl mit veränderlichem Querschnitt verhalten sich die Tangentialgeschwindigkeiten an der Wand der Düse in zwei Querschnitten verkehrt wie die Halbmesser dieser Querschnitte. This results from the physical below mentioned Appearance: The conical nozzle exerts no torque on the rotating jet, therefore, with regard to the rotational movement of the jet, the law of areas applies. So is r the radius of a particle, # dir angular velocity and u-r ## the circumferential velocity of the same, then n r = constant, a particle therefore arrives on its helical path from the radius r1 to the radius r2, then u2 r2 = u1r1 or u2 / u1 = r1 / r2, i.e. H. the circumferential speeds behave the wrong way round like the radii, or: in one Rotary jet with variable cross-section behave like the tangential velocities on the wall of the nozzle in two cross-sections is reversed like the radius of these cross-sections.

Die Fliehkraft, die ein Teilchen erfährt, ist sodann je Masseneinheit in den beiden Punkten I und 2, F1 = u12/r1 und F2 = u22/r2 oder F2/F1=u22/u12#r1/r2 oder zusammen mit obiger Gleichung r1 r.2 schließlich F2 /F1 = #r1/r2#3, d. h. bei der Einschnürung eines rotierenden Strahles mittels einer glattwandigen Düse verhalten sich die Fliehkräfte an der Düsenwand verkehrt wie die dritten Potenzen der Halbmesser der jeweiligen Querschnifte. Bei einer Einschnürung auf die Hälfte des Halbmessers würde demnach die Fliehkraft an der Düsenwand sich auf den achtfachen Wert erhöhen. Für die inneren Stromfäden ist diese Vers'tärkung entsprechend größer. The centrifugal force that a particle experiences is then per unit of mass in the two points I and 2, F1 = u12 / r1 and F2 = u22 / r2 or F2 / F1 = u22 / u12 # r1 / r2 or together with the above equation r1 r.2 finally F2 / F1 = # r1 / r2 # 3, i.e. H. at behave towards the constriction of a rotating jet by means of a smooth-walled nozzle the centrifugal forces on the nozzle wall are inverted like the third powers of the radius of the respective cross sections. With a constriction to half the radius the centrifugal force on the nozzle wall would therefore increase to eight times the value. This reinforcement is correspondingly greater for the inner stream filaments.

In den Abb. 3 und 4 ist ein Entöler für Preßluft dargestellt. Der Leitapparat 3 setzt den Strahl in Drehung. Die Einschnürung des Strables erfolgt bei 4, die Ölabfuhr durch die Öffnungen 5' der Nut 5 in den Raum 6 bzw. II, die Erweiterung des Strahles bei 7. In Figs. 3 and 4 an oil separator for compressed air is shown. Of the Diffuser 3 sets the jet in rotation. The constriction of the strable takes place at 4, the oil discharge through the openings 5 'of the groove 5 in the space 6 or II, the Extension of the ray at 7.

Ein Austrittsleitapparat ist hierbei nicht angewendet. Die Ein- und Austrittsöffnung sind gleichachsig angeordnet. Die Nut 5 kann auch fortgelassen werden. An Stelle von mehreren Öffnungen 5' kann auch nur eine einzige vorgesehen sein. An outlet guide device is not used here. The in and The outlet openings are arranged coaxially. The groove 5 can also be omitted will. Instead of several openings 5 ', only a single one can be provided be.

Die vorbeschriebenen Abscheider können auch in zwei oder mehreren parallelen Wegen angeordnet werden, um die Abmessungen des Drehstrahles zu verkleinern und um gegebenenfalls die bei größeren Abmessungen möglichen und störenden turbulenten Bewegungen zu vermeiden. The separators described above can also be in two or more parallel paths are arranged in order to reduce the dimensions of the rotary beam and possibly the disturbing turbulence that is possible with larger dimensions Avoid movements.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H: Device for separating specific heavier components from gases or vapors, with which at the same time Application of centrifugal force to the gases or vapors to be cleaned through a nozzle their narrowest point openings for the discharge of the excreted impurities are attached and, if necessary, then followed by a diffuser for energy recovery are performed, characterized in that immediately before in the flow direction running, smooth-walled nozzle (4) in the line known, the issue of a Rotary movement of the gas or steam flow around its axis of propagation serving guide devices (3) are arranged.