DE607448C

DE607448C - Centrifugal separator

Info

Publication number: DE607448C
Application number: DEI48432D
Authority: DE
Original assignee: Intensiv Filter GmbH and Co KG
Current assignee: Intensiv Filter GmbH and Co KG
Priority date: 1933-11-24
Filing date: 1933-11-24
Publication date: 1934-12-27

Description

Fliehkraftabscheider Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftabscheider (Zyklon), insbesondere für heiße Gase, bei dem die an der Gehäusewandung kreisenden, zusammengeballten Staubteilchen durch eine oder mehrere seitliche Auslaßöffnungen der Gehäusewandung hindurch in ein oder mehrere Nebengehäuse abgeführt werden.Centrifugal separator The invention relates to a centrifugal separator (Cyclone), especially for hot gases, in which the circulating on the housing wall, aggregated dust particles through one or more side outlet openings the housing wall are discharged through into one or more secondary housings.

Bei Abscheidern dieser Art besteht die Schwierigkeit, die durch Fliehkraftwirkung im Abscheidergehäuse bereits nahezu restlos ausgeschiedenen Staubteilchen bzw. das angereicherte Staub-Luft-Gemisch Wirbel- und reibungsfrei überzuleiten in das oder die Nebengehäuse, unter möglichst geringer Mitführung von bereits gereinigter Luft. Die bisher bekannten Fliehkraftabscheider mit Nebengehäuse haben dieses Problem nicht zufriedenstellend gelöst und demzufolge je nach der Staubart einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad von nur 75 bis 8o 0,ö erzielen können.With separators of this type there is the difficulty caused by the effect of centrifugal force Already almost completely separated dust particles in the separator housing or the to transfer enriched dust-air mixture into the or without vortices and friction the secondary housing, with the least possible entrainment of air that has already been cleaned. The previously known centrifugal separators with secondary housings have this problem not solved satisfactorily and therefore, depending on the type of dust, a proportionate one poor efficiency of only 75 to 8o 0, ö can achieve.

Erfindungsgemäß wird dieser Übelstand dadurch beseitigt, daß vor der Auslaßöffnung in jedem Nebengehäuse ein von einer äußeren Kraft betriebenes Flügelrad angebracht ist, welches die kreisende Bewegung der Staubteilchen in eine in Richtung der Achse des Abscheidergehäuses nach abwärts gerichtete Bewegung umleitet. Von diesem Flügelrad wird der aus der seitlichen Austrittsöffnung des Hauptgehäuses austretende, mit Staubteilchen beladene Luftstrom ohne Reibung oder Wirbelbildung, gewissermaßen unter Ansauge-Wirkung, so aufgenommen, daß nur sehr geringe Mengen der bereits gereinigten Luft mit dem Staub durch die seitliche öffnung des Hauptgehäuses hindurchtreten können. Infolgedessen arbeitet der neue Abscheider erheblich besser und vollkommener als alle bisherigen Einrichtungen dieser Art, und es läßt sich mit ihm sogar bei sehr feinen Staubarten ein bislang nicht annähernd erzielter Wirkungsgrad erreichen.According to the invention this drawback is eliminated in that before the Outlet opening in each secondary housing an impeller operated by an external force attached, which is the circular motion of the dust particles in one direction diverts downward movement along the axis of the separator housing. from this impeller is the one from the side outlet opening of the main housing escaping air flow laden with dust particles without friction or vortex formation, so to speak with the effect of suction, so absorbed that only very small amounts the already cleaned air with the dust through the side opening of the main housing can pass through. As a result, the new separator works much better and more perfect than all previous arrangements of this kind, and it can be done with it, even with very fine types of dust, an efficiency that has not even come close to being achieved reach.

Zweckmäßig können dabei die Flügel der Ableitungsvorrichtung nach Art der Laufschaufeln einer Francis-Turbine ausgebildet sein. Dadurch wird die erstrebte Wirkung einer reibungs- und wirbellosen Umleitung des Staubluftstromes in eine Richtung parallel zur Mittelachse des Hauptgehäuses noch begünstigt, während zugleich im Nebengehäuse noch eine weitere wirksame Trennung der Staubteilchen von der Luft durchgeführt wird.The wings of the discharge device can expediently follow Kind of the blades of a Francis turbine. This becomes the desired Effect of a frictionless and invertebrate diversion of the dust air flow in one direction parallel to the central axis of the main housing still favored, while at the same time im Secondary housing is another effective separation of dust particles from the air is carried out.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen Fig. i einen senkrechten Mittelschnitt durch den neuen Fliehkraftabscheider und Fig. 2 einen waagerechten Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. i in größerem Maßstabe.In the drawing, the invention is shown in an exemplary embodiment, namely, FIG. 1 shows a vertical center section through the new centrifugal separator and FIG. 2 is a larger horizontal cross-section along the line A-A in FIG Scale.

i bezeichnet ein aus zwei Schüssen gefertigtes, aufrecht stehendes, rohrförmiges Gehäuse, welches unter Einschaltung eines nach unten zu kegelförmig sich verjüngenden unteren Rohrabschnittes 2 auf einem Tragrohr 3 ruht und welches seinerseits einen nach oben zu schwach kegelig sich erweiternden und in einen verbreiterten, oben abgeschlossenen Raum 5 auslaufenden Rohrabschnitt 4 trägt. Gleichachsig zur Mittellinie des so gebildeten Gehäuses ist eine Rohrleitung von wesentlich geringerem Durchmesser angeordnet. Die in der Nähe des unteren Endes des zylindrischen Gehäuses i mit dem Rohr 6 beginnende Rohrleitung ist dicht unterhalb der Verbindungsstelle der Teile i, 4 zu einem Kege17 erweitert, dessen obenliegende breite Grundfläche bis nahe an die Innenwandung des Rohres i heranreicht. Der verhältnismäßig langgestreckte Kegel 7 geht über einen wesentlich kürzeren, umgekehrt angeordneten Kegelabschnitt 8 wieder in ein zylindrisches Rohr 9 über, welches einen größeren Durchmesser besitzt als der untere Rohrleitungsabschnitt i. Das Rohr 9 ist durch die Decke des Raumes 5 ins Freie geführt und auf seinem außerhalb des Raumes 5 liegenden oberen Ende mit einer Wind- und Regenschutzhaube i o ausgestattet, wobei der Abscheider im vorliegenden Beispiel für den Fall bestimmt ist, daß die aus der Rohrleitung austretenden gereinigten Gas- und Luftströme ungenutzt in die Außenatmosphäre abgeblasen werden sollen. Falls eine weitere Verwendung der gereinigten Gas- oder Luftströme zu Heiz-, Belüftungs- oder anderen Zwecken stattfinden soll, darf die Leitung 9 selbstverständlich nicht im Freien münden, sondern es muß an die Leitung 9 eine weitere Anschluß- oder Zubringerleitung angefügt werden.i denotes an upright, two-shot, tubular housing, which with the inclusion of a downward to conical tapered lower tube section 2 rests on a support tube 3 and which in turn one up too weakly conical widening and into a widened, above-closed space 5 ending pipe section 4 carries. A pipeline is coaxial to the center line of the housing formed in this way arranged of much smaller diameter. The ones near the lower end of the cylindrical housing i with the pipe 6 beginning pipeline is just below the connection point of the parts i, 4 expanded to a Kege17, the overhead wide base up to close to the inner wall of the tube i. The proportionately elongated cone 7 goes over a much shorter, reversed Conical section 8 again into a cylindrical tube 9, which has a larger Has diameter than the lower pipe section i. The pipe 9 is through the ceiling of the room 5 led outside and on its outside of the room 5 upper end equipped with a wind and rain hood i o, the separator in the present example is intended for the case that the pipeline Exiting purified gas and air streams are blown unused into the outside atmosphere should be. If further use of the cleaned gas or air streams is to take place for heating, ventilation or other purposes, the line 9 Of course, they do not end in the open air, but must be connected to line 9 additional connection or feeder line can be added.

Der Raum 5 enthält die Zuführleitung i i für die staubhaltigen, ungereinigten Gasströme, und zwar ist, wie in Fig. i mit gestrichelten Linien angedeutet ist, die Zufuhrleitung so angeordnet, daß die von einem Gebläse herangeförderten Gasströme tangential in den Raum 5 eintreten und an der Seitenwandung des Raumes 5 entlang streichen, hier also zwangsläufig in eine kreisende Bewegung übergeführt werden. Der Raum 5 besitzt einen spiralförmigen, unrunden Grundriß., damit die Gase möglichst reibungs- und widerstandslos allmählich in den kegeligen Tei14 des Gehäuses übergeleitet werden. Auf einem mittleren Abschnitt des Rohres 9 innerhalb des kegelförmigen Gehäuseteiles 4 angeordnete Leitbleche 12 sorgen dafür, daß die Luft-bzw. Gasströme auch außerhalb des Raumes 5 ihre kreisende Bewegung beibehalten.The room 5 contains the supply line i i for the dusty, uncleaned Gas flows, namely, as indicated in Fig. I with dashed lines, the supply line is arranged so that the gas flows conveyed by a blower enter the room 5 tangentially and along the side wall of the room 5 delete, so here inevitably be converted into a circular motion. The space 5 has a spiral, non-circular plan. So that the gases as possible Gradually transferred into the conical part of the housing without friction and resistance will. On a central section of the tube 9 within the conical housing part 4 arranged baffles 12 ensure that the air or. Gas flows outside as well of the room 5 maintain their circular motion.

Unterhalb des kegeligen Teiles 7, 8 der inneren Rohrleitung sind am Rohr i mehrere - im gezeichneten Beispiel zwei - nach der entgegengesetzten Richtung wie der Kege17 sich kegelig erweiternde Blechtrichter 13, 14 befestigt, die dicht an die Innenwand des Rohres i heranreichen und gegenüber dem Rohr i nur schmale Ringspalte 15 frei lassen. Der untere, in den oberen Trichter 13 teilweise hineinragende Trichter 14 ist geteilt ausgeführt, derart, daß -der breite unter Trichterrand von einem gleichachsig zu dem eigentlichen Trichter 14 angeordneten und mit diesem durch Abstandshalter 16 starr verbundenen zweiten Teiltrichter 14' gebildet ist, dessen Außenwand in ein kurzes zylindrisches Mündungsstück ausläuft. Der zweiteilige Trichter 14, i4' ist gegenüber dem darüberbefindlichen einteiligen Trichter 13 so angebracht, daß die obere Mündung des zwischen den beiden Trichterhälften 14, 14! verbleibenden kegeligen Durchgangsraumes 17 etwa auf gleicher Höhe liegt wie der untere Rand des übergeordneten Trichters 13. Soweit ist die Ausbildung der Vorrichtung -nicht Gegenstand der Erfindung.Below the conical part 7, 8 of the inner pipeline, several sheet metal funnels 13, 14 which widen conically in the opposite direction as the Kege17 are attached to the pipe i, in the example shown, which extend close to the inner wall of the pipe i and opposite the pipe i only leave narrow annular gaps 15 free. The lower funnel 14, which partially protrudes into the upper funnel 13, is divided in such a way that the wide under the funnel edge is formed by a second sub-funnel 14 'coaxially to the actual funnel 14 and rigidly connected to it by spacers 16, the outer wall of which runs out into a short cylindrical mouthpiece. The two-part funnel 14, i4 'is attached opposite the one-piece funnel 13 located above it in such a way that the upper mouth of the between the two funnel halves 14, 14! remaining conical passage space 17 is approximately at the same level as the lower edge of the superordinate funnel 13. So far, the design of the device is not the subject of the invention.

An der Innenwand des unter den Trichtern 13, 14 folgenden Abschnittes des Rohres i sind drei übereinanderliegende, an sich bekannte Gleitschienen 18 von U-förmigem Querschnitt befestigt. Jede dieser Gleitschienen 18, deren weggeschnittener vorderer Teil in Fig. i der Zeichnung mit strichpunktierten Linien angedeutet ist, ist in Schraubenlinienform gebogen und erstreckt sich über eine volle Windung von 36o°, während die Steigung der einzelnen Schienen etwa gleich groß ist. Das obere Ende und demzufolge auch das untere Ende jeder der drei in gewisser Entfernung voneinander angebrachten Gleitschienen 18 ist gegenüber den anderen Schienen um i zo° versetzt angeordnet, und am unteren Ende jeder dieser Schienen 18 befindet sich in der Gehäusewandung i eine durch einen Schieber i9 verstellbare Schlitzöffnung 2o, durch welche der auf der Schiene 18 tierabgleitende Staub in eine Umleitvorrichtung 2 i gelangt. Entsprechend der Anzahl der Leitschienen 18 sind im Beispiel drei Umleitvorrichtungen 2 i um 12 o° gegeneinander versetzt am Außenumfang des Gehäuses i angeordnet.On the inner wall of the following under the hoppers 13, 14 of the pipe section three superimposed, known per se, slide rails are mounted i 1 8 shaped U-cross-section. Each of these slide rails 18, the cut-away front part of which is indicated in FIG. The upper end and consequently also the lower end of each of the three slide rails 18 attached at a certain distance from one another is arranged offset from the other rails by i zo °, and at the lower end of each of these rails 18 is located in the housing wall i one through a slide i9 adjustable slot opening 2o, through which the dust sliding on the rail 18 passes into a diversion device 2 i. Corresponding to the number of guide rails 18, three diversion devices 2 i are arranged offset from one another by 120 on the outer circumference of the housing i in the example.

Die Flügel 22 dieser Vorrichtungen sind nach Art der Laufschaufeln einer Francis-Turbine ausgebildet und werden von einem auf dem Flügelradgehäuse angeordneten Elektromotor 23 in einer solchen Umlaufrichtung betrieben, daß sie im Sinne des von den Gleitschienen 18 tangential abgleitenden Staubes sich drehen, dem Austritt des Staubes aus den Schlitzen 2o also nicht entgegenarbeiten, sondern ihn fördern (s. die eingezeichneten Pfeile in Fig.2). Die nach unten hin sich verjüngenden Gehäuse 2 i der Umleitvorrichtungen sind je durch ein Rohr 24 mit einem Sammelbunker 25 verbunden, der an seinem trichterförmigen Boden 25' eine durch einen Schieber 26 o. dgl. abschließbare Ausfüllöffnung besitzt, während an seiner Decke eine Austrittsleitung 27 für die mit in den Bunker 25 gelangende Luft vorgesehen ist, die entweder wieder zum Hauptgebläse zurückgeleitet oder einem besonderen Staubfilter-zugeführt «-erden kann. Die Ausbildung des Sammelbehälters gehört jedoch nicht zur Erfindung.The blades 22 of these devices are of the blade type a Francis turbine and are mounted on the impeller housing arranged electric motor 23 operated in such a direction of rotation that they rotate in the sense of the dust tangentially sliding off the slide rails 18, So do not work against the exit of the dust from the slots 2o, but promote him (see the arrows drawn in Fig. 2). The tapering towards the bottom Housing 2 i of the diversion devices are each through a pipe 24 with a collecting bunker 25 connected, at its funnel-shaped bottom 25 'one by a slide 26 or the like. Lockable filling opening owns while at his Cover an outlet line 27 for the air entering the bunker 25 which is either fed back to the main fan or fed to a special dust filter «-Can earth. However, the design of the collecting container is not part of the invention.

Der Bunker 25 ist teilweise um den unteren kegeligen Abschnitt 2 des Abscheidergehäuses und dessen Tragrohr 3 herumgebaut und so angeordnet, daß seine Ausfüllöffnung unmittelbar neben der ebenfalls als Ausfüllöffnung dienenden und ebenfalls durch einen Schieber 28 o. dgl. abschließbaren unteren Mündung des Tragrohres 3 liegt.The bunker 25 is partially around the lower conical section 2 of the Separator housing and its support tube 3 built around and arranged so that its Filling opening immediately next to the and also serving as a filling opening also by a slide 28 or the like. Lockable lower mouth of the support tube 3 lies.

Unterhalb der Auslaßöffnungen 2o ist im Abscheidergehäuse i noch eine aus mehreren ineinandergeschalteten und gegeneinander verstellbaren Ringtrichtern 29 bestehende regelbare Drosselstelle vorgesehen, welche ebenfalls nicht zur Erfindung gehört und hier höchstens insoweit von Bedeutung ist, als durch willkürliche Beeinflussung des abziehenden Reinluftstromes mittelbar auch auf den Übergang des Staub-Luft-Gemisches in die Nebengehäuse 2 1 eingewirkt werden kann und mit Hilfe dieser Drosselstelle eine weitgehende Anpassungsfähigkeit des Abscheiders sowohl an wechselnde Luftmengen als auch an verschiedene Staubarten ermöglicht ist, so daß der neue Abscheider auch bei veränderten Betriebsverhältnissen mit gutem Wirkungsgrad arbeitet.Below the outlet openings 2o there is another one in the separator housing i from several interconnected and mutually adjustable ring funnels 29 existing controllable throttle point provided, which is also not part of the invention heard and is of importance here at most insofar as through arbitrary influence of the withdrawing clean air flow also indirectly affects the transition of the dust-air mixture can be acted on in the secondary housing 2 1 and with the help of this throttle point extensive adaptability of the separator to changing air volumes as well as different types of dust, so that the new separator too works with good efficiency under changed operating conditions.

Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Einrichtung ist kurz folgende: Die staubhaltigen Gase werden, wie bereits erwähnt, von einem nicht mitgezeichneten Gebläse durch dieLeitung i i in tangentialer Richtung in den Raum 5 so eingeleitet, daß sie am Umfange des oberen Gehäuseteils entlang streichend und durch die Leitbleche 12 sowie durch den Kegel 8 wiederum an die Gehäuseinnenwand geschleudert in spiralförmiger und anschließend schraubenförmiger Bewegung den Gegenkegeln 1 ,3, 1:l zugeführt werden. Die unter Wirkung der Fliehkraft von den Gasen abgeschiedenen Staub- und Schmutzteilchen werden hier infolge der Verengung 15 des Durchgangsquerschnittes zusammengeballt, während die gereinigte Luft nach innen gedrängt wird und bei dem zweiten Kegel 14, der noch näher an die Innenwandung des Gehäuses i heranreicht und somit eine weitere Verengung des Durchgangsquerschnittes zur Folge hat, ihren Weg durch den zwischen den beiden Teilen 14, 1q' des Trichters gebildeten Kegelspalt 17 nimmt und mehr nach der Mitte des Abscheiders ent-,veicht.The method of operation of the device described above is briefly as follows: As already mentioned, the dust-containing gases are introduced into the space 5 in a tangential direction by a fan (not shown) through the line ii, so that they brush along the circumference of the upper housing part and through the baffles 12 as well as being thrown by the cone 8 against the inner wall of the housing in a spiral and then helical movement to the counter cones 1, 3, 1: 1. The dust and dirt particles separated from the gases under the effect of centrifugal force are clumped together here as a result of the constriction 15 of the passage cross-section, while the cleaned air is forced inwards and with the second cone 14, which comes even closer to the inner wall of the housing i and thus a further narrowing of the passage cross-section has the consequence, takes its way through the conical gap 17 formed between the two parts 14, 1q 'of the funnel and escapes more towards the center of the separator.

Der zusammengeballte Staub wird sodann von den Gleitschienen 18 aufgefangen und durch die verstellbaren Schlitze 2o in tangentialer Richtung den Flügeln 22 der Umleitvorrichtungen 2 i zugeführt. Die Flügel leiten den Staub mit einem geringen Anteil an Luft durch die Rohrleitungen 2q. in den Bunker 25, an dessen Boden der Staub und Schmutz sich sammelt, wohingegen der Teilluftstrom durch die Leitung 27 entweicht und entweder wieder zum Gebläse oder zu einem getrennten Staubfilter geführt wird.The accumulated dust is then caught by the slide rails 18 and the blades 22 through the adjustable slots 2o in the tangential direction the diversion devices 2 i supplied. The wings direct the dust with a little Share of air through the pipes 2q. in the bunker 25, at the bottom of which the Dust and dirt collects, whereas the partial air flow through line 27 escapes and either fed back to the blower or to a separate dust filter will.

Inzwischen zieht der Hauptluftstrom innerhalb der Gleitschiene 18 nach unten ab, durchströmt die Drosselstelle 29 und gelangt durch das Abluftrohr 6, 7, 8, 9 ins Freie oder zu einem anderen Verwendungsort, während die noch in der Drosselstelle abgeschiedenen Staubteilchen durch den Trichter 2 in das Tragrohr 3 nach unten fallen. Die Schieberverschlüsse 28 bzw. 26 am Boden dieses Rohres 3 bzw. am Bunker ermöglichen in den erforderlichen Zeitabständen eine Entnahme des angesammelten Abscheidungsmaterials.In the meantime, the main air flow within the slide rail 1 8 withdraws downwards, flows through the throttle point 29 and passes through the exhaust pipe 6, 7, 8, 9 into the open air or to another place of use, while the dust particles that are still separated in the throttle point pass through the funnel 2 in the support tube 3 fall down. The slide closures 28 and 26 on the bottom of this pipe 3 or on the bunker allow the accumulated deposition material to be removed at the required time intervals.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, vielmehr sind auch Abänderungen sowie mancherlei andere Ausführungen, insbesondere des Abscheiders, möglich. Statt der dargestellten drei Nebengehäuse könnte auch eine beliebige andere Anzahl von Nebengehäusen vorgesehen sein, wobei entsprechend auch die Anzahl der Zubringerschienen geändert werden müß.te.Of course, the invention is not limited to the example shown, rather, there are also changes and various other versions, in particular of the separator, possible. Instead of the three secondary housings shown, could also any other number of secondary housings may be provided, with corresponding the number of feeder rails must also be changed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Centrifugal separator (cyclone), especially for hot gases, in which the dust particles circling on the housing wall, clumped together through one or more lateral outlet openings in the housing wall in one or more secondary housings are discharged, characterized in that before the outlet opening (20) in each secondary housing (2 i) is operated by an external force Impeller (22) is attached, which the circular movement of the dust particles in a downward movement in the direction of the axis of the separator housing redirects.

2. centrifugal separator according to claim i, characterized in that the Wing (22) of the discharge device (2i) in the manner of the blades of a Francis turbine are trained.